浮地压控忆阻器仿真器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种浮地压控忆阻器等效模拟电路，包括集成运算放大器U1、乘法器U2和U3和少量的电阻、电容，电阻连接输入端；电阻与集成运算放大器U1相连，利用集成运算放大器U1用于实现差分放大、反相加法、积分运算和反相放大；集成运算放大器U1与乘法器U2、U3相连，乘法器U2与U3相连，乘法器U2、U3用于实现信号的相乘。本发明专利技术利用模拟电路实现了压控忆阻器伏安特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电路设计
，设及一种忆阻器仿真器电路，具体设及一种浮地 压控忆阻器仿真器电路的设计与实现。
技术介绍
忆阻器是电路中与电阻、电容、电感相并列的第四种电路元件，是蔡少棠于1971年 提出的，2008年惠普实验室实现了忆阻器。忆阻器具有非易失性和非线性的性质，可应用于 非遗失性存储器、人工神经网络和电路设计。但是，由于现有的忆阻器采用纳米技术，存在 实现困难和成本高的缺陷，忆阻器目前还未作为一个实际的元件走向市场。因而，设计一种 忆阻器等效电路并用其替代实际忆阻器进行实验和应用研究具有重要意义。即使将来忆阻 器商用化，也是W大规模集成电路的形式存在，难有单个的纳米级忆阻器的元件存在，因 此，利用忆阻器等效电路代替实际忆阻器进行应用电路设计将具有长远的意义与价值。 目前，虽已报导了少量的忆阻器等效电路的存在，但是主要集中于磁控忆阻器和 荷控忆阻器的等效电路，尚未存在压控忆阻器的等效电路，而利用压控忆阻器设计的电路 比含有磁控忆阻器或荷控忆阻器的电路简单，而且浮地的忆阻器比一端接地的忆阻器使用 更为方便。因此，设计一种浮地压控忆阻器等效电路具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供了一种浮地压控忆阻器仿真器电路， 用W模拟压控忆阻器的伏安特性，替代实际压控忆阻器进行实验和应用及研究。 本专利技术解决技术问题所采取的技术方案如下：一种浮地压控忆阻器等效模拟电 路，包括集成运算放大器Ul、乘法器U2和U3和少量的电阻、电容，电阻连接输入端；电阻与集 成运算放大器Ul相连，利用集成运算放大器Ul用于实现差分放大、反相加法、积分运算和反 相放大;集成运算放大器Ul与乘法器U2、U3相连，乘法器肥与U3相连，乘法器U2、U3用于实现 信号的相乘。具体的 电阻Rl -端连接所述的输入端(A)，同时与电阻R2的一端连接，另一端接地，R2的 另一端接在集成运算放大器Ul引脚3,同时与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地；电 阻R4-端连接所述的输入端(B)，另一端与电阻R5的一端相接，同时接在集成运算放大器Ul 引脚2，电阻R5的另一端接在集成运算放大器Ul引脚1。 集成运算放大器Ul采用LF347N;所述集成运算放大器Ul的引脚1通过电阻R5与引 脚2相接，引脚2通过R4连接所述的输入端(B)，引脚3通过R2连接所述的输入端(A)，通过R3 接地，引脚4接电源VCC，引脚11接电源VEE;集成运算放大器Ul的引脚1通过电阻R8与引脚6 相连，引脚5接地，引脚6通过电阻R9接引脚7;引脚7通过电阻RlO与引脚9相接；引脚8通过电 容Q和电阻Rll的并联网络与引脚9相接，引脚10接地；引脚13通过电阻R12接引脚8,引脚12 接地；引脚14通过电阻R13与引脚13相接，通过电阻R6与引脚6相接。[000引乘法器U2采用AD633JN;所述乘法器U2的Xl引脚接集成运算放大器Ul的引脚1，Y1 引脚与集成运算放大器Ul的引脚8相连，X巧侧和Y2引脚接地，VS+引脚接电源VCC，VS-引脚 接电源VEE，巧侧通过电阻R14与W引脚相连，通过电阻R15接地，W引脚通过电阻R7与Ul的引 脚6相连。 乘法器U3采用AD633JN;乘法器U3的Xl引脚接乘法器U2的W引脚，Yl引脚与集成运 算放大器Ul的引脚8相连，X2引脚和Y2引脚接地，VS+引脚接电源VCC，VS-引脚接电源VEE，Z 弓侧通过电阻R16与W引脚相连，通过电阻R17接地，W引脚通过电阻R4与Ul的引脚2相连。 本专利技术设计了一种能够实现浮地压控忆阻器伏安特性的模拟等效电路，该模拟电 路含有1个集成运放和2个乘法器和少量电阻、电容，在目前及将来无法获得单个孤立的压 控忆阻器器件的情况下，可用于压控忆阻器相关的电路设计、实验及应用，对压控忆阻器的 特性和应用研究具有重要的意义。 本专利技术设计的实现忆阻器的模拟电路，其利用模拟电路实现压控忆阻器伏安特 性，具体实现了压控忆阻器伏安特性。本专利技术利用集成运算电路和模拟乘法器实现忆阻器 特性中的相应运算，其中，集成运算放大器主要用W实现电压的差分放大、电压的反相加 法、电压的积分运算和电压的反相放大，模拟乘法器用W实现电压和电压之间的乘积。【附图说明】 图1是本专利技术的电路结构框图。 图2是本专利技术忆阻器等效模拟电路原理图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术优选实施例作详细说明。 本专利技术的理论出发点是压控忆阻器伏安特性的一般表达式： i=G(z,u)u(t),[001引其中，变量Z表示忆阻器的状态。 如图1所示，本实施例压控忆阻器模拟等效电路包括集成运算放大器U1、乘法器 U2、U3和少量电阻、电容，集成运算放大器Ul主要实现差分放大、反相加法、积分运算和反相 放大;乘法器U2、U3实现两个信号的相乘;Ul采用LF347N，肥和U3采用AD633JN。 如图2所示，本实施例中电阻Rl连接输入端A接于电阻Rl的一端，电阻Rl的该端还 与电阻R2的一端相接，电阻Rl的另一端接地，电阻R2的另一端与集成运算放大器Ul的第3引 脚相接，即与差分放大器的同相端相接，还与电阻R3的一端相接，电阻R3的另一端接地。设 电路的输入电流为i: 其中，UA为输入端A对地的电压。由于化+R3〉〉Ri，电路的输入电流近似为：集成运算放大器Ul内有4个运算放大器，其中，第1、2、3引脚对应的运算放大器，与 外围电阻32、1?、1?4、1?5构成差分放大器，用^实现双端电压11转为单端对地的电压，即1]1引 脚1的电压为： 其中，加为输入端B对地的电压，由于R4 = R日，则Ul引脚1的电压为 山二 UA-加 集成运算放大器Ul的第5、6、7引脚对应的运算放大器，与外围电阻R6、R7、R8、R9构 成反相加法器，即Ul引脚7的电压为： 其中，化W为乘法器肥的W引脚电压，山4为集成运算放大器Ul引脚14的电压。 集成运算放大器Ul的第8、9、10引脚与外围电容CU电阻R10、R11构成积分器，用W 实现输入电压的积分，即Ul引脚8的电压：集成运算放大器Ul的第12、13、14引脚对应的运算放大器，与外围电阻R12、R13构 成反相放大器，即Ul引脚14的电压为：若将上式用微分形式表示，则为山4用于表示忆阻器的状态。[003引乘法器U2用W实现输入电压山和Ul引脚8的电压U8的乘积运算，即U2输出端W引脚 的电压： 乘法器U3用W实现U2输出端W引脚的电压化W和Ul引脚8的电压U8的乘积运算，即U3 输出端W引脚的电压：如图2所示，输入端A、B的伏安特性为：其中，[004引忆阻器模拟等效电路的伏安特性，与压控忆阻器伏安特性比较得知电导： 集成运算放大器Ul的第1引脚通过电阻R5与第2引脚相接，第2引脚通过R4作为信 号输入端，第3引脚通过R3接地，第4引脚接+15V电源VCC，第11引脚接-15V电源VEE;集成运 算放大器Ul的第1引脚通过电阻R8与第6引脚相连，第巧I脚接地，第6引脚通过电阻R9接第7 引脚;第7引脚通过电阻RlO与第9引脚相接;第8引脚通过电容Cl和电阻Rll的并联网络与第 9引脚相接，第10引脚接地;第13引脚通过电阻R12接第8引脚，第12引脚接地;第14引脚通过 电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
浮地压控忆阻器等效模拟电路，包括集成运算放大器U1、乘法器U2、乘法器U3；其特征在于：电阻R1一端连接所述的输入端（A)，同时与电阻R2的一端连接，电阻R1一端另一端接地，电阻R2的另一端接在集成运算放大器U1引脚3，同时与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地；电阻R4一端连接所述的输入端（B)，另一端与电阻R5的一端相接，同时接在集成运算放大器U1引脚2，电阻R5的另一端接在集成运算放大器U1引脚1；所述集成运算放大器U1采用LF347N；所述集成运算放大器U1的引脚1通过电阻R5与引脚2相接，引脚2通过电阻R4连接所述的输入端（B)，引脚3通过电阻R2连接所述的输入端（A)，通过电阻R3接地，引脚4接电源VCC，引脚11接电源VEE；集成运算放大器U1的引脚1通过电阻R8与引脚6相连，引脚5接地，引脚6通过电阻R9接引脚7；引脚7通过电阻R10与引脚9相接；引脚8通过电容C1和电阻R11的并联网络与引脚9相接，引脚10接地；引脚13通过电阻R12接引脚8，引脚12接地；引脚14通过电阻R13与引脚13相接，通过电阻R6与引脚6相接；所述乘法器U2采用AD633JN；所述乘法器U2的X1引脚接集成运算放大器U1的引脚1，Y1引脚与集成运算放大器U1的引脚8相连，X2引脚和Y2引脚接地，VS+引脚接电源VCC，VS‑引脚接电源VEE，Z引脚通过电阻R14与W引脚相连，通过电阻R15接地，W引脚通过电阻R7与集成运算放大器U1的引脚6相连；所述乘法器U3采用AD633JN；乘法器U3的X1引脚接乘法器U2的W引脚，Y1引脚与集成运算放大器U1的引脚8相连，X2引脚和Y2引脚接地，VS+引脚接电源VCC，VS‑引脚接电源VEE，Z引脚通过电阻R16与W引脚相连，通过电阻R17接地，W引脚通过电阻R4与集成运算放大器U1的引脚2相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王光义，许碧荣，
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