本實用新型屬于非線性電路,具體涉及一種混沌電路,屬于混沌信號發(fā)生器設(shè)計的技術(shù)。
背景技術(shù):
基于混沌信號的類隨機性、連續(xù)寬帶功率譜特性以及混沌系統(tǒng)對初始條件的敏感依賴性,混沌系統(tǒng)在信號處理和圖像加密等信息安全領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對于以往提出的混沌系統(tǒng),系統(tǒng)特性以及混沌動力學(xué)行為已經(jīng)得到深入的研究。因此,將以往的混沌系統(tǒng)應(yīng)用于信息安全領(lǐng)域?qū)⒔档托畔⑼ㄐ虐踩?/p>
為了提高混沌信號在保密通信中的安全性,設(shè)計新型的混沌信號發(fā)生器以及具有復(fù)雜的混沌動力學(xué)行為的混沌系統(tǒng)是必要的。新型的混沌系統(tǒng)的提出對提高圖像加密、保密通信等領(lǐng)域的安全性具有重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種抗破譯能力強的混沌信號發(fā)生電路。
本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
一種混沌電路,由第一、第二、第三和第四通道電路組成,第一通道電路由乘法器A1、反相器U1A以及電阻R11、R12和電容C1組成,第二通道電路由乘法器A2、反相器U2A、反相器U3A、反相器U4A以及電阻R21、R22、R23、R24、R25、R26和電容C2組成,第三通道電路由乘法器A3、反相器U5A以及電阻R31、R32、R33和電容C3組成,第四通道電路由乘法器A4、反相器U6A、反相器U7A以及電阻R41、R42、R43、R44和電容C4組成;第一通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R12作為一路輸入信號,該輸出信號還作為第二通道電路中乘法器A2的一路輸入信號,還連接乘法器A3作用于第三通道電路;第二通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R21作用于第二通道電路,還連接乘法器A1作用于第一通道電路,該輸出信號還連接乘法器A3作用于第三通道電路,還連接乘法器A4作用于第四通道電路;第三通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R33作用于第三通道電路,該輸出信號還作為第一通道電路中乘法器A4的一路輸入信號;第四通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R44作用于第四通道電路,該輸出信號還連接乘法器A1作用于第一通道電路,還作為第二通道電路中乘法器A2的一路輸入信號,還連接電阻R32作用于第三通道電路。
第一通道電路中乘法器A1通過電阻R11與反相器U1A的1引腳相連;1引腳通過電阻R12接反相器U1A的5引腳;所述1引腳通過電容C1與所述5引腳相連;反相器U1A的2引腳接地;反相器U1A的3引腳和4引腳接VCC。
第二通道電路中電阻R21與反相器U2A的1引腳相連,1引腳通過電阻R22連接反相器U2A的5引腳,5引腳通過電阻R23與反相器U4A的11引腳相連;乘法器A2通過電阻R24與反相器U3A的6引腳相連,6引腳通過電阻R25與反相器U3A的10引腳相連,10引腳通過電阻R26與所述11引腳相連;11引腳通過電容C2與反相器U4A的15引腳相連;反相器U2A的2引腳、反相器U3A的7引腳和反相器U4A的12引腳接地;反相器U2A的3引腳、4引腳,反相器U3A的8引腳、9引腳和反相器U4A的13引腳、14引腳接VCC。
第三通道電路中乘法器A3通過電阻R31與反相器U5A的1引腳相連;1引腳通過電阻R33接反相器U5A的5引腳;電阻R32與所述1引腳相連,1引腳通過電容C3與所述5引腳相連;反相器U5A的2引腳接地;反相器U5A的3引腳和4引腳接VCC。
第四通道電路中乘法器A4通過電阻R41與反相器U6A的1引腳相連;1引腳通過電阻R42接反相器U6A的5引腳,5引腳通過電阻R43與反相器U7A的6引腳相連,6引腳相連通過電阻R44與反相器U7A的10引腳相連;所述6引腳通過電容C4與所述10引腳相連;反相器U6A的2引腳和反相器U7A的7引腳接地;反相器U6A的3引腳、4引腳和反相器U7A的8引腳、9引腳接VCC。
第一通道電路中反相器U1A輸出端為X信號;所述第二通道電路中反相器U4A輸出端為Y信號;所述第三通道電路中反相器U5A輸出端為Z信號;所述第四通道電路中反相器U7A輸出端為W信號。
第一通道電路中電容C1為10nF;所述第二通道電路中電容C2為10nF;所述第三通道電路中電容C3為10nF;所述第四通道電路中電容C4為10nF。
本實用新型是一種混沌電路,可以輸出復(fù)雜的混沌動力學(xué)行為,并且可以應(yīng)用于混沌保密通信系統(tǒng)中,同時具有很好的抗破譯能力。
附圖說明
圖1為本實用新型的電路圖;
圖2為本實用新型的X-Y相圖;
圖3為本實用新型的X-Z相圖;
圖4為本實用新型的X-W相圖;
圖5為本實用新型的Y-Z相圖;
圖6為本實用新型的Y-W相圖;
圖7為本實用新型的Z-W相圖。
具體實施方式
本實用新型涉及一種混沌電路,將該電路產(chǎn)生的復(fù)雜混沌信號應(yīng)用于信號加密中,可以提高有用信號的保密性能。
本實用新型所涉及的電路方程為:
式(1)中,X,Y,Z,W為本實用新型輸出的四個混沌信號。
本實用新型所涉及的電路由第一、第二、第三和第四通道電路組成,第一、第二、第三、第四通道電路分別實現(xiàn)式(2)中第一、第二、第三、第四函數(shù)。
第一通道電路中乘法器A1通過電阻R11與反相器U1A的1引腳相連;1引腳通過電阻R12接反相器U1A的5引腳;所述1引腳通過電容C1與所述5引腳相連;反相器U1A的2引腳接地;反相器U1A的3引腳和4引腳接VCC。
第二通道電路中電阻R21與反相器U2A的1引腳相連,1引腳通過電阻R22連接反相器U2A的5引腳,5引腳通過電阻R23與反相器U4A的11引腳相連;乘法器A2通過電阻R24與反相器U3A的6引腳相連,6引腳通過電阻R25與反相器U3A的10引腳相連,10引腳通過電阻R26與所述11引腳相連;11引腳通過電容C2與反相器U4A的15引腳相連;反相器U2A的2引腳、反相器U3A的7引腳和反相器U4A的12引腳接地;反相器U2A的3引腳、4引腳,反相器U3A的8引腳、9引腳和反相器U4A的13引腳、14引腳接VCC。
第三通道電路中乘法器A3通過電阻R31與反相器U5A的1引腳相連;1引腳通過電阻R33接反相器U5A的5引腳;電阻R32與所述1引腳相連,1引腳通過電容C3與所述5引腳相連;反相器U5A的2引腳接地;反相器U5A的3引腳和4引腳接VCC。
第四通道電路中乘法器A4通過電阻R41與反相器U6A的1引腳相連;1引腳通過電阻R42接反相器U6A的5引腳,5引腳通過電阻R43與反相器U7A的6引腳相連,6引腳相連通過電阻R44與反相器U7A的10引腳相連;所述6引腳通過電容C4與所述10引腳相連;反相器U6A的2引腳和反相器U7A的7引腳接地;反相器U6A的3引腳、4引腳和反相器U7A的8引腳、9引腳接VCC。
第一通道電路由乘法器A1、反相器U1A以及電阻R11、R12和電容C1組成,第二通道電路由乘法器A2、反相器U2A、反相器U3A、反相器U4A以及電阻R21、R22、R23、R24、R25、R26和電容C2組成,第三通道電路由乘法器A3、反相器U5A以及電阻R31、R32、R33和電容C3組成,第四通道電路由乘法器A4、反相器U6A、反相器U7A以及電阻R41、R42、R43、R44和電容C4組成;第一通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R12作為一路輸入信號,該輸出信號還作為第二通道電路中乘法器A2的一路輸入信號,還連接乘法器A3作用于第三通道電路;第二通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R21作用于第二通道電路,還連接乘法器A1作用于第一通道電路,該輸出信號還連接乘法器A3作用于第三通道電路,還連接乘法器A4作用于第四通道電路;第三通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R33作用于第三通道電路,該輸出信號還作為第一通道電路中乘法器A4的一路輸入信號;第四通道電路的輸出信號反饋到輸入端,連接電阻R44作用于第四通道電路,該輸出信號還連接乘法器A1作用于第一通道電路,還作為第二通道電路中乘法器A2的一路輸入信號,還連接電阻R32作用于第三通道電路。電路中,電阻電容均為標準元件,放大器的型號均為LT082CP;VCC的數(shù)值均為15V。
第一通道電路中反相器U1A輸出端為X信號;所述第二通道電路中反相器U4A輸出端為Y信號;所述第三通道電路中反相器U5A輸出端為Z信號;所述第四通道電路中反相器U7A輸出端為W信號。第一通道電路中電容C1為10nF;所述第二通道電路中電容C2為10nF;所述第三通道電路中電容C3為10nF;所述第四通道電路中電容C4為10nF。
將圖1中X輸出端、Y輸出端、Z輸出端和W輸出端連接到示波器信號輸入端,可以顯示X-Y輸出端相圖信號如圖2所示,X-Z輸出端相圖信號如圖3所示,X-W輸出端相圖信號如圖4所示,Y-Z輸出端相圖信號如圖5所示,Y-W輸出端相圖信號如圖6所示,Z-W輸出端相圖信號如圖7所示。由圖2到圖7,證明了本實用新型的有效性。