CN108304157A - 基于忆阻器的积分器运算电路 - Google Patents
基于忆阻器的积分器运算电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108304157A CN108304157A CN201810173543.1A CN201810173543A CN108304157A CN 108304157 A CN108304157 A CN 108304157A CN 201810173543 A CN201810173543 A CN 201810173543A CN 108304157 A CN108304157 A CN 108304157A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diode
- memristor
- capacitance
- connects
- anode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/50—Adding; Subtracting
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/60—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
- G06F7/64—Digital differential analysers, i.e. computing devices for differentiation, integration or solving differential or integral equations, using pulses representing increments; Other incremental computing devices for solving difference equations
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/001—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using chaotic signals
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/544—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices for evaluating functions by calculation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/544—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices for evaluating functions by calculation
- G06F7/556—Logarithmic or exponential functions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于忆阻器的积分器运算电路,该电路由二极管1N4148、电容和电阻组成,二极管1N4148实现文氏电桥功能,电容和电阻组成RC震荡电路。提出了以一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路为基础,实现模拟电路中的反相、加法、积分、微分、指数和对数运算,为应用非常广泛的正弦波RC振荡电路,具有振荡较稳定、波形良好、振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节等优点的文氏桥振荡器提供了一种平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种运算电路,特别涉及一种基于忆阻器积分器运算电路。
背景技术
自纳米级忆阻器的物理可实现性报道以来,基于忆阻器的各种应用电路中,忆阻混沌电路得到了较为广泛的研究,并有大量的成果报道,忆阻器是一种非线性电路元件,与其他三种基本电路元件进行有机连接,很容易构建出各种基于忆阻器,忆阻器被用于混沌学的研究已经产生了比较深远的影响,但是将忆阻器单独的运用到模拟电路中,实现数学中的基本运算在国内外还比较少,为此,本发明提出了以一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路为基础,实现模拟电路中的反相、加法、积分、微分、指数和对数运算,为应用非常广泛的正弦波RC振荡电路,具有振荡较稳定、波形良好、振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节等优点的文氏桥振荡器提供了一种平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于忆阻器的积分器运算电路,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于忆阻器积分器运算电路,所述忆阻器由二极管(1N4148)、电容和电阻组成,二极管1N4148实现文氏电桥功能,电容和电阻组成RC震荡电路;所述二极管D1的正极接二极管D4的正极,接忆阻器的输入端,所述二极管D1的负极接电容C0的一端,接二极管D2的负极,所述二极管D2的正极接二极管D3的负极,接忆阻器的输出端,所述二极管D2的负极接电容的一端,所述二极管D3的负极接二极管D2的正极,接忆阻器的输出端,所述二极管D3的正极接二极管D4的正极,接电容C0的另一端,接地,所述二极管D4的正极接二极管D3的正极,接电容C0的另一端,接地,所述二极管D4的负极接二极管D1的正极,接忆阻器的输入端,所述电容C0的一端接电阻R0的一端,所述电容C0的另一端接电阻R0的另一端,接地;根据二极管文氏电桥的电路得出以下关系式:
设定忆阻器两端输入电压和电流分别为Vm和Im,电容C0两端电压为V0,其数学模型为:
其中,ρ=1/(2nVT);Is,n和VT分别表示二极管反向饱和电流、发射系数和热电压,由此,可以推导出忆阻器的忆导表达式为
基于忆阻器的积分器运算电路由电容、忆阻器和运算放大器(LF347BN)U3组成,所述运算放大器LF347BN(U3)的负输入端通过忆阻器Rm3接积分器的输入,通过电容C1接运算放大器LF347BN(U3)的输出端,运算放大器LF347BN(U3)的正输入端接地,运算放大器LF347BN(U3)的正电源端接VCC,负电源端接VEE,根据积分器电路结构得出以下关系式:
设积分器的输入电压为Ui5,忆阻器Rm3上的电流为IRm3,电容C1上的电流为Ic1,电压为Vc1,积分器的输出电压为Uo3
根据运算电路“虚短”和“虚断”原则得出:
有益效果:本发明提出了以一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路为基础,实现模拟电路中的反相、加法、积分、微分、指数和对数运算,为应用非常广泛的正弦波RC振荡电路,具有振荡较稳定、波形良好、振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节等优点的文氏桥振荡器提供了一种平台。
附图说明
图1为实现忆阻器的积分器运算电路。
图2为实现基于忆阻器的二极管文氏电桥电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-2,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,一种基于忆阻器的积分器运算电路,所述忆阻器由二极管(1N4148)、电容和电阻组成,二极管1N4148实现文氏电桥功能,电容和电阻组成RC震荡电路;所述二极管D1的正极接二极管D4的正极,接忆阻器的输入端,所述二极管D1的负极接电容C0的一端,接二极管D2的负极,所述二极管D2的正极接二极管D3的负极,接忆阻器的输出端,所述二极管D2的负极接电容的一端,所述二极管D3的负极接二极管D2的正极,接忆阻器的输出端,所述二极管D3的正极接二极管D4的正极,接电容C0的另一端,接地,所述二极管D4的正极接二极管D3的正极,接电容C0的另一端,接地,所述二极管D4的负极接二极管D1的正极,接忆阻器的输入端,所述电容C0的一端接电阻 R0的一端,所述电容C0的另一端接电阻R0的另一端,接地;根据二极管文氏电桥的电路得出以下关系式:
设定忆阻器两端输入电压和电流分别为Vm和Im,电容C0两端电压为V0,其数学模型为:
其中,ρ=1/(2nVT);Is,n和VT分别表示二极管反向饱和电流、发射系数和热电压,由此,可以推导出忆阻器的忆导表达式为
基于忆阻器的积分器运算电路由电容、忆阻器和运算放大器(LF347BN)U3组成,所述运算放大器LF347BN(U3)的负输入端通过忆阻器Rm3接积分器的输入,通过电容 C1接运算放大器LF347BN(U3)的输出端,运算放大器LF347BN(U3)的正输入端接地,运算放大器LF347BN(U3)的正电源端接VCC,负电源端接VEE,根据积分器电路结构得出以下关系式:
设积分器的输入电压为Ui5,忆阻器Rm3上的电流为IRm3,电容C1上的电流为Ic1,电压为Vc1,积分器的输出电压为Uo3
根据运算电路“虚短”和“虚断”原则得出:
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (1)
1.基于忆阻器的积分器运算电路,其特征在于:所述忆阻器由二极管(1N4148)、电容和电阻组成,二极管1N4148实现文氏电桥功能,电容和电阻组成RC震荡电路;所述二极管D1的正极接二极管D4的正极,接忆阻器的输入端,所述二极管D1的负极接电容C0的一端,接二极管D2的负极,所述二极管D2的正极接二极管D3的负极,接忆阻器的输出端,所述二极管D2的负极接电容的一端,所述二极管D3的负极接二极管D2的正极,接忆阻器的输出端,所述二极管D3的正极接二极管D4的正极,接电容C0的另一端,接地,所述二极管D4的正极接二极管D3的正极,接电容C0的另一端,接地,所述二极管D4的负极接二极管D1的正极,接忆阻器的输入端,所述电容C0的一端接电阻R0的一端,所述电容C0的另一端接电阻R0的另一端,接地;根据二极管文氏电桥的电路得出以下关系式:
设定忆阻器两端输入电压和电流分别为Vm和Im,电容C0两端电压为V0,其数学模型为:
其中,ρ=1/(2nVT);Is,n和VT分别表示二极管反向饱和电流、发射系数和热电压,由此,可以推导出忆阻器的忆导表达式为
基于忆阻器的积分器运算电路由电容、忆阻器和运算放大器(LF347BN)U3组成,所述运算放大器LF347BN(U3)的负输入端通过忆阻器Rm3接积分器的输入,通过电容C1接运算放大器LF347BN(U3)的输出端,运算放大器LF347BN(U3)的正输入端接地,运算放大器LF347BN(U3)的正电源端接VCC,负电源端接VEE,根据积分器电路结构得出以下关系式:
设积分器的输入电压为Ui5,忆阻器Rm3上的电流为IRm3,电容C1上的电流为Ic1,电压为Vc1,积分器的输出电压为Uo3
根据运算电路“虚短”和“虚断”原则得出:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810173543.1A CN108304157A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的积分器运算电路 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610348685.8A CN106020767B (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于一阶广义忆阻器的加法器运算电路 |
CN201810173543.1A CN108304157A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的积分器运算电路 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610348685.8A Division CN106020767B (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于一阶广义忆阻器的加法器运算电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108304157A true CN108304157A (zh) | 2018-07-20 |
Family
ID=57093695
Family Applications (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810173470.6A Pending CN108388419A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的对数器运算电路 |
CN201810173408.7A Pending CN108306725A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于文氏电桥的一阶广义忆阻器反相电路 |
CN201810173543.1A Withdrawn CN108304157A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的积分器运算电路 |
CN201810173840.6A Pending CN108279862A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的指数器运算电路 |
CN201810173836.XA Withdrawn CN108399062A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的微分器运算电路 |
CN201610348685.8A Active CN106020767B (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于一阶广义忆阻器的加法器运算电路 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810173470.6A Pending CN108388419A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的对数器运算电路 |
CN201810173408.7A Pending CN108306725A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于文氏电桥的一阶广义忆阻器反相电路 |
Family Applications After (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810173840.6A Pending CN108279862A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的指数器运算电路 |
CN201810173836.XA Withdrawn CN108399062A (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于忆阻器的微分器运算电路 |
CN201610348685.8A Active CN106020767B (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 基于一阶广义忆阻器的加法器运算电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (6) | CN108388419A (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106921344A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-04 | 常州大学 | 一种基于广义忆阻的自激振荡混沌系统 |
CN107909146B (zh) * | 2017-11-13 | 2021-09-17 | 中国科学院微电子研究所 | 基于易失性阈值转变器件的神经元电路 |
CN109117590B (zh) * | 2018-09-12 | 2022-11-08 | 成都师范学院 | 电压分数阶积分控制式忆阻器 |
CN111337811B (zh) * | 2020-03-23 | 2021-03-30 | 电子科技大学 | 一种忆阻器测试电路 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104410485A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-11 | 常州大学 | 一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器 |
CN204272146U (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-15 | 滨州学院 | 基于忆阻器的经典Lorenz超混沌系统电路 |
CN204290990U (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-22 | 滨州学院 | 基于忆阻器的经典Lu超混沌系统电路 |
CN104916312A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-16 | 华中科技大学 | 一种基于运算放大器的忆阻器编程电路及其操作方法 |
CN105589678A (zh) * | 2014-10-23 | 2016-05-18 | 天津职业技术师范大学 | 一种用数字信号处理技术实现的时域有限差分方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3967105A (en) * | 1975-05-19 | 1976-06-29 | Control Data Corporation | Transistor power and root computing system |
US9679242B2 (en) * | 2002-03-12 | 2017-06-13 | Knowm Tech, Llc | Memristor apparatus with meta-stable switching elements |
CN102638030B (zh) * | 2012-04-20 | 2014-07-02 | 北京大学 | 一种基于阻变忆阻器的电压保护电路及其应用 |
CN103731128A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-16 | 常州大学 | 一种一阶二极管桥电路实现的忆阻模拟器 |
CN104468077A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 郑文 | 基于忆阻器的含y方的Lu型超混沌系统的构建方法及电路 |
CN104796248B (zh) * | 2015-03-18 | 2018-01-12 | 常州大学 | 一种mclc型的忆阻混沌信号发生装置 |
CN204721366U (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-21 | 湖南科技大学 | 一种基于忆阻器的混沌信号产生电路 |
-
2016
- 2016-05-24 CN CN201810173470.6A patent/CN108388419A/zh active Pending
- 2016-05-24 CN CN201810173408.7A patent/CN108306725A/zh active Pending
- 2016-05-24 CN CN201810173543.1A patent/CN108304157A/zh not_active Withdrawn
- 2016-05-24 CN CN201810173840.6A patent/CN108279862A/zh active Pending
- 2016-05-24 CN CN201810173836.XA patent/CN108399062A/zh not_active Withdrawn
- 2016-05-24 CN CN201610348685.8A patent/CN106020767B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105589678A (zh) * | 2014-10-23 | 2016-05-18 | 天津职业技术师范大学 | 一种用数字信号处理技术实现的时域有限差分方法 |
CN104410485A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-11 | 常州大学 | 一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器 |
CN204272146U (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-15 | 滨州学院 | 基于忆阻器的经典Lorenz超混沌系统电路 |
CN204290990U (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-22 | 滨州学院 | 基于忆阻器的经典Lu超混沌系统电路 |
CN104916312A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-16 | 华中科技大学 | 一种基于运算放大器的忆阻器编程电路及其操作方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
谢国民等: "《电子电工技术》", 31 August 2015, 北京理工大学出版社 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108279862A (zh) | 2018-07-13 |
CN108399062A (zh) | 2018-08-14 |
CN106020767A (zh) | 2016-10-12 |
CN108306725A (zh) | 2018-07-20 |
CN108388419A (zh) | 2018-08-10 |
CN106020767B (zh) | 2018-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108304157A (zh) | 基于忆阻器的积分器运算电路 | |
CN106026969B (zh) | 基于忆阻器的一阶低通滤波电路 | |
CN103441838A (zh) | 一个五维超混沌系统 | |
CN105530083A (zh) | 一种基于文氏桥振荡器的压控型忆阻混沌电路 | |
CN104199501A (zh) | 一种高输出阻抗电流源电路 | |
CN105306192A (zh) | 一种耦合一阶广义忆阻器实现的四阶忆阻Colpitts混沌信号发生器 | |
CN106788329A (zh) | 基于忆阻器的全通滤波电路 | |
CN106775574A (zh) | 基于忆阻器的反相运算电路 | |
CN206574070U (zh) | 基于忆阻器的指数器运算电路 | |
CN106598546A (zh) | 基于忆阻器的对数器运算电路 | |
Chien | Design and implementation of relaxation generators: New application circuits of the DVCC | |
CN106775578A (zh) | 基于忆阻器的指数器运算电路 | |
Myderrizi et al. | CCII+ based fully CMOS four-quadrant multiplier | |
CN205986796U (zh) | 基于忆阻器的二阶低通滤波电路 | |
CN203537317U (zh) | 一种具有选频功能的振荡放大电路 | |
CN207753729U (zh) | 五阶压控忆阻蔡氏混沌信号发生器 | |
CN105511544A (zh) | 可调式稳压电路 | |
CN105207620B (zh) | 一种科尔皮兹振荡器 | |
CN205067545U (zh) | 一种低温漂基准电路 | |
CN108737066A (zh) | 一种改进型蔡氏混沌电路 | |
CN107819567A (zh) | 五阶压控忆阻蔡氏混沌信号发生器 | |
CN109831289A (zh) | 三阶忆阻文氏桥混沌振荡器 | |
CN203180884U (zh) | 一种实现自然指数的混沌模拟电路 | |
RU94731U1 (ru) | Двухполярный источник напряжения | |
CN206442282U (zh) | 低损耗降压电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180720 |
|
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |