[发明专利]一种绝对值流控忆阻器模拟电路

摘要

本发明公开了一种绝对值流控忆阻器模拟电路，其采用集成运算设计实现了忆阻器的本征关系及其伏安紧致特性，属于电路设计技术领域。集成运算电路设计如下：设计基于放大器的电路，实现输入电流信号与输出电压信号的等值转换；设计反相比例器电路，实现输出电压与输入电压的比例运算，并且使它们极性相反；设计反相比例加法器电路，实现多个输入电压的加法运算，使其和作为输出电压且成反相；设计反相积分器电路，实现对输入电压信号的积分运算；设计乘法电路，实现自两端口输入信号的乘法运算；设计绝对值电路网络，实现输入电压信号的绝对值运算，使输出电压信号为极性为正的信号。本发明结构简单，可代替实际绝对值流控忆阻器来实现与此忆阻器相关的电路设计、实验及实际应用，对绝对值流控忆阻器的电气特性及应用研究具有重要的价值与意义。

主权项

1.一种绝对值流控忆阻器模拟电路，其特征在于，包括电阻网络、反相比例器、反相比例加法器、反相积分器、绝对值电路网络和乘法器；配置运算放大器，用于实现电路中的电流信号与电压信号的等值转换；配置反相比例器，用于实现输出电压与输入电压的比例运算，并且使它们的极性相反；配置反相比例加法器，用于实现多个输入电压信号的加法运算，使其和作为输出电压且成反相；配置反相积分器，用于实现对输入电压信号的积分运算且成反相；配置乘法器，用于实现两个输入信号的乘积运算；设计绝对值电路网络，用于实现输入电压信号的绝对值运算，使输出电压信号极性为正；该网络包括第二运算放大器U6和第三运算放大器U7，它们通过线路连接；该等效模拟电路包括两个闭环电路：第一闭环电路由电阻网络、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、绝对值电路网络、第一乘法器UA1、第二乘法器UA2、第一反相比例器U2、第二反相比例器U5、反相比例加法器U3、反相积分器U4，通过线路连接组成；第二闭环电路由直流电压源V1，第11电阻R11和第12电阻R12连接组成；其中，第1电阻R1的一端与第3电阻R3的一端相连接作为输入端与输入信号相连接，第1电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端、第19电阻R19的一端、第三乘法器UA3的W引脚连接作为输出端；第2电阻R2的另一端与第4电阻R4的一端、第一放大器U1的第2引脚相连接，第4电阻R4的另一端与第一放大器U1的第6引脚、第一乘法器UA1的X1和Y1引脚、第二乘法器UA2的Y1引脚相连接；第21电阻R21的一端与第一放大器U1的第3引脚连接，其另一端接地；第一放大器U1的第4引脚接电源VEE，第7引脚接电源VCC，第1引脚和第8引脚悬空；第9电阻R9的一端与第一乘法器UA1的W引脚、第5电阻R5的一端连接，第5电阻R5的另一端与第一乘法器UA1的z引脚、第6电阻R6的一端连接，第6电阻的另一端接地；第一乘法器UA1的X2和Y2引脚接地，VS+引脚接电源VCC，VS‑引脚接电源VEE；第9电阻R9的另一端与第10电阻R10的一端、第一反相比例器U2的第2引脚连接；第10电阻R10的另一端与第一反相比例器U2的第6引脚、第13电阻R13的一端连接；第一反相比例器U2的第3引脚接地，第4引脚接电源VEE，第7引脚接电源VCC，第1引脚和第8引脚悬空；第12电阻R12的一端与直流电压源的正极相连接，另一端与第14电阻R14的一端、第11电阻R11的一端连接，第11电阻R11的另一端与直流电压源的负极连接并接地；第15电阻R15的一端与第二运算放大器U7的第6引脚、第8电阻R8的一端连接，第8电阻R8的另一端与第二运算放大器U7的第2引脚、第7电阻R7的一端连接，第二运算放大器U7的第3引脚与反相积分器U4的第6引脚连接；第二运算放大器U7的第4引脚接电源VEE，第7引脚接电源VCC，第1引脚和第8引脚悬空；第7电阻R7的另一端与第24电阻R24的一端、第一二极管D1的正极连接；第24电阻R24的另一端与第25电阻R25的一端、第二二极管D2的负极、第三运算放大器的第2引脚连接；第25电阻R25的另一端接地；第二二极管D2的正极与第一二极管D1的负极、第三运算放大器U6的第6引脚连接；第三运算放大器的第3引脚与反相积分器U4的第6引脚连接，其第4引脚接电源VEE，第7引脚接电源VCC，第1引脚和第8引脚悬空；反相比例加法器U3的第2引脚与第13电阻R13的另一端、第14电阻R14的另一端、第15电阻R15的另一端、第16电阻R16的一端连接；其第6引脚与第16电阻R16的另一端、第17电阻R17的一端连接；其第3引脚接地，第4引脚接电源VEE，第7引脚接电源VCC，第1引脚和第8引脚悬空；第17电阻R17的另一端与反相积分器U4的第2引脚、第18电阻R18的一端、电容C1的一端连接；电容C1的另一端与反相积分器U4的第6引脚、第18电阻R18的另一端、第23电阻R23的一端连接；反相积分器U4的第3引脚接地，第4引脚接电源VEE，第7引脚接电源VCC，第1引脚和第8引脚悬空；第23电阻R23的另一端与第二反相比例器U5的第2引脚、第22电阻R22的一端连接；第22电阻R22的另一端与第二反相比例器U5的第6引脚、第二乘法器UA2的X1引脚连接；第二反相比例器U5的第3引脚接地，第4引脚接电源VEE，第7引脚接电源VCC，第1引脚和第8引脚悬空；第19电阻R19的另一端与第二乘法器UA2的z引脚、第20电阻R20的一端连接，第20电阻R20的另一端接地；第二乘法器UA2的X2和Y2引脚接地，Y1引脚与第一运算放大器U1的第6引脚连接，VS+引脚接电源VCC，VS‑引脚接电源VEE。