[發(fā)明專利]一種憶容器的實(shí)現(xiàn)電路及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310274757.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103559328A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丘東元;韋兆華;張波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.一種憶容器的實(shí)現(xiàn)電路，其特征在于，包括輸入交流電壓源（10）、電荷控制型電壓源、電容（8）和電阻（9），所述輸入交流電壓源（10）、電容（8）和電阻（9）依次連接，交流電壓源（10）、電容（8）和電阻（9）均與電荷控制型電壓源連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的憶容器的實(shí)現(xiàn)電路，其特征在于，所述電荷控制型電壓源包括第一電壓采樣器（1）、積分器（2）、加法器（3）、乘法器（4）、第二電壓采樣器（5）、減法器（6）和可調(diào)直流電壓源（7）；輸入交流電壓源（10）的一端（P）與電容（8）的一端（A）連接，電容（8）的另一端（B）與電阻（9）的一端（C）和減法器（6）的輸出端（So）連接，電阻（9）的另一端（D）與輸入交流電壓源（10）的另一端（N）連接；第一電壓采樣器（1）的第一輸入端（C1）與電容（8）的一端（A）連接，第一電壓采樣器（1）的第二輸入端（C2）與輸入電容（8）的另一端（B）端連接，第一電壓采樣器（1）的輸出端（Co）與積分器（2）的輸入端（Ii）連接；積分器（2）的輸出端（Io）與加法器（3）的第一輸入端（A1）連接；加法器（3）的第二輸入端（A2）與可調(diào)直流電壓源（7）的正端連接，可調(diào)直流電壓源（7）的負(fù)端與輸入交流電壓源（10）的另一端（N）連接；加法器（3）的輸出端（Ao）與乘法器（4）的第一輸入端（M1）連接；第二電壓采樣器（5）的第一輸入端（D1）與輸入交流電壓源（10）的一端（P）連接；第二電壓采樣器（5）的第二輸入端（D2）與輸入交流電壓源（10）的另一端（N）連接，第二電壓采樣器（5）的輸出端（Co）與乘法器（4）的第二輸入端（M2）及減法器（6）的同相輸入端（S1）連接；乘法器（4）的輸出端（Mo）與減法器（6）的反相輸入端（S2）連接。

3.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的憶容器的實(shí)現(xiàn)電路的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、第一電壓采樣器（1）對(duì)電容電壓信號(hào)v_C進(jìn)行采集，其輸出電壓v_Co為v_Co=v_C；

步驟2、第二電壓采樣器（5）對(duì)輸入電壓信號(hào)v_in進(jìn)行采集，其輸出電壓v_Do為v_Do=v_in；

步驟3、將v_Co輸入到積分器（2），設(shè)積分器（2）的積分常數(shù)為k，故積分器（2）的輸出電壓v_Io為：

v_Io=k∫v_Codt=k∫v_Cdt；

步驟4、對(duì)積分器（2）的輸出電壓信號(hào)進(jìn)行偏置處理，即將v_Io與直流電壓源（10）的輸出電壓V_DC輸入到加法器（3）進(jìn)行相加，得到加法器（3）的輸出電壓v_Ao為：

v_Ao=v_A1+v_A2=v_Io+V_DC=V_DC+k∫v_Cdt；

式中，v_A1和v_A2為加法器（3）的輸入信號(hào)，v_A1=v_Io，v_A2=V_DC；

步驟5、利用乘法器（4）將加法器（3）的輸出電壓信號(hào)v_Ao與第二電壓采樣器（5）的輸出電壓信號(hào)v_Do相乘，得到乘法器（4）的輸出電壓v_Mo為：

v_Mo=v_M1·v_M2=v_Ao·v_Do=v_in(V_DC+k∫v_Cdt)，

式中，v_M1和v_M2為乘法器（4）的輸入信號(hào)，v_M1=v_Ao，v_M2=v_Do；

步驟6、計(jì)算憶容值C_M。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟6包括以下步驟：

A、利用減法器（6）把乘法器（4）的輸出電壓信號(hào)v_Mo與第一電壓采樣器（1）的輸出電壓信號(hào)v_Co相減，得到減法器（6）的輸出電壓v_So為：

v_So=v_S1-v_S2=v_Co-v_Mo=v_in-v_in(V_DC+k∫v_Cdt)，

式中，v_S1為減法器（6）的被減數(shù)輸入信號(hào)，V_DC為可調(diào)直流電壓源（7）兩端的電壓值，C_L為電容（8）的電容值，v_S2為減數(shù)輸入信號(hào)，v_S1=v_Co，v_S2=v_Mo；

B、由于v_R=v_So，可得電容8上的電壓v_C為：

vC=vin-vR=vin(VDC+k∫vCdt)=vin(VDC+k∫qCCLdt)=vin(VDC+kCL·σC),]]>

式中，σ_C=∫q_Cdt為電荷量q_C對(duì)時(shí)間的積分值，

C、由于流過(guò)電容8的電流等于輸入電流i_in，因此輸入電荷量q_in的大小為

qin=∫iindt=qC=CL·vC=CL·vin(VDC+kCL·σC)=vin(CL·VDC+k·σC),]]>

D、可得到的荷控型憶容器的憶容值C_M表達(dá)式為

CM(σ)=qinvin=vin(CL·VDC+k·σC)vin=CLVDC+k·σC=C0+k·σ]]>

式中，C₀=C_L·V_DC，σ=σ_C。