CN109508465A - 一种忆阻器电路 - Google Patents

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王波
邹富成
成军
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Abstract

本发明公开了一种忆阻器电路，电路包括放大器U1、放大器U2、放大器U3、放大器U4、放大器U5、放大器U6、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、电阻Rb、电容C3、二极管D1、二极管D2和高速开关K1；本发明公开了一种忆阻器电路，不仅具有忆阻器特有的V‑I迟滞曲线特征，而且不同于常见的光滑迟滞曲线，其V‑I迟滞曲线是一种特殊的分段迟滞曲线，具有电路简单、易于实现的特点。

Description

一种忆阻器电路
技术领域
本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种忆阻器电路。
背景技术
作为电阻、电感、电容之外第4种基本无源器件，忆阻器刻画了磁链和电荷之间的关系，相应的忆阻器电路V-I曲线具有迟滞特征。但是，当前忆阻器电路的V-I迟滞曲线，一般呈光滑迟滞型，大都涉及乘法器的使用，易受干扰，结构也较为复杂。
发明内容
为解决背景技术中存在的主要问题，本发明公开了一种忆阻器电路，技术方案如下：
一种忆阻器电路包括：放大器U1、放大器U2、放大器U3、放大器U4、放大器U5、放大器U5、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、电阻Rb、电容C3、二极管D1、二极管D2和高速开关K1。
放大器U1的正向端与放大器U5的正向端相连；放大器U1的反向端与放大器U1输出端；放大器U1的输出端经过电阻R7与放大器U2的反向端相连。
电阻R9连接于放大器U2的反向端与输出端之间；电容C3连接于放大器U2的正向端与输出端之间；放大器U2的正向端通过电阻R10接地。
放大器U3的正向端与放大器U4的反向端连接；放大器U3的反向端连接-1V的直流电压源；放大器U4的正向端连接1V的直流电压源；放大器U3的输出端通过二极管D1与高速开关K1的IN1端口相连；放大器U4的输出端通过二极管D2与高速开关K1的IN1端口相连；二极管D2的阴极通过电阻R8接地。
高速开关K1的D1端口通过电阻Rb接地；高速开关K1的GND端口接地；高速开关K1的S1端口与放大器U6的正向端相连。
电阻R6连接于放大器U6的正向端与输出端之间；电阻R5连接于放大器U6的反向端与输出端之间；放大器U6的反向端通电阻R4与地相连。
电阻R3连接于放大器U5的正向端与输出端之间；电阻R2连接于放大器U5的反向端与输出端之间；放大器U5的反向端与高速开关的D1端口相连。
本发明的有益技术效果是：本发明公开了一种忆阻器电路，不仅具有忆阻器特有的V-I迟滞曲线特征，而且不同于常见的光滑迟滞曲线，其V-I迟滞曲线是一种特殊的分段迟滞曲线，具有电路简单、易于实现的特点。
附图说明
图1：一种忆阻器电路图。
图2：PSPICE电路仿真V-I曲线。
图3：物理电路V-I曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
图1一种忆阻器电路图，包括：放大器U1、放大器U2、放大器U3、放大器U4、放大器U5、放大器U6、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、电阻Rb、电容C3、二极管D1、二极管D2和高速开关K1。
忆阻器电路中放大器U1构成电压跟随电路，起到稳定输入电信号的作用；放大器U1的正向端与放大器U5的正向端相连；放大器U1的反向端与输出端相连；放大器U1的输出端经过电阻R7与放大器U2的反向端相连。
忆阻器电路中放大器U2构成电压积分电路，用于对忆阻器的状态变量的进行积分；电阻R9连接于放大器U2的反向端与输出端之间；电阻R9主要是抑制积分漂移现象；电容C3连接于放大器U2的正向端与输出端之间；放大器U2的正向端通过电阻R10接地。
放大器U3的正向端与放大器U4的反向端连接；放大器U3的反向端连接-1V的直流电压源；放大器U4的正向端连接1V的直流电压源；放大器U3的输出端通过二极管D1与高速开关K1的IN1端口相连；放大器U4的输出端通过二极管D2与高速开关K1的IN1端口相连；二极管D2的阴极通过电阻R8接地；放大器U3和放大器U4共同构成绝对值电路，实现忆阻器的状态变量的一个比较作用。
高速开关K1的D1端口通过电阻Rb接地；高速开关K1的GND端口接地；高速开关K1的S1端口与放大器U6的正向端相连。
电阻R6连接于放大器U6的正向端与输出端之间；电阻R5连接于放大器U6的反向端与输出端之间；放大器U6的反向端通电阻R4与地相连。
电阻R3连接于放大器U5的正向端与输出端之间；电阻R2连接于放大器U5的反向端与输出端之间；放大器U5的反向端与高速开关的D1端口相连。
基于图1所示的一种忆阻器电路图，进行PSPICE电路仿真。选取运算放大器为AD711，高速压控开关为ADG201，R2=R3=100kΩ，R4=2.5kΩ，R5=R6=R7=220Ω，Rb=1.47kΩ，R7=3kΩ，R8=4kΩ，R9=48kΩ，当输入正弦波信号幅值为5V、频率为1kΩ，忆阻器PSPICE电路仿真V-I曲线如图2所示。从图2可以看到，忆阻器PSPICE电路仿真V-I曲线展现出了忆阻器特有的迟滞曲线特性，并且不同于一般的光滑迟滞曲线，本发明公开的一种忆阻器电路V-I迟滞曲线是一种特殊的分段迟滞曲线。
基于图1所示的一种忆阻器电路图，进行物理电路制作。示波器测得的忆阻器物理电路V-I曲线如图3所示。对比图3和图2，忆阻器物理电路V-I曲线和忆阻器PSPICE电路仿真V-I曲线的主要特性基本符合。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种忆阻器电路，其特征在于，电路包括：放大器U1、放大器U2、放大器U3、放大器U4、放大器U5、放大器U6、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、电阻Rb、电容C3、二极管D1、二极管D2和高速开关K1。
2.根据权利要求1所述的一种忆阻器电路模型，其特征在于，放大器U1的正向端与放大器U5的正向端相连；放大器U1的反向端与放大器U1输出端相连；放大器U1的输出端经过电阻R7与放大器U2的反向端相连；
电阻R9连接于放大器U2的反向端与输出端之间；电容C3连接于放大器U2的正向端与输出端之间；放大器U2的正向端通过电阻R10接地；
放大器U3的正向端与放大器U4的反向端连接；放大器U3的反向端连接-1V的直流电压源；放大器U4的正向端连接1V的直流电压源；放大器U3的输出端通过二极管D1与高速开关K1的IN1端口相连；放大器U4的输出端通过二极管D2与高速开关K1的IN1端口相连；二极管D2的阴极通过电阻R8接地；
高速开关K1的D1端口通过电阻Rb接地；高速开关K1的GND端口接地；高速开关K1的S1端口与放大器U6的正向端相连；
电阻R6连接于放大器U6的正向端与输出端之间；电阻R5连接于放大器U6的反向端与输出端之间；放大器U6的反向端通电阻R4与地相连；
电阻R3连接于放大器U5的正向端与输出端之间；电阻R2连接于放大器U5的反向端与输出端之间；放大器U5的反向端与高速开关的D1端口相连。
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