具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种浮地型磁控忆阻模拟器，包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电流传输器AD844AN1、电容C1、电流传输器AD844AN2、电流传输器AD844AN3、乘法运算放大器AD633和运算放大器TL084，输入端与运算放大器TL084的正极相连，所述运算放大器TL084的负极通过电阻R2分别与乘法运算放大器AD633的W端和电流传输器AD844AN3的正极相连，所述运算放大器TL084的Z极通过电阻R4与电流传输器AD844AN1的负极连接，所述电阻R3的一端与运算放大器TL084的负极连接，另一端与运算放大器TL084的Z端连接，所述电流传输器AD844AN1的正极也与输入端连接，所述电流传输器AD844AN1的Z端通过电容C1接地，所述电流传输器AD844AN1的W端与乘法运算放大器AD633的X1端连接，所述乘法运算放大器AD633的X2和Y2端均接地，所述乘法运算放大器AD633的Y1端与输入端相连，所述电流传输器AD844AN3的负端与输出端相连，所述电流传输器AD844AN3的Z端与电流传输器AD844AN2的Z端相连，所述电流传输器AD844AN2的正极接地，所述电流传输器AD844AN2的负极与输入端相连；还包括电阻R1，所述电阻R1串接在输入端和电流传输器AD844AN2的负极之间。

数学建模：本实施例的一种浮地型忆阻模拟器的连接拓扑如图1所示。

对于一个忆阻元件的定义是：如果一个二端元件，在任一时刻的磁通量和电荷量q(t)之间存在代数关系

这一关系可以由或平面上的一条曲线所确定，则此二端元件称为忆阻元件。当式(1)由电荷的单值函数表示时，即称其为电荷控制型忆阻；相应地，当式(1)由磁通的单值函数表示时，即称其为磁通控制型忆阻。因此，流过磁通控制型忆阻(简称磁控忆阻)上的电流i(t)和它两端的电压v(t)之间的伏安关系如式(2)所示。

其中，

是磁控忆阻的忆导，则为忆阻。由此，本文提出一种磁控忆阻模型如下。

其中，a、b是正常数。

由式(4)可知，对于忆阻有

所以电路模拟器设计包括三部分工作：一是电流产生电路以及电流镜像电路的设计，实现浮地功能；二是电压积分电路的设计，实现磁通功能；三是控制电路设计，实现式(5)的功能。其中，主要涉及到电流积分以及乘法运算等，上述运算关系可采用通用运放、乘法器等模拟集成芯片实现。为使所设计的忆阻模拟器可以方便地任意接入电路使用，需要考虑其二端口的“浮地”设计。具体实现电路如图1所示，其中，模拟器端口电压为，端口电流为i_in。

图1中，AD844AN电流传输器，其具有以下特点：v₊＝v_-，v_w＝v_z，i₊＝0，i_-＝i_z。AD844AN2与AD844AN3构成电流镜像电路，由于AD844的负端电流跟随Z脚电流，所以输入电流i_in从AD844AN2负端传输到AD844AN3，实现浮地的功能，其中输入、输出电流i_in＝v₁/R₁，电压v₂＝v₅。

运放TL084与电阻R₂、R₃实现减法运算，v₃电压为

当R₃＝R₂时，v₃＝2v₂-v₁。AD844AN1与R₄电阻以及电容C₁构成了积分运算电路，v₄为电容C₁上的积分电压，则

又因为对于磁通有所以式(7)可写为

对于二输入乘法器AD633芯片，主要完成积分电压v₄与输入端电压v₁之间的乘法运算，W端口为输出电压v₅，根据乘法器AD633的工作原理，输电压v₅＝v₂＝v₁v₄/10。所以由上述分析可得图1所示忆阻器电路模拟器的二端口电压为

将v₁＝i_in R₁代入式(9)，可得。

与式(4)比较可知，当a＝R₁，b＝R₁/10R₄C₁，电路实现了所提出磁控忆阻模型的模拟。在图1所示电路参数下，本文所设计的磁控忆阻器的电路模拟器参数：R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝20kΩ，C₁＝1μF。

采用Multisim软件在图1所示电路参数设置下，端口施加不同的交变激励电压，研究本文所设计的忆阻仿真器的基本电特性。在图1的端口施加正弦波电压u(t)＝Asin(2πft)，取A＝4V，f＝100Hz，测得输入电压u(t)，输入电流i(t)，可得图2。

至此可见，本发明的电路结构设计可构建出一种具有浮地型忆阻功能的模拟器。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。