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申请/专利权人：杭州电子科技大学

摘要：本发明公开了一种基于局部有源忆阻器的HR神经元电路模型，包括集成运算放大器U1、U4、U5和乘法器U2、U3、U6、U7、U8、U9和少量电阻、电容，集成运算放大器U1、U4、U5用于实现积分运算、加法运算和反相比例运算，乘法器U2、U3、U6、U7、U8、U9用于实现信号的相乘运算。本发明结构简单，在目前及未来无法获得实际局部有源忆阻器件的情况下，可代替实际器件实现基于局部有源忆阻器的HR神经元电路模型，对局部有源忆阻器的特性和忆阻神经元电路研究具有重要的实际意义，通过引入的局部有源忆阻器来模拟神经元受到的外部刺激，能够展现出复杂的动力学行为。

主权项：1.基于局部有源忆阻器的HR神经元电路模型，包括集成运算放大器U1、U4、U5和乘法器U2、U3、U6、U7、U8、U9以及少量电阻、电容，其特征在于，该电路模型基于以下数学模型： x是忆阻器的内部状态变量，y是快速恢复变量，z表示神经元的膜电压；其中局部有源忆阻器等效电路包括集成运算放大器U1和乘法器U2、U3，其数学模型为： 其中，i、u、x分别为忆阻器的电流、电压和内部状态变量；集成运算放大器U1用于实现积分运算、加法运算和反相放大运算，产生的内部状态变量作为局部有源忆阻器等效电路的忆导控制输入信号输入乘法器U2，乘法器U2输出的控制信号通过乘法器U3与输入的电压信号相乘，得到局部有源忆阻器的电流；集成运算放大器U4、U5用于实现积分运算、加法运算和反相放大运算，得到y、-y、z、-z3；乘法器U6、U7、U8、U9用于实现乘法运算，得到需要的控制信号z2、z3、-5z2、3z2；所述局部有源忆阻器等效电路的输入电压信号为神经元的膜电压；所述的集成运算放大器U1、集成运算放大器U4、集成运算放大器U5采用LM324，乘法器U2、U3、U6、U7、U8、U9采用AD633；集成运算放大器U1的第13引脚输入神经元的膜电压，乘法器U3的第7引脚输出忆阻器电流；集成运算放大器U1的第1引脚通过电阻R5连接第2引脚；第2引脚通过电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4分别连接集成运算放大器U1的第14引脚、电压-6V、U2的第7引脚、U1的第8引脚；第3引脚接地；第4引脚接电源VCC；第5引脚接地；第6引脚通过电阻R6与第1引脚连接；第7引脚通过电容C1与第6引脚连接；第8引脚通过电阻R10连接第9引脚；第9引脚通过电阻R9连接x；第10引脚接地；第11引脚接VEE；第12引脚接地；第13引脚过电阻R7连接z；第14引脚通过电阻R8连接第13引脚；所述乘法器U2第1、第3引脚连接x；第2、第4引脚接地；第5引脚接电源-VS；第6引脚连接电阻R11、R12的一端，电阻R12的另一端接地，电阻R11的另一端与第7引脚、乘法器U3第1引脚连接；第8引脚接电源+VS；第7引脚输出为x2；乘法器U3第3引脚接z；第2、第4、第6引脚接地；引脚5接电源-VS；引脚8接电源+VS；引脚7为输出电流i；集成运算放大器U4的第1引脚通过电阻R16连接第2引脚；第2引脚通过电阻R13、电阻R14、电阻R15分别连接信号1V、-5z2、-y；第4引脚接电源VCC；第6引脚通过电阻R17与第1引脚连接，第7引脚通过电容C2与第6引脚连接，第8引脚通过电阻R19连接第9引脚；第9引脚通过电阻R18连接y；第3、第5引脚10接地；引脚11接VEE；引脚7输出为y；引脚8输出为-y；集成运算放大器U5的第1引脚通过电阻R24连接第2引脚；第2引脚通过电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23分别连接信号i、-z3、3z2、y；第4引脚接电源VCC；第6引脚通过电阻R25与第1引脚连接；第7引脚通过电容C3与第6引脚连接；第8引脚通过电阻R27连接第9引脚；第9引脚通过电阻R26连接z3；第3、第5、第10引脚接地；第11引脚接VEE；引脚7输出为z；引脚8输出为-z3。

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