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忆容器多谐振荡器及其实验

物理学报 2019年第22期68卷 397-408页

作者：顾梅园刘敬彪王光义梁燕李付鹏杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 杭州电子科技大学机械工程学院杭州310018

忆容器是一种具有记忆性的非线性电容,为研究忆容器的电路特性,提出了一种压控型忆容器的二次曲线模型,利用电流反馈型运放等器件构建了能够动态模拟忆容器q-v特性的仿真器.通过仿真和实验观测到忆容器的滞回曲线,以及随外加激励频率增... 详细信息

忆容器是一种具有记忆性的非线性电容,为研究忆容器的电路特性,提出了一种压控型忆容器的二次曲线模型,利用电流反馈型运放等器件构建了能够动态模拟忆容器q-v特性的仿真器.通过仿真和实验观测到忆容器的滞回曲线,以及随外加激励频率增加而收缩的特性.分析了周期性激励信号的参数对忆容值取值范围的影响,并对忆容器的非易失性和平衡点的稳定性进行了研究.基于该忆容仿真器设计了一种多谐振荡器,分析了振荡器的工作原理,对振荡器的输出电压、忆容器的端电压、忆容器的磁通和电荷,以及忆容器的滞回曲线进行了测试.通过实验中观测到的各种振荡波形,分析了振荡器的频率、占空比以及忆容器的非线性特性随电路参数变化的规律.

关键词：忆容器非易失性多谐振荡器

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基于分数阶忆容器的有源滤波器设计

微电子学 2023年第1期53卷 19-24页

作者：黄京尚涛左永浩左自辉武汉科技大学信息科学与工程学院/人工智能学院武汉430081 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081

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。... 详细信息

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。

关键词：分数阶忆容器滤波电路

忆容器的Simulink模型及其主要特性分析

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电子科技大学学报 2011年第5期40卷 648-651页

作者：何朋飞王丽丹段书凯李传东西南大学电子信息工程学院重庆北碚区400715 重庆大学计算机学院重庆沙坪坝区400033

针对忆容器在数据读写与存储方面可能会更少丢失数据的优势,介绍了一种忆容器的数学模型,为便于对该忆容器的研究,根据其数学模型,搭建了忆容器的Simulink仿真模型,对该模型进行仿真研究,得到了关于忆容器的典型特性,验证了其有效性,同... 详细信息

针对忆容器在数据读写与存储方面可能会更少丢失数据的优势,介绍了一种忆容器的数学模型,为便于对该忆容器的研究,根据其数学模型,搭建了忆容器的Simulink仿真模型,对该模型进行仿真研究,得到了关于忆容器的典型特性,验证了其有效性,同时,基于忆容器的数学模型,应用matlab研究了输入激励和忆容器的各项参数对忆容器的影响,获得了许多忆容器的新特性和重要的数据,为忆容器应用方面的研究奠定了基础。

关键词：特性分析忆阻器忆容器 Simulink模型

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基于忆容器件的神经形态计算研究进展

物理学报 2021年第7期70卷 15-32页

作者：任宽张珂嘉秦溪子任焕鑫朱守辉杨峰孙柏赵勇张勇西南交通大学超导与新能源研究开发中心磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031 西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 西南交通大学电气工程学院成都610031 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 福建师范大学物理与能源学院福州350117

人工智能的快速发展需要人工智能专用硬件的快速发展,受人脑存算一体、并行处理启发而构建的包含突触与神经元的神经形态计算架构,可以有效地降低人工智能中计算工作的能耗.记忆元件在神经形态计算的硬件实现中展现出巨大的应用价值;相... 详细信息

人工智能的快速发展需要人工智能专用硬件的快速发展,受人脑存算一体、并行处理启发而构建的包含突触与神经元的神经形态计算架构,可以有效地降低人工智能中计算工作的能耗.记忆元件在神经形态计算的硬件实现中展现出巨大的应用价值;相比传统器件,用忆阻器构建突触、神经元能极大地降低计算能耗,然而在基于忆阻器构建的神经网络中,更新、读取等操作存在由忆阻电压电流造成的系统性能量损失.忆容器作为忆阻器衍生器件,被认为是实现低耗能神经网络的潜在器件,引起国内外研究者关注.本文综述了实物/仿真忆容器件及其在神经形态计算中的最新进展,主要包括目:前实物/仿真忆容器原理与特性,代表性的忆容突触、神经元及神经形态计算架构,并通过总结近年来忆容器研究所取得的成果,对当前该领域面临的挑战及未来忆容神经网络发展的重点进行总结与展望.

关键词：忆容器忆容机理突触神经网络

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一种基于忆阻器的忆容器模型

系统仿真学报 2017年第12期29卷 3176-3184页

作者：甘朝晖吴宇鑫蒋旻张士英武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081 武汉科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430065

惠普实验室在发现忆阻器实物以后,研究人员根据电路理论提出了忆容器的概念。但是,直到目前,忆容器的实物还没有被发现。为了研究忆容器,科研人员往往用其它的元件及电路来模拟忆容器。在详细分析了现有的忆容器模型以后,研究了忆阻器... 详细信息

惠普实验室在发现忆阻器实物以后,研究人员根据电路理论提出了忆容器的概念。但是,直到目前,忆容器的实物还没有被发现。为了研究忆容器,科研人员往往用其它的元件及电路来模拟忆容器。在详细分析了现有的忆容器模型以后,研究了忆阻器与忆容器之间的变换关系,提出了一种新的非线性转换方法以实现忆阻器到忆容器的变换,并在此基础上构造了一种基于忆阻器的非线性忆容器模型。经过Pspice仿真实验发现,该模型成功地模拟了忆容器的基本特性,该模型对忆容器及其相关电路的发展及应用是非常有意义的。

关键词：忆阻器忆容器非线性模型

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悬浮型忆容器电路模型及其滤波电路分析

系统仿真学报 2015年第1期27卷 201-208页

作者：李贵三于东升烟台南山学院烟台265713 中国矿业大学徐州221116

基于有源器件设计了一种新的悬浮型二端口忆容器的等效模拟电路。分别采用方波和正弦波作为激励信号,验证了忆容器等效电路的磁滞环和频率依赖特征。考虑到忆容器元件容抗的可控性,将其应用在滤波器电路中,能够获得可调的截止频率。借助... 详细信息

基于有源器件设计了一种新的悬浮型二端口忆容器的等效模拟电路。分别采用方波和正弦波作为激励信号,验证了忆容器等效电路的磁滞环和频率依赖特征。考虑到忆容器元件容抗的可控性,将其应用在滤波器电路中,能够获得可调的截止频率。借助PSPICE软件,分别基于电路模型和宏模型搭建了两种由忆容器元件组成的Π型低通滤波电路。分析了滤波电路的输入输出关系,以包含高、低两种频率成分的电压信号验证系统的滤波能力,并与实验结果进行误差对比分析。结果表明此新型滤波电路可有效滤除高频信号,低通滤波能力良好,且在无控制条件下输出特性异于传统滤波电路,具有进一步研究和开发的价值。

关键词：忆容器 PSPICE 滤波电路截止频率

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一种基于压控型忆阻器的忆容器模型

微电子学与计算机 2015年第11期32卷 166-171页

作者：吴梦雯甘朝晖吴宇鑫武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081

分析了忆阻器与忆容器之间的关系,提出了基于电压控制型忆阻器的忆容器模型.用Pspice软件对该模型进行了仿真实验,发现该模型中忆容器的忆容值与忆阻器的忆阻值成线性关系,忆容器的电压—电荷曲线呈现典型的非线性迟滞回线特性.在验证... 详细信息

分析了忆阻器与忆容器之间的关系,提出了基于电压控制型忆阻器的忆容器模型.用Pspice软件对该模型进行了仿真实验,发现该模型中忆容器的忆容值与忆阻器的忆阻值成线性关系,忆容器的电压—电荷曲线呈现典型的非线性迟滞回线特性.在验证了所提出忆容器模型正确性的基础上,进一步分析了忆容器的电气特性.

关键词：忆容器忆阻器模型 Pspice

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忆容器电路的动力学特性分析及其应用研究

忆容器电路的动力学特性分析及其应用研究

作者：金麒麟广西大学

学位级别：硕士

电阻、电容以及电感是构成电力电子电路的基本元器件,它们的数学特性可以描述电路的状态和行为特征。但是近年来一些国内外的学者发现现有的电路基本元件不足以描述所有的电路状态量之间的关系,于是他们提出了“记忆元件”的概念。记忆... 详细信息

电阻、电容以及电感是构成电力电子电路的基本元器件,它们的数学特性可以描述电路的状态和行为特征。但是近年来一些国内外的学者发现现有的电路基本元件不足以描述所有的电路状态量之间的关系,于是他们提出了“记忆元件”的概念。记忆元件是带有记忆功能的非线性二端元件,它们包括忆容器、忆阻器以及忆感器。它们的状态受到电路施加的电压、电流或者电荷的历史状态的影响,因而他们具有“记忆”的能力。并且当对它们施加正弦信号时,它们的特性曲线都表现为一种滞回曲线的形式。这三种记忆元件因其独特的性质,被认为在非易失性存储、人工神经网络、大规模集成电路和混沌理论研究中拥有巨大的应用前景。本文对忆容器构成的非线性电路系统进行了若干研究,主要进行了以下几个方面的工作：1.根据忆容器的概念和原理,运用基本的电路元器件搭建了二阶、三阶电压控制忆容器的等效电路,并且对三阶电压控制忆容器做了电路实验。仿真和实验结果显示,在输入正弦信号时,忆容器等效电路的特性曲线表现出滞回特性,符合忆容器的概念和原理。同时,本文对三阶电荷控制忆容器的数学模型进行了仿真,仿真结果也符合预期。2.用忆容器替换普通PD电路中的一个常规电容,从而组成了一个非线性PD控制器。仿真结果表明,该非线性PD控制器对于被控对象有着良好的控制效果。3.研究了一种由三阶电荷控制忆容器组成的混沌振荡电路。用数值分析以及计算机仿真的方式研究了该混沌电路在不同条件下的动态特性。探索了忆容器在混沌电路中的应用。

关键词：记忆元件忆容器非线性PD控制器混沌振荡电路

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忆容器等效模型及其在混沌振荡电路中的应用

忆容器等效模型及其在混沌振荡电路中的应用

作者：吴珺杭州电子科技大学

学位级别：硕士

纳米尺度的忆阻器、忆容器和忆感器是一类新型电路元件,它们无需内部电源即可存储信息,在非易失存储器、人工神经网络、数字逻辑电路和非线性电路等方面有着重要的潜在应用价值。由于忆容器尚未物理实现,对于忆容器的研究主要通过建模... 详细信息

纳米尺度的忆阻器、忆容器和忆感器是一类新型电路元件,它们无需内部电源即可存储信息,在非易失存储器、人工神经网络、数字逻辑电路和非线性电路等方面有着重要的潜在应用价值。由于忆容器尚未物理实现,对于忆容器的研究主要通过建模仿真实现。因此,本文主要研究忆容器数学模型和仿真电路的构建,并将忆容器模型应用于混沌振荡电路中,并研究忆容器在混沌电路中的复杂动力学行为,这对分析和研究忆容器的理论和应用具有深远的意义。本文主要研究工作如下:(1)将忆容器的广义定义式具体化,提出一种新型的荷控忆容器模型和两种磁控忆容器模型,根据忆容器的模型设计了忆容器的等效电路。等效电路的优点有两个,一个是忆容器可作为独立元件方便的应用于电路之中,二是将不易测量的电荷变量用电压值表示。(2)深入研究了混沌的基本理论,分析了经典的混沌系统,并将Lorenz混沌系统进行改进,提出一种新型的混沌系统,新混沌系统的非线性项由两个指数项构成,并且指数项的底数是可以变化的,这样使得混沌参数区间更大,混沌系统产生的伪随机序列更加复杂,提高了混沌序列应用的安全性,增加了破译难度。(3)进一步研究了记忆器件,将荷控忆容器模型应用于混沌电路之中,构成了一种混沌振荡器电路,分析了忆容器混沌系统的动力学特性,包括平衡点和稳定性,并研究了参数对系统性能产生的影响,利用吸引子相图、分岔图、Lyapunov指数、动力学地图观察参数变化时系统状态的演变过程。为了研究混沌伪随机序列,通过DSP实验将混沌系统产生的信号进行离散化,一方面验证了Matlab仿真的正确性,另一方面将产生的伪随机序列进行了NIST测试,将测试结果和经典的Lorenz系统进行对比发现,忆容器混沌系统产生的伪随机序列具有更好的随机性,应用于信息加密和保密通信具有更大的价值。(4)对忆容器混沌系统产生的伪随机序列进行了应用研究,将伪随机序列与国际流行的AES算法相结合,设计了一个基于Android V6.0.1的混沌编码的相机照片加密系统。主要原理是使用混沌序列替换AES算法中的原密钥,对Android相机拍摄到的照片进行加密处理,加密后的照片信息未解密前无法获取,只有通过Android混沌编码软件输入正确的密钥才能解密。由于忆容器混沌系统具有较大的密钥空间,加密照片的破译难度非常大,Android混沌编码相机安全性较好。

关键词：忆容器混沌振荡器加密相机