امروزه یکی از کاربردهای خاص شبکه های حسگر بیسیم در زمینه سیستم های حفاظت از سلامت بدن انسان و ورزش است که با نام شبکه بیسیم حسگر بدن معرفی می شود. این شبکه حسگر به منظور بررسی وضعیت بیماران در حال درمان درمحیط های بیمارستانی و پس از ترخیص در منازل و محیط کار و یا برای انجام مراقبت های لازم برای افراد سالمند در اختیار بیماران قرار می گیرد و توسط پزشکان ویا مراکز مراقبت ویژه کنترل می شود و در صورت لزوم پروتکل های درمانی اعمال می گردد. از جمله موارد مورد بحث، بهینه کردن مصرف انرژی در این شبکه ها است که بخش عمده آن در دریافت داده ها از طریق حسگرها و واحدهای فرستنده و گیرنده است. یکی از روش های کاهش مصرف انرژی که در شبکه های حسگر بیسیم مطرح شده است، پایین آوردن حجم داده ها ارسالی است. عملیات کاهش داده ها ارسالی در طی دو مرحله انجام خواهد شد. مرحله اول کاهش داده ها ارسالی در هر گره حسگر داده ها فیزیولوژی مربوطه است. در این روش به جای ارسال کل داده ها، به کمک آستانه گذاری ضرایب تبدیل موجک، داده ها مهم استخراج شده و به واحد جمع کننده ارسال می گردد. در مرحله بعد در واحد جمع کننده سیگنال های غیر همگن، با استفاده از آنالیز عناصر اصلی و به کمک همبستگی بین عناصر سیگنال ها از ارسال تک تک آنها جلوگیری می کنیم و یا به عبارتی به کاهش ابعاد سیگنال های ارسالی می پردازیم.

فرآیند آشکارسازی هدف در رادار می تواند به وسیله یک آشکارساز به صورت خودکار به اجرا در آید که پردازشگر نرخ هشدار غلط ثابت (cfar) نامیده می شود. آشکارسازهای cfar با پردازش پنجره ای از سلول های مرجع که سلول تست را در بر گرفته اند، سطح نویز را تخمین می زنند. امروزه تکنیک های cfar متعددی در سیستم های راداری مدرن مورد استفاده قرار می گیرند که کارآیی آشکارسازی اغلب آنها تحت پس زمینه کلاتر شدید و/یا اهداف تداخلی قوی کاهش می یابد. در این پروژه ما یک آشکارساز جدید را پیشنهاد نموده ایم که کارآیی آشکارسازی خود را در پس زمینه همگن با اهداف تداخلی بهبود می بخشد. نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار matlab نشان می دهد که آشکارساز پیشنهادی نسبت به آشکارسازهای ca و msca-cfar در محیط حاوی اهدف تداخلی، کارآیی آشکارسازی بالاتری دارد. ما از منطق فازی نیز استفاده کرده تا کارآیی آشکارساز پیشنهادی را ارتقا دهیم و یک شماتیک آشکارسازی cfar فازی بر مبنای دو آشکارساز را معرفی کرده ایم. دو آشکارساز مقادیر تابع عضویت فضای هشدار غلط را از نمونه های سلولهای مرجع محاسبه می کنند. در مرکز ترکیب دو مقدار مطابق چهار قانون ترکیب فازی ترکیب می شوند و یک تابع عضویت کلی جهت تخمین توان نویز پس زمینه به دست می آید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که قانون ترکیب فازی ضرب جبری، بهترین کارآیی آشکارسازی را نسبت به بقیه فراهم می آورد.

پس از کشف نانولوله های کربنیتوسط ایجیما و همکارانش بررسی های زیادی روی این نانوساختارها انجام شده است.این نانوساختارها به دلیل اندازه کوچکشان، قدرت مکانیکی بالا و خصوصیات الکترونیکی منحصر به فردشان، توجهات زیادی را به خودشان جلب کرده اند. نانولوله های کربنی به دلیل این ویژگی های برجسته کاربردهای فراوانی را به خود اختصاص داده اند که برجسته ترین آنها کاربرد پزشکی نانولوله کربنی در دارورسانی برای درمان بیماری هایی مانند سرطان می باشد. در روش های امروزی دارورسانی توسط نانولوله کربنی حامل دارو، نانولوله کربنی حامل دارو را در خون تزریق می کنند تا از طریق جریان خون به سلول هدف برسد. امروزه برای اینکار از گیرنده های سلولی متصل به نانولوله حامل دارو استفاده می کنند که این روش از بهره بالایی برای رسیدن به هدف برخوردار نمی باشد، ازاینرو هدف اصلی ما در این تحقیق بدست آوردن روش هایی برای کنترل دقیق حرکت نانولوله کربنی و هدایت گری با دقت بالا برای انتقال نانولوله کربنی به یک موقعیت کاملاً مشخص در محیط هایی با ابعاد میکرو و نانومتر می باشد. برای حرکت نانولوله کربنی درون محیط سیال از تئوری دی الکتروفوروز که توسط آقای هربرت پل در سال 1950 ارائه شده است، بهره گرفته ایم. برطبق این اثر هنگامی که یک ذره تحت میدان الکتریکی قرار می گیرد، از سوی میدان یک گشتاور دو قطبی در ذره القاء و درنتیجه یک نیروی خالص بر آن وارد می شود. این نیرو باعث جابجایی نانولوله کربنی به سمت منبع تولید میدان و یا باعث دور شدن نانولوله کربنی از منبع تولید میدان می شود. در تحقیق حاضر از دو نوع نانولوله کربنی فلزی و نیمه هادی و 4 محیط ایزوپروپیل الکل، اتانول، آب مقطر و خون که نانولوله کربنی در آن ها پراکنده است، استفاده می کنیم. برای حرکت نانولوله کربنی در محیط هایی با ابعاد میکرو و یا نانومتر باید بتوانیم میزان و جهت جابجایی نانولوله کربنی را بسیار دقیق کنترل و میزان جابجایی آنرا تا حداقل ممکن کاهش دهیم. ازاینرو 4 اثر مهم را مورد بررسی قرار داده ایم تا توسط کنترل آنها بتوانیم میزان جابجایی نانولوله کربنی را تا حداکثر ممکن کاهش دهیم. این اثرها عبارتند از: اثر فرکانس ولتاژ ac اعمالی به میکروالکترودها، اثر ثابت دی الکتریک و رسانندگی الکتریکی محیط و نانولوله کربنی در محدودیت های فرکانس بالا و پایین، ولتاژ بایاس اعمالی به میکروالکترودها و فاصله میان میکروالکترودها. برای بررسی اثر فرکانس، اثر آن را روی پارامتر re{kf} بررسی کرده ایم. پارامتر re{kf} بشدت به فرکانس ولتاژ بایاس اعمالی به میکروالکترودها وابسته می باشد و تنها پارامتری است که هم بر اندازه و هم بر علامت نیروی وارد بر نانولوله کربنی و در نتیجه بر میزان جابجایی و جهت حرکت نانولوله کربنی تاثیرگذار می باشد. برای بررسی اثر ثابت دی الکتریک و رسانندگی الکتریکی محیط و نانولوله کربنی، از رابطه نیروی دی الکتروفورتیک برای محدودیت های فرکانس های پایین و بالا استفاده کرده ایم. ولتاژ بایاس اعمالی به میکروالکترودها و فاصله میان میکروالکترودها مستقیماً روی شدت میدان الکتریکی تاثیر دارد و از آنجاییکه نیروی دی الکتروفورتیک با گرادیان اندازه میدان به توان 2 ارتباط مستقیم دارد ازاینرو این دو اثر تنها روی میزان جابجایی نانولوله کربنی تاثیر دارند و به هیچ وجه در جهت جابجایی نانولوله کربنی دخالتی ندارند. در اثر ولتاژ بایاس مقدار پتانسیل اعمالی به میکروالکترودها در سه رنج 10v,50v,100v و در اثر فاصله میان میکروالکترودها، فاصله میان نوک میکروالکترودها را در سه رنج 1u,6u,10u انتخاب کرده ایم.

سکوهای ارتفاع بالا نام فناوری جدیدی در زمینه مخابرات بی سیم است که پس از شبکه های زمینی و ماهواره ای بوجود آمده و از ترکیبی از مزایای هر دو سیستم بهره می برد. این سامانه ها معمولا ً در لایه استراتوسفری جو زمین قرار گرفته و توانایی ارائه انواع سرویس های مخابراتی باند پهن و باریک را در این ارتفاع دارا می باشند. از طرف دیگر، یکی از مهمترین ملاحظاتی که به هنگام ارائه سرویس در شبکه های بی سیم باید در نظر گرفته شود، موضوع کنترل پذیرش درخواست و تضمین کیفیت سرویس کاربرانی است که می خواهند از شبکه استفاده کنند. از این رو، در این پایان نامه کوشش شده است، برای سکوهای ارتفاع بالای مبتنی بر شبکه gsm، یک الگوریتم کنترل پذیرش درخواست مناسب بصورت مدلی ریاضی ارائه شود و عملکرد و کارایی جنبه های مختلف آن تحت شرایط متفاوت مورد بررسی و آزمایش قرار بگیرد.

ترانزیستورهای اثر میدانی بر روی عایق یکی از پر کاربرد ترین افزاره هاست. این فن آوری برای غلبه بر اثرات کانال کوتاه و کاهش جریان نشتی و کاهش خازنهای پارازیتی نقش مفیدی ایفا کرده است. همچنین با توجه به اهمیت کاربردهای ترانزیستورهای اثر میدانی بر روی عایق در طراحی مدارهای مجتمع rfبرای کاربردهای رادیویی و مخابراتی، ماهواره ها و سیستمهای بی سیم ، بهبود ساختار این افزاره ها مورد توجه اکید قرار گرفته است. در سالهای اخیر افزاره های strained si/sige محبوبیت زیادی در صنعت میکروالکترونیک کسب کرده است. این محبوبیت از آنجا ناشی می گردد که با این افزاره ها می توان ابعاد کوچکتر و کارایی بهتری به دست آورد. گزارش ها و تحقیقات گوناگون نشان داده است که این فن آوری به علت بهبود قابلیت حرکت الکترونها و حفره ها در جریان راه انداز n-mos و p-mos رشد چشمگیری داشته است. استفاده همزمان از مزایایی فن آوری سیلیسیم بر روی عایق و فن آوری strained si/sige موجب بهبود کارایی افزاره، توان مصرفی و سرعت افزاره می شود. همچنین بالا رفتن جریان در فن آوری strained si/sige در پارامترهای rf نقش مهمی ایفا می کند. در این تحقیق قصد داریم با شبیه سازی افزاره strained si/sige بر روی عایق اثر تنش بر روی مشخصه های الکتریکی dc و مشخصه های ac مانند ولتاژ آستانه ، جریان راه انداز، جریان نشتی ،فرکانس قطع (ft) ، حداکثر فرکانس نوسان (fmax) ، بهره ولتاژذاتی (avo) ، هدایت انتقالی (gm) را بررسی نماییم. در این پایان نامه با استفاده از نرم افزار silvaco-atlas به طراحی و شبیه سازی افزاره سیلیسیم تحت تنش بر روی عایق می پردازیم.

در سالهای اخیر با توجه به تغییر سبک زندگی بشر بیماریهای قلبی و عروقی رشد زیادی یافتندکه نیاز به تلاش برای تشخیص و درمان این بیماریها را مسجل می سازد. اکو کاردیوگرافی به عنوان یک روش تشخیصی با مزیتهایی از جمله غیرتهاجمی بودن، هزینه کم،کاربری آسان و ... می تواند یکی از بهترین راه های برای نیل به اهداف تشریح شده باشد. یکی از بیماری های مطرح در این حوزه تنگی عروق قلبی است که با تست استرس اکوکاردیوگرافی قابلیت تشخیص را دارد. اما مسئله ای که وجود دارد کیفی بودن تشخیص و وابستگی نتایج حاصل از این تست به نظر پزشک است. برای رفع این مسئله نیاز به اتوماتیک شدن تشخیص با تکیه بر فنون پردازش تصویر و سیستم های شناسایی هوشمند می باشد که در سال های اخیر تلاش هایی در این زمینه صورت گرفته است. در این پایان نامه پس از استخراج ویژگی های مبتنی بر ضخامت دیواره های قلبی با استفاده از شبکه عصبی چند لایه پرسپترون، به طبقه بندی بیماران پرداخته شد و الگوریتم بر روی دو دیتا بیس اعمال گردید که نتایج و دقت های نهایی برای این داده ها به ترتیب حدود 92% و 85% به دست آمد که در مقایسه با سایر روش ها (مدل پنهان مارکف – ماشین بردار ارتباط- شبکه های بیزین) بهتر و قابل قبول تر بود.

در این پژوهش سعی شده است تا کارایی افزاره ترانزیستور اثر میدانی (fet ) در تماس با بیومارکرهای سرطانی و تشخیص آنها مورد بررسی قرار گیرد. لذا با مدل سازی کانال نانولوله کربنی در نرم افزار virtual nanolab ضمن بررسی تأثیر آنتی ژن ها و آنتی بادی انواع سرطان ها بر ویژگی های ساختار شیمیایی والکترونیکی کانال، تغییرات مقادیر خازنی کانال و پارامترهای کنترل گیت و درین را بدست می آوریم. سپس با استفاده از ابزار fettoy در نرم افزارmatlab و استفاده از پارامترهای بدست آمده منحنی های i-v را برای هر مرحله بدست می آوریم تا بتوانیم با تغییرات ایجاد شده در منحنی ها نسبت به تشخیص بیماری سرطان اقدام نماییم. اتصال آنتی ژن سرطانی به بدنه نانولوله، تغیراتی را در ساختار الکتریکی نانولوله کربنی که به عنوان کانال در ترانزیستور نانولوله کربنی قرار دارد، در پی خواهد داشت. این تغییرات ناشی از تغییر در خازن های درون ساختاری ترانزیستور و پارامترهای کنترلی گیت و درین این افزاره می باشد. البته در هر دو نانو لوله مورد بررسی قرار گرفته این اتصال باعث کاهش مقادیر خازنهای کوانتومی و پارامترهای کنترلی میگردد. همچنین با بررسی نمودارهای تغییرات جریان و بار همانطور که انتظار می رفت، اتصال آنتی ژن به بدنه نانولوله پدیده پراکندگی را در کانال افزایش داد و ضمن کاهش تعداد و سرعت حاملهای جریان، باعث کاهش جریان درین نیز گردید. لذا این روش می تواند بصورتی جامع تر به تشخیص آنتی ژن های سرطانی مبادرت ورزیده و ترانزیستور نانولوله کربنی بعنوان یک سنسور در علوم پزشکی بکار گرفته شود.

در این تحقیق می خواهیم به بررسی راهکارهایی برای طراحی مدارهای ولتاژ پایین و توان پایین بپردازیم.همانطور که می دانیم در سال های اخیر با گسترش جهانی کامپیوترها، سیستم های الکتریکی ومصرف کننده های الکترونیکی قابل حمل، طراحی سیستم های ولتاژ و توان پایین اجباری شده است.بدین منظور، برای طراحی مدارهای ولتاژ پایین، آینه جریان، طبقات ورودی و خروجی ولتاژ پایین را بررسی کرده ایم .و از میان روش های متفاوتی که برای اینگونه سیستم ها وجود دارد به روش با راه اندازی بدنه بیشترتوجه می نماییم زیرا این روش منجر به بزرگتر شدن محدوده ولتاژ مد مشترک و سوئینگ ولتاژ می شود وعملکرد بهتری در ولتاژهای تغذیه پایین دارد .این روش معایبی نیز دارد که از جمله می توان به این نکته اشاره نمود که چون ترانزیستورهای با راه اندازی بدنه در چاه های متفاوتی ساخته می شوند، برای طراحی مدارهایی که به یک تطبیق قوی بین ترانزیستورها نیاز دارند مرسوم نمی باشد.هدف این پروژه طراحی یک تقویت کننده ی عملی با توان و ولتاژ پایین و بهبود مشخصه ی بهره و پهنای باند است.مدار پیشنهادی دارای یک طبقه ترانزیستور های تفاضلی در ورودی و یک طبقه شیفت دهنده ی سطح و یک طبقه تکنیک جبرانسازی میلر و ساختار مقاومت صفر استفاده شده است.

در این پایان نامه به بررسی فرامواد به عنوان موادی مصنوعی با ویژگی هایی ممتاز و منحصر به فرد که در طبیعت یافت نمی شود، می پردازیم. مفاهیم پایه و ویژگی های انتقال امواج الکترومغناطیس در فرامواد را مورد مطالعه قرار داده و مواد با گذردهی الکتریکی منفی و نفوذپذیری مغناطیسی منفی را به عنوان اجزای تشکیل دهنده فرامواد با ضریب شکست منفی بررسی می کنیم. سپس فراماده تشدیدگر حلقوی شکاف دار را به عنوان ساختاری متداول در طراحی فرامواد مغناطیسی به تفصیل شرح داده و به کمک شیبه سازی در نرم افزار ansoft hfss تأثیر پارامترهای هندسی تشدیدگر حلقوی را برجابه جایی فرکانس تشدید آن بررسی می نماییم. در این تحقیق برای اولین بار فرامواد مغناطیسی با دو بستر دی الکتریک را بررسی کرده و با استفاده از مدل بیلاتی و مدل گئورگین برای محاسبه ی خازن مسطح چندلایه روابط تحلیلی برای فرامواد مغناطیسی تشدیدگر حلقوی شکاف دار و تشدیدگر مارپیچ با دو بستر دی الکتریک در بالا و پایین ساختار ارائه می دهیم. به منظور بررسی صحت مدل ارائه شده آن را با نتایج حاصل از شبیه سازی ساختارها در نرم افزار hfss مقایسه می کنیم. بیشینه خطای مدل تحلیلی برای فراماده تشدیدگر حلقوی 4% و برای فراماده تشدیدگر مارپیچ 85/2% به دست می آید. در هر دوحالت رابطه ی فرکانس تشدید برحسب ثابت دی الکتریک بستر دوم را به دست می آوریم. یک نمونه کاربردی برای فراماده مغناطیسی با دو بستر دی الکتریک را به عنوان حسگر رطوبت خاک بررسی کرده و با مدل ارائه شده رفتار این حسگر را تحلیل می کنیم. همچنین حالتی که بستر دی الکتریک دوم در زیر تشدیدگر و بستر دی الکتریک اول باشد را بررسی می کنیم و با استفاده از تکنیک pcm روابط تحلیلی مدل بیلاتی را برای دو بستر دی الکتریک اصلاح می کنیم. در این حالت نتایج روابط تحلیلی تطبیق خوبی را با نتایج شبیه سازی عددی داشته و بیشینه خطایی در حدود 2/1% را نشان می دهد.

بلوک منطقی قابل پیکره بندی (clb) شبیه سازی شده در این پایان نامه مدل xc4000 شرکت xilinx است که ساختاری نیرومند و انعطاف پذیر دارد. این clb از تعدادی جدول جست و جوی (lut) و تعدادی تسهیم کننده و دو فلیپ فلاپ نوع d ساخته شده است که هر lut می تواند برای پیاده سازی توابع مختلف استفاده شود . نتایج شبیه سازی رمزگشا ، تسهیم کننده ، سلول حافظه ، فلیپ فلاپ نوع d و lut ها نشان دهنده عملکرد دقیق clb ارائه شده و حافظه پیکره بندی شده توسط آن است .

هدف از اجرای این پروژه طراحی تقویت کننده توان در محدوده فرکانسی 4.4ghz تا 5ghz در کلاس f و با سطح سیگنال ورودی 22dbm وتوان خروجی 1wو کارآییpae بیشتر از 35% می باشد . این تقویت کننده توان با المانهای ریز نوار و با استفاده از ترانزیستور fpd3000 ساخت کارخانه filtronic طراحی گردیده است . در طراحی این تقویت کننده توان از روش آنالیز load pull و source pull برای بدست آوردن امپدانس بهینه ورودی وخروجی ترانزیستور به منظور حصول توان مطلوب با کارآیی pae حد اکثراستفاده شده است . برای افزایش پهنای باند فرکانسی از پسخوران منفی ومدارات تطبیق با المانهای نردبانی وبرای پایداری تقویت کننده ، از پسخوران منفی و مقاومت سری و روش ایجاد تلفات با استفاده از مدارات تطبیق نردبانی با المانهای ریز نوار استفاده شده است . توان خروجی این تقویت کننده بیشتر و یا مساوی 30dbm در تمام پهنای باند تقویت کننده است . بهره توان انتقالی تقویت کننده حداقل از 8.03db تا حداکثر 8.65db تغییر می کند که با توجه به سطح توان ورودی 22dbm سطح توان خروجی بیشتر از 30dbm بدست خواهد آمد . کارآیی pae تقویت کننده توان نهایی در تمام طول پهنای باند فرکانسی از حداقل 58.3% تا حداکثر 63.3% تغییر می کند که در هر صورت بیشتر از 35% است . همچنین تغییرات کارآیی pae در تمام طول پهنای باند فرکانسی برابر 5% است . توان تلفاتی dc که در واقع توان مصرفی منابع تغذیه بایاس کننده درین وگیت ترانزیستور می باشد ، از حداقل 1.42w تا حد اکثر 1.79w در تمام طول پهنای باند فرکانسی تغییر می کند که دامنه تغییراتی حدود 0.37w را دارا می باشد . مقدار سطح توان هماهنگهای دوم ، سوم ، چهارم و پنجم سیگنال فرکانس اصلی 4.7ghz به ترتیب برابر dbc 62.36 - , dbc70.36- , dbc 37.66- و dbc 35.23- است . که میزان تضعیف هماهنگ دوم و مخصوصا سوم خوب می باشد . در شبیه سازی این تقویت کننده توان از نرم افزار ads استفاده شده است.

فرستنده-گیرنده های ارتباط سریال با سرعت بالا، به دلیل قیمت پایین و پهنای باند وسیعی که دارند به طور گسترده ای در مخابرات داده نوری و صفحه پشتی مورد استفاده قرار گرفته اند. در این سیستم ها داده در فرستنده به صورت سریال در می آید و در گیرنده از این حالت خارج می شود. در گیرنده لازم است داده زمان بندی مجدد شود تا اثر جیتر که در طول خط انتقال در سیگنال دریافتی انباشته شده است حذف گردد. همچنین برای پردازش های بعدی، اطلاعات زمانی مثل کلاک، باید از روی شکل موج دریافتی استخراج شود. از یک مدار بازیابی کلاک و داده استفاده می شود. به عمل استخراج کلاک و دوباره زمان بندی کردن داده ها بازیابی داده و کلاک گفته می شود. امروزه برای کاربردهای مختلف انواع متفاوتی از مدارهای بازیابی کلاک و داده طراحی و پیاده سازی شده است. این مدارها با توجه به مشخصه های مورد انتظار سیستم مانند نرخ داده دریافتی، زمان قفل، محدوده قفل، میزان جیتر تولیدی یا انتقالی، مصرف توان و سطح اشغالی تراشه طراحی می شوند. به عنوان مثال می توان به مدارهای بازیابی کلاک و داده آنالوگ و یا دیجیتال بر اساس حلقه قفل فاز، مدارهای بازیابی کلاک و داده بر اساس حلقه قفل تاخیر و مدارهای بازیابی کلاک و داده حلقه باز اشاره کرد. همچنین در بعضی کاربردها نیاز به مدار بازیابی کلاک و داده با نرخ متغیر می باشد. در این پایان نامه یک مدار بازیابی کلاک و داده حلقه باز بر اساس قفل تزریقی پیشنهاد و طراحی شده است. از این مدار در بسیاری از گیرنده های لینک سریال که نیاز به قفل سریع دارند اما پهنای باند حلقه در آن ها چندان مهم نمی باشد، استفاده می گردد. در این مدار از یک نوسانگر کنترل شونده با ولتاژ که بر اساس قفل تزریقی کار می کند استفاده شده است که در واقع یک تقسیم کننده فرکانسی بر اساس قفل تزریقی نیز می باشد. نرخ داده ورودی به مدار 20 گیگا بیت در ثانیه و خروجی نوسانگر کنترل شونده با ولتاژ 10 گیگا هرتز می باشد، بنابراین نیاز است که از هر دو خروجی نوسانگر که با اختلاف فاز 180 درجه نسبت به هم هستند برای زمان بندی مجدد داده استفاده شود. به این منظور این دو خروجی به عنوان کلاک به دو فلیپ فلاپ برای زمان بندی مجدد داده اعمال می گردد. همچنین برای تنظیم تقریبی مدار پیشنهاد شده یک مدار حلقه قفل فاز طراحی و شبیه سازی شده است. در واقع این مدار برای نوسانگر کنترل شونده با ولتاژ در مدار اصلی یک ولتاژ کنترلی فراهم می کند و به این وسیله عمل تنظیم تقریبی را انجام می دهد. با استفاده از این روش محدوده قفل مدار پیشنهاد شده تا مقدار یک گیگا هرتز افزایش یافته است. از یک توان کل مصرفی مدار 77mw می باشد. مدار در تکنولوژی 0/18?m شبیه سازی شده است.

صرع، علامت کلینیکی فعالیت بیش از حد و بسیار همزمان نورون ها در قشر مغزی است که با تخلیه الکتریکی غیر طبیعی در بخشی از مغز همراه است. این بیماری به عنوان دومین اختلال مهم مغزی پس از سکته شناخته شده است. 1 تا 3 درصد مردم دنیا دچار این ضایعه مغزی هستند که بیماری 25% این افراد از طریق روش های موجود قابل درمان نیست. سیگنال eeg در اثر تخلیه همزمان نورون های مغز ایجاد شده و به هنگام حمله صرع دچار تغییرات شدیدی می شود. روش های تشخیصی و هشدار دهنده که بر پایه سیگنال eeg بنا نهاده شده است به دو دسته دیداری ( مستقیما توسط پزشک) و اتوماتیک (بر اساس دانش پردازش سیگنال ) تقسیم می گردد.معاینه بصری eeg به منظور آشکارسازی حمله حتی برای یک نورولوژیست خبره کار سخت و وقت گیری است، غلبه بر این مشکلات با استفاده از روش های آشکارسازی اتوماتیک در پیشرفت و بهبود روش های معالجه و درمان صرع موثر است. امروزه روش های اتوماتیک آشکار سازی هم در مراجعات سر پایی و هم در شرایط بستری طولانی مدت بیماران بسیار مفید و مرسوم می باشد و کمک شایان توجهی به تشخیص دقیق و درمان موثر می نماید . در نتیجه تحقیق در زمینه آشکارسازی بیماری صرع و ارائه روش های موثر بسیار مفید و الزامی می باشد. دیتای مورد استفاده در این تحقیق مربوط به بیماران با صرع کانونی یا جزئی می باشد، سیگنال eeg بیماران مبتلا به این نوع صرع می تواند شامل علائم صرعی باشد و نیز نباشد. از آنجایی که این نوع صرع بسیار شایع می باشد، نیاز به تشخیص دقیق آن وجود دارد. برای آشکار سازی صرع نیاز به استخراج ویژگی های مناسب و طبقه بندی سیگنال eeg می باشد. در این پایان نامه، 2 نوع طبقه بندی سیگنال eeg 21 بیمار صرعی مرکز بیمارستان فرایبورگ انجام شده است که شامل طبقه بندی حالت های قبل از حمله، در حین حمله و بعد از حمله و همچنین طبقه بندی حالت های قبل از حمله، در حین حمله و بدون حمله است. سیگنال eeg را می توان به عنوان یک سیگنال شاخص که اطلاعات مربوط به حالت های گوناگون مغز را دارا می باشد در نظر گرفت، بدین گونه که اطلاعات مذکور به نوعی در ویژگی هایی از این سیگنال نهفته است. در این پایان نامه به منظور استخراج ویژگی از روش های مبتنی بر تئوری آشوب استفاده خواهد شد. از آنجایی که مدل نورونی مغز انسان یک سیستم آشوبناک است، سیگنال eeg دارای ماهیت آشوبناک است. در هنگام حمله صرع از میزان بینظمی و آشوبناکی مغز کاسته می شود بنابراین ویژگی هایی که میزان آشوبناکی مغز را مورد سنجش قرار می دهند و تبدیل به یک معیار کمی می کنند، می توانند در این مسیر راهگشا باشند. این ویژگی ها عبارتند از بعد فرکتالی، بعد همبستگی، بزرگترین نمای لیاپانوف و آنتروپی تقریبی و این ویژگی ها از زیرباندهای فرکانسی سیگنال eeg هم استخراج می شوند. همچنین ویژگی های دیگری همچون نمای هرست و ویژگی های مبتنی بر پارامترهای ضرایب تبدیل موجک هم استفاده خواهند شد. همچنین از روش اطلاعات متقابل به منظور انتخاب کانال مناسب سیگنال eeg استفاده می شود.در ادامه تفکیک پذیری نواحی مختلف سیگنال با استفاده از تحلیل آماری anova بررسی می شود و سپس چند دسته طبقه بندی کننده به منظور انجام 2 نوع طبقه بندی بر روی سیگنال eeg استفاده خواهند شد. این طبقه بندی کننده ها، شامل kامین نزدیک ترین همسایگی، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی شعاعی و سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی هستند.

صرعیکیازشایعتریناختلالاتعصبیاستکهمعمولاباحملاتناگهانیهمراهاست. حملاتصرعییا تشنجنشانههاییگذرایاعلایمیازفعالیتهایعصبیغیرنرمال،شدیدیاسنکروندرمغزاست. حدود 50 میلیوننفرازمردمدرسرتاسرجهانبدینبیماریمبتلاهستند. درمانخاصیبرایاینبیماریوجودندارد واینبیماریتنهامیتواندبااستفادهازدارویااعمالجراحیدرشرایطحادکنترلشود. برایبیشاز25 درصداینبیمارانحتیباوجودپیشرفتهایگستردهدرزمینههایداروییوپزشکیرسیدنبهچنین شرایطیازکنترلبیمارینیزقابلتحققنیست. صرعدرحقیقتنهیکبیماریعصبیکهخود مجموعهایازنشانههاباعلایموعللگستردهایاستکههمهآنهادرنهایتبهفعالیتهایغیرنرمالوشدیدالکتریکیدرمغزمنجرمیشوند. وقوعاینحملاتناگهانیمیتواندباعثقرارگرفتنشخصدرموقعیتهایخطرناکیشودکهحتیزندگیبیماررابهمخاطرهاندازند. بهخاطراینکهاختلالدرهوشیاریوازدسترفتنناگهانیکنترلحرکتیاغلب بدونهیچنوعپیشآگاهیرخمیدهند،تواناییپیشبینیحملاتصرعیمیتواندباعثکاهشاسترسوبهبودکیفیتزندگیوایمنیبیمارباشد. بیماربادانستنزمانحملهازقبلحداقلمیتواندبرایوقوعآن آمادهباشدوبهطورمثالازقرارگرفتندرموقعیتهایخطرناککهزندگیشخصراهمممکناستبه مخاطرهاندازند(مانندیکخیابانشلوغیااستخر)دوریکند. بهعلاوهپیشآگاهیاززمانوقوعحمله میتواندروشهایمتنوعیازدرمانرانیزامکانپذیرسازد،بهعنوانمثالبهجایدرمانداروییبهصورت پیوسته دردرازمدتکهباعثاثراتجانبیعصبیودرکیمیشوند،درمانمیتواندتنهابهزمانهایلازموضروریکهاحتمالرخدادحملهوجودداردکاهشیابند. روشهای آنالیز سری زمانی مربوط به تئوری دینامیک غیر خطی و آشوب در بررسی سریهای زمانی سیگنالهای حیاتی کاربرد گسترده ای دارند. پیش بینی حمله صرع با اعمال روشهای آنالیز سری زمانی به داده های eeg ‏ثبت شده از بیماران مبتلا به صرع از جمله این کاربردها می باشد. سیستمهایینیزبامونیتورینگدایمسیگنالمیتوانندقبل ازاینکهحملهایرخدهدبااعمالبرخیروشهایپیشگیریازحملهمانندتحریکاتالکتریکییادرمان داروییمانعوقوعآنشوند. سیستمپردازشسیگنالارائه شده در این پایان نامه ازچندین بخشمجزاتشکیلشدهاست. پسازانجامپیشپردازشهایاولیهمانندحذفنویزموجودبر رویسیگنال،نخستینمرحلهسیستممذکورپنجره گذاریسیگنالاست. مرحلهبعداعمال مولفه آنالیز اساسی (pca) بهسیگنالپنجرهگذاریشدهمیباشد.pca جهت انتخاب بهترین راستا از لحاظ انرژی استفاده می شود.سپس بهمنظوربررسیویژگیهایغیرخطی و آشوبگونهدرباندهایمختلفسیگنال بعد از اعمال pcaدراینپروژهازتجزیه یموجک استفادهشدهاست مرحله بعدیکه ازاهمیتبسزاییبرخورداراست بخشاستخراجویژگی ها می باشد.لذادراینپایان نامهبامطرحکردنچهار ویژگی آشوبگونه shanen , logen , petrosian and higuchi fractal dimension و استخراج ویژگی ها از سیگنال بدست آمده می پردازیمودر نهایت الگوریتمجدیدی را جهت پیش بینی اتوماتیک بر روی 50 ثبت از پایگاه داده eeg فرایبورگ پیشنهاد خواهیم داد.

در پژوهش حاضر تلاش شده است تا مفاهیم جامع و اساسی ادوات موج صوتی سطحی بطور کامل مطرح شده و روش های مختلف حل بررسی گردد.اساس این پژوهش بر مبنای ماده پیزوالکتریک اکسید روی است که بدلیل پارامترهایی چون کوپلینگ الکتروآکوستیکی نسبتا مناسب،پایداری حرارتی تقریبا خوب و البته هزینه پایین تر بدلیل در دسترس بودن در مقایسه با سایر مواد پیزوالکتریک رایج انتخاب گردیده است.با توجه به نیاز صنایع خصوصا مخابرات به ادواتی مانند فیلتر و رزوناتورهایی با فرکانس کاری بالا و پهنای باند باریک سعی در دسترسی به مواد جدیدتری بود که در کوپلینگ با ماده پیزوالکتریک پاسخ فرکانسی بهتری را منجر گردد.همچنین در این پژوهش مقایسه جامعی میان مواد مختلف فلزی که در مبدل ها و رفلکتورها بکار می روند صورت گرفته است و نیز پیکره بندی هایی شامل چند صفحه فلزی پیشنهاد و شبیه سازی گردید و نشان داده شده که نسبت به ساختارهای پیشین دارای پهنای باند باریکتر و فرکانس رزونانس بالاتری می باشند.در ادامه انواع رایج تر مبدل و فیلتر lcr که بعنوان فیلتر فرکانس بالا در صنعت تجهیزات مخابراتی کاربرد دارند معرفی و ساختارهای متفاوتی از آن ارائه گردید.مشاهده شد که استفاده از feudt در ساختار فیلتر می تواند فرکانس کاری را افزایش و پهنای باند و ادمیتانس را کاهش دهد.

پیشرفت تکنولوژی و استفاده از تکنیک های مختلف جهت کوچک سازی مدارهای مجتمع منجر به طراحی مدارهای بسیار کوچکی جهت کاربردهای پزشکی شده است. همچنین از مدولاسیون های مختلفی جهت ارسال داده ها استفاده می شود. فرستنده گیرنده های زیادی به همین منظور طراحی شده است اما مهمترین چالش هایی که در این راه وجود دارد مصرف توان و نرخ خطای بیت (ber) مدارهای طراحی شده است. در این تحقیق یک فرستنده گیرنده کم مصرف با کمترین آسیب به بافت بدن جهت ارسال سیگنال از قطعه خارجی به پیس میکر طراحی شده است. با توجه به اینکه مدولاسیون bpsk دارای نرخ خطای بیت بسیار کم و نویزپذیری کمتری نسبت به سایر مدولاسیون های دیجیتال است در این طراحی از مدولاسیون bpsk جهت ارسال و دریافت داده ها و تکنیک غیرمنسجم استفاده شده است. همچنین از تکنولوژی cmos 0.18 µm استفاده شده است و همه مدار با ولتاژ 1 و 8/1 ولت تغذیه شده است . مصرف توان مدار طراحی شده کمتر از 10 µw است. به علت استفاده از تکنیک غیرمنسجم ، پیچیدگی مدار و مصرف توان آن به شکل چشم گیری کاهش یافته است. جهت شبیه سازی مدار از نرم افزار ads استفاده شده است و نتایج آن در این تحقیق آمده است. آنچه این طراحی را از دیگر طراحی ها متمایز می کند مصرف توان بسیار کم و سادگی مدار فرستنده و گیرنده است. در مدار گیرنده به علت استفاده از تکنیک غیرمنسجم نیازی به pll نیست که باعث کاهش مصرف توان و پیچیدگی مدار می شود.

پیشرفتهای تحقیقاتی که در چند دهه اخیر در مباحث نانو و کوانتم صورت گرفته است اهمیت وکاربردی بودن آن ها را در طراحی مدارات معکوس پذیر و منطقی بیشتر کرده است. از طرفی با کاهش ابعاد مدارات و کاهش توان مصرفی، طراحی مدارات با محدودیت های بسیاری در استفاده از ساختارهای ارتباطی معمول روبرو است. جهت رفع این محدودیت ها در طراحی های اخیر گرایش به تلفیق ساختارهای جدیدی مانند ساختارهای کوانتمی و مدارات کلاسیک پیدا شده است. استفاده از ویژگی های کوانتمی نظیر موازی سازی، جمع آثار، درهم تنیدگی کوانتمی که همتای کلاسیک ندارند این حوزه را به منبع فیزیکی مهمی در بسیاری از محاسبات تبدیل کرده است. در این پایان نامه مدل سازی کوانتمی شبکه های میان ارتباطی چندسطحی مورد بررسی قرار گرفته است. ابزارهای محاسباتی کلاسیک می توانند الگوریتم ها و مدارات توصیف کننده آنها را مدل سازی کنند ولی شبیه سازی های کامپیوتری قادر به پیاده سازی موازی سازی های ذاتی الگوریتم های کوانتمی نیستند. با درنظر داشتن این نکات، هدف ما تعریف شبکه میان ارتباطی پروانه ای دو سویه و مقایسه آن با مدل پروانه ای یک سویه در حیطه کوانتم است. سپس به توصیف برخی از معیار های سنتز گیت های کوانتمی نظیر هزینه، عمق مدار، تأخیر، تعداد ورودی های ثابت وتعداد خروجی های مازاد می پردازیم که درحیطه شبکه های میان ارتباطی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند و تا کنون برای شبکه های کوانتمی مورد بحث و بررسی قرار نگرفته اند. در پایان، از شبیه سازی برای مدل سازی این راهگزین استفاده می کنیم و به بررسی ویژگی های حاصل از شبیه سازی آن می پردازیم. کلمات کلیدی : شبکه های میان ارتباطی چند سطحی، محاسبات کوانتمی، گیت کوانتمی، شبکه های یک سویه و دو سویه، هزینه گیت، میزان عمق، تأخیر در مدار، سلول کوانتمی، qca.

بیماری صرع یک اختلال عصبی است که به علت تخلیه غیر?طبیعی انرژی?الکتریکی در مغز رخ می?دهد و نشان?های از وجود نوعی اختلال مزمن در عملکرد مغز است. حملات ناگهانی که منحصراً در یک قسمت مغز رخ می دهند حملات جزئی نام دارند و مشکلات فراوانی را در زندگی بیماران مصروع ایجاد می کند. پیش بینی زمان وقوع حملات صرع به عنوان ابزاری برای جلوگیری از وقوع حمله و یا هشداری برای بیماران، می تواند نقش بسزایی در ارتقاء سطح زندگی آن?ها داشته باشد. امروزه با پیشرفت علوم ریاضی و مهندسی این حملات را چند دقیقه و یا حتی چند ساعت قبل از روی سیگنال الکتروآنسفالوگرافی? (eeg) پیش بینی می کنند. بدین منظور نیاز به گرفتن مداوم این سیگنال از سر بیمار می باشد ولی بدلیل حساسیت بالایی که این سیگنال نسبت به نویز دارد امکان ثبت آن بصورت سیار و خارج از شرایط کلینیکی وجود ندارد. متغیر مهم دیگری که به هنگام بروز صرع جزئی تحت تاثیر قرار می گیرد، نرخ و ضربان قلب است. به منظور بررسی این تغییرات نیاز به ثبت سیگنال الکتروکاردیوگرام?(ecg) است که به صورت سیار و خارج از شرایط کلینیکی از بیمار قابل ثبت می?باشد. با توجه به اهمیت و کاربردهای فراوان پیش بینی حملات صرع و جهت نزدیکتر شدن به پیاده سازی عملی این سیستم، در این پایان نامه با استفاده از اطلاعات سیگنال ecg به پیش بینی کوتاه مدت حملات صرع جزئی پرداخته شده است. بدین جهت، ابتدا با استفاده از الگوریتم آشکارسازی قله r?، محل دقیق ضربان?های?قلب آشکار شد سپس ویژگی?های آماری (میانگین، واریانس، بیشینه، کمینه، میانه و انحراف معیار)، تبدیل موجک گسسته و چگالی طیفی?توان از هر ضربان استخراج شدند. پس از آن بردار ویژگی حاصل توسط دو طبقه?بندی کننده ی شبکه?عصبی پرسپترون چند لایه و k نزدیکترین همسایگی طبقه?بندی شد و بهترین نتیجه توسط طبقه?بندی?کننده knn بدست آمد که دو کلاس حالت حمله و غیرحمله را با صحت 91.85% طبقه?بندی کرد. پس از آن میزان موثر بودن هر ویژگی توسط الگوریتم uta تعیین شد و منجر به حذف 201 ویژگی بی?تاثیر شد. در مرحله بعد به منظور بهبود نتایج، ویژگی?های نماهای?لیاپانوف و واریانس?تاکوگرام از ریتم?قلب استخراج شدند و بردار ویژگی جدید از ترکیب ویژگی?های موثر بدست آمده از ضربان?قلب و ویژگی?های استخراج شده از ریتم?قلب، حاصل شد سپس دو کلاس حالت حمله و غیرحمله با دو طبقه?بندی ذکر شده تفکیک شدند. در این حالت صحت به میزان 99.77% توسط شبکه?عصبی پرسپترون چند لایه افزایش یافت. بدین منظور از ضربان?های قلبی طبیعی و صرعی موجود در پایگاه داده physionet استفاده شده است.

اهمیت شناسایی خواص دی الکتریک بویژه گذر دهی الکتریکی و نفوذ پذیری مغناطیسی ، در مواد که به کمک آن می توان مواد مختلف را از هم متمایر نمود، لازم به نظر میرسد. تا کنون روش های زیادی برای اندازه گیری گذر دهی ارایه شده است که هریک به نحوی دارای محدودیت هایی در اندازه گیری ثابت دی الکتریک هستند . در این تحقیق به دنبال ارایه روشی غیر مخرب برای اندازه گیری مقدار گذر دهی مواد مختلف در جهت یافتن تمایزی بین مواد بویژه در بافت های بیولوژیکی با استفاده از متامتریال هستیم.از متامتریال در بهبود دقت و افزایش بازه ی اندازه گیری در سیستم اندازه گیری استفاده شده است.خواص منحصر بفرد عبور امواج در متامتریال ها ، باعث بهبود عملکرد در سیتم اندازه گیری دی الکتریک شده است.انتظار می رود ، از این روش در تمایز بافت های بیولوژیکی و تصویربرداری استفاده کرد.

بازشناسی چهره در سال های اخیر بدلیل پتانسیل بالای آن در کاربردهای جهانی مورد توجه اکثر محققان علوم پردازش تصویر و بینایی ماشین قرار گرفته است. با وجود اینکه بیشتر پیشرفت ها در زمینه استفاده از تصاویر دوبعدی برای بازشناسی چهره بوده است، این تصاویر در مقابل تغییرات محیط و چهره انسان بسیار حساس می باشند. از این رو، بازشناسی چندوجهی چهره انسان با استفاده همزمان از اطلاعات دوبعدی و سه بعدی چهره می تواند جایگزینی مناسب برای سیستم های بازشناسی دوبعدی باشد. در این رساله، از روش مشتقات ژئودزیک قطعه ای برای بازشناسی چندوجهی چهره انسان با استفاده از داده های دو بعدی و سه بعدی ارائه می شود. در این روش از اطلاعات ژئودزیک سطح چهره برای ترکیب داده های دو بعدی (بافت) و سه بعدی (عمق) چهره و مقاوم سازی سیستم بازشناسی چهره در مقابل تغییرات حالت چهره و چرخش سر استفاده شده است. در روش مشتقات ژئودزیک قطعه ای یک الگوریتم جدید برای محاسبه فاصله ژئودزیک نقاط چهره ارائه شده است که در مقابل تغییرات حالت چهره و چرخش سر مقاوم می باشد. روش های ارائه شده بر روی پایگاه های داده مختلف شامل تصاویر چهره در حالت های مختلف و با وجود چرخش سر مورد آزمایش قرار گرفته و با روش های مرجع موجود مقایسه شده اند. نتایج آزمایشات تائید کننده کارآیی بالای روش پیشنهادی در مقایسه با روش های مرجع می باشد.

مواد پیزوالکتریک با توجه خاصیت ذاتی منحصر به فردی که در تبدیل انرژی میکانیکی به انرژی الکتریکی و برعکس دارند،مناسب ترین گزینه جهت استفاده از انرژی های متقابل میباشند. با توجه به پیشرفت اخیر در علم پزشکی از ایمپلنت های مختلفی جهت کاربرد های مختلف از جمله اندازه گیری فشار خون،تزریق انسولین به بدن و... استفاده میشود که نمونه پیشرفته این دستگاه ها بی سیم بوده و توان مورد نیاز آن ها از طریق باتری تامین میشود. با این حال باتری ها طول عمر محدود داشته و با از دست دادن توان خود،سنسورها باید بازیابی و باتری ها جایگزین شوند.با توجه به اینکه سنسور در محلی دور از دسترس و در بدن قرار داده شده،جایگزینی باتری میتواند به کاری پرهزینه و البته پرخطر تبدیل شود..باتوجه به اینکه یک منبع انرژی بسیار مهمی بنام خون همواره در بدن جریان دارد،میتوان از انرژی حرکتی خون استفاده کرده و توان مورد نیاز ایمپلنت های کاشته شده در بدن را بصورت سرخود تامین و استفاده کرد که در این پایان نامه نظریه چگونگی استفاده از جریان خون توسط مواد پیزوالکتریک بررسی شده و تخمین انرژی تولیدی با استفاده از نرم افزار کامسول مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و طرح ایده ال جهت دریافت حداکثر انرژی بدست آمد.با توجه به اینکه جریان خون یک سیکل متناوب بوده،پایداری و انعطاف طرح پیشنهادی بسیار مهم میباشد. بنابراین جهت برآورده کردن این نیاز،از طرح دیافراگمی با استفاده از مواد پیزوالکتریک استفاده شد که از لحاظ پایداری بسیار مناسب و از طرفی مقدار انرژی دریافتی از این طرح بیشتر می باشد.طرح دیافراگمی پیشنهادی برای چند ماده پیزوالکتریک از جنس pzt با استفاده از نرم افزار کامسول شبیه سازی و نتایج باهم مقایسه گردید.

در این تحقیق، مشخصه های جریان، توان و بازده کوانتومی در آشکارساز تک حاملی utc-pd و پهنای باند در آشکارساز تک حاملی p-ge/i-si/n-si بررسی می شود و با استفاده از نظریه آشکارساز حلقوی، برای نخستین بار آشکارساز حلقوی تک حامل روندهp-ge/i-si/n-si طراحی و ارائه می شود. الگوی ارائه شده برای ساختار p-ge/i-si/n-si mr-utc-pd متشکل از الگوهای ساختار آشکارساز تک حامل رونده p-ge/i-si/n-si و ساختار موجبر حلقوی تزویج شده با موجبر مستقیم، است. لایه ی جذب این ساختار از جنس p-ge و لایه ی کلکتور آن از جنس i-si است و این آشکارساز سیلیکنی قابلیت استفاده در سیستم های مخابراتی فیبر نوری را داراست. الگوی موجبر حلقوی مبتنی بر نظریه ی تزویج مد است و مشخصه های آن در حالت خطی و ایده آل مورد بررسی قرار می گیرند. پاسخ نوری آشکارساز p-ge/i-si/n-si mr-utc-pd و مشخصه های عملکردی آن از قبیل پاسخ فرکانسی و بازده کوانتومی با استفاده از مدل رانشی-نفوذی محاسبه می شود. نتایج ارائه شده نشان می دهد که با استفاده از این آشکارساز سیلیکنی جدید، چالش موجود در بهبود همزمان بازده و پهنای باند در گستره وسیعی از پهنای باند برطرف می شود، بگونه ای که در فرکانسهای چند صد گیگاهرتز، بازده کوانتومی بیشتر از 0.95 به دست آمده است. تحلیل و آنالیز مشخصه های خروجی این آشکارساز در حالت تزویج بحرانی برای دستیابی به بیشینه بازده تحلیل و بررسی شده است. همچنین برای دستیابی به قواعد طراحی ساختار، وابستگی مشخصه های عملکردی و ساختاری آشکارساز شناسائی و ارائه شده است.

در این پایان نامه روشی برای تخمین امپدانس بار مجهول در فرکانس های بالا به منظور تفکیک و تشخیص نوع بار ، ارائه گردیده است .در فرکانس های بالا ، به دلیل وجود انعکاس و انتقال و رفتارهای نامناسب پارامترهای پراکندگی درخطوط انتقال ، تخمین امپدانس بار مجهول ،امری مشکل و غیر معمول می باشد . اندازه گیری امپدانس بار می تواند کاربرد هایی در زمینه های مختلف داشته باشد از جمله توصیف وسایل مایکروویو ، که در این پایان نامه تمرکز ما بر روی تخمین امپدانس بافت های مختلف بدن انسان و تشخیص نوع بافت ، بویژه پی بردن به وجود ضایعاتی همچون تومورهای سرطانی می باشد . چرا که بافتهای مختلف و ضایعاتی همچون تومورهای سرطانی در فرکانس های مختلف دارای امپدانس هایی کاملا متفاوت می باشند . بنابراین می توان با اندازه گیری امپدانس آنها به نوع آنها پی برد ، برای افزایش دقت در این زمینه از فرکانس های بالا استفاده شده است . در اینجا برای اندازه گیری امپدانس بار مجهول در فرکانس های بالا از روشی استفاده شده است که در آن به پارامتر پراکندگی s11 نیاز است . هم چنین در صورت اندازه گیری نیز ، به دلیل تغییراتی که امپدانس در فرکانس های مختلف دارد و بطور کلی آشفته شدن و غیر یک به یک بودن نمودار s11 آن ، و در نتیجه هم پوشانی که در نمودار s11 بارهای مختلف وجود دارد ، نمی توان به هر بار با امپدانس مشخص در یک بازه ی فرکانسی مشخص یک مقدار s11 مشخص را تخصیص داد و از آن برای تشخیص نوع بار استفاده نمود. برای این منظور نیز در خطوط انتقال مورد استفاده در این پایان نامه ، با استفاده از فرامواد تغییراتی در ساختار خطوط ایجاد گردیده است ، که نتیجه ی آن اصلاح نمودار s11 به نحوی است که نمودار آن از شکل غیر یک به یک خارج شده ، و در نمودار های جدید از فرکانس صفر به بعد در هر فرکانس یا بازه ی فرکانسی دلخواه یک مقدار s11 برای هر بار با امپدانس مشخص وجود دارد، بنابراین در هر فرکانس یا بازه ی فرکانسی دلخواه به هر بار با امپدانس مشخص یک مقدار s11 مشخص را می توان نسبت داد و پس از تخمین امپدانس آن ، نوع بار را تفکیک کرد و تشخیص داد.

با رشد سریع تکنولوژی، ساخت مدارهای الکتریکی به سمت نانو پیش می رود که با کاهش ابعاد قطعات، می توان از قطعات بیشتری در مدارات بهره برد. یکی از محتمل ترین جایگزینهای ترانزیستورهای سیلیکونی، به خاطر خصوصیات الکترونی عالی و ظرفیت بالای حمل جریان، ترانزیستورهای نانو لوله کربنی است. با نانو متری شدن ابعاد قطعات با توجه به محدودیتها و بروز اثرات مکانیک کوانتم محاسبه معادلات پیچیده و زمانبر می شود و این برای مدارات در ابعاد بزرگ مسئله مهمی است. لذا علاوه بر روشهای عددی و زمانبری که برای مدلسازی ترانزیستور cntfet وجود دارد، نیاز به مدلی دقیق و سریع داریم که بتوان قطعه را شبیه سازی کرد و از آن در زیر مدارات و مدارات ابعاد بزرگ نیز استفاده کرد. در این پایان نامه از مدل عددی بالیستیک fettoy برای بدست آوردن داده ی آموزش برای شبکه های هوشمند مصنوعی استفاده شده است. همچنین با استفاده از روش انتخاب ویژگی های uta به بررسی پارامترهای موثر پرداخته ایم. در انتها از ساختار دقیق و پر سرعت پیشنهادی هوشمند عصبی به عنوان زیر مدار برای اجرا در نرم افزار شبیه ساز hspice استفاده شده است. نتایج بدست آمده بیانگر هماهنگی و دقت مدل پیشنهادی در زیر مدارات نانو برای اجرا در شبیه ساز است.

ما در این پایان نامه طراحی، شبیه سازی و ساخت یک حلقه قفل فاز (pll) که فیلتر حلقه ان از نوع اکتیو می باشد و با نرم افزار ads شبیه سازی شده است ارائه کرده ایم. تولید یک سیگنال با ثبات و مقاوم در برابر عوامل خارجی در درون فرستنده ضروری می باشد در نتیجه می توان بوسیله ی سینتی سایزر فرکانس یک سیگنال با مشخصات ذکر شده تولید کرد. pll با ساختار فیلتر حلقه اکتیو که در واقع نوعی سینتی سایزر فرکانس می باشد در این پایان نامه بخشی از یک فرستنده می باشد و از سه المان اصلی که شامل اشکار ساز فاز فرکانس (pfd) ، تقویت کننده عملیاتی (opamp) و اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ (vco) می باشد تشکیل شده است. در این پایان نامه همچنین حلقه قفل فاز (pll) که فیلتر حلقه ان از نوع اکتیو می باشد در دو مورد زمان قفل و نویز فاز با حلقه قفل فاز (pll) که فیلتر حلقه ان از نوع پسیو می باشد مقایسه شده است.

تحقیق حاضربه طراحی وتحلیل ساختاریک ترانزیستور algan/gan-hemtباطول گیت um25/. وهمچنین استفاده ازاین افزاره برای طراحی یک تقویت کننده کم نویزباندباریک درفرکانس ghz10می پردازد.دراین راستا ابتداافزاره موردنظررادرنرم افزارسیلواکو طراحی وپس ازانجام شبیه سازی مشخصه های الکتریکی وهم چنین مشخصه های نویزمایکروویوآن رابررسی می نماییم.عملکردنویزافزاره موردنظرازفرکانس ghz1تاghz20ودروضعیت بایاس های مختلف شبیه سازی شده است.درv10=vdsو v4-=vgs افزاره عددنویزمینیممdb41/.= nfminوهم چنین ماکزییم گین دردسترسdb2/20= gmaرادرفرکانس 10گیگا هرتزازخود نشان داده است.درادامه بااستخراج پارامترهای پراکندگی یاهمان s-parameter وهمچنین پارامترهای نویزترانزیستوروایجادیک فایلs2pدرنرم افزارadsسه تقویت کننده کم نویزباساختارهای متفاوت طراحی کرده ایم.ساختاراول با استفاده ازعناصرتوزیع شده درشبکه تطبیق وعناصرفشرده درشبکه بایاس طراحی شده وعدد نویزوبهره آن به ترتیب برابرdb14/1وdb97/15می باشد.ساختاردوم بااستفاده ازعناصرفشرده درشبکه تطبیق وبایاس طراحی شده وبه ترتیب دارای عددتویزdb17/1nf(2)= وبهرهdb16 s21=می باشد.ساختارسوم بااستفاده ازعتاصرتوزیع شده درشبکه تطبیق واستاب های زاویه ای درشبکه بایاس طراحی شده وبه ترتیب دارای عددتویزdb09/1 nf(2)=وبهرهdb72/15s21= می باشد

در این پایان نامه، چندین تقویت کننده کم نویز پهن باند و کم توان و با بهره یکنواخت در محدوده فرکانسی از ghz 2 تا ghz 5.5 ، برای استفاده در گیرنده های بی سیم، طراحی شده است. این تقویت کننده های کم نویز، با استفاده از دو ترانزیستور phemt ، که بصورت کاسکودی قرار گرفته اند و به کمک توپولوژی استفاده مجدد از جریان، طراحی شده اند. یکی از بهترین طراحی های انجام شده، که، در سرتاسر محدوده فرکانسی از ghz 2 تا ghz 5.5 ، پایدار غیر شرطی است، به حداکثر بهره توان db 26.01 در فرکانس ghz 2.5 ، دست یافته است، ریپل بهره توان آن، در سرتاسر محدوده فرکانسی از ghz 2 تا ghz 5.5 ، برابر با db 0.76 است، حداقل عدد نویز، برابر با db 1.11 است، تلفات برگشتی ورودی، کمتر از db 10.13 - ، تلفات برگشتی خروجی، کمتر از db 9.8 - و ایزولاسیون معکوس، نیز، زیر db 37.98 - ، است. مصرف توان dc این تقویت کننده، برابر با mw 39.2 است. عدد شایستگی همه تقویت کننده های کم نویز پهن باند و کم توان پیشنهادی، محاسبه شده است، که در مقایسه با پژوهش های پیشین، بهبود خوبی را نشان می دهد.

سنسورهای مختلفی برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی وجود دارد که از بین آنها سنسورهای sd-magfet بدلیل سازگاری با پروسه cmos وتوان مصرفی پایین گزینه مناسبی برای اندازه گیری میدان مغناطیسی هستند.هدف از این پایان نامه شناسایی و بهینه سازی پارامترهای تاثیرگذار در حساسیت sd-magfet به منظور رسیدن به حساسیت بالاتر برای sd-magfet است.بدین منظور از مدل پیوسته زاویه هال و فاکتور اصلاح هندسی gواثرات مقاومت مغناطیسی استفاده نموده وارتباط پارامترهای مختلف با حساسیت را بدست می آوریم. با استفاده از قواعد طراحی cmos 0.35µm وبوسیله نرم افزار شبیه سازی سه بعدی silvaco، sd-magfetهایی با کانال بلند،کوتاه و مربعی شکل و کانال بلند را شبیه سازی نموده و به این نتیجه رسیدیم که کانال های کوتاه حساسیت بیشتری را از خود نشان می دهد.موردی که بسیار قابل توجه بود ،این است که زمانی که فاصله بین دو درین sd-magfet افزایش می یابد و از درین های کوچک در ساختارsd-magfet استفاده می کنیم حساسیت به میزان چندین برابر افزایش می یابد. با استفاده از این ساختار می توانیم به سنسورهایی با حجم کوچک ،حساسیت بالا و توان مصرفی کم دست یابیم.

این پایان نامه بر روی طراحی و شبیه سازی میکرو پروب اولتراسوند به جهت ایجاد یک پرتو یونی کنترل شده در داخل آکسوپلاسم یک آکسون متمرکز شده است . ما در این پروژه , شبیه سازی های مورد نظر را به وسیله ی دو نرم افزار متلب و کامسول انجام می دهیم . در بخش اول شبیه سازی , معادلات هاچکین هاکسلی را با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی می کنیم و جریان تحریکی که به وسیله ی آن , پتانسیل عمل در داخل آکسون تولید می گردد را بدست می آوریم . در بخش دوم با شبیه سازی آکسون به وسیله نرم افزار کامسول , شرایط تولید پتانسیل عمل در داخل آکسون را بررسی می کنیم . به همین منظور در ابتدا به بررسی دستگاه عصبی و قسمت های مختلف آن پرداخته و سپس پتانسیل عمل و چگونگی تحریک , شروع و انتشار آن را بیان می کنیم ; در ادامهپیزوالکتریک را مورد بررسی قرار داده و پس از آن به مدل سازی ریاضی عملکرد عصب می پردازیم . در قدم بعد مدل سازی تولید و انتقال پتانسیل عمل را انجام داده و شروع به طراحی تیغه پیزوالکتریکی می کنیم که بخشی از آن در داخل محیط یونی قرار دارد و با اعمال ولتاژ به بخش دیگر تیغه , به سبب خاصیت پیزوالکتریک و مرتعش شدن آن و ایجاد حرکت در یون های موجود در محیط یونی جریان تولید می گردد . زمانی که این جریان ایجاد شده را به عنوان ورودی به معادلات هاچکین هاکسلی ساده شده اعمال می کنیم منجر به تولید پتانسیل عمل در داخل آکسون می گردد . با مقایسه جریان های تحریک بدست آمده از شبیه سازی های صورت گرفته با نرم افزارهای متلب و کامسول در می یابیم که جریان حاصل از شبیه سازی کامسول به منظور تحریک آکسون , به واقعیت نزدیکتر است بنابراین از این جریان در تحریک آکسون و ایجاد پتانسیل عمل در داخل آن استفاده می کنیم .نهایتا ما این موضوع را نشان داده ایم که می توان با اعمال ولتاژ بیرونی به تیغه پیزوالکتریک و ایجاد جریان در داخل محیط یونی , آکسون را تحت تاثیر قرار داده و پتانسیل عمل را در داخل آن تولید نماییم . همچنین مقادیر کمینه و بیشینه ولتاژ تولید وانتشار یافته پتانسیل عمل به روی آکسون برابر با 236 میلی ولت و 380 میلی ولت می باشد .

امروزه شبکه های هوشمند مصنوعی به عنوان ابزاری قدرتمند در بهینه سازی و مدل سازی قطعات و مدارهایالکترونیکی به خصوص مدارات مجتمع (ic) و پیچیده، به حساب می آیند. در واقع این شبکه ها حتی اگر مدار معادل و معادلات فیزیکی قطعه در دسترس نباشد، می توانند به کار روند.در این تحقیق میزان تطبیق پذیری ساختار شبکه های عصبی فیدبک دار را در مدل سازی رفتار غیرخطی ترانزیستورهای ماسفت بررسی کرده و به یک مدل ماسفت هوشمند بهینه از نظر دقت، زمان اجرا و قدرت یادگیری شبکه دست یافته ایم. برای این کار پنج پارامتر موثر از ترانزیستور ماسفت مدل bsim3 را با استفاده از روش uta انتخاب کردیم و به عنوان ویژگی های آموزش در شبکه های عصبی فیدبک دارrmlp وبدون فیدبک mlpقرارگرفت. نتایج بهدست آمده تطبیق خوب و قابل قبولی را بین رویکرد مدل ماسفت شبکه عصبی فیدبک دار و مدل hspice در مدل سازی مدارها نشان داده است. همچنین بررسی ها نشان داد که رویکرد شبکه عصبی فیدبک دار در مدل سازی حالت acو سیگنال بزرگ قطعات نیمه هادی بسیار توانمند و تطبیق یافته است.بنابراین از این رویکرد با توجه به دارا بودن خاصیت غیرخطی و تقریب توابع و برازش منحنی و قابلیت آموزش بدون نیاز به فیزیک و تئوری های قطعه،می توان برای شبیه سازی قطعاتی جدید که هنوز مدل های فیزیکی برای آن ها تعیین نشده است، استفاده کرد.