1.一种四阶局部有源忆阻器电路模型,其特征在于,该电路模型基于以下数理关系设计:
i(t)和u(t)为忆阻器的电流与电压,变量x为忆阻器的状态;
该电路模型包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2和乘法器U3、U4、U5、U6,集成运算放大器U1和乘法器U3、U4、U5构成控制忆导的状态变量产生电路,集成运算放大器U1用于实现积分运算、加法运算和反相放大运算,将输出信号作为忆阻器等效电路的忆导控制信号;局部有源忆阻器等效电路由集成运算放大器U2和乘法器U6构成,集成运算放大器U2用于实现反向放大运算和加法运算,得到需要的四阶控制信号,乘法器U6用于实现将四阶控制信号和电压量相乘,得到最终的忆阻器电流量;
所述的集成运算放大器U1、集成运算放大器U2采用LM324,乘法器U3、U4、U5、U6均采用AD633;集成运算放大器U1的第6引脚输入忆阻器电压量,乘法器U6的第7引脚输出忆阻器电流;
所述的集成运算放大器U1的第1引脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端连接,集成运算放大器U1的第2引脚与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的另一端连接,集成运算放大器U1的第3、5引脚接地,集成运算放大器U1的第4引脚接电源VCC,集成运算放大器U1的第6引脚与第十电阻R10的一端、第十一电阻R11的一端连接,第7引脚与第九电阻R9的一端连接,第8引脚与第一电容C1的一端、第八电阻R8的一端连接,集成运算放大器U1的第9引脚与第一电容C1的另一端、第八电阻R8的另一端、第七电阻R7的一端连接,集成运算放大器U1的第10、12引脚接地,集成运算放大器U1的第11引脚接VEE,集成运算放大器U1的第13引脚与第九电阻R9的另一端、第六电阻R6的一端、第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端连接,集成运算放大器U1的第14引脚与第七电阻R7的另一端、第六电阻R6的另一端连接,第五电阻R5的另一端接1V的电压;
其中集成运算放大器U1的第8、9、10引脚对应的运算放大器与第七电阻R7、第八电阻R8以及第一电容C1构成积分电路,来获得忆阻器的状态变量x,输入的电压为u(t)通过第十一电阻R11输入到集成运算放大器U1的第5引脚,U1引脚8的电压为u8(t):集成运算放大器U1的第1、2、3引脚对应的运算放大器,与第一电阻R1、第二电阻R2构成反相运算放大器,用于实现乘法器U4的第1引脚的电压u1(t)的反相增益,集成运算放大器的U1的第1引脚的电压为u2(t):集成运算放大器U1的第5、6、7引脚对应的运算放大器,与第十电阻R10、第十一电阻R11构成反相运算放大器,用于实现集成运算放大器U1的第6引脚的电压的反相增益,集成运算放大器U1的第7引脚的电压为u10(t):集成运算放大器U1的第12、13、14引脚对应的运算放大器与第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第九电阻R9构成反相加法电路,来获得忆阻器的状态变量x,输入的电压为u(t)通过第四电阻R4输入到集成运算放大器U1的第13引脚,集成运算放大器U1的第13引脚的电压为u4(t),集成运算放大器U1的第14引脚的电压为u7(t):所述的集成运算放大器U2的第1引脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端连接,第2引脚与第十三电阻R13的另一端、第十四电阻R14的另一端连接,第3、10、12引脚接地,第4引脚接电源VCC,第8引脚与第十九电阻R19的一端、乘法器U6的第3引脚连接,第9引脚与第十九电阻R19的另一端、第十八电阻R18的一端连接,第11引脚接电源VEE,第13引脚与第十六电阻R16的一端、第十二电阻R12的一端、第十七电阻R17的一端、第十八电阻R18的另一端、第十五电阻R15的另一端连接,第14引脚与第十七电阻R17的另一端连接,第一电阻R1的另一端作为电压输入端,第十六电阻R16的另一端接‑1V的电压,乘法器U6的第1引脚接电压的输入端,乘法器U6的第7引脚为电流的输出端;
其中集成运算放大器U2的第1、2、3引脚与第十三电阻R13及第十四电阻R14构成反相运算电路,用于实现忆导控制函数的输入运算,乘法器U4的第7引脚的电压为u3(t),集成运算放大器U2的第1引脚的电压u14(t):集成运算放大器U2的第12、13、14引脚与第十五电阻R15、第十二电阻R12以及第十六电阻R16及第十七电阻R17构成反相加法器,用于实现忆阻器忆导的运算,集成运算放大器U2的第14引脚的电压u17(t):集成运算放大器U2的第8、9、10引脚与第十八电阻R18以及第十九电阻R19构成反相运算器,集成运算放大器U2的第8引脚的电压u19(t):乘法器U6的输出端W引脚的电流iw(t):
为四阶局部有源忆阻器等效电路的电压与电流特性,
与上式得到的状态变量控制函数联立即可得到局部有源忆阻器的模型。