一种工作于±5伏直流电源的三维混沌电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种混沌电路，运算放大器A1、A2、A3构成反相积分器，输出端分别为混沌信号X、Y、Z；运算放大器A4、A5构成反相放大器；乘法器U1、U2实现乘法功能。反相积分器A1的输出端分别与反相积分器A2、乘法器U1、U2连接；反相积分器A2的输出端分别与反相放大器A4、乘法器U2连接；反相积分器A3的输出端与乘法器U1连接；反相放大器A4的输出端分别与反相积分器A1、A2连接；反相放大器A5的输出端与反相积分器A3连接；乘法器U1的输出端与反相积分器A2连接；乘法器U2的输出端与反相放大器A5连接。本实用新型，可以工作于±5伏直流电源，输出在±5伏之间波动的各种波形、相图与混沌演变曲线，可广泛用于语音模拟信号保密通信系统中。
【专利说明】—种工作于±5伏直流电源的三维混沌电路【技术领域】
[0001]本实用新型属于非线性电路与系统，常称混沌电路，具体涉及一种工作于±5伏直流电源的三维混沌电路。
【背景技术】
[0002]混沌现象从认识已经发展到应用阶段，但是很多混沌系统的信号波形往往在正负几十之间波动，甚至在正负几百之间波动。混沌系统用硬件电路实现时，信号波形就有了单位“伏特”。用普通电子线路搭建混沌电路时，要用到运算放大器，运算放大器工作电压为直流±15伏，显然用普通电子线路搭建混沌电路不行；如果使用常用的数字信号处理器(Digital Signal Processor) > ARM (Advanced RISC Machines)等微处理器进行数字仿真处理，但是常用的微处理器工作电压为直流±5伏，用于常用的微处理器采集和输出的A/D和D/A转换芯片工作电压为直流±10伏，显然混沌电路也不能用于常用的微处理仿真处理。因此很多混沌系统很难应用于工程实践。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，而提供一种可以在±5伏直流电源环境下工作，输出信号波形在±5伏之间波动的混沌电路，适用于大学混沌科学教育、实验教学与演示、科学普及实验演示等，可以广泛应用于语音模拟信号保密通信系统中。
[0004]本实用新型实现上述目的，采用的技术方案是:一种工作于±5伏直流电源的三维混沌电路，其特征是:由五个运算放大器、两个模拟乘法器、以及电阻和电容构成，其中:运算放大器Al的反相输入端与电阻R2连接，运算放大器Al的同相输入端接地，运算放大器Al的反相输入端与输出端之间连接并联的电阻Rl与电容Cl，运算放大器Al的输出端与电阻R4连接，运算放大器Al的输出端即为X输出端；运算放大器A2的反相输入端与电阻R3、R4、R5连接，运算放大器A2的同相输入端接地，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间连接电容C2，运算放大器A2的输出端与电阻R9连接，运算放大器A2的输出端即为Y输出端；运算放大器A3的反相输入端与电阻R7连接，运算放大器A3的同相输入端接地，运算放大器A3的反相输入端与输出端之间连并联的电阻R6与电容C3,运算放大器A3的输出端即为Z输出端；运算放大器A4的反相输入端与电阻R9连接，运算放大器A4的同相输入端接地，运算放大器A4的反相输入端与输出端之间连接电阻R8，运算放大器A4的输出端与电阻R2、R3连接；运算放大器A5的反相输入端与电阻Rll连接，运算放大器A5的同相输入端接地，运算放大器A 5的反相输入端与输出端之间连接电阻R10，运算放大器A5的输出端与电阻R7连接；第一模拟乘法器Ul的两输入端分别与X输出端、Z输出端连接,第一模拟乘法器Ul的输出端与电阻R5连接；第二模拟乘法器U2的两输入端分别与X输出端、Y输出端连接，第二模拟乘法器U2的输出端与电阻Rll连接。
[0005]所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6用电位器代替，改变电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6的阻值可以观察混沌电路演变的各种曲线。
[0006]本实用新型的有益效果是:可以在±5伏直流电源环境下工作，输出信号波形在±5伏之间的各种波形、相图与混沌演变曲线，在普通示波器上即可观察X、Y、Z各输出端的波形图，也可观察X-Y、X-Z、Y-Z相图，本实用新型适用于大学混沌科学教育、实验教学与演示、科学普及实验演示等，本实用新型可广泛用于语音模拟信号保密通信系统中。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型工作于±5伏直流电源的三维混沌电路原理图；
[0008]图2是本实用新型工作于±5伏直流电源的三维混沌电路的X输出端波形图；
[0009]图3是本实用新型工作于±5伏直流电源的三维混沌电路的Y输出端波形图；
[0010]图4是本实用新型工作于±5伏直流电源的三维混沌电路的Z输出端波形图；
[0011]图5是本实用新型工作于±5伏直流电源的三维混沌电路的X-Y输出端相图；
[0012]图6是本实用新型工作于±5伏直流电源的三维混沌电路的X-Z输出端相图；
[0013]图7是本实用新型工作于±5伏直流电源的三维混沌电路的Y-Z输出端相图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0015]实施例1:参照图1，由五个运算放大器、两个模拟乘法器、以及电阻和电容构成，其中:运算放大器Al的反相输入端与电阻R2连接，运算放大器Al的同相输入端接地，运算放大器Al的反相输入端与输出端之间连接并联的电阻Rl与电容Cl,运算放大器Al的输出端与电阻R4连接，运算放大器Al的输出端即为X输出端；运算放大器A2的反相输入端与电阻R3、R4、R5连接，运算放大器A2的同相输入端接地，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间连接电容C2，运算放大器A2的输出端与电阻R9连接，运算放大器A2的输出端即为Y输出端；运算放大器A3的反相输入端与电阻R7连接，运算放大器A3的同相输入端接地，运算放大器A3的反相输入端与输出端之间连并联的电阻R6与电容C3，运算放大器A3的输出端即为Z输出端；运算放大器A4的反相输入端与电阻R9连接，运算放大器A4的同相输入端接地，运算放大器A4的反相输入端与输出端之间连接电阻R8，运算放大器A4的输出端与电阻R2、R3连接；运算放大器A5的反相输入端与电阻Rll连接，运算放大器A5的同相输入端接地，运算放大器A5的反相输入端与输出端之间连接电阻R10，运算放大器A5的输出端与电阻R7连接；第一模拟乘法器Ul的两输入端分别与X输出端、Z输出端连接，第一模拟乘法器Ul的输出端与电阻R5连接；第二模拟乘法器U2的两输入端分别与X输出端、Y输出端连接，第二模拟乘法器U2的输出端与电阻Rll连接。
[0016]当电容Cl=C2=C3=100nF，电阻 R8=R9=R10=R1 I=IOK Ω，Rl=0.27ΚΩ , R2=0.24ΚΩ,R3=0.39K Ω，R4=l.8Κ Ω，R5=0.1K Ω，R6=3.3Κ Ω，R7=0.27Κ Ω，运算放大器使用 μ Α741,模拟乘法器使用AD633时，将图1中X输出端、Y输出端、Z输出端连接到示波器信号输入端，可以显示X、Y、Z输出端的波形图，如图2、图3、图4所示，使用示波器的相图方式，观测X-Y输出端相图、X-Z输出端相图、Y-Z输出端相图，如图5、图6、图7所示，证明了本实用新型的有效性。
[0017]实施例2:所述电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6用电位器代替，改变其阻值可以观察该混沌电路演变的各种曲线。
【权利要求】
1.一种工作于±5伏直流电源的三维混沌电路，由五个运算放大器、两个模拟乘法器、以及电阻和电容构成，其中:运算放大器Al的反相输入端与电阻R2连接，运算放大器Al的同相输入端接地，运算放大器Al的反相输入端与输出端之间连接并联的电阻Rl与电容Cl，运算放大器Al的输出端与电阻R4连接，运算放大器Al的输出端即为X输出端；运算放大器A2的反相输入端与电阻R3、R4、R5连接，运算放大器A2的同相输入端接地，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间连接电容C2，运算放大器A2的输出端与电阻R9连接，运算放大器A2的输出端即为Y输出端；运算放大器A3的反相输入端与电阻R7连接，运算放大器A3的同相输入端接地，运算放大器A3的反相输入端与输出端之间连并联的电阻R6与电容C3，运算放大器A3的输出端即为Z输出端；运算放大器A4的反相输入端与电阻R9连接，运算放大器A4的同相输入端接地，运算放大器A4的反相输入端与输出端之间连接电阻R8，运算放大器A4的输出端与电阻R2、R3连接；运算放大器A5的反相输入端与电阻Rll连接，运算放大器A5的同相输入端接地，运算放大器A5的反相输入端与输出端之间连接电阻R10，运算放大器A5的输出端与电阻R7连接；第一模拟乘法器Ul的两输入端分别与X输出端、Z输出端连接，第一模拟乘法器Ul的输出端与电阻R5连接；第二模拟乘法器U2的两输入端分别与X输出端、Y输出端连接，第二模拟乘法器U2的输出端与电阻Rll连接。
2.根据权利要求1所述的一种工作于±5伏直流电源的三维混沌电路，其特征在于:所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6用电位器代替，改变电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6的阻值可以观察混沌电路演变的各种曲线。
【文档编号】G09B23/18GK203734684SQ201420062385
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】吕恩胜, 张瑾, 王磊, 李志伟, 孙彩云, 易鸿雁 申请人:吕恩胜