一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，包括端口a、端口b、跨导运算放大器U1、跨导运算放大器U2、电流反馈运算放大器U3、电压反馈运算放大器U4、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11，跨导运算放大器U1的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U2的型号为LM13600。该浮地磁控忆阻模拟器端口a、端口b的电气特性等效了磁控忆阻器的端口特性，不要求一端接地，可广泛地应用于忆阻电路(忆阻混沌电路、忆阻震荡电路、忆阻神经网络电路等)的设计与测试。

【技术实现步骤摘要】
一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器
本专利技术涉及新型电路元件模拟器构造领域，具体涉及一种基于跨导运算放大器的磁控忆阻模拟器。
技术介绍
1971年，加州大学伯克利分校的蔡少棠教授从电路理论完备性出发，预测除电阻、电容和电感之外，还存在第四种表征电荷和磁通量之间关系的无源基本电路元件，并将其命名为忆阻器(memristor)。2008年惠普实验室在《Nature》杂志发表研究成果，宣布物理实现了具有忆阻器特征的二端器件。惠普实验室的突破引起学术界和工业界的广泛关注，掀起人们对忆阻器研究的热潮。忆阻器是一种非线性电阻，其电阻值能够随输入电流或电压的历史而发生变化，即能够通过电阻值的变化记忆流经的电荷量或磁通量。忆阻器的研究涉及到微电子、凝聚态物理、材料学、电路与系统、计算机和神经生物学等多学科领域，属于新兴交叉学科研究。忆阻器具有结构简单、易集成、高速、低功耗和与CMOS工艺兼容等特点，不仅能满足下一代高密度信息存储和高性能计算机对通用存储器的需求，还能实现非易失状态逻辑运算和类脑神经态运算功能。人们常用忆阻模拟器模拟忆阻的端口电气特性，并将忆阻模拟器应用到电路设计中。常用的忆阻模拟器有：边界迁移模型、突触活动依赖可塑性模型、Pershin模型、Biolek模型、二次非线性有源磁控模型和三次非线性磁控模型等。这些电路仿真模型主要的不足之处是：有的需要一端接地；有的不是二端口模型；有的二端口电压不能超过模型内有源器件供电电压；有的需要的元器件多且构造复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，解决现有磁控忆阻模拟器需要一端接地的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，包括端口a、端口b、跨导运算放大器U1、跨导运算放大器U2、电流反馈运算放大器U3、电压反馈运算放大器U4、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11，所述跨导运算放大器U1的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U2的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U1的第5脚、第7脚与端口a相连，所述跨导运算放大器U1的第8脚与电阻R5的一端、电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端与电源VEE相连，电阻R6的另一端与跨导运算放大器U1的第4脚相连，所述跨导运算放大器U1的第4脚与跨导运算放大器U2的第14脚相连，所述跨导运算放大器U1的第3脚与跨导运算放大器U2的第13脚相连，所述电阻R1的两端分别与跨导运算放大器U1的第4脚、跨导运算放大器U2的第13脚相连，所述跨导运算放大器U2的第13脚与电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端与跨导运算放大器U2的第9脚相连，所述跨导运算放大器U2的第9脚与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端与电源VEE相连，所述跨导运算放大器U1的第1脚、跨导运算放大器U2的第16脚均与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与电流反馈运算放大器U3的第6脚相连，所述电流反馈运算放大器U3的第5脚与电容C1的一端相连，所述电容C1的另一端接地，电流反馈运算放大器U3的第2脚与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端接地，电流反馈运算放大器U3的第3脚与电压反馈运算放大器U4的第6脚相连，所述电压反馈运算放大器U4的第6脚与电阻R10的一端相连，所述电阻R10的另一端与电压反馈运算放大器U4的第2脚相连，所述电压反馈运算放大器U4的第2脚与电阻R8的一端相连，所述电阻R8的另一端与端口b相连，所述电压反馈运算放大器U4的第3脚、电阻R9的一端均与电阻R7的一端相连，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R7的另一端与端口a相连，所述跨导运算放大器U1的第6脚与电源VEE相连，所述跨导运算放大器U1的第11脚与电源VCC相连，所述跨导运算放大器U2的第6脚与电源VEE相连，所述跨导运算放大器U2的第11脚与电源VCC相连，所述电流反馈运算放大器U3的第1脚与电源VCC相连，所述电流反馈运算放大器U3的第4脚与电源VEE相连，所述电压反馈运算放大器U4的第1脚与电源VCC相连,所述电压反馈运算放大器U4的第4脚与电源VEE相连。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述电流反馈运算放大器U3的型号为AD844，采用本步的有益效果是，以AD844为核心实现积分时，可以很好的避免积分漂移现象的产生。进一步，所述电压反馈运算放大器U4的型号为OP07，采用本步的有益效果是，OP07为高精度运放，具有失调电压小，精度高等优点。进一步，所述电源VCC为正负5V双电源的+5V端。进一步，所述电源VEE为正负5V双电源的-5V端。本专利技术的有益效果是：在本专利技术中，该浮地磁控忆阻模拟器端口a、端口b的电气特性等效了磁控忆阻器的端口特性，不要求一端接地，可广泛地应用于忆阻电路(忆阻混沌电路、忆阻震荡电路、忆阻神经网络电路等)的设计与测试。附图说明图1为本专利技术的原理图图2为本专利技术实施例中频率为2Hz的正弦电压源u(t)的电压值和端口电流i(t)的伏安关系仿真曲线图图3为本专利技术实施例中频率为10Hz的正弦电压源u(t)的电压值和端口电流i(t)的伏安关系仿真曲线图图4为本专利技术实施例中频率为50Hz的正弦电压源的u(t)电压值和端口电流i(t)的伏安关系仿真曲线图具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，包括端口a、端口b、跨导运算放大器U1、跨导运算放大器U2、电流反馈运算放大器U3、电压反馈运算放大器U4、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11，跨导运算放大器U1的型号为LM13600，跨导运算放大器U2的型号为LM13600，跨导运算放大器U1的第5脚、第7脚与端口a相连，跨导运算放大器U1的第8脚与电阻R5的一端、电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端与电源VEE相连，电阻R6的另一端与跨导运算放大器U1的第4脚相连，跨导运算放大器U1的第4脚与跨导运算放大器U2的第14脚相连，跨导运算放大器U1的第3脚与跨导运算放大器U2的第13脚相连，电阻R1的两端分别与跨导运算放大器U1的第4脚、跨导运算放大器U2的第13脚相连，跨导运算放大器U2的第13脚与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与跨导运算放大器U2的第9脚相连，跨导运算放大器U2的第9脚与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与电源VEE相连，跨导运算放大器U1的第1脚、跨导运算放大器U2的第16脚均与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与电流反馈运算放大器U3的第6脚相连，电流反馈运算放大器U3的第5脚与电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地，电流反馈运算放大器U3的第2脚与电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端接地，电流反馈运算放大器U3的第3脚与电压反馈运算放大器U4的第6脚相连，电压反馈运算放大器U4的第6脚与电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端与电压反馈运算放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，其特征在于，包括端口a、端口b、跨导运算放大器U1、跨导运算放大器U2、电流反馈运算放大器U3、电压反馈运算放大器U4、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11，所述跨导运算放大器U1的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U2的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U1的第5脚、第7脚与端口a相连，所述跨导运算放大器U1的第8脚与电阻R5的一端、电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端与电源VEE相连，电阻R6的另一端与跨导运算放大器U1的第4脚相连，所述跨导运算放大器U1的第4脚与跨导运算放大器U2的第14脚相连，所述跨导运算放大器U1的第3脚与跨导运算放大器U2的第13脚相连，所述电阻R1的两端分别与跨导运算放大器U1的第4脚、跨导运算放大器U2的第13脚相连，所述跨导运算放大器U2的第13脚与电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端与跨导运算放大器U2的第9脚相连，所述跨导运算放大器U2的第9脚与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端与电源VEE相连，所述跨导运算放大器U1的第1脚、跨导运算放大器U2的第16脚均与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与电流反馈运算放大器U3的第6脚相连，所述电流反馈运算放大器U3的第5脚与电容C1的一端相连，所述电容C1的另一端接地，电流反馈运算放大器U3的第2脚与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端接地，电流反馈运算放大器U3的第3脚与电压反馈运算放大器U4的第6脚相连，所述电压反馈运算放大器U4的第6脚与电阻R10的一端相连，所述电阻R10的另一端与电压反馈运算放大器U4的第2脚相连，所述电压反馈运算放大器U4的第2脚与电阻R8的一端相连，所述电阻R8的另一端与端口b相连，所述电压反馈运算放大器U4的第3脚、电阻R9的一端均与电阻R7的一端相连，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R7的另一端与端口a相连，所述跨导运算放大器U1的第6脚与电源VEE相连，所述跨导运算放大器U1的第11脚与电源VCC相连，所述跨导运算放大器U2的第6脚与电源VEE相连，所述跨导运算放大器U2的第11脚与电源VCC相连，所述电流反馈运算放大器U3的第1脚与电源VCC相连，所述电流反馈运算放大器U3的第4脚与电源VEE相连，所述电压反馈运算放大器U4的第1脚与电源VCC相连,所述电压反馈运算放大器U4的第4脚与电源VEE相连。...

【技术特征摘要】
1.一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，其特征在于，包括端口a、端口b、跨导运算放大器U1、跨导运算放大器U2、电流反馈运算放大器U3、电压反馈运算放大器U4、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11，所述跨导运算放大器U1的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U2的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U1的第5脚、第7脚与端口a相连，所述跨导运算放大器U1的第8脚与电阻R5的一端、电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端与电源VEE相连，电阻R6的另一端与跨导运算放大器U1的第4脚相连，所述跨导运算放大器U1的第4脚与跨导运算放大器U2的第14脚相连，所述跨导运算放大器U1的第3脚与跨导运算放大器U2的第13脚相连，所述电阻R1的两端分别与跨导运算放大器U1的第4脚、跨导运算放大器U2的第13脚相连，所述跨导运算放大器U2的第13脚与电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端与跨导运算放大器U2的第9脚相连，所述跨导运算放大器U2的第9脚与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端与电源VEE相连，所述跨导运算放大器U1的第1脚、跨导运算放大器U2的第16脚均与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与电流反馈运算放大器U3的第6脚相连，所述电流反馈运算放大器U3的第5脚与电容C1的一端相连，所述电容C1的另一端接地，电流反馈运算放大器U3的第2脚与...

【专利技术属性】
技术研发人员：余波，
申请(专利权)人：成都师范学院，
类型：发明
国别省市：四川,51