忆阻器模拟电路及其低通滤波电路研究.pdf

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1、第33卷第2期计算技术与自动化Vo1．33．NO．22014年6月ComputingTechnologyandAutomationJun．2014文章编号：1003—6199(2014)02—0057—07忆阻器模拟电路及其低通滤波电路研究贺少斌，陆益民(广西大学电气工程学院，广西南宁53000)摘要：设计一个具有斜8字型伏安特性的忆阻器模拟电路模型，并将此模型应用于构建低通滤波电路。进行Multisim仿真并制作了相应的实物电路，仿真和实验结果表明该电路模型可以正确模拟忆阻器的特性，由其构建的忆阻低通滤波电路具有时变特性。

2、关键词：忆阻器；模拟电路模型；低通滤波电路中图分类号：TM546文献标识码：AAnalogCircuitBasedMemristorModelandItsApplicationinLow。passFilterCircuitHEShao—bin，LUYi—min(CollegeofElectricalEngineering，GuangxiUniversity，Nanning，Guangxi530004，China)Abstract：Ananalogcircuitbasedmemristormodelisdevelopedusi

3、ngconventionalcircuitelementsandisappliedtoaMClow—passfilter．Simulationandexperimentalresultsshowthattheproposedmodelhasahystereticvolt—amperecharac—teristicandthecorrespondinglow—passfilterexhibitstime—varyingcharacteristics．Keywords：memristor；analogcircuitmodel；l

4、ow—passfiltercircuit1引言2忆阻器的电路模型忆阻器[1是一种具有可变电阻的二端口无忆阻器的应用潜力是巨大的，但目前市场上还源器件。早在l971年蔡少棠就假设存在缺失的第购买不到现成的忆阻器，本文利用现有的有源和无四种无源基本元件——忆阻器，但直到2008年惠源器件来模拟忆阻器特性。忆阻器的电路模型如普实验室的研究人员才宣布实现了一种固态的忆图1。阻器l_2]。当有电压作用于忆阻器两端时，忆阻器的阻值会发生变化。惠普忆阻器有两个重要的电路特性：一是忆阻器具有斜8字型的伏安特性曲线；二是对忆阻器对频率具有敏感

5、性，即偏置电压的频率越高伏安特性曲线越窄，越接近于一个线性的电阻。忆阻器在计算机、神经网络、模拟电路等方面都具有潜在的应用价值¨6]，它将会同晶体管一图1忆阻器的电路模型样，给电子行业带来巨大的变革。本文研究了基于忆阻原理的滤波电路特性。收稿日期：2013—05—20基金项目：国家自然科学基金项目(51167002)作者简介：贺少斌(1985)，男，湖南娄底人，硕士研究生，研究方向：复杂系统控制理论及应用。十通讯联系人，E—mail：hsbl2345@sina．corna、啪啪蚴瑚蚴锄枷荤暑第33卷第2期贺少斌等：忆阻器模拟

6、电路及其低通滤波电路研究／／ll／，0060O2060100ChanneIA电匿(V)Hs)_(a)忆阻器电压及电流波形(c)f一20Hz—^)嘲删越面c每oB5d2电O00刚Ommm旧mChannelA电压(v)_(b)忆阻器伏安特性曲线(d)f一1OOHz图3忆阻器电压电流波形及伏安特性曲线图5不同频率正弦激励下的伏安特性曲线fz,SHz3基于忆阻器的低通滤波电路滤波器是一种对不同频率的信号具有不同抑制特性的电路，RC无源滤波器是最简单的模拟滤波器，它具有成本低、运行稳定、技术相对成熟、选On1O203～孙择性高等优势，

7、在模拟电路中有着广泛的应用。基图4忆阻器阻值变化曲线于忆阻器对频率的敏感性，用忆阻器M代替RC无源低通滤波器中的电阻R组成MC低通滤波器[g，通过仿真和实验来分析MC滤波电路。ChannelA电压—(a)RC低通滤波电路(b)MC低通滤波电路(a)f=5Hz图6低通滤波电路图6a所示的RC低通电路是最简单的低通滤波器，一般称为无源低通滤波器。电压源作为输入端，电容作为低通输出端。电阻的阻抗为R，电容的阻抗为1／j~C，系统的传递函数H(j叫)一===一1Channel电压(v1(b)f=10Hz(5)第33卷第2期贺少斌等：

8、忆阻器模拟电路及其低通滤波电路研究分别通过R和R。接到运放的反相输入端和同相输入端，输出电压经过R反馈到反相输入端。在MC低通滤波实验中，为了测量输出电压(电容两端的电压)的波形，也需要用到此电压减法电路。图10MC低通滤波电路实物图R4tcs)(d)f：100Hz图8MC低通滤波器输入输