論文の概要: Thermal coupling and effect of subharmonic synchronization in a system
of two VO2 based oscillators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.01382v1
- Date: Mon, 6 Jan 2020 03:26:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-14 02:27:30.417109
- Title: Thermal coupling and effect of subharmonic synchronization in a system
of two VO2 based oscillators
- Title（参考訳）: 2つのvo2系発振器における熱結合とサブハーモニック同期の効果
- Authors: Andrei Velichko, Maksim Belyaev, Vadim Putrolaynen, Valentin Perminov,
and Alexander Pergament
- Abstract要約: 本稿では,二酸化バナジウムスイッチングデバイスを用いた振動型ニューラルネットワーク(ONN)の試作について検討する。
カップリングの効果的な作用半径RTCは、スイッチング中に放出される総エネルギーと平均出力に依存する。
強い熱カップリングの場合、振動が存在する供給電流パラメータの限界は10%拡大する。
サブハーモニック同期の効果は、分類とパターン認識への応用を約束する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.41644538483948
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We explore a prototype of an oscillatory neural network (ONN) based on
vanadium dioxide switching devices. The model system under study represents two
oscillators based on thermally coupled VO2 switches. Numerical simulation shows
that the effective action radius RTC of coupling depends both on the total
energy released during switching and on the average power. It is experimentally
and numerically proved that the temperature change dT commences almost
synchronously with the released power peak and T-coupling reveals itself up to
a frequency of about 10 kHz. For the studied switching structure configuration,
the RTC value varies over a wide range from 4 to 45 mkm, depending on the
external circuit capacitance C and resistance Ri, but the variation of Ri is
more promising from the practical viewpoint. In the case of a "weak" coupling,
synchronization is accompanied by attraction effect and decrease of the main
spectra harmonics width. In the case of a "strong" coupling, the number of
effects increases, synchronization can occur on subharmonics resulting in
multilevel stable synchronization of two oscillators. An advanced algorithm for
synchronization efficiency and subharmonic ratio calculation is proposed. It is
shown that of the two oscillators the leading one is that with a higher main
frequency, and, in addition, the frequency stabilization effect is observed.
Also, in the case of a strong thermal coupling, the limit of the supply current
parameters, for which the oscillations exist, expands by ~ 10 %. The obtained
results have a universal character and open up a new kind of coupling in ONNs,
namely, T-coupling, which allows for easy transition from 2D to 3D integration.
The effect of subharmonic synchronization hold promise for application in
classification and pattern recognition.
- Abstract（参考訳）: 二酸化バナジウムスイッチングデバイスを用いた振動ニューラルネットワーク(ONN)の試作について検討する。
研究中のモデルシステムは、熱結合型vo2スイッチに基づく2つの発振器を表す。
数値シミュレーションにより、カップリングの有効作用半径RTCは、スイッチング中に放出される総エネルギーと平均出力の両方に依存することが示された。
温度変化dTが放出されたピークとほぼ同期的に開始し、Tカップリングが約10kHzの周波数で自己を示すことが実験的に数値的に証明されている。
検討したスイッチング構造では、外部回路容量Cと抵抗Riに応じてRTC値が4～45mkmの範囲で変化するが、現実的な観点からはRiの変動がより有望である。
弱」結合の場合、同期にはアトラクション効果と主スペクトル高調波幅の減少が伴う。
強い」カップリングの場合、効果の数は増加し、同期はサブハーモニックで起こり、2つの発振器のマルチレベル安定な同期となる。
同期効率と低調波比計算のための高度なアルゴリズムを提案する。
2つの発振器のうち、先頭の発振器は主周波数が高くなり、さらに周波数安定化効果が観測される。
また、強い熱結合の場合、振動が存在する供給電流パラメータの限界は10%程度膨張する。
得られた結果は普遍的な性格を持ち、2Dから3Dへの容易に遷移できる新しいタイプのカップリングであるTカップリング(T-coupling)を実現する。
サブハーモニック同期の効果は、分類とパターン認識への応用を約束する。
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