指數(shù)型憶感器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種指數(shù)形式的憶感器電路，具體設(shè)及一種 符合指數(shù)型憶感器磁通-電流緊致滯回關(guān)系的電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 憶感器(或稱記憶電感器）是繼憶阻器之后的一類具有記憶特性的非線性電路元 器件。與憶阻器類似，此類記憶器件不需外部電源就有記憶信息的功能，因其具有獨特的記 憶、硬開關(guān)和動態(tài)存儲能力等特性，使其在醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)、微電子、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)W及非遺失性 存儲、學(xué)習(xí)、適用和自發(fā)行為的仿真等領(lǐng)域有著誘人的潛在應(yīng)用。相對憶阻器而言，憶感器 的研究還比較少，還未實現(xiàn)真實的憶感器器件，目前的研究處于對其特性的建模狀態(tài)，雖然 已報道了幾種憶感器建模，但其數(shù)學(xué)模型和電路模型還不夠完善。因此，迫切需要提出新的 憶感器數(shù)學(xué)模型和等效電路，并用其電路模型代替實際的憶感器件用于電路的實驗研究與 應(yīng)用電路的設(shè)計中。
[0003] 目前，雖已報導(dǎo)了少量憶感器的數(shù)學(xué)模型，但大多數(shù)模型都只停留在理論分析與 仿真驗證，而很少由硬件電路構(gòu)成的等效電路，有的模型較復(fù)雜，導(dǎo)致實際應(yīng)用中難W實 現(xiàn);有的誤差較大，難W精確模擬實際憶感器的特性。因此，設(shè)計一種更符合其特性的數(shù)學(xué) 模型和對應(yīng)的等效電路模型，對于增加憶感器模型的類型和未來實現(xiàn)實際的憶感器具有重 要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提出了一種指數(shù)形式的憶感器數(shù)學(xué)模型和 等效電路模型，用W模擬憶感器的磁通-電流特性，替代實際憶感器進行電路設(shè)計和應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:包括磁通量產(chǎn)生電路和指數(shù)型憶感 器等效電路，磁通量產(chǎn)生電路由集成運算放大器U1組成，產(chǎn)生的磁通量作為指數(shù)型憶感器 等效電路的輸入信號，集成運算放大器U1用于實現(xiàn)積分運算和反相比例運算。指數(shù)型憶感 器等效電路由集成運算放大器U2和乘法器U3構(gòu)成，集成運算放大器U2用于實現(xiàn)積分運算、 指數(shù)運算和加法運算，得到我們需要的指數(shù)信號，乘法器U3實現(xiàn)將指數(shù)信號和得到的磁通 量相乘，得到我們最終的憶感器電流量。
[0006] 優(yōu)選的，所述的一種指數(shù)型憶感器等效電路，包括集成運算放大器U1，集成運算放 大器U2,乘法器U3、十個電阻、兩個電容、一個二極管。
[0007] 所述的集成運算放大器U1和集成運算放大器U2采用LM324;乘法器U3采用AD633。 [000引所述的集成運算放大器U1的第1引腳與第一電容C1的一端、第二電阻R2的一端、第 Ξ電阻R3的一端、第五電阻R5的一端連接，第2引腳與第一電阻R1的一端、第一電容C1的另 一端、第二電阻R2的另一端連接，第3、5引腳接地，第4引腳接電源VCC，第6引腳與第四電阻 R4的一端、第S電阻R3的另一端連接，第7引腳與第四電阻R4的另一端、乘法器U3的第1引腳 連接并作為磁通量的輸出端，第η引腳接電源VEE。
[0009]所述的集成運算放大器U2的第1引腳與第二電容C2的一端、第六電阻R6的一端、二 極管D1的一端連接，第2引腳與第二電容C2的另一端、第六電阻R6的另一端、第五電阻R5的 另一端連接，第3、10、1巧I腳接地，第4引腳接電源VCC，第8引腳與第十電阻R10的一端、乘法 器U3的第3引腳連接，第9引腳與第八電阻R8的一端、第九電阻R9的一端、第十電阻R10的另 一端連接，第11引腳接電源VEE，第13引腳與第屯電阻R7的一端、二極管D1的另一端連接，第 14引腳與第屯電阻R7的另一端、第九電阻R9的另一端連接，第一電阻R1的另一端作為電壓 輸入端，第八電阻R8的另一端接-IV的電壓。
[0010]所述的乘法器U3的第2、4、6引腳接地，第巧I腳接電源VEE，第7引腳作為電流的輸 出端，第8引腳接電源VCC。
[0011] 本發(fā)明設(shè)計了一種能夠?qū)崿F(xiàn)憶感器磁通電流特性的指數(shù)型模擬等效電路，該模擬 電路含有2個集成運算放大器忍片和1個乘法器，結(jié)構(gòu)簡單，在目前及未來無法獲得實際憶 感器件的情況下，可代替實際憶感器實現(xiàn)與憶感器相關(guān)的電路設(shè)計、實驗W及應(yīng)用，對憶感 器的特性和應(yīng)用研究具有重要的實際意義。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的等效電路框圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明模擬等效電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例作詳細說明。
[0015] 本發(fā)明的理論出發(fā)點是指數(shù)型憶感器的磁通電流特性的一般數(shù)學(xué)表達式：
[0016]
[0017] i(t)和cp(r)為憶感器的電流與磁通
時的憶感值的 倒數(shù)，PD為系數(shù)。
[001引如圖1所示，本實例指數(shù)型憶感器包括集成運算放大器U1、集成運算放大器U2和乘 法器U3,電壓U經(jīng)過集成運算放大器U1得到憶感器的磁通量，再經(jīng)過集成運算放大器U2和乘 法器U3最終得到憶感器的電流量;集成運算放大器U1主要實現(xiàn)積分運算和反相放大運算； 集成運算放大器U2主要實現(xiàn)積分運算、指數(shù)運算和加法運算;乘法器U3實現(xiàn)兩個信號的相 乘運算。U1、U2采用LM324，U3采用AD633。
[0019] 如圖2所示，集成運算放大器U1內(nèi)集成了4個運算放大器，其中第1、2、3引腳對應(yīng)的 運算放大器與第一電阻R1、第二電阻R2W及第一電容C1構(gòu)成積分電路，來獲得憶感器的磁 通量，輸入的電壓為u(t)通過第一電阻R1輸入到集成運算放大器U1的第2引腳，U1引腳1的 電壓為山i(t):
[0020]
[0021]集成運算放大器U1的第5、6、7引腳對應(yīng)的運算放大器，與外圍第Ξ電阻R3、第四電 阻R4構(gòu)成反相運算放大器，用于實現(xiàn)輸入電壓m(t)的反相增益，從而得到正向的磁通量， U1引腳7的電壓為山7(t):
[0022]
[0023] 集成運算放大器U2的第1、2、3引腳對應(yīng)的運算放大器與第五電阻R5、第六電阻R6 W及第二電容C2構(gòu)成積分電路，來獲得磁通量的積分，并作為指數(shù)電路的輸入信號，U2引腳 1的電壓為U21(t):
[0024] i