达林顿结构微波混沌电路及其芯片、电路模块、设计方法与流程

文档序号:12622048阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种达林顿结构微波混沌电路,其特征在于:其包括增益元件电路、混沌振荡环路、扼流圈电路、输出隔离电路;所述增益元件电路采用晶体管Q1、Q2,Q1的发射极连接Q2的基极,两个晶体管Q1、Q2的两个集电极连接、两个晶体管Q1、Q2的两个发射极连接并分别作为所述达林顿结构微波混沌电路的两个独立输出端口a、b;所述扼流圈电路作为所述达林顿结构微波混沌电路的恒流源偏置,所述扼流圈电路的一端连接一个负电压源-Vss,另一端连接两个晶体管的两个发射极;所述混沌振荡环路与每个晶体管的三极均连接用于对所述增益元件电路输出混沌信号;所述输出隔离电路将两个输出端口a、b与混沌振荡环路均隔离。

2.如权利要求1所述的达林顿结构微波混沌电路,其特征在于:所述扼流圈电路包括两个电感L1、L2和两个电阻R1、R2;电阻R1的一端经由负电压源-Vss接地,另一端经由电感L1连接晶体管Q1的集电极;电阻R2的一端经由负电压源-Vss接地,另一端经由电感L2连接晶体管Q2的集电极。

3.如权利要求1所述的达林顿结构微波混沌电路,其特征在于:所述混沌振荡环路包括电阻RS,两个电感LS、LC,三个电容C1、C2、C3;电感LS的一端经由电阻RS接地,另一端连接Q1的基极;电感LC的一端连接Q1的集电极,另一端经由一个正电压源Vcc接地;电容C1的两端分别连接Q1的基极和发射极,电容C2的两端分别连接Q2的基极和发射极;电容C3的一端连接Q2的发射极,另一端接地。

4.如权利要求1所述的达林顿结构微波混沌电路,其特征在于:所述输出隔离电路包括两个电阻Ra、Rb和两个电容Ca、Cb;电阻Ra的一端经由电容Ca连接两个晶体管Q1、Q2的两个集电极,另一端连接输出端口a;电阻Rb的一端经由电容Cb连接两个晶体管Q1、Q2的两个发射极,另一端连接输出端口b。

5.如权利要求1所述的达林顿结构微波混沌电路,其特征在于:所述扼流圈电路包括两个电感L1、L2和两个电阻R1、R2;电阻R1的一端经由负电压源-Vss接地,另一端经由电感L1连接晶体管Q1的集电极;电阻R2的一端经由负电压源-Vss接地,另一端经由电感L2连接晶体管Q2的集电极;

所述混沌振荡环路包括电阻RS,两个电感LS、LC,三个电容C1、C2、C3;电感LS的一端经由电阻RS接地,另一端连接Q1的基极;电感LC的一端连接Q1的集电极,另一端经由一个正电压源Vcc接地;电容C1的两端分别连接Q1的基极和发射极,电容C2的两端分别连接Q2的基极和发射极;电容C3的一端连接Q2的发射极,另一端接地;

所述输出隔离电路包括两个电阻Ra、Rb和两个电容Ca、Cb;电阻Ra的一端经由电容Ca连接两个晶体管Q1、Q2的两个集电极,另一端连接输出端口a;电阻Rb的一端经由电容Cb连接两个晶体管Q1、Q2的两个发射极,另一端连接输出端口b。

6.一种芯片,其特征在于:其采用如权利要求1至5中任意一项所述的达林顿结构微波混沌电路。

7.如权利要求6所述的芯片,其特征在于:所述芯片包括用于接地的接地引脚、用于连接正电压源Vcc的正电压源引脚、用于连接负电压源-Vss的负电压源引脚、用于分别连接两个输出端口a、b的两个输出引脚。

8.一种电路模块,其特征在于:其采用如权利要求1至5中任意一项所述的达林顿结构微波混沌电路。

9.如权利要求8所述的电路模块,其特征在于:所述电路模块包括用于接地的接地端子、用于连接正电压源Vcc的正电压源端子、用于连接负电压源-Vss的负电压源端子、用于分别连接两个输出端口a、b的两个输出端子。

10.一种如权利要求5所述的顿结构微波混沌电路的设计方法,其特征在于:其包括以下步骤:

1)根据混沌信号源的工作频率设定电路的基本振荡频率f0

2)选择晶体管,晶体管的截止频率fT>5f0,晶体管的面积或数目比值为:

3)根据基本振荡频率f0设定混沌振荡环路的电容C1、C2、C3,电感LS、LC和电阻RS的值:

其中

电容C1、C2、C3的取值关系为:C1+CBE1≈C2+CBE2≈C3,其中CBE1为晶体管Q1基极和射极之间的寄生电容,CBE2为晶体管Q2基极和射极之间的寄生电容,电感LS、LC的取值关系为:

电阻RS的取值范围为:其中电路品质因子Q=1.6~2或2.5~3.1或4.5~8;

4)设定作为恒流源偏置的扼流圈电感L1、L2和电阻R1、R2的取值,满足:

20欧姆≤R2≤500欧姆,

5)设定输出端口隔离电阻和电容的取值,满足:

Ca=Cb≈C3

200欧姆<Ra=Rb<500欧姆;

6)设定偏置电压源Vcc和-Vss,其中Vcc取所选晶体管Q1和Q2集电极或漏极电压的厂商标称的典型值,调整-Vss的值直到电路进入混沌振荡状态。

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