CN102663496B - 一种四阶神经网络超混沌电路 - Google Patents

Abstract

一种四阶神经网络超混沌电路，其第一、二、三、四运算放大器A₁、A₂、A₃、A₄构成线性反相积分器，输出端分别为混沌信号输出端X₁、X₂、X₃、X₄；第五、六、七运算放大器A₅、A₆、A₇构成线性反相放大器；第八运算放大器A₈构成非线性反相限幅放大器；反相积分器A₁分别与放大器A₆、A₇连接；反相积分器A₂分别与放大器A₅、积分器A₃连接；反相积分器A₃分别与放大器A₅、积分器A₁连接；反相积分器A₄分别与限幅器A₈、积分器A₁连接；本发明是超混沌电路，可以输出四阶神经网络超混沌电路的各种波形、相图与混沌演变曲线，可以构成超混沌保密通信系统。

Description

一种四阶神经网络超混沌电路

技术领域 本发明属于非线性电路，常称混沌电路，具体涉及一种四阶神经网络超混沌电路。

背景技术 神经网络混沌电路是非线性电路的一个重要部分，其申请号为200810129213.9，公开号为CN101295453A的申请专利《一种可以切换的多种类三阶混沌组合电路及其使用方法》，用模拟电路实现了三阶神经网络混沌，只能实现三阶神经网络混沌，不能实现高阶神经网络混沌，而高阶神经网络混沌是超混沌，不能实现神经网络混沌电路的超混沌是现有技术的不足。

发明内容 本发明的目的是解决上述问题的不足，提供一种四阶神经网络超混沌电路，能够输出一种四阶超混沌信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种四阶神经网络超混沌电路，由八个运算放大器以及电阻和电容构成，其中：第一运算放大器(A₁)反相输入端与第一电阻(R₁)、第二电阻(R₂)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第一电容(C₁)，输出端与第七电阻(R₇)、第十一电阻(R₁₁)连接，输出端即为X₁输出端；第二运算放大器(A₂)反相输入端与第六电阻(R₆)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第二电容(C₂)，输出端与第三电阻(R₃)、第九电阻(R₉)连接，输出端即为X₂输出端；第三运算放大器(A₃)反相输入端与第九电阻(R₉)、第十电阻(R₁₀)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连第三电容(C₃)，输出端与第二电阻(R₂)、第四电阻(R₄)连接，输出端即为X₃输出端；第四运算放大器(A₄)反相输入端与第十三电阻(R₁₃)、第十七电阻(R₁₇)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接并联的第十四电阻(R₁₄)与第四电容(C₄)，输出端与第一电阻(R₁)、第十五电阻(R₁₅)连接，输出端即为X₄输出端；第五运算放大器(A₅)反相输入端与第三电阻(R₃)、第四电阻(R₄)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第五电阻(R₅)，输出端与第六电阻(R₆)连接；第六运算放大器(A₆)反相输入端与第七电阻(R₇)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第八电阻(R₈)，输出端与第十电阻(R₁₀)连接；第七运算放大器(A₇)反相输入端与第十一电阻(R₁₁)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第十二电阻(R₁₂)，输出端与第十三电阻(R₁₃)连接；第八运算放大器(A₈)反相输入端与第十五电阻(R₁₅)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第十六电阻(R₁₆)，输出端与第十七电阻(R₁₇)连接。

所述第十七电阻(R₁₇)为可变电阻，可以观察四阶神经网络超混沌电路的混沌演变的各种曲线。

本发明的有益效果是：可以输出X₁、X₂、X₃、X₄、四个混沌信号，可以在示波器上显示X₁-X₂、X₁-X₃、X₁-X₄、X₂-X₃、X₂-X₄、X₃-X₄六个混沌相图，通过某些特定电阻由可变电阻代替后，可以在示波器上显示四阶神经网络超混沌演变的各种曲线，还可以进行四阶神经网络超混沌的其它各种实验。本发明适用于大学混沌科学教育、实验教学与演示、科学普及实验演示等。

附图说明

图1是四阶神经网络超混沌电路原理图。

图2是四阶神经网络超混沌X1-X2输出相图。

图3是四阶神经网络超混沌X1-X3输出相图。

图4是四阶神经网络超混沌X1-X4输出相图。

图5是四阶神经网络超混沌X2-X3输出相图。

图6是四阶神经网络超混沌X2-X4输出相图。

图7是四阶神经网络超混沌X3-X4输出相图。

具体实施方式 参照附图1，本发明实施例是由八个运算放大器以及电阻和电容构成，其中：第一运算放大器A₁反相输入端与第一电阻R₁、第二电阻R₂连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第一电容C₁，输出端与第七电阻R₇、第十一电阻R₁₁连接，输出端即为X₁输出端；第二运算放大器A₂反相输入端与第六电阻R₆连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第二电容C₂，输出端与第三电阻R₃、第九电阻R₉连接，输出端即为X₂输出端；第三运算放大器A₃反相输入端与第九电阻R₉、第十电阻R₁₀连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连第三电容C₃，输出端与第二电阻R₂、第四电阻R₄连接，输出端即为X₃输出端；第四运算放大器A₄反相输入端与第十三电阻R₁₃、第十七电阻R₁₇连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接并联的第十四电阻R₁₄与第四电容C₄，输出端与第一电阻R₁、第十五电阻R₁₅连接，输出端即为X₄输出端；第五运算放大器A₅反相输入端与第三电阻R₃、第四电阻R₄连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第五电阻R₅，输出端与第六电阻R₆连接；第六运算放大器A₆反相输入端与第七电阻R₇连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第八电阻R₈，输出端与第十电阻R₁₀连接；第七运算放大器A₇反相输入端与第十一电阻R₁₁连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第十二电阻R₁₂，输出端与第十三电阻R₁₃连接；第八运算放大器A₈反相输入端与第十五电阻R₁₅连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第十六电阻R₁₆，输出端与第十七电阻R₁₇连接。

将图1中X₁输出端、X₂输出端、X₃输出端与X₄输出端连接到示波器信号输入端或计算机有关接口，使用示波器的相图方式观测，X₁-X₂输出端相图信号如图2所示，X₁-X₃输出端相图信号如图3所示，X₁-X₄输出端相图信号如图4所示，X₂-X₃输出端相图信号如图5所示，X₂-X₄输出端相图信号如图6所示，X₃-X₄输出端相图信号如图7所示。由图2到图7，证明了本发明的有效性。若第十七电阻R₁₇由可变电阻代替，连续改变电阻值，可以观察混沌演变的各种曲线，将两个相同的电路经过适当连接，可以进行四阶神经网络超混沌的同步等各种实验。

本发明实施例的元器件参数如下：A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、A₈型号为TL082，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝56kΩ，R₅＝R₆＝R₇＝R₈＝R₁₁＝R₁₂＝R₁₅＝10kΩ，R₉＝R₁₀＝24kΩ，R₁₃＝2kΩ，R₁₄＝1kΩ，R₁₆＝120kΩ，R₁₇＝7.58kΩ(可变电阻)，C₁＝C₂＝C₃＝C₄＝0.01μF。

Claims (2)

1.一种四阶神经网络超混沌电路，由八个运算放大器以及电阻和电容构成，其特征是：所述八个运算放大器，其中：第一运算放大器(A₁)反相输入端与第一电阻(R₁)、第二电阻(R₂)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第一电容(C₁)，输出端与第七电阻(R₇)、第十一电阻(R₁₁)连接，输出端即为X₁输出端；第二运算放大器(A₂)反相输入端与第六电阻(R₆)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第二电容(C₂)，输出端与第三电阻(R₃)、第九电阻(R₉)连接，输出端即为X₂输出端；第三运算放大器(A₃)反相输入端与第九电阻(R₉)、第十电阻(R₁₀)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连第三电容(C₃)，输出端与第二电阻(R₂)、第四电阻(R₄)连接，输出端即为X₃输出端；第四运算放大器(A₄)反相输入端与第十三电阻(R₁₃)、第十七电阻(R₁₇)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接并联的第十四电阻(R₁₄)与第四电容(C₄)，输出端与第一电阻(R₁)、第十五电阻(R₁₅)连接，输出端即为X₄输出端；第五运算放大器(A₅)反相输入端与第三电阻(R₃)、第四电阻(R₄)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第五电阻(R₅)，输出端与第六电阻(R₆)连接；第六运算放大器(A₆)反相输入端与第七电阻(R₇)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第八电阻(R₈)，输出端与第十电阻(R₁₀)连接；第七运算放大器(A₇)反相输入端与第十一电阻(R₁₁)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第十二电阻(R₁₂)，输出端与第十三电阻(R₁₃)连接；第八运算放大器(A₈)反相输入端与第十五电阻(R₁₅)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第十六电阻(R₁₆)，输出端与第十七电阻(R₁₇)连接。

2.根据权利要求1所述的一种四阶神经网络超混沌电路，其特征是：所述第十七电阻(R₁₇)为可变电阻。