全文摘要
本实用新型公开了一种三值忆容器的电路模型。本实用新型利用集成运算放大器、电压比较器和模拟乘法器电路实现忆容器特性中的相应运算，其中，集成运算放大器主要用于实现电压的积分运算、比例运算、反相求和运算。电压比较器用于实现电压大小的比较。模拟乘法器用于实现激励电压V(t)和C(φ)的乘积运算。本实用新型原理简单、结构清晰、易于实现。该电路模型可用于三值忆容器电路的实验以及应用，在高密度非易失性存储器以及非线性电路等诸多领域中的应用具有重要意义。
主设计要求
1.一种三值忆容器的电路模型，包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、电压比较器U3、乘法器U4，其特征在于：所述的集成运算放大器U1的第1引脚与第一电容C1的一端相连；第2引脚与第一电容C1的另一端和第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与激励电压相连；第3引脚接地；第4引脚接正15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端相连，第二电阻R2的另一端与第1引脚相连，第三电阻R3的另一端与-0.25V电压相连；第7引脚与第四电阻R4的另一端相连；第8引脚与第五电阻R5的一端相连；第9引脚与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端、第七电阻R7的一端相连，第六电阻R6的另一端与第1引脚相连，第七电阻R7的另一端与+0.25V电压相连；第10引脚接地；第11引脚接负15伏电源；第12引脚接地；第13引脚与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端相连，第九电阻R9的另一端与电压比较器U3的第1引脚相连；第14引脚与第八电阻R8的另一端相连；所述的集成运算放大器U2的第1引脚与第十二电阻R12的一端相连；第2引脚与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的一端相连，第十三电阻R13的另一端与电压比较器U3的第7引脚相连；第3引脚接地；第4引脚接正15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端相连，第十四电阻R14的另一端与-0.025V电压相连，第十五电阻R15的另一端与集成运算放大器U1的第14引脚相连，第十六电阻R16的另一端与集成运算放大器U2的第1引脚相连；第7引脚与第十七电阻R17的另一端相连；第8引脚与第十八电阻R18的一端相连；第9引脚与第十八电阻R18的另一端、第十九电阻R19的一端相连，第十九电阻R19的另一端与乘法器U4的第7引脚相连；第10引脚接地；第11引脚接负15伏电源；第12引脚接地；第13引脚与第二十电阻R20的一端、第二十一电阻R21的一端相连，第二十一电阻R21的另一端与第8引脚相连；第14引脚与第二十电阻R20的另一端相连；所述的电压比较器U3的第1引脚与第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的一端相连；第2引脚接地；第3引脚与集成运算放大器U1的第7引脚相连；第4引脚接负15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与集成运算放大器U1的第8引脚相连；第7引脚与第十一电阻R11的一端、第十三电阻R13的另一端相连；第8引脚与第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端、正15伏电源相连；所述的乘法器U4的第1引脚与集成运算放大器U2的第7引脚相连；第2引脚接地；第3引脚与激励电压V(t)相连；第4引脚接地；第5引脚接负15伏电源；第6引脚接地；第7引脚与第十九电阻R19的另一端相连；第8引脚接正15伏电源；所述的集成运算放大器U1和集成运算放大器U2采用LF347；电压比较器U3采用LM393；乘法器U4采用AD633AN。
设计方案
1.一种三值忆容器的电路模型，包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、电压比较器U3、乘法器U4，其特征在于：
所述的集成运算放大器U1的第1引脚与第一电容C1的一端相连；第2引脚与第一电容C1的另一端和第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与激励电压 相连；第3引脚接地；第4引脚接正15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端相连，第二电阻R2的另一端与第1引脚相连，第三电阻R3的另一端与-0.25V电压相连；第7引脚与第四电阻R4的另一端相连；第8引脚与第五电阻R5的一端相连；第9引脚与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端、第七电阻R7的一端相连，第六电阻R6的另一端与第1引脚相连，第七电阻R7的另一端与+0.25V电压相连；第10引脚接地；第11引脚接负15伏电源；第12引脚接地；第13引脚与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端相连，第九电阻R9的另一端与电压比较器U3的第1引脚相连；第14引脚与第八电阻R8的另一端相连；
所述的集成运算放大器U2的第1引脚与第十二电阻R12的一端相连；第2引脚与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的一端相连，第十三电阻R13的另一端与电压比较器U3的第7引脚相连；第3引脚接地；第4引脚接正15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端相连，第十四电阻R14的另一端与-0.025V电压相连，第十五电阻R15的另一端与集成运算放大器U1的第14引脚相连，第十六电阻R16的另一端与集成运算放大器U2的第1引脚相连；第7引脚与第十七电阻R17的另一端相连；第8引脚与第十八电阻R18的一端相连；第9引脚与第十八电阻R18的另一端、第十九电阻R19的一端相连，第十九电阻R19的另一端与乘法器U4的第7引脚相连；第10引脚接地；第11引脚接负15伏电源；第12引脚接地；第13引脚与第二十电阻R20的一端、第二十一电阻R21的一端相连，第二十一电阻R21的另一端与第8引脚相连；第14引脚与第二十电阻R20的另一端相连；
所述的电压比较器U3的第1引脚与第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的一端相连；第2引脚接地；第3引脚与集成运算放大器U1的第7引脚相连；第4引脚接负15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与集成运算放大器U1的第8引脚相连；第7引脚与第十一电阻R11的一端、第十三电阻R13的另一端相连；第8引脚与第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端、正15伏电源相连；
所述的乘法器U4的第1引脚与集成运算放大器U2的第7引脚相连；第2引脚接地；第3引脚与激励电压V(t)相连；第4引脚接地；第5引脚接负15伏电源；第6引脚接地；第7引脚与第十九电阻R19的另一端相连；第8引脚接正15伏电源；
所述的集成运算放大器U1和集成运算放大器U2采用LF347；电压比较器U3采用LM393；乘法器U4采用AD633AN。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于电路设计技术领域，涉及一种三值忆容器的电路模型，具体涉及一种物理可实现、具有忆容器特性的三值忆容器等效电路模型。
背景技术
忆容器(或称记忆电容器)是继忆阻器之后提出的一类具有记忆特性的无源二端口非线性电路元件，其电路特性取决于自身的历史条件。与忆阻器相比，忆容器能够储存能量，在数据读写和存储方面丢失的数据更少。由于忆容器是在纳米尺度下的器件，具有体积小、能耗低、断电还不易丢失的优点，可应用于非遗失性存储以及学习、适应和自发行为仿真等领域，此外，忆容器可应用于非线性电路中，以此产生动力学特性更为复杂的混沌振荡电路，可应用于通信工程、密码学等诸多领域。
由于目前记忆器件的物理实现还停留在实验室阶段，尚未进入商业化生产阶段，所以还无法从市场直接购得实际的记忆器件，为了对记忆元件所构成的电路和系统进行仿真研究，建立与其相关的模型是非常重要的。目前，虽已报导了少量忆容器的数学模型，但大多数模型都只停留在理论分析与仿真验证，而很少由硬件电路构成的等效电路，有的模型较复杂，导致实际应用中难以实现；有的误差较大，难以精确模拟实际忆容器的特性。此外，相较于连续忆容器，三值及多值忆容器的研究需求越来越大，因此，建立三值忆容器的数学模型并搭建其等效电路模型是十分有意义的。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种新的三值忆容器等效电路模型。
一种三值忆容器电路，包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、电压比较器U3、乘法器U4。
所述的集成运算放大器U1的第1引脚与第一电容C1的一端相连；第2引脚与第一电容C1的另一端和第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与激励电压V(t)相连；第3引脚接地；第4引脚接正15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端相连，第二电阻R2的另一端与第1引脚相连，第三电阻R3的另一端与-0.25V电压相连；第7引脚与第四电阻R4的另一端相连；第8引脚与第五电阻R5的一端相连；第9引脚与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端、第七电阻R7的一端相连，第六电阻R6的另一端与第1引脚相连，第七电阻R7的另一端与+0.25V电压相连；第10引脚接地；第11引脚接负15伏电源；第12引脚接地；第13引脚与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端相连，第九电阻R9的另一端与电压比较器U3的第1引脚相连；第14引脚与第八电阻R8的另一端相连。
所述的集成运算放大器U2的第1引脚与第十二电阻R12的一端相连；第2引脚与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的一端相连，第十三电阻R13的另一端与电压比较器U3的第7引脚相连；第3引脚接地；第4引脚接正15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端相连，第十四电阻R14的另一端与-0.025V电压相连，第十五电阻R15的另一端与集成运算放大器U1的第14引脚相连，第十六电阻R16的另一端与集成运算放大器U2的第1引脚相连；第7引脚与第十七电阻R17的另一端相连；第8引脚与第十八电阻R18的一端相连；第9引脚与第十八电阻R18的另一端、第十九电阻R19的一端相连，第十九电阻R19的另一端与乘法器U4的第7引脚相连；第10引脚接地；第11引脚接负15伏电源；第12引脚接地；第13引脚与第二十电阻R20的一端、第二十一电阻R21的一端相连，第二十一电阻R21的另一端与第8引脚相连；第14引脚与第二十电阻R20的另一端相连。
所述的电压比较器U3的第1引脚与第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的一端相连；第2引脚接地；第3引脚与集成运算放大器U1的第7引脚相连；第4引脚接负15伏电源；第5引脚接地；第6引脚与集成运算放大器U1的第8引脚相连；第7引脚与第十一电阻R11的一端、第十三电阻R13的另一端相连；第8引脚与第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端、正15伏电源相连。
所述的乘法器U4的第1引脚与集成运算放大器U2的第7引脚相连；第2引脚接地；第3引脚与激励电压V(t)相连；第4引脚接地；第5引脚接负15伏电源；第6引脚接地；第7引脚与第十九电阻R19的另一端相连；第8引脚接正15伏电源。
所述的集成运算放大器U1和集成运算放大器U2采用LF347；电压比较器U3采用LM393；乘法器U4采用AD633AN。
本实用新型设计了一种具有物理可实现性和丰富的忆容器特性的三值忆容器电路模型，该模型含有2个集成运算放大器芯片、1个电压比较器芯片、1个乘法器，原理简单、结构清晰、易于实现。该电路模型可用于三值忆容器电路的实验以及应用，在高密度非易失性存储器以及非线性电路等诸多领域中的应用具有重要意义。
附图说明
图1是本实用新型的等效电路框图。
图2是本发明模拟等效电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型优选实施例作详细说明。
本实用新型设计的三值忆容器电路模型，利用模拟电路实现忆容器模型的三种容值状态。本实用新型利用集成运算放大器、电压比较器和模拟乘法器电路实现忆容器特性中的相应运算，其中，集成运算放大器主要用于实现电压的积分运算、比例运算、反相求和运算。电压比较器用于实现电压大小的比较。模拟乘法器用于实现激励电压V(t)和设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920068482.2
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209168108U
授权时间:20190726
主分类号:G06F 17/50
专利分类号:G06F17/50
范畴分类:40B;
申请人:杭州电子科技大学
第一申请人:杭州电子科技大学
申请人地址:310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街
发明人:王晓媛;张雪;闵晓涛;周鹏飞
第一发明人:王晓媛
当前权利人:杭州电子科技大学
代理人:王佳健
代理机构:33272
代理机构编号:杭州奥创知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计