[發明專利]電流分數階積分控制式憶感器

有效

• 申請號: 201811060046.7
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109308388B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 余波
• 申請（專利權）人: 成都師范學院
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F30/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種電流分數階積分控制式憶感器，包括引腳a、引腳b、壓控電感器U_L、電感器L、電流控制電壓源I_U和電壓分數階積分器A，壓控電感器U_L包括電壓控制端u_c和受控電感L_u，受控電感L_u的電感量受電壓控制端u_c的電壓值控制，電流控制電壓源I_U包括電流控制端i和受控電壓源輸出端u_i，受控電壓源輸出端u_i的電壓值受電流控制端i的電流值控制，電壓分數階積分器A包括電壓輸入端u_i和電壓輸出端為u_c。該電流分數階積分控制式憶感器引腳a、b的電氣特性等效了荷控憶感器M_L的A、B引腳特性，為二引腳，具有憶感值變化范圍靈活、無接地限制、工作電壓范圍寬和易于理解的優點。

技術領域

本發明專利涉及新型電路設計領域，具體涉及一種電流分數階積分控制式憶感器。

背景技術

分抗(fractance)，是分數階阻抗(fractional-order impedance)的簡稱，是具有分數階微積分(fractional-order calculus)運算功能的電子元器件或系統。電路實現分數階微積分運算所需要使用的基本元件被稱為分抗元(fractor)。理想的分抗元是不存在的，相應的近似實現電路稱為分抗逼近電路。分抗、分抗元、分抗逼近電路是分數階電路與系統的關鍵組成部分，分數階電路與系統是一個新興的跨學科研究領域。

2001年，W.Ahmad等人將分抗元取代經典的維恩橋振蕩器(Wien-bridgeoscillator)中的電容，得到分數階維恩橋振蕩器。2008年，A.G.Radwan和A.S.Elwakil等人給出分數階振蕩器的工作原理與多種分數階振蕩器的電路實現案例。由于真實電感器和電容器是具有分數階運算特性，2013年，Wang Fa-Qiang等人結合分數階微積分，研究開環Buck變換器傳輸函數的連續傳導模式特性，并進行電路的PSIM仿真分析。2011年，A.G.Radwan等人細致的分析由容性分抗元和感性分抗元構成的串聯電路，并給出數值計算與電路仿真結果。2014年，刁利杰、陳帝伊等人系統地分析和總結由電阻、容性分抗元和感性分抗元并聯構成的分數階電路的基本特征和規律，分析分數階條件下電路所特有的純虛阻抗問題。2016年，A.E.Calik等人分析容性分抗元和感性分抗元串聯電路電荷隨時間的變化規律。分抗元也是分數階Hopfield神經網絡電路實現的關鍵元件，分數階Hopfield神經網絡應用在抗芯片克隆領域得到了優異的性能。總之，將能實現分數階微積分運算的分抗元應用到經典電路得到分數階電路已成為電路與系統的研究熱點之一，分數階電路與系統已逐漸顯露出其獨特的優勢。

1971年，加州大學伯克利分校的蔡少棠教授從電路理論完備性出發，預測出表征電荷和磁通量之間關系的無源基本電路元件，并將其命名為憶阻器(memristor)。2008年惠普實驗室宣布物理實現了憶阻器，引起學術界和工業界的廣泛關注，掀起人們對憶阻器研究的熱潮。憶阻器是公認的第四種基本電路元件。2009年，憶容器(memcapacitor)和憶感器(meminductor)新概念也被提出。與憶阻器和憶容器一樣，憶感器的特征曲線也是捏滯回線，不同的是憶感器建立的是磁通量和電流值之間的狀態依賴關系，即憶感器的特征曲線是韋安域的捏滯回線。