一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器，包括电容C1、电容C2、电容C3、电感L、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、运算放大器U1、二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M；其中二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R0、电容C0。本发明的基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器结构简单，可以通过调节电路元件参数值来表现出不同的混沌特性，得到具有复杂动力学特性的混沌行为。本发明的忆阻等效电路没有接地限制，即等效输入端不需要接地处理，能够串联进已有的振荡电路中。本发明的忆阻混沌电路的动力学特性不依赖于忆阻的初始状态，有效避免了出现复杂的非线性物理现象。
【专利说明】-种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌信号产生装置，即通过在文氏 桥振荡器中引入广义忆阻器和LC吸收网络，从而构成了一种新型的忆阻文氏桥混沌振荡 器。
【背景技术】
[0002] 混沌现象是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动，一个确定性理论描 述的系统，其行为却表现为不确定性、不可重复、不可预测，这就是混沌现象。进一步研究表 明，混沌是非线性动力系统的固有特性，是非线性系统普遍存在的现象。作为一种普遍存在 的非线性现象，混沌的发现对科学的发展具有深远的影响。混沌的发现堪称本世纪继相对 论之后的第三次物理革命，这场革命正冲击和改变着几乎所有的科学和【技术领域】。今天，伴 随计算机等技术的飞速进步，混沌学已发展成为一门影响深远、发展迅速的前沿科学。
[0003] 近期的混沌系统生成模型则是以已有的混沌理论为基础，主要基于已有的模型作 延伸构造出新的模型。例如，Chen系统和Lii系统是从Lorenz系统生成的，并与Lorenz系 统共同构成广义的Lorenz系统。总体来说，随着混沌系统的迅猛发展，混沌系统越来越需 要新的模型去继续完善。
[0004] 文氏桥振荡器是一种应用非常广泛的正弦波RC振荡电路，在文氏桥振荡器中引 入一个忆阻器并级联上一个LC吸收网络，容易设计出一种全新电路拓扑结构的忆阻混沌 电路，且能保留文氏桥振荡器所固有的一些优点，但是报道出的大多数忆阻等效电路都是 有接地限制的，即等效输入端有一端需要接地处理，无法串联进已有的振荡电路中。并且大 部分忆阻混沌电路的动力学特性依赖于忆阻的初始状态，容易呈现一些复杂的非线性物理 现象，如瞬态混沌、阵发混沌、系统轨线状态转移等非线性现象。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的忆阻文氏桥混沌振荡器，它是通过 在文氏桥振荡器中引入广义忆阻器和LC吸收网络实现的。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌信号 产生装置，其包括：电容Q、电容C2、电容C3、电感L、电阻札、电阻R2、电阻R3、电阻R4、运算放 大器A、二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M;其中电阻札正、负极端分别与电容的 正、负极端相连（分别记做a、b端）；电阻R4的正、负极端分别与运算放大器仏的负极端、 输出端相连（分别记做c、d端）；运算放大器仏的正极端与a端相连；电阻R3的正、负极 端分别与b、c端相连；二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M的正、负极端分别与电容C2 的正极端、电容C3的正极端相连（分别记做e、f);电容C2的正、负极端分别与e端、电阻R2 的正极端相连；电阻R2的负极端与d端相连；电感L的正、负极端分别与f端、电容C3的正、 负极相连（记做g端）；其中b端、g端接地。
[0007] 进一步，所述二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M包括：二极管Di、二极管D2、 二极管D3、二极管比、电阻&、电容Q;二极管Di负极端与二极管％负极端相连（记作h端）； 二极管D2正极端与二极管D3负极端相连（记作i端）；二极管D3正极端与二极管D4正极 端相连（记作j端）；二极管D4负极端与二极管Di正极端相连（记作k端）；其中k端、i 端分别与e、f端相连；电阻&的正、负极端分别与电容Q的正、负极端相连（依次分别记 为l、m端）；其中1端、m端分别与h端、j端相连。
[0008] 进一步，所述基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器含有五个状态变量，分别 为电容Q、电容C2、电容C3、电感L和广义忆阻器内部电容Q。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明的基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器结构简 单，可以通过调节电路元件参数值来表现出不同的混沌特性，得到具有复杂动力学特性的 混沌行为。本发明的忆阻等效电路没有接地限制，即等效输入端不需要接地处理，能够串联 进已有的振荡电路中。本发明的忆阻混沌电路的动力学特性不依赖于忆阻的初始状态，有 效避免了出现复杂的非线性物理现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本发明作进一步详细的说明，其中：
[0011] 图1为一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器电路；
[0012] 图2为二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器的电路图；
[0013] 图3为图2的等效电路图；
[0014] 图4广义忆阻器激励频率f选取100Hz时对应的i-v数值仿真相轨图；
[0015] 图5基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取札=22kQ时力⑴-^⑴数 值仿真相轨图；
[0016] 图6基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取Ri= 29.5kQ时力(〇13(〇 数值仿真相轨图；
[0017] 图7基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取Ri= 32kQ时力⑴-^⑴数 值仿真相轨图；
[0018] 图8基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取Ri= 42kQ时力⑴-^⑴数 值仿真相轨图；
[0019] 图9系统随电路元件参数札变化时的分岔图；
[0020] 图10系统随电路元件参数&变化时的李雅普诺夫指数谱；
[0021] 图11基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器仿真电路图；
[0022] 图12基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取札=22kQ时Vl(t)-v3(t)电 路仿真相轨图；
[0023] 图13基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取札=29. 5kQ时Vl(t)-v3(t) 电路仿真相轨图；
[0024] 图14基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取札=32kQ时Vl(t)-v3(t)电 路仿真相轨图；
[0025] 图15基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器选取札=42kQ时Vl(t)-v3(t)电 路仿真相轨图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0027] 本发明基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌信号产生装置，其结构如下：
[0028] 主电路的结构如图1所示，包括：电容Q、电容C2、电容C3、电感L、电阻札、电阻R2、 电阻R3、电阻R4、运算放大器Ui、二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M;其中电阻札正、负 极端分别与电容Q的正、负极端相连（分别记做a、b端）；电阻R4的正、负极端分别与运算 放大器A的负极端、输出端相连（分别记做c、d端）；运算放大器仏的正极端与a端相连； 电阻R3的正、负极端分别与b、c端相连；二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M的正、负 极端分别与电容C2的正极端、电容C3的正极端相连（分别记做e、f);电容C2的正、负极端 分别与e端、电阻R2的正极端相连；电阻R2的负极端与d端相连；电感L的正、负极端分别 与f端、电容C3的正、负极相连（记做g端）；其中b端、g端接地。
[0029] 其二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M的结构如图2所示，包括：二极管Di、二 极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻&、电容Q;二极管Di负极端与二极管D2负极端相连（记 作h端）；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连（记作i端）；二极管D3正极端与二极 管D4正极端相连（记作j端）；二极管D4负极端与二极管Di正极端相连（记作k端）；其 中k端、i端分别与e、f端相连；电阻&的正、负极端分别与电容Q的正、负极端相连（依 次分别记为l、m端）；其中1端、m端分别与h端、j端相连。
[0030] 上述主电路中含有五个状态变量，分别为电容Ci、电容C2、电容C3、电感L和广义忆 阻器内部电容Q，分别对应的五个状态变量为Vl、v2、v3、h和V(l。基于这五个状态变量，根 据基尔霍夫电压、电流定律以及电路元件的本构关系，可建立起相应的状态方程为：
【权利要求】
1. 一种基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沛振荡器，其特征在于：包括电容Ci、电容c2、 电容C3、电感L、电阻Ri、电阻R2、电阻R3、电阻R4、运算放大器Ui、二极管桥级联RC滤波器构 成的忆阻器M ;其中电阻札正、负极端分别与电容Q的正、负极端相连，分别记做a、b端；电 阻R4的正、负极端分别与运算放大器A的负极端、输出端相连，分别记做c、d端；运算放大 器A的正极端与a端相连；电阻R3的正、负极端分别与b、c端相连；二极管桥级联RC滤波 器构成的忆阻器M的正、负极端分别与电容(：2的正极端、电容C3的正极端相连，分别记做e、 f ;电容C2的正、负极端分别与e端、电阻R2的正极端相连；电阻R2的负极端与d端相连；电 感L的正极端与f端相连，电感L的负极端与电容C3的负极端相连，记做g端；其中b端、g 端接地。
2. 根据权利要求1所述的基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器，其特征在于：所 述二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M包括二极管Di、二极管D2、二极管D3、二极管D 4、 电阻R〇、电容Q ;二极管Di负极端与二极管D2负极端相连，记作h端；二极管D2正极端与二 极管D3负极端相连，记作i端；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连，记作j端；二极管 D4负极端与二极管Di正极端相连，记作k端；其中k端、i端分别与e、f端相连；电阻&的 正、负极端分别与电容Q的正、负极端相连，依次分别记为1、m端；其中1端、m端分别与h 端、j端相连。
3. 根据权利要求1所述的基于一阶广义忆阻器的文氏桥混沌振荡器，其特征在于：含 有五个状态变量，分别为电容q、电容C2、电容C3、电感L和广义忆阻器内部电容Q。
【文档编号】H03K19/00GK104410485SQ201410642706
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】包伯成, 于晶晶, 俞清, 胡丰伟, 姜盼, 林毅 申请人:常州大学