[發明專利]一種模擬實現Morris?Lecar神經元模型的電路

有效

• 申請號: 201610066207.8
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105787291B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 胡曉宇;劉崇新;倪駿康;沈天時;李傲岸;劉航;李石磊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F19/12
• 分類號: G06F19/12;G06N3/063
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種模擬實現Morris-Lecar神經元模型的電路，其特征在于，包括第一雙曲正切函數電路單元、第二雙曲正切函數電路單元、雙曲余弦函數電路單元、第一比例積分電路單元和第二比例積分電路單元；其中，

所述的第一雙曲正切函數電路單元和第二雙曲正切函數電路單元均由輸入函數運算模塊、雙曲正切函數運算模塊、雙端輸入轉單端輸出模塊和加法運算模塊組成；

所述雙曲余弦函數電路單元由輸入函數運算模塊、第一指數函數電路單元、第二指數電路單元和加法運算模塊組成；

所述第一比例積分電路單元由乘法運算模塊、電流源、電壓源和比例積分模塊組成，其包含六個輸入端，輸入端D1A、輸入端D1B、輸入端D2A、輸入端D2B、輸入端D3、輸入端D4和一個輸出端，輸出端電壓即為神經元模型的膜電位；

所述第二比例積分電路單元由減法運算模塊、乘法運算模塊、積分運算模塊和比例運算模塊組成，其包含兩個輸入端，輸入端B21，輸入端B22和一個輸出端；

第一雙曲正切函數電路單元的輸入端連接第一比例積分電路單元的輸出端，第一雙曲正切函數電路單元的輸出端連接第一比例積分電路單元的輸入端D1A；第二雙曲正切函數電路單元的輸入端連接第一比例積分電路單元的輸出端，第二雙曲正切函數電路單元的輸出端連接第二比例積分電路單元的輸入端B21；第二比例積分電路單元的輸出端連接第一比例積分電路單元的輸入端D2A；雙曲余弦函數電路單元的輸入端連接第一比例積分電路單元的輸出端，雙曲余弦函數電路單元的輸出端連接第二比例積分電路單元的輸入端B22；第一比例積分電路單元的輸入端D1B連接第一比例積分電路單元的輸出端；第一比例積分電路單元的輸入端D2B連接第一比例積分電路單元的輸出端；第一比例積分電路單元的輸入端D3連接第一比例積分電路單元的輸出端；第一比例積分電路單元的輸入端D4連接電流源。

2.根據權利要求1所述的一種模擬實現Morris-Lecar神經元模型的電路，其特征在于，第一雙曲正切函數電路單元中，輸入函數運算模塊由運算放大器、電壓源及電阻組成；

雙曲正切函數運算模塊由雙極性晶體管對、電壓源、電流源及電阻組成；

雙端輸入轉單端輸出模塊由運算放大器及電阻組成；

加法運算模塊由加法器、電壓源及電阻組成；

第一雙曲正切函數電路單元的輸入端即其輸入函數運算模塊輸入端，其輸入經電阻R₁連接到運算放大器U₁的反相輸入端，運算放大器U₁的輸出經電阻R₂反饋連接到運算放大器U₁的反相輸入端，同時，運算放大器U₁的輸出端連接到雙曲正切函數運算模塊的輸入端，運算放大器U₁的同相輸入端連接電壓源V_th1的負極，電壓源V_th1的正極接地；雙曲正切函數運算模塊由一個輸入端和兩個輸出端，其輸入端即是雙極性晶體管Q₁的基極，雙極型晶體管Q₁和Q₂的集電極分別經電阻R₃和R₄連接至電壓源V₁的正極，電壓源V₁的負極接地，雙極型晶體管Q₁和Q₂的發射極連接在一起并經電流源I₁接地，雙極性晶體管Q₂的基極接地，雙曲正切函數運算模塊的兩個輸出端分別經Q₁和Q₂的集電極引出；雙端輸入轉單端輸出模塊的輸入端分別連接雙曲正切函數運算模塊的兩個輸出端，兩個輸入信號分別經電阻R₇和R₅連接到運算放大器U₂同相輸入端和反相輸入端，運算放大器U₂的同相輸入端同時經電阻R₈接地，運算放大器U₂的輸出端經電阻R₆反饋連接至運算放大器U₂的反相輸入端，雙端輸入轉單端輸出模塊的輸出端連接至加法運算模塊的輸入端；加法運算模塊輸入端即為加法器的輸入端，加法器的另一輸入端連接至電壓源V₂的正極，電壓源V₂的負極接地，加法器的輸出端即為第一雙曲正切函數電路單元的輸出端。