一种基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器，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R、电容C；二极管D1负极端与二极管D2负极端相连，记作e端；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连，记作f端；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连，记作g端；二极管D4负极端与二极管D1正极端相连，记作h端；h端、f端分别与电容C2的正、负极端相连；电阻R的正、负极端分别与电容C的正、负极端相连；通过用结构简单且有双端输入特性优点的二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻等效电路替换规范式蔡氏电路中的蔡氏二极管，通过调节系统参数即可产生多种混沌现象。
【专利说明】—种基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种信号发生器，具体是基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器。【背景技术】
[0002]1971年美国加州大学伯克利分校的华裔科学家蔡少棠(Chua L O)根据电路基本变量组合完备性原理，在电阻、电感和电容三种基本元件之外，从理论上预测了第四种元
件--[乙阻器的存在性，并于1976年提出了忆阻器件和系统。之后，惠普公司于2008年5
月在舱tore杂志上首次报道了忆阻器的实现性。因为忆阻器是具有记忆功能的非线性元件，也是构建非线性电路与系统的最简单的元件，所以它的参与必能实现一系列全新的混沌电路。
[0003]自1963年美国麻省理工学院著名气象学家Lorenz提出第一个混沌系统以来，国内外众多学者提出并构造了大量的混沌系统。早期的混沌系统生成模型，如Lorenz大气湍流方程、Logistic虫口模型、蔡氏(Chua)混沌电路等，一般是从物理系统中经过简化和抽象后获得的，并以此为基础建立的相应的混沌系统理论体系。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]规范式蔡氏电 路是混沌电路中一种典型的电路，由一个电感、两个电容、一个电阻和一个非线性电阻组成，结构简单，却能产生复杂的混沌的特性，因此在混沌领域中成为研究的主要对象。但是其结构不易移植，不具备记忆功能，一般的混沌系统都对初始状态具有敏感依赖性，在不同的初始状态下系统轨线随时间的演化是不可预测的，且轨迹始终局限于一个确定的混沌吸引域内。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种新型的忆阻混沌信号发生器，它是由二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻等效电路替换规范式蔡氏电路中的蔡氏二极管实现。
[0006]本发明采用的技术方案是:本发明包括负阻G、电容Q,电容ζ、电感L、二极管桥
级联RC滤波器构成的忆阻器Μ，负阻G正、负极端分别与电容?的正、负极端相连，分别记
做a、b端；二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M的正、负极端分别与电容的正、负极
端相连，并分别记做c、d端;电感L的正极端、负极端分别连接电容ζ的正极端、电容的正极端。
[0007]所述二极管桥级联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R、电容C ;二极管Dl负极端与二极管D2负极端相连，记作e端；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连，记作f端；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连，记作g端；二极管D4负极端与二极管Dl正极端相连,记作h端；h端、f端分别与电容C2的正、负极端相连；电阻R的正、负极端分别与电容C的正、负极端相连，依次分别记为1、j端；其中i端、j端分别与e端、g端相连。
[0008]本发明的优点是:通过用结构简单，且有双端输入特性优点的二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻等效电路替换规范式蔡氏电路中的蔡氏二极管，从而构建一种新型简单的混沌信号发生器。通过调节系统参数即可产生多种混沌现象，使其成为了一类新型的忆阻混沌信号发生器，对于混沌系统的发展有较大的推进作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据【具体实施方式】并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中:
图1为本发明一种基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器的电路图；
图2为图1中二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M的电路图；
图3为图1中负阻G的实现电路图；
图4为激励频率/选取100 Hz时对应的1- r数值仿真相轨图；
图5为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 17.2 mH时K1⑴⑴数值仿真相轨图；
图6为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 20 mH时K1 (t)~v2(t)数值仿真相轨图；
图7为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 25 mH时K1 (t)~v2(t)数值仿真相轨图；
图8为系统随Z变化时的分岔图；
图9为系统随Z变化时的Lyapunov指数谱；
图10为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 12.7 mH时K1⑴-K2⑴电路仿真相轨图；
图11为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 19.26 mH时V1(O-V2U)电路仿真相轨图；
图12为图1中基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器仿真电路图；
图13为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 17.2 mH时K1⑴-K2⑴电路仿真相轨图；
图14为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 20 mH时K1⑴I2⑴电路仿真相轨图；
图15为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取Z = 25 mH时K1⑴I2⑴电路仿真相轨图。
【具体实施方式】
[0010]参见图1，一种简单的基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器电路的构建如图1所示，图1中含有四个状态变量，分别为电容q两端电压电容C12两端电压IV流过电感
L电流八，忆阻器M内部状态变量即电容C两端电压主电路包括:负阻G、电容?、电容C2,电感L、二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M ;其中负阻G正、负极端分别与电容CJ的正、负极端相连，分别记做a、b端；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ζ的正、负极端相连，并分别记做C、d端；其中a、c端分别与电感L的正极端、
负极端相连,也即电感L的正极端、负极端分别与电容?的正极端、电容的正极端相连；b端接地。
[0011]参见图2，二极管桥级联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R、电容C ;二极管Dl负极端与二极管D2负极端相连，记作e端；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连，记作f端；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连，记作g端；二极管D4负极端与二极管Dl正极端相连,记作h端；其中h端、f端分别与电容C2的正、负极端相连；电阻R的正、负极端分别与电容C的正、负极端相连，依次分别记为1、j端；其中i端、j端分别与e端、g端相连。
[0012]参见图3，负阻G包括:运算放大器U1、电阻Ral、电阻Ra2、电阻Rb ;运算放大器的正极端与电阻Ral的负极端相连，记做k端；U1的负极端与Ra2的负极端相连，记做I端；电阻RaI与电阻Ra2的正极端均与Ul的输出端相连；电阻Rb的正极端与I端相连；其中k端、电阻Rb的负极端分别与后级电路的正、负极端相连。
[0013]根据图1进行电路分析，由四个状态变量得出此混沌信号发生器可描述如下:
【权利要求】
1.一种基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器，其特征是:包括:负阻G、电容Α、电电感L、二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M，负阻G正、负极端分别与电容 ；的正、负极端相连，分别记做a、b端；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G的正、负极端相连，并分别记做c、d端；电感L的正极端、负极端分别连接电容q的正极端、电容Q的正极端。
2.根据权利要求1所述的基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器，其特征是:所述二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M包括:二极管Dl、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R、电容C ;二极管Dl负极端与二极管D2负极端相连，记作e端；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连，记作f端；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连，记作g端；二极管D4负极端与二极管Dl正极端相连，记作h端；h端、f端分别与电容C2的正、负极端相连；电阻R的正、负极端分别与电容C的正、负极端相连，依次分别记为1、j端；其中i端、j端分别与e端、g端相连。
3.根据权利要求1所述的基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器，其特征是:所述负阻G包括:运算放大器U1、电阻Ral、电阻Ra2、电阻Rb ;运算放大器的正极端与电阻Ral的负极端相连，记做k端;U1的负极端与Ra2的负极端相连，记做I端；电阻Ral与电阻Ra2的正极端均与Ul的输出端相连；电阻Rb的正极端与I端相连；k端、电阻Rb的负极端分别与后级电路的正、负极端相连。
【文档编号】H03K3/84GK104022864SQ201410243140
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】包伯成, 于晶晶, 胡丰伟, 姜盼, 王春丽 申请人:常州大学