[发明专利]一种多稳态磁控忆阻器等效模拟电路

说明书

本发明公开了一种多稳态磁控忆阻器等效模拟电路，属于电路设计技术领域，本发明利用模拟电路实现广义忆阻器伏安特性，利用集成运算电路实现忆阻器特性中的相应运算，其中，电压跟随器用于实现输出电压与输入电压相等，反相积分器用于实现对输入电压进行积分运算，反相比例器用于实现输出电压与输入电压是比例运算关系，并且成反相；乘法电路用于实现来自两端输入信号的相乘。本发明结构简单，可代替实际广义忆阻器实现与忆阻器相关的电路设计、实验及应用，对忆阻器的特性和应用研究具有重要的意义。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，具体涉及一种多稳态磁控忆阻器等效模拟电路。

背景技术

忆阻器继电阻、电容和电感后的第四个基本电路元件，它描述了磁通和电荷之间关系，并且具有其他三种基本电路元件任意组合都不能复制的特性，它是一种具有记忆功能的非线性电阻。Chua在1971年根据电路基本变量组合完备性定理从理论上预测了忆阻元件的存在性，直到2008年惠普实验室才第一次做出了实物TiO2忆阻器。忆阻器可以记忆流经它的电荷数量，这就使它成为天然的非挥发性存储器，忆阻器的出现使得集成电路元件变得体积小并且便于携带，与此同时忆阻器也被广泛应用于神经网络、电子工程和通讯工程等领域。但是，由于纳米技术具有高成本和实现困难的缺点，实物忆阻器还没有作为实际元件走向市场；即使是忆阻器商用化以后，也是以大规模集成电路的形式存在，很难有单独分离的纳米级忆阻器可以利用。因此，利用等效模拟电路代替实物忆阻器，并且利用其进行电路设计和应用具有广泛而深远的意义。

目前，报道的忆阻器仿真模型有PSPICE仿真模型、模拟忆阻器的硬件等效电路，一方面这两类忆阻器模型原理复杂、难以在实际中实现；另一方面这两类忆阻器难以精确模拟实际忆阻器的特性。因此，设计一种原理简单、易于实现以及精确程度高的忆阻器等效电路具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种多稳态磁控忆阻器等效模拟电路，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多稳态磁控忆阻器等效模拟电路，包括电阻网络、电压跟随器、反相积分器、反相比例器和乘法器；

电压跟随器，被配置为用于实现输出电压与输入电压相等；

反相积分器，被配置为用于实现对输入电压进行积分运算；

反相比例器，被配置为用于实现输出电压与输入电压是比例运算关系并且成反相；

乘法器，被配置为用于实现两个输入信号的相乘；

该多稳态磁控忆阻器等效模拟电路包括两个闭环电路；其中，电阻网络、电压跟随器U1、第一反相比例器U2、反相积分器U3、第一乘法器UA1、第二乘法器UA2、第二反相比例器U5通过线路依次连接组成第一闭环电路；电阻网络、电压跟随器U1、第三反相比例器U4、第二乘法器UA2、第二反相比例器U5通过线路依次连接组成第二闭环电路；

其中，电阻网络包括电阻R11，电阻R11的一端与电压跟随器U1的第3引脚连接作为输入端，另一端与第三反相比例器U4的第6引脚连接作为输出端。