两个非线性自然指数函数实现的混沌电路的制作方法

本实用新型涉及一种电子通信领域，更具体地说，它涉及一种两个非线性自然指数函数实现的混沌电路。

背景技术：

混沌系统可作为随机信号源用于设计伪随机序列发生器，混沌伪随机序列发生器所产生的序列的安全性依赖于混沌系统的复杂性。对混沌系统的基本要求是数学结构简而混沌信号复杂。现有的混沌系统一般都含有两个以上的非线性函数项，其中包括分段线性、乘积(x^y、x²、y²)型的非线性项。为了增加复杂性，也出现了利用自然指e^x(或e^xy、e^xx等)和乘积型非线性项构成的混沌系统。此类混沌系统含有一个自然指数和一个乘积项，使得其数学结构相对简单但是限制了混沌信号的复杂性。或者含有一个自然指数项和两个乘积项，使得其混沌信号相对复杂但是数学结构变得相对比较复杂。

公告号为CN203984440U的中国专利，公开了一种两个非线性自然指数函数实现的混沌电路。根据二极管电流特性来实现电压的自然指数运算，利用乘法器U4实现电压x²运算，并保持电压恒为正；将电压自然指数运算与电压的x²运算结合实现电压的运算；单个的电压自然指数运算来实现电压的e^z运算。利用电压的e^z运算、电压的运算、集成运算放大器构成的电压加法运算、电压积分运算、电压反向运算实现了该混沌系统的数学结构运算电路。该电路设计精简，稳定性好，可产生更为复杂的混沌信号供应用中选择，增加了混沌系统和实现混沌系统的电路类型。

通过分析上述专利的技术方案（结合说明书和附图），发明人发现，二极管D1、二极管D2的过电压、过电流安全裕量偏小，一旦因受到浪涌电流的冲击，很有可能会被击穿而无法工作，进而影响到整个集成电路的工作。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种两个非线性自然指数函数实现的混沌电路，其在二极管受到一次损坏后，能够继续使用。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种两个非线性自然指数函数实现的混沌电路，包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、集成运算放大器U3、乘法器U4、集成运算放大器U5、二极管D1、二极管D2；还包括备用二极管D3、备用二极管D4、管压降检测电路以及切换控制电路；其中，所述备用二极管D3与二极管D1并联，备用二极管D4与二极管D4并联；所述管压降检测电路用于检测二极管D1、二极管D2两端的管压降，并输出相应的检测信号；所述二极管D1、二极管D2、备用二极管D3、备用二极管D4、管压降检测电路与切换控制电路耦接于；所述切换控制电路用于根据所述检测信号来对二极管D1与备用二极管D3、二极管D2与备用二极管D4进行切换。

优选地，所述管压降检测电路包括第一减法器、第二减法器、第一比较器以及第二比较器；其中，所述第一减法器的两个输入端分别耦接于二极管D1的两端，输出端耦接于第一比较器的输入端；所述第一比较器的输出端耦接于切换控制电路；所述第二减法器的两个输入端分别耦接于二极管D2的两端，输出端耦接于第二比较器的输入端；所述第二比较器的输出端耦接于切换控制电路。

优选地，所述切换控制电路包括控制芯片U6和四通道单刀单掷模拟开关；所述四通道单刀单掷模拟开关的1号通道和2号通道的输出端耦接，1号通道和2号通道的输入端耦接于二极管D1、备用二极管D3；所述四通道单刀单掷模拟开关的3号通道和4号通道的输出端耦接，3号通道和4号通道的输入端耦接于二极管D2、备用二极管D4；所述四通道单刀单掷模拟开关的4个控制端耦接于控制芯片U6；所述第一比较器、第二比较器的输出端耦接于控制芯片U6。

优选地，所述控制芯片U6采用单片机。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：当原有的二极管D1和/或二极管D2损坏时，管压降检测电路能够检测到二极管D1和/或二极管D2的电压状态，进而向切换控制电路发送相应的检测信号；切换控制电路则根据检测信号，来控制备用二极管D3和/或备用二极管D4的切换。

附图说明

图1为实施例中两个非线性自然指数函数实现的混沌电路的整体电路图；

图2为实施例中管压降检测电路、切换控制电路的电路图。

附图标记：100、管压降检测电路。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

参照图1、图2，一种两个非线性自然指数函数实现的混沌电路，包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、集成运算放大器U3、乘法器U4、集成运算放大器U5、二极管D1、二极管D2；还包括备用二极管D3、备用二极管D4、管压降检测电路100以及切换控制电路。

其中，备用二极管D3与二极管D1并联，备用二极管D4与二极管D4并联；管压降检测电路100包括第一减法器、第二减法器、第一比较器以及第二比较器；其中，第一减法器的两个输入端分别耦接于二极管D1的两端，输出端耦接于第一比较器的输入端；第一比较器的输出端耦接于切换控制电路；第二减法器的两个输入端分别耦接于二极管D2的两端，输出端耦接于第二比较器的输入端；第二比较器的输出端耦接于切换控制电路。

切换控制电路包括控制芯片U6和四通道单刀单掷模拟开关U7，控制芯片U6采用单片机。四通道单刀单掷模拟开关U7的1号通道和2号通道的输出端耦接，1号通道和2号通道的输入端耦接于二极管D1、备用二极管D3；四通道单刀单掷模拟开关U7的3号通道和4号通道的输出端耦接，3号通道和4号通道的输入端耦接于二极管D2、备用二极管D4；四通道单刀单掷模拟开关U7的4个控制端耦接于控制芯片U6；第一比较器、第二比较器的输出端耦接于控制芯片U6。

本实施例的工作原理是：

在默认状态下，四通道单刀单掷模拟开关U7的1号通道和3号通道处于导通状态，即二极管D1、二极管D2处于使用状态，备用二极管D3、备用二极管D4处于备用状态。当二极管D1和/或二极管D2被击穿时，其两端的管压降变得非常小（小于预设值），第一比较电路和/或第二比较电路则输出相应的比较信号至单片机；单片机接收到信号后，向四通道单刀单掷模拟开关U7发送切换控制信号，控制四通道单刀单掷模拟开关U7的1号通道和/或3号通道关闭，2号通道和/或4号通道导通；进而使用备用二极管D3、备用二极管D4进入使用状态。

另外，集成运算放大器U1、集成运算放大器U2、集成运算放大器U3、乘法器U4、集成运算放大器U5的具体型号和电路结构参照公告号为CN203984440U的中国专利，即全部作为本实施例的说明内容进行全部引用，因此，本实施例不再赘述。