指數型憶感器電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電路設計技術領域，設及一種指數形式的憶感器電路，具體設及一種 符合指數型憶感器磁通-電流緊致滯回關系的電路。
【背景技術】
[0002] 憶感器(或稱記憶電感器）是繼憶阻器之后的一類具有記憶特性的非線性電路元 器件。與憶阻器類似，此類記憶器件不需外部電源就有記憶信息的功能，因其具有獨特的記 憶、硬開關和動態存儲能力等特性，使其在醫學、生物科學、微電子、神經網絡W及非遺失性 存儲、學習、適用和自發行為的仿真等領域有著誘人的潛在應用。相對憶阻器而言，憶感器 的研究還比較少，還未實現真實的憶感器器件，目前的研究處于對其特性的建模狀態，雖然 已報道了幾種憶感器建模，但其數學模型和電路模型還不夠完善。因此，迫切需要提出新的 憶感器數學模型和等效電路，并用其電路模型代替實際的憶感器件用于電路的實驗研究與 應用電路的設計中。
[0003] 目前，雖已報導了少量憶感器的數學模型，但大多數模型都只停留在理論分析與 仿真驗證，而很少由硬件電路構成的等效電路，有的模型較復雜，導致實際應用中難W實 現;有的誤差較大，難W精確模擬實際憶感器的特性。因此，設計一種更符合其特性的數學 模型和對應的等效電路模型，對于增加憶感器模型的類型和未來實現實際的憶感器具有重 要意義。

【發明內容】

[0004] 針對現有技術存在的上述不足，本發明提出了一種指數形式的憶感器數學模型和 等效電路模型，用W模擬憶感器的磁通-電流特性，替代實際憶感器進行電路設計和應用。
[0005] 本發明解決技術問題所采取的技術方案如下:包括磁通量產生電路和指數型憶感 器等效電路，磁通量產生電路由集成運算放大器U1組成，產生的磁通量作為指數型憶感器 等效電路的輸入信號，集成運算放大器U1用于實現積分運算和反相比例運算。指數型憶感 器等效電路由集成運算放大器U2和乘法器U3構成，集成運算放大器U2用于實現積分運算、 指數運算和加法運算，得到我們需要的指數信號，乘法器U3實現將指數信號和得到的磁通 量相乘，得到我們最終的憶感器電流量。
[0006] 優選的，所述的一種指數型憶感器等效電路，包括集成運算放大器U1，集成運算放 大器U2,乘法器U3、十個電阻、兩個電容、一個二極管。
[0007] 所述的集成運算放大器U1和集成運算放大器U2采用LM324;乘法器U3采用AD633。 [000引所述的集成運算放大器U1的第1引腳與第一電容C1的一端、第二電阻R2的一端、第 Ξ電阻R3的一端、第五電阻R5的一端連接，第2引腳與第一電阻R1的一端、第一電容C1的另 一端、第二電阻R2的另一端連接，第3、5引腳接地，第4引腳接電源VCC，第6引腳與第四電阻 R4的一端、第S電阻R3的另一端連接，第7引腳與第四電阻R4的另一端、乘法器U3的第1引腳 連接并作為磁通量的輸出端，第η引腳接電源VEE。
[0009]所述的集成運算放大器U2的第1引腳與第二電容C2的一端、第六電阻R6的一端、二 極管D1的一端連接，第2引腳與第二電容C2的另一端、第六電阻R6的另一端、第五電阻R5的 另一端連接，第3、10、1巧I腳接地，第4引腳接電源VCC，第8引腳與第十電阻R10的一端、乘法 器U3的第3引腳連接，第9引腳與第八電阻R8的一端、第九電阻R9的一端、第十電阻R10的另 一端連接，第11引腳接電源VEE，第13引腳與第屯電阻R7的一端、二極管D1的另一端連接，第 14引腳與第屯電阻R7的另一端、第九電阻R9的另一端連接，第一電阻R1的另一端作為電壓 輸入端，第八電阻R8的另一端接-IV的電壓。
[0010]所述的乘法器U3的第2、4、6引腳接地，第巧I腳接電源VEE，第7引腳作為電流的輸 出端，第8引腳接電源VCC。
[0011] 本發明設計了一種能夠實現憶感器磁通電流特性的指數型模擬等效電路，該模擬 電路含有2個集成運算放大器忍片和1個乘法器，結構簡單，在目前及未來無法獲得實際憶 感器件的情況下，可代替實際憶感器實現與憶感器相關的電路設計、實驗W及應用，對憶感 器的特性和應用研究具有重要的實際意義。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發明的等效電路框圖。
[0013] 圖2是本發明模擬等效電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖對本發明優選實施例作詳細說明。
[0015] 本發明的理論出發點是指數型憶感器的磁通電流特性的一般數學表達式：
[0016]
[0017] i(t)和cp(r)為憶感器的電流與磁通
時的憶感值的 倒數，PD為系數。
[001引如圖1所示，本實例指數型憶感器包括集成運算放大器U1、集成運算放大器U2和乘 法器U3,電壓U經過集成運算放大器U1得到憶感器的磁通量，再經過集成運算放大器U2和乘 法器U3最終得到憶感器的電流量;集成運算放大器U1主要實現積分運算和反相放大運算； 集成運算放大器U2主要實現積分運算、指數運算和加法運算;乘法器U3實現兩個信號的相 乘運算。U1、U2采用LM324，U3采用AD633。
[0019] 如圖2所示，集成運算放大器U1內集成了4個運算放大器，其中第1、2、3引腳對應的 運算放大器與第一電阻R1、第二電阻R2W及第一電容C1構成積分電路，來獲得憶感器的磁 通量，輸入的電壓為u(t)通過第一電阻R1輸入到集成運算放大器U1的第2引腳，U1引腳1的 電壓為山i(t):
[0020]
[0021]集成運算放大器U1的第5、6、7引腳對應的運算放大器，與外圍第Ξ電阻R3、第四電 阻R4構成反相運算放大器，用于實現輸入電壓m(t)的反相增益，從而得到正向的磁通量， U1引腳7的電壓為山7(t):
[0022]
[0023] 集成運算放大器U2的第1、2、3引腳對應的運算放大器與第五電阻R5、第六電阻R6 W及第二電容C2構成積分電路，來獲得磁通量的積分，并作為指數電路的輸入信號，U2引腳 1的電壓為U21(t):
[0024] i