[发明专利]一种基于忆感器的并联谐振电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，具体涉及一种基于忆感器的并联谐振电路。

背景技术

谐振电路是一种含有电感、电容和电阻元件的单口网络，在某一工作频率时，可出现端口电压和端口电流波形相位相同的情况，此时称电路发生谐振，称为谐振电路。谐振电路是各种复杂网络的基础，广泛应用于滤波整形电路、频率选择电路以及改善充放电波形电路中。

在传统的谐振电路中，由于电容、电感值是固定的，所以谐振频率也是固定的，对负载及输入源的变化无法做出调节，这会在某种程度上限制了谐振电路的应用。此外，传统电容和电感体积较大，一定程度上增加了谐振电路的体积，忆感器是一个随着系统状态变量而变化的量，且是初值敏感的，可以在一定程度上实现谐振频率的变化，且纳米级的尺寸，也减少了谐振电路的尺寸，提高了电路的功率密度，减少了电路的功耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于忆感器的并联谐振电路，具体技术方案如下。

一种基于忆感器的并联谐振电路，该电路包括：激励电流源，忆感器，谐振电容，和负载电阻；激励电流源的正极与忆感器的顶电极连接；忆感器的底电极接地；谐振电容和负载电阻分别并联在忆感器两端。

上述基于忆感器的并联谐振电路中，所述忆感器的值随外加激励及内部系统状态变量而变化，并不是一个固定值，而是相当于一个滑动电感。

上述基于忆感器的并联谐振电路中，由于所述谐振电路的谐振频率波动范围根据忆感器初值的不同而不同，通过改变忆感器的初值，来实现谐振频率的调节，增加了谐振电路的灵活性。

忆感器是一种无源二端口器件，具有较强的非线性动力学特性，其电感值随着外加激励的变化而变化。由忆感器构成的并联谐振电路，谐振频率可变，可在一定频段波动，选取不同的初值，谐振频率可以在较大的频率范围内出现，可以证明基于忆感器的并联谐振电路是初值敏感的，也是谐振频率可调的。

与现有技术相比，本发明电路具有如下优点和技术效果：忆感器的纳米级尺寸，可以提高谐振电路的集成度，减少电路尺寸及功耗。因为忆感器是随着外加激励的不同，选取初值的不同而变化的值，所以由忆感器组成的并联谐振电路是一个初值敏感的，频率可调的电路。因而本发明电路适合应用于频率可变的频率选择电路当中。

附图说明

图1a、图1b是分别本发明中应用的忆感器的数学模型及其电路符号。

图2是本发明中应用的忆感器的SPICE电路模型。

图3是本发明中应用的忆感器的端口φ-i特性曲线特性曲线。

图4是本发明具体实施中的基于忆感器的并联谐振电路。

图5是本发明的谐振频率随状态变量初值的关系。

图6是本发明电路的在L_init＝100mH时的频率特性曲线。

图7是本发明电路的在L_init＝10mH时的频率特性曲线。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施不限于此。

忆感器是一种二端口无源器件，其电感值随着外加激励的变化而变化。图1展示了忆感器的数学模型及其电路符号。忆感器的电磁和电流之间关系，非线性定义式如(1)所示；

其中LM(q)=dρ(q)dq---(2)]]>

忆感器的忆感值L_M依赖于其内部的系统状态变量x(t),表达式如(3)所示：