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专利号: 2019100387591
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.三值忆感器的电路模型,其特征在于:该电路模型基于以下数理关系建立:q(ρ)=‑0.00375+0.025ρ+0.04|ρ+0.25|‑0.025|ρ‑0.25|其中ρ为磁通量积分;

该电路模型包括负的磁通 项产生电路,磁通 项产生电路,磁通量积分ρ项产生电路,负的磁通量积分‑ρ项产生电路,ρ+0.25项产生电路,ρ‑0.25项产生电路,饱和输出电压Usat1项产生电路,饱和输出电压Usat2项产生电路,‑0.04sgn(ρ+0.25)项产生电路,0.025sgn(ρ‑

0.25)项产生电路, 项产生电路,0.1i(t)项产生电路,‑i(t)项产生电路,i(t)项产生电路;

负的磁通 项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的第一放大器、电阻R1、电容C1和激励电压u(t)构成,激励电压u(t)加至 项产生电路,由集成运算放大器芯片U1中的第一放大器,通过积分运算实现 的输出;

磁通量积分ρ项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的第二放大器、电阻R2和电容C2构成, 加至磁通量积分ρ项产生电路,由集成运算放大器芯片U1中的第二放大器,通过积分运算实现的ρ的输出;

负的磁通量积分‑ρ项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的第三放大器、电阻R3和R4构成,磁通量积分ρ加至负的磁通量积分‑ρ项产生电路,由集成运算放大器芯片U1中的第三放大器,通过反相比例运算实现‑ρ的输出;

磁通量 项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的第四放大器、电阻R5和R6构成,负的磁通量 加至磁通量 项产生电路,由集成运算放大器芯片U1中的第四放大器,通过反相比例运算实现 的输出;

ρ+0.25项产生电路由集成运算放大器芯片U2中的第一放大器、电阻R7、R8、R9和‑0.25V电压构成,‑ρ和‑0.25V电压加至ρ+0.25项产生电路,由集成运算放大器芯片U2中的第一放大器,通过反相比例求和运算实现ρ+0.25的输出;

ρ‑0.25项产生电路由集成运算放大器芯片U2中的第二放大器、电阻R10、R11、R12和

0.25V电压构成,‑ρ和+0.25V电压加至ρ‑0.25项产生电路,由集成运算放大器芯片U2中的第二放大器,通过反相比例求和运算实现ρ‑0.25的输出;

饱和输出电压Usat1项产生电路由电压比较器芯片U3的第一比较器和电阻R17构成,将ρ+

0.25项加至饱和输出电压Usat1项产生电路,由电压比较器芯片U3的第一比较器,通过比较运算实现Usat1的输出;

饱和输出电压Usat2项产生电路由电压比较器芯片U3的第二比较器和电阻R18构成,将ρ‑

0.25项加至饱和输出电压Usat2项产生电路,由电压比较器芯片U3的第二比较器,通过比较运算实现Usat2的输出;

‑0.04sgn(ρ+0.25)项产生电路由集成运算放大器U2芯片中的第三放大器、电阻R13和R14构成,将Usat1加至 项产生电路,由集成运算放大器芯片U2中的第三放大器,通过反相比例运算实现‑0.04sgn(ρ+0.25)的输出;

0.025sgn(ρ‑0.25)项产生电路由集成运算放大器芯片U2中的第四放大器、电阻R15和R16构成,将Usat2加至 项产生电路,由集成运算放大器芯片U2中的第四放大器,通过反相比例运算实现0.025sgn(ρ‑0.25)的输出;

‑1

L (ρ)项产生电路由集成运算放大器芯片U4中的第一放大器、电阻R19、R20、R21和R22‑1构成,将‑0.04sgn(ρ+0.25)项、0.025sgn(ρ‑0.25)项和‑0.025V加至L (ρ)项产生电路,由集‑1成运算放大器芯片U4中的第一放大器,通过反相比例运算实现的L (ρ)输出;

‑1

0.1i(t)项产生电路由乘法器U5构成,将L (ρ)项和磁通量 加至0.1i(t)项产生电路,通过乘法器U5的乘法运算,实现0.1i(t)的输出;

‑i(t)项产生电路由集成运算放大器芯片U4中的第二放大器、电阻R23和R24构成,将

0.1i(t)项加至‑i(t)项产生电路,由集成运算放大器芯片U4中的第二放大器,通过反相比例运算实现‑i(t)的输出;

i(t)项产生电路由集成运算放大器芯片U4中的第三放大器、电阻R25和R26构成,将‑i(t)项加至i(t)项产生电路,由集成运算放大器芯片U4中的第三放大器,通过反相比例运算实现i(t)的输出;

所述的集成运算放大器U1、U2和U4采用LF347,电压比较器U3采用LM393,乘法器U5采用AD633AN。

2.根据权利要求1所述的电路模型,其特征在于:集成运算放大器芯片U1内集成4个运算放大器,其中第1、2、3引脚对应的运算放大器与电阻R1和电容C1构成积分运算电路,用于实现对激励电压u(t)的积分,即U1引脚1的电压为:集成运算放大器芯片U1的第5、6、7引脚对应的运算放大器与电阻R2和电容C2构成积分运算电路,用于实现对负的磁通量 的积分,其中电容C2的初始电压为‑0.4V,即U1引脚7的电压为:集成运算放大器U1的第8、9、10引脚对应的运算放大器与电阻R3、R4构成反相比例运算电路,用于实现对ρ的反相运算,即U1引脚8的电压为:集成运算放大器U1的第12、13、14引脚对应的运算放大器与电阻R5、R6构成反相比例运算电路,用于实现对负的磁通量 的反相运算,即U1引脚14的电压为:

3.根据权利要求2所述的电路模型,其特征在于:

集成运算放大器U2的第1、2、3引脚对应的运算放大器与电阻R7、R8、R9构成反相比例求和运算电路,用于实现对‑ρ和‑0.25V电压的反相求和,即U2引脚1的电压为:集成运算放大器U2的第5、6、7引脚对应的运算放大器与电阻R10、R11、R12构成反相比例求和运算电路,用于‑ρ和+0.25V电压的反相求和,即U1引脚7的电压为:

4.根据权利要求3所述的电路模型,其特征在于:

电压比较器U3的第1、2、3引脚对应的电压比较器与电阻R17构成的电压比较电路,用于实现对u5=ρ+0.25和参考接地电压的比较,即U3引脚1的电压为:u7=Usat1

电压比较器U3的第5、6、7引脚对应的电压比较器与电阻R18构成的电压比较电路,用于实现对u6=ρ‑0.25和参考接地电压的比较,即U3引脚7的电压为:u8=Usat2。

5.根据权利要求4所述的电路模型,其特征在于:

集成运算放大器U2的第8、9、10引脚对应的运算放大器与电阻R13、R14构成反相比例运算电路,用于实现对Usat1的反相比例运算,即U1引脚8的电压为:集成运算放大器U2的第12、13、14引脚对应的运算放大器与电阻R15、R16构成反相比例运算电路,用于实现对Usat2的反相比例运算,即U2引脚14的电压为:

6.根据权利要求5所述的电路模型,其特征在于:

集成运算放大器U4的第1、2、3引脚对应的运算放大器与电阻R19、R20、R21、R22构成反相求和运算电路,用于实现对u9=‑0.04sgn(ρ+0.25)、u10=0.025sgn(ρ‑0.25)和‑0.025V电‑1压的反相求和,得到忆感值的倒数L (ρ),即U4引脚1的电压为:

7.根据权利要求6所述的电路模型,其特征在于:

‑1

乘法器U5的型号为AD633,用以实现磁通量 和忆感值的倒数L (ρ)的乘积运算,即U5输出端W引脚的电压为:

8.根据权利要求7所述的电路模型,其特征在于:

集成运算放大器U4的第5、6、7引脚对应的运算放大器与电阻R23、R24构成反相比例运算电路,用于实现对0.1i(t)的反相比例运算,即U4引脚7的电压为:集成运算放大器U4的第8、9、10引脚对应的运算放大器与电阻R25、R26构成反相比例运算电路,用于实现对‑i(t)的反相比例运算,即U4引脚8的电压为: