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专利号: 2021109325225
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于阈值电压型忆阻器阵列的并行转存模数转换器,其特征在于,包括:信号放大选择开关电路,所述信号放大选择开关电路包括信号放大单元,所述信号放大单元被设置用于放大采集到的电压信号,以得到模拟电压信号Vi;

存储电路,所述存储电路包括多个阈值电压型忆阻器,多个所述阈值电压型忆阻器排列成n行k列的阵列,相同行的所述阈值电压型忆阻器的顶电极由一根位线相连,相同列的所述阈值电压型忆阻器的底电极由一根选择线相连;

所述信号放大选择开关电路与所述存储电路相互连接;

读电路,所述读电路和所述存储电路相互连接,且所述读电路被设置用于向所述存储电路施加电压Vread,并读取所述存储电路的阻态信息;

复位电路,所述复位电路和所述存储电路相互连接,且所述复位电路被设置用于复位所述阈值电压型忆阻器;

外接电阻阵列电路,所述外接电阻阵列电路与所述存储电路相互连接。

2.根据权利要求1所述的基于阈值电压型忆阻器阵列的并行转存模数转换器,其特征在于,所述信号放大选择开关电路还包括控制单元,所述控制单元被设置用于控制所述信号放大单元的工作。

3.根据权利要求2所述的基于阈值电压型忆阻器阵列的并行转存模数转换器,其特征在于,所述信号放大单元包括信号放大器,所述控制单元包括第一传输门,所述信号放大器的输入端与采集到的电压信号连接,所述信号放大器的输出端与所述第一传输门输入端连接,所述第一传输门输出端与所述存储电路连接,所述第一传输门控制端与外电路控制信号相连。

4.根据权利要求1所述的基于阈值电压型忆阻器阵列的并行转存模数转换器,其特征在于,所述读电路包括读电压源、第二传输门、第六传输门、电阻和比较器;所述电压源正极与所述第二传输门输入端相连,所述第二传输门控制端由外电路控制信号相连,所述第二传输门输出端与所述阈值电压型忆阻器顶电极相连,所述第六传输门输入端与所述阈值电压型忆阻器底电极相连,所述第六传输门控制端由外电路控制信号相连,所述第六传输门输出端与所述电阻的顶电极相连,所述电阻的底电极接地,所述比较器输入端负极与所述电阻顶电极相连,所述比较器输入端正极与比较电压相连。

5.根据权利要求1所述的基于阈值电压型忆阻器阵列的并行转存模数转换器,其特征在于,所述复位电路包括复位电压源、第三传输门及第四传输门;所述第三传输门的输入端与所述复位电压源相连,其输出端与所述阈值电压型忆阻器的顶电极相连,其控制端与外电路控制信号相连;所述第四传输门的输入端与所述阈值电压型忆阻器的底电极相连,其输出端接地,其控制端与外电路控制信号相连。

6.根据权利要求1所述的基于阈值电压型忆阻器阵列的并行转存模数转换器,其特征在于,所述外接电阻阵列电路包括多个外接电阻及第五传输门;所述外接电阻顶电极与所述第五传输门输入端相连,所述外接电阻底电极接地,所述第五传输门控制端与外电路控制信号相连。

7.一种基于权利要求1‑6任一项所述的基于阈值电压型忆阻器阵列的并行转存模数转换器的并行转存模数转换方法,其特征在于,包括:通过信号放大选择开关电路放大采集到的电压信号,得到模拟电压信号Vi;

再检测存储电路中的多个阈值电压型忆阻器是否复位,若否,则开启复位模式,关闭开关S1、S2、S5和S6,并开启S3和S4,使得复位电路导通,复位电压源使阈值电压型忆阻器两端电压高于阈值电压型忆阻器从高阻态RH跳变到低阻态RL的阈值电压,忆阻器复位,阻值回到低阻态,此时,开启转存模式;若是,则开启转存模式;

所述开启转存模式的步骤中包括:通过多个所述阈值电压型忆阻器的阻值跳变,存储模拟信号;所述S1为第一传输门、S2为第二传输门、S3为第三传输门、S4为第四传输门、S5为第五传输门、S6为第六传输门。

8.根据权利要求7所述的并行转存模数转换方法,其特征在于,所述模数转换方法还包括信号读取步骤,所述信号读取步骤包括判断是否需要读取,若是,则开启读取模式,此时关闭开关S1、S3、S4和S5,并开启S2和S6,读出此时所述阈值电压型忆阻器的高低阻态。

9.根据权利要求8所述的并行转存模数转换方法,其特征在于,所述转存模式还包括:

通过比较器转化为电压信号,经过编码器转化为数字电压信号。

10.根据权利要求8所述的并行转存模数转换方法,其特征在于,所述转存模式还包括:

关闭开关S2、S3、S4和S6,并开启S1和S5。