本发明专利技术涉及一种由二极管桥电路实现的新型二阶忆阻模拟器，即由二极管整流桥电路与二阶并联LC震荡电路构成的新型忆阻器实现电路。包括二极管整流桥电路和二阶谐振电路；二极管整流桥电路与二阶LC谐振电路并联相接。本发明专利技术实现了由二极管整流桥电路与二阶谐振电路构成的新型忆阻模拟器；此模拟器具有结构简单(只由三种基本电路元器件构成：二极管、电感、电容)，并具有可双端输入特性，对于忆阻器应用上的突破性进展将会有巨大的帮助作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种由二极管桥电路实现的新型二阶忆阻模拟器，即由二极管整流桥 电路与二阶并联LC震荡电路构成的新型忆阻器实现电路。
技术介绍
1971年，蔡少棠（Chua)从物理学角度出发，预测了关联电荷和磁通的第四种基本 电路元件一一'[乙阻器（memristor)的存在。由于当时忆阻器只是纯粹从数学角度上推导得 到，并没有得到足够的重视。直到2008年，惠普实验室宣布首次在物理上实现了基于TiOx 的忆阻器，才激起了人们对忆阻器的广泛兴趣，它使得基础元件在现实中增加到了四个，为 电路设计及应用提供了全新的研宄空间。忆阻器是一种具有记忆功能的非线性电阻，可以 记忆流经它的电荷数量，通过控制电流的变化可改变其阻值，理论上描述了除电阻器、电容 器和电感器之外的第四种基本电路元件。为了对新时代的电路系统作进一步的完善，人们 在忆阻器的物理实现、忆阻器建模与基本电路的特性研宄、忆阻混沌电路动力学分析与等 效电路实现、忆阻器应用电路设计及其相应的系统特性等开展了卓有成效的研宄工作。 2009年，美国南卡罗莱纳大学的Pershin和加州大学的Ventra等进一步提出了 忆容和忆感两个新的元件，并且对其特性进行了大胆的猜想与论证。Ventra团队和捷克斯 洛伐克布鲁诺技术大学的Biolek团队报道了三个记忆元件的SPICE建模研宄成果，并阐述 了忆阻、忆容和忆感之间的关系。日本福冈技术学院Itoh和蔡少堂最早用忆阻器替换蔡氏 振荡电路中的蔡氏二极管，得到了基于忆阻器的混沌振荡电路。2012年，根据忆阻器与突 触的这种相似性，比勒菲尔德大学托马斯博士及其同事制作出了一种具有学习能力的忆阻 器。2013年，比勒菲尔德大学物理学系的高级讲师安迪?托马斯博士研制的忆阻器，被内置 于比人头发600倍的芯片中，利用这种忆阻器作为人工大脑的关键部件，他的研宄成果将 发表在《物理学学报D辑：应用物理学》杂志上。2014年，惠普又启动了基于忆阻器的全新 项目一一"TheMachine"。这些都足以证明忆阻器的研宄成为近期的热门。 忆阻器，是目前世界发达国家、行业巨头不惜血本研发的基本电路元件，它是预言 中第四次工业革命的基石。同样，中国的科学家也一直在研宄忆阻器；2009年，国家科技部 启动国际合作项目"忆阻器材料及其原型器件"，投入了大量经费用于忆阻器的研宄工作。 经过5年努力已取得了较多的研宄成果，同时发现了忆阻器的存储功能还具有类似人类大 脑的特性，就像人通过强刺激对特定时间记忆深刻一样，忆阻器的记忆也会因电流强度不 同，出现明显差异，这为忆阻器的智能化应用，与国际接轨，打开了一个全新的市场。然而， 目前对于忆阻器的研宄工作大多停留在理论研宄、数值仿真上，较少有能够实现忆阻器特 性的忆阻模拟器实现电路，同时已构成的忆阻模拟器实现电路具有结构复杂、移植性差、单 端输入局限性的缺点。 一些含有光敏电阻、二极管桥等特殊拓扑形式的电路，其外部特性可呈现出忆阻 的紧磁滞回线特性，且电路端口的伏安关系符合广义忆阻器的数学定义式。本专利技术基于二 极管桥的此特性，提供一种利用二极管桥级联二阶LC振荡器组成的广义忆阻模拟器，与已 报道的忆阻模拟器相比，在电路结构上具有较大的优势，无接地限制，易接入各种应用电路 中。
技术实现思路
针对现有技术中忆阻模拟器存在的上述问题，本专利技术提供一种由二极管整流桥电 路与二阶谐振电路构成的二极管桥电路实现的二阶忆阻模拟器。 本专利技术的技术方案如下： -种二极管桥电路实现的二阶忆阻模拟器，包括二极管整流桥电路和二阶谐振电 路； 所述二极管整流桥电路包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4;二极 管Dl的负极端与二极管D2的负极端相连，记作b端；二极管D2的正极端与二极管D3的负 极端相连，记作c端；二极管D3的正极端与二极管D4的正极端相连，记作d端；二极管D4 的负极端与二极管Dl的正极端相连，记作a端；a端作为信号源的输入端，c端与地线相连； 所述二阶谐振电路的输入端与二极管整流桥电路b端相连，输出端与二极管整流 桥电路d端相连。 作为本专利技术的进一步改进，所述二阶谐振电路为二阶并联LC振荡电路，包括：电 感器L和电容器C;电感器L与电容器C并联连接，将并联连接的两个端口分别记作e、f端； 所述二阶并联LC振荡电路的e端与二极管整流桥电路b端相连；二阶并联LC振荡电路的 f端与二极管整流桥电路d端相连。 本专利技术的有益效果是： 本专利技术实现了由二极管整流桥电路与二阶谐振电路构成的新型忆阻模拟器；此模 拟器具有结构简单（只由三种基本电路元器件构成：二极管、电感、电容），并具有可双端输 入特性，对于忆阻器应用上的突破性进展将会有巨大的帮助作用。【附图说明】 图1为一种简单的二极管桥电路实现的二阶忆阻模拟器电路结构图； 图2 (a)为激励幅值Vni= 2V时激励频率f选取500Hz、IkHz和5kHz对应的i-V 数值仿真所得相轨图； 图2 (b)为激励频率f= 500Hz时激励幅值Vni选取I. 5V、I. 8V和2V对应的i-V 数值仿真所得相轨图； 图3为一种简单的二极管桥电路实现的二阶忆阻模拟器实物图； 图4 (a)为激励幅值Vni= 2V时激励频率f选取500Hz、IkHz和5kHz对应的i-V 实验所得相轨图； 图4 (b)为激励频率f= 200Hz时激励幅值Vni选取I. 5V、I. 8V和2V对应的i-V 实验所得相轨图；【具体实施方式】 为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本专利技术作进一步详细的说明。 本专利技术为一种二极管桥电路实现的二阶忆阻模拟器，包括一个二极管整流桥电 路、二阶谐振电路。 二极管整流桥电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3二极管D4 ;二极管Dl负 极端与二极管D2负极端相连（记作b端）；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连（记 作c端）；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连（记作d端）；二极管D4负极端与二极 管Dl正极端相连（记作a端）；a端、c端作为输入端，分别与信号源的正、负极端相连； 二阶谐振电路优选为一个二阶并联LC振荡电路，包括：电感器L、电容器C;电感 器L与电容器C并联连接（将并联连接的两个端口分别记作e、f?端）； 二阶并联LC振荡电路e端与二极管整流桥电路b端相连；二阶并联LC振荡电路 f端与二极管整流桥电路d端相连；二极管整流桥电路d端接地。 上述二极管桥电路实现的二阶忆阻模拟器的电路结构图如图1左所示，其简化忆 阻符号如图1右所示。电路中四个二极管D1-D4的本构关系可描述为 Ik=Isi^r''-1) (1) 其中k= 1，2,3,4,P=lA2nVT)，vk和ik分别表示通过二极管桥Dk的电压和电 流，Is，n和\分别表示二极管反向饱和电流、发射系数和截止电压。 分析二极管整流桥电路可得V1=v3,V2=V4，其中V2=V1 -V;采用基尔霍夫电压 定律电路分析由D1,C和03构成的回路可得到如下关系式 2v!=V!+V3=v-vc (2) 此外，采用基尔霍夫电流定律分别将Dl的阴、阳极作为两个节点进行分析，可得 到两个关系式如下 i=Ii-I4=ii_i2 (3)【主权项】1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二极管桥电路实现的二阶忆阻模拟器，其特征在于：包括二极管整流桥电路和二阶谐振电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：包伯成，姜盼，于晶晶，林毅，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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