فهرست مطالب
نشریه عصر برق
پیاپی 15 (تابستان 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/05/25
- تعداد عناوین: 15
-
- یادداشت مدیر مسئول
-
صفحات 6-19
محاسبات کوانتومی روش جدیدی از پردازش اطالعات است که بر مبنای مفاهیم مکانیک کوانتومی بناشده است ومنجر به رخدادهای عجیب وقدرتمندی در حوزهکوانتوم میشود. هر ماتریس یکانی نمایشدهنده یک گیت کوانتومی است. سنتز مدارهای کوانتومی به فرایند تبدیل یک گیت کوانتومی به یک سری گیتهای پایه اطلاق میشود و به دو دسته کلی مبتنی بر تجزیه و ترکیب تقسیم میگردد. در روشهای دسته نخست با بهرهگیری از روشهای تجزیه ماتریسی مدارهای کوانتومی سنتز میشوند. این مطالعه به دسته دوم میپردازد که با استفاده از الگوریتمهای تکاملی و بهخصوص الگوریتم ژنتیک از ضرب گیتهای ماتریسی برای دستیابی به مشخصه نهایی مدار کوانتومی بهره گرفته میشود.
کلیدواژگان: لگوریتم تکاملی، الگوریتم ژنتیک، سنتز مدارای کوانتومی، محاسبات کوانتومی -
صفحات 20-26
در این مقاله ساختار کلی یک دوربین دیجیتال معرفی شده و مهمترین بخش آن که سنسور تصویر CMOS میباشد توضیح داده شده است. بعد ازآشنایی با قسمت های مختلف سنسورتصویر، یک سنسورتصویر با استفاده از معماری ستون-موازی ورزولوشن یک مگاپیکسل 720×1280 طراحی گردیده است. برای طراحی بلوک های مختلف سنسورازمدارات رایج وپرکاربرد استفاده شده است. برای آشنایی با نحوه ارزیابی سنسورهای تصویر، انواع پارامترهای مهم سنسور همراه با توضیحات در مقاله گردآوری شده است.
کلیدواژگان: دوربین دیجیتال، سنسور تصویر CMOS، پیکسل، مبدل آنالوگ به دیجیتال -
صفحات 27-32
دوشاخگی انشعاب ها در علوم زیستی، پزشکی و صنعت کاربرد دارند. دراین مقاله ابتدا به اهمیت وکاربردهای انشعاب وانواع آن پرداخته شده است. سپس به طور خاص سیستم حلقه و مهره را به دو صورت تیوری و آزمایشگاهی بررسی نموده، که با انجام آزمایشات تیوری و عملی نوع انشعاب آن مشخص شدهاست. دربحث آزمایشگاهی برای به دست آوردن دیاگرام انشعاب ازیک سنسور جهت اندازهگیری سرعت زاویهای و از یک ابزار برای خواندن موقعیت مهره استفاده شده است. در نتیجه دیاگرام انشعابی که از انجام آزمایش به دست میآید، از آن جهت اهمیت دارد که یک ابزار اساسی برای مطالعه تغییر رفتار سیستم با تغییر پارامترهای سیستم است.
کلیدواژگان: انشعاب، انشعاب چنگالی، دیاگرام انشعاب، دینامیک غیرخطی، سیستم حلقه و مهره -
صفحات 33-40
به دلیل رشد روز افزون تمایل افراد به عضویت و استفاده از شبکههای اجتماعی، برقراری ارتباط و به اشتراکگذاری دادههای موجود در این شبکهها، مورد توجه علوم مختلف همانند علوم سیاسی،روانشناسی، جامعه شناسی، اقتصاد و... قرارگرفته است. به همین دلیل، محققین اقدام به تشخیص واستخراج روابط بین افراد از دادههای موجود دراین شبکهها، برای ایجاد جوامع دقیقتر نمودهاند. با این حال هنوز روشی موثر جهت شناسایی و استخراج جوامع، بر مبنای دادههای شبکههای اجتماعی ارایه نشده است. در این مقاله، به منظور خوشهبندی دقیقتر جوامع موجود در یک شبکه اجتماعی، روشی بر پایه استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری تکاملی رقابت استعماری و با انتخاب جمعیت اولیه بر اساس معیار خوشهبندی مبتنی بر چگالی معرفی شده است. روش پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم رقابت استعماری پایه، بهطور میانگین مقدار ماژوالریتی را 45.21 %افزایش داده و جوامع منسجمتری را استخراج نموده است.
کلیدواژگان: الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم های تکاملی، خوشه بندی گراف، خوشه بندی مبتنی بر چگالی، شبکه های اجتماعی -
صفحات 41-49
با توجه به ترویج بازار برق به صورت پایدار و رقابتی در اغلب کشورها، تحقیقات درباره توانایی انتقال توان در دسترس به شدت افزایشیافته است و با توجه به افزایش مصرف و عدم گسترش شبکه انتقال، بیشتر اجزاء سیستم قدرت در مرز محدودههای مجاز خود قرار دارند که موجب کاهش کارایی آنها میشود، از اینرو تعیین مقدار دقیق قابلیت انتقال توان در دسترس ATC برای برنامهریزی، بهرهبرداری و کنترل سیستم قدرت بسیار مهم میشود که باعث شده است؛ روشهای متعددی برای محاسبه ATC ارایه شود. الگوریتمهای ارایهشده یا سریع هستند و دقیق نیستند ویا دقیق هستند و سرعت کافی ندارند. این مقاله، یک بررسی جامع از روشهای مختلف برای تعیین ATC را در دو حالت ایستا و پویا ارایه میدهد. ابتدا مفاهیم و تعاریف مختلف موردنیاز برای درک بهتر ATC ارایه میشود سپس در دو قسمت مجزا، ابتدا روشهای ایستا و سپس روشهای پویا بررسی میشوند. این بررسیها نشان میدهدکه همزمان با توسعه روشهای استاتیکی، روشهای دینامیکی نیز گسترش پیدا کردهاند. این مقاله هم برای کسانی که در این زمینه کار میکنند مفید است و هم برای کسانی که میخواهند به این حوزه تحقیقاتی وارد شوند.
کلیدواژگان: قابلیت انتقال توان در دسترس، توانایی انتقال توان، پایداری ولتاژ، مفاهیم ATC -
صفحات 52-60
سنسورالمانی است که یک کمیت فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. سنسورهای خازنی بهدلیل عملکرد خوب، داشتن، حساسیت عالی، طراحیو ساخت آسان و... بیشتر از سنسورهای دیگر مورد توجه قرارگرفتهاند. با افزایش تقاضا برای یکپارچهسازی سیستمهای الکترونیکی بر روی تراشه و نیاز به کوچکسازی سنسورها، سنسورهای خازنی مبتنی بر خازن بین انگشتی بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. خازن بین انگشتی، از تعدادی زوج الکترود شانهای بر روی بستر عایق تشکیل میشود. این خازنها متداولترین ساختار خازنی مورد استفاده در حوزه سیستمهای میکرو الکترومکانیکی هستند که ظرفیت و حساسیت آنها در مقایسه با سایر خازنها به نسبت باالتر است. مزایای خازنهای بین انگشتی، آنها را به گزینهای محبوب برای کاربرد در سنسورهای مختلف تبدیل کرده است. این مقاله به مروری بر کاربرد خازنهای بین انگشتی در سنسورهای خازنی مختلف، پرداخته است.
کلیدواژگان: خازنهای بین انگشتی، سنسورهای خازنی، سیستمهای میکرو الکترومکانیکی -
صفحات 61-69
میدان مغناطیسی حاصل از جریان گذرندهاز سیم پیچ اجاق القایی دارای مولفه اکتیو با فرکانس بالا ، درون تابه فلزی جریانهای I2*Req باعث ایجاد حرارت در تابه میشود از اینرو به منظور ایجاد گردابی ایجاد کرده و تلفات اهمی ناشی از این جریانهای گردابی حرارت بیشتر و در نتیجه طبخ سریع غذا لازم است توان اکتیو انتقالی به سیمپیچ اجاق القایی افزایش یابد که پیرو آن راندمان سیستم نیز افزایش خواهد یافت.بدین منظور با ایجاد تغییر در ساختار مدار مبدل رزونانسی سری کالسیک با استفاده از یک القاگر تقویت کننده ولتاژ در ورودی این مبدل و همچنین ایجاد تغییر در نحوه کلیدزنی آن ، مبدلی با نام مبدل پیشنهادی در این پژوهش طراحی و مورد بحث و بررسی قرار گرفته که نتیجه آن افزایش راندمان سیستم در حدود 20 %است.
کلیدواژگان: مبدل رزونانسی، اجاق القایی، راندمان، توان اکتیو، کلیدزنی -
صفحات 70-77
شبکههای عصبی بازگشتی مدلی ازروشهای یادگیری عمیق است که در چند دهه گذشته موضوع بسیارپرطرفداری بوده است. شبکههای عصبی LSTM روشی جدید از پردازش اطلاعات است که بهخاطر ساختار زنجیره ای که دارد بر روی دادههایی با سری زمانی فعالیت میکند که منجر به رخدادهای قدرتمندی در حوزه یادگیری عمیق میشود. اگر LSTM ویژگی مهمی در دنباله ورودی درگامهای ابتدایی را تشخیص دهد، بهدلیل داشتن حافظه کوتاه مدت طولانی میتواند این اطلاعات را طی مسیر طولانی منتقل کند و این گونه وابستگیهای بلندمدت احتمالی را دریافت و حفظ میکند. دراین مقاله سعی شده است انواع LSTM وکاربرد آنها درپردازش متن در حوزههای طبقهبندی متون وتحلیل احساسات واستخراج ویژگی بررسی شود علاوه بر این ما شناسایی اهداف آینده را مد نظر قرار داده و مسیر تحقیق آینده برجسته شده است.
کلیدواژگان: یادگیری عمیق، شبکه های بازگشتی LSTM، پردازش متن، استخراج ویژگی -
صفحات 78-86
نیازهای رو به رشد ارتباطی که برخی با فناوری نسل پنجم شبکه ارتباطی برآورده نمیشوند موجب شروع تحقیقات و هدف گذاری به سمت نسل ششم شبکه ارتباطی شده است. بر اساس منابع و مراجع مختلف، پیشبینی شده تا سال 2030 ،ظرفیت نسل پنجم شبکه ارتباطی به حد نهایی خود در استانداردهای تعریف شده امروزی برسد. شبکههای نسل ششم شبکه ارتباطی بیشتر براساس توسعه معماری نسل پنجم شبکه ارتباطی ایجاد خواهند شد ومزایای بهدست آمده درنسل پنجم شبکه ارتباطی همانند افزایش مجاز باندهای فرکانسی ومعماری بهینه شبکه غیرمتمرکز را به ارث خواهد برد. انتظار میرود که نسل ششم شبکه ارتباطی فناوریهای ارتباطی که امروزه با آنها آشنا هستیم را بهروزرسانی نموده و درنتیجه عملکرد شبکههای مخابراتی به طورقابل توجهی ارتقا یابد. با هدف گذاری های انجام شده، شبکه ارتباطی نسل ششم دارای ویژگیهای نرخ بیت بالا، قابلیت اطمینان بالا، تاخیر پایین، بازده انرژی بالا، راندمان طیفی بالا خواهد بود.
کلیدواژگان: نسل ششم شبکه ارتباطی، ماهواره، تراهرتز، شبکه ناهمگون، ظرفیت کانال ارتباطی -
صفحات 87-92
امروزه تحقیقات در زمینه پلاسمونیک، بر روی مجتمعسازی قطعات پلاسمونیک برای کاربردهای مخابرات نوری و تبادل داده متمرکز شدهاند. ایجاد چنین زمینه ای، حاصل بررسی قطعات پالسمونیک جدیدی است که در سالهای اخیر توسعه یافتهاند. برخی ازاین قطعات؛ موج برها، تزویج کنندهها ، مدولاتورهای نوری، به همراه منابع نوری لیزرهای پلاسمونیک وآشکارسازهای نوری هستند. این عناصر مداری در مدارهای مجتمع نوری دارای جایگاه ویژهای میباشند. بنابراین با توجه به ویژگی اصلی علم پالسمون یک که گذشتن از حد شکست نور درفشردهسازی عناصر و چیدمان آنها است، طراحی، شبیه سازی و ساخت عناصر پالسمونیک برای محققان حوزه نور جذابیتهای ویژهای پیدا کردهاست. دراین مقاله ابتدا لیزرپلاسمونیک با ساختار AlGaAs/GaAs/AlGaAs مورد بررسی قرارگرفته که خود الیه GaAs به صورت چاه کوانتومی محیط بهره را ایجاد نموده است که با بهرهگیری از ساختار متامتریال لیزر پلاسمونیک را تحلیل کردهایم.
کلیدواژگان: پلاسمونیک، پلاسمون سطحی، فلز-عایق-فلز، لیزر
-
Pages 6-19
Quantum computing is a new method of information processing based on the concepts of quantum mechanics which leads to strange and powerful events in the field of quantum. Each unitary matrix represents a quantum gate. Synthesis of quantum circuits refers to the process of converting a quantum gate into a series of basic gates and is divided into two general categories, namely decomposition and composition-based. In the first category, quantum circuits are synthesized using matrix decomposition methods. This study deals with the second category, which uses evolutionary algorithms and especially genetic algorithms to multiply matrix gates to achieve the final characteristic of a quantum circuit.
Keywords: Evolutionary Algorithms, Genetic Algorithms, Synthesis of Quantum Circuits, Quantum Computing -
Pages 20-26
In this paper, the overall structure of a digital camera is introduced and its most important part which is the CMOS image sensor, is explained in detail. After getting acquainted with the different parts of the image sensor, an image sensor has been designed using column-parallel architecture and a resolution of one megapixel. The most popular circuits have been used to design different blocks of the sensor. To evaluate image sensors, a variety of important sensor parameters with descriptions have been collected in the article.
Keywords: Digital camera, CMOS image sensor, pixel, analog to digital converter -
Design and Construction of a Laboratory System for Bead and Hoop and Drawing its Bifurcation DiagramPages 27-32
Bifurcations are used in the biological, medicine and industry. In this article, first, the importance and applications of bifurcation and its types are discussed. Then, in particular, the hoop and bead system has been studied in both theoretical and laboratory forms, which have been determined by performing theoretical and practical experiments. In the laboratory discussion, a sensor for measuring angular velocity and a tool for reading the position of the bead were used to obtain a bifurcation diagram. As a result, the bifurcation diagram obtained from the experiment is important because it is an essential tool for studying system behavior change in response to changes in system parameters.
Keywords: Bifurcation, Hoop, Bead system, Pitchfork Bifurcation, Bifurcation Diagram, Nonlinear Dynamic -
Pages 33-40
Due to the growing desire of people to join and use social networks, communication and shar ing data in these networks has been considered by various sciences such as political science, psychology, sociology, economics, etc. Hence, researchers have begun to distinguish and extract relationships between individuals from the data contained in these networks, to create more accurate communities. However, there is still no effective method to identify and extract communities based on social media data. In this article, a method has been proposed for social network accurate clustering by using Imperial Competitive Evolutionary Algorithm (ICEA) and selecting the initial population based on the density-based clustering criterion. The proposed method has improved the result of modularity about 21.45% in average, compared to rival basic ICEA and extracted more densed communities.
Keywords: Imperial Competitive Algorithm, Evolutionary Algorithms, Graph Clustering, density-basedclustering, Social Networks -
Pages 41-49
Due to the development of electricity market in a sustainable and competitive way in most countries, investigating the ability to transfer power has increased dramatically. Also, the increasing consumption and the lacking expansion of the transmission network have left most components of the power system within their authorized limits, which reduces the efficiency. Therefore, determining the exact amount of available transfer capability (ATC) is crucial for planning, operating and controlling the power system. There are many ways to calculate the ATC. The algorithms are either fast but not precise or accurate but not fast enough. This paper provides a comprehensive review of the various methods for determining ATC in both static and dynamic methods. First, the concepts and definitions essential to a better understanding of ATC are presented then in two separate parts the, static methods and dynamic methods are examined. These studies show that simultaneously with the development of static methods, dynamic methods have been also developed. This paper is useful both for those who already work in this field and also those willing to enter the field.
Keywords: ATC, power transfer, voltage stability, ATC concepts -
Pages 52-60
Sensor is a device that converts signals from one physical energy domain to electrical domain. Capacitive sensors have gain lots of attention because of their good performance, excellent sensitivity, easy-to-use principles, ease of manufacturing, etc. Due to the growing demand for the integrated on-chip electronic systems and need for the sensor downscaling, interdigital capacitor type of the sensors has become increasingly popular. These capacitors are the most common used capacitor structures in the micro electro- mechanical systems and are multi-finger periodic structures on an insulating substrate. Sensitivity and capacitance of the IDTs are relatively higher in comparison with the other capacitors that makes them to an attractive candidate in the sensor applications. This study reviews application of IDTs in the capacitive sensors.
Keywords: Interdigital capacitor, Capacitive sensors, MEMS -
Pages 61-69
It’s known that equalizing inductive reactance (caused by winding inductance) with capacitive reactance (caused by resonance capacitor) and creating resonant frequency is imperative to produce heat in metal pan located on induction cookers’ coil fed by classic resonant convertor. Moreover, the magnetic field induced by the currency passing through the induction cooker coil (with an active component and high frequency), produces Eddy currents in the pan and the Ohmic losses resulted from these currents (Req×I2 ) causes heat in the pan. Thus, in order to produce higher heat and cook faster, there is a need to increase the transitional active power to the cookers’ coils of these types and this in turn, raises the system efficiency. Increasing the transitional active power to the induction cookers’ coil means increasing the Ohmic losses caused by Eddy currents produced in the pan. To achieve this, by changing the circuit structure in classic resonant converter (using a voltage amplifying inductor in the converter input) as well as changing the switching system, a converter named “proposal converter” is developed and studied in this dissertation. This proposal converter increases the system efficiency by about 20 percent.
Keywords: resonant converter, induction cooker, efficiency, active power, switching -
Pages 70-77
Recursive neural networks are a model of deep learning techniques that has been a very popular topic for the past few decades. LSTM neural networks are a new way of processing information that, because of its chain structure, operates on time-series data that leads to powerful deep learning events if LSTM is an important feature in the input sequence. Recognize in the early stages because of its short-term memory, it can transmit this information over long distances and receive and maintain such potential long-term dependencies. In this article, we have tried to examine the types of LSTM and their application in text processing in the fields of text classification, emotion analysis and feature extraction. In addition, we have also considered identifying future goals and highlighting the path of future research
Keywords: Deep learning, Recurrent neural network LSTM, Natural language processing, Feature extraction -
Pages 78-86
The growing needs of communication, some of which are not even met by fifth-generation communication network technology, have led to research and targeting of the sixth generation communication network. According to various sources and references, it is predicted that by 2030, the capacity of the fifth generation communication network will reach its final level in today’s defined standards. Sixth Generation Communication Networks will be built primarily on the development of the fifth generation communication network architecture, and will inherit the benefits of the fifth generation communication network (for example, allowable frequency bandwidth and optimal decentralized network architecture). It is expected to update the communication technologies for the sixth generation of communication networks and to significantly improve the performance of telecommunication networks that we are familiar with today. With the goals set, the sixth generation communication network will have the characteristics of high bit rate, high reliability, low latency, high energy efficiency and high spectral efficiency.
Keywords: Sixth generation communication network, satellite, terahertz, heterogeneous network, capacity ofcommunication channel -
Pages 87-92
Today, studies in plasmonic is mainly focused on integrating the Plasmonic Parts for optical communication and data transfer. Making such field resulted in studying new Plasmonic parts that developed in recent years. Some these parts are waveguides, couplers, optical modulators, optical detectors and optical sources. These circuit elements have an important position in the optical integrated circuits. Therefore, based on the main figure of Plasmonic devices which is the is able to go beyond the diffraction limits, design, simulation and construction of such elements have a special attractiveness for the researchers. In this research first, a Plasmonic laser has studied by using AlGaAs/GaAs/AlGaAs structure is the GaAs layer that itself interest environment quantum well that analyzed by using the metamaterial Plasmonic layser.
Keywords: Plasmonic, surface Plasmon, metal-insulator-metal, Laser