基于忆阻器的对数器运算电路.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108388419A(43)申请公布日2018.08.10(21)申请号201810173470.6(22)申请日2016.05.24(62)分案原申请数据201610348685.82016.05.24(71)申请人杜玮嘉地址256603山东省滨州市滨城区府前街201号(72)发明人杜玮嘉(51)Int.Cl.G06F7/556(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称基于忆阻器的对数器运算电路(57)摘要本发明公开了一种基于忆阻器的对数器运算电路，该电路由二极管1N4148、电容和电阻组成，二极管1N4148实现文氏电桥功能，电容和电阻组成RC震荡电路。提出了以一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路为基础，实现模拟电路中的反相、加法、积分、微分、指数和对数运算，为应用非常广泛的正弦波RC振荡电路，具有振荡较稳定、波形良好、振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节等优点的文氏桥振荡器提供了一种平台。CN108388419ACN108388419A权利要求书1/1页1.基于忆阻器的对数器运算电路，其特征在于：所述忆阻器由二极管(1N4148)、电容和电阻组成，二极管1N4148实现文氏电桥功能，电容和电阻组成RC震荡电路；所述二极管D1的正极接二极管D4的正极，接忆阻器的输入端，所述二极管D1的负极接电容C0的一端，接二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接二极管D3的负极，接忆阻器的输出端，所述二极管D2的负极接电容的一端，所述二极管D3的负极接二极管D2的正极，接忆阻器的输出端，所述二极管D3的正极接二极管D4的正极，接电容C0的另一端，接地，所述二极管D4的正极接二极管D3的正极，接电容C0的另一端，接地，所述二极管D4的负极接二极管D1的正极，接忆阻器的输入端，所述电容C0的一端接电阻R0的一端，所述电容C0的另一端接电阻R0的另一端，接地；根据二极管文氏电桥的电路得出以下关系式：设定忆阻器两端输入电压和电流分别为Vm和Im，电容C0两端电压为V0，其数学模型为：其中，ρ＝1/(2nVT)；Is，n和VT分别表示二极管反向饱和电流、发射系数和热电压，由此，可以推导出忆阻器的忆导表达式为基于忆阻器的对数器运算电路由忆阻器，三极管和运算放大器LF347BN(U5)组成；所述运算放大器LF347BN(U5)的负输入端通过忆阻器Rm5接对数电路的输入，接三极管T1的集电极，所述三极管的基极接地，所述三极管的发射极接运算放大器LF347BN(U5)的输出，运算放大器LF347BN(U5)的正输入端接地，运算放大器LF347BN(U5)的正电源端接VCC，负电源端接VEE；根据对数电路的结构可以得出以下关系式：设对数电路的输入电压为Ui7，忆阻器Rm5上的电流为IRm5，三极管上的电流为IE1，对数电路的输出电压为Uo5，根据运算电路“虚短”和“虚断”，三极管的特性原则得出：2CN108388419A说明书1/3页基于忆阻器的对数器运算电路技术领域[0001]本发明涉及一种运算电路，特别涉及一种基于忆阻器对数器运算电路。背景技术[0002]自纳米级忆阻器的物理可实现性报道以来，基于忆阻器的各种应用电路中，忆阻混沌电路得到了较为广泛的研究，并有大量的成果报道，忆阻器是一种非线性电路元件，与其他三种基本电路元件进行有机连接，很容易构建出各种基于忆阻器，忆阻器被用于混沌学的研究已经产生了比较深远的影响，但是将忆阻器单独的运用到模拟电路中，实现数学中的基本运算在国内外还比较少，为此，本发明提出了以一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路为基础，实现模拟电路中的反相、加法、积分、微分、指数和对数运算，为应用非常广泛的正弦波RC振荡电路，具有振荡较稳定、波形良好、振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节等优点的文氏桥振荡器提供了一种平台。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种基于忆阻器的对数器运算电路，以解决上述背景技术中提出的问题。[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于忆阻器对数器运算电路，所述忆阻器由二极管(1N4148)、电容和电阻组成，二极管1N4148实现文氏电桥功能，电容和电阻组成RC震荡电路；所述二极管D1的正极接二极管D4的正极，接忆阻器的输入端，所述二极管D1的负极接电容C0的一端，接二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接二极管D3的负极，接忆阻器的输出端，所述二极管D2的负极接电容的一端，所述二极管D3的负极接二极管D2的正极，接忆阻器的输出端，所述二极管D3的正极接二极管D4的正极，接电容C0的另一端，接地，所述二极管D4的正极接二极管D3的正极，接电容C0的另一端，接地，所述二极管D4的负极接二极管D1