基于磁控忆阻器的混沌振荡器研究-广州大学学报（自然科学版）.PDF

第１４卷　第６期 广州大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．１４　Ｎｏ．６ 　２０１５年　１２月　 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｄｅｃ．　２０１５ 文章编号：１６７１４２２９（２０１５）０６００２１０５ 基于磁控忆阻器的混沌振荡器研究 杨　汝，李斌华，冯焯辉 （广州大学 物理与电子工程学院，广东 广州　５１０００６） 摘　要：本文提出了磁控忆阻器的一种等效电路，该电路和理论上的忆阻器具有相同的电路特性．此外，本文 还使用该磁控忆阻器和一个负电导代替蔡氏混沌振荡器中的蔡氏二极管，并产生双涡卷混沌吸引子．仿真和实 验验证了该方法的可行性． 关键词：忆阻器；振荡器；非线性电路；蔡氏电路 中图分类号：ＴＭ１３　　　文献标志码：Ａ 　　华裔科学家蔡少棠在 １９７１年曾经提出过忆阻器的 线性动力学方面的理论． ［１］ 概念 ，但一直缺少实物器件的证实．直到２００８年，惠普 实验室的研究人员才将忆阻器的概念变为现实，他们首 １　磁控忆阻器 次在世界上研发出了一种符合忆阻器特性的器件［２－３］． 忆阻器特有的记忆特性被预测在数据存储，模拟生物记 根据磁控忆阻器的特点，假设电荷ｑ和磁通 的关 φ 忆行为和基础元器件设计等多种领域的应用与发展前 ［１１］ 系 ： 景不可估量，人们对忆阻器技术进行了大量研究［４－９］． ｑ（）＝ａ ＋ｂ３ （１） φ φ φ 然而，惠普实验室的研究人员所发现的忆阻器是一 那么磁控忆阻器的忆导Ｗ可以用下式表示： 种荷控忆阻器，而磁控忆阻器的实物，至今还没有得到 ｄｑ ２ Ｗ（）＝ ＝ａ＋ｃ ，ｃ＝３ｂ （２） 实现，这给忆阻器的研究带来了极大的不便．因此，通过 φ ｄ φ φ 设计出与磁控忆阻器具有相同电路特性的等效电路，并 当ａ＞０且ｂ＞０时，式（１）中的 －ｑ关系特性曲线 φ 在混沌电路系统中观察和分析研究忆阻器造成的非线 如图１所示，式（２）中的磁控忆阻器的 －Ｗ关系特性 φ 性现象，对于将来磁控忆阻器的使用有着重要的意义． 曲线如图２所示． 在混沌系统中，混沌现象的未来演化对系统的初始 忆导Ｗ有着与电导相同的物理量纲，其与电压ｕ和 条件非常敏感．对于２种不同的初始条件，即使这两种 电流ｉ之间的关系可以用式（３）表示： 初始条件非常接近，在经过一段时间的演化之后，这２ 种初始条件对应的系统运动轨迹也有可能表现出极大 的差异，这使得混沌系统的运动轨迹显得“变幻莫测”， 难以触摸．但若从混沌吸引子考虑，则可以反映出混沌 系统的更多特性．因为从混沌演化的结果看，系统的运 动轨迹无论其初值是什么，最后都会演化到相空间中的 某一个特定的区域内，即混沌吸引