فهرست مطالب

نشریه عصر برق
پیاپی 13 (تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/08/26
  • تعداد عناوین: 11
|
  • یادداشت
  • نیان الکترونیک؛ تولید داخل با کیفیت جهانی / گفت و گو با مهندس محمدعلی چمنیان
    صفحات 3-6
  • میثم فلاح بوجی*، مهدی زارع، مژده مهدوی صفحات 7-12

    چکیده - قدرت و سرعت دو پارامتر مهمی هستند که نظر طراح را در روند طراحی مدارهای یکپارچه جلب می کنند. بلوک های حافظه و به ویژه سلول های SRAM سطح تراشه های بالایی را مصرف می کنند و در نتیجه بهینه سازی این سلول ها می تواند عملکرد کل سیستم را افزایش دهد. در این مقاله، سلول حافظه استاتیکی دوازده ترانزیستوری ارایه شده است که سرعت و ثبات خواندن و نوشتن را بهبود می بخشد و در کنار افزایش سرعت توان مصرفی پایینتری دارد به نحوی که در مجموع حاشیه نویز استاتیکی خواندن تا 19 درصد بهبود نسبت به سلول حافظه 12 ترانزیستوری و 43 درصد بهبود نسبت به سلول شش ترانزیستوری معمولی دارد، همچنین معدل سرعت خواندن و نوشتن مدار حدود 30 درصد نسبت به سلول 12 ترانزیستوری افزایش پیدا کرده است و با توجه به اینکه تعداد ترانزیستورها نسبت به سلول شش ترانزیستوری افزایش داشته است توان مصرفی حدود 40 درصد کاهش داشته و نسبت به سلول 12 ترانزیستوری مشابه توان مصرفی کاهش چشمگیر 80 درصدی را برای بهترین بازده دارد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده پیشرفت در بهبود اتلاف انرژی و کاهش حاشیه نویز خواندن و نوشتن در مقایسه با طرح قبلی است.

    کلیدواژگان: سلول حافظه، حافظه استاتیک، حاشیه نویز، پایداری حافظه
  • علی الیاسی، شهریار جاماسب* صفحات 13-17

    ناپایداری ولتاژ آستانه یا دریفت در یک ترانزیستور اثر میدانی حساس به یون (ISFET) بصورت یک تغییر زمانی یکسویه نسبتا کند در ولتاژ آستانه و در نتیجه در جریان درین پدیدار می شود که در غیاب نوسانات غلظت یون داده در محلول رخ می دهد. در این مقاله  ساختار قطعه ISFET و ناپایداری ولتاژ آستانه بر اساس داده های تجربی و با استفاده از یک مدل فیزیکی برای دریفت با نرم افزار سیلواکو شبیه سازی شده است. علاوه بر این کاشت یونی به عنوان روشی برای خنثی کردن ناپایداری در ISFET  معرفی شده است.  این روش مبتنی بر تنظیم ولتاژ آستانه  از طریق میزان کردن چگالی بار در لایه واسط نیمه هادی-عایق با استفاده از کاشت یونی است، چنانکه بار الکتریکی خالص القا شده در نیمرسانا تا حد ممکن خنثی شود. روش پیشنهادی بصورت تحلیلی توجیه شده و بر اساس مشخصه یابی و مدلسازی فیزیکی دریفت در یکISFET حساس به pH با عایق گیتی از جنس اکسیدآلومینیوم (Al2O3) تایید شده است. خنثی سازی دریفت در ISFET با استفاده از کاشت یونی همچنین به کمک شبیه سازیTCADنشان داده شده است.

    کلیدواژگان: دریفت، کاشت یونی، ناپایداری، ISFET
  • وهاب امینی آذر*، رسول فرحی صفحات 20-26

    توانبخشی یکی از رفتارهای غیر دارویی در نظام سلامت جامعه است و مفهوم کلی آن بازگرداندن توانایی ها به حداکثر استقلال می باشد. این عمل معمولا یک کار پرهزینه و نیازمند صبر و حوصله زیادی می باشد، از این رو تمایل زیادی به استفاده از روبات ها در این زمینه وجود دارد. از طرفی استفاده از روش های کنترلی کارآ و هوشمند در زمینه توانبخشی روباتیکی، این پروسه را برای بیماران معلول حرکتی مفیدتر می گرداند. در این مقاله، یک روش کنترلی هوشمند برای تبعیت از رفتار اندام سالم ارایه و بر روی یک روبات مسطح 3 درجه آزادی (3-DOF) پیاده سازی می شود. سینماتیک معکوس روبات با استفاده از شبکه عصبی حل می شود و پارامترهای کنترلی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در طی پروسه توانبخشی بهینه سازی می شوند(استراتژی هوشمند). در نهایت نتایج شبیه سازی ها با تعریف یک روش فیزیوتراپی ساده بر روی یک مسیر مطلوب و با استفاده از نرم افزار مطلب ارایه می شود.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، توانبخشی روباتیکی، شبکه های عصبی، کنترل بهینه، کنترل امپدانس
  • دانیال شریف رازی، محمدامین شایگان* صفحات 27-34

    با افزایش روز افزون اهمیت اینترنت در زندگی انسانها، وب سایت ها به یک ابزار بسیار مهم در تجارت الکترونیک جهت انجام معاملات روزانه تبدیل شده اند. رشد تصاعدی حجم اطلاعات در سایت های اینترنتی، سبب سردرگمی کاربران اینترنت، جهت یافتن اطلاعات مناسب با سلایق ایشان شده است. سیستم های توصیه گر با استفاده از تکنیک های نرم افزاری، سعی در ارایه پیشنهادهای متناسب با سلایق کاربران برای ایشان را دارند. این سیستم ها سبب صرفه جویی در هزینه و زمان برای کاربران اینترنت می شوند. در این مقاله مروری به تعاریف، چالش ها و انواع روش های فیلترسازی اطلاعات در سیستم های توصیه گر پرداخته می شود. نقاط ضعف و قوت هرکدام به بحث گذاشته شده و در انتها نتیجه گیری نهایی از مطالب ذکر شده بیان خواهد شد.

    کلیدواژگان: سیستم های توصیه گر، فیلترسازی محتوامحور، فیلترسازی مشارکتی، فیلتر سازی هیبریدی
  • فریده ستوده*، احسان ابوالحسنی صفحات 35-40

    بدون شک عناصر حافظه دار انقلاب جدیدی در صنعت الکترونیک ایجاد کرده است، که باعث می شود از خواص آن در کاربردهای گوناگون بهره برد. سلف حافظه دار یکی از عناصر مذکور بوده که با توجه به ویژگی های منحصر به فرد آن اخیرا مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در این مقاله، ابتدا یک ساختار جدید از مدل سلف حافظه دار با استفاده از ممریستور ارایه گردیده است. این ساختار تا فرکانس 200 هرتز عملکرد خوبی از خود نشان می دهد. سپس برای اولین بار یک ساختار جدید به منظور طراحی و پیاده سازی امولاتور سلف حافظه دار کنترل شده با شار مغناطیسی در محدوده فرکانسی مگاهرتز پیشنهاد شده است. مدار امولاتور پیشنهادی از یک ضرب کننده آنالوگ استفاده می کند. مدل سلف حافظه دار بیان شده می تواند در هر دو تنظیمات افزایشی و کاهشی تنظیم شود و عملکرد خوبی تا فرکانس 6/5 مگاهرتز داشته باشد. در این مقاله ابتدا تحلیلی از مدل پیشنهاد شده با مدارات الکترونیکی توضیح داده شده است و سپس نتایج شبیه سازی و ساخت مدل پیشنهادی آورده شده است. نتایج مدار طراحی شده، نشان دهنده عملکرد مناسب مدار طراحی شده به عنوان سلف حافظه دار می باشد.

    کلیدواژگان: عناصر حافظه دار، سلف حافظه دار، ممریستور، امولاتور، فرکانس بالا
  • جعفر امیدی گرگری، مژده مهدوی، مهدی زارع صفحات 41-51

    افزایش فزاینده بارهای مصرفی و همچنین توسعه روزافزون شبکه های توزیع، متخصصان صنعت برق را بر آن داشته که به روش های دقیق تر و مناسب تری جهت استفاده بهینه از حداکثر ظرفیت شبکه های موجود روی آورند. ازجمله مهم ترین اقدامات در این خصوص می توان به انتخاب بهینه ی محل و ظرفیت پست های توزیع جهت کاهش هزینه ها و بهبود قابلیت اطمینان و جلوگیری از افزایش تلفات به منظور  بالا بردن ظرفیت بارپذیری شبکه توزیع اشاره نمود. با توجه به اهمیت مسایل بهینه سازی در شبکه های توزیع، در این مقاله به جایابی بهینه پست های توزیع (تعیین تعداد، محل نصب، ظرفیت بهینه و حوزه سرویس دهی) پرداخته شده است. همچنین محدودیت های الکتریکی از قبیل افت ولتاژ مجاز، حداکثر ظرفیت بارگذاری پست ها، حد بارگذاری مجاز خطوط فشار ضعیف، تغذیه کلیه بارها و محدودیت ساختار شعاعی در نظر گرفته شده به نحوی که آرایش بهینه شبکه توزیع برای افق برنامه ریزی سال موردنظر حاصل شود. نتایج حاصله از مطالعات انجام شده بر روی شبکه توزیع نمونه، با نتایج حاصل از الگوریتم دیگر مقایسه شده که کارایی تابع هدف پیشنهادی را به خوبی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: پست های توزیع، قابلیت اطمینان، ظرفیت بارپذیری، افت ولتاژ، ساختار شعاعی
  • جعفر امیدی گرگری، مژده مهدوی، مهدی زارع* صفحات 52-59

    در سیستم های کنترل و قدرت امروزی، یکی از مهمترین مسایل، پایش بلادرنگ سیستم، به منظور حفظ شرایط کارکرد عادی و نزدیک کردن سیستم به شرایط کارکرد بهینه می باشد. به مجموعه سیستم های پایش، از واحدهای جمع آوری داده در پست ها تا سیستم های تله متری و انتقال داده و سیستم های کامپیوتری موجود در مراکز کنترل، سیستم های مدیریت انرژی گفته می شود. Remote Terminal Unit وسیله ای است که در مکانهای دور از دسترس قرار داده می شود و اطلاعات خاصی را که بوسیله ثبت کننده داده و سنسورهای متصل به آن تهیه شده را به صورت کد جمع آوری نموده و ذخیره سازی می نماید و در صورت لزوم با اتصال به آن از راه دور می توان آن اطلاعات را دریافت و یا به صورت بلادرنگ مشاهده کرد. همچنین می توان از راه دور به این سیستم، پیام هایی را ارسال کرد و تغییراتی را در محل مانند روشن کردن رله جهت کنترل موتور تهویه، چراغ یا گرم کننده ایجاد نمود. نمونه های خارجی این دستگاه با امکانات محدود و با قیمتهای بالا در کشور وجود دارد. در این پژوهش سعی شده است سیستمی طراحی و ارایه شود که با کمترین قیمت در مقایسه با مدل خارجی و امکانات بسیار بالاتر مانند استفاده از ارتباطات سیار و عدم نیاز به مودم خارجی، به بهبود آن اقدام شود.

    کلیدواژگان: مانیتورینگ آنلاین سیستم، ارسال بیسیم امن اطلاعات، ترمینال کنترلی از راه دور
|
  • Meysam Fallah Bouji*, Mahdi Zare, Mojdeh Mahdavi Pages 7-12

    Power and speed are two parameters which have attracted the designer’s trends in the integrated circuit designs. The memory blocks and specially the SRAM cells consume high chips area and consequently these cells optimization can increase the whole system performance. In this paper, a new twelve transistors (12T) SRAM cell is proposed that improves read and write speed and stability, along with lower power consumption speeds so that overall static reading margin is up to 19% better than 12 transistor memory cells. And it has a 43% improvement over a conventional six-transistor SRAM cell, and also an average reading and writing speed of about 30% compared to a 12-transistor cell, as the number of transistors increased compared to the six-transistor cell, the power consumption decreased by about 40% and compared to the 12-cell transistor cell, the power consumption decreased dramatically by 80% for best efficiency. The simulation results show progress in improving energy loss and reducing the reading and writing noise margins compared to the previous design.

    Keywords: memory cell, static memory, noise margin, memory stability
  • Ali Elyasi, Shahriar Jamasb* Pages 13-17

    In an ion-selective field effect transistors (ISFETs) Threshold-voltage instability or drift is manifested as a relatively slow, monotonic, temporal increase in the threshold voltage, and hence, in the drain current in absence of variations in the concentration of the given ion. In this work the ISFET device structure is modeled using Silvaco TCAD allowing simulation of the threshold voltage instability using the Silvaco’s ATLAS software based on a physical model for ISFET drift accounting for experimental drift data. In addition, ion implantation is introduced as a method for counteracting drift. This method is based on adjusting the threshold voltage by tuning the charge density at the insulator-semiconductor interface using ion implantation such that the net charge induced in the semiconductor at the operating point of the device is neutralized. The proposed method is analytically validated based on characterization and modeling of drift in an Al2O3-gate pH-sensitive ISFET. Counteraction of ISFET drift by ion implantation is also demonstrated using TCAD simulations.

    Keywords: Drift, Ion Implantation, ISFET, Instability
  • Wahab Aminiazar *, Rasoul Farahi Pages 20-26

    The process of empowering the muscles in order to make them to a normal and common value is an expensive and prolonged work, in common available methods. Hence, it is clearly necessary that Mechatronic technologies should be used in this area. In this paper, an algorithm and an improved rule are presented for controlling a rehabilitation system of lower limbs which is implemented on a 3-Degree Of Freedom (DOF) planar robot. Estimation and optimization of control parameters will be done by artificial neural networks and genetic algorithms, respectively (intelligent strategy). Thereafter, the results of simulations are presented by defining a physiotherapy standard mode on a desired trajectory. MATLAB/SIMULINK is used for simulations. Finally, a comparative discussion between this strategy and common methods is devised.

    Keywords: Impedance control, Genetic Algorithm, rehabilitation robotic, planar robot
  • Danial Sharifrazi, Mohammad Amin Shayegan* Pages 27-34

    With the increasing importance of the Internet in the lives of people, websites have become a very important tool in e-commerce for daily transactions. The exponential growth of information on websites has confused Internet users to find suitable information in the line of their tastes. Recommender systems, using software techniques, try to offer suggestions tailored to their userschr('39') preferences. These systems, which have become an efficient tool in the field of Computer Science, save time and money for Internet users. In this review article definitions, challenges and types of information filtering methods in recommender systems are discussed. The advantages and disadvantages of each method will be discussed and the final conclusions will be drawn.

    Keywords: Recommender Systems, Content-based Filtering, Collaborative Filtering, Hybrid Filtering
  • Farbod Setoudeh *, Bolhasani Pages 35-40

    Undoubtedly, the discovery of the memristive elements has created a new revolution in the electronics industry that makes it possible to take advantage of its properties in a variety of applications. The meminductor has been one of those elements that has received much attention in recent years due to its features. In this paper, a new structure of the meminductor model using memristor is presented. This circuit performs well up to 200 Hz. Then, for the first time, a new structure is proposed for the design and implementation of flux controlled floating meminductor emulators at frequencies in the Megahertz (MHz) range. The proposed emulator circuit uses an analog multiplier. The proposed meminductor model can be adjusted in both incremental and subtractive settings and perform well up to 6.5 MHz. This paper first presents an analysis of the proposed model with electronic circuits and then presents the simulation and facrication results of the proposed model. The results of the designed circuit show the proper performance of the designed circuit as the meminductor.

    Keywords: Memristive Elements, Meminductor, Memristor, Emulator, High Frequency
  • Jafar Omidi Gargari, Mojdeh Mahdavi*, Mahdi Zare Pages 41-51

    The increasing growth of load consumption and the increasing development of distribution networks have led the specialists of the electrical industry to take more accurate and suitable approaches into consideration to use the maximum capacity of existing networks efficiently. Optimal selection of location and capacity of distribution substations to reduce the cost and improve reliability and prevent the increase of losses for increasing the loadability capacity of the distribution network are among the most important measurements. In the present paper, the optimal placement of distribution transformers (quantity, installation location, optimal capacity, and service area) has been discussed due to the importance of optimization problems in distribution networks. Moreover, electric restrictions such as permitted voltage drop, permitted loading maximum capacity of transformers, permitted limits of loading for low-voltage line, feeding all the loads, and radial structure constraint have been considered, the efficient arrangement of the distribution network for the planning horizon of the desired year is probably to be achieved. Results of studies on the sample distribution network have been compared with the results of another algorithm, which appropriately indicates the efficiency of the proposed objective function.

    Keywords: Distribution substations, Reliability, Loadability capacity, Voltage drop, Radial structure
  • J O Gargar, Mahdavi Mojdeh *, Zare M Pages 52-59

    One of the most important issues in the modern control and power systems is real-time monitoring of the system to maintain normal operating conditions and bring the system closer to optimal operating conditions. The set of monitoring systems, from data collection units in substations to the telemetry, data transmission systems and computer systems in control centers is called the energy management systems. RTU is a device that is placed in places out of reach, it collects and stores certain information provided by the registrar and sensors connected to it in the form of codes, and it can be connected remotely if necessary to receive information or see it in real time. It is also possible to send messages remotely to the system and make changes to the location, such as turning on the relay to control the air conditioning system, lights or heater. There are foreign examples of this device with limited facilities and high prices in Iran. In this study, an attempt has been made to design and present a system that can be improved at the lowest price compared to the foreign model and with much higher features such as the use of mobile communications and the lack of need for an external modem.

    Keywords: Real-time monitoring, Secure Wireless Transmission of Information, Remote Terminal Unit