COMPONENT VALUE SELECTION FOR ACTIVE FILTERS USING ANT COLONY ALGORITHM

Yıl 2003, Cilt: 5 Sayı: 3, 41 - 53, 01.09.2003

Adem Kınalı

Öz

In the realization of analogue electronic circuits, it is common practice to specify discrete passive
component values from a range of manufactured preferred values because of costs. The original
design typically results in values that do not all coincide with preferred value and conventionally the
designer selects the nearest preferred value thus causing a design deviation. In general a better set of
preferred values will exist in the discrete domain of preferred component values. This set will be in a
solution space of all possible component-value combinations that is a highly-complex combinatorial
search problem.
The heuristic algorithms are able to find the global minima in a error surface. They seems to be as
a promising for designing analogue circuits. This paper shows that Ant colony optimization algorithm
which is based on the behavior of real ant colonies can be successfully used to search this space. The
application chosen is a second order state variable active filter. Fully-discrete and semi-integrated
forms are considered. The designs produced are much superior to those achieved using the
conventional method.

Anahtar Kelimeler

Analog circuits design, Ant colony algorithm, Active filter

AKTİF FİLTRELER İÇİN DEVRE ELEMANI DEĞERLERİNİN KARINCA KOLONİ ALGORİTMASI KULLANARAK SEÇİMİ

Öz

Analog elektronik devrelerin tasarımında, maliyetler nedeniyle, ayrık pasif eleman değerlerini
belirli değerlerde üretilmiş standart serilerdeki elemanlardan belirlemek yaygın uygulamadır. Orijinal
tasarımda ortaya çıkan değerler çoğunlukla, standart seri değerleri ile tam olarak örtüşmemektedir ve
geleneksel tasarımcılar en yakın değerli elemanları seçmektedir. Bu durum bir tasarım sapmasına
neden olmaktadır. Genelde standart seri elemanlarının oluşturduğu tüm uzayda daha iyi bir çözüm seti
var olacaktır. Mümkün olan bütün eleman değerlerinden en uygun setin seçilmesi oldukça kompleks
bir ayrık araştırma problemidir.
Hata yüzeyinin küresel minimasını uygun süre içerisinde bulma kabiliyetine sahip sezgisel
algoritmalar, analog devre tasarımı için ümit verici yaklaşımlar olarak görülmektedir. Bu çalışmada,
gerçek karıncaların yiyecek ve yön bulma kabiliyetlerinden esinlenerek ortaya çıkmış karınca koloni
optimizasyon algoritmasının, bu araştırma uzayında başarıyla kullanılabileceği gösterilmiştir.
Uygulama tümüyle ayrık ve yarı tümdevre formunda seçilen ikinci derece durum değişkenli aktif filtre
üzerinde yapılarak, geleneksel tasarım yöntemlerine göre çok daha iyi tasarımlar sağlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Analog devre tasarımı, Karınca koloni algoritması, Aktif filtre