一种忆阻模拟器及高频混沌振荡器制造技术

本申请提供一种忆阻模拟器及高频混沌振荡器，其中，忆阻模拟器包括：二极管桥和电容，所述二极管桥与所述电容并联，所述忆阻模拟器工作的频率通过改变所述电容的大小进行调整，忆阻模拟器可工作于高频段，且电路结构简单，易于实现，工作的频段可以通过改变电容的大小进行调整；高频混沌振荡器包括：三极管、电阻、电感、电容、直流电源以及忆阻模拟器，可产生动力学特性复杂的高频混沌信号，产生的高频混沌信号在信息加密、保密通信等领域有着巨大的应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种忆阻模拟器及高频混沌振荡器


[0001]本申请涉及电力电路
，特别的，尤其涉及一种忆阻模拟器及高 频混沌振荡器。

技术介绍

[0002]为了保证数字图像、视频和语音等流媒体信息的安全，混沌保密通信和 图像加密技术受到众多学者的关注，而混沌动力学特性复杂、随机性强的混 沌信号又是混沌保密通信以及图像加密技术的基础。因此，混沌信号的生成 是非线性研究及应用的核心方向之一，为此，如何设计动力学特性复杂的宽 带混沌信号是其研究的重要方向。同时，如何减小系统体积和功耗等方面也 是科技发展的重要趋势。
[0003]混沌电路中都含有非线性的部分，如果用现有元件来设计混沌电路，将 会产生较大的功耗，混沌电路的体积也较为庞大。而忆阻器具有纳米尺寸、 非线性、低功耗等特征，目前大量的忆阻混沌电路采用忆阻模拟器取代其中 的非线性(线性)部分以产生混沌信号，从而获取比一般混沌系统更强的随 机性及对初值的极度敏感性，其动力学特性更复杂，也拥有更强的抗破译功 能。但是，目前忆阻模拟器大部分是基于电压模式的运算放大器来实现的， 运算放大器的使用限制了其频带宽度，其工作频率不超过MHz，进一步导致 设计的忆阻混沌电路所产生的信号的频率不高。若要提高频谱宽度，则电路 设计需要相对缩小电容或电感的值，从而使得电路的工作状态受元器件的寄 生参数影响较大，难以达到理想的效果。
[0004]因此，基于忆阻的宽带混沌电路设计及动力学研究是目前非线性领域的 一个研究热点，它拥有更广阔的应用前景。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术存在的问题中，本申请提供了一种忆阻模拟器及高频混沌 振荡器，其中，忆阻模拟器可工作于高频段，且电路结构简单，易于实现， 工作的频段可以通过改变电容的大小进行调整；高频混沌振荡器可产生动力 学特性复杂的高频混沌信号，产生的高频混沌信号在信息加密、保密通信等 领域有着巨大的应用前景。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
[0007]一种忆阻模拟器，包括：二极管桥和电容，其中，所述二极管桥与所述 电容并联，所述忆阻模拟器工作的频率通过改变所述电容的大小进行调整。
[0008]其中，所述二极管桥包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管 D4，所述二极管D1的正极端与所述二极管D4的正极端相连，记作j端， 所述二极管D4的负极端与所述二极管D3的正极端相连，记作k端，所述 二极管D3的负极端与所述二极管D2的负极端相连，记作p端，所述二极 管D2的正极端与所述二极管D2的负极端相连，记作q端，所述二极管桥 的j端和p端分别与所述电容C0的正、负端并联。
[0009]一种高频混沌振荡器，包括：三极管Q、电阻R、电感L、电容C
CE
、直 流电源E1以及上
述所述的忆阻模拟器W，其中：
[0010]所述三极管Q的基极和集电极分别连接所述电感L的两端，所述三极管 Q的集电极和发射极分别连接所述电容的正负端，同时所述三极管Q的集电 极和发射极分别连接所述二极管桥的q端和k端，所述三极管Q的基极与所 述电阻R的一端相连，所述电阻R的另一端与所述直流电源E1的正极相连， 所述直流电源E1的负极与所述三极管Q的发射极相连。
[0011]进一步的，所述三极管Q采用高频小信号模型进行分析，所述高频小信 号模型包括压控非线性电阻N
R
、流控电流源β
F
i
B
′
以及基极和发射极之间的寄 生电容C
BE
，其中，β
F
为共发射极电流放大系数，i
B
′
为流经所述压控非线性 电阻N
R
的电流。
[0012]本申请提供一种忆阻模拟器及高频混沌振荡器，其中，忆阻模拟器包括： 二极管桥和电容，所述二极管桥与所述电容并联，所述忆阻模拟器工作的频 率通过改变所述电容的大小进行调整，忆阻模拟器可工作于高频段，且电路 结构简单，易于实现，工作的频段可以通过改变电容的大小进行调整；高频 混沌振荡器包括：三极管、电阻、电感、电容、直流电源以及忆阻模拟器， 可产生动力学特性复杂的高频混沌信号，产生的高频混沌信号在信息加密、 保密通信等领域有着巨大的应用前景。
[0013]本申请所述的忆阻模拟器及高频混沌振荡器，其优点在于：
[0014](1)该忆阻模拟器可工作在高频段，当电容取值为100pF时，在输入信 号频率为5MHz时，还具有非线性特性。
[0015](2)该忆阻模拟器工作的频段可以通过改变电容的大小进行调整。
[0016](3)该忆阻模拟器电路结构简单，易于实现。
[0017](4)将该忆阻模拟器引入到高频混沌振荡器电路中，可以产生动力学特 性复杂的高频混沌信号，产生的高频混沌信号在信息加密、保密通信等领域 有着巨大的应用前景。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本申请实施例公开的一种忆阻模拟器的电路结构示意图；
[0020]图2为本申请实施例公开的不同输入信号频率下数值分析电压
‑
电流平面 特性曲线图；
[0021]图3为本申请实施例公开的不同输入信号频率下电路仿真电压
‑
电流平面 特性曲线图；
[0022]图4为本申请实施例公开的一种高频混沌振荡器的电路结构示意图
[0023]图5为本申请实施例公开的三极管高频小信号模型示意图；
[0024]图6为本申请实施例公开的不同R取值情况下x
‑
y平面相图；
[0025]图7为本申请实施例公开的不同初始条件下随R变化的分岔图；
[0026]图8为本申请实施例公开的不同初始条件下随R变化的最大李雅普诺夫 指数示意图；
[0027]图9为本申请实施例公开的不同阻值情况下的示波器观测到v1‑
v
BE
平面相 图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]请参见附图1，为本申请实施例提供的一种忆阻模拟器的电路结构示意 图。如图1所示，本申请实施例提供了一种忆阻模拟器，该忆阻模拟器采用 二极管桥和电容两部分构成，其中，所述二极管桥与所述电容(C0)并联， 所述忆阻模拟器工作的频率通过改变所述电容(C0)的大小进行调整。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种忆阻模拟器，其特征在于，包括：二极管桥和电容，其中，所述二极管桥与所述电容并联，所述忆阻模拟器工作的频率通过改变所述电容的大小进行调整。2.根据权利要求1所述的忆阻模拟器，其特征在于，所述二极管桥包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，所述二极管D1的正极端与所述二极管D4的正极端相连，记作j端，所述二极管D4的负极端与所述二极管D3的正极端相连，记作k端，所述二极管D3的负极端与所述二极管D2的负极端相连，记作p端，所述二极管D2的正极端与所述二极管D2的负极端相连，记作q端，所述二极管桥的j端和p端分别与所述电容C0的正、负端并联。3.一种高频混沌振荡器，其特征在于，包括：三极管Q、电阻R、电感L、电容C
CE
、直流电源E1以及权利要求1
‑
2任意一项所述的忆阻模拟器W，其中：所述三极管Q的基极和集电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玲，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：发明
国别省市：