【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种混沌信号发生电路，适合用于小信号输出的传感器信息加密。具体可实现密钥分辨率为0.0625的指数次幂参数在[0.0625,63.9275]可调的类lorenz混沌电路。
技术介绍
0、技术背景
1、混沌是非线性动力学系统中特有的一种运动形式，表现为确定系统的解析呈现伪随机性能，对初始条件和参数具有高度敏感性。系统参数有较小的变化通过长时间的演化导致混沌波形轨道的演化变得毫不相关，但仍然呈现相似的相图拓扑结构。正是这种混沌系统的长期不可预测性，可以通过混沌掩盖的方式用于信息的加密，混沌系统的非线性函数、参数等可以作为混沌保密通信系统的密钥。根据提出各种混沌同步方案，设计的混沌系统可以用于各种混沌保密通信系统的加密和解密。
2、混沌电路的实现是验证混沌系统存在性的有力手段，可以直接观测到混沌时域波形和混沌吸引子相图。非线性电路是实现混沌电路的重要条件，复杂非线性电路的构造、设计和实现是产生混沌电路产生随机性能更高的混沌时域波形一般表现。另一方面，混沌电路产生的混沌时域波形可以直接用于信息的加密，构造各类混沌保密通信硬件系统。混沌电路的中非线性电路、电阻值等均可以作为混沌保密通信系统电路的密钥使用。
技术实现思路
1、为解决现有混沌系统电路中非线性函数指数幂次较低且不可在实数范围内调整的问题，本专利技术提供了一种非线性指数幂次函数在更宽实数幂次范围可调的类lorenz混沌电路系统，使其输出的混沌时域波形具有更为复杂的动力力学行为和更好的伪随机性能，
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、本专利技术提供一种指数幂次参数在较宽的实数范围内可调的三维类lorenz系统，调整的参数在[0.625,63.9375]范围之内可产生双涡卷混沌吸引子，并设计了它的类lorenz混沌电路。
4、所述宽指数幂参数可调的类lorenz混沌系统状态方程包括一个二次项和一个含有宽指数幂乘积的高次项，其中指数幂次为可调参数。具体设计的三维类lorenz系统形式如下：
5、
6、其中为可变参数，为系统的解析值。依据宽指数幂参数可调的类lorenz混沌系统状态方程设计它的混沌电路通道信号输出，通道信号输出，通道信号输出均为类lorenz混沌系统状态方程对应电路形式的解析时域电压波形。
7、所述宽指数幂参数可调的类lorenz混沌系统状态方程的为系统的解析值须符合设计的实际电路的输出范围，其中信号输出应当压缩小于1伏特电压输出，即信号输出小于1伏特电压，才能保证输出信号不会快速按指数幂增长迅速超过设计电路的输出动态范围。因此，设计的类lorenz混沌系统参数要求：（1）宽指数幂参数指数在[0.6250,3.4375]之间可调的压缩三维类lorenz混沌系统状态方程参数。（2）宽指数幂参数指数在[3.5000,11.9375]之间可调的压缩三维类lorenz混沌系统状态方程参数。（3）宽指数幂参数指数在[12.0000,63.9375]之间可调的压缩三维类lorenz混沌系统状态方程参数。
8、本专利技术提供对应的指数幂参数可调的类lorenz混沌电路，具有第一～第十运算放大器、第一～第二十模拟乘法器、第一～第二十五电阻，第一～第三电容、第一～四十个插针导线插孔、一个两组联动四路选择开关、一个八位接线端子排、一个四位接线端子排、十六根二端口插针导线和直流稳压电源。由此设计电路的信号通道和信号通道，信号通道和信号通道，信号通道信号通道，各信号通道的输出信号与电阻、乘法器关联后反馈给各通道输入端，构成指数幂可调的类lorenz混沌电路。
9、所述通道信号输出包括第一～第二运算放大器、第一电容以及第一～第四电阻，其中第三运算放大器输出端通过第一电阻接第一运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的输出端通过第三电阻接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的同相输入端接地，第一运算放大器的反相输入端通过第二电阻接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端通过第四电阻接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的同相输入端接地，第二运算放大器的反相输入端通过第一电容接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输出端为信号；所述通道信号输出包括第三运算放大器、第五～第六电阻，第二运算放大器输出端通过第五电阻接第三运算放大器反相输入端，第三运算放大器同相输入端接地，第三运算放大器反相输入端通过第六电阻接第三运算放大器输出端，第三运算放大器输出端为信号。
10、所述通道信号输出包括第一乘法器、第四～第五运算放大器、第七～第十一电阻、第二十二～第二十三电阻、第二电容、第二十九插孔和一个联动四路选择开关的第一组，其中第二运算放大器的输出端通过第七电阻接第四运算放大器的反相输入端，第六运算放大器的输出端通过第八电阻接第四运算放大器的反相输入端，第三运算放大器的输出端接第一乘法器的第一输入端，第二十九插孔接第一乘法器的第二输入端，第一乘法器的输出端连接联动四路开关第一组的输入端，联动四路开关第一组的第一输出端通过第二十三电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第二输出端通过第二十二电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第三输出端通过第九电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第四输出端悬空。第四运算放大器的反相输入端通过第十电阻接第四运算放大器的输出端，第四运算放大器的同相输入端接地，第四运算放大器的输出端通过第十一电阻接第五运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的反相输入端通过第二电容接第五运算放大器的输出端，第五运算放大器的同相输入端接地，第五运算放大器的输出端为信号；所述通道信号输出包括第六运算放大器、第十二～第十三电阻，其中第五运算放大器输出端通过第十二电阻接第六运算放大器反相输入端，第六运算放大器同相输入端接地，第六运算放大器反相输入端通过第十三电阻接第六运算放大器输出端，第六运算放大器输出端为信号。
11、所述通道信号输出包括包括第二乘法器、第七～第八运算放大器、第十四～第十七电阻、第二十四～第二十五电阻、第三电容和一个联动四路选择开关的第二组，其中第三运算放大器的输出端接第二乘法器的第一输入端，第五运算放大器的输出端接第二乘法器的第二输入端，第二乘法器的输出端通过第十四电阻接第七运算放大器的反相输入端，第九运算放大器的输出端连接联动四路开关第二组的输入端，联动四路开关第二组的第一输出端通过第二十五电阻接第七运算放大器的反相输入端，联动四路开关第二组的第二输出端通过第二十四电阻接第七运算放大器的反相输入端，联动四路开关第二组的第三输出端通过第十五电阻接第七运算放大器的反相输入端，联动四路开关第二组的第四输出端悬空，第七运算放大器的反相输入端通过第十六电阻接第七运算放大器的输出端，第七运算放大器的同相输入端接地，第七运算放大器的输出端通过第十七电阻接第八运算放大器的反相输入端，第八运算放大器的反相输入端通过第三电容接第八本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于宽指数幂参数可调的类LORENZ混沌系统，其特征在于所述三维类LORENZ混沌系统状态方程包括一个二次项和一个含有可调指数幂乘积的高次项，系统表表述为：
2.根据权利要求1所述宽指数幂参数可调的类LORENZ混沌系统的解析值符合设计其混沌电路三个通道输出电压数值要求，其混沌系统参数在，或 三者之间切换，可以实现专利技术的混沌电路三通道输出的电压信号的最大变化在所有运算放大器输出信号动态范围之内。其中通道电压数值小于1伏特电压，保证信号不会快速按指数幂迅速增长超过运算放大器输出信号的最大动态范围。
3.根据权利要求2所述的含有宽指数幂型的类LORENZ混沌系统，其特征在于当参数时，高次项的指数幂参数在[0.625,3.4375]范围内可调，呈现双涡卷混沌吸引子相图结果。
4.根据权利要求2所述的含有宽指数幂型的类LORENZ混沌系统，其特征在于当参数时，高次项的指数幂参数在[3.5000,11.9375]范围内可调，呈现双涡卷混沌吸引子相图结果。
5.根据权利要求2所述的含有宽指数幂型的类LORENZ混沌系统，其特征在于当
6.根据权利要求2所述的混沌电路三通道输出电压最大变化在所有运算放大器输出的动态范围之内满足参数要求，以及根据权利要求3～权利要求5所述的指数幂参数范围，其特征在于具有：第一～第十运算放大器、第一～第二十模拟乘法器、第一～第二十五电阻，第一～第三电容、第一～四十个插针导线插孔、一个两组联动四路选择开关、一个八位接线端子排、一个四位接线端子排、十六根二端口插针导线和直流稳压电源。由此设计的信号通道和信号通道，信号通道和信号通道，信号通道信号通道，各信号通道的输出与电阻、乘法器关联后反馈给各通道输入端，构成可调指数幂型的类LORENZ混沌电路。
7.根据权利要求6所述的特定指数幂可调的类LORENZ混沌电路，其特征在于信号通道包括第一～第二运算放大器、第一电容以及第一～第四电阻，其中第三运算放大器输出通过第一电阻接第一运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的输出端通过第三电阻接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的同相输入端接地，第一运算放大器的反相输入端通过第二电阻接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端通过第四电阻接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的同相输入端接地，第二运算放大器的反相输入端通过第一电容接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输出端为信号。信号通道包括第三运算放大器、第五～第六电阻，其中第二运算放大器输出端通过第五电阻接第三运算放大器反相输入端，第三运算放大器同相输入端接地，第三运算放大器反相输入端通过第六电阻接第三运算放大器输出端，第三运算放大器输出端为信号。
8.根据权利要求6所述的特定指数幂可调的类LORENZ混沌电路，其特征在于通道信号输出包括第一乘法器、第四～第五运算放大器、第七～第十一电阻、第二十二～第二十三电阻、第二电容、第二十九插孔和一个联动四路选择开关的第一组，其中第二运算放大器的输出端通过第七电阻接第四运算放大器的反相输入端，第六运算放大器的输出端通过第八电阻接第四运算放大器的反相输入端，第三运算放大器的输出端接第一乘法器的第一输入端，第二十九插孔接第一乘法器的第二输入端，第一乘法器的输出端连接联动四路开关第一组的输入端，联动四路开关第一组的第一输出端通过第二十三电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第二输出端通过第二十二电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第三输出端通过第九电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第四输出端悬空。第四运算放大器的反相输入端通过第十电阻接第四运算放大器的输出端，第四运算放大器的同相输入端接地，第四运算放大器的输出端通过第十一电阻接第五运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的反相输入端通过第二电容接第五运算放大器的输出端，第五运算放大器的同相输入端接地，第五运算放大器的输出端为信号；所述通道信号输出包括第六运算放大器、第十二～第十三电阻，其中第五运算放大器输出端通过第十二电阻接第六运算放大器反相输入端，第六运算放大器同相输入端接地，第六运算放大器反相输入端通过第十三电阻接第六运算放大器输出端，第六运算放大器输出端为信号。
9.根据权利要求6所述的特定指数幂可调的类LORENZ混沌电路，其特征在于通道信号输出包括包括第二乘法器、第七～第八运算放大器、第十四～第十七电阻、第二十四～第二十五电阻、第三电容和一个联动四路选择开关的第二组，其中第三运算放大器的输出端接第二乘法器的第...
【技术特征摘要】
1.一种基于宽指数幂参数可调的类lorenz混沌系统，其特征在于所述三维类lorenz混沌系统状态方程包括一个二次项和一个含有可调指数幂乘积的高次项，系统表表述为：
2.根据权利要求1所述宽指数幂参数可调的类lorenz混沌系统的解析值符合设计其混沌电路三个通道输出电压数值要求，其混沌系统参数在，或 三者之间切换，可以实现发明的混沌电路三通道输出的电压信号的最大变化在所有运算放大器输出信号动态范围之内。其中通道电压数值小于1伏特电压，保证信号不会快速按指数幂迅速增长超过运算放大器输出信号的最大动态范围。
3.根据权利要求2所述的含有宽指数幂型的类lorenz混沌系统，其特征在于当参数时，高次项的指数幂参数在[0.625,3.4375]范围内可调，呈现双涡卷混沌吸引子相图结果。
4.根据权利要求2所述的含有宽指数幂型的类lorenz混沌系统，其特征在于当参数时，高次项的指数幂参数在[3.5000,11.9375]范围内可调，呈现双涡卷混沌吸引子相图结果。
5.根据权利要求2所述的含有宽指数幂型的类lorenz混沌系统，其特征在于当参数时，高次项的指数幂参数在[12,63.9375]范围内可调，呈现双涡卷混沌吸引子相图结果。
6.根据权利要求2所述的混沌电路三通道输出电压最大变化在所有运算放大器输出的动态范围之内满足参数要求，以及根据权利要求3～权利要求5所述的指数幂参数范围，其特征在于具有：第一～第十运算放大器、第一～第二十模拟乘法器、第一～第二十五电阻，第一～第三电容、第一～四十个插针导线插孔、一个两组联动四路选择开关、一个八位接线端子排、一个四位接线端子排、十六根二端口插针导线和直流稳压电源。由此设计的信号通道和信号通道，信号通道和信号通道，信号通道信号通道，各信号通道的输出与电阻、乘法器关联后反馈给各通道输入端，构成可调指数幂型的类lorenz混沌电路。
7.根据权利要求6所述的特定指数幂可调的类lorenz混沌电路，其特征在于信号通道包括第一～第二运算放大器、第一电容以及第一～第四电阻，其中第三运算放大器输出通过第一电阻接第一运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的输出端通过第三电阻接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的同相输入端接地，第一运算放大器的反相输入端通过第二电阻接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端通过第四电阻接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的同相输入端接地，第二运算放大器的反相输入端通过第一电容接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输出端为信号。信号通道包括第三运算放大器、第五～第六电阻，其中第二运算放大器输出端通过第五电阻接第三运算放大器反相输入端，第三运算放大器同相输入端接地，第三运算放大器反相输入端通过第六电阻接第三运算放大器输出端，第三运算放大器输出端为信号。
8.根据权利要求6所述的特定指数幂可调的类lorenz混沌电路，其特征在于通道信号输出包括第一乘法器、第四～第五运算放大器、第七～第十一电阻、第二十二～第二十三电阻、第二电容、第二十九插孔和一个联动四路选择开关的第一组，其中第二运算放大器的输出端通过第七电阻接第四运算放大器的反相输入端，第六运算放大器的输出端通过第八电阻接第四运算放大器的反相输入端，第三运算放大器的输出端接第一乘法器的第一输入端，第二十九插孔接第一乘法器的第二输入端，第一乘法器的输出端连接联动四路开关第一组的输入端，联动四路开关第一组的第一输出端通过第二十三电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第二输出端通过第二十二电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第三输出端通过第九电阻接第四运算放大器的反相输入端，联动四路开关第一组的第四输出端悬空。第四运算放大器的反相输入端通过第十电阻接第四运算放大器的输出端，第四运算放大器的同相输入端接地，第四运算放大器的输出端通过第十一电阻接第五运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的反相输入端通过第二电容接第五运算放大器的输出端，第五运算放大器的同相输入端接地，第五运算放大器的输出端为信号；所述通道信号输出包括第六运算放大器、第十二～第十三电阻，其中第五运算放大器输出端通过第十二电阻接第六运算放大器反相输入端，第六运算放大器同相输入端接地，第六运算放大器反相输入端通过第十三电阻接第六运算放大器输出端，第六运算放大器输出端为信号。
9.根据权利要求6所述的特定指数幂可调的类lorenz混沌电路，其特征在于通道信号输出包括包括第二乘法器、第七～第八运算放大器、第十四～第十七电阻、第二十四～第二十五电阻、第三电容和一个联动四路选择开关的第二组，其中第三运算放大器的输出端接第二乘法器的第一输入端，第五运算放大器的输出端接第二乘法器的第二输入端，第二乘法器的输出端通过第十四电阻接第七运算放大器的反相输入端，第九运算放大器的输出端连接联动四路开关第二组的输入端，联动四路开关第二组的第一输出端通过第二十五电阻接第七运算放大器的反相输入端，联动四路开关第二组的第二输出端通过第二十四电阻接第七运算放大器的反相输入端，联动四路开关第二组的第三输出端通过第十五电阻接第七运算放大器的反相输入端，联动四路开关第二组的第四输出端悬空，第七运算放大器的反相输入端通...
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