[發(fā)明專(zhuān)利]基于憶阻器的指數(shù)器運(yùn)算電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710079798.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106775578A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡春華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濱州學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F7/556
• 分類(lèi)號(hào): G06F7/556
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.基于憶阻器的指數(shù)器運(yùn)算電路，其特征在于：所述憶阻器由二極管(1N4148)、電容和電阻組成，二極管1N4148實(shí)現(xiàn)文氏電橋功能，電容和電阻組成RC震蕩電路；所述二極管D1的正極接二極管D4的正極，接憶阻器的輸入端，所述二極管D1的負(fù)極接電容C0的一端，接二極管D2的負(fù)極，所述二極管D2的正極接二極管D3的負(fù)極，接憶阻器的輸出端，所述二極管D2的負(fù)極接電容的一端，所述二極管D3的負(fù)極接二極管D2的正極，接憶阻器的輸出端，所述二極管D3的正極接二極管D4的正極，接電容C0的另一端，接地，所述二極管D4的正極接二極管D3的正極，接電容C0的另一端，接地，所述二極管D4的負(fù)極接二極管D1的正極，接憶阻器的輸入端，所述電容C0的一端接電阻R0的一端，所述電容C0的另一端接電阻R0的另一端，接地；根據(jù)二極管文氏電橋的電路得出以下關(guān)系式：

設(shè)定憶阻器兩端輸入電壓和電流分別為Vm和Im，電容C₀兩端電壓為V₀，其數(shù)學(xué)模型為：

$\frac{{\mathrm{dV}}_0}{dt}=\frac{2I_s{e}^{-{\mathrm{\ρV}}_0}\cosh \left({\mathrm{\ρV}}_m\right)}{C_0}-\frac{V_0}{R_0{C}_0}-\frac{2I_s}{C_0}$

其中，ρ＝1/(2nV_T)；I_s，n和V_T分別表示二極管反向飽和電流、發(fā)射系數(shù)和熱電壓，由此，可以推導(dǎo)出憶阻器的憶導(dǎo)表達(dá)式為

基于憶阻器的指數(shù)器運(yùn)算電路由三極管，憶阻器和運(yùn)算放大器LF347BN(U6)組成；所述運(yùn)算放大器LF347BN(U6)的負(fù)輸入端接三極管T2的發(fā)射極，通過(guò)憶阻器Rm6接運(yùn)算放大器LF347BN(U6)的輸出端，運(yùn)算放大器LF347BN(U6)的正輸入端接地，運(yùn)算放大器LF347BN(U6)的正電源端接VCC，負(fù)電源端接VEE，所述三極管T2的集電極接指數(shù)運(yùn)算電路的輸入端，三極管的基極接指數(shù)運(yùn)算電路的輸入端；根據(jù)指數(shù)運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)可以得出以下關(guān)系式：

設(shè)指數(shù)運(yùn)算電路的輸入電壓為U_i8，三極管發(fā)射極電流為I_E2，憶阻器上Rm6的電流為I_Rm6，指數(shù)運(yùn)算電路的輸出電壓為U_o6

根據(jù)運(yùn)算電路“虛短”和“虛斷”，三極管的特性原則得出：u_BE＝U_i8

$I_{Rm6}=I_{E2}\≈I_{s1}{e}^{\frac{U_{i8}}{U_T}}$

$U_{o6}=-I_{Rm6}{R}_{m6}=-\frac{I_{s1}{e}^{\frac{U_{i8}}{U_T}}{U}_{o6}}{2I_s{e}^{-{\mathrm{\ρV}}_0}\sinh \left({\mathrm{\ρU}}_{o6}\right)}$

$e^{\frac{U_{i8}}{U_T}}=-\frac{2I_s{e}^{-{\mathrm{\ρV}}_0}\sinh \left({\mathrm{\ρU}}_{o6}\right)}{I_{s1}}.$