CN105703898B - 具有随机干扰的三阶混沌神经网络保密通信电路 - Google Patents

具有随机干扰的三阶混沌神经网络保密通信电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于网络通信技术领域的一种具有随机干扰的三阶混沌神经网络保密通信电路。该混沌神经网络保密通信电路包括驱动电路和响应电路；原始明文信号m接入驱动电路HB31的输入端，HB31的三个输出端与响应电路HB28的三个输入端连接；其原始明文信号m接入驱动电路HB31，经HB31加密后产生三阶传送信号：混沌信号x1、混沌信号x2、叠加信号x3+m；本发明可以输出具有随机干扰的三阶混沌信号y1、y2和y3和叠加信号x3+m的时域图及输出的明文信号n的时域图；并在示波器上显示出来；可以用于存在随机干扰情况下的保密通信。实现了在随机干扰条件下的明文信号的加密传送功能。

Description

具有随机干扰的三阶混沌神经网络保密通信电路
技术领域
本发明属于网络通信技术领域，特别涉及一种具有随机干扰的三阶混沌神经网络保密通信电路。
背景技术
混沌神经网络是一类具有复杂动力学特性的网络模型，其简单的结构易于用电路实现，因此在保密通信领域具有广阔的发展前景。在理想状态下，现有技术已经能很好地实现混沌神经网络电路的保密通信功能，但是对于随机干扰条件下的保密通信电路却很少有人涉及，由于随机干扰在现实生活中无处不在，所以有必要研究具有随机干扰的混沌神经网络保密通信电路。如专利号为200810129217.7的专利《一种混沌遮掩保密通信电路》实现了一种蔡氏电路遮掩的保密通信方案，但不是具有随机干扰条件下的保密通信方案，这是现有技术的不足之处。
发明内容
本发明的目的提出一种具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，其特征在于，该混沌神经网络保密通信电路包括驱动电路和响应电路；原始明文信号m接入驱动电路HB31的输入端m，HB31的三个输出端x1、x2、x3+m与响应电路HB28的三个输入端x1、x2、x3+m连接；其原始明文信号m接入驱动电路HB31，经HB31加密后产生三阶传送信号：混沌信号x1、混沌信号x2、叠加信号x3+m；三阶传送信号经过传送通道传输到响应电路，响应电路解密处理得到恢复明文信号n；恢复明文信号n为频率100Hz，幅值1V的正弦信号。
所述驱动电路是：由三个运算放大器U17、U18、U16构成三个积分电路，分别输出混沌信号x1、x2和x3；三个运算放大器的反相输入端分别连接由加法模块、激励模块和取反模块依次连接组成的信号处理电路；具体连接方式包括：
(1)混沌信号x1接入加法模块HB19的输入端IO2，随机模块HB1的输出端out和加法模块HB19的输入端IO1相接，HB19的输出端IO3分别连接电阻R47一端和激励模块HB10的输入端x；R47另一端接入U17的反相输入端2；HB10的输出端tanhx分别与取反模块HB11的输入端in相接和通过R54连接到U16的反相输入端2；HB11的输出端out与电阻R46的一端相接，R46的另一端接入U17的反相输入端2；HB11的输出端out与电阻R50的一端相接，R50的另一端接入U18的反相输入端2；U17的反相输入端2和U17的输出端1之间接入电容C1，U17的输入端3接地；
(2)混沌信号x2接入加法模块HB18的输入端IO1，随机模块HB3的输出端out和加法模块HB18的输入端IO2相接；HB18的输出端IO3分别与激励模块HB14的输入端x和电阻R49的一端相接，R49的另一端连接U18的反相输入端2；HB14的输出端tanhx分别与电阻R48的一端、电阻R55的一端和取反模块HB15的输入端in相接，电阻R48的另一端接入U17的反相输入端2，电阻R55的另一端接入U16的反相输入端2；HB15的输出端out与电阻R51的一端相接，R51的另一端接入U18的反相输入端2；U18的反相输入端2和U18的输出端1之间接入电容C2，U18的输入端3接地；
(3)混沌信号x3分别与激励模块HB16的输入端x和加法模块HB20的一个输入端IO2相接，激励模块HB16的输入端x和电阻R53的一端连接，电阻R53的另一端连接U16的反相输入端2；HB16的输出端tanhx与取反模块HB17的输入端in相接，HB17的输出端tanhx分别通过电阻R52、电阻R56接入U18的反相输入端2和U16的反相输入端2；其中HB20的另一个输入端IO1与驱动电路的输入端m连接，HB20的输出端IO3接入驱动电路的输出端x3+m；U16的反相输入端2和U16的输出端1之间接入电容C3，U16的输入端3接地。
所述响应电路是：由三个运算放大器U39、U40、U41构成三个积分电路，分别输出混沌信号y1、y2和y3；三个运算放大器的反相输入端分别连接由加法模块、激励模块和取反模块依次连接组成的信号处理电路；U39、U40和U41的第8脚并联后接+15V电源S1，U39、U40和U41的第4脚并联后接-15V电源S2；具体连接方式包括：
(1)混沌信号y1接入减法模块HB12的输入端IO1，驱动电路输出端x1接入减法模块HB12的输入端IO2，HB12的输出端IO3接入电阻R161的一端相接，R161的另一端接入U39的反相输入端2；
(2)混沌信号y1接入加法模块HB25的输入端IO2，随机模块HB5的输出端out和加法模块HB25的输入端IO1相接，HB25的输出端IO3分别与激励模块HB2的输入端x和电阻R127一端相接，R127另一端接入U39的反相输入端2；HB2的输出端tanhx分别与取反模块HB7的输入端in和电阻R134一端相接，电阻R134的另一端和U41的反相输入端2相接；HB7的输出端out分别与电阻R126的一端和电阻R130的一端相接，电阻R126的另一端接入U39的反相输入端2，电阻R130的另一端接入U40的反相输入端2；U39的反相输入端2和U39的输出端1之间接入电容C4，U39的输入端3接地；
(3)混沌信号y2接入加法模块HB24的输入端IO1，随机模块HB13的输出端out和加法模块HB24的输入端IO2相接，HB24的输出端IO3分别与激励模块HB4的输入端x和电阻R129一端相接，R129另一端接入U40的反相输入端2；HB4的输出端tanhx分别与取反模块HB8的输入端in、电阻R128一端和电阻R135一端相接，电阻R135的另一端和U41的反相输入端2相接，R128的另一端接入U39的反相输入端2；混沌信号y2接入减法模块HB27的输入端IO1，驱动电路输出端x2接入减法模块HB27的输入端IO2，HB27的输出端103通过R168接入U40的反相输入端2；U40的反相输入端2和U40的输出端1之间接入电容C5，U40的输入端3接地；
(4)混沌信号y3接入激励模块HB6的输入端x和混沌信号y3通过电阻R133接入U41的反相输入端2，HB6的输出端tanhx与取反模块HB9的输入端in连接，HB9的输出端out分别与电阻R132一端和电阻R136一端相接，R132的另一端接入U40的反相输入端2；电阻R136的另一端和U41的反相输入端2相接；U41的反相输入端2和U41的输出端1之间接入电容C6，U41的输入端3接地；混沌信号y3接入减法模块HB32的输入端IO2，HB32的输入端IO1接入驱动电路输出端x3+m；HB32的输出端IO3为响应电路输出端n。
所述加法模块的一个输入端IO1和电阻R111的一端相接，另一个输入端IO2和电阻R112的一端相接，电阻R111的另一端和R112的另一端共同接入第一级运算放大器U37的反相输入端2，第一级运算放大器U37的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R113，U37的同相输入端接地；第一级运算放大器U37的输出端1和电阻R114的一端相接，R114的另一端与第二级运算放大器U38的反相输入端2相接，U38的同相输入端3接地，U38的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R115，U38的输出端为加法模块电路的输出端IO3；所述加法模块的输出端IO3的信号是两个输入端IO1和IO2的信号之和。
所述取反模块的输入端in与电阻R84的一端相接，R84的另一端和运算放大器U28的反相输入端2相接，U28的同相输入端3接地，U28的反相输入端2和输出端1接入电阻R85，U28的输出端1为取反电路输出端out；所述取反模块的输出端out的信号和输入端in的信号符号相反。
所述激励模块输入端为x，和1V的直流电压分别接入加法模块HB21的两个输入端IO2和IO1，HB21输出端IO3和电阻R57的一端相接，电阻R57的另一端和运算放大器U19的反相输入端2相接，U19的同相输入端3与直流电压源V13的负极相接，V13的正极接地，U19的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R58，U19的输出端接入三极管Q7的基极，Q7的集电极与电阻R59的一端相接，R59的另一端接入直流电压S3，Q7的发射极与三极管Q8的发射极相接，共同接入电流源I4的负极，电流源I4的正极接地，Q8的集电极与电阻R61的一端相接，R61的另一端接入直流电压S3，Q8的基极接地，Q7的集电极与电阻R60一端相接，R60的另一端与运算放大器U21的同相输入端3相接，电阻R83一端接地，另一端接入U21的同相输入端3，Q8的集电极与电阻R81的一端相接，R81的另一端与U21的反相输入端2相接，U21的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R82；U19和U21的第8脚并联后接+15V电源S1，U19和U21的第4脚并联后接-15V电源S2；U21的输出1为激励模块的输出端tanhx，所述激励模块的输出端tanhx的信号和输入端x的信号之间满足双曲正切函数关系。
所述减法模块输入端IO1与电阻R62相接，R62另一端接运算放大器U461的同相输入端，电阻R812一端与U461同相输入端相接，另一端接地；减法模块输入端IO2与电阻R63相接，R63另一端与U461反相输入端相接，U461反相输入端和输出端之间接电阻R64，U461输出端为减法模块的输出端IO3；所述减法模块的输出端IO3的信号是两个输入端IO1和IO2之差。
所述随机模块的电路组成是：多个电阻热噪音模块串联，负极接地，正极与电阻R1一端相接，R1的另一端和运算放大器U1的反相输入端6相接，U1的同相输入端5接地，U1的反相输入端6和输出端7之间接入电阻R2，U1的输出端7和电阻R3的一端相接，R3的另一端接入运算放大器U2的反相输入端6，U2的同相输入端5接地，U2的反相输入端6和输出端7之间接入电阻R4，U2的输出端7与电阻R5的一端相接，R5的另一端接入运算放大器U3的反相输入端6，U3的同相输入端5接地，电压源S5与电阻R6的一端相接，R6的另一端接入U3的反相输入端6，U3的反相输入端6和输出端7之间接入电阻R7，U3的输出端7为随机模块的输出端out；所述随机模块的输出端out输出随机干扰信号。
本发明的有益效果是：可以输出具有随机干扰的三阶混沌信号y1、y2和y3和叠加信号x3+m的时域图及输出的明文信号n的时域图；并在示波器上显示出来；可以用于存在随机干扰情况下的保密通信。
附图说明
图1是保密通信方案原理图。
图2是驱动电路原理图。
图3是响应电路原理图。
图4是加法模块原理图。
图5是激励模块原理图。
图6是取反模块原理图。
图7是减法模块原理图。
图8是随机模块原理图。
图9是驱动电路混沌吸引子投影图x1-x2。
图10是驱动电路输出的叠加信号x3+m的时域图。
图11是响应电路输出的明文信号n的时域图。
图12是发送装置原始明文信号m与接收装置恢复明文信号n的误差图示意图。
具体实施方式
本发明提出一种具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，下面结合附图予以说明。
图1所示是保密通信方案原理图。该混沌神经网络保密通信电路包括驱动电路和响应电路；原始明文信号m接入驱动电路HB31的输入端m，HB31的三个输出端x1、x2、x3+m与响应电路HB28的三个输入端x1、x2、x3+m连接；其原始明文信号m接入驱动电路HB31，经HB31加密后产生三阶传送信号：混沌信号x1、混沌信号x2、叠加信号x3+m；三阶传送信号经过传送通道传输到响应电路，响应电路解密处理得到恢复明文信号n；恢复明文信号n为频率100Hz，幅值1V的正弦信号。
图所示2是驱动电路原理图。所述驱动电路是：由三个运算放大器U17、U18、U16构成三个积分电路，分别输出混沌信号x1、x2和x3；三个运算放大器的反相输入端分别连接由加法模块、激励模块和取反模块依次连接组成的信号处理电路；具体连接方式包括：
(1)混沌信号x1接入加法模块HB19的输入端IO2，随机模块HB1的输出端out和加法模块HB19的输入端IO1相接，HB19的输出端IO3分别连接电阻R47一端和激励模块HB10的输入端x；R47另一端接入U17的反相输入端2；HB10的输出端tanhx分别与取反模块HB11的输入端in相接和通过R54连接到U16的反相输入端2；HB11的输出端out与电阻R46的一端相接，R46的另一端接入U17的反相输入端2；HB11的输出端out与电阻R50的一端相接，R50的另一端接入U18的反相输入端2；U17的反相输入端2和U17的输出端1之间接入电容C1，U17的输入端3接地；
(2)混沌信号x2接入加法模块HB18的输入端IO1，随机模块HB3的输出端out和加法模块HB18的输入端IO2相接；HB18的输出端IO3分别与激励模块HB14的输入端x和电阻R49的一端相接，R49的另一端连接U18的反相输入端2；HB14的输出端tanhx分别与电阻R48的一端、电阻R55的一端和取反模块HB15的输入端in相接，电阻R48的另一端接入U17的反相输入端2，电阻R55的另一端接入U16的反相输入端2；HB15的输出端out与电阻R51的一端相接，R51的另一端接入U18的反相输入端2；U18的反相输入端2和U18的输出端1之间接入电容C2，U18的输入端3接地；
(3)混沌信号x3分别与激励模块HB16的输入端x和加法模块HB20的一个输入端IO2相接，激励模块HB16的输入端x和电阻R53的一端连接，电阻R53的另一端连接U16的反相输入端2；HB16的输出端tanhx与取反模块HB17的输入端in相接，HB17的输出端tanhx分别通过电阻R52、电阻R56接入U18的反相输入端2和U16的反相输入端2；其中HB20的另一个输入端IO1与驱动电路的输入端m连接，HB20的输出端IO3接入驱动电路的输出端x3+m；U16的反相输入端2和U16的输出端1之间接入电容C3，U16的输入端3接地。
图3所示是响应电路原理图。所述响应电路是：由三个运算放大器U39、U40、U41构成三个积分电路，分别输出混沌信号y1、y2和y3；三个运算放大器的反相输入端分别连接由加法模块、激励模块和取反模块依次连接组成的信号处理电路；U39、U40和U41的第8脚并联后接+15V电源S1，U39、U40和U41的第4脚并联后接-15V电源S2；具体连接方式包括：
(1)混沌信号y1接入减法模块HB12的输入端IO1，驱动电路输出端x1接入减法模块HB12的输入端IO2，HB12的输出端IO3接入电阻R161的一端相接，R161的另一端接入U39的反相输入端2；
(2)混沌信号y1接入加法模块HB25的输入端IO2，随机模块HB5的输出端out和加法模块HB25的输入端IO1相接，HB25的输出端IO3分别与激励模块HB2的输入端x和电阻R127一端相接，R127另一端接入U39的反相输入端2；HB2的输出端tanhx分别与取反模块HB7的输入端in和电阻R134一端相接，电阻R134的另一端和U41的反相输入端2相接；HB7的输出端out分别与电阻R126的一端和电阻R130的一端相接，电阻R126的另一端接入U39的反相输入端2，电阻R130的另一端接入U40的反相输入端2；U39的反相输入端2和U39的输出端1之间接入电容C4，U39的输入端3接地；
(3)混沌信号y2接入加法模块HB24的输入端IO1，随机模块HB13的输出端out和加法模块HB24的输入端IO2相接，HB24的输出端IO3分别与激励模块HB4的输入端x和电阻R129一端相接，R129另一端接入U40的反相输入端2；HB4的输出端tanhx分别与取反模块HB8的输入端in、电阻R128一端和电阻R135一端相接，电阻R135的另一端和U41的反相输入端2相接，R128的另一端接入U39的反相输入端2；混沌信号y2接入减法模块HB27的输入端IO1，驱动电路输出端x2接入减法模块HB27的输入端IO2，HB27的输出端103通过R168接入U40的反相输入端2；U40的反相输入端2和U40的输出端1之间接入电容C5，U40的输入端3接地；
(4)混沌信号y3接入激励模块HB6的输入端x和混沌信号y3通过电阻R133接入U41的反相输入端2，HB6的输出端tanhx与取反模块HB9的输入端in连接，HB9的输出端out分别与电阻R132一端和电阻R136一端相接，R132的另一端接入U40的反相输入端2；电阻R136的另一端和U41的反相输入端2相接；U41的反相输入端2和U41的输出端1之间接入电容C6，U41的输入端3接地；混沌信号y3接入减法模块HB32的输入端IO2，HB32的输入端IO1接入驱动电路输出端x3+m；HB32的输出端IO3为响应电路输出端n。
图4所示是加法模块原理图，所述加法模块的一个输入端IO1和电阻R111的一端相接，另一个输入端IO2和电阻R112的一端相接，电阻R111的另一端和R112的另一端共同接入第一级运算放大器U37的反相输入端2，第一级运算放大器U37的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R113，U37的同相输入端接地；第一级运算放大器U37的输出端1和电阻R114的一端相接，R114的另一端与第二级运算放大器U38的反相输入端2相接，U38的同相输入端3接地，U38的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R115，U38的输出端为加法模块电路的输出端IO3；所述加法模块的输出端IO3的信号是两个输入端IO1和IO2的信号之和。
图5所示是激励模块原理图。所述激励模块输入端为x，和1V的直流电压分别接入加法模块HB21的两个输入端IO2和IO1，HB21输出端IO3和电阻R57的一端相接，电阻R57的另一端和运算放大器U19的反相输入端2相接，U19的同相输入端3与直流电压源V13的负极相接，V13的正极接地，U19的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R58，U19的输出端接入三极管Q7的基极，Q7的集电极与电阻R59的一端相接，R59的另一端接入直流电压S3，Q7的发射极与三极管Q8的发射极相接，共同接入电流源I4的负极，电流源I4的正极接地，Q8的集电极与电阻R61的一端相接，R61的另一端接入直流电压S3，Q8的基极接地，Q7的集电极与电阻R60一端相接，R60的另一端与运算放大器U21的同相输入端3相接，电阻R83一端接地，另一端接入U21的同相输入端3，Q8的集电极与电阻R81的一端相接，R81的另一端与U21的反相输入端2相接，U21的反相输入端2和输出端1之间接入电阻R82；U19和U21的第8脚并联后接+15V电源S1，U19和U21的第4脚并联后接-15V电源S2；U21的输出1为激励模块的输出端tanhx，所述激励模块的输出端tanhx的信号和输入端x的信号之间满足双曲正切函数关系。
图6所示是取反模块原理图。所述取反模块的输入端in与电阻R84的一端相接，R84的另一端和运算放大器U28的反相输入端2相接，U28的同相输入端3接地，U28的反相输入端2和输出端1接入电阻R85，U28的输出端1为取反电路输出端out；所述取反模块的输出端out的信号和输入端in的信号符号相反。
图7所示是减法模块原理图。所述减法模块输入端IO1与电阻R62相接，R62另一端接运算放大器U461的同相输入端，电阻R812一端与U461同相输入端相接，另一端接地；减法模块输入端IO2与电阻R63相接，R63另一端与U461反相输入端相接，U461反相输入端和输出端之间接电阻R64，U461输出端为减法模块的输出端IO3；所述减法模块的输出端IO3的信号是两个输入端IO1和IO2之差。
图8所示是随机模块原理图。所述随机模块的电路组成是：多个电阻热噪音模块串联，负极接地，正极与电阻R1一端相接，R1的另一端和运算放大器U1的反相输入端6相接，U1的同相输入端5接地，U1的反相输入端6和输出端7之间接入电阻R2，U1的输出端7和电阻R3的一端相接，R3的另一端接入运算放大器U2的反相输入端6，U2的同相输入端5接地，U2的反相输入端6和输出端7之间接入电阻R4，U2的输出端7与电阻R5的一端相接，R5的另一端接入运算放大器U3的反相输入端6，U3的同相输入端5接地，电压源S5与电阻R6的一端相接，R6的另一端接入U3的反相输入端6，U3的反相输入端6和输出端7之间接入电阻R7，U3的输出端7为随机模块的输出端out；所述随机模块的输出端out输出随机干扰信号。
实施例
将图1中驱动电路输出端的混沌信号x1、x2接入示波器中，并采用相图的显示方式，可以得到混沌相图x1-x2(如图9所示)；将驱动电路输出端的叠加信号x3+m接入示波器中，可以得到x3+m的时域图(如图10所示)；将附图1中响应电路输出端的明文信号n接入示波器中，可以得到n的时域图(如图11所示)；将图1中的原始明文信号m和恢复明文信号n分别接入减法模块的两个输入端，减法模块输出端接入示波器，可以得到如图12所示的发送装置原始明文信号m与接收装置恢复明文信号n的误差示意图。
本专利实施的元器件参数为：运算放大器型号为LM358，三极管型号为2N1711，电压源s1＝15V，s2＝-15V，s3＝12V，s4＝1V，s5＝-0.838V，V13＝-49.4mV，I4＝1.1mA，电阻热噪音电阻为1kΩ，温度为100℃，频率为1MHz，电容C1＝C2＝C3＝C4＝C5＝C6＝1μF。驱动电路：R47＝R48＝R49＝1kΩ，R46＝R53＝0.5kΩ，R50＝0.5882kΩ，R51＝0.5848kΩ，R52＝0.9091kΩ，R54＝0.4kΩ，R55＝0.3448kΩ，R56＝0.8621kΩ；响应电路：R127＝R128＝R129＝1kΩ，R126＝R133＝0.5kΩ，R130＝0.5882kΩ，R131＝0.5848kΩ，R132＝0.9091kΩ，R134＝0.4kΩ，R135＝0.3448kΩ，R136＝0.8621kΩ，R161＝R168＝0.1kΩ；加法模块：R111＝R112＝R113＝R114＝R115＝1kΩ；激励模块：R60＝R57＝R81＝R82＝R83＝10kΩ，R58＝520Ω，R59＝R61＝1kΩ；取反模块：R84＝R85＝1.0kΩ；减法模块：R62＝R63＝R64＝R812＝1.0kΩ；随机模块：R1＝1Ω，R2＝R3＝100Ω，R4＝25kΩ，R5＝R6＝R7＝1kΩ。

Claims (6)

1.一种具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，其特征在于，该混沌神经网络保密通信电路包括驱动电路和响应电路；
原始明文信号m接入驱动电路HB31的输入端m，HB31的三个输出端x1、x2、x3+m与响应电路HB28的三个输入端x1、x2、x3+m连接；其原始明文信号m接入驱动电路HB31，经HB31加密后产生三阶传送信号：混沌信号x1、混沌信号x2、叠加信号x3+m；三阶传送信号经过传送通道传输到响应电路，响应电路解密处理得到恢复明文信号n；恢复明文信号n为频率100Hz，幅值1V的正弦信号；
所述驱动电路是：由三个运算放大器U17、U18、U16构成三个积分电路，分别输出混沌信号x1、x2和x3；三个运算放大器的反相输入端分别连接由加法模块、激励模块和取反模块依次连接组成的信号处理电路；具体连接方式包括：
(1)混沌信号x1接入加法模块HB19的输入端(IO2)，随机模块HB1的输出端(out)和加法模块HB19的输入端(IO1)相接，HB19的输出端(IO3)分别连接电阻R47一端和激励模块HB10的输入端(x)；R47另一端接入U17的反相输入端(2)；HB10的输出端(tanhx)分别与取反模块HB11的输入端(in)相接和通过R54连接到U16的反相输入端(2)；HB11的输出端(out)与电阻R46的一端相接，R46的另一端接入U17的反相输入端(2)；HB11的输出端(out)与电阻R50的一端相接，R50的另一端接入U18的反相输入端(2)；U17的反相输入端(2)和U17的输出端(1)之间接入电容C1，U17的输入端(3)接地；
(2)混沌信号x2接入加法模块HB18的输入端(IO1)，随机模块HB3的输出端(out)和加法模块HB18的输入端(IO2)相接；HB18的输出端(IO3)分别与激励模块HB14的输入端(x)和电阻R49的一端相接，R49的另一端连接U18的反相输入端(2)；HB14的输出端(tanhx)分别与电阻R48的一端、电阻R55的一端和取反模块HB15的输入端(in)相接，电阻R48的另一端接入U17的反相输入端(2)，电阻R55的另一端接入U16的反相输入端(2)；HB15的输出端(out)与电阻R51的一端相接，R51的另一端接入U18的反相输入端(2)；U18的反相输入端(2)和U18的输出端(1)之间接入电容C2，U18的输入端(3)接地；
(3)混沌信号x3分别与激励模块HB16的输入端x和加法模块HB20的一个输入端(IO2)相接，激励模块HB16的输入端(x)和电阻R53的一端连接，电阻R53的另一端连接U16的反相输入端(2)；HB16的输出端(tanhx)与取反模块HB17的输入端(in)相接，HB17的输出端(tanhx)分别通过电阻R52、电阻R56接入U18的反相输入端(2)和U16的反相输入端(2)；其中HB20的另一个输入端(IO1)与驱动电路的输入端(m)连接，HB20的输出端(IO3)接入驱动电路的输出端(x3+m)；U16的反相输入端(2)和U16的输出端(1)之间接入电容C3，U16的输入端(3)接地；
所述响应电路是：由三个运算放大器U39、U40、U41构成三个积分电路，分别输出混沌信号y1、y2和y3；三个运算放大器的反相输入端分别连接由加法模块、激励模块和取反模块依次连接组成的信号处理电路；U39、U40和U41的第8脚并联后接+15V电源S1，U39、U40和U41的第4脚并联后接-15V电源S2；具体连接方式包括：
(1)混沌信号y1接入减法模块HB12的输入端(IO1)，驱动电路输出端(x1)接入减法模块HB12的输入端(IO2)，HB12的输出端(IO3)接入电阻R161的一端相接，R161的另一端接入U39的反相输入端(2)；
(2)混沌信号y1接入加法模块HB25的输入端(IO2)，随机模块HB5的输出端(out)和加法模块HB25的输入端(IO1)相接，HB25的输出端(IO3)分别与激励模块HB2的输入端(x)和电阻R127一端相接，R127另一端接入U39的反相输入端(2)；HB2的输出端(tanhx)分别与取反模块HB7的输入端(in)和电阻R134一端相接，电阻R134的另一端和U41的反相输入端(2)相接；HB7 的输出端(out)分别与电阻R126的一端和电阻R130的一端相接，电阻R126的另一端接入U39的反相输入端(2)，电阻R130的另一端接入U40的反相输入端(2)；U39的反相输入端(2)和U39的输出端(1)之间接入电容C4，U39的输入端(3)接地；
(3)混沌信号y2接入加法模块HB24的输入端IO1)，随机模块HB13的输出端(out)和加法模块HB24的输入端(IO2)相接，HB24的输出端(IO3)分别与激励模块HB4的输入端(x)和电阻R129一端相接，R129另一端接入U40的反相输入端(2)；HB4的输出端(tanhx)分别与取反模块HB8的输入端(in)、电阻R128一端和电阻R135一端相接，电阻R135的另一端和U41的反相输入端(2)相接，R128的另一端接入U39的反相输入端(2)；混沌信号y2接入减法模块HB27的输入端(IO1)，驱动电路输出端(x2)接入减法模块HB27的输入端(IO2)，HB27的输出端(103)通过R168接入U40的反相输入端(2)；U40的反相输入端(2)和U40的输出端(1)之间接入电容C5，U40的输入端(3)接地；
(4)混沌信号y3接入激励模块HB6的输入端(x)和混沌信号y3通过电阻R133接入U41的反相输入端(2)，HB6的输出端( tanhx) 与取反模块HB9的输入端(in)连接，HB9的输出端(out)分别与电阻R132一端和电阻R136一端相接，R132的另一端接入U40的反相输入端(2)；电阻R136的另一端和U41的反相输入端(2)相接；U41的反相输入端(2)和U41的输出端(1)之间接入电容C6，U41的输入端(3)接地；混沌信号y3接入减法模块HB32的输入端(IO2)，HB32的输入端(IO1)接入驱动电路输出端(x3+m)；HB32的输出端(IO3)为响应电路输出端(n)。
2.根据权利要求1所述具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，其特征在于，所述加法模块的一个输入端(IO1)和电阻R111的一端相接，另一个输入端(IO2)和电阻R112的一端相接，电阻R111的另一端和R112的另一端共同接入第一级运算放大器U37的反相输入端(2)，第一级运算放大器U37的反相输入端(2)和输出端(1)之间接入电阻R113，U37的同相输入端接地；第一级运算放大器U37的输出端(1)和电阻R114的一端相接，R114的另一端与第二级运算放大器U38的反相输入端(2)相接，U38的同相输入端(3)接地，U38的反相输入端(2)和输出端(1)之间接入电阻R115，U38的输出端为加法模块电路的输出端(IO3)；所述加法模块的输出端(IO3)的信号是两个输入端(IO1)和(IO2)的信号之和。
3.根据权利要求1所述具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，其特征在于，所述取反模块的输入端(in)与电阻R84的一端相接，R84的另一端和运算放大器U28的反相输入端(2)相接，U28的同相输入端(3)接地，U28的反相输入端(2)和输出端(1)接入电阻R85，U28的输出端(1)为取反电路输出端(out)；所述取反模块的输出端(out)的信号和输入端(in)的信号符号相反。
4.根据权利要求1所述具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，其特征在于，所述激励模块输入端为(x)，和1V的直流电压分别接入加法模块HB21的两个输入端(IO2)和(IO1)，HB21输出端(IO3)和电阻R57的一端相接，电阻R57的另一端和运算放大器U19的反相输入端(2)相接，U19的同相输入端(3)与直流电压源V13的负极相接，V13的正极接地，U19的反相输入端(2)和输出端(1)之间接入电阻R58，U19的输出端接入三极管Q7的基极，Q7的集电极与电阻R59的一端相接，R59的另一端接入直流电压S3，Q7的发射极与三极管Q8的发射极相接，共同接入电流源I4的负极，电流源I4的正极接地，Q8的集电极与电阻R61的一端相接，R61的另一端接入直流电压S3，Q8的基极接地，Q7的集电极与电阻R60一端相接，R60的另一端与运算放大器U21的同相输入端(3)相接，电阻R83一端接地，另一端接入U21的同相输入端(3)，Q8的集电极与电阻R81的一端相接，R81的另一端与U21的反相输入端(2)相接，U21的反相输入端(2)和输出端(1)之间接入电阻R82；U19和U21的第8脚并联后接+15V电源S1，U19和U21的第4脚并联后接-15V电源S2；U21的输出1为激励模块的输出端(tanhx)，所述激励模块的输出端( tanhx) 的信号和输入端(x)的信号之间满足双曲正切函数关系。
5.根据权利要求1所述具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，其特征在于，所述减法模块输入端( IO1)与电阻R62相接，R62另一端接运算放大器U461的同相输入端，电阻R812一端与U461同相输入端相接，另一端接地；减法模块输入端(IO2) 与电阻R63相接，R63另一端与U461反相输入端相接，U461反相输入端和输出端之间接电阻R64，U461输出端为减法模块的输出端(IO3)；所述减法模块的输出端(IO3)的信号是两个输入端信号之差。
6.根据权利要求1所述具有随机干扰的三阶混沌神经网络遮掩的保密通信电路，其特征在于，所述随机模块的电路组成是：多个电阻热噪音模块串联，负极接地，正极与电阻R1一端相接，R1的另一端和运算放大器U1的反相输入端(6)相接，U1的同相输入端(5)接地，U1的反相输入端(6)和输出端(7)之间接入电阻R2，U1的输出端(7)和电阻R3的一端相接，R3的另一端接入运算放大器U2的反相输入端(6)，U2的同相输入端(5)接地，U2的反相输入端(6)和输出端(7)之间接入电阻R4，U2的输出端(7)与电阻R5的一端相接，R5的另一端接入运算放大器U3的反相输入端(6)，U3的同相输入端(5)接地，电压源S5与电阻R6的一端相接，R6的另一端接入U3的反相输入端(6)，U3的反相输入端(6)和输出端(7)之间接入电阻R7，U3的输出端(7)为随机模块的输出端(out)；所述随机模块的输出端(out)输出随机干扰信号。
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CN105049177A (zh) * 2015-07-20 2015-11-11 中国石油大学(华东) 具有脉冲效应的时滞超混沌神经网络电路
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