三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，该信号发生器采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现，电路包括两个基本组成部分：经典文氏桥振荡器和非理想压控忆阻等效实现电路。本发明专利技术中的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，通过调节电路参数即可产生混沌吸引子、周期极限环等复杂的非线性现象，使其成为一类新颖的混沌信号发生器。其稳定性强，具有显著的混沌特性，对于忆阻混沌电路的应用发展起到较大的推进作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，即采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻，使得电路具有显著的混沌特性，从而构成了一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器。
技术介绍
混沌理论是过去五十年来蓬勃发展起来的一门学科。混沌现象无处不在，它几乎渗透到人类社会中每个角落。大量的研究表明，混沌在生物工程、力学工程、电子工程、数据加密、保密通信、电力电网动态分析和保护等领域存在着广阔的应用前景。早期的混沌系统生成模型，如Lorenz大气湍流方程、Logistic虫口模型、蔡氏混沌电路等。总体来说，混沌电路物理实现的简单性及其所产生吸引子拓扑结构的复杂性是开展混沌电路研究的两个重要方向。文氏桥振荡电路，又称为RC桥式振荡器，是另一种应用非常广泛的正弦波RC振荡电路，它由一个同相放大器和RC串并联反馈网络组成。具有振荡较稳定、波形良好、振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节等优点。在文氏桥振荡电路拓扑上增加非线性元件或者两个文氏桥通过非线性耦合，可构成各种混沌或超混沌系统。因此，通过采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻，可简单地构建一种三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器。其稳定性强，具有显著的混沌特性，对于忆阻混沌电路的应用发展起到较大的推进作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，电路采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻，电路稳定性强、且易于电路实现，从而实现了一种新型混沌信号发生器，其结构如下：一种采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现的一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，其特征在于：包括非理想压控忆阻等效实现电路W、电容C1、电容C2、电阻R、电阻Rf、
电阻Ri、运算放大器U；其中非理想压控忆阻等效实现电路W的正、负极分别与电容C1的正、负极相连，记为1端和1'端；运算放大器的U正极输入端和负极输入端分别与电容C2的负极端和电阻Rf的一端相连；电容C2的正极端与电阻R的一端相连；运算放大器U的输出端分别与电阻R和电阻Rf的另一端相连；电阻Ri的一端与运算放大器U的负极输入端相连，另一端与所述1'端相连。所述非理想压控忆阻等效实现电路包括电压跟随器Ua、积分器Ub、模拟乘法器Ma、模拟乘法器Mb、电流反相器Uc、电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc、电阻Rd、电阻Re、电容C0。其中电阻Ra跨接于电压跟随器Ua的输出端与积分器Ub的负极输入端之间；电阻Rb并联电容C0于积分器Ub的负极输入端与输出端之间，积分器Ub的正极输入端接地；模拟乘法器Ma的两个输入端与积分器Ub的输出端相连；模拟乘法器Mb的一个输入端与模拟乘法器Ma的输出端相连，另一个输入端与电压跟随器Ua的正极输入端相连；电阻Rc跨接于模拟乘法器Mb的输出端与电流反相器Uc的负极输入端之间；电流反相器Uc的正极输入端和负极输入端分别与电阻Rd和电阻Re的一端相连，电流反相器Uc的输出端分别与电阻Rd和电阻Re的另一端相连。本专利技术设计的一种采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现的一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，其特征在于：含有三个状态变量，分别为电容C0两端电压v0、电容C1两端电压v1、电容C2两端电压v2。本专利技术的有益效果如下：本专利技术中采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现的一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，通过调节电路参数即可产生混沌吸引子、周期极限环等复杂的非线性现象，使其成为了一类新型的混沌信号发生器。其稳定性强，具有显著的混沌特性，对于忆阻混沌系统的发展和应用起到较大的推进作用。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1一种三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器实现电路；图2(a)一种三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器数值仿真得到的双涡卷混沌吸引子在v1–v0平面上投影的相轨图；图2(b)一种三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器数值仿真得到的双涡卷混沌吸引子在v2–v0平面上投影的相轨图；图2(c)一种三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器数值仿真得到的双涡卷混沌吸引子在v1–v2平面上投影的相轨图；图3电路元件参数Rc变化时，状态变量v0的分岔图；图4电路元件参数Rc变化时的Lyapunov指数谱；具体实施方式一种采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现的一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，其特征在于：包括非理想压控忆阻等效实现电路W、电容C1、电容C2、电阻R、电阻Rf、电阻Ri、运算放大器U；其中非理想压控忆阻等效实现电路W的正、负极分别与电容C1的正、负极相连，记为1端和1'端；运算放大器的U正极输入端和负极输入端分别与电容C2的负极端和电阻Rf的一端相连；电容C2的正极端与电阻R的一端相连；运算放大器U的输出端分别与电阻R和电阻Rf的另一端相连；电阻Ri的一端与运算放大器U的负极输入端相连，另一端与所述1'端相连。所述非理想压控忆阻等效实现电路包括电压跟随器Ua、积分器Ub、模拟乘法器Ma、模拟乘法器Mb、电流反相器Uc、电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc、电阻Rd、电阻Re、电容C0。其中电阻Ra跨接于电压跟随器Ua的输出端与积分器Ub的负极输入端之间；电阻Rb并联电容C0于积分器Ub的负极输入端与输出端之间，积分器Ub的正极输入端接地；模拟乘法器Ma的两个输入端与积分器Ub的输出端相连；模拟乘法器Mb的一个输入端与模拟乘法器Ma的输出端相连，另一个输入端与电压跟随器Ua的正极输入端相连；电阻Rc跨接于模拟乘法器Mb的输出端与电流反相器Uc的负极输入端之间；电流反相器Uc的正极输入端和负极输入端分别与电阻Rd和电阻Re的一端相连，电流反相器Uc的输出端分别与电阻Rd和电阻Re的另一端相连。数学建模：图1所示电路中所述的非理想压控忆阻等效实现电路的数学模型可描述为i=W(v0)v=1Rc(-1+gv02)vC0dv0dt=-1Rbv0-1Rav1---(1)]]>其中，v和i分别表示通过非理想压控忆阻等效实现电路输入端的电压和电流；v0表示电容C0两端电压；g＝0.1，表示模拟乘法器Ma与模拟乘法器Mb的总比例因子。根据图1所示电路，利用基尔霍夫电压和电流定律及电路元件的本构关系可得：C0dv0dt=-1Rbv0-1Rav1C1dv1dt=(kR+1Rc-gRcv02)v1-1Rv2C2dv2dt=kRv1-1Rv2---(2)]]>其中k＝Rf/Ri，代表文氏桥振荡器的反馈增益。数值仿真：利用MATLAB仿真软件平台，可以对由式(2)所描述的电路进行数值仿真分析。采用龙格-库塔(ODE45)算法对系统方程求解，可得此电路状态变量的相轨图。选取典型电路参数：Ri＝1kΩ、Rf＝4kΩ、R＝2.2kΩ、Ra＝4kΩ、Rb＝10kΩ、Rc＝1.5kΩ、Rd＝2kΩ、Re＝2kΩ、C0＝1nF、C1＝33本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现的一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，其特征在于：包括非理想压控忆阻等效实现电路W、电容C1、电容C2、电阻R、电阻Rf、电阻Ri、运算放大器U；其中非理想压控忆阻等效实现电路W的正、负极分别与电容C1的正、负极相连，记为1端和1'端；运算放大器的U正极输入端和负极输入端分别与电容C2的负极端和电阻Rf的一端相连；电容C2的正极端与电阻R的一端相连；运算放大器U的输出端分别与电阻R和电阻Rf的另一端相连；电阻Ri的一端与运算放大器U的负极输入端相连，另一端与所述1'端相连。

【技术特征摘要】
1.一种采用非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现的一种新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，其特征在于：包括非理想压控忆阻等效实现电路W、电容C1、电容C2、电阻R、电阻Rf、电阻Ri、运算放大器U；其中非理想压控忆阻等效实现电路W的正、负极分别与电容C1的正、负极相连，记为1端和1'端；运算放大器的U正极输入端和负极输入端分别与电容C2的负极端和电阻Rf的一端相连；电容C2的正极端与电阻R的一端相连；运算放大器U的输出端分别与电阻R和电阻Rf的另一端相连；电阻Ri的一端与运算放大器U的负极输入端相连，另一端与所述1'端相连。2.根据权利要求1所述的采用一种非理想压控忆阻等效实现电路替换经典文氏桥振荡电路中RC并联分支中的电阻实现新颖的三阶文氏桥压控忆阻混沌信号发生器，该压控忆阻等效实现电路的特征在于：所述非理想压控忆阻等效实现电路包括电压跟随器Ua、积分器Ub、模拟乘法器Ma、模拟乘法器Mb、...

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