CN103021239B - 一种五阶蔡氏超混沌电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种五阶蔡氏超混沌电路，其第一、二、三、四、五运算放大器A1、A2、A3、A4、A5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、X5；第七运算放大器A7构成线性反相放大器；第六运算放大器A6构成非线性反相限幅放大器；反相积分器A1输出分别与放大器A6、积分器A2连接；反相积分器A2输出分别与积分器A1、放大器A7连接；反相积分器A3输出分别与积分器A2、A4连接；反相积分器A4输出与积分器A5连接；反相积分器A5输出与反相器A7连接；反相限幅器A6输出与反相积分器A1连接；反相放大器A7输出与反相积分器A3连接；本发明是超混沌电路，可以输出五阶蔡氏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

一种五阶蔡氏超混沌电路
技术领域
本发明属于非线性电路，常称混沌电路，具体涉及一种五阶蔡氏超混沌电路。
背景技术
蔡氏电路是典型的非线性电路，是三阶混沌电路，三阶混沌电路不能实现超混沌，超混沌是高阶混沌，现有高阶蔡氏混沌电路技术都没有达到优化设计指标，不能实现高阶蔡氏混沌电路设计优化是现有蔡氏混沌电路技术的不足。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题的不足，提供一种五阶蔡氏超混沌电路，仅有七个运算放大器以及多个电阻和电容构成，能够输出一种优美的五阶蔡氏超混沌电路信号。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种五阶蔡氏超混沌电路，由七个运算放大器以及多个电阻和电容构成，其特征是：所述七个运算放大器，其中：第一运算放大器（A1）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并联的第一电容（C1）与第五电阻（R5），输出端与第一电阻（R1）、第六电阻（R6）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）、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并联的第二电容（C2）与第八电阻（R8），输出端与第四电阻（R4）、第九电阻（R9）连接，输出端即为X2输出端；第三运算放大器（A3）反相输入端与第十二电阻（R12）连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第三电容（C3），输出端与第七电阻（R7）、第十三电阻（R13）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）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四电容（C4）与第十四电阻（R14），输出端与第十五电阻（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并联的第五电容（C5）与第十六电阻（R16），输出端与第十电阻（R10）连接，输出端即为X5输出端；第六运算放大器（A6）反相输入端与第一电阻（R1）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阻（R2），输出端与第三电阻（R3）连接；第七运算放大器（A7）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接第十一电阻（R11），输出端与第十二电阻（R12）连接。
所述第三电阻（R3）为可变电阻，可以观察五阶蔡氏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、X5五个混沌波形信号与X1-X2、X1-X3、X1-X4、X1-X5、X2-X3、X2-X4、X2-X5、X3-X4、X3-X5、X4-X5十个混沌相图；可以在示波器上显示上述各种混沌信号；通过某些特定电阻例如第十七电阻（R17）由可变电阻代替后，可以改变以上所述各种混沌信号的混沌特性，可以在示波器上显示五阶蔡氏电路超混沌演变的各种曲线，还可以进行五阶蔡氏电路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是五阶蔡氏超混沌电路原理图。
图2是五阶蔡氏超混沌电路X1输出波形图。
图3是五阶蔡氏超混沌电路X2输出波形图。
图4是五阶蔡氏超混沌电路X3输出波形图。
图5是五阶蔡氏超混沌电路X4输出波形图。
图6是五阶蔡氏超混沌电路X5输出波形图。
图7是五阶蔡氏超混沌电路X1-X2输出相图。
图8是五阶蔡氏超混沌电路X1-X3输出相图。
图9是五阶蔡氏超混沌电路X1-X4输出相图。
图10是五阶蔡氏超混沌电路X1-X5输出相图。
图11是五阶蔡氏超混沌电路X2-X3输出相图。
图12是五阶蔡氏超混沌电路X2-X4输出相图。
图13是五阶蔡氏超混沌电路X2-X5输出相图。
图14是五阶蔡氏超混沌电路X3-X4输出相图。
图15是五阶蔡氏超混沌电路X3-X5输出相图。
图16是五阶蔡氏超混沌电路X4-X5输出相图。
具体实施方式
参照附图1，本发明实施例是由七个运算放大器以及多个电阻和电容构成，其特征是：所述七个运算放大器，其中：第一运算放大器A1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并联的第一电容C1与第五电阻R5，输出端与第一电阻R1、第六电阻R6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、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并联的第二电容C2与第八电阻R8，输出端与第四电阻R4、第九电阻R9连接，输出端即为X2输出端；第三运算放大器A3反相输入端与第十二电阻R12连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第三电容C3，输出端与第七电阻R7、第十三电阻R13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四电容C4与第十四电阻R14，输出端与第十五电阻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并联的第五电容C5与第十六电阻R16，输出端与第十电阻R10连接，输出端即为X5输出端；第六运算放大器A6反相输入端与第一电阻R1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阻R2，输出端与第三电阻R3连接；第七运算放大器A7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接第十一电阻R11，输出端与第十二电阻R12连接。
将图1中X1输出端、X2输出端、X3输出端、X4输出端与X5输出端连接到示波器信号输入端或计算机有关接口，可以显示X1、X2、X3、X4与X5的波形图，X1输出端波形如图2所示，X2输出端波形如图3所示，X3输出端波形如图4所示，X4输出端波形如图5所示，X5输出端波形如图6所示，使用示波器的相图方式观测，X1-X2输出端相图信号如图7所示，X1-X3输出端相图信号如图8所示，X1-X4输出端相图信号如图9所示，X1-X5输出端相图信号如图10所示，X2-X3输出端相图信号如图11所示，X2-X4输出端相图信号如图12所示，X2-X5输出端相图信号如图13所示，X3-X4输出端相图信号如图14所示X3-X5输出端相图信号如图15所示，X,4-X5输出端相图信号如图16所示。由图2到图16，证明了本发明的有效性。若第三电阻R3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，可以进行五阶阶蔡氏电路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型号为TL082，R1＝R8＝R9＝R11＝R13＝R14＝R15＝10kΩ，R2＝R10＝56kΩ，R4＝R12＝5.1kΩ，R5＝3.9kΩ，R6＝2kΩ，R7＝1.36kΩ(可变电阻)，R16＝910kΩ，R3＝14kΩ(可变电阻)，C1＝C2＝C3＝C4＝C5＝0.01μF。

Claims (2)

1.一种五阶蔡氏超混沌电路，由七个运算放大器以及多个电阻和电容构成，其特征是：所述七个运算放大器，其中：第一运算放大器(A1)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并联的第一电容(C1)与第五电阻(R5)，输出端与第一电阻(R1)、第六电阻(R6)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)、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并联的第二电容(C2)与第八电阻(R8)，输出端与第四电阻(R4)、第九电阻(R9)连接，输出端即为X2输出端；第三运算放大器(A3)反相输入端与第十二电阻(R12)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第三电容(C3)，输出端与第七电阻(R7)、第十三电阻(R13)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)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四电容(C4)与第十四电阻(R14)，输出端与第十五电阻(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并联的第五电容(C5)与第十六电阻(R16)，输出端与第十电阻(R10)连接，输出端即为X5输出端；第六运算放大器(A6)反相输入端与第一电阻(R1)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阻(R2)，输出端与第三电阻(R3)连接；第七运算放大器(A7)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接第十一电阻(R11)，输出端与第十二电阻(R12)连接。
2.根据权利要求1所述的五阶蔡氏超混沌电路，其特征是：所述第三电阻(R3)为可变电阻。
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