本发明专利技术是基于基本电路元件和有源芯片组成的耦合系数可以平滑调节的磁通耦合型忆容器模拟器，属于电子与信息产品。磁通耦合型忆容器模拟器包括两个磁通控制的忆容模拟器。利用耦合接口和耦合电位器，通过引入另一个模拟器中的磁链信号实现两个忆容模拟器的耦合连接。调节电位器阻值即可平滑地调节耦合忆容器的耦合强度。本发明专利技术所述的电路不但可以用于展现单个悬浮型忆容器的动态和稳态特性，还可以用于从硬件上模拟两个或多个忆容器之间的磁链耦合关系，便于从实验上研究耦合型忆容器、以及与其他电路元件间的串并联动态电路特性。此耦合型忆容器模拟器易于拓展成多耦合型忆容器模拟器，代替耦合型忆容器用于非易失性存储器、神经网络、逻辑运算等新型电路和功能电路设计开发。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是基于模拟乘法器、跨导型运算放大器和运算放大器=种有源器件W及若 干电阻、电容电路元件组成的磁通禪合型忆容器模拟电路，属于电子与信息产品。
技术介绍
美国加州大学蔡少棠教授于1971年依据电压、电流、电荷和磁链四个变量之间的 对称关系预测除电阻、电容、电感之外还存在第四个电路元件-忆阻器。但直到2008年，惠 普实验室才成功研制出基于二氧化铁薄膜的纳米级忆阻器件。2009年蔡少棠等人又在忆阻 器的基础上推测出忆容器和忆感器的存在。因尚无商用的忆容器件，目前对忆容器的研究 多采用仿真或等效电路模型。现有的忆容器模拟电路多存在一端必须接地的限制，且均未 设及对忆容器之间磁禪合型关系的模拟。禪合是大规模纳米级忆容器集成电路中不可忽视 的一种物理现象，对禪合型忆容器的动态和稳态特征进行深入研究是优化和推广忆容器应 用电路的重要前提。为了便于研究禪合型忆容器特性，设计简单、实用的禪合型忆容器模拟 电路是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的主要有S个：一、悬浮型禪合忆容器模型无一端必须接地的限制，可 W灵活地与其他电路器件连接；二、禪合忆容器模拟器的专利技术可W完成忆容器禪合关系的 模拟，便于对禪合忆容器动、稳态特性进行大量的实验研究，W便于验证与禪合忆容器电路 有关的理论分析；=、专利技术的禪合忆容器模拟器可W十分方便地拓展成多禪合忆容器模拟 器，W便于研究多个忆容器之间禪合的物理特性。四、专利技术的模拟器易于硬件电路实现，可 W在一定条件下替代真实禪合忆容器完成物理实验测试，W便于利用忆容器禪合关系开发 新的应用电路。 专利技术的模拟电路通过反向加法电路在两个磁通控制型忆容模拟器之间建立禪合 关系，两个忆容模拟器共同工作、相互禪合。 磁通禪合忆容器模拟电路由常见有源巧片和基本电路元件（电阻和电容）组 成。每个独立忆容模拟包含6个有源器件；4个跨导运算放大器（AD844)、1个模拟乘法器 (AD633)和1个运算放大器（TL084)。每个独立忆容模拟器同时包含7个电阻和2个电容 元件，辅助有源器件完成运算工作。每个忆容模拟器有正负两个输入端，分别对应于忆容器 的正负极。在忆容模拟器的正负极接入激励电压，则将有电流流入忆容模拟器的内部电路， 且对应的忆容值可通过如下等式计算其中， (1)[000引【主权项】1. 一种耦合强度可调的磁链耦合型忆容器模拟器电路，包括两个磁通控制忆容器模拟 器及耦合连接电阻，每个磁通控制忆容器模拟器由4个跨导运算放大器、1个模拟乘法器、1 个运算放大器、7个电阻、2个电容和1个直流信号源组成。其特征在于：两个磁通控制型忆 容器模拟器具有悬浮型接线端口；每个忆容模拟器电路中反相加法器的输入端具有一个耦 合接口；在耦合信号进入耦合接口前需经过一个耦合电阻；耦合电阻采用阻值可连续平滑 调节的电位器；两个模拟器之间可通过耦合接口和耦合电位器相互连接形成磁链耦合型忆 容模拟器；通过调节耦合电位器的值可平滑调节两个忆容器的耦合强度。2. 根据权利要求1所述的磁通耦合型忆容模拟器，其特征是：所述的单个忆容器模拟 器由4个跨导运算放大器AD844、一个模拟乘法器AD633、一个运算放大器TL084、7个电阻、 2个电容和输出电压可调的直流信号源组成；有源器件的供电电压为±15V。3. 根据权利要求1所述的磁通耦合型忆容模拟器，其特征是：所述的单个忆容器模拟 器具有两个悬浮型接口，第1和第3个跨导运算放大器（Ul 1和U31)将两端口的电位转换 成端口电压和磁链信号；第2和第4个跨导运算放大器（U21和U41)保证了流入端口 Al的 电流等于流出端口 Bl的电流，电流大小受第4个跨导运算放大器的y脚电压控制。4. 根据权利要求1所述的磁通耦合型忆容模拟器，其特征是：所述的单个忆容器模拟 器中由运算放大器TL084与电阻器构成反相加法电路，将可调直流电压信号与磁链信号线 性相加，加法器输出信号是直流电压和磁链两部分之和；直流电压信号为负值，以保证忆阻 器等效忆导值的初值为正值。5. 根据权利要求1所述的磁通耦合型忆容模拟器，其特征是：所述的单个忆容器模拟 器采用模拟乘法器将含初值的磁链信号与忆容器端口电压相乘后连接至第4个跨导运算 放大器的y脚，用于控制忆容器电流。6. 根据权利要求1所述的磁通耦合型忆容模拟器，其特征是：所述的耦合型忆容器模 拟器由两个独立的忆容器模拟器构成，具有4个悬浮型接线端口；每个忆容器模拟器中加 法器的反相输入端有一个耦合接口；第1个忆容器的耦合接口连接至第2个忆容模拟器电 路中第3个跨导运算放大器的输出端，第2个忆容模拟器的耦合接口连接至第1个模拟器 电路中第3个跨导运算放大器的输出端；耦合接口可根据需要扩充至多个，构成多耦合忆 容模拟器。7. 根据权利要求1所述的磁通耦合型忆容模拟器，其特征是：所述的耦合型忆容模拟 器的耦合接口信号通过电阻器件进行传递，耦合电阻器采用阻值可连续平滑调节的电位 器。【专利摘要】本专利技术是基于基本电路元件和有源芯片组成的耦合系数可以平滑调节的磁通耦合型忆容器模拟器，属于电子与信息产品。磁通耦合型忆容器模拟器包括两个磁通控制的忆容模拟器。利用耦合接口和耦合电位器，通过引入另一个模拟器中的磁链信号实现两个忆容模拟器的耦合连接。调节电位器阻值即可平滑地调节耦合忆容器的耦合强度。本专利技术所述的电路不但可以用于展现单个悬浮型忆容器的动态和稳态特性，还可以用于从硬件上模拟两个或多个忆容器之间的磁链耦合关系，便于从实验上研究耦合型忆容器、以及与其他电路元件间的串并联动态电路特性。此耦合型忆容器模拟器易于拓展成多耦合型忆容器模拟器，代替耦合型忆容器用于非易失性存储器、神经网络、逻辑运算等新型电路和功能电路设计开发。【IPC分类】H03K19-0175【公开号】CN104811182【申请号】CN201510238187【专利技术人】于东升, 朱虹, 梁燕 【申请人】中国矿业大学【公开日】2015年7月29日【申请日】2015年5月11日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耦合强度可调的磁链耦合型忆容器模拟器电路，包括两个磁通控制忆容器模拟器及耦合连接电阻，每个磁通控制忆容器模拟器由4个跨导运算放大器、1个模拟乘法器、1个运算放大器、7个电阻、2个电容和1个直流信号源组成。其特征在于：两个磁通控制型忆容器模拟器具有悬浮型接线端口；每个忆容模拟器电路中反相加法器的输入端具有一个耦合接口；在耦合信号进入耦合接口前需经过一个耦合电阻；耦合电阻采用阻值可连续平滑调节的电位器；两个模拟器之间可通过耦合接口和耦合电位器相互连接形成磁链耦合型忆容模拟器；通过调节耦合电位器的值可平滑调节两个忆容器的耦合强度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于东升，朱虹，梁燕，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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