一种极简浮地HP忆阻等效电路的制作方法

本发明涉及一种hp忆阻等效电路，特别是涉及一种极简浮地hp忆阻等效电路的设计。

背景技术：

美国加州大学的蔡少棠教授根据电路的“完备性”原理，提出了一种描述电荷(charge)和磁通(magneticflux)之间关系的新型电路元件，即忆阻器。2008年，惠普实验室从物理上实现了忆阻器，从而证明了忆阻的真实存在性。但是鉴于目前的生产工艺，还无法大规模生产该元件，使得忆阻的研究存在一定的困难。所以研究人员提出了采用等效电路实现的忆阻模拟器进行忆阻电路设计和分析的方法。该方法对忆阻特性的分析与电路应用研究具有重要意义。

目前，虽然已有不少忆阻器仿真电路的报道，但是大多是pspice仿真模型，在少有的硬件等效电路中，有的电路结构较为复杂，导致设计难度大、成本高；也有的误差大，无法精确模拟忆阻特性。本发明提出一种极简浮地hp忆阻等效电路，具有超级简单的电路结构，包括三个有源电路元件和两个电阻、一个电容，不但精确度高，误差小，易于实现，而且具有浮地特性，不受接地限制。

技术实现要素：

本发明的主要目的是针对现有hptio2忆阻等效电路，不但电路结构较为复杂，而且使用了阻值较大的电阻，会影响忆阻特性的精确度。本发明提供一种极简浮地hp忆阻等效电路，通过电路来模拟出忆阻器的伏安特性，其具有超级简单的电路结构，包括三个有源电路元件和两个电阻、一个电容，不但精确度高，误差小，易于实现，而且具有浮地特性，不受接地限制等优点。

上述目的通过下述的技术方案来实现：

电路包括电流传输器u1、乘法器u2、电流传输器u3以及电阻r1、r2和电容c1。

所述电阻r1的两端标注为a和b端，电阻r2的两端标注为c和d端，电容c1的两端标注为e和f端。

所述a端连接输入端v1，b端与电流传输器u3的z端连接，r2的c端与电容c1的f端都与地连接。

所述电流传输器u1的正输入端x端与v1端连接，负输入端y端与电阻r2的d端连接，w端与u2的y1端相连，z端与c1的e端相连。

所述乘法器u2的x1端与v1端连接，x2、y2和z端与地连接，乘法器u2的输出端w端连接电流传输器u3的正输入端x。

所述电流传输器u3的w端与地连接，电流传输器u3的负输入端y连接输入端v2。电阻r1和r2的阻值相等。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明设计了一种极简浮地hp忆阻等效电路，具有超级简单的电路结构，仅有三个有源电路元件和两个电阻、一个电容，而且精确度高，误差小，易于实现。

2、具有浮地特性，不受接地限制。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施方案并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明电路结构示意图。

图2是该忆阻等效电路两输入端加正弦波时的u-i特性曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明电路就是设计一种模拟电路实现极简浮地hptio2忆阻模型所描述的运算。

如图1所示，该等效电路包括电流传输器u1和u3、乘法器u2以及电阻r1、r2和电容c1。电流传输器u1的x端与输入端v1相连，电流传输器u1的y端连接电阻r2的d端，且r2的c与地端相连。根据电流传输器的特性可知，v+＝v-,vw＝vz,i+＝0,i-＝iz。根据基尔霍夫电流定律，对于电阻r1电压、电流有如下关系：

根据电流传输器的特性可知，u1的x端与y端电压相等。因为u1的输入端x端与v1相连。电阻r2的电流、电压有如下表示：

电流传输器iz＝i-，vw＝vz,vc1＝vz,在电流传输器的z端，电流被电容c1集成电压vz,可以表示为

电流传输器u3的x端连接乘法器u2的输出端w端，根据电流传输器的特性可知u3的x端的电压等于y端的电压，又因为u3的y端与输入端v2连接，所以v2＝vy3＝vx3＝v4。

根据ad633jn乘法器的数据资料，乘法器的输出电压可以表示为

从图1、公式(3)和公式(4)可以得到

从公式(3)，v1＝iinr1,和u(t)＝v1-v2,公式(5)可以表示为

因为hptio2忆阻的基本模型为

m(t)＝roff[1-kq(t)](7)

而此发明的等效电路的阻值可以表示为

对比式(7)和式(8)，令r1＝roff，k＝1/10c1那么两个表达式是一致的，说明该等效电路实现了hp忆阻器的v-i特性。

图2为在等效电路两端加入频率分别为200hz、300hz、4khz的正弦波，得到的v-i特性曲线图，均为“8字型”，符合其电气特性。

本发明设计了一种极简浮地hp忆阻模拟等效电路，该模拟电路具有超级简单的电路结构，包括三个有源电路元件和两个电阻、一个电容，不但精确度高，误差小，易于实现，而且具有浮地特性，不受接地限制。采用阻值较小的电阻实现电路连接，不仅便于运算，同时也能保证电路的可行性，符合hp忆阻特性。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的其他技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变动或改进。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。