一種基于憶阻器的混沌信號產生電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種混沌信號產生電路，特別涉及一種基于憶阻器的混沌信號產 生電路。
【背景技術】
[0002] 1963年，混沌之父E. N. Lorenz發現了第一個混沌系統，它是大氣對流問題的簡化 模型，并成為了后人研宄混沌理論的出發點和基石。之后，S. Smale提出了 21世紀的18個 著名的數學問題，其中第14個問題就是關于Lorenz系統的研宄，可見Lorenz系統的科學 意義和研宄價值是非常重要的。隨著混沌理論研宄的發展，混沌的應用也在各領域迅速擴 大，目前，混沌科學的應用研宄已經發展到如何有效地利用混沌，動力系統的混沌性在通信 技術和信號處理方面的應用研宄更是如火如荼，其中混沌保密通信和混沌電路研宄就是這 樣一個方興未艾的前沿領域。顯而易見，混沌應用離不開混沌系統的設計，而對于混沌保密 通信而言，混沌電路的設計是混沌應用的先決條件。
[0003]電路系統中對于混沌現象的研宄一直獨樹一幟，非線性動態電路是動力學系統的 一個分支，利用電路來產生、處理復雜的混沌信號就成了非線性科學研宄中的一個熱點。由 于混沌電路與其對應的數學模型具有很好的吻合性，使混沌電路能夠方便地模擬各種非線 性混沌系統，并能重現各種復雜的非線性現象，因此在混沌的理論探索和應用研宄中非線 性電路充當著一個非常重要的角色。非線性電路理論為非線性元器件的應用提供了理論基 礎，應用非線性元器件能構造出產生人們所需要的混沌信號的電路。從電路的設計這個角 度來考慮，應該在混沌理論分析的基礎上，將狀態方程中的各種理論參數數值通過某種對 應關系的變換，如：比例變換、微分-積分轉換，加法減法變換等，最后將理論參數值轉換成 實際所需要的電路參數值。這種用理論指導電路設計的方法，是證實用電路實驗產生混沌 吸引子具有可行性的關鍵技術所在。利用這種方法獲得的電路參數具有較高的準確性，可 進一步用于指導硬件電路的設計與實驗。而現在的婚訊信號產生電路均不能實現將狀態方 程中的各種理論參數數值通過變換轉換成實際所需要的電路參數值。 【實用新型內容】
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、準確性高的基于憶阻器 的混沌信號產生電路。
[0005] 本實用新型解決上述問題的技術方案是：一種基于憶阻器的混沌信號產生電路， 包括信號源、憶阻器等效電路、基本混沌信號產生電路、分段線性函數產生電路和非線性電 阻等效電路，所述信號源的輸出端與憶阻器等效電路的輸入端相連，憶阻器等效電路的輸 出端與基本混沌信號產生電路的輸入端相連，所述分段線性函數產生電路的輸出端與基本 混沌信號產生電路的輸入端相連，所述非線性電阻等效電路與基本混沌信號產生電路的輸 入端相連。
[0006] 上述基于憶阻器的混沌信號產生電路中，所述分段線性函數產生電路包括第一運 算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器、第四運算放大器、第五運算放大器、第一電 阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第 十電阻、第十一電阻、第十二電阻和第十三電阻，所述第一運算放大器的同相輸入端經第一 電阻后接地，第二電阻跨接于第一運算放大器的同相輸入端和輸出端之間，第一運算放大 器的反相輸入端與第四運算放大器的輸出端相連，第四運算放大器的反相輸入端與第四運 算放大器的輸出端相連，第四運算放大器的同相輸入端經第五電阻后與第三運算放大器的 輸出端相連，第三運算放大器的同相輸入端接地，第三運算放大器的反相輸入端經第三電 阻后與第一運算放大器的輸出端相連，所述第四電阻跨接于第三運算放大器的反相輸入端 和輸出端之間，所述第二運算放大器的同相輸入端接地，第二運算放大器的反相輸入端經 第七電阻后與第一運算放大器的反相輸入端相連，第二運算放大器的輸出端經第九電阻、 第十電阻后與第三運算放大器的反相輸入端相連，所述第八電阻跨接于第二運算放大器的 反相輸入端與輸出端之間，所述第十一電阻的一端接地，另一端連接在第九電阻與第十電 阻之間，所述第五運算放大器的同相輸入端與第四運算放大器的同相輸入端相連，第五運 算放大器的反相輸入端經第六電阻后接地，所述第十二電阻跨接于第五運算放大器的反相 輸入端與輸出端之間，所述第十三電阻跨接于第五運算放大器的同相輸入端與輸出端之 間。
[0007] 上述基于憶阻器的混沌信號產生電路中，所述非線性電阻等效電路包括第六運算 放大器、第十四電阻、第十五電阻和第十六電阻，所述第六運算放大器的反相輸入端經第 十六電阻后接地，所述第十四電阻跨接于第六運算放大器的同相輸入端與輸出端之間，所 述第十五電阻跨接于第六運算放大器的反相輸入端與輸出端之間。
[0008] 上述基于憶阻器的混沌信號產生電路中，所述基本混沌信號產生電路包括第一電 容、第二電容、第一電感、第二電感，所述第一電容、第一電感、非線性電阻等效電路依次串 接構成第一連接回路，所述第二電容、第二電感、憶阻器等效電路依次串接構成第二連接回 路，所述第一連接回路和第二連接回路串聯。
[0009] 上述基于憶阻器的混沌信號產生電路中，所述憶阻器等效電路包括第七運算放大 器、第八運算放大器、第九運算放大器、第一乘法器、第二乘法器、第三電容、第十七電阻、第 十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻和第二十三電阻，所述第 一乘法器和第二乘法器均設有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，所述第七運 算放大器的同相輸入端與第九運算放大器的同相輸入端相連，第七運算放大器的反相輸入 端與第七運算放大器的輸出端相連，第七運算放大器的輸出端經第十七電阻后與第八運算 放大器的反相輸入端相連，第八運算放大器的同相輸入端接地，所述第三電容的一端與第 八運算放大器的反相輸入端相連，另一端與第八運算放大器的輸出端相連，所述第十八電 阻并接在第三電容的兩端，所述第八運算放大器的輸出端分別與第一乘法器的第一輸入 端、第二輸入端相連，第一乘法器的第三輸入端接地，第一乘法器的輸出端與第二乘法器的 第二輸入端相連，第二乘法器的第一輸入端與第七運算放大器的同相輸入端相連，第二乘 法器的第三輸入端經第二十三電阻后接地，第二乘法器的輸出端經第二十一電阻后與第九 運算放大器的反相輸入端相連，所述第二十二電阻跨接于第二乘法器的第三輸入端與輸出 端之間，所述第十九電阻跨接于第九運算放大器的同相輸入端與輸出端之間，所述第二十 電阻跨接于第九運算放大器的反相輸入端與輸出端之間。
[0010] 上述基于憶阻器的混沌信號產生電路中，所述第一乘法器和第二乘法器均采用 AD633四象限模擬乘法器。
[0011] 本實用新型的有益效果在于：
[0012] 1、本實用新型的基本混沌信號產生電路包括線性元件電容、電感和非線性元件負 電阻、憶阻器，在線性電路中加入非線性元器件使得該電路能夠產生混沌信號，整個電路具 有結構簡單、成本低的優點；
[0013] 2、本混沌信號產生電路包括憶阻器等效電路、基本混沌信號產生電路、分段線性 函數產生電路和非線性電阻等效電路，將狀態方程中的各種理論參數數值通過變換轉換成 實際所需要的電路參數值，獲得的電路參數的準確性高，并能產生一個新的雙渦卷混沌信 號。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型的整體結構框圖。
[0015] 圖2為圖1中分段線性函數產生電路的電路圖。
[0016] 圖3為圖1中非線性電阻等效電路的電路圖。
[0017] 圖4為圖1中基本混沌信號產生電路的電路圖。