可用时间常数实现幅频控制的混沌电路制造技术

本发明专利技术公开了一种可用时间常数实现幅频控制的混沌电路，以三个支路的积分求和电路为框架，通过五个乘法器内部反馈电路和一个内部线性反馈项，输出三路混沌信号。通过第一维线性反馈支路上电阻或者电容的调节，实现系统输出的混沌信号的幅度与频率的联合调控。本发明专利技术通过支路的变阻器和可调电容调节电路输出混沌信号的幅度和频率，实现幅度频率联合调控，幅频联合控制具有不同于其他电路的两个控制入口，增加了硬件电路的灵活性，降低了电路实现和调试的难度，为混沌信号应用于电子与信息工程提供了便利。

Chaotic circuit for amplitude frequency control with time constant

The invention discloses a frequency control circuit to achieve a chaotic time constant, with three branches of the integral summation circuit framework through five multiplier internal feedback circuit and an internal linear feedback, chaotic signal output three. By adjusting the resistance or capacitance of the first linear feedback branch, the amplitude and frequency of the chaotic signal output from the system can be combined. The invention can be through the branch rheostat and the amplitude and frequency adjustable capacitor regulator circuit output chaotic signal, to achieve joint control of amplitude and frequency, amplitude and frequency control combined with two entrance control is different from the other circuit, increase the flexibility of hardware circuit, the circuit is reduced and the difficulty of debugging, chaotic signal is applied to the electronic provide convenience and information engineering.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子、通讯与信息工程
，特别涉及一种可用时间常数实现幅频控制的混沌电路。
技术介绍
混沌信号作为一种宽带类随机信号，因而在流体搅拌、搜索与预测、仪器仪表、通信、雷达等领域有广泛的应用。工程中应用的信号幅值的放大或者衰减以及频率的放缩既是信号调理的需要，也是表征电路参数特征的一个重要指示端。混沌信号的幅度与频率改变是信号预处理或者调理电路的基本任务，也是减少多余的电路元件或附加系统，精简电路的重要环节，混沌信号的幅频控制具有重要的工程应用价值。关于混沌信号的幅度调控，目前有相关专利给出了相应的设计电路，比如专利[授权号ZL200910183379.3]提出可切换三阶恒Lyapunov指数谱混沌电路，该电路通过绝对值项实现非线性作用，通过直流电源电压实现混沌信号的幅度调节，这一调节不改变系统的动力学特征和Lyapunov指数谱；另有专利[授权号ZL201210395656.9]给出了一种四翼混沌信号源电路，通过交叉乘积项实现非线性，输出复杂四翼混沌相轨，而通过对交叉乘积项的反馈强度的调节可实现局部幅度调控，这种针对混沌信号的幅度调控，一定程度上满足了工程需要的混沌信号幅度要求。我们知道，混沌信号具备一定带宽，包含有多个频率分量，同步调整电路中的积分电容可以改变混沌信号的中心频率。然而，电路中电容的同步调整可能因为不同步而导致系统中的参数失调或者失控，找到特殊的混沌电路，使得该电路能够通过一个电容或者一个电阻改变其频率就具有重要的意义。此外，如果混沌信号的幅度和频率有一个控制入口，便可以放大电路参数的激励效应，提供强的特征改变了的混沌信号，这就为混沌信号广泛应用于信号检测和目标识别等提供了新的依据。关于混沌信号的幅度频率联合调控，目前尚未有足量的方案选择。本专利技术所提出的可用时间常数实现幅频控制的混沌电路采用五个乘积运算单元，产生频率和幅度可控的混沌信号，改变所在支路的时间常数即电阻或者电容便能同步改变混沌信号的幅度与频率。目前许多混沌电路在幅度和频率调控方面不够自由，其幅度调控或者要借助于多个电阻的联调，或者通过直流电源电压的大小或者一个电位器来实现；而混沌信号的频率范围却通过电容的联合调控来实现，幅度调控和频率调控相互独立，且含有较少的控制入口，难以满足特殊的工程需要。本专利技术提出可用时间常数实现幅频控制的混沌电路，通过某个支路的电阻或者电容来联合控制混沌信号的幅度与频率，该电路借助于五个乘法器和五个运放，结合若干个电阻和三个电容，就可以通过调控某一支路的时间常数来调控混沌信号的幅度和频率。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种可用时间常数实现幅频控制的混沌电路，以解决现有技术中的问题。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种可用时间常数实现幅频控制的混沌电路，其特征在于：包括三条支路，其中，第一条支路包括一个输入端，通过变阻器R6接第二条支路的输出端；第二条支路包括两个输入端，且第二条支路的两个输入端分别通过电阻R1和电阻R2接乘积单元M1和乘积单元M2的输出端，乘积单元M1的两个输入端的信号分别为第二条支路的输出信号和第二条支路输出信号的反相信号，乘积单元M2的两个输入端分别接第一条支路输出信号的反相信号和第三条支路的输出端；第三条支路包括三个输入端，且第三条支路的三个输入端分别通过电阻R3、R4和电阻R5接乘积单元M3、M4和M5的输出端，乘积单元M3的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出信号和第一条支路输出信号的反相信号，乘积单元M4的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出端和第二条支路的输出信号的反相信号，乘积单元M5的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出信号的反相信号和第三条支路的输出端。所述第一条支路包括求和积分运算单元U1、反相放大单元U4、变阻器R6、电阻R7和R8以及可调电容C1，其中：第二条支路的输出端经过变阻器R6接求和积分运算单元U1的反相输入端，求和积分运算单元U1的反相输入端与可调电容C1的一端相连，可调电容C1的另一端和求和积分运算单元U1的输出端经电阻R7接反相放大单元U4的反相输入端，反相放大单元U4的反相输入端与电阻R8的一端相连，并且电阻R8的另一端和反相放大单元U4的输出端接第一条支路的输出端。所述第二条支路包括乘积单元M1和M2、求和积分运算单元U2、反相放大单元U5、电阻R1、R2、R9和R10以及电容C2，其中：乘积单元M1的输出端经过电阻R1接求和积分运算单元U2的反相输入端，乘积单元M2的输出端经过电阻R2接求和积分运算单元U2的反相输入端，求和积分运算单元U2的反相输入端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端和求和积分运算单元U2的输出端经电阻R9接反相放大单元U5的反相输入端，反相放大单元U5的反相输入端与电阻R10的一端相连，且电阻R10的另一端和反相放大单元U5的输出端接第二条支路的输出端。所述第三条支路包括乘积单元M3、M4和M5、求和积分运算单元U3、电阻R3、R4和R5以及电容C3，其中：乘积单元M3的输出端经过电阻R3接求和积分运算单元U3的反相输入端，乘积单元M4的输出端经过电阻R4接求和积分运算单元U3的反相输入端，乘积单元M5的输出端经过电阻R5接求和积分运算单元U3的反相输入端，求和积分运算单元U3的反相输入端与电容C3的一端相连，电容C3的另一端以及求和积分运算单元U3的输出端接第三条支路的输出端。所述第一条支路的变阻器R6或可调电容C1用于调节输出的混沌信号的幅度和频率的变化。所述积分求和运算单元U1、U2和U3的同相输入端均接地，反相放大单元U4和U5的同相输入端接地。有益效果：与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：本专利技术通过三路积分求和运算电路，采用五个乘法器电路和两个反相运算单元，输出幅度和频率可调的混沌信号。通过某个支路的变阻器和可调电容调节电路输出混沌信号的幅度和频率，实现幅度频率联合调控，幅频联合控制具有不同于其他电路的两个控制入口，增加了硬件电路的灵活性，降低了电路实现和调试的难度，为混沌信号应用于电子与信息工程提供了便利。附图说明图1是可用时间常数实现幅频控制的混沌系统相轨在相平面上的投影，实线和虚线分别对应于系数m＝1，1.5，其中：图(a)是x－z平面，(b)y－z平面图；图2是可用时间常数实现幅频控制的混沌电路图；图3是可用时间常数实现幅频控制的混沌电路实验仿真示波器相轨图(C1＝C2＝C3＝10nF,R6依据电路设置为100kΩ,66.667kΩ(对应于系数m＝1，1.5)，R1＝25kΩ，R2＝R3＝R4＝R5＝10kΩ，R7＝R8＝R9＝R10＝20kΩ)：图(a)是x－z平面图(R6＝100kΩ)，图(b)是x－z平面(R6＝66.667kΩ)；图4是可用时间常数实现幅频控制的混沌电路实验仿真示波器相轨图(C2＝C3＝10nF,C1依据电路设置为10nF,6.667nF(同样对应于系数m＝1，1.5)，R1＝25kΩ，R2＝R3＝R4＝R5＝10kΩ，R6＝100kΩ，R7＝R8＝R9＝R10＝20kΩ)：图(a)是x－z平面图(C1＝10nF)，图(b)是x－z平面(C1＝6.667nF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用时间常数实现幅频控制的混沌电路，其特征在于：包括三条支路，其中，第一条支路包括一个输入端，通过变阻器R6接第二条支路的输出端；第二条支路包括两个输入端，且第二条支路的两个输入端分别通过电阻R1和电阻R2接乘积单元M1和乘积单元M2的输出端，乘积单元M1的两个输入端的信号分别为第二条支路的输出信号和第二条支路输出信号的反相信号，乘积单元M2的两个输入端分别接第一条支路输出信号的反相信号和第三条支路的输出端；第三条支路包括三个输入端，且第三条支路的三个输入端分别通过电阻R3、R4和电阻R5接乘积单元M3、M4和M5的输出端，乘积单元M3的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出信号和第一条支路输出信号的反相信号，乘积单元M4的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出端和第二条支路的输出信号的反相信号，乘积单元M5的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出信号的反相信号和第三条支路的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种可用时间常数实现幅频控制的混沌电路，其特征在于：包括三条支路，其中，第一条支路包括一个输入端，通过变阻器R6接第二条支路的输出端；第二条支路包括两个输入端，且第二条支路的两个输入端分别通过电阻R1和电阻R2接乘积单元M1和乘积单元M2的输出端，乘积单元M1的两个输入端的信号分别为第二条支路的输出信号和第二条支路输出信号的反相信号，乘积单元M2的两个输入端分别接第一条支路输出信号的反相信号和第三条支路的输出端；第三条支路包括三个输入端，且第三条支路的三个输入端分别通过电阻R3、R4和电阻R5接乘积单元M3、M4和M5的输出端，乘积单元M3的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出信号和第一条支路输出信号的反相信号，乘积单元M4的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出端和第二条支路的输出信号的反相信号，乘积单元M5的两个输入端的信号分别为第一条支路的输出信号的反相信号和第三条支路的输出端。2.根据权利要求1所述的可用时间常数实现幅频控制的混沌电路，其特征在于：所述第一条支路包括求和积分运算单元U1、反相放大单元U4、变阻器R6、电阻R7和R8以及可调电容C1，其中：第二条支路的输出端经过变阻器R6接求和积分运算单元U1的反相输入端，求和积分运算单元U1的反相输入端与可调电容C1的一端相连，可调电容C1的另一端和求和积分运算单元U1的输出端经电阻R7接反相放大单元U4的反相输入端，反相放大单元U4的反相输入端与电阻R8的一端相连，并且电阻R8的另一端和反相放大单元U4的输出端接第一条支路的输出端。3.根据权利要求2所述的可用时间常数实现幅频控制的混沌电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春彪，王雄，行鸿彦，郑太成，卢春霞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32