基于電流傳輸器的多渦卷混沌電路的設(shè)計(jì).pdf

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1、第13卷第17期2013年6月科學(xué)技術(shù)與工程Vo1．13No．17Jun．2Ol3l671—1815(201317—4927—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2013Sci．Tech．Engrg．機(jī)電技術(shù)基于電流傳輸器的多渦卷混沌電路的設(shè)計(jì)姬小龍任文娟袁文婷(濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部，濟(jì)源459000；西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院。，蘭州730070陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院。，西安710021)摘要在蔡氏電路的基礎(chǔ)上，利用分段線性函數(shù)法設(shè)計(jì)了基于電流傳輸器的多渦卷混沌電路，該電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、參

2、數(shù)少、工作頻率高。PSPICE軟件仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的多渦卷混沌電路容易起振，所得渦卷的大小相等，很好地解決了蔡氏電路只適用于低頻通信的問題。另外，給出了多渦卷電路參數(shù)計(jì)算的一般公式。關(guān)鍵詞電流傳輸器AD844分段線性函數(shù)多渦卷混沌電路中圖法分類號(hào)TM131．41；文獻(xiàn)標(biāo)志碼A20世紀(jì)末，混沌理論和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用研究引起許多1多渦卷混沌吸引子的建立學(xué)者的關(guān)注，取得了一系列成果。近年來(lái)，有關(guān)多渦卷混沌吸引子的研究成為混沌研究領(lǐng)域的一個(gè)蔡氏電路是由美國(guó)貝克萊大學(xué)教授蔡少棠于新方向，目前產(chǎn)生多渦卷混沌吸引子的方法主要1983年提出的。該電路

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能產(chǎn)生復(fù)雜的動(dòng)有分段線性函數(shù)法、階梯波函數(shù)法、正弦函數(shù)法、時(shí)滯力學(xué)行為，因而在混沌理論研究中被普遍使用。蔡函數(shù)法等u。由于蔡氏電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，易于工程實(shí)氏電路的歸一化微分方程可表示為：現(xiàn)，既可產(chǎn)生單渦和雙渦吸引子，也可產(chǎn)生多渦吸引rdx／d~"=Ol[Y—一)]子，因而在多渦卷混沌電路設(shè)計(jì)中被廣泛使用卜IJ。{【dy／dT"=—Y+z(1)多渦卷混沌電路要求運(yùn)放要有足夠的帶寬，而ddr：一傳統(tǒng)的電壓模式的運(yùn)算放大器增益帶寬積是有限蔡氏二極管實(shí)現(xiàn)的分段線性函數(shù)為的，其帶寬達(dá)不到要求。AD844是電流模式的運(yùn)算r6+(6一口)E

4、，<一E放大器，它的增益與帶寬幾乎沒有關(guān)系，因此帶寬)={l口，一E≤≤E(2)可以很寬。將AD844用于多渦卷混沌電路可使電b+(。一6)E，>路容易起振，進(jìn)而提高電路的工作頻率，很好地解式(2)中，為分段函數(shù)的轉(zhuǎn)折電壓，口，b分別表決了蔡氏電路只適用于低頻通信的問題。示分段線性函數(shù)各段折線的斜率。該文在蔡氏電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了由AD844實(shí)非線性電阻電路的伏安特性如圖1所示。、現(xiàn)的多渦卷混沌電路。與文獻(xiàn)[13，14]相比，該電E分別為蔡氏二極管中負(fù)電阻電路的轉(zhuǎn)折電壓，路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用參數(shù)少，工作頻率高，在混沌保密E互不干擾，可以

5、獨(dú)立調(diào)節(jié)。通信系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景。由圖l可知，該非線性電阻電路的伏安特性是一個(gè)三分段函數(shù)，只能產(chǎn)生單渦或雙渦卷吸引子。要產(chǎn)生多渦卷吸引子，需要構(gòu)造出一個(gè)多分段線性2013年3月5日收到第一作者簡(jiǎn)介：姬小龍(1964一)，男，甘肅秦安人，漢族，教授，研究函數(shù))，我們構(gòu)造出產(chǎn)生2n一1渦卷混沌吸引子方向：微分方程與混沌理論。的分段線性函數(shù)如式(3)。4928科學(xué)技術(shù)與工程13卷A在AD844的線性工作區(qū)內(nèi)，這三個(gè)負(fù)電阻阻值依次口一為一、一、一。。當(dāng)AD844工作在飽和區(qū)或一截止區(qū)時(shí)，它們各自相當(dāng)于一個(gè)正電阻，阻值依次為、R、R。當(dāng)此

6、電路輸入某個(gè)電壓時(shí)，Ⅳ5一部分的負(fù)電阻電路的AD844始終工作在線性放大區(qū)，EE其余負(fù)電阻電路的AD844不允許同時(shí)工作在線性口口放大區(qū)。ALIt圖1非線性負(fù)電阻的伏安特性)=／＼．日＼c‘＼．_ElfG0，0≤ll≤E】—ErEl}{IG+∑：G2(一。一)，E≤ff≤+(=1，2，3，?)：J【G2+∑：n-2(r)，≥EG2GlG一‘＼G1．‘．／一(3)該函數(shù)只能產(chǎn)生奇數(shù)個(gè)渦卷的吸引子。圖2三渦卷吸引子非線性電阻伏安特性取各段的斜率為G：G3：G：?：M；G0=G：=?=N。可使渦卷的大小、形狀相一致。根據(jù)文獻(xiàn)[13]，此時(shí)

7、轉(zhuǎn)折電壓的遞推公式可表示為：E+=2∑：：(—一)／(G+Gi)一E(4)采用文獻(xiàn)[13]中的參數(shù)，令N=一0．32ms，M=一0．852mS，E，=0．2V。結(jié)合式(3)、式(4)可求出產(chǎn)生任意奇數(shù)渦卷混沌吸引子的分段線性函數(shù)；調(diào)換Ⅳ與的值，可產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)渦卷的混沌吸引子。圖3三渦卷吸引子非線性電阻電路2三渦卷混沌電路的設(shè)計(jì)圖3中的參數(shù)計(jì)算如下：①當(dāng)一E1≤≤E1或一E3≤≤一E2或3為了更好地描述多渦卷混沌電路的設(shè)計(jì)思想，≤≤E時(shí)，只有Ⅳ5一這部分電路工作在線性區(qū)討論三渦卷昆沌電路的設(shè)計(jì)。G0=一1／R3+1／R4+1／R7：一0

8、．32ms(5)產(chǎn)生三渦卷混沌吸引子的非線性電阻電路中②當(dāng)一E：≤≤一E或E2≤≤E時(shí)，只有的運(yùn)放均采用電流傳輸器，該電流傳輸器用AD844Ⅳ5這部分電路工作在線性區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)，三渦卷吸引子非線性電阻電路的伏安特性G1=一1／R3—1／R