一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路制造技术

一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路是由加法器、反相器、信号节点、跟随器等电路等组成，构成加法器和跟随器放大倍数的信号节点集合。仿生物演化电路的运行是每一个信号节点的状态大于0才能存活，否则，就会灭绝。跟随器由电阻、理想运算放大器组成，反相放大器由电阻、理想运算放大器组成，加法器由电阻、放大器、二极管组成，二极管的作用是实现信号节点状态为正，确保电路存活。该电路的有益之处在于(1)当强烈的环境脉冲电磁场干扰时，该电路可以保护电路不受电磁干扰，正常工作；(2)电路简单、方便、廉价，具有自适应性，实施方便。实施方便。实施方便。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路


[0001]本专利技术属电子与电气工程
，涉及一种抗电磁干扰电路，具体地说，涉及可以抗脉冲电磁环境的仿生物演化电路。

技术介绍

[0002]近年来，随着电气化和信息化技术的发展，各种电气和电子系统或设备混叠在同一空间使用的情况愈来愈多，例如，手术室中纳秒刀对同室的其它医疗仪器的电磁干扰等。电子和电气系统或设备正以前所未有的速度向高频、高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度(小型化、大规模集成化)，大功率、小信号、复杂性等方向发展，使电磁兼容问题更加突出，对通信设备、计算机系统、医疗设备等等的安全有效性构成了巨大的挑战。
[0003]电磁防护的目的是采取技术手段保障电子和电气系统或设备在预定的电磁环境中生存和运行，电磁防护与电磁兼容是一个有机整体，其核心是创新和开发新的技术手段，仿生技术是其中之一。电磁防护仿生技术研究现状主要有：
[0004](1)根据生物系统的耗散结构，建立冗余、容错、自适应、自组织、自复制、自修复的电磁防护的仿生理论是一种趋势，并应用于进化数字电路设计。
[0005](2)简并性是神经生物系统内不同结构的元素具有相同功能或产生相同输出的能力的一种现象。已经证明简并性是工程系统鲁棒性和环境适应性的重要因素，可基于简并性设计工程系统可靠性和适应性，电子电路可以采用相同电路备份来提高电路可靠性。
[0006](3)鲁棒性是指系统内部参数摄动或外界扰动，系统抵抗的能力，生物系统普遍存在。已经证明生物系统具有对电磁扰动有较高的抵抗力，在网络电磁空域(赛博空域)也具有相似的鲁棒性，可指导进化电路设计。
[0007](4)神经可塑性是神经元结构、形态和功能还未达到成熟和稳定水平时，容易受环境因素的影响而产生变异的一种自然属性。神经网络与电子电路具有对等的映射，设计神经元电路。
[0008]不可逆电穿孔是一种采用高压电脉冲作用于细胞膜，使细胞膜产生不可逆孔洞，最终细胞凋亡。利用这种现象可以用于肿瘤消融，是“纳秒刀”的理论基础，并在临床上已经得到应用。然而，“纳秒刀”产生的高压电脉冲同一手术室中的其它医疗仪器形成电磁干扰。本专利技术的目的是为其它医疗仪器提供一种可以抵御脉冲电磁干扰的电磁防护电路。

技术实现思路

[0009]一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路是由加法器1、反相器1、信号节点1、跟随器1、加法器2、信号节点2、跟随器2、反相器2、信号节点3、反相器3、信号节点4、反相器4、加法器3、信号节点5、反相器5、信号节点6、跟随器3等组成。加法器1的输入与反相器1的输出、信号节点3、信号节点6连接，输出与反相器3、反相器4的输入连接；反相器1的输入与信号节点1连接，输出与加法器1的输入连接；跟随器1的输入与信号节点2连接，输出与信号节点1(3)连接；加法器2的输入与信号节点1、反相器2和反相器3的输出连接，输出与跟随器1的输入
连接；跟随器2的输入与信号节点1连接，输出与信号节点3连接；反相器2的输入与信号节点3连接，输出与加法器2的输入连接；反相器3的输入与信号节点4连接，输出与加法器2的输入连接；反相器4的输入与信号节点4连接，输出与加法器3的输入连接；加法器3的输入与信号节点3、反相器4和反相器5的输出连接；反相器5的输入与信号节点6连接，输出与加法器3的输入连接；跟随器3的输入与信号节点1连接，输出与信号节点6连接。
[0010]一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路其特征是，所述的跟随器由电阻R
21
、电阻R
22
、放大器A组成，放大器A是理想运算放大器。放大器输入信号s
i
为信号节点，这样，该跟随器的输出信号s
j
电位V
j
与输入信号s
i
电位V
i
，有：
[0011][0012]其中：跟随器放大倍数通过调整电阻R
21
(21)、电阻R
22
(22)比值R
22
/R
21
即可调整放大倍数。跟随器1、跟随器2、跟随器3的放大倍数分别为A
21
＝1、A
13
＝1.4、A
16
＝1。
[0013]一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路其特征是，所述的反相放大器由电阻R
31
、电阻R
32
、电阻R
33
、放大器A组成，放大器A是理想运算放大器。放大器输入信号s
i
为信号节点，这样，该反相放大器的输出信号s
j
电位V
j
与输入信号s
i
电位V
i
，有：
[0014][0015]其中：反相放大器放大倍数通过调整电阻R
31
(31)、电阻R
32
(32)比值R
32
/R
31
即可调整放大倍数。一般地，A＝
‑
1。反相器1、反相器2、反相器3、反相器4、反相器5的放大倍数均为
‑
1。
[0016]一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路其特征是，所述的加法器由电阻R
41
、电阻R
42
、电阻R
43
、电阻R
44
、电阻R
45
、放大器A、二极管D
41
组成，放大器A是理想运算放大器。放大器输入信号s
i
为信号节点，这样，该加法器的输出信号s
j
电位V
j
与输入信号s
i
电位V
i
，有：
[0017][0018]其中：加法器放大倍数A
ij
分别为通过调整电阻R
41
(41)、电阻R
42
(42)、电阻R
43
(43)、电阻R
44
(44)比值R
42
/R
41
、R
43
/R
41
、R
44
/R
41
即可调整放大倍数。加法器1(1)、加法器2(5)、加法器3(13)等，它们的放大倍数分别是A
12
＝0.6、A
32
＝0.5、A
42
＝2.5，A
14
＝1、A
34
＝0.5、A
64
＝2.5，A
35
＝0.5、A
45
＝3.0、A
65
＝0.5。
[0019]二极管D
41
的负极接加法器输出，正极接地，用于实现信号节点状态为正。
[0020]本专利技术的有益之处在于：
[0021](1)当强烈的环境脉冲电磁场干扰时，该电路可以保护电路不受电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路是由加法器1、反相器1、信号节点1、跟随器1、加法器2、信号节点2、跟随器2、反相器2、信号节点3、反相器3、信号节点4、反相器4、加法器3、信号节点5、反相器5、信号节点6、跟随器3等组成。加法器1的输入与反相器1的输出、信号节点3、信号节点6连接，输出与反相器3、反相器4的输入连接；反相器1的输入与信号节点1连接，输出与加法器1的输入连接；跟随器1的输入与信号节点2连接，输出与信号节点1(3)连接；加法器2的输入与信号节点1、反相器2和反相器3的输出连接，输出与跟随器1的输入连接；跟随器2的输入与信号节点1连接，输出与信号节点3连接；反相器2的输入与信号节点3连接，输出与加法器2的输入连接；反相器3的输入与信号节点4连接，输出与加法器2的输入连接；反相器4的输入与信号节点4连接，输出与加法器3的输入连接；加法器3的输入与信号节点3、反相器4和反相器5的输出连接；反相器5的输入与信号节点6连接，输出与加法器3的输入连接；跟随器3的输入与信号节点1连接，输出与信号节点6连接。2.根据权利要求1所述的一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路，其特征在于，跟随器由电阻R
21
、电阻R
22
、放大器A组成，放大器A是理想运算放大器，放大器输入信号s
i
为信号节点，通过调整电阻R
21
、电阻R
22
比值R
22
/R
21
即可调整放大倍数。3.根据权利要求1所述的一种仿生物演化的脉冲电磁防护电路，其特征在于，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：包家立，黄伟伟，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：