[实用新型]一种实现神经元模型的硬件电路

说明书

本实用新型提供一种实现神经元模型的硬件电路，属于电子电路领域，包括第一加法电路单元、第二加法电路单元、重置电路单元、第一积分电路单元和第二积分电路单元，实用新型所实现电路采用普通的模拟电子器件，造价低廉，性能稳定，并且电路结构简单易懂，电路参数调节便捷。随着电路参数改变可以模仿神经元的各种放电状态。综上所述，本实用新型提出一种实现神经元模型的硬件电路，该电路模型能呈现出神经元的基本功能，为实现耦合神经元以及神经网络的分析、计算提供支撑。

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体的来说是涉及一种实现神经元模型的硬件电路。

背景技术

人工智能已经是世界最受关注以及发展最快的技术领域之一，它将广泛地应用在人们的生产、生活中，为人类做出贡献。

目前已有许多研究者提出不同的神经元电路模型，但当今技术大都使用CMOS电路进行模拟，但CMOS相对于一般门电路成本较高，故障维护方面也较复杂。因此需要一种成本低、易维护、并且仿真程度与CMOS相差不多的电路结构来对神经元进行电路模拟。

实用新型内容

本实用新型需要解决的是现有的基于CMOS的神经元模拟电路成本较高，维护较为复杂的技术问题，提供一种实现神经元模型的硬件电路。

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

一种实现神经元模型的硬件电路，包括第一加法电路单元、第二加法电路单元、重置电路单元、第一积分电路单元和第二积分电路单元，所述第一加法电路单元分别与重置电路单元和第二积分电路单元连接，所述第二加法电路单元分别重置电路单元和第二积分电路单元连接，所述第一积分电路单元与第一加法电路单元、第二加法电路单元和重置电路单元连接，所述第二积分电路单元与重置电路单元连接。

所述第一加法电路单元包括第一运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、行为乘法器、第一电源V1和第一电流源I1，第一运算放大器U1的输出端连接重置电路单元，第一运算放大器U1正端接地，第一运算放大器U1负端分别与电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6的一端连接，行为乘法器分别与电阻R1和电阻R2的另一端连接，电阻R3另一端与第一电源V1连接，电阻R4的另一端与第一电流源I1连接，电阻R5的另一端与第二积分电路单元连接，电阻R6的另一端与第一运算放大器U1的输出端连接。

所述第二加法电路单元包括第五运算放大器U5、电阻R15、电阻R16和电阻R17，第五运算放大器U5输出端与重置电路单元连接，第五运算放大器U5正端接地，第五运算放大器U5负端分别与电阻R15、电阻R16和电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与第五运算放大器U5输出端连接，电阻R15的另一端与第二积分电路单元连接，电阻R16的另一端分别与第一加法电路单元、重置电路单元和第一积分电路单元连接。

所述重置电路单元由滞回比较器、比例放大器和四个压控开关组成，滞回比较器包括第二运算放大器U2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、第一二极管D1、第二二极管D2、第二电源V2、第三电源V3，第二运算放大器U2的负端与电阻R8连接，第二运算放大器U2正端与电阻R7和电阻R9的一端连接，电阻R7的另一端接地，第二运算放大器U2的输出端与电阻R10一端连接，电阻R10的另一端分别与电阻R9的另一端、第一二极管D1的输出端和第二二极管D2输入端连接，第一二极管D1的输入端经第二电源V2接地，第二二极管D2输出端经第三电源V3接地，四个压控开关包括第一压控开关S1、第二压控开关S2、第三压控开关S3和第四压控开关S4，第一压控开关S1、第二压控开关S2、第三压控开关S3、第四压控开关S4信号输入正极连接第二运算放大器U2的输出端，第一压控开关S1、第二压控开关S2、第三压控开关S3、第四压控开关S4信号输入负极接地，另外第三压控开关S3正极输入连接第四电源V4，比例放大器中设置有第三运算放大器U3，第三运算放大器U3的负端连接电阻R11和电阻R12，第三运算放大器U3正端接地，三运算放大器U3输出端接第一压控开关S1负端。