[發明專利]一種對數絕對值局部有源憶阻器電路模型

有效

• 申請號: 201910515122.7
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110245421B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 王君蘭;王光義;谷文玉;楊柳;牛小燕
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F30/36
• 分類號: G06F30/36
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開了一種新型對數絕對值局部有源憶阻器電路模型。本發明中的集成運算放大器U1和乘法器U8分別連接輸入端；集成運算放大器U1用于實現反相加法運算和積分運算，將輸出信號再返回到乘法器U5，集成運算放大器U2用于實現反相放大運算，將輸出信號返回到集成運算放大器U1，最終求得控制憶導值的狀態變量。集成運算放大器U3用于實現反相加法運算、反向放大運算和絕對值運算，集成運算放大器U4用于實現對數運算、反向放大運算，得到需要的憶導控制函數，乘法器U8實現將憶導控制函數和輸入的電壓量相乘，得到最終的憶阻器電流量。本發明用以模擬局部有源憶阻器的伏安特性，替代實際局部有源憶阻器進行實驗和應用及研究。

技術領域

本發明屬于電子電路設計技術領域，涉及一種局部有源憶阻器模型，具體涉及一種對數絕對值型壓控局部有源憶阻器的數學模型和電路模型的設計與實現。

背景技術

憶阻器是除電阻、電容和電感之外的第四種基本電路元件，它是一種具有記憶性的非線性電阻。1971年提出憶阻器的概念，直到2008年HP實驗室才發現實際的憶阻器元件。

憶阻器具有記憶電阻的特性，在非易失存儲器、數字邏輯電路、人工神經網絡等領域有著重要的應用前景。憶阻器分為無源憶阻器和局部有源憶阻器，局部有源憶阻器具有放大微弱信號、產生復雜現象的能力，在混沌振蕩電路、人工神經網絡(可模擬神經元中軸突的特性)等領域有著重要的應用。目前已發現了實際的局部有源憶阻器器件，但尚未商用化，目前對其研究還較少，也缺乏數學模型和物理模型。因此，本發明設計了一種新型局部有源憶阻器的數學模型及其仿真器電路模型，用其數學模型可研究局部有源憶阻器的基本特性，用其仿真器電路模型可替代憶阻器進行電路實驗和應用電路的設計，對局部有源憶阻器的工程應用有著重要的作用。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明提出了一種對數絕對值局部有源憶阻器數學模型和等效電路模型，用以模擬憶阻器的電壓-電流特性，替代實際憶阻器進行電路設計和應用。

本發明解決技術問題所采取的技術方案如下：

對數絕對值局部有源憶阻器電路模型，包括控制憶導值的狀態變量產生電路和局部有源憶阻器等效電路，控制憶導值的狀態變量產生電路由集成運算放大器U1完成，產生的狀態變量作為局部有源憶阻器等效電路的憶導控制輸入信號。集成運算放大器U1用于實現反相加法運算、積分運算。集成運算放大器U2用于實現反相放大運算，乘法器U5、U6、U7用于實現信號的乘法運算。局部有源憶阻器等效電路由集成運算放大器U3、集成運算放大器U4和乘法器U8構成，集成運算放大器U3用于實現反向加法運算、反相放大運算和絕對值運算，集成運算放大器U4用于實現對數運算，反向放大運算，得到需要的控制信號，乘法器U8實現將控制信號和輸入的電壓信號相乘，得到最終的憶阻器電流量。

具體電路模型包括集成運算放大器U1，集成運算放大器U2，集成運算放大器U3，集成運算放大器U4,乘法器U5、U6、U7、U8。所述的集成運算放大器U1、U2、U3、U4采用LF347；乘法器U5、U6、U7、U8采用AD633。

集成運算放大器U1的第1引腳通過電阻R16連接第2引腳，第2引腳通過電阻R1、R2、R3、R4分別連接u、x⁴、-2x²、0.1；第3引腳接地；第5引腳接地；第6引腳通過電阻R5連接第1引腳；第7引腳通過電容C1連接第6引腳；第4引腳連接電源VCC；第11引腳連接電源VEE；第7引腳輸出為x。

乘法器U5的第1引腳連接x；第3引腳連接x；第2引腳、第4引腳、第6引腳接地；第8引腳接電源VCC；第5引腳接電源VEE；第7引腳輸出為x²；乘法器U6的第1引腳連接x²；第3引腳連接2；第2引腳、第4引腳、第6引腳接地；第8引腳接電源VCC；第5引腳接電源VEE；第7引腳輸出為2x²。