[发明专利]一种指数型局部有源忆阻器仿真器

说明书

本发明公开了一种指数型局部有源忆阻器仿真器。本发明根据数学模型设计局部有源忆阻器仿真器电路，仿真器电路包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、乘法器U3、乘法器U4和乘法器U5，集成运算放大器U1用于实现差分放大运算、反相加法运算、积分运算和反相放大运算；集成运算放大器U2用于实现反相加法运算、反相放大运算和指数运算；乘法器U3、U4、U5用于实现信号的乘法运算。在目前及未来无法获得实际忆阻器件的情况下，本发明可代替实际忆阻器实现与忆阻器相关的电路设计、实验以及应用，对忆阻器的特性和应用研究具有重要的实际意义。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种指数形式的局部有源忆阻器仿真器，具体涉及一种指数型局部有源忆阻器仿真器的设计与实现。

背景技术

忆阻器具有非易失性的性质，可应用于非遗失性存储器、人工神经网络和电路设计等领域。在忆阻器的基础上，蔡少棠教授提出了局部有源忆阻器的概念，局部有源忆阻器具有更加丰富和复杂的动力学行为，是非线性电路复杂性和保持震荡的根本原因。相对无源忆阻器而言，局部有源忆阻器的研究还比较少。因此，设计一种局部有源忆阻器的仿真器并用其替代实际记忆器件进行实验和应用研究具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提出了一种指数形式的局部有源忆阻器数学模型和基于该数学模型的仿真器电路，用以模拟局部有源忆阻器的伏安特性，替代实际忆阻器进行电路设计和应用。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：根据数学模型设计局部有源忆阻器仿真器电路，仿真器电路包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、乘法器U3、乘法器U4和乘法器U5，集成运算放大器U1用于实现差分放大运算、反相加法运算、积分运算和反相放大运算；集成运算放大器U2用于实现反相加法运算、反相放大运算和指数运算；乘法器U3、U4、U5用于实现信号的乘法运算。

集成运算放大器U1采用LM347，输入端A与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接地，同时接电阻R3的一端，输入端A同时与电阻R1一端相连，电阻R1的另一端接电阻R3的另一端，同时接在集成运算放大器U1引脚3；输入端B通过电阻R4连接引脚2；引脚2通过电阻R5连接引脚1，引脚1输出为u₁；引脚4接电源VCC，引脚11接电源VEE；u₁、-x³、x通过电阻R6、电阻R7、电阻R8连接引脚13；引脚13通过电阻R9连接引脚14；引脚12接地；引脚14通过电阻R10连接引脚9；引脚9通过电容C1连接引脚8；引脚10接地；引脚8通过电阻R11连接引脚6，引脚8输出为x；引脚6通过电阻R12连接引脚7，引脚7输出为-x。

乘法器U3、U4采用AD633，乘法器U4引脚1连接-x；引脚3连接-x；引脚2、4、6接地；引脚8接电源VCC，引脚5接电源VEE；引脚7为输出为x²。乘法器U3引脚1连接x²；引脚3连接-x；引脚2、4、6接地；引脚8接电源VCC，引脚5接电源VEE；引脚7为输出为-x³。

集成运算放大器U2采用LM347，x²通过电阻R13连接集成运算放大器U2引脚2；-x通过电阻R14连接引脚2；引脚2通过电阻R15接引脚1；引脚1通过电阻R16接引脚13；引脚13通过电阻R17连接引脚14；引脚14通过二极管MB电阻R1045连接引脚9；引脚9通过电阻R18连接引脚8；引脚4接电源VCC，引脚11接电源VEE；引脚3、5、10、12接地；引脚8通过电阻R16连接引脚6；6V电压通过电阻R20连接引脚6；引脚6通过电阻R21连接引脚7。

乘法器U5采用AD633，乘法器U5引脚1连接u₁；引脚3连接集成运算放大器U2引脚7；引脚2、4、6接地；引脚8接电源VCC，引脚5接电源VEE；引脚7连接输入端B。