CN204795067U

CN204795067U - 一种新型三维混沌电路

Info

Publication number: CN204795067U
Application number: CN201520458982.9U
Authority: CN
Inventors: 王珠林; 闵富红; 黄雯迪; 褚周健
Original assignee: Nanjing Normal University
Current assignee: Nanjing Normal University
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2025-06-30

Abstract

本实用新型提供了一种新型三维混沌电路，属于非线性电路设计技术领域。该电路包括三个通道电路：第一通道电路由乘法器A3、反相器U1、反相积分器U2以及电阻组成；第二通道电路由乘法器A2、反相积分器U3、反相器U4以及电阻组成；第三通道电路由乘法器A1、反相积分器U5、反相器U6以及电阻组成。本实用新型的电路结构简单、易于硬件实现，其工作稳定可靠，适用于非线性电路的混沌实验教学与演示，更适用于保密通信、信息安全等领域。

Description

一种新型三维混沌电路

技术领域

本实用新型属于非线性电路的技术领域，具体涉及一种三维混沌电路。

背景技术

混沌作为一种复杂的非线性运动行为，在生物工程、复杂物理和信息学等领域得到了广泛的应用，并且在不断地改变人类对于现实世界的许多传统看法。

申请号为CN02158943.7、公开号为CN1512463A的《洛伦兹方程实验仪》专利，以及申请号为CN200810145285.2，公开号为CN101373563A的《一种洛伦兹混沌电路》专利都是对经典的洛伦兹系统用不同的电路方案实现的，但是这两篇专利并没有对洛伦兹混沌系统方程进行研究。申请号为CN201210467888.0，公开号为CN102930762A的《一种三维混沌电路》专利对洛伦兹混沌系统方程进行了研究，但是其并没有引入新的非线性环节。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种工作稳定可靠的三维混沌电路，其系统输出的信号具有更强的混沌特性。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种新型三维混沌电路，该电路由三个通道电路组成：第一通道电路由乘法器A3、反相器U1、反相积分器U2以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R14组成；第二通道电路由乘法器A2、反相积分器U3、反相器U4以及电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10；第三通道电路由乘法器A1、反相积分器U5、反相器U6以及电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15组成；第一通道电路的输出信号连接反相器U4作为第二通道电路的输入信号；第二通道电路的输出信号连接反相器U1作用于第一通道电路，该输出信号还作为第一通道电路中乘法器A3的一路输入信号，并还连接乘法器A1作用于第三通道电路；第三通道电路的输出信号作为第二通道电路中乘法器A2的一路输入信号作用于第二通道电路，该输出信号还作为连接反相器U6作为乘法器A3的一路输入信号。

所述第一通道中的电阻R1＝150KΩ、电阻R2＝80KΩ、电阻R3＝10KΩ、电阻R4＝10KΩ、电阻R14＝10KΩ、电容C1＝10nF；所述第二通道中的电阻R5＝10KΩ、电阻R6＝10KΩ、电阻R7＝8000KΩ、电阻R8＝22KΩ、电阻R10＝20KΩ、电容C2＝10nF；所述第三通道中的电阻R9＝580KΩ、电阻R11＝10KΩ、电阻R12＝10KΩ、电阻R13＝10KΩ、R15＝20KΩ、电容C3＝10nF。

反相器的型号均为3288RT，乘法器的型号均为AD633。

本实用新型的优点在于：(1)电路结构简单、易于硬件实现；(2)系统工作稳定可靠，适用于非线性电路的混沌实验教学与演示，更适用于保密通信、信息安全等领域；(3)系统输出的信号具有更强的混沌特性，与洛伦兹混沌系统具有不同的特征，可加深人们对混沌系统的了解与研究；(4)本实用新型的电路改变参数时，可以产生两组不同的相图。

附图说明

图1为本实用新型电路图；

图2为本实用新型的第一组x-y相图；

图3为本实用新型的第一组y-z相图；

图4为本实用新型的第一组z-x相图；

图5为本实用新型的第二组x-y相图；

图6为本实用新型的第二组y-z相图；

图7为本实用新型的第二组z-x相图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型是对洛伦兹混沌系统进行深入研究的基础上提出的一个新混沌系统，新系统共有9个项，其中二次项4个，本实用新型所涉及的数学模型如下：

\{\begin{matrix} \overset{\cdot}{x} = - 12.5 x + 6.7 y + y z, \\ \overset{\cdot}{y} = - 0.5 x z + r x - 0.125 y, \\ \overset{\cdot}{z} = 0.8 x y - 1.72 z + 0.5 y z . \end{matrix}

式中，x,y,z为状态变量，各微分方程的参数均为确定值，其中r为第二项x的系数，取r＝45。与洛伦兹系统相比，新系统第一个微分表达式增加1个非线性y*z项，第三个微分表达式增加一个非线性项0.5*y*z。

本实用新型所涉及的仿真电路由第一、第二和第三通道电路组成，第一、第二、第三通道电路分别实现上述数学模型中第一、第二、第三函数。

电路图如图1所示：其中，第一通道电路由乘法器A3、反相器U1、反相积分器U2、以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R14组成。

第二通道电路由乘法器A2、反相积分器U3、反相器U4以及电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10。

第三通道电路由乘法器A1、反相积分器U5、反相器U6以及电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15组成。

第一通道电路的输出信号连接反相器U4作为第二通道电路的输入信号；第二通道电路的输出信号连接反相器U1作用于第一通道，该输出信号还作为第一通道电路中乘法器A3的一路输入信号，并还连接乘法器A1作用于第三通道电路；第三通道电路的输出信号作为第二通道电路中乘法器A2的一路输入信号作用于第二通道，该输出信号还作为连接反相器U6作为乘法器A3的一路输入信号；电路中，电阻电容均为标准元件。第一通道中的电阻R1＝150KΩ、电阻R2＝80KΩ、电阻R3＝10KΩ、电阻R4＝10KΩ、电阻R14＝10KΩ、电容C1＝10nF；所述第二通道中的电阻R5＝10KΩ、电阻R6＝10KΩ、电阻R7＝8000KΩ、电阻R8＝22KΩ、电阻R10＝20KΩ、电容C2＝10nF；所述第三通道中的电阻R9＝580KΩ、电阻R11＝10KΩ、电阻R12＝10KΩ、电阻R13＝10KΩ、R15＝20KΩ、电容C3＝10nF；反相器的型号均使用3288RT，模拟乘法器均使用型号AD633的乘法器。

第一通道电路中反相积分器U2输出端为x信号；第二通道电路中反相积分器U3输出端为y信号；第三通道电路中反相积分器U5输出端为z信号；图2、图3、图4分别为本实用新型的x-y相图、y-z相图、z-x相图。当r＝28时，电阻R8＝35.7KΩ可产生另一组相图，图5、图6、图7分别为本实用新型的另一组x-y相图、y-z相图、z-x相图。

Claims

1.一种新型三维混沌电路，其特征在于，该电路由三个通道电路组成：第一通道电路由乘法器A3、反相器U1、反相积分器U2以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R14组成；第二通道电路由乘法器A2、反相积分器U3、反相器U4以及电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10；第三通道电路由乘法器A1、反相积分器U5、反相器U6以及电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15组成；第一通道电路的输出信号连接反相器U4作为第二通道电路的输入信号；第二通道电路的输出信号连接反相器U1作用于第一通道电路，该输出信号还作为第一通道电路中乘法器A3的一路输入信号，并还连接乘法器A1作用于第三通道电路；第三通道电路的输出信号作为第二通道电路中乘法器A2的一路输入信号作用于第二通道电路，该输出信号还作为连接反相器U6作为乘法器A3的一路输入信号。

2.根据权利要求1所述的一种新型三维混沌电路，其特征在于：所述第一通道中的电阻R1＝150KΩ、电阻R2＝80KΩ、电阻R3＝10KΩ、电阻R4＝10KΩ、电阻R14＝10KΩ、电容C1＝10nF；所述第二通道中的电阻R5＝10KΩ、电阻R6＝10KΩ、电阻R7＝8000KΩ、电阻R8＝22KΩ、电阻R10＝20KΩ、电容C2＝10nF；所述第三通道中的电阻R9＝580KΩ、电阻R11＝10KΩ、电阻R12＝10KΩ、电阻R13＝10KΩ、R15＝20KΩ、电容C3＝10nF。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型三维混沌电路，其特征在于：反相器的型号均为3288RT，乘法器的型号均为AD633。