[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)S型激活函數(shù)的電路

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111672601.3
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114429094A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閔富紅;陳成杰;芮智;魯磊;承亦梓
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: G06F30/32
• 分類號: G06F30/32;G06F30/33
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種實現(xiàn)S型激活函數(shù)的電路，其特征在于，包含輸入單元、中間級電路單元、輸出單元；

所述輸入單元用以進行數(shù)據(jù)信號輸入，該輸入單元包含可調(diào)節(jié)電阻Rg、可調(diào)節(jié)電阻Rμ，可調(diào)節(jié)電阻Rμ用以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信號的偏移量的控制，將數(shù)據(jù)信號進行放大計算得出首次放大信號，同樣通過可調(diào)節(jié)電阻Rμ控制首次放大信號的偏移量，同時可調(diào)節(jié)電阻Rg用以實現(xiàn)對首次放大信號的激活梯度的控制，將首次放大信號通過可調(diào)節(jié)電阻Rg傳輸至中間級電路單元；

所述中間級電路單元用以接收首次放大信號，將首次放大信號進行鏡像放大計算得出雙曲正切函數(shù)信號，首次放大信號實現(xiàn)對雙曲正切函數(shù)信號的激活梯度的控制，同時實現(xiàn)對雙曲正切函數(shù)信號的偏移量的控制，將雙曲正切函數(shù)信號繼續(xù)進行放大計算，得出二次雙曲正切函數(shù)信號，首次放大信號同樣控制二次雙曲正切函數(shù)信號的偏移量、激活梯度，將二次雙曲正切函數(shù)信號傳輸至輸出單元；

所述輸出單元接收用以接收二次雙曲正切函數(shù)信號，該輸出單元包括可調(diào)節(jié)電阻RA1、可調(diào)節(jié)電阻RA2，可調(diào)節(jié)電阻RA1、可調(diào)節(jié)電阻RA2用以實現(xiàn)對二次雙曲正切函數(shù)信號的閾值的控制，將二次雙曲正切函數(shù)信號進行最終放大計算得到S型激活函數(shù)信號，因此，首次放大信號實現(xiàn)對S型激活函數(shù)信號的激活梯度、偏移量的控制，同時，可調(diào)節(jié)電阻RA1、可調(diào)節(jié)電阻RA2實現(xiàn)對S型激活函數(shù)信號的閾值的控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)S型激活函數(shù)的電路，其特征在于：所述輸入單元還包含電路輸入端vi、電阻R1、運算放大器U1、直流電壓源E1，電路輸入端vi經(jīng)過電阻R1接入運算放大器U1的反相輸入端，運算放大器U1的反相輸入端與可調(diào)節(jié)電阻Rμ的一端相連，運算放大器U1的同相輸入端接地，可調(diào)節(jié)電阻Rμ的另一端接入直流電壓源E1的正極，直流電壓源E1的負極接地，同時電阻R1的一端接入可調(diào)節(jié)電阻Rg的一端，可調(diào)節(jié)電阻Rg的另一端與運算放大器U1的輸出端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實現(xiàn)S型激活函數(shù)的電路，其特征在于：所述中間級電路單元包含三極管Q1、三極管Q2、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、直流電壓源E2、直流電流源I0、運算放大器U2；輸入單元的運算放大器U1的輸出端也連接三極管Q1的基極，三極管Q1的集電極與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接入直流電壓源E2的正極，直流電壓源E2的負極接地，同時直流電壓源E2的正極與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與三極管Q2的集電極相連，三極管Q1的發(fā)射極與三極管Q2的發(fā)射極相連并接入直流電流源I0的正極，直流電流源I0的負極接地，三極管Q1同時經(jīng)過電阻R4與運算放大器U2的反相輸入端相連，三極管Q2的集電極同時連接電阻R5的一端，三極管Q2的基極接地，電阻R5的另一端與運算放大器U2的正向輸入端相連，三極管Q2的基極與電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端與電阻R5的另一端相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的實現(xiàn)S型激活函數(shù)的電路，其特征在于：所述輸出單元還包含電阻R8、運算放大器U3、直流電壓源E3、電路輸出端vo，中間級電路單元的電阻R4的一端與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端與運算放大器U2的輸出端連接，運算放大器U2的輸出端經(jīng)過可調(diào)節(jié)電阻RA2與放大器U3的反相輸入端連接，可調(diào)節(jié)電阻RA2的一端同時連接電阻R8的一端，電阻R8的另一端與運算放大器U3的輸出端相連，運算放大器U3的輸出端連接電路輸出端vo，運算放大器U3的反相輸入端與可調(diào)節(jié)電阻RA1的一端相連，同時，可調(diào)節(jié)電阻RA1的另一端連接直流電壓源E3的負極，直流電壓源E3的正極接地，此時輸出元件vo的值即為運算放大器U3最終得到的S型激活函數(shù)信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)S型激活函數(shù)的電路，其特征在于：運算放大器U1、運算放大器U2、運算放大器U3的型號均為TL082CP。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)S型激活函數(shù)的電路，其特征在于：三極管Q1、三極管Q2的型號均為MPS2222。