[发明专利]二值局部有源忆阻器的仿真器电路模型

权利要求书

1.二值局部有源忆阻器的仿真器电路模型，其特征在于，该电路模型基于以下数理关系设计：

其中i(t)和u(t)为忆阻器的电流与电压，变量x为忆阻器的状态；

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，第2引脚通过电阻R1、R2、R3分别连接u、-x|x|、0.6|x|；第3引脚接地；第5引脚接地；第6引脚通过电阻R5连接第1引脚；第7引脚通过电容C1连接第6引脚；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U1内集成了2个运算放大器，集成运算放大器U1的第1、2、3引脚对应的运算放大器，与外围电阻R1、R2、R3、R16构成反相加法器，输入为u、-x|x|、0.6|x|，其中，-x|x|为集成运算放大器U2的第6引脚的输出，0.6|x|为乘法器U9的W引脚的输出；电阻R1、R2、R3和R16的阻值相等，则集成运算放大器U1引脚1的电压为：

集成运算放大器U1的第5、6、7引脚对应的运算放大器与电容C1、电阻R5构成积分电路，来获得忆阻器的状态变量x，集成运算放大器U1引脚7的电压为：

由局部有源忆阻器数学模型可知

即：x＝∫-x|x|+0.6|x|+udt

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；第2引脚通过电阻R8、R9分别连接x²、0.5；第1引脚输出为-(x²+0.5)；第3引脚接地；第14引脚通过电阻R12连接第13引脚；第13引脚通过电阻R11连接第1引脚；第12引脚接地；第4引脚连接电源VCC；第11引脚连接电源VEE，第14引脚输出为x²+0.5；

集成运算放大器U3的第1、2、3引脚对应的运算放大器，与外围电阻R8、R9、R10构成反相加法器，输入分别为x²、0.5；电阻R8、R9和R10阻值相等，则集成运算放大器U3引脚1的电压为：

集成运算放大器U3的第13、14引脚对应的运算放大器，与外围电阻R11、R12构成反相加法器，第13引脚的输入为第1引脚输出的电压，集成运算放大器U3的第14引脚的输出电压为：

集成运算放大器U4的第8、9引脚对应的运算电路与外围电阻R13、二极管D1构成了对数运算电路，第9引脚的输入为集成运算放大器绝对值运算电路的输出，电阻R13＝5M，理想二极管D1的Is≈2^-7A，集成运算放大器U4的第8引脚的输出电压为：

集成运算放大器U4的第6、7引脚对应的运算电路，与外围电阻R14、R15构成反相放大运算，第6引脚的输入为集成运算放大器U4第8引脚的输出，外围电阻R14和R15阻值相等，则集成运算放大器U4第7引脚的输出电压为：

乘法器U8用以实现电压u与集成运算放大器U4的第7引脚的输出电压的乘积运算，乘法器U8的第1引脚输入为u，第3引脚的输入为集成运算放大器U4的第7引脚的输出电压，乘法器U8的输出端引脚W的输出为：

u_8w(t)＝i_w(t)＝u_4-7(t)u(t)＝ln(x²+0.5)u(t)

为电路模型的电压与电流特性；

两式联立即可得到电路模型的数理关系；

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。