[發明專利]基于憶阻器的指數器運算電路

在審

• 申請號: 201710079798.7
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106775578A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 胡春華
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: G06F7/556
• 分類號: G06F7/556
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種運算電路，特別涉及一種基于憶阻器指數器運算電路。

背景技術

自納米級憶阻器的物理可實現性報道以來，基于憶阻器的各種應用電路中，憶阻混沌電路得到了較為廣泛的研究，并有大量的成果報道，憶阻器是一種非線性電路元件，與其他三種基本電路元件進行有機連接，很容易構建出各種基于憶阻器，憶阻器被用于混沌學的研究已經產生了比較深遠的影響，但是將憶阻器單獨的運用到模擬電路中，實現數學中的基本運算在國內外還比較少，為此，本發明提出了以一階廣義憶阻器的二極管文氏電橋電路為基礎，實現模擬電路中的反相、加法、積分、微分、指數和對數運算，為應用非常廣泛的正弦波RC振蕩電路，具有振蕩較穩定、波形良好、振蕩頻率在較寬的范圍內能方便地連續調節等優點的文氏橋振蕩器提供了一種平臺。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于憶阻器的指數器運算電路，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于憶阻器指數器運算電路，所述憶阻器由二極管(1N4148)、電容和電阻組成，二極管1N4148實現文氏電橋功能，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的負極接電容C0的一端，接二極管D2的負極，所述二極管D2的正極接二極管D3的負極，接憶阻器的輸出端，所述二極管D2的負極接電容的一端，所述二極管D3的負極接二極管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；根據二極管文氏電橋的電路得出以下關系式：

設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，其數學模型為：

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、發射系數和熱電壓，由此，可以推導出憶阻器的憶導表達式為

基于憶阻器的指數器運算電路由三極管，憶阻器和運算放大器LF347BN(U6)組成；所述運算放大器LF347BN(U6)的負輸入端接三極管T2的發射極，通過憶阻器Rm6接運算放大器LF347BN(U6)的輸出端，運算放大器LF347BN(U6)的正輸入端接地，運算放大器LF347BN(U6)的正電源端接VCC，負電源端接VEE，所述三極管T2的集電極接指數運算電路的輸入端，三極管的基極接指數運算電路的輸入端；根據指數運算電路的結構可以得出以下關系式：

設指數運算電路的輸入電壓為U_i8，三極管發射極電流為I_E2，憶阻器上Rm6的電流為I_Rm6，指數運算電路的輸出電壓為U_o6

根據運算電路“虛短”和“虛斷”，三極管的特性原則得出：

u_BE＝U_i8

有益效果：本發明提出了以一階廣義憶阻器的二極管文氏電橋電路為基礎，實現模擬電路中的反相、加法、積分、微分、指數和對數運算，為應用非常廣泛的正弦波RC振蕩電路，具有振蕩較穩定、波形良好、振蕩頻率在較寬的范圍內能方便地連續調節等優點的文氏橋振蕩器提供了一種平臺。

附圖說明

圖1為實現憶阻器的指數器運算電路。

圖2為實現基于憶阻器的二極管文氏電橋電路。

具體實施方式