CN104361798B - 四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路 - Google Patents

四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路 Download PDF

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Abstract

一种四阶双涡漩型混沌电路，其第三、四、五、七运算放大器A3、A4、A5、A7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；第二运算放大器A2构成非线性反相放大器；第一、六运算放大器A1、A6构成线性反相限幅放大器；反相积分器A3与反相放大器A1连接；反相积分器A4分别与反相积分器A3、A5连接；反相积分器A5分别与反相积分器A4、反相放大器A6连接；反相积分器A7与反相积分器A4连接；本发明是混沌电路，可以输出四阶神经网络混沌电路的各种波形、相图与混沌演变曲线，可以构成混沌保密通信系统。

Description

四阶双涡漩型细胞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，具体涉及一种四阶双涡漩型细胞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，其专利号为200810129213.9的专利《一种可以切换的多种类三阶混沌组合电路及其使用方法》，其中的第五个电路是一种四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路，由八级运算放大器组成，只能实现三阶细胞神经网络混沌，不能实现高阶细胞神经网络超混沌，超混沌是高阶混沌，不能实现双涡漩型细胞神经网络超混沌是现有电路技术的不足。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题的不足，提供一种四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路。能够输出双涡漩型混沌信号。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路，由七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)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)，输出端与第五电阻(R5)、第三电阻(R3)、第八电阻(R8)连接；第二运算放大器(A2)反相输入端与第三电阻(R3)连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第四电阻(R4)，输出端与第六电阻(R6)连接；第三运算放大器(A3)反相输入端与第五电阻(R5)、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第一电容(C1)，输出端与第一电阻(R1)连接，输出端即为X1输出端；第四运算放大器(A4)反相输入端与第八电阻(R8)、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并联的第十一电阻(R11)与第二电容(C2)，输出端与第七电阻(R7)、第十二电阻(R12)连接，输出端即为X2输出端；第五运算放大器(A5)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)，输出端与第十电阻(R10)连接、第十三电阻(R13)连接，输出端即为X3输出端；第六运算放大器(A6)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第十四电阻(R14)，输出端与第十五电阻(R15)连接；第七运算放大器(A7)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十六电阻(R16)与第四电容(C4)，输出端与第九电阻(R9)连接，输出端即为X4的输出端。
所述第第六电阻(R6)为可变电阻，可以观察四阶双涡漩型细胞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、X4四个混沌波形信号与X1-X2、X1-X3、X1-X4、X2-X3、X2-X4、X3-X4六个混沌相图；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六电阻(R6)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四阶双涡漩型混沌演变的各种曲线，还可以进行四阶双涡漩型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是四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路原理图。
图2是四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路X1-X2输出相图。
图3是四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路X1-X3输出相图。
图4是四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路X1-X4输出相图。
图5是四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路X2-X3输出相图。
图6是四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路X2-X4输出相图。
图7是四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路X3-X4输出相图。
具体实施方式
参照附图1，本发明实施例是由七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，输出端与第五电阻R5、第三电阻R3、第八电阻R8连接；第二运算放大器A2反相输入端与第三电阻R3连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第四电阻R4，输出端与第六电阻R6连接；第三运算放大器A3反相输入端与第五电阻R5、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第一电容C1，输出端与第一电阻R1连接，输出端即为X1输出端；第四运算放大器A4反相输入端与第八电阻R8、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并联的第十一电阻R11与第二电容C2，输出端与第七电阻R7、第十二电阻R12连接，输出端即为X2输出端；第五运算放大器A5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，输出端与第十电阻R10连接、第十三电阻R13连接，输出端即为X3输出端；第六运算放大器A6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第十四电阻R14，输出端与第十五电阻R15连接；第七运算放大器A7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十六电阻R16与第四电容C4，输出端与第九电阻R9连接，输出端即为X4输出端。
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，可以显示X1、X2、X3与X4的波形图。
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。若第六电阻R6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，可以进行四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路的同步与混沌保密通信等各种实验。
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或TL084，R1＝R2＝R8＝R9＝R13＝R15＝10kΩ，R3＝3.3kΩ，R4＝80kΩ，R5＝18kΩ，R6＝300kΩ，R7＝4kΩ，R10＝R12＝1kΩ，R11＝R14＝5kΩ，R16＝100kΩ，R6＝24kΩ(可变电阻)，C1＝C2＝C3＝C4＝0.01μF。

Claims (2)

1.四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路，由七个运算放大器以及电阻和电容构成，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），输出端分别与第五电阻（R5）、第三电阻（R3）、第八电阻（R8）连接；第二运算放大器（A2）反相输入端与第三电阻（R3）连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第四电阻（R4），输出端与第六电阻（R6）连接；第三运算放大器（A3）反相输入端分别与第五电阻（R5）、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第一电容（C1），输出端与第一电阻（R1）连接，输出端即为X1输出端；第四运算放大器（A4）反相输入端分别与第八电阻（R8）、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并联的第十一电阻（R11）与第二电容（C2），输出端分别与第七电阻（R7）、第十二电阻（R12）连接，输出端即为X2输出端；第五运算放大器（A5）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），输出端分别与第十电阻（R10）连接、第十三电阻（R13）连接，输出端即为X3输出端；第六运算放大器（A6）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第十四电阻（R14），输出端与第十五电阻（R15）连接；第七运算放大器（A7）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十六电阻（R16）与第四电容（C4），输出端与第九电阻（R9）连接，输出端即为X4输出端。
2.根据权利要求1所述的四阶双涡漩型细胞神经网络超混沌电路，其特征是：所述第六电阻（R6）为可变电阻。
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