一种磁控忆容器等效电路制造技术

本发明专利技术公开了一种磁控忆容器等效电路，忆容器两端的电压uAB由第一集成运算放大器U1采集得到，经过U1的积分器得到忆容器内部磁通量信号的电压值φAB，然后经过集成电路第一乘法器U2、第二乘法器U3和第二集成运算放大器U4能够反映磁控忆容器电荷信号的电压值。第一集成运算放大器U1和第二集成运算放大器U4实现了电压跟随器、减法器、反相放大器、积分器的功能，第一乘法器U2和第二乘法器U3实现了乘法器功能，当输入正弦激励信号时，可以用示波器观察其特性，电压信号与电荷信号的电压值之间满足“8”字形的紧致滞回曲线特性，且随信号频率的增加，其滞回旁瓣面积减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利属于电路设计
，涉及一种磁控忆容器等效电路，特别涉及一 种二端口网络的磁控忆容器模拟电路模型，满足电压信号与电荷信号的电压值之间"8"字 形的紧致滞回曲线特性。
技术介绍
蔡少棠1971根据变量间的数理关系，提出了忆阻器的存在，用来表示电荷q和磁 通Φ之间的关系。2008年，惠普实验室在研究二氧化钛薄膜时发现了忆阻器的存在，并在 《Nature》上进行了报道，掀起了关于忆阻器的研究热潮。忆阻器由于一直没有商用的实际 器件，在研究过程中除了进行理论分析外，许多研究还设计了忆阻器电路模型用于其基本 特性的研究，以及在非线性电路中应用的研究。2009年蔡少棠等人在忆阻器的基础上推广 了记忆器件的定义，提出了忆容器和忆感器的概念。忆容器是表征电荷与电压之间关系的 记忆器件，其当前状态依赖于其系统的过去状态，且其状态在断电之后可以进行保持，其基 本特性就是电压信号与电荷信号的关系相图为"8"字形的紧致滞回曲线。为此，本专利技术专 利实现了一个磁控的忆容器等效电路模型，此电路模型利用运算放大器将模型两端的电压 值进行采集，然后经过积分器获得磁通量的电压值，将不易测量的磁通和电荷都通过电压 值的方式表示，具有结构清晰，易于实验测量。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术专利提出了一种新型的磁控忆容器等效电路模型， 该忆容器等效电路模型完整的描述了磁控忆容器的基本定义式?/ (?) = (? + (/),忆容 器两端的电压uAB由第一集成运算放大器U1采集得到，经过U1的积分器得到忆容器内部磁 通量信号的电压值ΦΑΒ，然后经过集成电路第一乘法器U2、第二乘法器U3和第二集成运算 放大器U4能够反映磁控忆容器电荷信号的电压值。第一集成运算放大器U1和第二集成运 算放大器U4实现了电压跟随器、减法器、反相放大器、积分器的功能，第一乘法器U2和第二 乘法器U3实现了乘法器功能，当输入正弦激励信号时，可以用示波器观察其特性，电压信 号与电荷信号的电压值之间满足"8"字形的紧致滞回曲线特性，且随信号频率的增加，其滞 回旁瓣面积减小。 所述第一集成运算放大器U1的第10引脚、第12引脚接地，第4引脚接+12V电源， 第11引脚接-12V电源；第3引脚接输入端口Α，第2引脚与U1的第1引脚、第一电阻R1 的一端、第一电容C1的一端连接，第5引脚与第二电阻R2的一端、第一电阻R1的另一端连 接，第6引脚与第四电阻R4的一端、第三电阻R3的一端连接，第7引脚与第四电阻R4的另 一端、第五电阻R5、第二乘法器U3的3脚、第^ 电阻R11的一端连接；第8引脚与第六电 阻R6的一端、第七电阻R7的一端连接，第9引脚与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的 另一端连接；第13引脚与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第二电容C2的一端连 接，第14引脚与第八电阻R8的另一端、第二电容C2的另一端、第一乘法器U2的1脚、第一 乘法器U2的3脚连接；第二电阻R2的另一端与+12V电源的负极连接并接地；-12V电源的 正极接地；第一集成运算放大器U1的型号为LF347BD; 第一乘法器U2的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地，第8引脚接+12V电源，第5 引脚接-12V电源；第7引脚接第二乘法器U3的第1引脚； 所述的第一乘法器U2的型号为AD633JN; 所述第二乘法器U3的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地，第8引脚接+12V电源， 第5引脚接-12V电源，第7引脚与第九电阻R9的一端连接； 所述的第三乘法器U3的型号为AD633JN; 所述第二集成运算放大器U4的第3引脚接地，第4引脚接+12V电源，第11引脚 接-12V电源；第1引脚与第十电阻R10的一端、第十二电阻R12的一端连接，第2引脚与第 九电阻R9的另一端、第十电阻R10的另一端连接，第5引脚与第十一电阻R11的另一端连 接，第6引脚与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的一端连接，第7引脚与第十三 电阻R13的另一端、第一电容C1的另一端、第三电阻R3的另一端连接并作为输出端；第8 引脚、第9引脚、第10引脚、第11引脚、第12引脚架空 集成运算放大器U4的型号为LF347BD; 本专利技术专利构造了一个磁控忆容器等效电路模型，该电路模型利用运算放大器和 乘法器等器件构建了满足磁控忆容器特性的电路模型，可应用于忆容器基础电路特性的研 究，以及忆容器非线性电路的研究，比如构建忆容器混沌电路等。根据磁控忆容器的数学定 义式-f(f):二(使+御2)?(f)设计了磁控忆容器二端口模拟电路模型，集成电路U1和U4实现了 电压跟随器、减法器、反相放大器、积分器等功能，集成电路U2和U3实现了乘法器功能，当 输入正弦激励信号时，可以用示波器观察其特性，电压信号与电荷信号的电压值之间满足 "8"字形的紧致滞回曲线特性，且随信号频率的增加，其滞回旁瓣面积减小。该电路结构清 晰，易于分析测量，可进行忆容器在基础电路中特性的研究，以及在非线性电路中的应用。【附图说明】 图1是本专利技术专利的结构图。 图2是本专利技术专利的原理图。【具体实施方式】 下面结合附图和优选实例对本专利技术专利作更进一步的详细说明。 本专利技术专利设计的磁控忆容器定义式为々(?）= (? + /如2 )〃(/)，其中α、β为系数， 本模型试验α= 〇. 1，β= 50能够获得良好的紧致滞回曲线特性。 如图1、图2所示，输入端口Α连接的第一个运算放大器的功能为电压跟随器，用 于屏蔽外部端口电流影响，只获取端口电压值uA。即运算放大器U1第5引脚的电压值为 uA，运算放大器U1与电阻Rl、R2、R3、R4共同构成了差分输入求和电路实现减法运算，运算 放大器U1同向输入端电压值u+，反相输入端电压值为u，输出端电压值为Uc]。根据虚断， i+~i~0,利用叠加原理可求得反相端的电位势为 同向输入端的电位势为 因为R1 =R3 = 10K，R2 =R4 = 1K，整理上式得 运算放大器U1第7引脚的电位势为经过U1的反相放大器，由于R6 = 100K，R5 = 10K，得到运算放大器U1第8引脚的电位势为 经过运算放大器U1的积分电路，由于R当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控忆容器等效电路，包括第一集成运算放大器U1、第二集成运算放大器U4、第一乘法器U2、第二乘法器U3、十三个电阻和两个电容；其特征在于：第一集成运算放大器U1的第10引脚、第12引脚接地，第4引脚接+12V电源，第11引脚接‑12V电源；第3引脚接输入端口A，第2引脚与U1的第1引脚、第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端连接，第5引脚与第二电阻R2的一端、第一电阻R1的另一端连接，第6引脚与第四电阻R4的一端、第三电阻R3的一端连接，第7引脚与第四电阻R4的另一端、第五电阻R5、第二乘法器U3的3脚、第十一电阻R11的一端连接；第8引脚与第六电阻R6的一端、第七电阻R7的一端连接，第9引脚与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端连接；第13引脚与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第二电容C2的一端连接，第14引脚与第八电阻R8的另一端、第二电容C2的另一端、第一乘法器U2的1脚、第一乘法器U2的3脚连接；第二电阻R2的另一端与+12V电源的负极连接并接地；‑12V电源的正极接地；第一集成运算放大器U1的型号为LF347BD；第一乘法器U2的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地，第8引脚接+12V电源，第5引脚接‑12V电源；第7引脚接第二乘法器U3的第1引脚；所述的第一乘法器U2的型号为AD633JN；所述第二乘法器U3的第2引脚、第4引脚、第6引脚接地，第8引脚接+12V电源，第5引脚接‑12V电源，第7引脚与第九电阻R9的一端连接；所述的第三乘法器U3的型号为AD633JN；所述第二集成运算放大器U4的第3引脚接地，第4引脚接+12V电源，第11引脚接‑12V电源；第1引脚与第十电阻R10的一端、第十二电阻R12的一端连接，第2引脚与第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的另一端连接，第5引脚与第十一电阻R11的另一端连接，第6引脚与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的一端连接，第7引脚与第十三电阻R13的另一端、第一电容C1的另一端、第三电阻R3的另一端连接并作为输出端；第8引脚、第9引脚、第10引脚、第11引脚、第12引脚架空；集成运算放大器U4的型号为LF347BD。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王光义，吴珺，蔡博振，王晋，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33