CN206977441U - 一种具有恒le谱的四维七加三型t混沌电路 - Google Patents

Abstract

一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，包括第一通道的输出信号‑x连接第一通道的第一输入端，第一通道的前一级输出信号x连接第二通道的输入端和第二通道中的乘法器A1的输入引脚；第二通道的输出信号y连接第一通道的第二输入端、第三通道中的A2的输入引脚和第四通道中乘法器A3的输入引脚；第三通道的输出信号‑z连接第二通道中的A2的输入引脚和第三通道的输入端；第三通道前一级输出信号z连接第四通道中乘法器A3的第二输入引脚；第四通道的输出信号‑w连接第四通道的输入端，第四通道前一级输出信号w连接第一通道的第三输入端；本实用新型运放较少，电路简单，容易实现，在通信保密以及各种加密领域中有着重要的应用前景的优点。

Description

一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路

技术领域

本实用新型涉及非线性信号发生器装置设计技术领域，特别涉及一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路。

背景技术

自洛仑兹(Lornez)发现第一个混沌模型以来，众多科学工作者一直致力于混沌系统的动力学分析与混沌电路设计的研究，而对于混沌系统的电路实现的设计探索中，最近几年，新的混沌系统(三维二次混沌系统)不断涌现，使得混沌系统的类型越来越丰富，而作为一种过渡混沌系统T混沌系统，因该系统临界性特性，使得系统的混沌动力学更为复杂。

专利申请号为201521037393.X，授权公告号为CN 203265707 U的《一种四维超T混沌电路》，同样实现了四维T混沌系统，但专利中的四维T混沌系统的LE谱对参数k变换来说并不恒定，且电路采用模块化方式，并没有进行优化，基于此，能否简化电路的复杂性，因电路系统中器件越少则系统稳定性越良好。优化混沌系统电路，一方面为学生对混沌系统以及更为复杂混沌电路提供了新的思路，另一方面也可为数据采集电路的设计与优化提供了重要的参考价值。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，其系统具有较强的混沌特性且对于反馈参数变换LE谱恒定。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，包括第一通道，第二通道、第三通道和第四通道；

所述的第一通道的输出信号-x连接第一通道的第一输入端，第一通道的前一级输出信号x分别连接第二通道的输入端和第二通道中的乘法器A1的第一输入引脚；

所述的第二通道的输出信号y分别连接第一通道的第二输入端、第三通道中的A2的第一输入引脚和第四通道中乘法器A3的第一输入引脚；

所述的第三通道的输出信号-z连接第二通道中的A2的第一输入引脚和第三通道的输入端；第三通道前一级输出信号z连接第四通道中乘法器A3的第二输入引脚；

所述的第四通道的输出信号-w连接第四通道的输入端，第四通道前一级输出信号w连接第一通道的第三输入端。

所述的第一通道包括反相积分器U1，反相积分器U1的2引脚连接电阻R11、电阻R12、电阻R16以及电容C1的一端，电阻R12另一端连接第一通道的输出信号-x，电阻R11的另一端连接二通道的输出信号y，电阻R16的另一端连接第四通道前一级输出信号w，电容C1的另一端连接反相积分器U1的6引脚和电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接电阻R14一端和反相器U2的2引脚，电阻R14的另一端连接反相器U2的6引脚；反相积分器U1的3引脚与反相器U2的3引脚接地；反相积分器U1的4引脚与反相器U2的4引脚接VDD(负电压)，反相积分器U1的7引脚与反相器U2的7引脚接VCC(正电压)；

所述的第一通道反相器U2的输出端信号是-x，第一通道的反相积分器U1输出端为信号x。

所述的第二通道包括反相积分器U6，反相积分器U62引脚相连电阻R22、电容C2和电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接乘法器A1的输出引脚，电阻R22另一端连接第一通道的前一级输出信号x，电容C2的另一端连接反相积分器U6的6引脚，反相积分器U6的3引脚接地；反相积分器U6的4引脚接VDD(负电压)，反相积分器U6的7引脚接VCC(正电压)。

所述的第二通道反相积分器U6的输出端是信号y。

所述的第三通道包括反相器U9，反相器U9的2引脚连接电阻R31、电阻R32和电容C3的一端，电阻R31的另一端连接乘法器A2输出端，电阻R32的另一端连接第三通道的输出信号-z，电容C3的另一端连接反相器U9的6引脚和电阻R33的一端，电阻R33的另一端连接电阻R34的一端和反相器U8的2引脚，电阻R34的另一端连接反相器U8的6引脚；反相积分器U9的3引脚与反相放大器U8的3引脚接地；反相积分器U9的4引脚与反相放大器U8的4引脚接VDD(负电压)，反相积分器U9的7引脚与反相放大器U8的7引脚接VCC(正电压)。

所述的第三通道反相器U8的输出端信号是-z，第二通道反相积分器U9的输出端是信号z。

所述的第四通道包括反相积分器U12，反相积分器U12的2引脚连接电阻R41、电阻R42和电容C4的一端，电阻R41的另一端连接乘法器A3的输出引脚，电阻R42的另一端连接第四通道的输出信号-w，电容C4的另一端连接反相积分器U12的6引脚和电阻R43的一端，电阻R43的另一端连接电阻R44一端和反相器U11的2引脚，电阻R44另一端连接反相器U11的6引脚；反相器U11的3引脚接地与反相积分器U12的3引脚接地；反相器U11的4引脚以及反相积分器U12的4引脚接VDD(负电压)，反相器U11的7引脚以及反相器积分U12的7引脚接VCC(正电压)。

所述的第四通道反相器U11的输出端信号是-w，第四通道反相积分器U12的输出端是信号-w。

所述的反相器U1、反相积分器U2、反相积分器U6、反相器U8、反相积分器U9、反相器U11以及反相积分器U12采用运放器LM308AN。

所述的乘法器A1、乘法器A2与乘法器A3采用乘法器AD633。

所述的第一通道中电阻R11＝5.1kΩ，电阻R12＝5.1kΩ，电阻R13＝10KΩ，电阻R14＝10KΩ，电阻R16＝1KΩ，电容C1＝10nF。

所述的第二通道中电阻R21＝510Ω，电阻R22＝1.1KΩ，电容C2＝0.1μF。

所述的第三通道中电阻R31＝1KΩ，电阻R32＝1KΩ，电阻R33＝10KΩ，电阻R34＝10KΩ，电容C3＝10nF。

所述的第四通道中电阻R41＝1KΩ，电阻R43＝10KΩ，电阻R44＝10KΩ，电阻R42＝10KΩ,电容C4＝10nF；VCC＝15V，VDD＝-15V。

本实用新型有益效果：

本实用新型的模拟示波器上易观察出x-y，x-z，y-z，x-w，y-w，z-w相图，具有电路结构较为简单(运放较少)，易实现，适用于电路实验教学与演示以及通信保密器。

附图说明

图1是本实用新型的电路图。

图2是图1的x输出波形图。

图3是图1的y输出波形图。

图4是图1的z输出波形图。

图5是图1的w输出波形图。

图6是图1的x-y输出相图。

图7是图1的x-z输出相图。

图8是图1的y-z输出相图。

图9是图1的x-w输出相图。

图10是图1的y-w输出相图。

图11是图1的z-w输出相图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做详细描述。

参照图1，一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，包括第一通道，第二通道、第三通道和第四通道；

所述的第一通道的输出信号-x连接第一通道的第一输入端，第一通道的前一级输出信号x分别连接第二通道的输入端和第二通道中的乘法器A1的第一输入引脚；

所述的第二通道的输出信号y分别连接第一通道的第二输入端、第三通道中的A2的第一输入引脚和第四通道中乘法器A3的第一输入引脚；

所述的第三通道的输出信号-z连接第二通道中的A2的第一输入引脚和第三通道的输入端；第三通道前一级输出信号z连接第四通道中乘法器A3的第二输入引脚；

所述的第四通道的输出信号-w连接第四通道的输入端，第四通道前一级输出信号w连接第一通道的第三输入端。

所述的第一通道包括反相积分器U1，反相积分器U1的2引脚连接电阻R11、电阻R12、电阻R16以及电容C1的一端，电阻R12另一端连接第一通道的输出信号-x，电阻R11的另一端连接二通道的输出信号y，电阻R16的另一端连接第四通道前一级输出信号w，电容C1的另一端连接反相积分器U1的6引脚和电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接电阻R14一端和反相器U2的2引脚，电阻R14的另一端连接反相器U2的6引脚；反相积分器U1的3引脚与反相器U2的3引脚接地；反相积分器U1的4引脚与反相器U2的4引脚接VDD(负电压)，反相积分器U1的7引脚与反相器U2的7引脚接VCC(正电压)；

所述的第一通道反相器U2的输出端信号是-x，第一通道的反相积分器U1输出端为信号x。

所述的第二通道包括反相积分器U6，反相积分器U62引脚相连电阻R22、电容C2和电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接乘法器A1的输出引脚，电阻R22另一端连接第一通道的前一级输出信号x，电容C2的另一端连接反相积分器U6的6引脚，反相积分器U6的3引脚接地；反相积分器U6的4引脚接VDD(负电压)，反相积分器U6的7引脚接VCC(正电压)。

所述的第二通道反相积分器U6的输出端是信号y。

所述的第三通道包括反相器U9，反相器U9的2引脚连接电阻R31、电阻R32和电容C3的一端，电阻R31的另一端连接乘法器A2输出端，电阻R32的另一端连接第三通道的输出信号-z，电容C3的另一端连接反相器U9的6引脚和电阻R33的一端，电阻R33的另一端连接电阻R34的一端和反相器U8的2引脚，电阻R34的另一端连接反相器U8的6引脚；反相积分器U9的3引脚与反相放大器U8的3引脚接地；反相积分器U9的4引脚与反相放大器U8的4引脚接VDD(负电压)，反相积分器U9的7引脚与反相放大器U8的7引脚接VCC(正电压)。

所述的第三通道反相器U8的输出端信号是-z，第二通道反相积分器U9的输出端是信号z。

所述的第四通道包括反相积分器U12，反相积分器U12的2引脚连接电阻R41、电阻R42和电容C4的一端，电阻R41的另一端连接乘法器A3的输出引脚，电阻R42的另一端连接第四通道的输出信号-w，电容C4的另一端连接反相积分器U12的6引脚和电阻R43的一端，电阻R43的另一端连接电阻R44一端和反相器U11的2引脚，电阻R44另一端连接反相器U11的6引脚；反相器U11的3引脚接地与反相积分器U12的3引脚接地；反相器U11的4引脚以及反相积分器U12的4引脚接VDD(负电压)，反相器U11的7引脚以及反相器积分U12的7引脚接VCC(正电压)。

所述的第四通道反相器U11的输出端信号是-w，第四通道反相积分器U12的输出端是信号-w。

所述的反相器U1、反相积分器U2、反相积分器U6、反相器U8、反相积分器U9、反相器U11以及反相积分器U12采用运放器LM308AN。

所述的乘法器A1、乘法器A2与乘法器A3采用乘法器AD633。

所述的第一通道中电阻R11＝5.1kΩ，电阻R12＝5.1kΩ，电阻R13＝10KΩ，电阻R14＝10KΩ，电阻R16＝1KΩ，电容C1＝10nF。

所述的第二通道中电阻R21＝510Ω，电阻R22＝1.1KΩ，电容C2＝0.1μF。

所述的第三通道中电阻R31＝1KΩ，电阻R32＝1KΩ，电阻R33＝10KΩ，电阻R34＝10KΩ，电容C3＝10nF。

所述的第四通道中电阻R41＝1KΩ，电阻R43＝10KΩ，电阻R44＝10KΩ，电阻R42＝10KΩ,电容C4＝10nF；VCC＝15V，VDD＝-15V。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型涉及的具有恒LE谱的四维T混沌系统，因该系统参数对于反馈参数k变化，系统LE谱固定不变，则称为恒LE谱混沌系统，此类系统LE谱是恒定不变的，则该系统信号复杂度较高。如果将该系统的输出信号作为载波信号，加载到目标信号，即可到得到更加混乱的通信保密信号。本实用新型涉及的无量纲数学模型如下：

式(1)中，x,y,z,w为状态变量，α,b,c,k为方程的参数。系统(1)即恒LE谱的四维T混沌系统。

本实用新型所涉及的电路由第一、第二、第三，第四通道的电路组成，第一、第二、第三、第四通道的电路分别实现了式(1)中的第一、第二、第三，第四函数。反相积分器与反相器采用LM308AN，模拟乘法器采用AD633时，电路的输出波形图见图2、图3、图4,图5，电路输出的相图见图6、图7、图8、图9、图10、图11，图2至图11反映出了恒LE谱的四维T混沌系统的基本混沌特性，从而丰富了混沌的类型，为混沌系统为应用于通信保密以及各种加密系统提供了新的模型电路与构建思路。

Claims (6)

1.一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，包括第一通道，第二通道、第三通道和第四通道，其特征在于：

所述的第一通道的输出信号-x连接第一通道的第一输入端，第一通道的前一级输出信号x分别连接第二通道的输入端和第二通道中的乘法器A1的第一输入引脚；

所述的第二通道的输出信号y分别连接第一通道的第二输入端、第三通道中的A2的第一输入引脚和第四通道中乘法器A3的第一输入引脚；

所述的第三通道的输出信号-z连接第二通道中的A2的第一输入引脚和第三通道的输入端；第三通道前一级输出信号z连接第四通道中乘法器A3的第二输入引脚；

所述的第四通道的输出信号-w连接第四通道的输入端，第四通道前一级输出信号w连接第一通道的第三输入端。

2.根据权利要求1所述的一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，其特征在于，所述的第一通道包括反相积分器U1，反相积分器U1的2引脚连接电阻R11、电阻R12、电阻R16以及电容C1的一端，电阻R12另一端连接第一通道的输出信号-x，电阻R11的另一端连接二通道的输出信号y，电阻R16的另一端连接第四通道前一级输出信号w，电容C1的另一端连接反相积分器U1的6引脚和电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接电阻R14一端和反相器U2的2引脚，电阻R14的另一端连接反相器U2的6引脚；反相积分器U1的3引脚与反相器U2的3引 脚接地；反相积分器U1的4引脚与反相器U2的4引脚接VDD，反相积分器U1的7引脚与反相器U2的7引脚接VCC；

所述的第二通道包括反相积分器U6，反相积分器U62引脚相连电阻R22、电容C2和电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接乘法器A1的输出引脚，电阻R22另一端连接第一通道的前一级输出信号x，电容C2的另一端连接反相积分器U6的6引脚，反相积分器U6的3引脚接地；反相积分器U6的4引脚接VDD，反相积分器U6的7引脚接VCC；

所述的第三通道包括反相器U9，反相器U9的2引脚连接电阻R31、电阻R32和电容C3的一端，电阻R31的另一端连接乘法器A2输出端，电阻R32的另一端连接第三通道的输出信号-z，电容C3的另一端连接反相器U9的6引脚和电阻R33的一端，电阻R33的另一端连接电阻R34的一端和反相器U8的2引脚，电阻R34的另一端连接反相器U8的6引脚；反相积分器U9的3引脚与反相放大器U8的3引脚接地；反相积分器U9的4引脚与反相放大器U8的4引脚接VDD，反相积分器U9的7引脚与反相放大器U8的7引脚接VCC；

所述的第四通道包括反相积分器U12，反相积分器U12的2引脚连接电阻R41、电阻R42和电容C4的一端，电阻R41的另一端连接乘法器A3的输出引脚，电阻R42的另一端连接第四通道的输出信号-w，电容C4的另一端连接反相积分器U12的6引脚和电阻R43的一端，电阻R43的另一端连接电阻R44一端和反相器U11的2引脚，电阻R44另一端连接反相器U11的6引脚；反相器U11的3引脚接地与反相积分器U12的3引脚接地；反相器U11的4引脚以及反相积分器U12的4引脚接VDD，反相器U11 的7引脚以及反相器积分U12的7引脚接VCC。

3.根据权利要求2所述的一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，其特征在于，所述的第一通道反相器U2的输出端信号是-x，第一通道的反相积分器U1输出端为信号x；

所述的第二通道反相积分器U6的输出端是信号y；

所述的第三通道反相器U8的输出端信号是-z，第二通道反相积分器U9的输出端是信号z；

所述的第四通道反相器U11的输出端信号是-w，第四通道反相积分器U12的输出端是信号-w。

4.根据权利要求2所述的一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，其特征在于，所述的反相器U1、反相积分器U2、反相积分器U6、反相器U8、反相积分器U9、反相器U11以及反相积分器U12采用运放器LM308AN。

5.根据权利要求2所述的一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，其特征在于，所述的乘法器A1、乘法器A2与乘法器A3采用乘法器AD633。

6.根据权利要求2所述的一种具有恒LE谱的四维七加三型T混沌电路，其特征在于，所述的第一通道中电阻R11＝5.1kΩ，电阻R12＝5.1kΩ，电阻R13＝10KΩ，电阻R14＝10KΩ，电阻R16＝1KΩ，电容C1＝10nF；

所述的第二通道中电阻R21＝510Ω，电阻R22＝1.1KΩ，电容C2＝0.1μF；

所述的第三通道中电阻R31＝1KΩ，电阻R32＝1KΩ，电阻R33＝10KΩ，电阻R34＝10KΩ，电容C3＝10nF；

所述的第四通道中电阻R41＝1KΩ，电阻R43＝10KΩ，电阻R44＝10KΩ，电阻R42＝10KΩ,电容C4＝10nF；VCC＝15V，VDD＝-15V。