[发明专利]一种通用型双曲函数忆阻器电路模型

权利要求书

1.一种通用型双曲函数忆阻器电路模型，其特征在于，忆阻器电路模型包括第一放大电路、第二放大电路、第三放大电路、第四放大电路、第六放大电路、第七放大电路、乘法器U₁₀₅、指数电路和数学计算模块；第一放大电路与第二放大电路相连接，第二放大电路分别与第三放大电路和第四放大电路相连接，第四放大电路与乘法器U₁₀₅相连接，乘法器U₁₀₅与第六放大电路相连接，第六放大电路与第七放大电路相连接，第七放大电路和第三放大电路均与SUM运算模块的输入端相连接，SUM运算模块的输出端与指数电路相连接，指数电路与数学计算模块相连接；

所述第一放大电路包括集成运算放大器U₁₀₁，集成运算放大器U₁₀₁的反相输入端与电阻R₁的一端相连接，电阻R₁的另一端与电压源V₁的正极相连接，电压源V₁的负极和集成运算放大器U₁₀₁的正相输入端均接地，集成运算放大器U₁₀₁的反相输入端与集成运算放大器U₁₀₁的输出端之间连接有电阻R₂，电阻R₂上并联有电容C₁，集成运算放大器U₁₀₁的输出端与第二放大电路相连接；

所述第二放大电路包括集成运算放大器U₁₀₂，集成运算放大器U₁₀₂的反相输入端分别与电阻R₃、电阻R₄的一端相连接，电阻R₃的另一端与集成运算放大器U₁₀₁的输出端相连接，电阻R₄的另一端与直流电压V₂的正极相连接，直流电压V₂的负极和集成运算放大器U₁₀₂的正相输入端均接地，集成运算放大器U₁₀₂的反相输入端与集成运算放大器U₁₀₂的输出端之间连接有电阻R₅，集成运算放大器U₁₀₂的输出端分别与第三放大电路、第四放大电路相连接；

所述第三放大电路包括集成运算放大器U₁₀₃，集成运算放大器U₁₀₃的反相输入端与电阻R₆的一端相连接，电阻R₆的另一端与集成运算放大器U₁₀₂的输出端相连接，集成运算放大器U₁₀₃的正相输入端接地，集成运算放大器U₁₀₃的反相输入端与集成运算放大器U₁₀₃的输出端之间连接有电阻R₇，集成运算放大器U₁₀₃的输出端与SUM运算模块的输入端相连接；

所述第四放大电路包括集成运算放大器U₁₀₄，集成运算放大器U₁₀₄的反相输入端与电阻R₈的一端相连接，电阻R₈的另一端与集成运算放大器U₁₀₂的输出端相连接，集成运算放大器U₁₀₄的正相输入端接地，集成运算放大器U₁₀₄的反相输入端与集成运算放大器U₁₀₄的输出端之间连接有电阻R₉，集成运算放大器U₁₀₄的输出端分别与乘法器U₁₀₅的第一端口、第三端口相连接，乘法器U₁₀₅的第二端口、第四端口、第六端口均接地，乘法器U₁₀₅的第五端口和第八端口与工作电压相连接，乘法器U₁₀₅的第七端口与第六放大电路相连接；

所述第六放大电路包括集成运算放大器U₁₀₆，集成运算放大器U₁₀₆的反相输入端与电阻R₁₀的一端相连接，电阻R₁₀的另一端与乘法器U₁₀₅的第七端口相连接，集成运算放大器U₁₀₆的正相输入端接地，集成运算放大器U₁₀₆的反相输入端与集成运算放大器U₁₀₆的输出端之间连接有电阻R₁₁，集成运算放大器U₁₀₆的输出端与第七放大电路相连接；

所述第七放大电路包括集成运算放大器U₁₀₇，集成运算放大器U₁₀₇的反相输入端分别与电阻R₁₂、电阻R₁₃的一端相连接，电阻R₁₃的另一端与集成运算放大器U₁₀₆的输出端相连接，电阻R₁₂的另一端与直流电压V₃的正极相连接，直流电压V₃的负极和集成运算放大器U₁₀₇的正相输入端均接地，集成运算放大器U₁₀₇的反相输入端与集成运算放大器U₁₀₇的输出端之间连接有电阻R₁₄，集成运算放大器U₁₀₇的输出端与SUM运算模块的输入端相连接；

所述指数电路包括集成运算放大器U₁、集成运算放大器U₂、三极管Q₁和三极管Q₂，集成运算放大器U₁的反相输入端分别与电阻R₁₅的一端、三极管Q₁的集电极相连接，电阻R₁₅的另一端与直流电压V₄的正极相连接，直流电压V₄的负极和集成运算放大器U₁的正相输入端均接地，集成运算放大器U₁的反相输入端与集成运算放大器U₁的输出端之间连接有电容C₂，集成运算放大器U₁的输出端分别与三极管Q₁的基极、电阻R₁₇的一端、电阻R₁₈的一端和电阻R₁₉的一端相连接，电阻R₁₇的另一端与SUM运算模块的输出端相连接，电阻R₁₈的另一端接地，电阻R₁₉的另一端分别与三极管Q₁的发射极、三极管Q₂的发射极相连接，三极管Q₂的基极接地，三极管Q₂的集电极与集成运算放大器U₂的反相输入端相连接，集成运算放大器U₂的反相输入端与集成运算放大器U₂的输出端之间连接有电阻R₂₀，集成运算放大器U₂的正相输入端与电阻R₂₁的一端相连接，电阻R₂₁的另一端接地，集成运算放大器U₂的输出端与数学计算模块相连接；

所述数学计算模块包括倒数模块ABM1、数值计算模块ABM2和乘法模块ABM3，集成运算放大器U₂的输出端分别与倒数模块ABM1的输入端、数值计算模块ABM2的输入端相连接，倒数模块ABM1的输出端与数值计算模块ABM2的输入端相连接，数值计算模块ABM2的输出端、电压源V₁的正极均与乘法模块ABM3的输入端相连接，乘法模块ABM3的输出端输出忆阻器电路模型的输出信号。

2.根据权利要求1所述的通用型双曲函数忆阻器电路模型，其特征在于，所述忆阻器电路模型对应的数学关系如下：

y(t)＝x(t)u(t)；

其中，y(t)表示忆阻器电路模型的输出，u(t)表示忆阻器电路模型的输入，x(t)代表忆阻器的忆导，是忆阻器的磁通量，a、b、c和d均为常数，是关于磁通的一个函数关系式，可以表示成或

通过电路构建忆阻器模型，忆阻器电路模型的表达式如下：

其中，a为任意常数，R是电路中接入的电阻，V是电路中接入的直流电压源。