申请/专利权人：杭州电子科技大学

申请日：2019-11-26

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN111950213B

主分类号：G06F30/3308

分类号：G06F30/3308;G06F30/36

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2020.12.04#实质审查的生效;2020.11.17#公开

摘要：本发明公开了一种二值局部有源忆阻器的仿真器电路模型。本发明中的集成运算放大器U1和乘法器U8分别连接输入端，即局部有源忆阻器的电压和电流的测试端；集成运算放大器U1用于实现反相加法运算和积分运算，将输出信号再返回到集成运算放大器U5，集成运算放大器U2用于实现反相放大运算，将输出信号返回到集成运算放大器U1，最终求得控制忆导值的状态变量。集成运算放大器U3用于实现反相加法运算、反向放大运算，集成运算放大器U4用于实现对数运算、反向放大运算，得到需要的忆导控制函数，乘法器U8实现将忆导控制函数和输入的电压量相乘，得到最终的忆阻器电流量。本发明用以模拟局部有源忆阻器的伏安特性。

主权项：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it和ut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，将输出信号作为局部有源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用于所需信号的乘法运算；集成运算放大器U3实现反相加法运算、反相放大运算；集成运算放大器U4实现对数运算、反相放大运算，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15V；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-15V，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：u8wt＝iwt＝u4-7tut＝lnx2+0.5ut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；所述集成运算放大器U2的第8、9、10引脚对应的运算放大器，与外围电阻R6、R7构成反相放大器；第9引脚的输入为-x|x|，R6＝R7＝10K，第9引脚的输出电压为： 所述集成运算放大器U5的第8、9引脚对应的运算电路，与外围电阻R17、R18以及集成运算放大器U5构成了绝对值电路，集成运算放大器U5的第9引脚的输入为第14引脚的输出电压，集成运算放大器U5的第1引脚的输入为集成运算放大器U3的第14引脚的输出电压，集成运算放大器U5的第3引脚的输入为集成运算放大器U2的第8引脚的输出电压；所述乘法器U6用于实现集成运算放大器U5输出端W引脚的电压与电压2V的乘积运算；所述乘法器U7用以实现集成运算放大器U5输出端W引脚的电压与乘法器U5输出端W引脚的电压的乘积运算；所述乘法器U9用以实现集成运算放大器U5输出端W引脚的电压与电压0.6V的乘积运算。

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