[發明專利]一種基于憶阻器的可編程模擬電路

在審

• 申請號: 201611054388.9
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN108109654A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 李曉兵
• 申請（專利權）人: 李曉兵
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于憶阻器的可編程模擬電路，適用于電子電路領域。可編程模擬電路由可編程雙橋電路、可編程增益放大器、波形信號發生器、幅值調節電路組成。具有天然的記憶功能和良好的開關性能，電路結構緊湊，工作穩定，適應性好，提高了工作效率，功耗低，且具有良好的抗干擾性和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種基于憶阻器的可編程模擬電路，適用于電子電路領域。

背景技術

憶阻器具有獨特的開關轉換機制和天然的記憶功能，如果把憶阻器的高阻抗狀態定義為邏輯“0，低阻抗狀態定義為邏輯+1，那么憶阻器就能夠以阻抗的形式存儲二進制數據。因此，目前憶阻器最主要的應用是在存儲介質制造領域。

憶阻器的出現豐富了當今市面上現有的電子元器件類型，而憶阻器本身的特殊性質，為憶阻器在各種電子電路設計領域的應用提供了一種全新的思路。

憶阻器是電路學發展史上的一個重大發現，可以與一百年前發明的三極管相媲美，而憶阻器也被認為是繼電阻、電容和電感之后的第四種基本電路元件。憶阻器最突出的特點是其天然的非易失性記憶功能和良好的開關性能，在非易失性存儲器技術、可重構信號處理電路和人工神經網絡等領域具有巨大的應用潛力。隨著憶阻器技術的不斷深入發展，憶阻器不僅僅局限于二進制運行模式系統，憶阻器在模擬電路設計中同樣可以發揮巨大的作用。這些物理機制使將來商業化生產憶阻器成為可能，憶阻器在電子電路應用領域將發揮巨大作用。

發明內容

本發明提供一種基于憶阻器的可編程模擬電路，具有天然的記憶功能和良好的開關性能，電路結構緊湊，工作穩定，適應性好，提高了工作效率，功耗低，且具有良好的抗干擾性和可靠性。

本發明所采用的技術方案是：

基于憶阻器的可編程模擬電路由可編程雙橋電路、可編程增益放大器、波形信號發生器、幅值調節電路組成。

所述可編程雙橋電路，包括兩個輸入脈沖信號源Vl,V2，都能輸出正電壓脈沖。M1、M4是P溝道增強型場效應管，低電平有效，用來控制回路的通斷。電路的工作電壓為5V。當V1打開(輸入低電平)，V2關閉(輸入高電平)時，P溝道場效應管Ml和M2導通，M3關閉，電流經過R3從憶阻器的正極(plus)流向負極(minus),此時憶阻器的阻值減小。當Vl關閉，V2打開時，M3和M4導通，Ml和M2關閉，電流經過R4從憶阻器的負極(minus)流向正極(plus)。

所述可編程增益放大器和常見的同相運算放大器一樣，輸入信號Yin(t)加載到運算放大器的正輸入端y+；負輸入端牲連接了兩個電阻，分別是反饋電阻和憶阻器。憶阻器可編程電路可以分為兩個工作階段。在編程操作階段，調節控制信號源VP，使場效應管M1或M2導通，把脈沖信號加載到憶阻器上，對憶阻器的狀態進行編程，憶阻器的阻值可以是[[Ron,Roff]范圍內的任一取值。將憶阻器調整到需要的狀態后，關閉場效應管M1和M2。

所述矩形波信號發生器主要包括反相輸入的滯回電壓比較器和RC積分器兩部分電路。電壓比較器具有開關功能，控制電路的高低電平輸出狀態。RC電路不僅是信號發生器的延遲環節，同時也是信號發生器的反饋環節。電壓比較器的信號輸出端特別加上了一個限幅環節，主要由一個限流電阻和兩個背靠背的穩壓管構成。信號發生器電路的輸出電壓是正負對稱的，其幅度取決于穩壓管的穩壓值。信號發生器的輸出頻率可以通過電位器R5或R6來調整，但為了得到合適的自激振蕩頻率，電路中往往需要分立的大容量電容元件，不僅能耗大，而且也不利于電路的集成化。利用電容的充電和放電過程以及反饋產生了自激振蕩，使得輸出波形在高低電平兩個狀態之間自動轉換。

所述幅值調節電路利用電位器Rp對雙限比較器的輸出電壓進行取樣，然后將取樣電壓連接到由運算放大器和電阻網絡R2R3組成的同相比例放大電路。為了減小對憶阻振蕩器電路輸出信號的影響，幅值調節電路中的電壓取樣電位器應該選擇大阻值(可取100K歐)。