一种基于忆阻器的带宽可调的滤波电路及其操作方法与流程

技术特征：

1.一种基于忆阻器的带宽可调的低通滤波电路，其特征在于，包括：阻变元件M、第一电容C1、运算放大器A、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五NMOS管M5、第六NMOS管M6、第七PMOS管M7和第八PMOS管M8；

所述阻变元件M的正极与所述运算放大器A的正向输入端相连，所述阻变元件M的负极用于与信号输入端Vin相连；

所述第一电容C1的一端与所述运算放大器A的正向输入端相连，所述第一电容C1的另一端接地；

所述运算放大器A的负向输入端与输出端相连构成电压跟随器，所述运算放大器A的输出端作为信号输出端；

所述第一NMOS管M1的漏极与所述第二NMOS管M2的源极相连，所述第一NMOS管M1的栅极与脉冲输入端PWL相连，所述第一NMOS管M1的源极与衬底相连并接地；

所述第二NMOS管的漏极与所述第二NMOS管的栅极相连并与所述阻变元件的负极相连，所述第二NMOS管的源极与衬底相连；

所述第三PMOS管的漏极与所述第四PMOS管的源极相连，所述第三PMOS管的栅极与脉冲输入端PWL相连，所述第三PMOS管的源极与衬底相连并接地；

所述第四PMOS管的漏极与所述第四PMOS管的栅极相连并与阻变元件的负极相连，所述第四PMOS管的源极与其衬底相连；

所述第五NMOS管的漏极与所述第六NMOS管的源极相连，所述第五NMOS管的栅极接地，所述第五NMOS管的源极与其衬底相连并与脉冲输入端相连；

所述第六NMOS管的漏极与所述第六NMOS管的栅极相连并与阻变元件的正极相连，所述第六NMOS管的源极与其衬底相连；

所述第七PMOS管的漏极与所述第八PMOS管的源极相连，所述第七PMOS管的栅极接地，所述第七PMOS管的源极与其衬底相连并与脉冲输入端相连；

所述第八PMOS管的漏极与所述第八PMOS管的栅极相连并与阻变元件的正极相连，所述第八PMOS管的源极与其衬底相连。

2.如权利要求1所述的低通滤波电路，其特征在于，所述第二NMOS管、第四PMOS管、第六NMOS管、第八PMOS管可替换为二极管，所述第二NMOS管和第六NMOS管的漏极与二极管的正极对应，所述第二NMOS管和第六NMOS管的源极与二极管的负极对应，所述第四PMOS管和第八PMOS管的源极与二极管的正极对应，所述第四PMOS管和第八PMOS管的漏极与二极管的负极对应；所述第一NMOS管、第三PMOS管、第五NMOS管、第七PMOS管可替换为压控开关，所述第一NMOS管、第三PMOS管、第五NMOS管、第七PMOS管的栅极与压控开关的电压控制端对应，所述第一NMOS管、第三PMOS管、第五NMOS管、第七PMOS管漏极和源极之间的导电沟道和压控开关的电流通路对应。

3.如权利要求1所述的低通滤波电路，其特征在于，所述阻变元件M为具有阈值电压特性的忆阻器，信号输入端Vin输入信号；当脉冲输入端PWL为零时，所述忆阻器工作在模拟工作模式，其两端的电压差介于正向阈值电压Vtp和负向阈值电压Vtn之间，忆阻器的阻值不会发生改变；当脉冲输入端PWL输入脉冲时，忆阻器工作在编程工作模式，通过脉冲对其阻值进行编程操作。

4.如权利要求1所述的低通滤波电路，其特征在于，所述低通滤波电路的特征角频率特征频率其中，R为忆阻器的阻值，C为第一电容C1的电容值。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的低通滤波电路的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11：通过在所述信号输入端Vin施加信号电压，同时在所述脉冲输入端施加零电压，使得所述的忆阻器低通滤波电路正常工作，信号输出端Vo正常输出；

S12：通过给脉冲输入端施加正向脉冲使得第一NMOS管和第七PMOS管导通，电流由脉冲输入端PWL经第七PMOS管、第八PMOS管从正向流经阻变元件M后再经第二NMOS管、第一NMOS管流到地端；从而改变了所述阻变元件M的阻值；

S13：通过给脉冲输入端施加负向脉冲使得第三PMOS管和第六NMOS管导通，电流由地端经第三PMOS管、第四PMOS管从负向流经阻变元件M后再经第六NMOS管、第五NMOS管留到脉冲信号的输入端；从而改变了所述阻变元件M的阻值。

6.一种基于忆阻器的带宽可调的高通滤波电路，其特征在于，包括：阻变元件M、第一电容C、运算放大器A、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3和第四PMOS管M4；

所述阻变元件M的正极接地，所述阻变元件M的负极与所述运算放大器A的正向输入端相连；

所述第一电容C的一端作为信号输入端Vin，所述第一电容C的另一端与所述阻变元件M的负极相连；

所述运算放大器A的负向与所述运算放大器A的输出端相连构成电压跟随器，所述运算放大器A的输出端作为信号输出端Vout；

所述第一NMOS管M1的漏极与所述第二NMOS管M2的源极相连，所述第一NMOS管M1的栅极接地，所述第一NMOS管M1的源极与其衬底相连并与脉冲输入端PWL相连；

所述第二NMOS管M2的漏极与所述第二NMOS管M2的栅极相连并与阻变元件M的负极相连，所述第二NMOS管M2的源极与其衬底相连；

所述第三PMOS管M3的漏极与所述第四PMOS管M4的源极相连，所述第三PMOS管M3的栅极接地，所述第三PMOS管M3的源极与其衬底相连并与脉冲输入端PWL相连；

所述第四PMOS管M4的漏极与所述第四PMOS管M4的栅极相连并与所述阻变元件M的正极相连，所述第四PMOS管M4的源极与其衬底相连。

7.如权利要求6所述的高通滤波电路，其特征在于，所述第二NMOS管、第四PMOS管可替换为二极管，所述第二NMOS管的漏极与二极管的正极对应，所述第二NMOS管的源极与二极管的负极对应，所述第四PMOS管的源极与二极管的正极对应，所述第四PMOS管的漏极与二极管的负极对应；所述第一NMOS管、第三PMOS管可替换为压控开关，所述第一NMOS管、第三PMOS管的栅极与压控开关的电压控制端对应，所述第一NMOS管、第三PMOS管漏极和源极之间的导电沟道和压控开关的电流通路对应。

8.如权利要求6所述的高通滤波电路，其特征在于，所述阻变元件M为具有阈值电压特性的忆阻器，信号输入端Vin输入信号；当脉冲输入端PWL为零时，忆阻器工作在模拟工作模式，其两端的电压差介于正向阈值电压Vtp和负向阈值电压Vtn之间，忆阻器的阻值不会发生改变；当脉冲输入端PWL输入脉冲时，忆阻器工作在编程工作模式，通过脉冲对其阻值进行编程操作。

9.如权利要求6所述的高通滤波电路，其特征在于，所述高通滤波电路的特征角频率特征频率其中R为忆阻器的阻值，C为第一电容C的电容值。

10.一种基于权利要求6-9任一项所述的高通滤波电路的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11：通过在所述信号输入端Vin施加信号电压，同时在所述脉冲输入端施加零电压，使得所述的忆阻器高通滤波电路正常工作，信号输出端Vo正常输出；

S12：通过给脉冲输入端施加正向脉冲使得第三PMOS管导通，电流由脉冲输入端PWL经第三PMOS管、第四PMOS管从负向流经阻变元件M后流到地端；从而改变了所述阻变元件M的阻值；

S13：通过给脉冲输入端施加负向脉冲使得第一NMOS管导通，电流由地端从正向流经阻变元件M后再经第二NMOS管、第一NMOS管留到脉冲信号的输入端；从而改变了所述阻变元件M的阻值。