[发明专利]一种基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器

说明书

本发明公开了一种基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器，所述基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器包括串联电阻模块、电荷采样模块和舵机控制模块，所述串联电阻模块包括串联的定值电阻和可控电阻，所述电荷采样模块采样定值电阻上的电信号，对采样得到的电信号进行处理得到流经串联电阻模块的电荷总量，输出到舵机控制模块，所述舵机控制模块控制可控电阻阻值变化，实现串联电阻模块总阻值的调节。本发明技术方案相比于现有技术的忆阻器，调整更灵活，功率更大，便于进行市场化和商用化。

技术领域

本申请属于电子材料与器件技术领域，尤其涉及一种基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器。

背景技术

忆阻器作为一种有记忆功能的非线性电阻，带来了电子电路的结构体系、原理、设计理论的巨大变革，是继电阻、电容、电感之后的第四种无源基本电路元件，为电子技术中的存储功能的进一步提高提供了基础。忆阻器也将在计算机领域发挥作用，可被用于制作下一代存储器、制作神经网络计算机等。同时，忆阻器在生物工程等领域也具有广泛的应用领域和广阔的发展前景，可模拟巴普洛夫条件反射实验、制作等效电路模仿阿米巴虫实验等。

研究忆阻器的设计与实现，将对现代科学技术产生深远影响。忆阻器分为两种，荷控忆阻器和磁控忆阻器。其中磁控忆阻器的等效电路的实现较为容易，目前磁控忆阻器的文献报道已有许多。与磁控忆阻器相比，荷控忆阻器更贴近于物理器件，具有更为实际的研究价值。然而，在目前对于荷控忆阻器的研究成果的报道中，有些基于半导体材料设计的忆阻器功率较小，记忆特性不容易控制，尚未实现市场化、商用化。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器，用以克服背景技术中现有忆阻器功率较小，记忆特性不容易控制等问题。

为了实现上述目的，本申请技术方案如下：

一种基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器，所述基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器包括串联电阻模块、电荷采样模块和舵机控制模块，所述串联电阻模块包括串联的定值电阻和可控电阻，所述电荷采样模块采样定值电阻上的电信号，对采样得到的电信号进行处理得到流经串联电阻模块的电荷总量，输出到舵机控制模块，所述舵机控制模块控制可控电阻阻值变化，实现串联电阻模块总阻值的调节。

进一步的，所述舵机控制模块包括微处理器和舵机，所述微处理器接收电荷采样模块的输出信号，控制所述舵机转动，所述舵机转动带动可控电阻动作，调节可控电阻的阻值。

进一步的，所述电荷采样模块包括积分电路、放大抬升电路和反向放大电路，所述积分电路对采样的电信号进行积分处理，然后经过放大抬升电路和反向放大电路输出至舵机控制模块。

进一步的，所述积分电路包括一运算放大器，所述运算放大器的输入信号经过第一电阻接入到输入端，所述第一电阻与运算放大的输出端之间设置有第一电容。

本申请提出的一种基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器，相比于现有技术的忆阻器，调整更灵活，功率更大，便于进行市场化和商用化。现有大多忆阻器的阻值取值是离散的，而本申请提出的忆阻器的阻值控制部分采用滑动变阻器，使其可以实现阻值的连续调节，适应更多电路的工作需求。本申请技术方案不同于以往研究中提出的忆阻器所能承受的几微瓦的功率值，本申请所提出的忆阻器中，滑动变阻器可以承受几瓦～几十瓦的功率。较大的工作功率，使其能够应用于更多大功率的电路中，具有更加广泛的应用领域。本申请技术方案与现有的忆阻器相比，本申请提出的忆阻器的阻值调解更为灵活，使其更加接近一个实际的忆阻器，便于投入实际应用且利于其市场化、商用化。

附图说明

图1为本申请基于硬件积分控制的机械式荷控忆阻器电路结构框图；

图2为本申请实施例微处理器外围电路示意图；

图3为本申请实施例积分电路示意图；

图4为本申请实施例放大抬升电路示意图；