有源电感二极管桥忆阻模拟器的设计与分析

"基于有源电感的二极管桥忆阻模拟器，旨在解决传统含电感忆阻模拟器在物理实现上的问题，如体积大、感值调整困难等。文章详细介绍了这种新型模拟器的设计原理和优势。" 忆阻器，作为四种基本电路元件（电阻、电容、电感和忆阻）之一，自20世纪70年代被Leon Chua提出以来，一直备受关注。由于其独特的非线性和可编程特性，忆阻器在滤波、非易失性存储、神经网络和混沌电路等应用中展现出巨大的潜力。然而，忆阻器的物理实现技术复杂，成本高昂，限制了其实用化进程。 为了解决这些问题，研究人员利用分立元件构建忆阻模拟器，例如电阻、电容、运算放大器、模拟乘法器、二极管、光敏电阻和热敏电阻等。其中，二极管桥忆阻模拟电路因其简洁的结构和易于调整的特性，成为一种流行的研究方向。文献中的方法包括串联RL、L和LCR滤波器的忆阻结构，通过仿真和实际电路验证了这些设计的有效性。 然而，这些传统设计中的无源电感组件存在体积大、制造繁琐和感值难以调整的问题。因此，本文提出了一种基于有源电感的二极管桥忆阻模拟器。有源电感利用运算放大器和其他有源器件来模拟电感行为，可以提供更小的体积，更方便的感值调整，并且避免了复杂的绕制过程。 该模拟器的理论推导和伏安特性分析显示，它满足广义忆阻器的定义，即电压与电流之间的关系取决于过去的历史状态。Multisim仿真的结果进一步证实了该模拟器的性能，证明了其在忆阻模拟方面的有效性。这种新型模拟器不仅易于物理实现，而且参数调整灵活，为忆阻器的应用提供了新的可能。 基于有源电感的二极管桥忆阻模拟器为忆阻器研究开辟了新路径，有望推动忆阻器在实际系统中的应用，尤其是在需要紧凑、可调和高效模拟器的领域。这种创新设计不仅解决了传统忆阻模拟器的局限，还为忆阻器技术的未来发展奠定了坚实的基础。