[发明专利]一种磁通控制型忆容器等效电路及其控制方法

说明书

本发明提供一种磁通控制型忆容器等效电路及其控制方法，包括跨导运算放大器、模拟乘法器Usubgt;5/subgt;、电阻和电容，跨导运算放大器设置有三个分别为跨导运算放大器Usubgt;1/subgt;、跨导运算放大器Usubgt;2/subgt;、跨导运算放大器Usubgt;3/subgt;，跨导运算放大器Usubgt;1/subgt;的y端用以作为磁通控制型忆容器等效电路的输入端A，跨导运算放大器Usubgt;1/subgt;的p端与模拟乘法器Usubgt;5/subgt;的ysubgt;2/subgt;端连接，跨导运算放大器Usubgt;1/subgt;的z端串联电容Csubgt;2/subgt;后接地，跨导运算放大器Usubgt;1/subgt;的x端与电阻Rsubgt;2/subgt;串联后分成两条支路，其中一条支路与模拟乘法器Usubgt;5/subgt;的w端连接。本发明采用浮地终端设计，所搭建的忆容器模拟器可灵活地作为独立忆容器与其他电路器件连接。

技术领域

本发明涉及提取生理电信号的技术领域，主要涉及一种磁通控制型忆容器等效电路及其控制方法。

背景技术

2009年Massimiliano DiVentra和蔡少棠教授等人在忆阻器的基础上拓展提出了记忆元件的概念，并提出了忆容器和忆感器的相关概念，而忆容器和忆感器目前尚未被物理成功实现，目前仅能通过软件仿真和搭建等效电路模型来模拟忆容器电路进行使用。

因此，建立有效的记忆元件等效模型，以促进对记忆元件及其系统的仿真研究和应用研究是十分必要的。当忆容器的相关概念被提出后，研究人员根据忆容器的飞线性特性和记忆效应在混沌电路、电荷泵电路、滤波电路和振荡电路等方面展开了一些应用研究。由于固态忆容器尚未被商业化，且现有关忆容器方面的研究大部分停留在数学模型和等效电路模型，且大多是通过忆阻器来转化实现的阶段，由于新型记忆器件的广阔应用前景，忆容器的研究备受研究人员重视。

在以往的研究中，研究人员根据忆阻器和忆容器的转换关系，设计一种满足这种转换关系的电路，把忆阻器转换成忆容器，但所实现的电路比较简单，只能在特定的简化条件下近似实现忆容器的特性，而且所实现的忆容器中包含了寄生电阻使得忆容器的精确度不高。在指出“接地”忆容器的缺点之后，根据忆阻器和忆容器的转换关系，采用第二代电流传输器CCII、电阻和电容等通用电子元件设计出了满足这种关系的电路将忆阻器转换成不含寄生电阻的“浮地”忆容器，并对忆容器的特性进行了进一步研究。然而，以上忆容器模型都是根据忆阻器和忆容器的转换关系把忆阻器转换成忆容器的，因此，这些忆容器的忆容值及其特性在一定程度上依赖于忆阻器的忆阻值及其特性，无法保证由忆阻器搭建的忆容器模型达到精确运行的结果。

另外，研究人员为了克服由忆阻器搭建的忆容器模型无法精确运行的缺点，提出了一些不包含忆阻器的忆容器模型，即提出的忆阻器、忆容器和忆感器分别替换为RLC串联谐振电路中的电阻、电容和电感元件，并从时域和频域两方面研究了记忆器件对电路的影响，虽然以此元件所构建出的模拟忆容器的电路不需依赖忆阻器、忆容器、忆感器中任意一个记忆元件，但是由于RLC串联谐振电路中的电阻、电容和电感元件依赖于在线性区域中工作的NMOS，并且只能在有限的端电压范围内工作，使得这样搭建出模拟忆容器的电路难以真正投入使用。同时，软件中模拟忆容器电路只能在有限的频率中工作，这也会加大了模拟忆容器电路的实际使用的难度。

由于现有的模拟忆容器电路具有只能在有限的端电压范围内工作、高功耗且仅能模拟演示的缺陷，使得模拟忆容器电路无法推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁通控制型忆容器等效电路及其控制方法，使得本发明的磁通控制型忆容器等效电路可灵活地与其他电路器件连接使用，达到忆容器的功能。