一種可調電容器的實現電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于憶阻器應用技術領域。具體涉及一種可調電容器的實現電路。
【背景技術】
[0002] 自從2009年，Ventra等人拓展了憶阻器的概念以后，記憶元件的特性吸引了很多 科研人員的關注。
[0003] Pershin和Ventra提出了一種用憶阻器和其他電子器件構成憶容器的方 法(PershinYV,VentraMD.Memristivecircuitssimulatememcapacitorsand mem-inductors[J] ?ElectronicsLetters, 2010, 46 (7) : 517 - 518)，該方法從憶阻器、憶容 器的基本定義著手，通過兩者之間的線性變換關系構造出憶容器的模擬電路。這種模擬電 路引入了寄生電阻。
[0004] Biolek和Biolkova指出了Pershin等人提出的憶容器模擬電路的不足，他們采 用第二代電流傳輸器（CCII+)、跨導型運算放大器（OTA)、普通電容、電阻和憶阻器，構造出 了一種不含有寄生電阻的憶容器電路（BiolekD,BiolkovaV.Mutatorfortransforming memristorintomemcapacitor[J].ElectronicsLetters, 2010, 46(21):1428-1429)〇
[0005] 接著，Yu等人指出接地憶容器電路具有一定的局限性，在現有接地憶容器電 路的基礎上探討出了一種浮地的憶容器電路（YuD.S,LiangY,ChenH,etal.Design ofapracticalmemcapacitoremulatorwithoutgroundedrestriction[J].IEEE TransactionsonCircuitsandSystemsII:ExpressBriefs, 2013, 60(4):207 - 211)〇
[0006] 上述這些電路雖然能實現電容器的功能，但是在電路參數已經確定的情況下電容 器的容量就不能進行調整了。而現有的一些可調電容器一般是機械式的，由兩片或者兩組 小型金屬彈片中間夾著介質制成的，通過改變兩片金屬彈片之間的距離或者面積來調節電 容器的容量。這些可調電容器一般是用螺釘旋具進行調節的，因此常用在不需要經常調節 的地方（菲利普.D.弗洛伊德?可選電容電路?中國專利.CN1755850A[P].2006-04-05)。
[0007] 機械式可調電容器存在較大的局限性，比如：電容量只能在某一小范圍內調整，機 械磨損、電容量漂移、對振動和濕度敏感以及不易于實現自動控制等。另外還有一些方法以 小容量的電容器為基本單位，在此基礎上并聯這些小容量的基本電容來改變總的電容器的 容量。雖然這些方法可以改變電容器的容量，但是這樣得到的電容器的電容量為離散值，其 精度有限，這在很大程度上限制了它的應用（王俊峰，吳巍.匹配電容及其制造方法.中 國專利?CN104681412A[P]. 2015-06-03)。

【發明內容】

[0008] 本發明旨在克服現有技術的缺陷，目的是提供一種電容量調整方便、線性度高、易 于控制和精度高的可調電容器的實現電路。
[0009] 為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：所述的實現電路包括第一電流 傳輸器（1)、乘法器（2)、第二電流傳輸器（3)、電容（4)、憶阻器（5)和電阻（6)。第一電流 傳輸器⑴的端子X。與電阻（6)的端子R1連接，第一電流傳輸器⑴的端子Z。與乘法器 ⑵的端子M。和憶阻器（5)的端子Rmi分別連接，乘法器⑵的端子M2與第二電流傳輸器 ⑶的端子Y1連接，第二電流傳輸器⑶的端子X1與電容⑷的端子C1連接。
[0010] 第一電流傳輸器（1)的端子Y。和第二電流傳輸器（3)的端子Z:分別與可調電容 器的端子A連接，乘法器（2)的端子M1與可調電容器的端子B連接，電容（4)的端子C。、憶 阻器（5)的端子RM。和電阻（6)的端子R。分別與可調電容器的端子GND連接。控制信號 Us (t)加在可調電容器的端子B與GND之間，用來調節可調電容器的電容量。
[0011] 可調電容器的電容量Cni:
[0013] 式⑴中：C為電容的電容值；
[0014] R為電阻的電阻值；
[0015] Rni為憶阻器的電阻值；
[0016] Us⑴為控制信號。
[0017] 由于采用上述技術方案，本發明在電路中引入了一個控制信號Us(t)，使得可調電 容器電路的電容量隨著控制信號Us(t)的改變而改變。由公式（1)可知，在電阻、億阻器的 電阻值以及電容的電容值不變的情況下，可調電容器電路的電容量與控制信號us(t)是呈 線性關系的，因此，只需要調整控制信號us(t)的大小就可以控制可調電容器電路的電容 量。又由于所采用的電阻、億阻器、電容以及控制信號us(t)都具有很高的精度，故所述實 現電路中的精度高。
[0018] 因此，本發明能方便地實現電容器電容量的調整，具有線性度高、易于控制和精度 高的特點。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明的一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限 制。
[0021] 實施例1
[0022] -種可調電容器的實現電路。如圖1所示，所述的實現電路包括第一電流傳輸器 (1)、乘法器（2)、第二電流傳輸器（3)、電容（4)、憶阻器（5)和電阻（6)。第一電流傳輸器 (1)的端子X。與電阻（6)的端子R1連接，第一電流傳輸器⑴的端子Z。與乘法器⑵的端 子M。和憶阻器（5)的端子Rmi分別連接，乘法器（2)的端子M2與第二電流傳輸器（3)的端 子Y1連接，第二電流傳輸器⑶的端子Xi與電容⑷的端子Ci連接。
[0023] 第一電流傳輸器（1)的端子Y。和第二電流傳輸器（3)的端子Z:分別與可調電容 器的端子A連接，乘法器（2)的端子M1與可調電容器的端子B連接，電容（4)的端子C。、憶 阻器（5)的端子RM。和電阻（6)的端子R。分別與可調電容器的端子GND連接。控制信號 Us (t)加在可調電容器的端子B與GND之間，用來調節可調電容器的電容量。
[0024] 本實施例所述實現電路滿足以下關系式：
[0025] I2=Vi/R(1)
[0027] 式⑴和⑵中山表示可調電容器的電流；
[0028] V1表示可調電容器的電壓；
[0029] i2表示憶阻器的電流；
[0030] ￥2表不憶阻器的電壓；
[0031] c為電容的電容值；
[0032] R為電阻的電阻值；
[0033] Us⑴為控制信號，方向如圖1所示。
[0034] 乘法器將隊(〇和^進行乘法運算，使電容器的電容量隨控制信號Us(t)的變化 而變化。
[0035] 本實施例所述可調電容器的電容量Cni:
[0037] 式⑶中：C為電容的電容值；
[0038] R為電阻的電阻值；
[0039] Rni為憶阻器的電阻值；
[0040] Us⑴為控制信號，方向如圖1所示。
[0041] 本【具體實施方式】在電路中引入了一個控制信號Us (t)，使得可調電容電路的電容 量會隨著控制信號Us(t)的改變而改變。由公式（1)可知，在電阻、億阻器的電阻值以及電 容的電容值不變的情況下，可調電容器電路的電容量與控制信號Us(t)是呈線性關系的，因 此，只需要調整控制信號隊(〇的大小就可以控制可調電容器電路的電容量。又由于所采用 的電阻、億阻器、電容以及控制信號Us(t)都具有很高的精度，故所述實現電路中的精度高。
[0042] 因此，本【具體實施方式】能方便地實現電容器電容量的調整，具有線性度高、易于控 制和精度高的特點。
【主權項】
1. 一種可調電容器的實現電路，其特征在于所述的實現電路包括第一電流傳輸器 (1)、乘法器（2)、第二電流傳輸器（3)、電容（4)、憶阻器（5)和電阻（6);第一電流傳輸器 (1)的端子Xc與電阻（6)的端子R1連接，第一電流傳輸器⑴的端子Z。與乘法器⑵的端 子M。和憶阻器（5)的端子Rmi分別連接，乘法器（2)的端子M2與第二電流傳輸器（3)的端 子Y1連接，第二電流傳輸器⑶的端子X i與電容⑷的端子C i連接； 第一電流傳輸器（1)的端子Y。和第二電流傳輸器（3)的端子Z1分別與可調電容器的 端子A連接，乘法器（2)的端子M1與可調電容器的端子B連接，電容（4)的端子C。、憶阻器 (5)的端子RM。和電阻（6)的端子R。分別與可調電容器的端子GND連接；控制信號Us(t)加 在可調電容器的端子B與GND之間。2. 根據權利要求1所述的可調電容器的實現電路，其特征在于所述可調電容器的電容 量 Cni:式（1)中：C為電容的電容值； R為電阻的電阻值； Rni為憶阻器的電阻值； Us (t)為控制信號。
【專利摘要】本發明涉及一種可調電容器的實現電路。其技術方案是：第一電流傳輸器(1)的端子X0與電阻(6)的端子R1連接，第一電流傳輸器(1)的端子Z0與乘法器(2)的端子M0和憶阻器(5)的端子RM1分別連接，乘法器(2)的端子M2與第二電流傳輸器(3)的端子Y1連接，第二電流傳輸器(3)的端子X1與電容(4)的端子C1連接。第一電流傳輸器(1)的端子Y0和第二電流傳輸器(3)的端子Z1分別與可調電容器的端子A連接，乘法器(2)的端子M1與可調電容器的端子B連接，電容(4)的端子C0、憶阻器(5)的端子RM0和電阻(6)的端子R0分別與可調電容器的端子GND連接。控制信號US(t)加在可調電容器的端子B與GND之間。本發明具有電容量調整方便、線性度高、易于控制和精度高的特點。
【IPC分類】H01G5/04, H03K19/00
【公開號】CN105161303
【申請號】CN201510470833
【發明人】甘朝暉, 張士英, 吳宇鑫, 李勁松
【申請人】武漢科技大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月4日