1971年,蔡少棠教授預(yù)測了憶阻器的存在,并認為憶阻器是與電阻、電容、電感相并列的第四種基本電路元件。但在之后的三十多年里,憶阻器相關(guān)的領(lǐng)域一直沒有突破性的研究成果。直到2008年,借助于現(xiàn)代納米工藝的進步,Hewlett-Packard（HP）實驗室首次對憶阻器進行了物理實現(xiàn)。憶阻器的納米級尺寸、低功耗、開關(guān)特性、獨特記憶特性以及非線性特性使其在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字邏輯、非易失存儲以及混沌電路等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文首先介紹了磁控憶阻器等效電路模型,并對其非易失性及電路特性進行分析。其次,基于該憶阻器模型建立了憶阻超混沌系統(tǒng),通過李雅普諾夫指數(shù)及李雅普諾夫維數(shù)的計算,確定了系統(tǒng)的超混沌特性。再次,在該憶阻超混沌系統(tǒng)中引入優(yōu)化因子,實現(xiàn)了對系統(tǒng)狀態(tài)和吸引子特性的控制,并在硬件電路中對優(yōu)化因子予以實現(xiàn)。最后,基于憶阻超混沌系統(tǒng),提出了新的圖像加密算法,并對算法的抗攻擊性能進行了分析。本文的研究包括以下內(nèi)容:首先,本文介紹了磁通控制型憶阻器的等效電路模型,并對該憶阻器的電路特性進行研究,通過POP（Power-Off Plot）方法對該憶阻器的非易失特性進行分析。其次,通過在一個類洛倫茲混... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)憶阻器在不同頻率下的收縮滯后環(huán),(b)憶阻器電壓、電流時域波形

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10(a)(b)圖2.3(a)憶阻器在不同頻率下的收縮滯后環(huán),(b)憶阻器電壓、電流時域波形(a)(b)圖2.4(a)憶阻器憶導(dǎo)值的時域波形,(b)憶阻器磁通、電荷關(guān)系式(2.11)所示的憶阻器的等效電路原理圖如圖2.5所示，輸入電壓v經(jīng)過由電阻R1、電容C1和運放U1構(gòu)成的反向積分器反向積分后，在節(jié)點1得到磁通-φ，經(jīng)過乘法器A1可得φ2。電阻R2、R3、R4和運放U2構(gòu)成的反向加法器的響應(yīng)如下式所示：442132()RRGVRR=(2.12)其中，V1是直流電壓分量，節(jié)點2處的–G(φ)由電阻R5、R6和運放U3構(gòu)成的反向器反向得到G(φ)，節(jié)點3處G(φ)與輸入電壓v相乘可得輸出電流i。U1R1vC1100MΩ10nF+-A1U2R310kΩ+-R2500kΩR410kΩ1VU3R510kΩ+-R610kΩA2vinode1node2node3圖2.5憶阻器等效電路

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11憶阻器等效電路的仿真結(jié)果如圖2.6所示，其中，輸入信號為正弦電壓v=4sin(2πft)，輸入信號的幅值為4V，頻率為1Hz。憶阻器等效電路的滯回曲線和電壓電流時域波形如圖2.6所示，仿真結(jié)果驗證了該憶阻器等效電路的有效性。圖2.6憶阻器等效電路Multisim仿真結(jié)果2.4憶阻器的非易失性分析由于憶阻器是非易失元件，掉電仍可保持其歷史狀態(tài)，在對憶阻器的基本電路特性進行驗證之后，需要通過POP（斷電圖）來探討憶阻器的非易失特性。根據(jù)非易失憶阻器原理，壓控憶阻器的POP是將憶阻器的輸入電壓置為零，繪制內(nèi)部狀態(tài)變量變化率(dx/dt)與內(nèi)部狀態(tài)變量x之間的關(guān)系[51]。由于理想憶阻器與理想通用憶阻器（其表達式包含內(nèi)部狀態(tài)變量x）的性質(zhì)完全相同，因此，需要對理想憶阻器做必要的等效變換，將其轉(zhuǎn)化為理想通用憶阻器。首先，選擇一個分段可微1:1函數(shù)如下：3x==x()(2.13)隨后可得到該分段可微1:1函數(shù)的反函數(shù)，如下式所示：113xx(x)==(2.14)根據(jù)式(2.11)和式(2.14)，該憶阻器的憶導(dǎo)值可由下式描述：11223()()()()||xxxxdqGxxd===+=+αβαβ(2.15)g(x)為理想通用憶阻器的重要組成部分，其獲取過程如下式所示：11223()()()()|3|3xxxxdxgxxd====(2.16)在獲取G(x)和g(x)的表達式之后，理想憶阻器的同胞憶阻器，即理想通用憶阻器的方程式如下式所示：

【參考文獻】：
期刊論文
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