一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路。本实用新型专利技术中的集成运算放大器U1和乘法器U8分别连接输入端，即局部有源忆阻器的电压和电流的测试端；集成运算放大器U1用于实现反相加法运算和积分运算，将输出信号再返回到集成运算放大器U5，集成运算放大器U2用于实现反相放大运算，将输出信号返回到集成运算放大器U1，最终求得控制忆导值的状态变量。集成运算放大器U3用于实现反相加法运算、反向放大运算，集成运算放大器U4用于实现对数运算、反向放大运算，得到需要的忆导控制函数，乘法器U8实现将忆导控制函数和输入的电压量相乘，得到最终的忆阻器电流量。本实用新型专利技术用以模拟局部有源忆阻器的伏安特性。

An emulator circuit of binary local active memristor

【技术实现步骤摘要】
一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路
本技术属于电子电路设计
，涉及一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路。
技术介绍
忆阻器是除电阻、电容和电感之外的第四种基本电路元件，它是一种具有记忆性的非线性电阻。忆阻器分为无源忆阻器和局部有源忆阻器，2005年Chua提出局部有源是复杂性的起源，局部有源忆阻器应用在电路中可以产生复杂现象，在混沌振荡电路、人工神经网络(可模拟神经元中轴突的特性)等领域有着重要的应用。局部有源忆阻器的潜在应用越来越受到研究者的关注。从信息处理的角度来看，神经元是由局部有源忆阻器构成。局部有源NbO2Mott忆阻器已被用于Hopfield神经网络中产生振荡，并提出了一种局部有源忆阻器并且利用忆阻器模型构造了混沌吸引子。最近，报告了一个新的双稳态双局部有源忆阻及其相关振荡器电路；局部有源忆阻器具有非易失性，Chua提出了证明忆阻器具有非易失性的工具—POP，即忆阻器的断电图，在忆阻器的断电图中有两个及以上稳定平衡点的忆阻器具有非易失性。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供了一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路。本技术解决技术问题所采取的技术方案如下：本技术包括控制忆导值的状态变量产生电路和局部有源忆阻器等效电路。集成运算放大器U1构成控制忆导值的状态变量产生电路，集成运算放大器U1用于实现积分运算、反相加法运算，将输出信号作为局部有源忆阻器等效电路的忆导控制信号。局部有源忆阻器等效电路由乘法器U7、集成运算放大器U3、集成运算放大器U4构成，乘法器U7主要用于所需信号的乘法运算；集成运算放大器U3主要实现反相加法运算、反向放大运算；集成运算放大器U4主要实现对数运算、反向放大运算，得到需要的控制信号。乘法器U8用于实现将忆导控制信号和电压量相乘，得到最终的忆阻器电流量；该电路模型的具体结构为：集成运算放大器U1的第1引脚通过电阻R16连接第2引脚，集成运算放大器U1的第2引脚通过电阻R1、R2、R3分别连接u、-x|x|、0.6|x|；集成运算放大器U1的第3引脚接地；集成运算放大器U1的第5引脚接地；集成运算放大器U1的第6引脚通过电阻R5连接第1引脚；集成运算放大器U1的第7引脚通过电容C1连接第6引脚；集成运算放大器U1的第4引脚连接电源VCC；第11引脚连接电源VEE；第7引脚输出为x。集成运算放大器U5的第8引脚通过电阻R18连接第9引脚，集成运算放大器U5的第9引脚通过电阻R17连接集成运算放大器U1的第7引脚；乘法器U5的第1引脚连接集成运算放大器U1的第7引脚；集成运算放大器U5的第3引脚连接集成运算放大器U5的第8引脚；集成运算放大器U5的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地；集成运算放大器U5的第8引脚接电源VCC；集成运算放大器U5的第5引脚接电源VEE；集成运算放大器U5的第7引脚输出为|x|。集成运算放大器U2的第9引脚通过电阻R7连接x|x|；集成运算放大器U2的第8引脚通过电阻R6连接第9引脚；集成运算放大器U2的第3引脚接地；集成运算放大器U2的第5引脚接地；集成运算放大器U2的第4引脚连接电源VCC；集成运算放大器U2的第11引脚连接电源VEE；集成运算放大器U2的第10引脚接地；集成运算放大器U2的第8引脚的输出为-x|x|。乘法器U7的第1引脚连接x；第3引脚连接x；乘法器U7的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地；乘法器U7的第8引脚接电源VCC；乘法器U7的第5引脚接电源VEE；乘法器U7的第7引脚输出为x2。集成运算放大器U3的第1引脚通过电阻R10与第2引脚连接；集成运算放大器U3的第2引脚通过电阻R8、R9分别连接x2、0.5；集成运算放大器U3的第1引脚输出为-(x2+0.5)。集成运算放大器U3的第3引脚接地；集成运算放大器U3的第14引脚通过电阻R12连接第13引脚；集成运算放大器U3的第13引脚通过电阻R11连接第1引脚；集成运算放大器U3的第12引脚接地；集成运算放大器U3的第4引脚连接电源VCC；集成运算放大器U3的第11引脚连接电源VEE，集成运算放大器U3的第14引脚输出为x2+0.5。集成运算放大器U4的第8引脚通过二极管D1连接第9引脚；集成运算放大器U4的第9引脚通过电阻R13连接x2+0.5；集成运算放大器U4的第10引脚接地；集成运算放大器U4的第7引脚通过电阻R15连接第6引脚；集成运算放大器U4的第6引脚通过电阻R14连接第8引脚；集成运算放大器U4的第5引脚接地；集成运算放大器U4的第4引脚接电源VCC；集成运算放大器U4的第11引脚连接电源VEE；集成运算放大器U4的第7引脚输出为ln(x2+0.5)。乘法器U8的第1引脚连接u；乘法器U8的第3引脚连接集成运算放大器的第7引脚；乘法器U8的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地；乘法器U8的第8引脚接电源VCC；乘法器U8的第5引脚接电源VEE；乘法器U8的第7引脚输出为i。所述的集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、集成运算放大器U3、集成运算放大器U4、集成运算放大器U5采用LF324，乘法器U6、乘法器U7、乘法器U8、乘法器U9采用AD633。本技术设计了一种能够实现二值压控局部有源忆阻器伏安特性的仿真器电路模型，该模拟电路含有5个集成运算放大器芯片和4个乘法器，结构简单，在目前及未来无法获得实际局部有源忆阻器件的情况下，可代替实际器件实现与局部有源忆阻器相关的电路设计、实验及应用，对局部有源忆阻器的特性和应用研究具有重要的实际意义。本技术设计实现二值压控局部有源忆阻器的仿真器电路模型利用模拟电路实现二值压控局部有源忆阻器的伏安特性，具体实现了二值压控局部有源忆阻器的伏安特性。本技术利用集成运算放大器和模拟乘法器电路实现忆阻器特性中的相应运算，其中，集成运算放大器实现状态变量的反相加法运算、积分运算，模拟乘法器用于实现电压与忆导控制函数的乘积运算。附图说明图1是本技术的等效电路框图。图2是本技术的模拟等效电路原理图。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下面定义的一种新型二值压控局部有源忆阻器数学模型：i(t)和u(t)表示二值压控局部有源忆阻器的电流与电压，变量x表示忆阻器的状态。根据二值压控局部有源忆阻器的数学模型，可设计出其仿真器电路模型，其原理方框图如图1所示。如图1所示，本实例包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、集成运算放大器U3、集成运算放大器U4、集成运算放大器U5、乘法器U6、U7、U8、U9和少量电阻、电容。集成运算放大器U1主要实现反相加法运算和积分运算；集成运算放大器U2主要实现反向放大运算；集成运算放大器U3主要实现反相加法运算、反向放大运算；集成运算放大器U4主要实现对数运算、反向放大运算；集成运算放大器U5主要实现绝对值运算电路；乘法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路，其特征在于，包括控制忆导值的状态变量产生电路和局部有源忆阻器等效电路；/n集成运算放大器U1构成控制忆导值的状态变量产生电路，集成运算放大器U1用于实现积分运算、反相加法运算，将输出信号作为局部有源忆阻器等效电路的忆导控制信号；/n局部有源忆阻器等效电路由乘法器U7、集成运算放大器U3、集成运算放大器U4构成，乘法器U7主要用于所需信号的乘法运算；集成运算放大器U3主要实现反相加法运算、反向放大运算；集成运算放大器U4主要实现对数运算、反向放大运算，得到需要的控制信号；/n乘法器U8用于实现将忆导控制信号和电压量相乘，得到最终的忆阻器电流量；/n该电路模型的具体结构为：/n集成运算放大器U1的第1引脚通过电阻R16连接第2引脚，集成运算放大器U1的第2引脚通过电阻R1、R2、R3分别连接u、-x|x|、0.6|x|；集成运算放大器U1的第3引脚接地；集成运算放大器U1的第5引脚接地；集成运算放大器U1的第6引脚通过电阻R5连接第1引脚；集成运算放大器U1的第7引脚通过电容C1连接第6引脚；集成运算放大器U1的第4引脚连接电源VCC；第11引脚连接电源VEE；第7引脚输出为x；/n集成运算放大器U5的第8引脚通过电阻R18连接第9引脚，集成运算放大器U5的第9引脚通过电阻R17连接集成运算放大器U1的第7引脚；乘法器U5的第1引脚连接集成运算放大器U1的第7引脚；集成运算放大器U5的第3引脚连接集成运算放大器U5的第8引脚；集成运算放大器U5的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地；集成运算放大器U5的第8引脚接电源VCC；集成运算放大器U5的第5引脚接电源VEE；集成运算放大器U5的第7引脚输出为|x|；/n集成运算放大器U2的第9引脚通过电阻R7连接x|x|；集成运算放大器U2的第8引脚通过电阻R6连接第9引脚；集成运算放大器U2的第3引脚接地；集成运算放大器U2的第5引脚接地；集成运算放大器U2的第4引脚连接电源VCC；集成运算放大器U2的第11引脚连接电源VEE；集成运算放大器U2的第10引脚接地；集成运算放大器U2的第8引脚的输出为-x|x|；/n乘法器U7的第1引脚连接x；第3引脚连接x；乘法器U7的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地；乘法器U7的第8引脚接电源VCC；乘法器U7的第5引脚接电源VEE；乘法器U7的第7引脚输出为x...

【技术特征摘要】
1.一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路，其特征在于，包括控制忆导值的状态变量产生电路和局部有源忆阻器等效电路；
集成运算放大器U1构成控制忆导值的状态变量产生电路，集成运算放大器U1用于实现积分运算、反相加法运算，将输出信号作为局部有源忆阻器等效电路的忆导控制信号；
局部有源忆阻器等效电路由乘法器U7、集成运算放大器U3、集成运算放大器U4构成，乘法器U7主要用于所需信号的乘法运算；集成运算放大器U3主要实现反相加法运算、反向放大运算；集成运算放大器U4主要实现对数运算、反向放大运算，得到需要的控制信号；
乘法器U8用于实现将忆导控制信号和电压量相乘，得到最终的忆阻器电流量；
该电路模型的具体结构为：
集成运算放大器U1的第1引脚通过电阻R16连接第2引脚，集成运算放大器U1的第2引脚通过电阻R1、R2、R3分别连接u、-x|x|、0.6|x|；集成运算放大器U1的第3引脚接地；集成运算放大器U1的第5引脚接地；集成运算放大器U1的第6引脚通过电阻R5连接第1引脚；集成运算放大器U1的第7引脚通过电容C1连接第6引脚；集成运算放大器U1的第4引脚连接电源VCC；第11引脚连接电源VEE；第7引脚输出为x；
集成运算放大器U5的第8引脚通过电阻R18连接第9引脚，集成运算放大器U5的第9引脚通过电阻R17连接集成运算放大器U1的第7引脚；乘法器U5的第1引脚连接集成运算放大器U1的第7引脚；集成运算放大器U5的第3引脚连接集成运算放大器U5的第8引脚；集成运算放大器U5的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地；集成运算放大器U5的第8引脚接电源VCC；集成运算放大器U5的第5引脚接电源VEE；集成运算放大器U5的第7引脚输出为|x|；
集成运算放大器U2的第9引脚通过电阻R7连接x|x|；集成运算放大器U2的第8引脚通过电阻R6连接第9引脚；集成运算放大器U2的第3引脚接地；集成运算放大器U2的第5引脚接地；集成运算放大器U2的第4引脚连接电源VCC；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君兰，王光义，董玉姣，谷文玉，李茹依，
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