本實(shí)用新型涉及混沌信號技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種變形Rikitake混沌系統(tǒng)模擬電路。

背景技術(shù)：

1958年Rikitake首先提出的雙盤發(fā)電機(jī)的模型曾作為最早解釋地磁的起源與地磁場長期變化中極性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的模型，為此地磁理論中需要且最難說明的問題得以解決。近幾年，雙盤發(fā)電機(jī)的模型已應(yīng)用到工程中，已有文獻(xiàn)對Rikitake系統(tǒng)的混沌運(yùn)動進(jìn)行了分析，以及控制，但均是理論證明與驗(yàn)證。

目前，一方面，利用電路實(shí)現(xiàn)其Rikitake混沌系統(tǒng)，而后進(jìn)行研究分析的文獻(xiàn)較少；另一方面，結(jié)合機(jī)電耦合系統(tǒng)，提出的損耗型耦合發(fā)電機(jī)系統(tǒng)即變形Rikitake混沌系統(tǒng)的電路實(shí)現(xiàn)，對研究耦合機(jī)電系統(tǒng)尤為重要，但是缺點(diǎn)是變形Rikitake混沌系統(tǒng)因復(fù)雜性難以實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種變形Rikitake混沌系統(tǒng)電路，完成變形Rikitake混沌系統(tǒng)的信號產(chǎn)生。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

一種變形Rikitake混沌系統(tǒng)模擬電路，由三個通道組成，第一通道的輸出信號反饋到第一通道輸入端，且連接第二通道的輸入端，作為一路輸入信號，第一通道輸出信號的前一級輸出信號連接第二通道的乘法器A2的輸入引腳，同時與第三通道的乘法器A1的輸入引腳相連；第二通道的輸出作為一路輸入信號反饋到第二通道的輸入端，該信號還連接第三通道乘法器A1的輸入引腳，該信號的前一級輸出連接第一通道乘法器A3的輸入引腳，同時連接第一通道的輸入端，作為一路輸入信號；第三通道的輸出反饋到第三通道的輸入，同時連接到第二通道乘法器A2的輸入引腳，同時還連接第一通道中乘法器A3的輸入引腳；

所述的第一通道包括反相器U1，反相器U1的2引腳接電阻R11、電阻R12、電阻R14，電阻R11的另一端連接第一通道的輸出信號-x，電阻R12的另一端連接輸出信號y,電阻R13的另一端連接乘法器A3的輸出端；電阻R14另一端連接反相器U1的6引腳,反相器U1的6引腳通過電阻R15連接反相積分器U3的2引腳；反相積分器U3的2引腳和電容C1一端連接，電容C1的另一端連接反相積分器U3的6引腳，反相積分器U3的6引腳通過電阻R16連接反相器U2的2引腳；反相器U2的2引腳連接電阻R17一端，電阻R17另一端連接反相器U2的6引腳；反相器U1的3引腳、反相器的U2的3引腳與反相積分器U3的3引腳接地；反相器U1的4引腳、反相器U2的4引腳與反相積分器U3的4引腳接負(fù)電壓VDD，反相器U1的7引腳、反相器U2的7引腳與反相積分器U3的7引腳接VCC，第一通道的反相器U2的輸出端是信號-x，反相積分器U3的輸出端是信號x；

所述的第二通道包括乘法器A2，乘法器A2通過電阻R22與反相器U4的2引腳連接；反相器的U4的2引腳和電阻R21、電阻R28、電阻R23連接，電阻R21的另一端和第二通道反相器的輸出信號-y連接，電阻R28的另一端和第一通道的輸出信號-x連接，電阻R23的另一端連接反相器U4的6引腳；反相器U4的6引腳通過電阻R24連接反相積分器U6的2引腳，反相積分器U6的2引腳連接電容C2的一端，電容C2的另一端連接反相積分器U6的6引腳；反相積分器U6的6引腳通過電阻R25連接反相器U5的2引腳；反相器U5的2引腳連接電阻R26一端，電阻R26另一端連接反相器U5的6引腳，反相器U4的3引腳、反相器U5的3引腳與反相積分器U6的3引腳接地；反相器U4的4引腳、反相器U5的4引腳與反相積分器U6的4引腳接負(fù)電壓VDD，反相器U4的7引腳、反相器U5的7引腳與反相積分器U6的7引腳接正電壓VCC，第二通道反相器U5的輸出端是信號-y，第二通道反相積分器U6的輸出端是信號y；

所述的第三通道包括乘法器A3，乘法器A3輸出端通過電阻R34連接反相器U7的2引腳，反相器U7的2引腳和電阻R35、電阻R36連接，電阻R35的另一端和第三通道反相積分器的輸出信號z連接，電阻R36的另一端和連接反相器U7的6引腳；反相器U7的6引腳通過電阻R37連接反相積分器U8的2引腳，反相積分器U8的2引腳連接電容C3的一端，電容C3的另一端連接反相積分器U8的6引腳；反相器U7的3引腳與反相積分器U8的3引腳接地；反相器U7的4引腳與反相積分器U8的4引腳接負(fù)電壓VDD，反相器U7的7引腳與反相積分器U8的7引腳接正電壓VCC，第三通道反相積分器U8的輸出端是信號z。

所述的反相器U1、反相器U2、反相積分器U3、反相器U4、反相器U5、反相積分器U6、反相器U7與反相積分器U8采用運(yùn)放器LM741。

所述的乘法器A1、乘法器A2及乘法器A3采用乘法器AD633。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型在普通的示波器上即可觀察出x-y，x-z，y-z相圖，具有電路結(jié)構(gòu)簡單，電路性能可靠且易實(shí)現(xiàn)，適用于對地磁磁場長期變化中極性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象直觀研究以及非線性電路演示等。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路圖。

圖2是圖1的x輸出波形圖。

圖3是圖1的y輸出波形圖。

圖4是圖1的z輸出波形圖。

圖5是圖1的x-y輸出相圖。

圖6是圖1的x-z輸出相圖。

圖7是圖1的y-z輸出相圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做詳細(xì)描述。

參照圖1，一種變形Rikitake混沌系統(tǒng)模擬電路，由三個通道組成，第一通道的輸出信號反饋到第一通道輸入端，且連接第二通道的輸入端，作為一路輸入信號，第一通道輸出信號的前一級輸出信號連接第二通道的乘法器A2的輸入引腳，同時與第三通道的乘法器A1的輸入引腳相連；第二通道的輸出作為一路輸入信號反饋到第二通道的輸入端，該信號還連接第三通道乘法器A1的輸入引腳，該信號的前一級輸出連接第一通道乘法器A3的輸入引腳，同時連接第一通道的輸入端，作為一路輸入信號；第三通道的輸出反饋到第三通道的輸入，同時連接到第二通道乘法器A2的輸入引腳，同時還連接第一通道中乘法器A3的輸入引腳；

所述的第一通道包括反相器U1，反相器U1的2引腳接電阻R11、電阻R12、電阻R14，電阻R11的另一端連接的第一通道的輸出信號-x，電阻R12的另一端連接輸出信號y,電阻R13的另一端連接乘法器A3的輸出端；電阻R14另一端連接反相器U1的6引腳,反相器U1的6引腳通過電阻R15連接反相積分器U3的2引腳；反相積分器U3的2引腳和電容C1一端連接，電容C1的另一端連接反相積分器U3的6引腳，反相積分器U3的6引腳通過電阻R16連接反相器U2的2引腳；反相器U2的2引腳連接電阻R17一端，電阻R17另一端連接反相器U2的6引腳；反相器U1的3引腳、反相器的U2的3引腳與反相積分器U3的3引腳接地；反相器U1的4引腳、反相器U2的4引腳與反相積分器U3的4引腳接負(fù)電壓VDD，反相器U1的7引腳、反相器U2的7引腳與反相積分器U3的7引腳接VCC，第一通道的反相器U2的輸出端是信號-x，反相積分器U3的輸出端是信號x；

所述的第二通道包括乘法器A2，乘法器A2通過電阻R22與反相器U4的2引腳連接；反相器的U4的2引腳和電阻R21、電阻R28、電阻R23連接，電阻R21的另一端和第二通道反相器的輸出信號-y連接，電阻R28的另一端和第一通道的輸出信號-x連接，電阻R23的另一端連接反相器U4的6引腳；反相器U4的6引腳通過電阻R24連接反相積分器U6的2引腳，反相積分器U6的2引腳連接電容C2的一端，電容C2的另一端連接反相積分器U6的6引腳；反相積分器U6的6引腳通過電阻R25連接反相器U5的2引腳；反相器U5的2引腳連接電阻R26一端，電阻R26另一端連接反相器U5的6引腳，反相器U4的3引腳、反相器U5的3引腳與反相積分器U6的3引腳接地；反相器U4的4引腳、反相器U5的4引腳與反相積分器U6的4引腳接負(fù)電壓VDD，反相器U4的7引腳、反相器U5的7引腳與反相積分器U6的7引腳接正電壓VCC，第二通道反相器U5的輸出端是信號-y，第二通道反相積分器U6的輸出端是信號y；

所述的第三通道包括乘法器A3，乘法器A3輸出端通過電阻R34連接反相器U7的2引腳，反相器U7的2引腳和電阻R35、電阻R36連接，電阻R35的另一端和第三通道反相積分器的輸出信號z連接，電阻R36的另一端和連接反相器U7的6引腳；反相器U7的6引腳通過電阻R37連接反相積分器U8的2引腳，反相積分器U8的2引腳連接電容C3的一端，電容C3的另一端連接反相積分器U8的6引腳；反相器U7的3引腳與反相積分器U8的3引腳接地；反相器U7的4引腳與反相積分器U8的4引腳接負(fù)電壓VDD，反相器U7的7引腳與反相積分器U8的7引腳接正電壓VCC，第三通道反相積分器U8的輸出端是信號z。

所述的反相器U1、反相器U2、反相積分器U3、反相器U4、反相器U5、反相積分器U6、反相器U7與反相積分器U8采用運(yùn)放器LM741。

所述的乘法器A1、乘法器A2及乘法器A3采用乘法器AD633。圖1中，第一通道電阻R11＝50kΩ，R13＝1KΩ，R14＝R15＝R16＝R17＝10KΩ,R12＝100KΩ,C1＝10nF；第二通道電阻R21＝33KΩ，R22＝1KΩ，R22＝100KΩ，R23＝R24＝R25＝10KΩ，R26＝10KΩ,C2＝10nF；第三通道電阻R34＝1kΩ，R34＝33kΩ，R35＝135kΩ，R36＝R37＝10KΩ，C3＝10nF；VCC＝15，VDD＝-15V。

本實(shí)用新型的工作原理為：

該電路的混沌特性非常復(fù)雜，可適用于加密系統(tǒng)，為研究對地磁磁場長期變化中極性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的研究提供了真實(shí)的模型以及相關(guān)數(shù)據(jù)，所涉及的無量綱數(shù)學(xué)模型如下：

本實(shí)用新型涉及的無量綱數(shù)學(xué)模型如下：

式(1)中，x,y,z為狀態(tài)變量，a,b，c，d為方程的參數(shù)。選取a＝2,b＝3,c＝1,d＝0.75時，系統(tǒng)(1)即變形Rikitake混沌系統(tǒng)，此時本實(shí)用新型的振蕩電路的方程為：

本實(shí)用新型所涉及的電路由第一、第二、第三通道的電路組成，第一、第二、第三通道的電路分時實(shí)現(xiàn)了式(2)中的第一、第二、第三函數(shù)。模擬乘法器使用AD633時，電路的輸出波形圖見圖2、圖3、圖4，電路輸出的相圖見圖5、圖6、圖7，圖上放映出了變形Rikitake系統(tǒng)的混沌特性，豐富了混沌的類型，為混沌應(yīng)用于混沌密碼以及混沌機(jī)電耦合，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的控制提供了新的思路。