一種基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器，包括電容C1、電容C2、電容C3、電感L、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、運(yùn)算放大器U1、二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M；其中二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電阻R0、電容C0。本發(fā)明的基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電路元件參數(shù)值來(lái)表現(xiàn)出不同的混沌特性，得到具有復(fù)雜動(dòng)力學(xué)特性的混沌行為。本發(fā)明的憶阻等效電路沒(méi)有接地限制，即等效輸入端不需要接地處理，能夠串聯(lián)進(jìn)已有的振蕩電路中。本發(fā)明的憶阻混沌電路的動(dòng)力學(xué)特性不依賴于憶阻的初始狀態(tài)，有效避免了出現(xiàn)復(fù)雜的非線性物理現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】-種基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌信號(hào)產(chǎn)生裝置，即通過(guò)在文氏 橋振蕩器中引入廣義憶阻器和LC吸收網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)成了一種新型的憶阻文氏橋混沌振蕩 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 混沌現(xiàn)象是指發(fā)生在確定性系統(tǒng)中的貌似隨機(jī)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，一個(gè)確定性理論描 述的系統(tǒng)，其行為卻表現(xiàn)為不確定性、不可重復(fù)、不可預(yù)測(cè)，這就是混沌現(xiàn)象。進(jìn)一步研究表 明，混沌是非線性動(dòng)力系統(tǒng)的固有特性，是非線性系統(tǒng)普遍存在的現(xiàn)象。作為一種普遍存在 的非線性現(xiàn)象，混沌的發(fā)現(xiàn)對(duì)科學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響?；煦绲陌l(fā)現(xiàn)堪稱本世紀(jì)繼相對(duì) 論之后的第三次物理革命，這場(chǎng)革命正沖擊和改變著幾乎所有的科學(xué)和【技術(shù)領(lǐng)域】。今天，伴 隨計(jì)算機(jī)等技術(shù)的飛速進(jìn)步，混沌學(xué)已發(fā)展成為一門影響深遠(yuǎn)、發(fā)展迅速的前沿科學(xué)。
[0003] 近期的混沌系統(tǒng)生成模型則是以已有的混沌理論為基礎(chǔ)，主要基于已有的模型作 延伸構(gòu)造出新的模型。例如，Chen系統(tǒng)和Lii系統(tǒng)是從Lorenz系統(tǒng)生成的，并與Lorenz系 統(tǒng)共同構(gòu)成廣義的Lorenz系統(tǒng)?？傮w來(lái)說(shuō)，隨著混沌系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，混沌系統(tǒng)越來(lái)越需 要新的模型去繼續(xù)完善。
[0004] 文氏橋振蕩器是一種應(yīng)用非常廣泛的正弦波RC振蕩電路，在文氏橋振蕩器中引 入一個(gè)憶阻器并級(jí)聯(lián)上一個(gè)LC吸收網(wǎng)絡(luò)，容易設(shè)計(jì)出一種全新電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的憶阻混沌 電路，且能保留文氏橋振蕩器所固有的一些優(yōu)點(diǎn)，但是報(bào)道出的大多數(shù)憶阻等效電路都是 有接地限制的，即等效輸入端有一端需要接地處理，無(wú)法串聯(lián)進(jìn)已有的振蕩電路中。并且大 部分憶阻混沌電路的動(dòng)力學(xué)特性依賴于憶阻的初始狀態(tài)，容易呈現(xiàn)一些復(fù)雜的非線性物理 現(xiàn)象，如瞬態(tài)混沌、陣發(fā)混沌、系統(tǒng)軌線狀態(tài)轉(zhuǎn)移等非線性現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型的憶阻文氏橋混沌振蕩器，它是通過(guò) 在文氏橋振蕩器中引入廣義憶阻器和LC吸收網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌信號(hào) 產(chǎn)生裝置，其包括：電容Q、電容C2、電容C3、電感L、電阻札、電阻R2、電阻R3、電阻R4、運(yùn)算放 大器A、二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M;其中電阻札正、負(fù)極端分別與電容的 正、負(fù)極端相連（分別記做a、b端）；電阻R4的正、負(fù)極端分別與運(yùn)算放大器仏的負(fù)極端、 輸出端相連（分別記做c、d端）；運(yùn)算放大器仏的正極端與a端相連；電阻R3的正、負(fù)極 端分別與b、c端相連；二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M的正、負(fù)極端分別與電容C2 的正極端、電容C3的正極端相連（分別記做e、f);電容C2的正、負(fù)極端分別與e端、電阻R2 的正極端相連；電阻R2的負(fù)極端與d端相連；電感L的正、負(fù)極端分別與f端、電容C3的正、 負(fù)極相連（記做g端）；其中b端、g端接地。
[0007] 進(jìn)一步，所述二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M包括：二極管Di、二極管D2、 二極管D3、二極管比、電阻&、電容Q;二極管Di負(fù)極端與二極管％負(fù)極端相連（記作h端）； 二極管D2正極端與二極管D3負(fù)極端相連（記作i端）；二極管D3正極端與二極管D4正極 端相連（記作j端）；二極管D4負(fù)極端與二極管Di正極端相連（記作k端）；其中k端、i 端分別與e、f端相連；電阻&的正、負(fù)極端分別與電容Q的正、負(fù)極端相連（依次分別記 為l、m端）；其中1端、m端分別與h端、j端相連。
[0008] 進(jìn)一步，所述基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器含有五個(gè)狀態(tài)變量，分別 為電容Q、電容C2、電容C3、電感L和廣義憶阻器內(nèi)部電容Q。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電路元件參數(shù)值來(lái)表現(xiàn)出不同的混沌特性，得到具有復(fù)雜動(dòng)力學(xué)特性的 混沌行為。本發(fā)明的憶阻等效電路沒(méi)有接地限制，即等效輸入端不需要接地處理，能夠串聯(lián) 進(jìn)已有的振蕩電路中。本發(fā)明的憶阻混沌電路的動(dòng)力學(xué)特性不依賴于憶阻的初始狀態(tài)，有 效避免了出現(xiàn)復(fù)雜的非線性物理現(xiàn)象。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖， 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：
[0011] 圖1為一種基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器電路；
[0012] 圖2為二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器的電路圖；
[0013] 圖3為圖2的等效電路圖；
[0014] 圖4廣義憶阻器激勵(lì)頻率f選取100Hz時(shí)對(duì)應(yīng)的i-v數(shù)值仿真相軌圖；
[0015] 圖5基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取札=22kQ時(shí)力⑴-^⑴數(shù) 值仿真相軌圖；
[0016] 圖6基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取Ri= 29.5kQ時(shí)力(〇13(〇 數(shù)值仿真相軌圖；
[0017] 圖7基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取Ri= 32kQ時(shí)力⑴-^⑴數(shù) 值仿真相軌圖；
[0018] 圖8基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取Ri= 42kQ時(shí)力⑴-^⑴數(shù) 值仿真相軌圖；
[0019] 圖9系統(tǒng)隨電路元件參數(shù)札變化時(shí)的分岔圖；
[0020] 圖10系統(tǒng)隨電路元件參數(shù)&變化時(shí)的李雅普諾夫指數(shù)譜；
[0021] 圖11基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器仿真電路圖；
[0022] 圖12基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取札=22kQ時(shí)Vl(t)-v3(t)電 路仿真相軌圖；
[0023] 圖13基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取札=29. 5kQ時(shí)Vl(t)-v3(t) 電路仿真相軌圖；
[0024] 圖14基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取札=32kQ時(shí)Vl(t)-v3(t)電 路仿真相軌圖；
[0025] 圖15基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器選取札=42kQ時(shí)Vl(t)-v3(t)電 路仿真相軌圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0027] 本發(fā)明基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌信號(hào)產(chǎn)生裝置，其結(jié)構(gòu)如下：
[0028] 主電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：電容Q、電容C2、電容C3、電感L、電阻札、電阻R2、 電阻R3、電阻R4、運(yùn)算放大器Ui、二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M;其中電阻札正、負(fù) 極端分別與電容Q的正、負(fù)極端相連（分別記做a、b端）；電阻R4的正、負(fù)極端分別與運(yùn)算 放大器A的負(fù)極端、輸出端相連（分別記做c、d端）；運(yùn)算放大器仏的正極端與a端相連； 電阻R3的正、負(fù)極端分別與b、c端相連；二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M的正、負(fù) 極端分別與電容C2的正極端、電容C3的正極端相連（分別記做e、f);電容C2的正、負(fù)極端 分別與e端、電阻R2的正極端相連；電阻R2的負(fù)極端與d端相連；電感L的正、負(fù)極端分別 與f端、電容C3的正、負(fù)極相連（記做g端）；其中b端、g端接地。
[0029] 其二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括：二極管Di、二 極管D2、二極管D3、二極管D4、電阻&、電容Q;二極管Di負(fù)極端與二極管D2負(fù)極端相連（記 作h端）；二極管D2正極端與二極管D3負(fù)極端相連（記作i端）；二極管D3正極端與二極 管D4正極端相連（記作j端）；二極管D4負(fù)極端與二極管Di正極端相連（記作k端）；其 中k端、i端分別與e、f端相連；電阻&的正、負(fù)極端分別與電容Q的正、負(fù)極端相連（依 次分別記為l、m端）；其中1端、m端分別與h端、j端相連。
[0030] 上述主電路中含有五個(gè)狀態(tài)變量，分別為電容Ci、電容C2、電容C3、電感L和廣義憶 阻器內(nèi)部電容Q，分別對(duì)應(yīng)的五個(gè)狀態(tài)變量為Vl、v2、v3、h和V(l。基于這五個(gè)狀態(tài)變量，根 據(jù)基爾霍夫電壓、電流定律以及電路元件的本構(gòu)關(guān)系，可建立起相應(yīng)的狀態(tài)方程為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沛振蕩器，其特征在于：包括電容Ci、電容c2、 電容C3、電感L、電阻Ri、電阻R2、電阻R3、電阻R4、運(yùn)算放大器Ui、二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu) 成的憶阻器M ;其中電阻札正、負(fù)極端分別與電容Q的正、負(fù)極端相連，分別記做a、b端；電 阻R4的正、負(fù)極端分別與運(yùn)算放大器A的負(fù)極端、輸出端相連，分別記做c、d端；運(yùn)算放大 器A的正極端與a端相連；電阻R3的正、負(fù)極端分別與b、c端相連；二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波 器構(gòu)成的憶阻器M的正、負(fù)極端分別與電容(：2的正極端、電容C3的正極端相連，分別記做e、 f ;電容C2的正、負(fù)極端分別與e端、電阻R2的正極端相連；電阻R2的負(fù)極端與d端相連；電 感L的正極端與f端相連，電感L的負(fù)極端與電容C3的負(fù)極端相連，記做g端；其中b端、g 端接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器，其特征在于：所 述二極管橋級(jí)聯(lián)RC濾波器構(gòu)成的憶阻器M包括二極管Di、二極管D2、二極管D3、二極管D 4、 電阻R〇、電容Q ;二極管Di負(fù)極端與二極管D2負(fù)極端相連，記作h端；二極管D2正極端與二 極管D3負(fù)極端相連，記作i端；二極管D3正極端與二極管D4正極端相連，記作j端；二極管 D4負(fù)極端與二極管Di正極端相連，記作k端；其中k端、i端分別與e、f端相連；電阻&的 正、負(fù)極端分別與電容Q的正、負(fù)極端相連，依次分別記為1、m端；其中1端、m端分別與h 端、j端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一階廣義憶阻器的文氏橋混沌振蕩器，其特征在于：含 有五個(gè)狀態(tài)變量，分別為電容q、電容C2、電容C3、電感L和廣義憶阻器內(nèi)部電容Q。
【文檔編號(hào)】H03K19/00GK104410485SQ201410642706
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】包伯成, 于晶晶, 俞清, 胡豐偉, 姜盼, 林毅 申請(qǐng)人:常州大學(xué)