实现忆感器特性的模拟电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种实现忆感器特性的模拟电路，该电路包括忆感器等效电路和磁通量产生电路，磁通量产生电路由集成运算放大器U1构成作为忆感器等效电路的输入，集成运算放大器U1用于实现第一积分器和反向放大器；忆感器等效电路包括集成运算放大器U1和乘法器U2，集成运算放大器U1用于实现第二积分器和加法器；反向放大器和第二积分器与乘法器相连，实现信号的相乘，并将输出作用于加法器得到最终的忆感器电流量。该模拟电路只含有1个集成运算放大器芯片和1个乘法器，结构简单，在目前及未来无法获得实际忆感器件的情况下，可代替实际忆感器实现与忆感器相关的电路设计、实验以及应用，对忆感器的特性和应用研究具有重要的实际意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电路设计
，设及一种忆感器模型的等效电路实现，具体 设及一种实现忆感器特性的模拟电路。
技术介绍
忆感器作为一类具有记忆特性的新型电路元器件，是继忆阻器之后的非线性元器 件。随着忆阻器的物理实现，Ventra等进一步扩展了记忆元器件的范围，提出了两种新型记 忆元器件的概念:忆容器与忆感器。忆阻器、忆容器和忆感器作为一类具有记忆特性的基本 电路元器件，其在非线性电路中的应用受到了人们的广泛关注，因其具有记忆特性，可应用 于非遗失性存储器和人工神经网络。目前对于忆阻器的仿真建模和电路实现有大量的文献 报道，但对于忆容器和忆感器振荡器的研究还比较少，主要原因是相对忆阻器而言，忆容器 和忆感器的实际物理器件尚未实现，其数学模型和电路模型还不够完善。因此，迫切需要一 种等效电路来代替实际的忆感器件。 目前，虽已报道了少量忆感器的数学模型，但都只停留在理论分析与仿真验证，而 很少由硬件电路构成的等效电路，有的模型较复杂，导致实际应用中难W实现;有的误差较 大，难W精确模拟实际忆感器的特性。因此，设计一种原理简单、精确的忆感器等效电路具 有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术提出了一种实现忆感器特性的模拟电 路，用W模拟忆感器的磁通量电流特性，替代实际忆感器进行实验和应用及研究。 本技术解决技术问题所采取的技术方案如下:一种实现忆感器特性的模拟电 路包括忆感器等效电路和磁通量产生电路，磁通量产生电路由集成运算放大器Ul构成作为 忆感器等效电路的输入，集成运算放大器Ul用于实现第一积分器和反向放大器。忆感器等 效电路包括集成运算放大器Ul和乘法器U2,集成运算放大器Ul用于实现第二积分器和加法 器;反向放大器和第二积分器与乘法器相连，实现信号的相乘，并将输出作用于加法器得到 最终的忆感器电流量。 优选的，所述的一种实现忆感器特性的模拟电路，包括集成运算放大器Ul，乘法器 U2、九个电阻和两个电容； 所述的集成运算放大器Ul采用LM324;乘法器U2采用AD633;[000引所述的集成运算放大器Ul的第1引脚与第一电容Cl的一端、第二电阻R2的一端、第 S电阻R3的一端、第四电阻R4的一端连接，第2引脚与第一电阻Rl的一端、第一电容Cl的另 一端、第二电阻R2的另一端连接，第3、5、10、1巧I脚接地，第4引脚接电源VCC，第6引脚与第 S电阻R3的另一端、第五电阻R5的一端连接，第7引脚与第五电阻R5的另一端、第屯电阻R7 的一端、乘法器U2的第1引脚连接，第8引脚与第九电阻R9的一端连接并作为输出端，第9引 脚与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的另一端、第屯电阻R7的另一端连接，第11引脚接电源 VEE，第13引脚与第四电阻R4的另一端、第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端连接，第14引 脚与第二电容C2的另一端、第六电阻R6的另一端、乘法器U2的第3引脚连接;第一电阻Rl的 另一端作为电压输入端，第八电阻R8的另一端与乘法器U2的第7引脚连接，乘法器U2的第2、 4、6引脚接地，第5引脚接电源VEE，第8引脚接电源VCC。 本技术设计了一种能够实现忆感器磁通电流特性的模拟等效电路，该模拟电 路只含有1个集成运算放大器忍片和1个乘法器，结构简单，在目前及未来无法获得实际忆 感器件的情况下，可代替实际忆感器实现与忆感器相关的电路设计、实验W及应用，对忆感 器的特性和应用研究具有重要的实际意义。 本技术设计的实现忆感器的模拟电路，其利用模拟电路实现忆感器的磁通电 流特性，具体实现了忆感器的磁通电流特性。本技术利用集成运算放大器和模拟乘法 器电路实现忆感器特性中的相应运算，其中，集成运算放大器主要用于实现电压和磁通量 的积分运算、电压反向放大和加法运算，模拟乘法器用于实现电压积分与磁通量积分的乘 积。【附图说明】 图1是本技术的忆感器等效电路框图。 图2是本技术忆感器特性的模拟电路原理图。【具体实施方式】 下面结合附图对本技术优选实施例作详细说明。 本技术的理论出发点是忆感器的磁通电流特性的一般表达式：[001引觀=权+後难船的叫従+钟解对皆脚 如图1所示，本实例忆感器模拟等效电路包括集成运算放大器Ul和乘法器U2,电压 U经过集成运算放大器Ul和乘法器U2最终得到忆感器磁通量和电流;集成运算放大器Ul主 要实现反向放大、积分运算和求和运算;乘法器U2实现两个信号的相乘。Ul采用LM324，U2采 用AD633，LM324、AD633均为现有技术。 如图2所示，集成运算放大器Ul内集成了4个运算放大器，其中第1、2、3引脚对应的 运算放大器构成第一积分器，用W实现电压到磁通量的转换。电压U通过第一电阻Rl接入Ul 的引脚2，U1的引脚1通过第一电容Cl和第二电阻R2的并联接入引脚2,从而构成积分电路， 来获得忆感器的磁通量，设输入的电压为u(t):集成运算放大器Ul的第5、6、7引脚对应的运算放大器，与外围第=电阻R3、第五电 阻R5构成反向运算放大器，用于实现输入电压m(t)的反向增益，从而得到正向的电感磁通 量，Ul引脚7的电压为U7(t):集成运算放大器Ul的第12、13、14引脚与外围第二电容C2、第六电阻R6和第四电阻 R4构成积分器，用于实现电感磁通量的积分，即Ul引脚14的电压ui4(t):乘法器U2的型号为AD633,用W实现忆感器磁通量和磁通量积分的乘积运算，即U2 输出端W引脚的电压Uw(t): 集成运算放大器Ul的第8、9、10引脚与外围第屯电阻R7、第八电阻R8W及第九电 阻R9构成加法器，用于实现忆感器的磁通量和乘法器输出量相加，即Ul引脚8的电压U8(t):将上式化简为： 忆感器模拟等效电路的磁通量与电流特性，与/V) = [a -+- /；如(/化)(/?)比较得知： 集成运算放大器Ul的第1引脚与第一电容Cl的一端、第二电阻R2的一端、第=电阻 R3的一端、第四电阻R4的一端连接，第2引脚与第一电阻Rl的一端、第一电容Cl的另一端、第 二电阻R2的另一端连接，第3、5、10、1巧I脚接地，第4引脚接电源VCC，第6引脚与第立电阻R3 的另一端、第五电阻R5的一端连接，第7引脚与第五电阻R5的另一端、第屯电阻R7的一端、乘 法器U2的第1引脚连接，第8引脚与第九电阻R9的一端连接并作为输出端，第9引脚与第八电 阻R8的一端、第九电阻R9的另一端、第屯电阻R7的另一端连接，第11引脚接电源VEE，第13引 脚与第四电阻R4的另一端、第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端连接，第14引脚与第二电 容C2的另一端、第六电阻R6的另一端、乘法器U2的第3引脚连接;第一电阻Rl的另一端作为 电压输入端，第八电阻R8的另一端与乘法器U2的第7引脚连接，乘法器U2的第2、4、6引脚接 地，第5引脚接电源VEE，第8引脚接电源VCC。 本领域的普通技术人员应当认识到，W上实施例仅是用来验证本技术，而并 非作为对本技术的限定，只要是在本技术的范围内，对W上实施例的变化、变形都 将落在本技术的保护范围内。【主权项】1. 实现忆感器特性的模拟电路，其特征在于:包括忆感器等效电路和磁通量产本文档来自技高网...

【技术保护点】
实现忆感器特性的模拟电路，其特征在于：包括忆感器等效电路和磁通量产生电路，磁通量产生电路由集成运算放大器U1构成作为忆感器等效电路的输入，集成运算放大器U1用于实现第一积分器和反向放大器；忆感器等效电路包括集成运算放大器U1和乘法器U2，集成运算放大器U1用于实现第二积分器和加法器；反向放大器和第二积分器与乘法器相连，实现信号的相乘，并将输出作用于加法器得到最终的忆感器电流量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王光义，靳培培，王晋，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33