[实用新型]一种忆阻器物理模型特性演示装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种忆阻器物理模型特性演示装置，属于教学实验演示技术领域。

背景技术

忆阻器，全称记忆电阻，它是表示磁通与电荷关系的电路器件，忆阻具有电阻的量纲，忆阻的阻值是由流经它的电荷确定,通过控制电流的变化可改变其阻值，改变施加的激励信号，忆阻器阻值发生变化；一般的电阻阻值是一个固定值，无论两端施加什么不同的信号，其阻值不会改变，但是忆阻器，你改变两端激励，可以清晰看见示波器上图案斜率的变化，即忆阻器阻值的变化，从而起到记忆电流（电荷）的作用；如果把高阻值定义为“1”，低阻值定义为“0”，则这种电阻就可以实现存储数据的功能。实际上就是一个有记忆功能的非线性电阻器。

目前在世界范围内，研究忆阻器已经成为一种热潮，但是真正的忆阻器的实物目前还无法制造生产，忆阻器的研究比较落后，由于其在非易失性阻抗存储器（RRAM）上拥有巨大的应用前景，如可实现计算机的瞬间开启、掉电后数据不丢失、模拟人脑学习思维等等，这就促使我们不得不加快脚步，让更多的人去了解和认识忆阻器。

实际教学中，忆阻器作为一种创新的概念往往让学生们感到陌生，很多人甚至不知忆阻器为何物，教材中也没有加入这一概念,如果仅仅停留在理论讲解的层次，学生很难理解，无法激发学生的研究兴趣，我们在经过一段时间的理论研究后，着手构建忆阻器物理模型，目的在于将忆阻器所具有的特性生动形象的展现出来，作为教学实验的展示，激发更多学者对忆阻器研究的兴趣，使我国在忆阻器研究方面加快脚步。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种忆阻器物理模型特性演示装置，其目的旨在通过本实用新型将忆阻器的概念及其物理特性展示出来，方便学生学习理解，为学生以后的研究做铺垫，激发学生的研究兴趣。

本实用新型的技术解决方案：忆阻器物理模型特性演示装置，其结构包括开关电源1、函数信号发生器2、跟随电路3、主电路模块4、双踪示波器5；其中，开关电源1的第一电输出端口接函数信号发生器2的电输入端口；开关电源1的第二电输出端口接跟随电路3的电输入端口；开关电源1的第三电输出端口接主电路模块4的电输入端口；函数信号发生器2的信号输出端口同时接跟随电路3的信号输入端口和双踪示波器5的CH1端口；跟随电路3的信号输出端口接主电路模块4的信号输入端口；主电路模块4的信号输出端口接双踪示波器5的CH2端口。

本实用新型的优点：

1、可在装置中加入可调节按钮，使其在演示物理模型特性时能通过改变电路中的数据观察曲线的变化，通过电路中某些电阻值或元件对整个物理模型的影响，大大地增加了演示的趣味性和互动性，并将信号发生器，开关电源最小化地融合进一个实验装置中，使其科学展示过程更加便捷化；演示更加便捷；

2、将忆阻器物理模型实物化，整合成一个实验装置，能够方便且清晰的展示忆阻器的电流电压滞回曲线，并通过调节按钮，实现参数可调，直观的看出曲线的变化；

3、整合成一个实验装置，体积小，便于携带和展示。

附图说明

附图1是忆阻器物理模型特性演示装置结构示意图。

附图2是主电路模块的结构示意图。

附图3是跟随电路模块的结构示意图。

附图中1是开关电源、2是函数信号发生器、3是跟随电路、4是主电路模块、5是双踪示波器、U1是第一个运算放大器芯片，U2是第二个运算放大器芯片，U3是第三个运算放大器芯片，U4是第四个运算放大器芯片，U5是第五个运算放大器芯片，A1是第一个乘法器，A2是第二个乘法器。

具体实施方式

对照附图1，忆阻器物理模型特性演示装置，其结构包括开关电源1、函数信号发生器2、跟随电路3、主电路模块4、双踪示波器5；其中，开关电源1的第一电输出端口接函数信号发生器2的电输入端口；开关电源1的第二电输出端口接跟随电路3的电输入端口；开关电源1的第三电输出端口接主电路模块4的电输入端口；函数信号发生器2的信号输出端口同时接跟随电路3的信号输入端口和双踪示波器5的CH1端口；跟随电路3的信号输出端口接主电路模块4的信号输入端口；主电路模块4的信号输出端口接双踪示波器5的CH2端口。