有源荷控忆阻器在非线性电路中的应用

根据理论分析,搭建了一种新的二端口有源忆阻器.该有源荷控忆阻器不使用光敏电阻和数字电位器,理论上比较精确,并且容易在实验中实现.仿真和实验证明了这种有源忆阻器和真正的无源忆阻器具有相同的电路特性.此外还将该有源忆阻器加入到蔡氏混沌电路中,在非线性电路中成功实现混沌现象,证明了它可以等效于一个二端口元件接入其它电路工作,为忆阻器的应用打下了基础.     

倍压整流电路的广义忆阻特性

研究旨在证明二倍压整流电路具有广义忆阻特性,为挖掘倍压整流电路的新功能及新应用提供理论依据.首先,根据电路理论求得二倍压整流电路在电压源激励下输入端口伏安关系式以及电路中电容电压的状态方程;其次,由理论分析所得关系式,选取电路元件参数,施加正弦激励电压,由Matlab软件对端口伏安关系进行数值仿真分析;最后,通过Multisim软件进行虚拟实验以及物理实验进行验证.结果表明理论分析符合广义忆阻器数学定义,数值仿真、虚拟实验及硬件实验3者结果基本吻合,验证了输入端口呈现出忆阻器的3个本质特征,从而证实了二倍压整流电路在取适当电路元件参数时具有广义忆阻特性.     

基于三次非线性忆阻器的有源低通滤波器

忆阻器是具有记忆和连续输出特点的非线性电阻器,现已成为电路中的第4种基本元件。以一个三次光滑的非线性忆阻器模型为基础,与常见的有源低通滤波器相结合,利用电路分析的基本理论,分析该电路的频率响应特性,并与有源RC电路进行对比,对含有忆阻器的有源低通滤波电路进行电路仿真,其结果很好地验证了理论分析。     

基于忆阻器的混沌电路设计与硬件实验

通过在经典QI混沌系统中加入三次非线性磁控忆阻器,构造出了一种四维忆阻混沌系统.分析了该系统的基本动力学特性,证明该系统可以产生混沌吸引子.设计了硬件电路,通过改变元件参数观察到不同类型的吸引子和极限环,实验结果与仿真结果相符合.提出的基于忆阻器的混沌电路设计与硬件实验方案不仅可以拓展传统混沌电路的实现方法,还为非线性...     

基于忆阻器的鉴相电路设计与分析

分析忆阻器的基本理论,推导忆阻器阻值与电量、时间的函数关系,使用Simulink建立忆阻器模型,并验证该模型在正弦信号激励下,电流和电压具有滞回特性.设计基于忆阻器的鉴相电路,将相位差测量转化成对脉冲宽度的测量,对方法进行理论分析,并通过仿真实验验证了电路的功能.通过仿真、计算,得到忆阻器在边界非线性效应的影响下,非线性误差为9.82%.     

类脑计算的基础元件：从忆阻元到分忆抗元

讨论一种新颖的类脑计算的基础元件:分忆抗元(分数阶忆阻元).忆阻元的概念从经典的整数阶推广到分数阶忆阻元,即分忆抗元.分忆抗元是分数阶忆阻元的一个合成词.分忆抗值是分忆抗元的分数阶阻抗.因此,可以很自然地想到一系列具有挑战性的理论难题:分忆抗元和传统的分抗元以及著名的忆阻元的关系是什么;关于介于忆阻元和电容元或电导元之间的内插特性是什么;以及关于分忆抗元在蔡氏电路周期表中的位置在哪里;任意阶理想的容性分忆抗元和感性分忆抗元的分忆抗值的一般表达式是什么;分忆抗元的度量单位和物理量纲是什么;鉴别分忆抗元的指纹特征是什么;如何通过普通的忆阻和电容与电感以模拟电路形式有效实现任意分数阶忆阻元.基于大量的前期探索性研究成果,对上述一系列理论难题进行了初步探讨.分忆抗元解决了分抗元很难实现记忆端口电荷或磁通量的功能,而且分忆抗元可作为一种基本电路元件应用到混沌系统、神经元电路、神经网络电路等的设计.     

一组等价蔡氏忆阻混沌电路的设计

通过改变元件参数, 将不同结构的RC正弦波振荡电路等效为LC并联谐振回路, 用具有非线性特性的忆阻器代替蔡氏电路中的蔡氏二极管, 设计4种等价蔡氏忆阻混沌电路, 并在理论上给出等价条件. 仿真实验结果表明, 实验结果与理论分析和数值计算结果一致, 电路调节方便, 鲁棒性更好.     

一组等价蔡氏忆阻混沌电路的设计

通过改变元件参数， 将不同结构的RC正弦波振荡电路等效为LC并联谐振回路， 用具有非线性特性的忆阻器代替蔡氏电路中的蔡氏二极管， 设计4种等价蔡氏忆阻混沌电路， 并在理论上给出等价条件. 仿真实验结果表明， 实验结果与理论分析和数值计算结果一致， 电路调节方便， 鲁棒性更好.     

国内期刊亮点

正实现室温下磁通驱动型忆耦器忆阻器、忆容器和忆感器是近年来新发现的3种具有记忆功能的电路元件,它们在构建类人脑突触存储、逻辑运算和神经形态计算等新型电子器件方面表现出巨大的潜力。中国科学院物理研究所孙阳、尚大大山山、柴一晟等通过理论分析,建立了基于非线性电荷-磁通关系的第4种记忆电路元件——忆耦器的理论模     

含忆阻器的并联混沌电路动力学分析

忆阻器在保密通信、图像加密中具有重要应用价值。本文提出一种有源压控忆阻器,将该忆阻器和电容、电感并联构成了一个基于忆阻器的并联混沌电路,建立了该系统的无量纲数学模型。采用基本动力学分析方法对系统进行分析,计算了该电路的Lyapunov指数和Lyapunov维数,通过数值仿真得出该系统的相轨图和Poincaré映射,分析了系统的平衡点稳定性,采用Lyapunov指数谱和分岔图等分析方法,研究了电路参数改变对系统动力学行为产生的影响。数值仿真和理论分析结果表明,该系统可以产生一类特殊的超混沌吸引子,并且随着电路参数的变化产生复杂的非线性动力学行为。     

一种含有磁控忆阻器的四阶混沌电路的特征分析

该文提出了一种简单的磁控忆阻器模型,并利用它设计了一个混沌电路。通过数值模拟计算得到了一个三维带状混沌吸引子,且此时忆阻器的伏安特性曲线不是传统的"8"字形。通过计算系统的相图、分岔图和Lyapunov指数谱,发现调节电容参数或忆阻器初始状态可以实现电路系统在混沌态和各周期态之间的转变,发现调节磁通能使系统出现二周期到四周期再回到二周期的奇特分岔现象。该研究工作对利用忆阻器设计混沌电路并应用于密码通信具有积极的参考价值。     

基于改进忆阻器的混沌电路研究

忆阻器是一种具有记忆和连续输出特点的非线性电阻器,针对窗函数忆阻器模型的不足,提出了一种改进的窗函数,它通过添加一个参数来关联忆阻器的线性与非线性特性。为了对该窗函数进行验证,运用了数值分析与模拟电路分析的方法,仿真得出了忆阻器的伏安特性曲线,结果表明,使用改进窗函数的忆阻器模型更加接近实际物理状态。同时,为了进一步研究该模型的电路特性,将该模型应用于蔡氏混沌电路,通过MATLAB仿真得出其相图,并分析它的李雅普诺夫指数谱,数据表明该电路能产生混沌现象,因此,该忆阻器模型是一个能被应用的非线性模型。     

理想负回转器及其应用

应用单位增益的和差运算电压放大器提出两种理想负回转器(ING)——Ⅰ与Ⅱ型。给出了它们的端口方程、等效电路与电路符号。它们是一种线性、非时变、互易、有源的二端口电阻性元件,起着理想负阻抗变换器与理想回转器级联的作用,但比后者更为简单。文中还给出了它们的实现电路与四种应用,并对一些应用列出了实验结果。     

一种基于有源忆阻器模型的混沌电路

提出一种内部状态变量导数中含有平方项的有源忆阻器模型;并基于该模型构造了一个仅含电容、电感和忆阻器三个元件的混沌电路系统。该系统仅包含有一个平衡点;且吸引子关于原点中心对称。通过系统的李雅普诺夫指数谱和分岔图发现,在不同的电阻参数下该系统会以混沌危机和倒分岔两种方式退出混沌。最后,利用运算放大器等对该忆阻器进行电路模拟,给出了混沌系统的电路实现。     

降维的对偶忆阻混沌电路及其FPGA的实现

提出了一个对偶忆阻器混沌电路,对其降维研究的结果表明降维的对偶忆阻混沌电路与对偶蔡氏混沌电路一致.并利用FPGA实现了降维的忆阻混沌电路,说明此忆阻混沌电路可数字化实现.     

忆阻蔡氏对偶混沌电路分析

提出了用分段单调荷控忆阻器代替对偶蔡氏混沌电路中的非线性电阻,构造出基于忆阻器的对偶蔡氏混沌电路。对该忆阻蔡氏对偶混沌电路的理论推导、稳定性、Lyapunov 指数和数值仿真等动力学特性进行了分析。研究结果表明：该系统为双涡卷混沌吸引子,该忆阻蔡氏对偶混沌电路的动力学特征对初值敏感异于普通混沌电路。     

一种忆阻扫描触发器设计

基于惠普公司的忆阻器模型,提出一种可支持断电模式的选择扫描触发器电路.数据可以从主从触发器中被传输存储到忆阻器中,在触发器被断电期间,忆阻器一直保持该数据.当扫描触发器处于唤醒时刻,忆阻器所保持的数据可以被控制回传到主从触发器中.采用惠普公司提供的忆阻器模拟电路仿真模型进行仿真验证,仿真数据及波形表明,该电路可以满足集成电路的低功耗扫描测试需求.     

参数扰动下时滞忆阻神经网络的Lagrange稳定性

根据忆阻器物理特性,建立了一类荷控忆阻神经网络模型,模型中忆阻器的记忆特性被保留.针对实际忆阻器阻值与理想模型存在差异造成忆阻神经网络中参数不确定的问题,研究参数扰动下时滞忆阻神经网络的Lagrange稳定性.将模型重构为双重扰动形式以处理忆阻器忆阻值变化造成的模型中的参数变化.通过构造Lyapunov函数和应用线性矩...     

基于Chua电路的一个超混沌系统的控制同步

Chua电路具有广泛的应用价值,受到越来越多的研究者的关注.借助于最新提出的忆阻器电路元件,在Chua系统的基础上构造了一个新的超混沌系统.通过PC控制和线性反馈方法,分析了两个线性耦合的超混沌系统的同步,数值仿真也验证了理论分析的有效性.     

基于Simulink的忆阻器模型

为了使忆阻器具有与其他器件相结合的能力,本文在惠普实验室提出的忆阻器物理模型电路关系的基础上,在Simulink中用二种方法对忆阻器进行了双端口建模,方便准确的实现了对于忆阻器的仿真。与编写M文件、构建图形用户界面和搭建输入输出模型的建模方法相比,基于Simulink的双端口模型不仅能够方便准确的观察忆阻器的输入输出特性,而且具有更广阔的应用范围,对于忆阻器的研究有一定的指导作用。