简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器及其调控方法技术

本发明专利技术公开了简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器及其调控方法，包含积分运算电路，反相比例电路，运用两个乘法器，五个运算放大器，十个电阻和三个电容等元器件，使用乘法器进行二次项的运算，能正确的呈现混沌信号。简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器输出的混沌信号幅度和频率可以由电路中的某个电阻参数控制，依据乘法器内部特性和滑动变阻器的分压原理实现系统的电路简化设计，减少乘法器个数的使用，降低了应用成本和电路实现与调试的难度。通过电路中的某个电阻调节电路输出混沌信号的幅度和频率，增加了混沌电路的可控性，为混沌信号应用于工程应用提供了便利。沌信号应用于工程应用提供了便利。沌信号应用于工程应用提供了便利。

【技术实现步骤摘要】
简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器及其调控方法


[0001]本专利技术属于电子、通讯与信息工程类技术，具体涉及简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器及其调控方法。

技术介绍

[0002]混沌在物理学、工程学和其他科学学科中是一个非常普遍的现象。在工程中，混沌具有重要的应用价值，宽频混沌信号的调理困难以及物理器件的局限性使得混沌系统幅度控制成为研究的热点。而额外的线性变换在混沌系统中获得所需几何尺度的混沌吸引子，使其不超过电路器件的限制范围也增加了电路设计与调试的难度。在电路设计方面，目前都是采用乘法器来实现二次非线性，这使得实际的电路实现更加复杂，而且增加了电路的故障率，从而给鲁棒性混沌的产生带来了很大的风险。因此可设计简化混沌电路以利于工程应用。
[0003]关于混沌电路，已有相关专利给出了不同的电路实现方案。例如专利申请号CN 201810228649.7提出了一种综合混沌电路，该专利由四个乘法器和八个运算放大器构成，通过选择对应的电阻，产生相应的混沌相轨；专利申请号CN202110353867.5提出了一种分数阶耦合忆阻混沌电路，该专利通过一个带有分数阶电容的耦合忆阻器模块和一个带有分数阶电容的混沌电路模块组合，构成分数阶耦合忆阻混沌电路，能够产生多种不同的动力学行为；专利申请号CN201910561036.X提出一种基于忆阻的四维超混沌电路，该专利由五个AD633JN乘法器，四个LF347N放大器，十二个电阻，四个电容构成，通过调节电路中忆阻权重值，产生丰富的动力学行为。但是这些现有技术中都没有关于信号的幅度频率调控和电路简化的内容。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器及其调控方法，通过电路中元件参数可以调控混沌信号的幅度和频率，实现了混沌信号的基于系统参数的幅度控制。依据乘法器内部特性和滑动变阻器的分压原理实现系统的电路仿真，减少乘法器个数的使用，使电路更加简洁。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器，包括：乘法器U1、乘法器U7；运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8；滑动变阻器R4、滑动变阻器R9、滑动变阻器R
10
；电容C1、电容C2、电容C3；其中，乘法器U1的端口X2连接运算放大器U4的输出端口x，乘法器U1的端口Y1连接运算放大器U6的输出端口z，乘法器U1的端口X1、端口Y2、以及端口Z均接地；
乘法器U1的输出端口W、电阻R1其中一端、电阻R5其中一端三者相连；电阻R1的另一端、电容C1的其中一端、运算放大器U2的反相输入端三者相连；运算放大器U2的输出端口y、电容C1的另一端、电阻R2的其中一端三者相连电阻R2的另一端、电阻R3的其中一端、以及运算放大器U3的反向输入端三者相连；电阻R3的另一端、滑动变阻器R4的其中一端、以及运算放大器U3的输出端口
‑
y三者相连；滑动变阻器R4的另一端、电容C2的其中一端、以及运算放大器U4的反向输入端三者相连；电容C2的另一端、与运算放大器U4的输出端口x相连；电阻R5的另一端、电阻R6的其中一端、与运算放大器U5的反向输入端三者相连；电阻R6的另一端、电阻R7的其中一端、与运算放大器U5的输出端三者相连；滑动变阻器R9的第一端连接运算放大器U2的输出端口y；滑动变阻器R
10
的第一端连接运算放大器U4的输出端口x；乘法器U7的X1端口连接运算放大器U4的输出端口x，乘法器U7的X2端口与滑动变阻器R9的第二端相连；R
9L
为滑动变阻器R9连接到乘法器U7的X2端口的电阻值；乘法器U7的Y2端口连接运算放大器U3的输出端口
‑
y，乘法器U7的Y1端口与滑动变阻器R
10
的第二端相连；R
10L
表示滑动变阻器R
10
连接到乘法器U7的 Y1端口的电阻值；乘法器U7的端口W与电阻R8其中一端相连；电阻R8的另一端、电阻R7的另一端、电容C3的其中一端三者相连，且该相连端与运算放大器U6的反向输入端相连；运算放大器U6的输出端口z、电容C3的另一端相连；乘法器U7的端口Z接地；运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6的正向输入端均接地；滑动变阻器R9的第三端接地；滑动变阻器R
10
的第三端接地。
[0006]进一步地，前述的简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器，所述电容C1、电容C2、电容C3均为10nF。
[0007]进一步地，前述的简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器，电阻R1的电阻值为1kΩ；电阻R2、电阻R3、电阻 R5、电阻 R6、滑动变阻器R4、滑动变阻器R9、滑动变阻器R
10
的电阻值均为10kΩ；电阻R7的电阻值为833Ω；电阻R8的电阻值300Ω；滑动变阻器R9连接到乘法器U7的X2端口的电阻值R
9L
为3kΩ，滑动变阻器R
10
连接到乘法器U7的 Y1端口的电阻值R10L为2.5kΩ。
[0008]进一步地，前述的简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器，所述乘法器U1、乘法器U7，型号均为AD633AN；运算放大器型号为LM741CN。
[0009]进一步地，应用前述的简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器的幅度和频率调控方法，包括如下步骤：S1、基于一种简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器混沌系统方程，对其构建简化电路方程；所述混沌系统方程如下式：
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(1)其中，x,y,z为系统状态变量，参数a、b为常数；所述简化电路方程如下式：
ꢀꢀꢀꢀ
(2)S2、应用步骤S2简化电路方程，当，步骤S1混沌系统方程更新如下式：
ꢀꢀꢀ
(3)其中，参数m，用于控制整个系统内部变量的幅度和频率变化。
[0010]相较于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的优点：通过采用乘法器特性和滑动变阻器的分压原理实现对整体电路的简化构建，提高了乘法器的利用率，减少了乘法器个数的使用，降低了应用成本和电路实现与调试的难度。通过电路中的某个电阻调节电路输出混沌信号的幅度和频率，增加了混沌电路的可控性，为混沌信号应用于工程应用提供了便利。
附图说明
[0011]图1是一种简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器相轨图，图中，(a)是x
‑
y平面图，(b)是x
‑
z面图，(c)是y
‑
z平面图，(d)是x
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y
‑
z平面图；图2是一种简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器简化电路原理图；图3是一种简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器实验仿真相轨图，图中(a)是x
‑
y平面图， (b)是x
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.简化的类Jerk可调幅调频混沌振荡器，其特征在于，包括：乘法器U1、乘法器U7；运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8；滑动变阻器R4、滑动变阻器R9、滑动变阻器R
10
；电容C1、电容C2、电容C3；其中，乘法器U1的端口X2连接运算放大器U4的输出端口x，乘法器U1的端口Y1连接运算放大器U6的输出端口z，乘法器U1的端口X1、端口Y2、以及端口Z均接地；乘法器U1的输出端口W、电阻R1其中一端、电阻R5其中一端三者相连；电阻R1的另一端、电容C1的其中一端、运算放大器U2的反相输入端三者相连；运算放大器U2的输出端口y、电容C1的另一端、电阻R2的其中一端三者相连电阻R2的另一端、电阻R3的其中一端、以及运算放大器U3的反向输入端三者相连；电阻R3的另一端、滑动变阻器R4的其中一端、以及运算放大器U3的输出端口
‑
y三者相连；滑动变阻器R4的另一端、电容C2的其中一端、以及运算放大器U4的反向输入端三者相连；电容C2的另一端、与运算放大器U4的输出端口x相连；电阻R5的另一端、电阻R6的其中一端、与运算放大器U5的反向输入端三者相连；电阻R6的另一端、电阻R7的其中一端、与运算放大器U
5 的输出端三者相连；滑动变阻器R
9 的第一端连接运算放大器U2的输出端口y；滑动变阻器R
10
的第一端连接运算放大器U4的输出端口x；乘法器U7的X1端口连接运算放大器U4的输出端口x，乘法器U7的X2端口与滑动变阻器R9的第二端相连；R
9L
为滑动变阻器R9连接到乘法器U7的X2端口的电阻值；乘法器U7的Y2端口连接运算放大器U3的输出端口
‑
y，乘法器U7的Y1端口与滑动变阻器R
10
的第二端相连；R
10L
表示滑动变阻器R
10
连接到乘法器U7的 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志南，李春彪，高义凯，黄珂雨，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：