一种八维二次超混沌模拟电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种八维二次超混沌模拟电路，属于混沌信号发生器设计技术领域。解决现有低维混沌系统存在混沌信号简单、密钥空间小的问题，以及现有的高维混沌系统但只有一个正的Lyapunov指数的混沌系统存在系统抗破译能力差、安全性低等问题。该电路包括八个通道电路：通道电路由乘法器、反向加法比例运算器、反向积分器、反向器以及电阻、电容组成。用于保密通信以及图像加密中，产生的混沌信号非线性程度更大，扩散范围更大，因此信号变量的时间序列更加不可预测，系统电路的多个信号变量使密钥空间更大，基于以上各优点，通信系统的安全性会大大增加。

【技术实现步骤摘要】
一种八维二次超混沌模拟电路
本技术涉及一种八维二次超混沌模拟电路，属于混沌信号发生器设计

技术介绍
混沌系统作为一种复杂的非线性现象，具有对初始值敏感和内在随机性等特征，具有一个正Lyapunov指数的混沌系统，其相轨迹在一个方向上分离，其动力学行为较为复杂，在时域中其轨道也呈现出类似噪声的随机状态，很难对其进行预测，可以用于保密通信、图像加密等数字信息领域。与混沌系统相比，超混沌系统具有两个甚至两个以上正的Lyapunov指数，相轨迹在多个方向上进行分离，而且正指数的值越大，其动力学行为越复杂，扩散的范围也越大，越不可预测。将其应用于混沌保密通信和图像信息加密，可以提高抗破译能力以及安全性，具有更高的实用价值。本文特提出一种高维超混沌系统，相比一般的低维混沌系统，该高维超混沌系统具有多个输出状态变量；相比现有的高维但只有一个正Lyapunov指数的混沌系统，该高维超混沌系统具有更加复杂的混沌行为，可以产生更加复杂的混沌信号；应用于混沌加解密算法中时，密钥空间更大，轨道不稳定性、系统随机性更强，从而提高系统的抗破译能力以及系统的保密性。
技术实现思路
本技术提出一种全新的八维二次超混沌系统以及其模拟电路，以解决现有低维混沌系统存在混沌信号简单、密钥空间小的问题，以及现有的高维混沌系统但只有一个正的Lyapunov指数的混沌系统存在系统抗破译能力差、安全性低等问题。本技术为解决上述问题采取的技术方案是：一种八维二次超混沌模拟电路，该电路由八个通道电路组成：第一通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U1和电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4组成，反相积分器由运算放大器U2和电阻R5以及电容C1组成，反相器由运算放大器U3和电阻R6以及电阻R7组成；第二通道电路由乘法器A1、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U4和电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12以及电阻R13组成，反相积分器由运算放大器U5和电阻R14以及电容C2组成，反相器由运算放大器U6和电阻R15以及电阻R16组成；第三通道电路由乘法器A2、反相加法比例运算器、反相积分器和反向器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U7和电阻R17、电阻R18以及电阻R19组成，反相积分器由运算放大器U8、电阻R20以及电容C3组成，反相器由运算放大器U9、电阻R21以及电阻R22组成；第四通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U10和电阻23、电阻R24以及电阻R25组成，反相积分器由运算放大器U11和电阻R26以及电容C4组成，反相器由运算放大器U12和电阻R27以及电阻R28组成；第五通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U13和电阻R29、电阻R30、电阻R31以及电阻32组成，反相积分器由运算放大器U14、电阻R33以及电容C5组成，反相器由运算放大器U15、电阻R34以及电阻R35组成；第六通道电路由乘法器A3、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U16、电阻36、电阻37、电阻38、电阻39和电阻40以及电阻41组成，反相积分器由运算放大器U17和电阻R42以及电容C6组成，反相器由运算放大器U18和电阻R43以及电阻R44组成；第七通道电路由乘法器A4、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U19、电阻R45和电阻46以及R47组成，反相积分器由运算放大器U20和电阻R48以及电容C7组成，反相器由运算放大器U21和电阻R49以及R50组成；第八通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反向器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U22、电阻R51和电阻52以及电阻53组成，反相积分器由运算放大器U23和电阻R54以及电容C8组成，反相器由运算放大器U24和电阻R55以及电阻R56组成；第一通道电路中，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端和电阻R4的一端均连接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的同相输入端接地，运算放大器U1的输出端连接电阻R4的另一端，运算放大器U1的输出端还连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端和电容C1的一端均连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U2的同相输入端接地，运算放大器U2的输出端连接电容C1的另一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R6的一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R9的一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R37的一端，运算放大器U2的输出端还连接乘法器A2的一个输入端，电阻R6的另一端和电阻R7的一端均连接运算放大器U3的反相输入端，运算放大器U3的同相输入端接地，运算放大器U3的输出端连接电阻R1的一端，运算放大器U3的输出端还连接乘法器A1的一个输入端；第二通道电路中，乘法器A1的输出端和电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端、电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、电阻R12的另一端和电阻R13的一端均连接运算放大器U4的反相输入端，运算放大器U4的同相输入端接地，运算放大器U4的输出端连接电阻R13的另一端，运算放大器U4的输出端还连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端和电容C2的一端均连接运算放大器U5的反相输入端，运算放大器U5的同相输入端接地，运算放大器U5的输出端连接电容C2的另一端，运算放大器U5的输出端还连接电阻R15的一端，运算放大器U5的输出端还连接R2的一端，电阻R15的另一端和电阻R16的一端均连接运算放大器U6的反相输入端，运算放大器U6的同相输入端接地，运算放大器U6的输出端连接R16的另一端，运算放大器U6的输出端还连接电阻R23的一端，运算放大器U6的输出端还连接电阻R38的一端，运算放大器U6的输出端连接乘法器A2的另一个输入端；第三通道电路中，乘法器A2的一端和电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端和电阻R18的另一端均连接运算放大器U7的反相输入端，运算放大器U7的同相输入端接地，运算放大器U7的输出端连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端和电容C3的一端均连接运算放大器U8的反相输入端，运算放大器U8的同相输入端接地，运算放大器U8的输出端连接电容C3的另一端，运算放大器U8的输出端还连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端和电阻R22的一端连接运算放大器U9的反相输入端，运算放大器U9的同相输入端接地，运算放大器U9的输出端连接电阻R22的另一端，运算放大器U9的输出端还连接电阻R18的一端，运算放大器U9的另一端还连接乘法器A1的另一个输入端；第四通道电路中，电阻R23的另一端、电阻R24的另一端以及电阻R25的一端均与运算放大器U10的反相输入端连接，运算放大器U10的同相输入端接地，运算放大器U10的输出端连接电阻R25的另一端，运算放大器U10的输出端连接电阻R26的一端，电阻R26的另一端和电容C4的一端均连接运算放大器U11的反相输入端，运算放大器U11的同相输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种八维二次超混沌模拟电路，其特征在于，该电路由八个通道电路组成：第一通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U1和电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4组成，反相积分器由运算放大器U2和电阻R5以及电容C1组成，反相器由运算放大器U3和电阻R6以及电阻R7组成；第二通道电路由乘法器A1、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U4和电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12以及电阻R13组成，反相积分器由运算放大器U5和电阻R14以及电容C2组成，反相器由运算放大器U6和电阻R15以及电阻R16组成；第三通道电路由乘法器A2、反相加法比例运算器、反相积分器和反向器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U7和电阻R17、电阻R18以及电阻R19组成，反相积分器由运算放大器U8、电阻R20以及电容C3组成，反相器由运算放大器U9、电阻R21以及电阻R22组成；第四通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U10和电阻23、电阻R24以及电阻R25组成，反相积分器由运算放大器U11和电阻R26以及电容C4组成，反相器由运算放大器U12和电阻R27以及电阻R28组成；第五通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U13和电阻R29、电阻R30、电阻R31以及电阻32组成，反相积分器由运算放大器U14、电阻R33以及电容C5组成，反相器由运算放大器U15、电阻R34以及电阻R35组成；第六通道电路由乘法器A3、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U16、电阻36、电阻37、电阻38、电阻39和电阻40以及电阻41组成，反相积分器由运算放大器U17和电阻R42以及电容C6组成，反相器由运算放大器U18和电阻R43以及电阻R44组成；第七通道电路由乘法器A4、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U19、电阻R45和电阻46以及R47组成，反相积分器由运算放大器U20和电阻R48以及电容C7组成，反相器由运算放大器U21和电阻R49以及R50组成；第八通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反向器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U22、电阻R51和电阻52以及电阻53组成，反相积分器由运算放大器U23和电阻R54以及电容C8组成，反相器由运算放大器U24和电阻R55以及电阻R56组成；第一通道电路中，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端和电阻R4的一端均连接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的同相输入端接地，运算放大器U1的输出端连接电阻R4的另一端，运算放大器U1的输出端还连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端和电容C1的一端均连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U2的同相输入端接地，运算放大器U2的输出端连接电容C1的另一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R6的一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R9的一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R37的一端，运算放大器U2的输出端还连接乘法器A2的一个输入端，电阻R6的另一端和电阻R7的一端均连接运算放大器U3的反相输入端，运算放大器U3的同相输入端接地，运算放大器U3的输出端连接电阻R1的一端，运算放大器U3的输出端还连接乘法器A1的一个输入端；第二通道电路中，乘法器A1的输出端和电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端、电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、电阻R12的另一端和电阻R13的一端均连接运算放大器U4的反相输入端，运算放大器U4的同相输入端接地，运算放大器U4的输出端连接电阻R13的另一端，运算放大器U4的输出端还连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端和电容C2的一端均连接运算放大器U5的反相输入端，运算放大器U5的同相输入端接地，运算放大器U5的输出端连接电容C2的另一端，运算放大器U5的输出端还连接电阻R15的一端，运算放大器U5的输出端还连接R2的一端，电阻R15的另一端和电阻R16的一端均连接运算放大器U6的反相输入端，运算放大器U6的同相输入端接地，运算放大器U6的输出端连接R16的另一端，运算放大器U6的输出端还连接电阻R23的一端，运算放大器U6的输出端还连接电阻R38的一端，运算放大器U6的输出端连接乘法器A2的另一个输入端；第三通道电路中，乘法器A2的一端和电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端和电阻R18的另一端均连接运算放大器U7的反相输入端，运算放大器U7的同相输入端接地，运算放大器U7的输出端连接电阻R20的一端，电阻...

【技术特征摘要】
1.一种八维二次超混沌模拟电路，其特征在于，该电路由八个通道电路组成：第一通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U1和电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4组成，反相积分器由运算放大器U2和电阻R5以及电容C1组成，反相器由运算放大器U3和电阻R6以及电阻R7组成；第二通道电路由乘法器A1、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U4和电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12以及电阻R13组成，反相积分器由运算放大器U5和电阻R14以及电容C2组成，反相器由运算放大器U6和电阻R15以及电阻R16组成；第三通道电路由乘法器A2、反相加法比例运算器、反相积分器和反向器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U7和电阻R17、电阻R18以及电阻R19组成，反相积分器由运算放大器U8、电阻R20以及电容C3组成，反相器由运算放大器U9、电阻R21以及电阻R22组成；第四通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U10和电阻23、电阻R24以及电阻R25组成，反相积分器由运算放大器U11和电阻R26以及电容C4组成，反相器由运算放大器U12和电阻R27以及电阻R28组成；第五通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U13和电阻R29、电阻R30、电阻R31以及电阻32组成，反相积分器由运算放大器U14、电阻R33以及电容C5组成，反相器由运算放大器U15、电阻R34以及电阻R35组成；第六通道电路由乘法器A3、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U16、电阻36、电阻37、电阻38、电阻39和电阻40以及电阻41组成，反相积分器由运算放大器U17和电阻R42以及电容C6组成，反相器由运算放大器U18和电阻R43以及电阻R44组成；第七通道电路由乘法器A4、反相加法比例运算器、反相积分器和反相器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U19、电阻R45和电阻46以及R47组成，反相积分器由运算放大器U20和电阻R48以及电容C7组成，反相器由运算放大器U21和电阻R49以及R50组成；第八通道电路由反相加法比例运算器、反相积分器和反向器组成，其中反相加法比例运算器由运算放大器U22、电阻R51和电阻52以及电阻53组成，反相积分器由运算放大器U23和电阻R54以及电容C8组成，反相器由运算放大器U24和电阻R55以及电阻R56组成；第一通道电路中，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端和电阻R4的一端均连接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的同相输入端接地，运算放大器U1的输出端连接电阻R4的另一端，运算放大器U1的输出端还连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端和电容C1的一端均连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U2的同相输入端接地，运算放大器U2的输出端连接电容C1的另一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R6的一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R9的一端，运算放大器U2的输出端还连接电阻R37的一端，运算放大器U2的输出端还连接乘法器A2的一个输入端，电阻R6的另一端和电阻R7的一端均连接运算放大器U3的反相输入端，运算放大器U3的同相输入端接地，运算放大器U3的输出端连接电阻R1的一端，运算放大器U3的输出端还连接乘法器A1的一个输入端；第二通道电路中，乘法器A1的输出端和电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端、电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、电阻R12的另一端和电阻R13的一端均连接运算放大器U4的反相输入端，运算放大器U4的同相输入端接地，运算放大器U4的输出端连接电阻R13的另一端，运算放大器U4的输出端还连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端和电容C2的一端均连接运算放大器U5的反相输入端，运算放大器U5的同相输入端接地，运算放大器U5的输出端连接电容C2的另一端，运算放大器U5的输出端还连接电阻R15的一端，运算放大器U5的输出端还连接R2的一端，电阻R15的另一端和电阻R16的一端均连接运算放大器U6的反相输入端，运算放大器U6的同相输入端接地，运算放大器U6的输出端连接R16的另一端，运算放大器U6的输出端还连接电阻R23的一端，运算放大器U6的输出端还连接电阻R38的一端，运算放大器U6的输出端连接乘法器A2的另一个输入端；第三通道电路中，乘法器A2的一端和电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端和电阻R18的另一端均连接运算放大器U7的反相输入端，运算放大器U7的同相输入端接地，运算放大器U7的输出端连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端和电容C3的一端均连接运算放大器U8的反相输入端，运算放大器U8的同相输入端接地，运算放大器U8的输出端连接电容C3的另一端，运算放大器U8的输出端还连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端和电阻R22的一端连接运算放大器U9的反相输入端，运算放大器U9的同相输入端接地，运算放大器U9的输出端连接电阻R22的另一端，运算放大器U9的输出端还连接电阻R18的一端，运算放大器U9的另一端还连接乘法器A1的另一个输入端；第四通道电路中，电阻R23的另一端、电阻R24的另一端以及电阻R25的一端均与运算放大器U10的反相输入端连接，运算放大器U10的同相输入端接地，运算放大器U10的输出端连接电阻R25的另一端，运算放大器U10的输出端连接电阻R26的一端，电阻R26的另一端和电容C4的一端均连接运算放大器U11的反相输入端，运算放大器U11的同相输入端接地，运算放大器U11的输出端连接电容C4的另一端，运算放大器U11的输出端还连接电阻R27的一端，运算放大器U11的输出端还连接电阻R3的一端，运算放大器U11的输出端还连接电阻R10的一端，运算放大器U11还连接电阻R24的一端，电阻R27的另一端以及电阻R28的一端连接运算放大器U12的反相输入端，运算放大器U12的同相输入端接地，运算放大器U12的输出端连接电阻R28的另一端；第五通道电路中，电阻R29的另一端、...

【专利技术属性】
技术研发人员：康守强，梁亚琦，吴晨晨，王金龙，杨雅俊，孙良棚，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23