[发明专利]一种浮地荷控HP忆阻等效电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种HP忆阻等效电路，尤其涉及一种浮地荷控HP忆阻等效电路的设计。

背景技术

在自然界和人类社会的各种物理系统中，普遍存在记忆效应。具有记忆效应的物理器件或系统可视为一种忆阻。忆阻(memristor)是描述电荷(charge)和磁通(magnetic flux)关系的实现电路的基本组成元件。

1971年，美国加州大学蔡少棠教授从理论上预测了忆阻元件的存在性，并且提出了忆阻器的概念。2008年，惠普实验室史特科夫等在《自然》上首次报道了忆阻器的实现性，研究成果震惊了国际电工电子技术世界。忆阻器是一种无源器件，因为其消耗能量而不产生能量，不产生功率增益，独特的记忆特性使其能够以非易失方式记忆流经电荷的总量。忆阻器除了具有记忆能力，还可以进行逻辑运算，所以忆阻器在人工智能计算机和模拟神经网络中应用更为广泛，同时也将对电子工程、通信工程等有着很深远的影响。

目前因为HP TiO₂忆阻采用的纳米技术，所以在具体实现和制作上有着很大的困难，并且忆阻器目前还未作为一个实际的元件走向市场，因此设计一种忆阻等效电路并用其替代实际忆阻器进行实验和应用研究是具有很大价值的。

目前虽然有不少的忆阻器等效电路已逐渐被报道，但是大都采用了阻值较大的电阻，会影响忆阻等效电路实现的精确度，结构都较为复杂，而且多以接地形式为主。本发明要解决的技术问题就是提供一种简化的浮地型HP忆阻器等效电路，电路结构简单，使用了较小阻值的电阻，精确度高，并且不受接地限制，可应用于众多实际领域中，具有研究意义与价值。

发明内容

本发明的主要目的是针对现有HP TiO₂忆阻等效电路中使用了阻值较大的电阻，而且会影响忆阻特性的精确度，提供一种简化的浮地荷控HP忆阻等效电路，通过电路来模拟出忆阻器的伏安特性，其具有结构简单，电阻值较小，忆阻特性明显，误差较小，容易实现等优点。

上述目的通过下述的技术方案来实现：

电路包括运算放大器U₁、运算放大器U₂、乘法器U₃、电流传输器U₄、电流传输器U₅以及电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和电容C₁。

所述电阻R₁的两端标注为A和B端，电阻R₂的两端标注为C和D端，电阻R₃的两端标注为D和E端，电阻R₄的两端标注为E和F端，电阻R₅的两端标注为G和H端，电容C₁的两端标注为G和H端。

所述A端连接输入端V₁，B端与电流传输器U₅的Y端连接，C端与乘法器U3的W端连接，运放U₁的X端与A端相连接，运放U₁的Y端与D端相连接，运放U₁的输出端Z与E端连接，整体构成一个减法器。

所述运放U₂的正输入X端与A端连接，运放U₂的负输入Y端与F端连接，运放U₂的输出端Z端与电容C₁的H端连接，电容C₁的G端与运放U₂的负输入Y端连接。

所述乘法器U₃的X1端与运放U₁的正输入X端连接，Y1端与运放U₂的输出端Z连接，X2、Y2和Z端与地连接，乘法器U₃的输出端W端连接电流传输器U₄的正输入端X。

所述电流传输器U₄的Z端与电流传输器U₅的Z端连接，U₄、U₅的W端和U₅的X端都与地连接，电流传输器U₄的Y端连接输入端V₂。

电阻R₁、R₂、R₃和R₄的阻值相等。

本发明与现有技术相比具有以下优点：