混沌脈寬調制和混沌沖激位置調制電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及周期脈沖及周期沖激電路領域，具體涉及一種參數可調的混沌脈寬調 制和混純沖激位置調制電路。
【背景技術】
[0002] 周期脈寬調制信號和周期沖激信號是一種在電子領域的常見信號，將一個周期內 的脈寬及沖激信號的位置隨機化，可以產生新的應用。可以通過數字和模擬兩種技術方式 產生所需的隨機調制信號。其中，數字型的隨機脈寬調制及沖激位置調制通過數字處理器 的運算實現，成本花費較高，而且產生的信號易受處理器速度和處理精度的影響。而模擬的 隨機調制信號通過搭建模擬電路實現，隨機信號很難通過實際電路獲取。混沌信號的特點 是具備偽隨機性，可以當作隨機信號處理，模擬的混沌信號可以通過簡單成熟的電路生成。 因此可以采用模擬電路來實現混沌脈寬調制和混沌沖激位置調制。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種低成本、易實現、參數可調的混 沌脈寬調制和混沌沖激位置調制電路。
[0004] 為了達到上述目的，本發明是這樣實現的，其是一種混沌脈寬調制和混沌沖激位 置調制電路，其特征在于包括混沌信號發生電路、脈寬調制電路、鋸齒波發生電路及微分電 路；其中所述脈寬調制電路分別接收混沌信號發生電路所產生的混沌信號及鋸齒波發生電 路所產生的鋸齒波信號并進行脈寬調制，脈寬調制電路又將脈寬調制后的混沌脈寬調制信 號輸給微分電路，所述微分電路將接收到的混沌脈寬調制信號進行處理后輸出混沌沖激位 置調制信號。
[0005] 所述鋸齒波發生電路包括第一至第五電阻、第一電容、第一開關、第一比較器、第 二比較器及RS觸發器構成；其中所述第一電阻一端接直流電源正極，另一端分別接第一電 容的一端、第一開關的輸出控制端、第一比較器的反相端及第二比較器的正相端；所述第一 電容的另一端接地；第一開關的低電平參考電位端接地，第一開關的輸出控制端的另一端 接地；所述第二電阻的一端接直流電源正極，另一端分別接第一比較器的正相輸入端及第 三電阻的一端，第三電阻的另一端接地；所述第四電阻的一端接直流電源正極，另一端分別 接第二比較器的反相輸入端及第五電阻的一端，所述第五電阻的另一端接地；所述第三RS 觸發器的R輸入端接第一比較器的輸出端，S輸入端接第二比較器的輸出端，第三RS觸發 器的輸出端Q為鋸齒波發生電路的輸出端，輸出端Q接脈寬調制電路的輸入端。
[0006] 所述混沌信號發生電路包括第六至第二十四電阻、第二至第四電容和第一至第六 放大器；其中所述第六電阻的一端分別接第一放大器反相輸入端及第二電容的一端，另一 端分別接第三電容的一端、第四電容的一端、第十三電阻的一端、第十六電阻、第十七電阻 的一端及第十八電阻的一端，第十七電阻的另一端接直流電源正極，第十八電阻的另一端 接地；所述第二電容的另一端分別接第一放大器的輸出端及第七電阻的一端；第一放大器 正相輸入端分別接第二放大器正相輸入端、第八電阻的一端、第十電阻的一端、第二十電阻 的一端及第三電容的另一端；所述第七電阻的另一端分別接第二放大器反相輸入端及第九 電阻的一端；第八電阻的另一端分別接第二放大器的輸出端及第九電阻的另一端；第十電 阻的另一端分別接第四電容的另一端、第十一電阻的一端、第十四電阻的一端、第三放大器 正相端及第四放大器正相端；第二十電阻的另一端分別接第六放大器正相輸入端及第十九 電阻的一端，第十九電阻的另一端接地；所述第十三電阻的另一端接第十二電阻的一端及 第二放大器反相輸入端，第十二電阻的另一端分別接第十一電阻的另一端及第三發放大器 的輸出端；所述第十六電阻的另一端分別接第十五電阻的一端及第四放大器正相端；所述 第十五電阻的另一端分別接第十四電阻另一端及第四放大器輸出端；所述第五放大器反相 端接輸出端及第二十三電阻的一端；第二十三電阻的另一端分別接第六放大器反相輸入端 及第二十四電阻的一端，第二十四電阻的另一端接第六放大器的輸出端，第六放大器的輸 出端為混沌信號發生電路的輸出端，第六放大器的輸出端接脈寬調制電路的另一輸入端； 所述第二i^一電阻的一端接直流電源正極，第二i^一電阻的另一端分別接第二十二電阻的 一端及第六放大器正相輸入端，接第二十二電阻的另一端接地。
[0007] 所述脈寬調制電路包括第四非門、第五非門、第六比較器、第七RS觸發器及第八 與門；其中所述第四非門的輸入端接第三RS觸發器的輸出端Q，第四非門的輸出端分別接 第五非門的輸入端及第八與門的一輸入端；所述第五非門的輸出端接第七RS觸發器的S 端，所述第八與門的另一輸入端接第七RS觸發器輸出端Q，第八與門的輸出端為脈寬調制 電路的輸出端，第八與門的輸出端接微分電路的輸入端，第八與門輸出脈寬混沌變化范圍 可調的脈沖信號；所述第七RS觸發器的R端接第六比較器的輸出端，第六比較器正相輸入 端接第一比較器的反相端，第六比較器反相輸入端接第六放大器的輸出端。
[0008] 所述微分電路包括第五電容、第二十五電阻及第七放大器；其中所述第五電容的 一端接第八與門的輸出端，第五電容的另一端分別接第二十五電阻的一端及第七放大器反 相輸入端；所述第七放大器正相輸入端接地，第七放大器輸出端接第二十五電阻的另一端， 第七放大器輸出端為微分電路的輸出端，第七放大器輸出沖激位置混沌變化范圍可調的周 期沖激信號。
[0009] 本發明與現有技術相比的優點為：本發明是將混沌信號發生電路與周期脈沖及周 期沖激電路整合而得，采用模擬電路實現，降低了成本，電路采用常見器件構成，易于實現。 當前常用數字技術實現隨機脈寬調制及隨機沖激位置調制，成本較高，輸出的波形存在精 度問題，一般脈寬及沖激位置隨機變化的范圍固定，若需調整均需通過程序編寫或數字電 路的重新設計。而本發明的輸出為模擬信號波形，不存在精度問題，改變個別電阻參數即可 調整脈沖周期、脈寬及沖激位置的混沌變化范圍。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發明【具體實施方式】的電路方框圖； 圖2為本發明【具體實施方式】的鋸齒波發生電路原理圖； 圖3為本發明【具體實施方式】的混沌信號發生電路原理圖； 圖4為本發明【具體實施方式】的脈寬調制電路原理圖； 圖5為本發明【具體實施方式】的微分電路原理圖； 圖6為本發明【具體實施方式】的各個電路環節的輸出電壓波形。
【具體實施方式】
[0011] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0012] 在本發明的描述中，術語"第一"至"第二十五"僅用于描述目的，而不能理解為指 示或暗示相對重要性。
[0013] 參考圖1給出了本發明的電路框圖，其是一種混沌脈寬調制和混沌沖激位置調制 電路，包括混沌信號發生電路、脈寬調制電路、鋸齒波發生電路及微分電路；其中所述脈寬 調制電路分別接收混沌信號發生電路所產生的混沌信號及鋸齒波發生電路所產生的鋸齒 波信號并進行脈寬調制，脈寬調制電路又將脈寬調制后的混沌脈寬調制信號輸給微分電 路，所述微分電路將接收到的混沌脈寬調制信號進行處理后輸出混沌沖激位置調制信號。
[0014] 工作時，通過混沌信號發生電路產生變化范圍可調的偽隨機混沌電壓信號；通過 鋸齒波發生電路環節，產生周期為T的鋸齒波信號，鋸齒波從到達最低電壓時為一個周期 的開始，此時，比較觸發電路輸出高電平，當鋸齒波電壓高于混沌電壓時，脈寬調制電路輸 出低電平直到新的周期開始，因此脈寬調制電路輸出為混沌脈寬調制信號，該信號經微分 電路環節得到混沌沖激位置調制信號。
[0015] 圖2給出了鋸齒波發生電路原理圖。鋸齒波發生電路包括第一至第五電阻札-1? 5、 第一電容Q、第一開關Si、第一比較器％、第二比較器％及RS觸發器U3構成；其中所述第一 電阻&一端接直流電源正極，另一端分別接第一電容Ci的一端、第一開關Si的輸出控制端、 第一比較器1^的反相端及第二比較器U2的正相端，由第一電容Ci的電壓&輸出 得到鋸齒波信號；所述第一電容(；的另一端接地；第一開關si的低電平參考電位端接地， 第一開關輸出控制端的另一端接地；所述第二電阻R2的一端接直流電源正極，另一端 分別接第一比較器A的正相輸入端及第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端接地；所述 第四電阻&的一端接直流電源正極，另一端分別接第二比較器U2的反相輸入端及第五電阻 R5的一端，所述第五電阻R5的另一端接地；所述第三RS觸發器U3的R輸入端接第一比較器 A的輸出端，S輸入端接第二比較器U2的輸出端，第三RS觸發器U3的輸出端Q為鋸齒波發 生電路的輸出端即形成了觸發信號&igger，輸出端Q接脈寬調制電路的輸入端。
[0016] 工作時，第五電阻R5上分壓需高于第三電阻1?3上分壓，電源通過第一電阻Ri為第 一電容Ci充電，當第一電容Ci的電壓超過第五電阻1?5上分壓時，第一比較器 Ui輸出低電平及第二比較器U2輸出高電平，第三RS觸發器U3輸出高電平，第一開關S:閉 合，第一電容C#地放電，當低于第三電阻R3上分壓，第一比較器h輸出高電平 及第二比較器U2輸出低電平，第三RS觸發器U3輸出低電平，第一開關Si斷開，開始一個新 的充電周期，鋸齒波的周期T和頻率P計算為：
[0017] 匕咖ft的最大值^、最小值^分別為：
其中&為電源的電壓值。通過可調第三電阻馬和第五電阻乓可以設置鋸齒波的周期 及電壓的震蕩范圍。
[0018] 圖3給出了混沌信號發生電路原理圖。所述混沌信號發生電路包括第六至第 二十四電阻R6-R24、第二至第四電容c2-C4和第一至第六放大器Xi-Xe;其中所述第六電阻 r6的一端分別接第一放大器L反相輸入端及第二電容c2的一端，另一端分別接第三電容c3 的一端、第四電容C4的一端、第十三電阻R13的一端、第十六電阻R16、第十七電阻R17的一端 及第十八電阻R18的一端，第十七電阻R17的另一端接直流電源正極，第十八電阻R18的另一 端接地；所述第二電容C2的另一端分別接第一放大器Xi的輸出端及第七電阻1?7的一端；第 一放大器XiE相輸入端分別接第二放大器x2正相輸入端、第八電阻r8的一端、第十電阻r1q 的一端、第二十電阻R2(i的一端及第三電容c3的另一端；所述第七電阻R7的另一端分別接 第二放大器&反相輸入端及第九電阻R9的一端；第八電阻R8的另一端分別接第二放大器 X2的輸出端及第九電阻R9的另一端；第十電阻R1(|的另一端分別接第四電容C4的另一端、 第十一電阻的一端、第十四