基于分数阶忆阻器的混沌电路分析与设计

提出了一种新型的分数阶忆阻混沌电路.首先,建立了分数阶忆阻器的数学模型,通过数值仿真验证了分数阶广义忆阻器满足忆阻器的基本特性.然后,将分数阶广义忆阻器与蔡氏振荡电路相结合,建立了一种基于分数阶广义忆阻器的混沌电路模型.通过稳定性理论,对分数阶系统的稳定性进行了分析.为了进一步研究电路参数对系统动态行为的影响,利用相位...     

离散分数阶忆阻系统建模及其在Logistic映射中的应用北大核心CSCD

为了拓宽忆阻器的研究范围,通过分析分数阶差分理论和三次非线性磁控忆阻器数学模型,建立了由分数阶差分方程确定磁通量的离散分数阶忆阻模型。数值模拟结果显示,紧缩磁滞回线具有忆阻器的三个特征,这表明所提出的离散分数阶忆阻器满足忆阻器的定义。最后,作为应用,设计了分数阶忆阻Logistic映射,并得到了系统在特定初值和阶次下的多稳定性和新的混沌序列。建立的忆阻模型输入电流不再局限于连续信号,并且将阶次推广至分数阶,拓宽了忆阻器的研究范围。     

基于荷控忆阻器的四阶混沌电路

近年来,基于亿阻器的混沌电路受到国内外学者的广泛关注.然而现阶段的研究,大都采用通过磁控忆阻器和负电导并联构成的有源忆阻器替代蔡氏电路中蔡氏二极管的方法.而采用荷控忆阻器的混沌电路大都同时使用荷控忆阻器与磁控忆阻器构成的五阶双忆阻器混沌电路.该文在蔡氏电路的基础上,采用荷控忆阻器与电感串联的形式构造了一个新的四阶忆阻混沌电路,并提出改进的忆阻器非线性特性曲线,通过数值仿真的方法进行了验证.最后,对这个新的四阶忆阻混沌电路进行动力学特性分析,主要通过李雅普诺夫指数和吸引子在相平面的投影.     

基于忆阻器的五阶MCK混沌电路研究

采用忆阻器替换分段线性电阻的方法,在Matsumoto,Chua和Kobayashi (MCK)提出的四阶混沌电路基础上,设计了一个含有忆阻器的五阶对称混沌电路,建立了五阶忆阻混沌电路的数学模型.采用常规动力学分析方法,分析了五阶忆阻混沌电路的平衡点集及其稳定性、Lyapunov指数.采用常规元器件,构建了五阶忆阻混沌电路的仿真模型,并进行了电路仿真实验.理论分析和仿真实验结果表明,设计的五阶忆阻混沌电路具有丰富的混沌行为,丰富了忆阻混沌电路的设计与应用.     

基于分数阶忆容器的有源滤波器设计

在分析研究整数阶忆容器模型和分数阶忆容器模型的基础上,提出了一种具有两个分数阶阶次的忆容器模型,并对其相关特性进行了分析。将此模型应用于有源低通滤波电路中,仿真分析了含有分数阶忆容器的有源低通滤波电路的时域和频域特性。实验结果表明,与整数阶忆容器模型相比,提出的分数阶忆容器模型可以通过改变分数阶阶次来调整低通滤波电路的截止频率,进而改变低通滤波电路的滤波效果。     

基于忆阻元件的五阶混沌电路研究

采用一个有源磁控忆阻器替换四阶蔡氏振荡器中的蔡氏二极管,导出了一个基于忆阻元件的五阶混沌电路,建立了相应电路状态变量的微分方程组.理论分析表明该忆阻混沌电路具有一个平衡点集,其稳定性随忆阻器初始状态变化而变化.采用常规的动力学分析手段研究了忆阻器初始状态发生变化时电路的动力学特性.数值仿真结果验证了理论分析的正确性.     

一种基于多态忆阻器的电压型神经网络电路

提出了一种基于多态忆阻器的神经网络电路硬件实现方法。采用2⁸ bit的惠普忆阻模型来构建存储权重的双忆阻稳定结构,结合了低功耗轨到轨运放技术以及寄存器技术,设计了模值与极性分离的绝对值电路,以及以忆阻器为核心、可进行正负浮点数运算的权值网络矩阵电路。通过Verilog-A编写激活单元,实现了多层忆阻神经网络。该电路采用并行输入和模拟信号处理方式,控制简单,无需中间数据缓存。实验结果表明,该方法有效提升了以忆阻器为核心的人工神经网络的稳定性和运行效率。     

基于双曲函数的通用型荷控忆阻器电路等效模型分析

目前,忆阻器模拟器的研究主要集中在磁控忆阻器,对荷控忆阻器模拟器的研究不多,双曲函数型的荷控忆阻器模拟器也很少涉及。因此,该文提出一种基于双曲函数的通用型荷控忆阻器模拟器。模拟器通过电压-电流的相互转换电路,实现电路中电压和电流信号之间的相互转换,再通过电路中对应的电路模块对产生的信号进行计算,最终得到通用型双曲荷控忆阻器模型。模拟器能够实现双曲正弦、双曲余弦以及双曲正切函数对应的荷控忆阻器模型。通用型双曲函数荷控忆阻器模拟器对应的等效电路,主要由运算放大器、电阻、电容、三极管等基本元件组成。分析模拟器在不同幅值以及不同频率的输入信号下的伏安特性曲线,得出荷控忆阻器模拟器符合记忆元件的基本特性。该文提出的通用型双曲函数荷控忆阻器模型,对忆阻器模型的发展具有一定的参考意义。     

基于广义忆阻器的超混沌系统的研究与电路实现

基于通用忆阻器模型，设计了一个广义忆阻器并将其引入混沌系统，构建了一个新的四阶忆阻超混沌系统，探究了其动力学特性。首先对新型四阶忆阻超混沌系统的相图、耗散性、李雅普诺夫指数、稳定性等特性进行分析，发现其存在无穷多平衡点集，且比原系统有更高的维度、混沌性以及复杂度。通过进一步分析其动力学现象，发现随着参数和初值的变化，其分岔特性和李雅普诺夫指数反映出多吸引子共存等现象。最后通过数值仿真与模拟电路仿真的相图对比，验证忆阻混沌系统电路的可行性。新系统有着更复杂的非线性行为，因此具有更高的研究价值，同时为忆阻混沌电路的实际应用奠定了基础。     

忆阻器的建模及高精度忆阻值读写电路的设计

使用现有电路元件设计了一种荷控忆阻器的理论模型。由于把忆阻器应用于存储器、神经网络、信号处理等领域均涉及到忆阻器的读写操作,并且目前忆阻器大多是数字量0和1的操作,没有模拟量的操作。所以利用了荷控忆阻器的电荷特性,给出一种描述如何读取忆阻器的模拟忆阻值的方法。利用了荷控忆阻器的频率特性,设计了一个反馈式忆阻值写电路,该电路能够在忆阻器的阻态范围内进行任意模拟量的写操作。仿真结果验证了设计的正确性。     

Multilevel Bipolar Memristor Model Considering Deviations of Switching Parameters in the Verilog-A Language

Russian Microelectronics - We describe a bipolar memristor in the Verilog-A language. The proposed model concepts take into account the following parameter deviations in the memristor switching...     

Electro-magnetic interpretation of four-element torus

The concept of the memristor was proposed by Leon Chua in 1971, along with some electro-magnetic interpretations according to quasi-static expansion of Maxwell''s equations. In 2003, Chua included the memristor into a four-element torus that has infinite circuit elements. This paper uses the quasi-static method to interpret every circuit element in the torus. Two examples are also provided to show how topologic structure of an element affects its electrical properties by affecting the dominant electro-magnetic field components. Additionally, it is proved that the circuit elements in the torus, except the resistive, capacitive and inductive elements, cannot exist independently. Moreover, the incorrectness in Chua''s interpretation of the memristor, that the memristor cannot be interpreted with the transient quasi-static method due to its memory property, is pointed out. Finally, the limitations of the electro-magnetic interpretation method are discussed.     

忆阻数字逻辑电路设计

该文简要概述了忆阻器理论的提出、应用现状及其在电子技术领域发展的现状,介绍了忆阻器在数字逻辑电路设计中的重要意义,并结合惠普(HP)忆阻器的二值特性及其电路特性,对忆阻器在数字逻辑电路设计中的发展、趋势及可应用前景进行了综述,可为忆阻器在数字逻辑电路中的后续研究及相关应用提供一定的参考。     

忆阻元件的研究进展

忆阻元件是一种联系电荷和磁链之间关系的新的无源电路元件,可以称其为第四类基本电路元件。本文首先介绍了忆阻元件的概念、基本模型及其数学表示方法,然后介绍了目前国内外的研究现状。国内研究主要集中于忆阻元件的数学模性、特性及与其它元件组成的简单电路的性能;国外的研究主要集中于忆阻元件在各方面的潜在应用以及由忆阻概念进一步推测忆容和忆感元件及其系统。     

Memristor interpretations based on constitutive relations

The attractive memristor is interpreted based on its constitutive relation. The memory property of the memristor is explained, along with the explanation on its three fingerprints: (1) Pinched hysteresis loop; (2) Hysteresis lobe area decreases as frequency increases; (3) Pinched hysteresis loop shrinks to a single-valued function at infinite frequency. Where the magnetic flux is in Strukov’s memristor is also introduced. Resistive elements including the memristor are taken as an example to argue that the constitutive relation determines the electrical property of a circuit element and diagram method is used to distinguish different elements in the resistive element series.