[發明專利]神經元仿生電路和神經形態系統

在審

• 申請號: 201811631636.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109670585A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 滿夢華;馬貴蕾;張明亮;劉尚合
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06N3/06
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 秦敏華

1.一種神經元仿生電路，其特征在于，包括：可控電流源、充放電模塊、鈉通道模塊和鉀通道模塊；

所述可控電流源，與所述充放電模塊連接，用于接收外部信號源的外部脈沖，并根據所述外部脈沖向所述充放電模塊輸出電流信號；

所述充放電模塊，分別與所述鈉通道模塊和所述鉀通道模塊并聯，用于根據所述電流信號充電并形成膜電壓；

所述鈉通道模塊，用于在所述膜電壓大于第一預設電壓時輸出鈉通道電流；

所述鉀通道模塊，用于根據所述電流信號和所述鈉通道電流充電，在充電電壓大于第二預設電壓時輸出鉀通道電流；

所述充放電模塊還根據所述電流信號和所述鈉通道電流充電，以及根據所述鉀通道電流放電，并輸出所述外部脈沖的神經元仿生脈沖。

2.如權利要求1所述的神經元仿生電路，其特征在于，所述可控電流源包括：輸入端、輸出端、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第二電容和運放器；

所述可控電流源的輸入端與所述外部信號源連接，所述可控電流源的輸出端與所述充放電模塊連接；

所述第一電阻的第一端與所述可控電流源的輸入端連接，所述第一電阻的第二端分別與所述運放器的正相輸入端、所述第二電阻的第一端和所述第一電容的第一端連接；

所述第二電阻的第二端分別與所述第一電容的第二端、所述第三電阻的第二端和所述可控電流源的輸出端連接；

所述第四電阻的第一端接地，所述第四電阻的第二端分別與所述運放器的反相輸入端、所述第五電阻的第一端和所述第二電容的第一端連接；

所述第五電阻的第二端分別與所述第二電容的第二端和所述第六電阻的第一端連接；

所述第六電阻的第二端分別與所述運放器的輸出端和所述第三電阻的第一端連接。

3.如權利要求1所述的神經元仿生電路，其特征在于，所述充放電模塊包括：第一端、第二端、膜電容和第一可變電阻單元；

所述充放電模塊的第一端分別與所述可控電流源和所述鈉通道模塊的第一端連接，所述充放電模塊的第二端與所述鈉通道模塊的第二端連接；

所述膜電容的第一端分別與所述充放電模塊的第一端和所述第一可變電阻單元的第一端連接，所述膜電容的第二端分別與所述充放電模塊的第二端和所述第一可變電阻單元的第二端連接，所述第一可變電阻單元的第二端接地。

4.如權利要求3所述的神經元仿生電路，其特征在于，所述第一可變電阻單元為數字電位器。

5.如權利要求1所述的神經元仿生電路，其特征在于，所述鈉通道模塊包括：第一端、第二端、第一三極管、第二三極管、第七電阻、第二可變電阻單元和第一可變電源；

所述鈉通道模塊的第一端與所述鉀通道模塊的第一端連接，所述鈉通道模塊的第二端與所述鉀通道模塊的第二端連接；

所述第一三極管的基極與所述鈉通道模塊的第一端和所述第二三極管的集電極連接，所述第一三極管的集電極與所述第二三極管的基極連接，所述第一三極管的發射極通過所述第七電阻與所述鈉通道模塊的第二端連接；

所述第二三極管的集電極還與所述鈉通道模塊的第一端連接，所述第二三極管的發射極通過所述第二可變電阻單元與所述第一可變電源的第一端連接；

所述第一可變電源的第二端與所述鈉通道模塊的第二端連接，所述鈉通道模塊的第二端接地。

6.如權利要求5所述的神經元仿生電路，其特征在于，所述第一可變電源包括：第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第一二極管、第八電阻、第一穩壓源和第一數字電位器；

所述第一穩壓源的輸入端分別與外部9V直流電源、所述第三電容的第一端和所述第四電容的第一端連接，所述第一穩壓源的輸出端分別與所述第一可變電源的第一端、所述第一二極管的陽極、所述第八電阻的第一端、所述第六電容的第一端和所述第七電容的第一端連接，所述第一穩壓源的控制端分別與所述第一數字電位器的輸出端、所述第一二極管的陰極、所述第八電阻的第二端和所述第五電容的第一端連接；

所述第三電容的第二端、所述第四電容的第二端、所述第五電容的第二端、所述第六電容的第二端、所述第七電容的第二端和所述第一數字電位器的地端均與第一可變電源的第二端連接，并共同接地。