[發明專利]三階絕對值局部有源憶阻器電路模型

在審

• 申請號: 201910515388.1
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110222451A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 谷文玉;王光義;王君蘭;沈怡然
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 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

本發明公開了一種三階絕對值局部有源憶阻器的數學模型及其等效電路模型。本發明的電路模型包括集成運算放大器U1、集成運算放大器U2和乘法器U3、U4、U5、U6、U7和元器件電阻、電容。集成運算放大器U1用于實現積分運算、加法運算和反相放大運算。集成運算放大器U2用于絕對值運算、加法運算、和反相運算，得到需要的控制信號。乘法器U3、U4、U5、U6、U7實現信號的乘法運算。本發明利用集成運算放大器和乘法器設計了局部有源憶阻器的等效電路，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

本發明屬于電路設計技術領域，涉及一種絕對值形式的局部有源憶阻器電路模型，具體涉及一種三階絕對值型局部有源憶阻器的數學模型及其等效電路模型的設計與實現。

背景技術

在電路領域，局部有源器件具有放大極小微弱信號的能力，局部有源特性是一切復雜性的起源。局部有源憶阻器在電路中可以產生更復雜和豐富的動力學行為，以滿足人工神經網絡、混沌振蕩電路等各種需要，對于維持非線性動態系統的振蕩和放大小信號有著重要的意義。作為一個非易失性的局部有源器件，它可以應用于振蕩電路、人工神經網絡、非易失性存儲以及數字邏輯電路等眾多領域，有著極具潛力的應用前景。

目前，國內外大多對無源憶阻器進行研究，近期才剛涉及局部有源憶阻器的概念。由于憶阻器的局部有源特性比較復雜，目前處于初步的理論分析和建模研究狀態，只提出了極少的數學模型，且尚無商業化的實際器件。器件建模是理論分析和應用電路設計的關鍵技術，在尚未出現局部有源憶阻器實際器件的情況下，設計局部有源憶阻器的數學模型及其等效電路，對豐富憶阻器數學模型，用等效電路替代實際憶阻器進行實驗和應用研究具有重要意義。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明提出了一種三階絕對值局部有源憶阻器的數學模型，并設計了等效電路模型，用以模擬憶阻器的電壓-電流特性，替代實際憶阻器應用在電路設計中。

本發明解決技術問題所采取的技術方案如下：

設計局部有源憶阻器的數學模型：i＝(|x³|-1)u,dx/dt＝-x³+0.62x+u，其中i、u、x分別為憶阻器的電流、電壓和內部狀態變量。依據該數學模型設計其等效電路。等效電路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，其中控制憶導值的狀態變量產生電路由集成運算放大器U1和乘法器U3、U4、U5組成，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用于實現積分運算、加法運算和反相放大運算。局部有源憶阻器等效電路由集成運算放大器U2和乘法器U6構成，集成運算放大器U2用于實現絕對值運算、加法運算和反相運算，得到需要的控制信號，乘法器U7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。

優選的，所述的一種局部有源憶阻器等效電路，包括集成運算放大器U1，集成運算放大器U2，乘法器U3、U4、U5、U6，U7,十四個電阻和一個電容；其中所述的集成運算放大器U1和集成運算放大器U2采用LF347；乘法器U3、U4、U5、U6、U7采用AD633；

所述的集成運算放大器U1的引腳1通過電阻R4連接引腳2；引腳2通過電阻R1、電阻R2、電阻R3分別連接信號u、-x³、0.64x；引腳3、5接地；引腳4接電源VCC；引腳6通過電阻R5與引腳1連接，引腳7通過電容C1與引腳6連接，引腳8通過電阻R6連接引腳9；引腳9通過電阻R7連接x³，引腳10接地；引腳11接VEE；引腳7輸出為x；引腳8輸出為-x³。