基于PSO差分-共射负反馈放大电路参数的自适应优化

杨一军,陈得宝,王江涛,丁国华

(淮北师范大学 物理与电子信息学院,安徽 淮北 235000)

Kennedy等[1]提出的粒子群优化算法(PSO)由于具有易编程和收敛快等优点而引起人们广泛关注,并使其理论得到迅速发展. 如Ratnaweera等[2]将变异理论引入PSO算法中,采用变加速系数算法,有效控制了本地搜索和收敛,达到全局最优解;Sari等[3]将PSO算法应用于燃料电池电路设计中;Pedersen等[4]通过调整自身行为参数,提出一种简化粒子群算法;Mousa等[5]结合遗传算法和粒子群优化算法,提出了混合粒子群优化算法的多目标优化方法;郭新辰等[6]利用PSO算法求解残差平方和的极小化优化问题,得到逼近解.

当放大缓慢变化的小信号时,多采用直接耦合多级放大方式,由于存在零点漂移和配置级间电平,并需考虑交流指标参数等,因此工程上常先做近似处理,以简化设计,再通过调试,逐步逼近. 本文以直接耦合方式下的差分-共射电压并联负反馈放大电路为例,以高互阻增益、 大共模抑制比和低输出电阻为设计要求,采用PSO算法,编写程序优化电路参数,并利用虚拟电子工作台(EWB)仿真验证.

1 电路设计

1.1 直流电位分析

差分-共射电压并联负反馈放大电路如图1所示. 其中: 第一级放大电路为差分结构,有较强的抑制零点漂移能力;第二级为共发射极放大电路,有较好的电压和电流放大能力;电键位于A为反馈放大器,位于B为基本放大器. 在基本放大器的直流电位计算中,反馈电阻Rf远大于RS,与RS并联后可忽略不……