[0016] 下面结合附图对本发明优选实施例作详细说明。
[0017] 本发明的理论出发点是下面定义的一种新型压控忆阻器数学模型:
[0018]
[0019] i(t)和u(t)表示局部有源忆阻器的电流与电压,变量x表示忆阻器的状态。
[0020] 根据局部有源忆阻器的数学模型,可设计出其等效电路模型,其原理方框图如图1所示。
[0021] 如图1所示,本实例压控局部有源忆阻器模拟等效电路包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2和乘法器U3、U4、U5、U6和少量电阻、电容,集成运算放大器U1主要实现积分运算、加法运算和反相放大运算;集成运算放大器U2主要实现加法运算和反向放大运算;乘法器U3、U4、U5、U6实现两个信号的相乘运算。U1、U2采用LM324,U3、U4、U5、U6采用AD633,LM324、AD633均为现有技术。
[0022] 如图2所示,集成运算放大器U1内集成了4个运算放大器,其中第8、9、10引脚对应的运算放大器与第七电阻R7、第八电阻R8以及第一电容C1构成积分电路,来获得忆阻器的状态变量x,输入的电压为u(t)通过第十一电阻R11输入到集成运算放大器U1的第5引脚,U1引脚8的电压为u8(t):
[0023]
[0024] 集成运算放大器U1的第1、2、3引脚对应的运算放大器,与外围第一电阻R1、第二电阻R2构成反相运算放大器,用于实现U4的引脚1的电压u1(t)的反相增益,U1引脚1的电压为u2(t):
[0025]
[0026] 集成运算放大器U1的第5、6、7引脚对应的运算放大器,与外围第一电阻R10、第二电阻R11构成反相运算放大器,用于实现U1的引脚5的电压的反相增益,U1引脚5的电压为u11(t):
[0027]
[0028] 集成运算放大器U1的第12、13、14引脚对应的运算放大器与第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第九电阻R9构成反相加法电路,来获得忆阻器的状态变量x,输入的电压为u(t)通过第四电阻R4输入到集成运算放大器U1的第13引脚,U1引脚13的电压为u4(t),U1引脚14的电压为u7(t):
[0029]
[0030] 集成运算放大器U2的第1、2、3引脚与第十三电阻R13及第十四电阻R14构成反相运算电路,用于实现忆导控制函数的输入运算,乘法器U4的第七引脚的电压为u3(t),引脚1的电压u14(t):
[0031]
[0032] 集成运算放大器U2的第12、13、14引脚与外围第十五电阻R15、第十二电阻R12以及第十六电阻R16及第十七电阻R17构成反相加法器,用于实现忆阻器忆导的运算,U2引脚14的电压u17(t):
[0033]
[0034] 集成运算放大器U2的第8、9、10引脚与外围第十八电阻R18以及第十九电阻R19构成反相运算器,U2引脚8的电压u19(t):
[0035]
[0036] 乘法器U6的型号为AD633,用以实现忆阻器电压量与忆导值四阶函数形式的乘积运算,即U6输出端W引脚的电流iw(t):
[0037]
[0038] 为四阶局部有源忆阻器等效电路的电压与电流特性,
[0039]
[0040] 与上式得到的状态变量控制函数联立即可得到局部有源忆阻器的模型。
[0041] 集成运算放大器U1的第1引脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端连接,第2引脚与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的另一端连接,第3、5引脚接地,第4引脚接电源VCC,第6引脚与第十电阻R10的一端、第十一电阻R11的一端连接,第7引脚与第九电阻R9的一端连接,第8引脚与第一电容C1的一端、第八电阻R8的一端连接,第9引脚与第一电容C1的另一端、第八电阻R8的另一端、第七电阻R7的一端连接,第10、12引脚接地,第11引脚接VEE,第13引脚与第九电阻R9的另一端、第六电阻R6的一端、第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端连接,第14引脚与第七电阻R7的另一端、第六电阻R6的另一端连接,第五电阻R5的另一端接1V的电压。
[0042] 集成运算放大器U2的第1引脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端连接,第2引脚与第十三电阻R13的另一端、第十四电阻R14的另一端连接,第3、10、12引脚接地,第4引脚接电源VCC,第8引脚与第十九电阻R19的一端、乘法器U6的第3引脚连接,第9引脚与第十九电阻R19的另一端、第十八电阻R18的一端连接,第11引脚接电源VEE,第13引脚与第十六电阻R16的一端、第十二电阻R12的一端、第十七电阻R17的一端、第十八电阻R18的另一端、第十五电阻R15的另一端连接,第14引脚与第十七电阻R17的另一端连接,第一电阻R1的另一端作为电压输入端,第十六电阻R16的另一端接‑1V的电压,乘法器U6的第1引脚接电压的输入端,U6的第7引脚为电流的输出端。
[0043] 乘法器U3的第7引脚与乘法器U4的第1引脚、第一电阻R1的另一端、第十三电阻R13的一端连接,乘法器U3的第1引脚作为状态变量输出端并与U3的第3引脚、U4的第3引脚、U5的第3引脚连接,乘法器U4的第7引脚与第十三电阻R3、乘法器U5的第1引脚连接,乘法器U5的第7引脚与第四电阻R4的另一端、第十二电阻R12的另一端连接。乘法器的第2、4、6引脚接地,第5引脚接电源VEE,第7引脚作为电流的输出端,第8引脚接电源VCC。
[0044] 本领域的普通技术人员应当认识到,以上实施例仅是用来验证本发明,而并非作为对本发明的限定,只要是在本发明的范围内,对以上实施例的变化、变形都将落在本发明的保护范围内。