基于量子PSO算法的CMOS運(yùn)算放大器優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、在模擬CMOS 單元電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)化和優(yōu)化方面，現(xiàn)有的仿真方法大多是基于常規(guī)數(shù)值計(jì)算方法，不僅計(jì)算復(fù)雜，而且精度不高。為此，根據(jù)粒子群優(yōu)化(PSO)算法和量子行為特性，提出一種基于量子PSO 算法的集成電路優(yōu)化方法，以實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化求解。 本論文的主要工作如下： （1）CMOS 運(yùn)算放大器的分析。由于絕大部分模擬電路都是采用傳統(tǒng)手段—由設(shè)計(jì)者選定電路拓?fù)?，通過(guò)電路仿真器對(duì)電路進(jìn)行反復(fù)地模擬和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定器件尺寸實(shí)現(xiàn)的，其設(shè)計(jì)

2、不僅繁瑣、費(fèi)時(shí)，而且一次成功率很低。為便于CMOS 運(yùn)算放大器的優(yōu)化，首先針對(duì)運(yùn)算放大器的特點(diǎn)，MOS 管的電學(xué)特性，噪聲模型及運(yùn)算放大器的不同結(jié)構(gòu)及電路性能解析方程等以原理圖和電學(xué)性能公式的方法做了詳細(xì)的分析。 （2）量子PSO 算法的仿真分析。在PSO 算法基礎(chǔ)上，將量子算法（Quantum Algorithm）相結(jié)合，使得粒子在整個(gè)空間中搜索全局最優(yōu)解，這樣可以減少搜索時(shí)間，提高運(yùn)算精度，通過(guò)兩種算法對(duì)典型函數(shù)求解，通過(guò)兩

3、種收斂曲線對(duì)比分析，驗(yàn)證了量子PSO 算法在收斂速度方面遠(yuǎn)優(yōu)于基本PSO 算法，且不易陷入局部最優(yōu)。（ 3）運(yùn)算放大器優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析了一種兩級(jí)CMOS 運(yùn)算放大器，使用0.35 微米的工藝實(shí)現(xiàn)，供電電壓是3.3V 。運(yùn)放電路的直流增益、單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率和功耗四項(xiàng)主要性能指標(biāo)作為參考并推導(dǎo)出電路性能解析方程。主要將CMOS 運(yùn)算放大器的電路性能解析方程轉(zhuǎn)化成粒子位置的求解，先初始化粒子的速度和位置，然后不斷迭代更新，直到搜索