基于一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥的运算电路

摘要

一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路，其特征在于：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。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。

主权项

基于一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥的运算电路，其特征在于：一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路由二极管(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；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：设定广义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：$I_m=G_m{V}_m=2I_s{e}^{-{\mathrm{\rho V}}_0}\sinh \left({\mathrm{\rho V}}_m\right)$$\frac{{\mathrm{dV}}_0}{dt}=\frac{2I_s{e}^{-{\mathrm{\rho V}}_0}\cosh \left({\mathrm{\rho V}}_m\right)}{C_0}-\frac{V_0}{R_0{C}_0}-\frac{2I_s}{C_0}$其中，ρ＝1/(2nV_T)；I_s，n和V_T分别表示二极管反向饱和电流、发射系数和热电压，由此，可以推导出广义忆阻器的忆导表达式为$G_m=\frac{2I_s{e}^{-{\mathrm{\rho V}}_0}\sinh \left({\mathrm{\rho V}}_m\right)}{V_m}.$