CN209844977U - 由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器 - Google Patents
由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209844977U CN209844977U CN201920689815.3U CN201920689815U CN209844977U CN 209844977 U CN209844977 U CN 209844977U CN 201920689815 U CN201920689815 U CN 201920689815U CN 209844977 U CN209844977 U CN 209844977U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fractional order
- diode
- memristor
- bridge circuit
- diode bridge
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 7
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,包括二极管桥式电路,所述二极管桥式电路的两端还并联有分数阶电感本实用新型一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,本实用新型这种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器能够真实准确的模拟真实广义忆阻器;该忆阻器将广义忆阻中的整数阶电感L扩展为分数阶;分数阶忆阻器无接地限制,且由于为分数阶,更加符合实际,对理论研究和实物研究都具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型属于混沌系统信号发生器设计技术领域,具体涉及一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器。
背景技术
忆阻器被认为是第四种基本电路元件,最早由蔡少棠教授于1971年在理论中提出。忆阻器是一种表示磁通与电荷关系的电路器件,具有电阻的量纲,但和电阻不同的是,忆阻的阻值是由流经它的电荷确定,具有记忆电荷的作用。自2008年在HP实验室开发出实用忆阻器以来,忆阻器的实际应用受到了广泛的关注。目前对忆阻的研究主要集中在其物理实现上,如忆阻等效电路、基于忆阻的混沌电路动力学行为、忆阻神经网络。忆阻器作为一种基本的电路元件,目前大多以电路的形式应用于各个领域,因此忆阻器的应用电路丰富多样。由于忆阻器具有天然的非线性和可塑性,因此很容易与其它电路元件有机结合,构建基于忆阻器的混沌振荡电路。
2012年Corinto等学者首次提出了基于二极管桥和RLC电路的二阶广义忆阻器,而在2014年,包伯成教授团队证明了二极管桥式电路串联一阶RL电路同样满足忆阻的三个本质特征,故可称为广义忆阻器,可以构成混沌电路。
分数阶微积分,作为整数阶微积分的扩展,能够更好的反映和描述实际的物体。通过将模型推广到分数阶,可以得到新的分数阶模型,获得更丰富的动力学行为和混沌行为。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,提供了一种新的分数阶模型并且能获得更丰富的动力学行为和混沌行为。
本实用新型所采用的技术方案是,一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,包括二极管桥式电路,所述二极管桥式电路的两端还并联有分数阶电感所述分数阶电感包括一个电阻Rin,且所述电阻Rin两端还并联多个RL等效电路,每个所述RL等效电路包括串联在一起的电阻Rn和电感Ln。
本实用新型的特点还在于,
二极管桥式电路包括正负端串联的二极管VD1、二极管VD4,和正负端串联的二极管VD3、二极管VD2,二极管VD1的负端与二极管VD3的负端连接,二极管VD2的正端与所述二极管VD4的正端连接,且分数阶电感与二极管VD3的负端和二极管VD2的正端并联。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,本实用新型这种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器能够真实准确的模拟真实广义忆阻器;该忆阻器将广义忆阻中的整数阶电感L扩展为分数阶;分数阶忆阻器无接地限制,且由于为分数阶,更加符合实际,对理论研究和实物研究都具有重要意义。
附图说明
图1为分数阶电感构成的二极管桥广义分数阶忆阻器电路;
图2为分数阶电感等效电路;
图3(a)为分数阶次为0.99的Oustaloup近似法的波特图;
图3(b)为分数阶次为0.9的Oustaloup近似法的波特图;
图4(a)为分数阶次为0.99的分数阶忆阻器伏安特性图;
图4(b)为分数阶次为0.93的分数阶忆阻器伏安特性图;
图4(c)为分数阶次为0.9的分数阶忆阻器伏安特性图;
图4(d)为分数阶次为0.8的分数阶忆阻器伏安特性图;
图5为电压为3V频率为500Hz时不同阶次的伏安特性图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,如图1所示,包括二极管桥式电路,二极管桥式电路的两端还并联有分数阶电感二极管桥式电路包括正负端串联的二极管VD1、二极管VD4,和正负端串联的二极管VD3、二极管VD2,所述二极管VD1的负端与所述二极管VD3的负端连接,所述二极管VD2的正端与所述二极管VD4的正端连接,且所述分数阶电感与二极管VD3的负端和二极管VD2的正端并联;如图2所示,分数阶电感包括一个电阻Rin,且所述电阻Rin两端还并联多个RL等效电路,每个所述RL等效电路包括串联在一起的电阻Rn和电感Ln。
图1所示的一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器的数学模型可由以下方程表示:
Is是二极管的反向饱和电流,ρ=1/(2nVT),n是发射系数,VT是热电压。i0是通过分数阶电感器的电流,vg表示输入电压,ig表示输入电流,L设置为10mH。忆导的表达式:
GMq=ig/vg=(i0+2Is)tanh(ρvg)/vg (2)
分数阶电感由如图2所示的等效电路实现。该分数阶电感的等效电路表达式:
并联电阻和电感的串联数为n=2N+1,N是滤波器的阶数。
电路仿真:
为了验证上述一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器的定义,利用Pspice软件进行电路仿真,表1所示的分数阶积分算子的近似传递函数是由Oustaloup近似算法的来的。
表1分数阶积分算子的近似传递函数
表2的分数阶电感的等效链路电感和电阻值,是由表1和公式3利用待定系数法求得。
表2分数阶电感的等效链路参数
图3(a)和图3(b)给出阶次q=0.99和q=0.9时的波特图。电压源vg=Asin(2πft),其中A为电压幅值,f为电压的频率。当A为3V,f分别为100Hz,500Hz,1kHz时,输入端口的伏安关系分别如图4(a)、4(b)、4(c)、4(d)所示。可以看出,轨迹是一个夹紧的磁滞回线。在相同的阶次下,频率越高,磁滞回线包围的面积越小。在相同频率下,当阶次减小时,输入端口的最大电流增大。为了比较阶数对忆阻模型特性的影响,通过得到不同阶次下的伏安关系如图5所示进行分析。当f=500Hz时,随着q的减小,输入端口的最大电流增大,滞回线面积增大。故该分数阶忆阻器模型的伏安特性符合广义忆阻器特性。
通过上述方式,本实用新型一种由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,提供了一种新的分数阶模型,能获得更丰富的动力学行为和混沌行为。
Claims (2)
1.由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,其特征在于,包括二极管桥式电路,所述二极管桥式电路的两端还并联有分数阶电感所述分数阶电感包括一个电阻Rin,且所述电阻Rin两端还并联多个RL等效电路,每个所述RL等效电路包括串联在一起的电阻Rn和电感Ln。
2.根据权利要求1所述的由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器,其特征在于,所述二极管桥式电路包括正负端串联的二极管VD1、二极管VD4,和正负端串联的二极管VD3、二极管VD2,所述二极管VD1的负端与所述二极管VD3的负端连接,所述二极管VD2的正端与所述二极管VD4的正端连接,且所述分数阶电感与二极管VD3的负端和二极管VD2的正端并联。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201920689815.3U CN209844977U (zh) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | 由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201920689815.3U CN209844977U (zh) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | 由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN209844977U true CN209844977U (zh) | 2019-12-24 |
Family
ID=68897061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201920689815.3U Expired - Fee Related CN209844977U (zh) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | 由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN209844977U (zh) |
-
2019
- 2019-05-15 CN CN201920689815.3U patent/CN209844977U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107016200B (zh) | 一种基于磁控忆阻器的光滑细胞神经网络的电路设计方法 | |
CN108491567B (zh) | 一种磁通控制型忆阻器的Simulink建模方法 | |
CN109829194B (zh) | 一种绝对值磁控忆阻器等效模拟电路 | |
CN110222425B (zh) | 一种具有孪生局部有源域三次多项式磁控忆阻器的等效模拟电路 | |
CN107017979A (zh) | 一种基于广义忆阻模拟器的混沌信号产生电路 | |
CN110110460B (zh) | 一种基于分数阶电感的二极管桥广义分数阶忆阻器 | |
CN209844977U (zh) | 由分数阶电感和二极管桥式电路构成的分数阶忆阻器 | |
CN108768611B (zh) | 一种分数阶忆阻时滞混沌电路 | |
CN105207771A (zh) | 一种基于单片电流反馈运算放大器的双涡卷隐藏蔡氏混沌吸引子产生电路 | |
CN111162769B (zh) | 一种双曲正切型忆阻Duffing混沌模型及电路 | |
CN109670221B (zh) | 一种由分数阶电容构成的三次非线性磁控忆阻电路 | |
CN111404660B (zh) | 一种四阶忆阻混沌信号源电路 | |
CN210201849U (zh) | 一种基于分数阶电感的忆阻器构成的混沌电路 | |
CN104954115A (zh) | 一种基于有源广义忆阻的无感混沌信号发生器 | |
CN100486154C (zh) | 一种四阶网格状多环面混沌电路及其使用方法 | |
Zhang et al. | Memristor model for SPICE | |
Yang et al. | Dynamic Behaviors and the Equivalent Realization of a Novel Fractional‐Order Memristor‐Based Chaotic Circuit | |
CN113054947B (zh) | 一种ReLU型忆阻模拟器 | |
Chen et al. | Design and circuit implementation for a novel charge-controlled chaotic memristor system | |
Yener et al. | Analysis of filter characteristics based on PWL Memristor | |
CN110535625A (zh) | 一种基于忆阻的三元件混沌信号发生器 | |
CN110289944B (zh) | 一种基于二极管桥忆阻器的Sallen-Key HPF电路 | |
CN110728099B (zh) | 一种荷控忆容器仿真器电路 | |
Vrbik | Solving electrical circuits via graph theory | |
CN110175384B (zh) | 一种二次光滑流控忆阻器模拟电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191224 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |