RU2536424C1 - Chaotic vibration generator - Google Patents

Chaotic vibration generator Download PDF

Info

Publication number
RU2536424C1
RU2536424C1 RU2013128107/08A RU2013128107A RU2536424C1 RU 2536424 C1 RU2536424 C1 RU 2536424C1 RU 2013128107/08 A RU2013128107/08 A RU 2013128107/08A RU 2013128107 A RU2013128107 A RU 2013128107A RU 2536424 C1 RU2536424 C1 RU 2536424C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
transistor
terminal
current
emitter
Prior art date
Application number
RU2013128107/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Георгиевич Прокопенко
Original Assignee
Вадим Георгиевич Прокопенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вадим Георгиевич Прокопенко filed Critical Вадим Георгиевич Прокопенко
Priority to RU2013128107/08A priority Critical patent/RU2536424C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536424C1 publication Critical patent/RU2536424C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: chaotic vibration generator includes a resistive element, first and second bipolar element with capacitive resistance, a bipolar element with inductive resistance and a nonlinear current amplifier.
EFFECT: broader capabilities for electronic adjustment of parameters of the chaotic signal generated.
2 cl, 8 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника хаотических электромагнитных колебаний.The present invention relates to radio engineering and can be used as a source of chaotic electromagnetic waves.

Известен генератор хаотических колебаний (А.С. Пиковский, М.И. Рабинович. Простой автогенератор со стохастическим поведением. Доклады Академии Наук СССР, 1978, Т.239, №2, с.302), содержащий туннельный диод, анод которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом индуктивности, второй вывод которой соединен с первым выводом устройства с отрицательным сопротивлением, второй вывод которого соединен с катодом туннельного диода, причем параллельно туннельному диоду и устройству с отрицательным сопротивлением подключены соответственно первый и второй конденсаторы.A known generator of chaotic oscillations (AS Pikovsky, MI Rabinovich. A simple oscillator with stochastic behavior. Reports of the Academy of Sciences of the USSR, 1978, V.239, No. 2, p.302) containing a tunneling diode, the anode of which is connected to the first terminal of the resistor, the second terminal of which is connected to the first terminal of the inductance, the second terminal of which is connected to the first terminal of the device with a negative resistance, the second terminal of which is connected to the cathode of the tunnel diode, and parallel to the tunnel diode and the device with negative resistance cm respectively connected first and second capacitors.

Также известен генератор хаотических колебаний (Т. Мацумото. Хаос в электрических схемах. ТИИЭР, 1987, Т.75, №8, с.67-68, рис.1 и рис.6), содержащий устройство с отрицательным сопротивлением, параллельно с которым включен первый конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с первыми выводами индуктивного элемента и второго конденсатора, вторые выводы которых соединены со вторым выводом первого конденсатора.Also known is a generator of chaotic oscillations (T. Matsumoto. Chaos in electrical circuits. TIIER, 1987, T.75, No. 8, p. 67-68, Fig. 1 and Fig. 6), containing a device with negative resistance, in parallel with which a first capacitor is included, the first terminal of which is connected to the first terminal of the resistor, the second terminal of which is connected to the first terminals of the inductive element and the second capacitor, the second terminals of which are connected to the second terminal of the first capacitor.

Недостатком этих генераторов является ограниченная возможность электронной перестройки параметров генерируемого хаотического сигнала.The disadvantage of these generators is the limited possibility of electronic tuning of the parameters of the generated chaotic signal.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является генератор хаотических колебаний (L.O. Chua, Gui-nian Lin. Intermittency in a piecewise-linear circuit // IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol.38, N0.5, May 1991, p.510, Fig.1(a)), содержащий резистивный элемент, первый вывод которого соединен с первым выводом двухполюсного элемента с индуктивным сопротивлением, второй вывод которого соединен с первым выводом первого двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, второй вывод которого соединен с первым выводом второго двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением.The closest in technical essence to the claimed device is a chaotic oscillation generator (LO Chua, Guinian Lin. Intermittency in a piecewise-linear circuit // IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol. 38, N0.5, May 1991, p. 510, Fig. 1 (a)) containing a resistive element, the first output of which is connected to the first output of the bipolar element with inductive resistance, the second output of which is connected to the first output of the first bipolar element with capacitive resistance, the second output of which is connected to the first output of the second bipolar element with capacitance iem.

Недостатком этого генератора хаотических колебаний является ограниченный диапазон электронной перестройки параметров генерируемого хаотического сигнала вследствие незначительной возможности изменения характеристики нелинейного элемента.The disadvantage of this generator of chaotic oscillations is the limited range of electronic tuning of the parameters of the generated chaotic signal due to the insignificant possibility of changing the characteristics of the nonlinear element.

Целью изобретения является расширение возможностей электронной перестройки параметров генерируемого хаотического сигнала.The aim of the invention is to expand the capabilities of electronic tuning parameters of the generated chaotic signal.

Цель изобретения достигается тем, что в генератор хаотических колебаний, содержащий резистивный элемент, первый вывод которого соединен с первым выводом двухполюсного элемента с индуктивным сопротивлением, второй вывод которого соединен с первым выводом первого двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, второй вывод которого соединен с первым выводом второго двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, введен нелинейный усилитель тока, первый входной вывод которого соединен с вторым выводом резистивного элемента, первый вывод которого соединен с вторым выводом второго двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, первый вывод которого соединен с вторым входным выводом нелинейного усилителя тока, первый и второй выходные выводы которого соединены соответственно с первым и вторым выводами первого двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, причем передаточная характеристика нелинейного усилителя тока определена уравнением:The purpose of the invention is achieved in that in a chaotic oscillator containing a resistive element, the first output of which is connected to the first output of the bipolar element with inductive resistance, the second output of which is connected to the first output of the first bipolar element with capacitive resistance, the second output of which is connected to the first output of the second a bipolar element with capacitive resistance, a nonlinear current amplifier is introduced, the first input terminal of which is connected to the second output of the resistive element, trans the output terminal of which is connected to the second terminal of the second bipolar element with capacitive resistance, the first terminal of which is connected to the second input terminal of the nonlinear current amplifier, the first and second output terminals of which are connected respectively to the first and second terminals of the first bipolar element with capacitive resistance, the transfer characteristic of nonlinear current amplifier is defined by the equation:

i в ы х ( i в х ) = b i в х + a b 2 ( | i в х + I 02 | | i в х I 01 | I 02 + I 01 ) + I с м

Figure 00000001
, i at s x ( i at x ) = b i at x + a - b 2 ( | | | i at x + I 02 | | | - | | | i at x - I 01 | | | - I 02 + I 01 ) + I from m
Figure 00000001
,

где iвых(iвх) - выходной ток, протекающий через выходные выводы нелинейного усилителя тока под действием входного тока iвх, протекающего через входные выводы нелинейного усилителя тока, а - крутизна среднего, проходящего через начало координат участка передаточной характеристики, b - крутизна боковых участков передаточной характеристики, I01 и I02 - абсолютные значения граничных токов между средним и боковыми участками передаточной характеристики, Iсм - ток смещения.where i out (i in ) is the output current flowing through the output terminals of the nonlinear current amplifier under the influence of the input current i in flowing through the input terminals of the nonlinear current amplifier, a is the steepness of the average passing through the origin of the portion of the transfer characteristic, b is the steepness of the side sections of the transfer characteristic, I 01 and I 02 are the absolute values of the boundary currents between the middle and side sections of the transfer characteristic, I cm is the bias current.

С целью получения повышенной температурной стабильности нелинейный усилитель тока содержит усилитель напряжения, инвертирующий вход которого соединен с первым входным выводом нелинейного усилителя тока и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с выходом первого генератора тока, эмиттером первого транзистора и первым выводом нелинейного резистивного элемента, второй вывод которого соединен с вторым входным выводом нелинейного усилителя тока и общей шиной, коллектор первого транзистора соединен с входным выводом токового зеркала, выходной вывод которого соединен с выходом шестого генератора тока и первым выходным выводом нелинейного усилителя тока, неинвертирующий вход усилителя напряжения соединен с вторым выходным выводом нелинейного усилителя тока и общей шиной, первый вывод нелинейного резистивного элемента соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом нелинейного резистивного элемента и базой и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с базой третьего транзистора и коллектором четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с выходом второго генератора тока и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с выходом третьего генератора тока и эмиттером пятого транзистора, база которого соединена с выходом четвертого генератора тока и эмиттером третьего транзистора, коллектор которого соединен с первой шиной питания и коллектором шестого транзистора, эмиттер которого соединен с базой четвертого транзистора и выходом пятого генератора тока, коллектор пятого транзистора соединен с базой шестого транзистора и эмиттером седьмого транзистора, база и коллектор которого соединены с первым выводом нелинейного резистивного элемента, входной вывод токового зеркала соединен с базой и коллектором восьмого транзистора и базой девятого транзистора, эмиттер восьмого транзистора соединен с коллектором десятого транзистора, эмиттер которого соединен с первой шиной питания и эмиттером одиннадцатого транзистора, база и коллектор которого соединены с базой десятого транзистора и эмиттером девятого транзистора, коллектор которого соединен с выходным выводом токового зеркала, общие шины первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого генераторов тока соединены с второй шиной питания.In order to obtain increased temperature stability, the non-linear current amplifier contains a voltage amplifier, the inverting input of which is connected to the first input terminal of the non-linear current amplifier and the first terminal of the first resistor, the second terminal of which is connected to the output of the first current generator, the emitter of the first transistor and the first terminal of the non-linear resistive element, the second terminal of which is connected to the second input terminal of a nonlinear current amplifier and a common bus, the collector of the first transistor is connected to the input the current mirror mirror, the output terminal of which is connected to the output of the sixth current generator and the first output terminal of a non-linear current amplifier, the non-inverting input of the voltage amplifier is connected to the second output terminal of the non-linear current amplifier and a common bus, the first terminal of the non-linear resistive element is connected to the first terminal of the second resistor, the second the output of which is connected to the second output of the nonlinear resistive element and the base and collector of the second transistor, the emitter of which is connected to the base of the third transistor and the collector of the fourth transistor, the emitter of which is connected to the output of the second current generator and the first output of the third resistor, the second output of which is connected to the output of the third current generator and the emitter of the fifth transistor, the base of which is connected to the output of the fourth current generator and the emitter of the third transistor, the collector of which is connected to the first the power bus and the collector of the sixth transistor, the emitter of which is connected to the base of the fourth transistor and the output of the fifth current generator, the collector of the fifth transistor is connected inen with the base of the sixth transistor and the emitter of the seventh transistor, the base and collector of which is connected to the first output of the nonlinear resistive element, the input terminal of the current mirror is connected to the base and collector of the eighth transistor and the base of the ninth transistor, the emitter of the eighth transistor is connected to the collector of the tenth transistor, with the first power bus and the emitter of the eleventh transistor, the base and collector of which are connected to the base of the tenth transistor and the emitter of the ninth transistor, collect p is connected to the output terminal of the current mirror, the common bus of the first, second, third, fourth, fifth and sixth current generators are connected to the second power supply bus.

Заявляемый генератор хаотических колебаний поясняется фиг.1, на которой изображена его схема электрическая принципиальная, фиг.2, на которой показано распределение токов и напряжений в схеме генератора при его работе, фиг.3, на которой изображена безразмерная передаточная характеристика нелинейного усилителя тока, фиг.4, на которой приведена электрическая схема практической реализации генератора хаотических колебаний, фиг.5 и 6, на которых приведены примеры проекции безразмерного странного аттрактора на плоскость (x, y), и фиг.7 и 8, на которых показаны примеры зависимости безразмерной переменной y от времени.The inventive generator of chaotic oscillations is illustrated in figure 1, which shows its electrical circuit diagram, figure 2, which shows the distribution of currents and voltages in the circuit of the generator during its operation, figure 3, which shows the dimensionless transfer characteristic of a nonlinear current amplifier, fig .4, which shows the electrical diagram of the practical implementation of the chaotic oscillation generator, Figs. 5 and 6, which show examples of the projection of a dimensionless strange attractor onto the (x, y) plane, and Figs. 7 and 8, on which x shows examples of the dependence of the dimensionless variable y on time.

Генератор хаотических колебаний содержит первый 1 и второй 2 двухполюсные элементы с емкостным сопротивлением, двухполюсный элемент с индуктивным сопротивлением 3, резистивный элемент 4 и нелинейный усилитель тока 5, нелинейный усилитель тока содержит усилитель напряжения 6, нелинейный резистивный элемент 7, токовое зеркало 8, первый резистор 9, первый транзистор 10, первый 11 и шестой 12 генераторы тока, нелинейный резистивный элемент содержит второй 13 и третий 14 резисторы, второй 15, третий 16, четвертый 17, пятый 18, шестой 19 и седьмой 20 транзисторы, второй 21, третий 22, четвертый 23 и пятый 24 генераторы тока, токовое зеркало содержит восьмой 25, девятый 26, десятый 27 и одиннадцатый 28 транзисторы.The chaotic oscillator contains the first 1 and second 2 bipolar elements with capacitive resistance, a bipolar element with inductive resistance 3, a resistive element 4 and a non-linear current amplifier 5, a non-linear current amplifier contains a voltage amplifier 6, a non-linear resistive element 7, a current mirror 8, a first resistor 9, the first transistor 10, the first 11 and sixth 12 current generators, the non-linear resistive element contains the second 13 and third 14 resistors, the second 15, third 16, fourth 17, fifth 18, sixth 19 and seventh 20 transistor , Second 21, third 22, fourth 23 and fifth 24 current generator, a current mirror 25 comprises the eighth, ninth, 26, 27, the tenth and eleventh transistors 28.

Запишем уравнения, описывающие динамику данного генератора, полагая входное сопротивление и выходную проводимость нелинейного усилителя тока пренебрежимо малыми величинами, (см. фиг.2):We write the equations describing the dynamics of this generator, assuming the input resistance and output conductivity of the nonlinear current amplifier to be negligible, (see figure 2):

i C 1 = C 1 d u C 1 d t = i в ы х ( i в х ) i L

Figure 00000002
; i C one = C one d u C one d t = i at s x ( i at x ) - i L
Figure 00000002
;

i C 2 = C 2 d u C 2 d t = i L i в х

Figure 00000003
; i C 2 = C 2 d u C 2 d t = i L - i at x
Figure 00000003
;

i L = L d i L d t = u C 1 u C 2 ;  (1)

Figure 00000004
i L = L d i L d t = u C one - u C 2 ; (one)
Figure 00000004

i в х = u C 2 R

Figure 00000005
, i at x = u C 2 R
Figure 00000005
,

где C1 - емкость первого двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением 1; C2 - емкость второго двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением 2; L - индуктивность двухполюсного элемента с индуктивным сопротивлением 3; uC1 и iC1 - напряжение на первом двухполюсном элементе с емкостным сопротивлением 1 и протекающий через него ток соответственно; uC2 и iC2 - напряжение на втором двухполюсном элементе с емкостным сопротивлением 2 и протекающий через него ток соответственно; uL и iL - напряжение на двухполюсном элементе с индуктивным сопротивлением 3 и протекающий через него ток соответственно; R - сопротивление резистивного элемента 4.where C 1 is the capacitance of the first bipolar element with capacitance 1; C 2 - the capacity of the second bipolar element with capacitance 2; L is the inductance of a bipolar element with inductive resistance 3; u C1 and i C1 - voltage at the first bipolar element with capacitance 1 and the current flowing through it, respectively; u C2 and i C2 - voltage at the second bipolar element with capacitance 2 and the current flowing through it, respectively; u L and i L - voltage on a bipolar element with inductive resistance 3 and the current flowing through it, respectively; R is the resistance of the resistive element 4.

Разрешив уравнения (1) относительно d u C 1 d t

Figure 00000006
, du C2 dt
Figure 00000007
, и d i L d t
Figure 00000008
, получим следующую систему дифференциальных уравнений:By solving equations (1) with respect to d u C one d t
Figure 00000006
, du C2 dt
Figure 00000007
, and d i L d t
Figure 00000008
, we obtain the following system of differential equations:

{ d u C 1 d t = i в ы х ( u С 2 R ) i L C 1 ; d u C 2 d t = i L U C 2 R C 2 ;   (2) di L dt = u C 1 u C 2 L .

Figure 00000009
{ d u C one d t = i at s x ( u FROM 2 R ) - i L C one ; d u C 2 d t = i L - U C 2 R C 2 ; (2) di L dt = u C one - u C 2 L .
Figure 00000009

Вводя безразмерные переменные x = u C 1 R I 0

Figure 00000010
, y = u C 2 R I 0
Figure 00000011
, z = i L I 0
Figure 00000012
, где I 0 = I 01 I 02
Figure 00000013
, и безразмерное время τ = t R C 2
Figure 00000014
, представим полученные уравнения в безразмерном виде:Introducing dimensionless variables x = u C one R I 0
Figure 00000010
, y = u C 2 R I 0
Figure 00000011
, z = i L I 0
Figure 00000012
where I 0 = I 01 I 02
Figure 00000013
, and dimensionless time τ = t R C 2
Figure 00000014
, we present the obtained equations in a dimensionless form:

{ d x d τ = A [ f ( y ) z ] ; d y d τ = z y ;   (3) dz d τ = B ( x y ) ,

Figure 00000015
{ d x d τ = A [ f ( y ) - z ] ; d y d τ = z - y ; (3) dz d τ = B ( x - y ) ,
Figure 00000015

где f ( y ) = i ( u C 2 R ) I 0 = b y + a b 2 ( | x + d | | x 1 d | d + 1 d ) + g

Figure 00000016
- безразмерная передаточная характеристика нелинейного усилителя тока g = I с м I 0
Figure 00000017
; d = I 02 I 01
Figure 00000018
; A = C 2 C 1
Figure 00000019
; B = C 2 R 2 L
Figure 00000020
.Where f ( y ) = i ( u C 2 R ) I 0 = b y + a - b 2 ( | | | x + d | | | - | | | x - one d | | | - d + one d ) + g
Figure 00000016
- dimensionless transfer characteristic of a nonlinear current amplifier g = I from m I 0
Figure 00000017
; d = I 02 I 01
Figure 00000018
; A = C 2 C one
Figure 00000019
; B = C 2 R 2 L
Figure 00000020
.

Нелинейный усилитель тока 5 в схеме на фиг.4 имеет приведенную в формуле изобретения передаточную характеристику, параметры которой равны: a = R 1 R 3 1 R 1 R 2

Figure 00000021
, b = 1 R 1 R 2
Figure 00000022
, I 01 = R 3 R 1 I 2
Figure 00000023
, I 02 = R 3 R 1 I 3
Figure 00000024
, Iсм=I4-I1-I3, где R1, R2, R3 - сопротивления соответственно первого 9, второго 13 и третьего 14, резисторов, I1 - значение выходного тока первого генератора тока 11, I2 - значение выходного тока второго генератора тока 21, I3 - значение выходного тока третьего генератора тока 22, I4 - значение выходного тока шестого генератора тока 12. Выходные токи первого 11 и шестого 12 генераторов тока устанавливаются в несколько раз большими выходных токов второго 21, третьего 22, четвертого 23 и пятого 24 генераторов тока: I1=(2…5)I2, I1=(2…5)I3, I4=(2…5)I2, I4=(2…5)I3, I1=(2…5)I5, I4=(2…5)I5, где I5 - значение выходных токов четвертого 23 и пятого 24 генераторов тока.Non-linear current amplifier 5 in the circuit of figure 4 has the transfer characteristic shown in the claims, the parameters of which are equal to: a = R one R 3 - one - R one R 2
Figure 00000021
, b = - one - R one R 2
Figure 00000022
, I 01 = R 3 R one I 2
Figure 00000023
, I 02 = R 3 R one I 3
Figure 00000024
, I cm = I 4 -I 1 -I 3 , where R1, R2, R3 are the resistances of the first 9, second 13 and third 14, respectively, of the resistors, I 1 is the value of the output current of the first current generator 11, I 2 is the value of the output current the second current generator 21, I 3 is the output current value of the third current generator 22, I 4 is the output current value of the sixth current generator 12. The output currents of the first 11 and sixth 12 current generators are set several times higher than the output currents of the second 21, third 22, fourth 23 and fifth of 24 current generators: I 1 = (2 ... 5) I 2 , I 1 = (2 ... 5) I 3 , I 4 = (2 ... 5) I 2 , I 4 = (2 ... 5) I 3 , I 1 = (2 ... 5) I 5 , I 4 = ( 2 ... 5) I 5 , where I 5 is the value of the output currents of the fourth 23 and fifth 24 current generators.

В системе (3) существуют нерегулярные автоколебания, характеризующиеся положительными значениями старшего характеристического показателя Ляпунова. Например, при a=10, b=-2.1, d=1, g=0, A=1, B=0.7…1.4 этот показатель равен 0.12…0.2, при a=10, b=-2.1, d=0.5, g=-1, A=1, B=0.5…1.5 он равен 0.05…0.16, в частности при a=10, b=-2.1, d=1, g=0, A=1, B=0.8 он близок к 0.16, при a=10, b=-2.1, d=0.5, g=-1, A=1, B=0.8 старший характеристический показатель Ляпунова приблизительно равен 0.06.In system (3), there are irregular self-oscillations characterized by positive values of the highest characteristic Lyapunov exponent. For example, with a = 10, b = -2.1, d = 1, g = 0, A = 1, B = 0.7 ... 1.4, this figure is 0.12 ... 0.2, with a = 10, b = -2.1, d = 0.5, g = -1, A = 1, B = 0.5 ... 1.5 it is 0.05 ... 0.16, in particular with a = 10, b = -2.1, d = 1, g = 0, A = 1, B = 0.8 it is close to 0.16, with a = 10, b = -2.1, d = 0.5, g = -1, A = 1, B = 0.8, the senior characteristic Lyapunov exponent is approximately 0.06.

Следовательно, при данных значениях коэффициентов a, b, A, B, g в генераторе на фиг.4 наблюдаются хаотические автоколебания.Therefore, for given values of the coefficients a, b, A, B, g, random oscillations are observed in the generator in Fig. 4.

Пусть R=1 кОм, R2=700 Ом, C1=10 нФ. Тогда в случае A=1, B=0.8, a=10, b=2.1, d=1, g=0 хаотические колебания в схеме на фиг.4 наблюдаются при R1≈770 Ом, R3≈62 Ом, С2=10 нФ, L≈12.5 мГн. Положив I01=I02=I0=80 мкА, получим, что выходные токи второго и третьего генераторов тока равны I2=I3≈1 мА, Iсм=0; приняв I1=3 мА, получим I4≈4 мА; при этом можно выбрать I5≈1 мА. В случае А=1, B=0.8, a=10, b=-2.1, d=0.5, g=-1, при I0=80 мкА и, соответственно, Iсм=-80 мкА, I01=160 мкА, I02=40 мкА, выходные токи второго и третьего генераторов тока равны соответственно I2≈2 мА, I3≈0.5 мА; приняв I1=3 мА, получим I4≈3.58 мА; I5≈1 мА.Let R = 1 kOhm, R2 = 700 Ohm, C1 = 10 nF. Then, in the case A = 1, B = 0.8, a = 10, b = 2.1, d = 1, g = 0, chaotic oscillations in the circuit in Fig. 4 are observed at R1≈770 Ohm, R3≈62 Ohm, C2 = 10 nF , L≈12.5 mH. Putting I 01 = I 02 = I 0 = 80 μA, we find that the output currents of the second and third current generators are I 2 = I 3 ≈1 mA, I cm = 0; assuming I 1 = 3 mA, we get I 4 ≈4 mA; in this case, I 5 ≈1 mA can be selected. In the case A = 1, B = 0.8, a = 10, b = -2.1, d = 0.5, g = -1, at I 0 = 80 μA and, accordingly, I cm = -80 μA, I 01 = 160 μA , I 02 = 40 μA, the output currents of the second and third current generators are equal to I 2 ≈2 mA, I 3 ≈0.5 mA, respectively; assuming I 1 = 3 mA, we get I 4 ≈3.58 mA; I 5 ≈1 mA.

На фиг.5 и фиг.6 приведены примеры проекции хаотического аттрактора на плоскость (x, y) A=1, B=0.8, a=10, b=-2.1, d=1, g=0 и при A=1, B=0.8, a=10, b=-2.1, d=0.5, g=-1 соответственно. На фиг.7 и фиг.8 даны соответствующие примеры зависимости безразмерной переменной y от времени.Figures 5 and 6 show examples of the projection of a chaotic attractor onto the (x, y) plane A = 1, B = 0.8, a = 10, b = -2.1, d = 1, g = 0 and with A = 1, B = 0.8, a = 10, b = -2.1, d = 0.5, g = -1, respectively. Figures 7 and 8 give corresponding examples of the dependence of the dimensionless variable y on time.

Преимуществом заявленного генератора хаотических колебаний по сравнению с прототипом является возможность перестройки параметров хаотических колебаний путем регулирования положения границ между средним и боковыми участками и изменения смещения передаточной характеристики нелинейного усилителя тока, позволяющая видоизменять геометрию странного аттрактора.The advantage of the claimed generator of chaotic oscillations in comparison with the prototype is the ability to rebuild the parameters of chaotic oscillations by adjusting the position of the boundaries between the middle and side sections and changing the shift of the transfer characteristic of the nonlinear current amplifier, which allows you to modify the geometry of the strange attractor.

Повышенная температурная стабильность нелинейного усилителя тока обусловлена тем, что его передаточная характеристика практически не зависит от параметров транзисторов вследствие взаимной компенсации эмиттерных сопротивлений транзисторов 15 и 17, 18 и 20 и пренебрежимо малого влияния на ее параметры эмиттерных сопротивлений транзисторов 10, 16, 19, 25, 26, 27 и 28.The increased temperature stability of the nonlinear current amplifier is due to the fact that its transfer characteristic is practically independent of the parameters of the transistors due to the mutual compensation of the emitter resistances of the transistors 15 and 17, 18 and 20 and the negligible effect on its parameters of the emitter resistances of the transistors 10, 16, 19, 25, 26, 27 and 28.

Claims (2)

1. Генератор хаотических колебаний, содержащий резистивный элемент, первый вывод которого соединен с первым выводом двухполюсного элемента с индуктивным сопротивлением, второй вывод которого соединен с первым выводом первого двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, второй вывод которого соединен с первым выводом второго двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, отличающийся тем, что в него введен нелинейный усилитель тока, первый входной вывод которого соединен с вторым выводом резистивного элемента, первый вывод которого соединен с вторым выводом второго двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, первый вывод которого соединен с вторым входным выводом нелинейного усилителя тока, первый и второй выходные выводы которого соединены соответственно с первым и вторым выводами первого двухполюсного элемента с емкостным сопротивлением, причем передаточная характеристика нелинейного усилителя тока определена уравнением:
Figure 00000025

где iвых(iвх) - выходной ток, протекающий через выходные выводы нелинейного усилителя тока под действием входного тока iвх, протекающего через входные выводы нелинейного усилителя тока, a - крутизна среднего, проходящего через начало координат участка передаточной характеристики, b - крутизна боковых участков передаточной характеристики, I01 и I02 - абсолютные значения граничных токов между средним и боковыми участками передаточной характеристики, Iсм - ток смещения.
1. A chaotic oscillation generator containing a resistive element, the first terminal of which is connected to the first terminal of the bipolar element with inductive resistance, the second terminal of which is connected to the first terminal of the first bipolar element with capacitive resistance, the second terminal of which is connected to the first terminal of the second bipolar element with capacitive resistance characterized in that a non-linear current amplifier is introduced into it, the first input terminal of which is connected to the second output of the resistive element, the first output which is connected to the second terminal of the second bipolar element with capacitive resistance, the first terminal of which is connected to the second input terminal of the non-linear current amplifier, the first and second output terminals of which are connected respectively to the first and second terminals of the first bipolar element with capacitive resistance, the transfer characteristic of the non-linear current amplifier defined by the equation:
Figure 00000025

where i out (i in ) is the output current flowing through the output terminals of the non-linear current amplifier under the influence of the input current i in flowing through the input terminals of the non-linear current amplifier, a is the steepness of the average passing through the origin of the portion of the transfer characteristic, b is the steepness of the side sections of the transfer characteristic, I 01 and I 02 are the absolute values of the boundary currents between the middle and side sections of the transfer characteristic, I cm is the bias current.
2. Генератор хаотических колебаний по п.1, отличающийся тем, что нелинейный усилитель тока содержит усилитель напряжения, инвертирующий вход которого соединен с первым входным выводом нелинейного усилителя тока и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с выходом первого генератора тока, эмиттером первого транзистора и первым выводом нелинейного резистивного элемента, второй вывод которого соединен с вторым входным выводом нелинейного усилителя тока и общей шиной, коллектор первого транзистора соединен с входным выводом токового зеркала, выходной вывод которого соединен с выходом шестого генератора тока и первым выходным выводом нелинейного усилителя тока, неинвертирующий вход усилителя напряжения соединен с вторым выходным выводом нелинейного усилителя тока и общей шиной, первый вывод нелинейного резистивного элемента соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом нелинейного резистивного элемента и базой и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с базой третьего транзистора и коллектором четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с выходом второго генератора тока и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с выходом третьего генератора тока и эмиттером пятого транзистора, база которого соединена с выходом четвертого генератора тока и эмиттером третьего транзистора, коллектор которого соединен с первой шиной питания и коллектором шестого транзистора, эмиттер которого соединен с базой четвертого транзистора и выходом пятого генератора тока, коллектор пятого транзистора соединен с базой шестого транзистора и эмиттером седьмого транзистора, база и коллектор которого соединены с первым выводом нелинейного резистивного элемента, входной вывод токового зеркала соединен с базой и коллектором восьмого транзистора и базой девятого транзистора, эмиттер восьмого транзистора соединен с коллектором десятого транзистора, эмиттер которого соединен с первой шиной питания и эмиттером одиннадцатого транзистора, база и коллектор которого соединены с базой десятого транзистора и эмиттером девятого транзистора, коллектор которого соединен с выходным выводом токового зеркала, общие шины первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого генераторов тока соединены с второй шиной питания. 2. The chaotic oscillation generator according to claim 1, characterized in that the non-linear current amplifier comprises a voltage amplifier, the inverting input of which is connected to the first input terminal of the non-linear current amplifier and the first terminal of the first resistor, the second terminal of which is connected to the output of the first current generator, emitter of the first a transistor and a first terminal of a non-linear resistive element, the second terminal of which is connected to a second input terminal of a non-linear current amplifier and a common bus, the collector of the first transistor is connected to an input with the output of the current mirror, the output of which is connected to the output of the sixth current generator and the first output of the non-linear current amplifier, the non-inverting input of the voltage amplifier is connected to the second output of the non-linear current amplifier and a common bus, the first output of the non-linear resistive element is connected to the first output of the second resistor, the second terminal of which is connected to the second terminal of the nonlinear resistive element and the base and collector of the second transistor, the emitter of which is connected to the base of the third transistor ora and the collector of the fourth transistor, the emitter of which is connected to the output of the second current generator and the first output of the third resistor, the second output of which is connected to the output of the third current generator and the emitter of the fifth transistor, the base of which is connected to the output of the fourth current generator and the emitter of the third transistor, the collector of which is connected with the first power bus and the collector of the sixth transistor, the emitter of which is connected to the base of the fourth transistor and the output of the fifth current generator, the collector of the fifth transistor connected to the base of the sixth transistor and the emitter of the seventh transistor, the base and collector of which is connected to the first output of the nonlinear resistive element, the input terminal of the current mirror is connected to the base and collector of the eighth transistor and the base of the ninth transistor, the emitter of the eighth transistor is connected to the collector of the tenth transistor, with the first power bus and the emitter of the eleventh transistor, the base and collector of which is connected to the base of the tenth transistor and the emitter of the ninth transistor, count whose lecturer is connected to the output terminal of the current mirror, the common buses of the first, second, third, fourth, fifth and sixth current generators are connected to the second power bus.
RU2013128107/08A 2013-06-19 2013-06-19 Chaotic vibration generator RU2536424C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128107/08A RU2536424C1 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Chaotic vibration generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128107/08A RU2536424C1 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Chaotic vibration generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2536424C1 true RU2536424C1 (en) 2014-12-20

Family

ID=53286363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128107/08A RU2536424C1 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Chaotic vibration generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536424C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732114C1 (en) * 2019-12-13 2020-09-11 Вадим Георгиевич Прокопенко Generator of chaotic oscillations
RU2768369C1 (en) * 2021-03-26 2022-03-24 Вадим Георгиевич Прокопенко Chaotic oscillator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2273088C1 (en) * 2004-10-22 2006-03-27 Вадим Георгиевич Прокопенко Random-wave oscillator
RU2416144C1 (en) * 2009-11-18 2011-04-10 Вадим Георгиевич Прокопенко Chaotic vibration generator
US8089323B2 (en) * 2006-08-05 2012-01-03 Min Ming Tarng Green technology: green circuit and device designs of green chip
RU2449461C1 (en) * 2011-04-22 2012-04-27 Вадим Георгиевич Прокопенко Generator of chaotic oscillations

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2273088C1 (en) * 2004-10-22 2006-03-27 Вадим Георгиевич Прокопенко Random-wave oscillator
US8089323B2 (en) * 2006-08-05 2012-01-03 Min Ming Tarng Green technology: green circuit and device designs of green chip
RU2416144C1 (en) * 2009-11-18 2011-04-10 Вадим Георгиевич Прокопенко Chaotic vibration generator
RU2449461C1 (en) * 2011-04-22 2012-04-27 Вадим Георгиевич Прокопенко Generator of chaotic oscillations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732114C1 (en) * 2019-12-13 2020-09-11 Вадим Георгиевич Прокопенко Generator of chaotic oscillations
RU2768369C1 (en) * 2021-03-26 2022-03-24 Вадим Георгиевич Прокопенко Chaotic oscillator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2403672C2 (en) Generator of chaotic oscillations
RU2472210C1 (en) Generator of hyperchaotic oscillations
US20180102769A1 (en) Rf production using nonlinear semiconductor junction capacitance
Semenov et al. The chaos oscillator with inertial non-linearity based on a transistor structure with negative resistance
Jothimurugan et al. Improved realization of canonical Chua's circuit with synthetic inductor using current feedback operational amplifiers
RU2416144C1 (en) Chaotic vibration generator
Kushwaha et al. Inductorless realization of Chua’s oscillator using DVCCTA
RU2540817C1 (en) Chaotic oscillation generator
RU2585970C1 (en) Chaotic vibration generator
RU2680346C1 (en) Generator of hyperchaotic oscillations
RU2305891C1 (en) Random-wave oscillator
RU2536424C1 (en) Chaotic vibration generator
RU2625520C1 (en) Chaotic oscillator
RU2591659C1 (en) Generator of hyperchaotic oscillations
RU2412527C1 (en) Chaotic vibration generator
RU2625610C1 (en) Hyper-chaotic oscillator
RU2273088C1 (en) Random-wave oscillator
Pittala et al. A sinusoidal oscillator using single operational transresistance amplifier
RU2421877C1 (en) Chaotic vibration generator
RU2722541C1 (en) Chaotic oscillations generator
RU2716539C1 (en) Chaotic oscillations generator
RU2768369C1 (en) Chaotic oscillator
RU2744648C1 (en) Hyperchaotic oscillation generator
RU2449461C1 (en) Generator of chaotic oscillations
RU2256287C1 (en) Chaotic wave oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190620