基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器，包括电容C1、电容C2、电容C3、电感L、电阻R1、电阻R2、双极性晶体管Q、基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M。本发明专利技术基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器通过将基于忆阻二极管桥的广义忆阻器电路引入到四阶Colpitts振荡器电路中，通过调节系统参数即可产生多种混沌现象，使其成为了一类新型的混沌信号发生器。其结构简单，稳定性强，具有显著的混沌特性，对于混沌系统的发展有推进作用。

【技术实现步骤摘要】
基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器
本专利技术涉及一种基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器，即将广义忆阻器引入到四阶Colpitts振荡器中，从而构成一种新型混沌信号发生器。
技术介绍
Colpitts(考毕子或考毕兹)振荡器是以专利技术者EdwinH.Colpitts命名的电子振荡器。Colpitts振荡器可以看成是Hartley(哈特莱)振荡器的对偶。Colpitts振荡器采用了两个电容和一个电感，而Hartley振荡器采用了两个电感和一个电容。Colpitts振荡电路作为典型的电容三点式反馈振荡电路，是人们所熟知的振荡器电路。Colpitts振荡电路广泛地应用于从极低频段到毫米波频段的信号源中。在传统Colpitts振荡电路的应用中，人们关注的是其简谐振荡特性，并尽力抑制其他的非线性效应，以期获得高质量的正弦信号输出。1994年，Kennedy发现了Colpitts电路可以产生混沌振荡，此后，Colpitts混沌电路逐渐为人们所关注，并成为一个研究热点。研究表明Colpitts振荡电路和蔡氏电路在电路拓扑结构以及动力学特性上存在相似性。但Colpitts振荡电路利用三极管的非线性特征产生混沌振荡，不像蔡氏电路基于运算放大器构建的双端口非线性负阻产生混沌。微波三极管的工作频率远远高于运算放大器，这使得Colpitts振荡电路更适合设计工作在微波频段的混沌信号发生器。从应用的角度讲，频率更高、带宽更宽的混沌信号符合扩频通信系统、超宽带通信与混沌雷达等应用领域的需要。自1963年美国麻省理工学院著名气象学家Lorenz提出第一个混沌系统以来，国内外众多学者提出并构造了大量的混沌系统。早期的混沌系统生成模型，如Lorenz大气湍流方程、Logistic虫口模型、蔡氏(Chua)混沌电路等，一般是从物理系统中经过简化和抽象后获得的，并以此为基础建立的相应的混沌系统理论体系。近期的混沌系统生成模型则是以已有的混沌理论为基础，主要基于已有的模型作延伸构造出新的模型。例如，Chen系统和Lü系统是从Lorenz系统中生成的，并与Lorenz系统共同构成广义Lorenz系统。总体来说，随着混沌系统的迅猛发展，混沌系统越来越需要新的模型去继续完善。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是将广义忆阻器引入到Colpitts振荡器中实现一种新的混沌信号发生器。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种将广义忆阻器引入到Colpitts振荡器中，构成五阶的基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器，其技术方案如下：基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器，包括电容C1、电容C2、电容C3、电感L、电阻R1、电阻R2、双极性晶体管Q、基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M；其中双极性三极管Q的基极端与发射极端分别与电容C1的正、负极端相连，分别记做a、b端；双极性三极管Q的集电极与电感L的一端相连，记做c端；电感L的另一端与电阻R1的一端相连，记做d端；电阻R1的另一端与电源VCC的正极端相连；电源VCC的负极端与a端相连；基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M的正极端与电容C3的正极端相连，记做e端；电容C3的负极端与电容C2的正极端相连，记做f端；电容C2的负极端与b端相连；基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M的负极端与电源VEE的负极端相连，记做g端；电源VEE的正极端与电阻R2的一端相连；电阻R2的另一端与b端相连；其中c、d端分别与f、e端相连；a、g端分别接地。进一步，所述基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R0、电容C0；二极管D1负极端与二极管D2负极端相连，记作h端；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连，记作i端；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连，记作j端；二极管D4负极端与二极管D1正极端相连，记作k端；其中h端、j端分别与电容C0的正、负极端相连，依次分别记为l、m端；电阻R0的正、负极端分别与l、m端相连。进一步，含有五个内部状态变量，分别为电容C1量两端电压v1，电容C2量两端电压v2，电容C3量两端电压v3，通过电感L电流iL，广义忆阻器M内部电容C0量两端电压v0。本专利技术的有益效果如下：本专利技术基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器通过将基于忆阻二极管桥的广义忆阻器电路引入到四阶Colpitts振荡器电路中，通过调节系统参数即可产生多种混沌现象，使其成为了一类新型的混沌信号发生器。其结构简单，稳定性强，具有显著的混沌特性，对于混沌系统的发展有推进作用。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：图1为本专利技术基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器的电路图；图2为本专利技术中基于忆阻二极管桥的广义忆阻器的电路图；图3为图2的等效电路图；图4为基于忆阻二极管桥的广义忆阻器电路对应的v–i相轨图的电路仿真结果；图5(a)五阶基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器五个状态变量的初始值选取为[0.01,0.01,0,0,0]时(–v1+v2)–(–v1)对应的相轨图的数值仿真结果；图5(b)五阶基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器五个状态变量的初始值选取为[0.01,0.01,0,0,0]时vM–(–v1)相轨图的数值仿真结果；图5(c)五阶基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器五个状态变量的初始值选取为[0.01,0.01,0,0,0]时–v1–iL相轨图的数值仿真结果；图5(d)为广义忆阻器的vM–iM相轨图的数值仿真结果；图6(a)五阶基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器五个状态变量的初始值选取为[0.01,0.01,0,0,0]时(–v1+v2)–(–v1)相轨图的电路仿真结果；图6(b)五阶基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器五个状态变量的初始值选取为[0.01,0.01,0,0,0]时vM–(–v1)相轨图的电路仿真结果；图6(c)五阶基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器五个状态变量的初始值选取为[0.01,0.01,0,0,0]时–v1–iL相轨图的电路仿真结果；图6(d)为广义忆阻器的vM–iM相轨图的电路仿真结果；图7系统随R2变化时v1(t)的分岔图；图8系统随R2变化时的Lyapunov指数谱；图9一种基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器仿真电路图。具体实施方式本专利技术将广义忆阻器引入到Colpitts振荡器中，构成五阶的基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器，其结构如图1所示。主电路包括：电容C1、电容C2、电容C3、电感L、电阻R1、电阻R2、双极性晶体管Q、基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M；其中双极性三极管Q的基极端与发射极端分别与电容C1的正、负极端相连(分别记做a、b端)；双极性三极管Q的集电极与电感L的一端相连(记做c端)；电感L的另一端与电阻R1的一端相连(记做d端)；电阻R1的另一端与电源VCC的正极端相连；电源VCC的负极端与a端相连；基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M的正极端与电容C3的正极端相连(记做本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器，其特征在于：包括电容C1、电容C2、电容C3、电感L、电阻R1、电阻R2、双极性晶体管Q、基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M；其中双极性三极管Q的基极端与发射极端分别与电容C1的正、负极端相连，分别记做a、b端；双极性三极管Q的集电极与电感L的一端相连，记做c端；电感L的另一端与电阻R1的一端相连，记做d端；电阻R1的另一端与电源VCC的正极端相连；电源VCC的负极端与a端相连；基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M的正极端与电容C3的正极端相连，记做e端；电容C3的负极端与电容C2的正极端相连，记做f端；电容C2的负极端与b端相连；基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M的负极端与电源VEE的负极端相连，记做g端；电源VEE的正极端与电阻R2的一端相连；电阻R2的另一端与b端相连；其中c、d端分别与f、e端相连；a、g端分别接地。

【技术特征摘要】
1.基于广义忆阻Colpitts振荡器的混沌信号发生器，其特征在于：包括电容C1、电容C2、电容C3、电感L、电阻R1、电阻R2、双极性晶体管Q、基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M；其中双极性三极管Q的基极端与发射极端分别与电容C1的正、负极端相连，分别记做a、b端；双极性三极管Q的集电极与电感L的一端相连，记做c端；电感L的另一端与电阻R1的一端相连，记做d端；电阻R1的另一端与电源VCC的正极端相连；电源VCC的负极端与a端相连；基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M的正极端与电容C3的正极端相连，记做e端；电容C3的负极端与电容C2的正极端相连，记做f端；电容C2的负极端与b端相连；基于忆阻二极管桥的广义忆阻器M的负极端与电源VEE的负极端相连，记做g端；电源VEE的正极端与电阻R2的一端相连；电阻R2的另一端与b端相连；其中c、d端分别与f、e端相连；a、g端...

【专利技术属性】
技术研发人员：包伯成，林毅，徐权，于晶晶，姜盼，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32