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专利号: 2024119388991
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,包括三个乘法器U1、U2和U3,节点z、电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5,第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4,第一电压V1、第二电压V2,以及两个电流反馈型运算放大器U4和U5;

其中,三个乘法器U1、U2和U3结构相同,均包括X同相输入端X1,X反相输入端X2,Y同相输入端Y1,Y反相输入端Y2,负供电端VS‑,正供电端VS+,求和输入端Z,以及电压输出端W;

两个电流反馈型运算放大器U4和U5结构相同,均包括同相端3,反相端1,负供电端4,正供电端7,以及电流输出端5;

乘法器U1的X同相输入端X1和Y同相输入端Y1接输入信号A,X反相输入端X2和Y反相输入端Y2接输入信号B,乘法器U1的电压输出端W串联第一电阻R1至求和输入端口Z实现电流传输功能,正供电端VS+接正电源Vp,负供电端VS‑接负电源Vn;

所述第一电阻R1与电容C1相连实现积分电路,同时第一电压V1串联第二电阻R2连接至节点z;

乘法器U2的X同相输入端X1和Y同相输入端Y1接节点z,X反相输入端X2和Y反相输入端Y2接地,乘法器U2的电压输出端W连接第三电阻R3,乘法器U2的求和输入端口Z连接第三电阻R3阻值90%处,正供电端VS+接正电源Vp,负供电端VS‑接负电源Vn;

乘法器U3的X同相输入端X1接第二电压V2,Y同相输入端Y1接乘法器U2的电压输出端W,Y同相输入端Y1还连接输入信号A,Y反相输入端Y2接输入信号B,乘法器U3的求和输入端口Z接上第二开关S2;乘法器U3的电压输出端W连接第一开关S1,正供电端VS+接正电源Vp,负供电端VS‑接负电源Vn。

2.根据权利要求1所述一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,第一开关S1的1端连接上运算放大器U5的同相端3;第一开关S1的2端串联上第五电阻R5,再串联接上第三开关S3。

3.根据权利要求2所述一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,第二开关S2的1端接地,2端接到输入信号B。

4.根据权利要求3所述一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,第三开关S3的1端接上乘法器U3的Y同相输入端Y1,第三开关S3的2端接上乘法器U3的Y反相输入端Y2。

5.根据权利要求4所述一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,运算放大器U5的反相端2通过串联第四电阻R4与运算放大器U4的反相端2相连,U5的同相端3接地,U5的电流输出端5先接第四开关S4再接入输入信号B,运算放大器U4和U5的正供电端均接正电源Vp,负供电端均接负电源Vn。

6.根据权利要求5所述一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,当第一开关S1和第二开关S2置于1端且第四开关S4闭合时,忆阻仿真器处于浮地忆阻状态;

当第一开关S1置于2端,第二开关S2置于1端,第三开关S3置于1端且第四开关S4断开时,忆阻仿真器处于同相接地忆阻状态,此时B端处于高阻态,A端能够正常输入激励信号,在观察磁滞回线的时候需要将B端接地;

当第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3都置于2端且第四开关S4断开时,忆阻仿真器处于反相接地忆阻状态,此时A端处于高阻态,B端能够正常输入激励信号,在观察磁滞回线的时候需要将A端接地。

7.根据权利要求6所述一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,根据如下约束条件(1)和(2),得到所述可切换浮地忆阻仿真器的结构表示方程(3):(1),

(2),

(3),

其中 和 分别代表t时刻通过忆阻器的电压和电流, 为忆阻标量; 表示由

n个状态变量组成的集合变量, 表示集合变量 对时间的一阶导数,f是一个关于 和的连续函数。

8.根据权利要求7所述一种基于双向对称特性的可切换浮地忆阻仿真器,其特征在于,由叠加定理得到所述可切换浮地忆阻仿真器的实际电路的忆阻结构,表示为方程(4):(4),

其中,R1、R2、R4、C1、V1分别表示第一电阻的阻值、第二电阻的阻值、第四电阻的阻值、电容的容值和第一电压的电压值。