CN207543119U

CN207543119U - 一种三维三次四翼混沌电路

Info

Publication number: CN207543119U
Application number: CN201721770290.3U
Authority: CN
Inventors: 章培军; 王震; 汪向君; 柯静; 李可; 刘倩茹; 周敏
Original assignee: Xijing University
Current assignee: Xijing University
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-06-26
Anticipated expiration: 2027-12-18

Abstract

一种三维三次四翼混沌电路，第一通道的输出信号反馈到第一通道输入端，同时连接第三通道中乘法器A5的输入引脚，该输出信号的前一级信号连接第二通道中乘法器A1的两个输入引脚，同时连接第二通道乘法器A2的输入引脚，也连接第二通道中乘法器A4的输入引脚；第二通道的输出信号反馈到第二通道的输入端，该信号的前一级输出信号作为第一通道的一路输入信号，同时连接第一通道中乘法器A3的输入引脚，还连接第三通道中乘法器A5的输入引脚；第三通道的输出信号反馈到第三通道的输入端，该信号还连接第一通道中乘法器A3的输入引脚，也连接第二通道中乘法器A4的输入引脚；本实用新型具有适用于非线性混沌电路的演示的优点。

Description

一种三维三次四翼混沌电路

技术领域

本实用新型涉及非线性信号发生器设计技术领域，特别涉及一种三维三四翼混沌电路。

背景技术

目前，混沌系统构建工作主要以三维二次系统最为常见，当然人们对此类系统认识程度也较为深入，而随着社会经济的发展，复杂网络系统逐渐出现在我们视线中，基于此，设计出复杂混沌系统(三维三次混沌系统)电路就显得尤为重要且有着良好的应用前景，当然一方面为学生对混沌系统(复杂多翼网络系统)提供了新的思路，另一方面也可为数据采集电路的设计与复杂电力网络系统提供了重要的参考价值；现有技术中，三次多翼混沌电路的复杂性以及混沌系统电路不易设计与抗干扰性较差，电路较为复杂。

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三维三次四翼混沌系统，能够优化混沌系统的信号产生以及对电路的优化。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种三维三次四翼混沌电路，包括第一通道、第二通道和第三通道；所述的第一通道的输出信号-x连接第一通道的第二输入端和第三通道的乘法器A5的第一输入引脚；第一通道的前一级输出信号x连接第二通道中乘法器A1的两个输入引脚、第二通道乘法器A2的第二输入引脚和第二通道中乘法器A4第一输入引脚；所述的第二通道的输出信号-y连接第二通道输入端；第二通道的前一级输出信号y连接第一通道的乘法器A3第一输入引脚、第一通道的第一输入端和第三通道乘法器A5的第二输入引脚；所述的第三通道的输出信号z连接第一通道乘法器A3第二输入引脚、第二通道乘法器A4的第二输入引脚和第三通道的输入端。

所述的第一通道包括乘法器A3，乘法器A3两个输入引脚连接输出信号y和z，乘法器A3输出引脚连接电阻R13的一端，电阻R13另一端分别连接电阻R11、电阻R12、电容C1一端和反相积分器U1的2引脚；电阻R11另一端连接输出信号y，电阻R12的另一端连接输出信号-x，电容C1的另一端分别连接反相积分器U1的6引脚和电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接反相器U2的2引脚和电阻R15一端，电阻 R15另一端连接反相器U2的6引脚；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，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。

所述的电阻R11＝47kΩ，R12＝33KΩ,C1＝100nF，R13＝10KΩ， R14＝10KΩ,R15＝10KΩ，VCC＝15，VDD＝-15V；反相积分器U1、反相器U2 采用运放器LM741。

所述的第二通道包括乘法器A1，乘法器A1两个输入引脚分别连接输出信号x，乘法器A1输出引脚连接乘法器A2第一输入引脚，乘法器A2的输入引脚连接输出信号x，乘法器A2的输出引脚连接电阻R21的一端；电阻R21的另一端连接电阻R22、电阻R23、电容C2的一端和反相积分器U3的2引脚；电阻R22另有一端连接输出信号-y；电阻R23的另一端连接乘法器A4输出引脚，乘法器A4的两个输入引脚分别连接输出信号x和z；电容C2另一端连接反相积分器U3的6引脚和电阻R24一端，电阻R24的另一端连接电阻R25一端和反相器U4的2引脚；电阻R25 另一端连接反相器U4的6引脚；反相积分器U3的3引脚与反相放大器U4 的3引脚接地；反相积分器U3的4引脚与反相放大器U4的4引脚接VDD，反相积分器U3的7引脚与反相放大器U4的7引脚接VCC，第二通道反相器U4的输出端信号是-y，第二通道反相积分器U3的输出端是信号y。

所述的R21＝51KΩ，R22＝5.1KΩ，R23＝10KΩ，R24＝R25＝10KΩ， C2＝100nF，VCC＝15，VDD＝-15V；所述的反相积分器U3、反相器U4采用采用运放器LM741。

所述的第三通道包括乘法器A5，乘法器A5的两个输入引脚连接输出信号-x和y，乘法器A5输出引脚连接电阻R31一端，电阻R3另一端连接电阻R32、电容C3一端和反相积分器U5的2引脚；电阻R32另一端连接输出信号z；电容C3的另一端连接反相积分器U5的6引脚；反相积分器U5的3引脚接地；反相积分器U5的4引脚接VDD，反相积分器U5的7 引脚接VCC，第二通道反相积分器U5的输出端是信号z。

所述的R31＝33kΩ，R32＝100Ω，C3＝100nF；VCC＝15，VDD＝-15V， VCC＝15，VDD＝-15V；反相积分器U5采用运放器LM741。

所述的乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3、乘法器A4以及乘法器A5采用芯片AD633。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的使用数字泰克示波器上便可分别观察出x-y，x-z，y-z 相图，此混沌电路具有电路结构简单，含五个运放与五个乘法器，电路因器件较少原因使得电路性能可靠，适用于非线性混沌电路演示以及对各类通信加密等领域。

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x-y输出相图。

图6是图1的x-z输出相图。

图7是图1的y-z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1，一种三维三次四翼混沌电路，包括第一通道、第二通道和第三通道；所述的第一通道的输出信号-x连接第一通道的第二输入端和第三通道的乘法器A5的第一输入引脚；第一通道的前一级输出信号x连接第二通道中乘法器A1的两个输入引脚、第二通道乘法器A2 的第二输入引脚和第二通道中乘法器A4第一输入引脚；所述的第二通道的输出信号-y连接第二通道输入端；第二通道的前一级输出信号 y连接第一通道的乘法器A3第一输入引脚、第一通道的第一输入端和第三通道乘法器A5的第二输入引脚；所述的第三通道的输出信号z连接第一通道乘法器A3第二输入引脚、第二通道乘法器A4的第二输入引脚和第三通道的输入端。

所述的第二通道包括乘法器A1，乘法器A1两个输入引脚分别连接输出信号x，乘法器A1输出引脚连接乘法器A2第一输入引脚，乘法器 A2的输入引脚连接输出信号x，乘法器A2的输出引脚连接电阻R21的一端；电阻R21的另一端连接电阻R22、电阻R23、电容C2的一端和反相积分器U3的2引脚；电阻R22另有一端连接输出信号-y；电阻R23的另一端连接乘法器A4输出引脚，乘法器A4的两个输入引脚分别连接输出信号x和z；电容C2另一端连接反相积分器U3的6引脚和电阻R24一端，电阻R24的另一端连接电阻R25一端和反相器U4的2引脚；电阻R25 另一端连接反相器U4的6引脚；反相积分器U3的3引脚与反相放大器U4 的3引脚接地；反相积分器U3的4引脚与反相放大器U4的4引脚接VDD，反相积分器U3的7引脚与反相放大器U4的7引脚接VCC，第二通道反相器U4的输出端信号是-y，第二通道反相积分器U3的输出端是信号y。

所述的反相积分器U1、反相器U2、反相积分器U3、反相器U4 与反相积分器U5采用运放器LM741。

第一通道电阻R11＝47kΩ，R12＝33KΩ,C1＝100nF，R13＝10KΩ， R14＝10KΩ,R15＝10KΩ；第二通道电阻R21＝51KΩ，R22＝5.1KΩ， R23＝10KΩ，R24＝R25＝10KΩ，C2＝100nF；第三通道电阻R31＝33kΩ， R32＝100Ω，C3＝100nF；VCC＝15，VDD＝-15V。

本实用新型的工作原理为：

该系统因含有立方项(三次项)以及非线性较多(五个非线性项) 的缘故使得混沌特性非常复杂，可适用于各类加密保密系统，当然因高次项存在为复杂的网络系统提供了新的数学模型。

所涉及的无量纲数学模型如下：

本实用新型涉及的无量纲数学模型如下：

式(1)中，x,y,z为状态变量，a,b，c为方程的参数，系统(1) 即一种三维三次四翼混沌系统。

本实用新型所涉及的电路由第一、第二、第三通道的电路组成，第一、第二、第三通道的电路分时实现了式(1)中的第一、第二、第三函数。运算放大器采用LM741,模拟乘法器使用AD633时，电路三个通道对应的输出时序波形图见图2、图3、图4，电路输出的轨迹波形即相位图见图5、图6、图7，从图上易观察出了一种三维三次四翼混沌系统的混沌特性，因电路设计的简单，使得系统抗干扰能力较强。从一定意义上丰富了混沌的类型，为混沌系统的应用(通信与多媒体加密领域)提供了重要的参考价值。

Claims

1.一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，包括第一通道、第二通道和第三通道；所述的第一通道的输出信号-x连接第一通道的第二输入端和第三通道的乘法器A5的第一输入引脚；第一通道的前一级输出信号x连接第二通道中乘法器A1的两个输入引脚、第二通道乘法器A2的第二输入引脚和第二通道中乘法器A4第一输入引脚；所述的第二通道的输出信号-y连接第二通道输入端；第二通道的前一级输出信号y连接第一通道的乘法器A3第一输入引脚、第一通道的第一输入端和第三通道乘法器A5的第二输入引脚；所述的第三通道的输出信号z连接第一通道乘法器A3第二输入引脚、第二通道乘法器A4的第二输入引脚和第三通道的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，所述的第一通道包括乘法器A3，乘法器A3两个输入引脚连接输出信号y和z，乘法器A3输出引脚连接电阻R13的一端，电阻R13另一端分别连接电阻R11、电阻R12、电容C1一端和反相积分器U1的2引脚；电阻R11另一端连接输出信号y，电阻R12的另一端连接输出信号-x，电容C1的另一端分别连接反相积分器U1的6引脚和电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接反相器U2的2引脚和电阻R15一端，电阻R15另一端连接反相器U2的6引脚；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，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。

3.根据权利要求2所述的一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，所述的电阻R11＝47kΩ，R12＝33KΩ,C1＝100nF，R13＝10KΩ，R14＝10KΩ,R15＝10KΩ，VCC＝15，VDD＝-15V；反相积分器U1、反相器U2采用运放器LM741。

4.根据权利要求1所述的一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，所述的第二通道包括乘法器A1，乘法器A1两个输入引脚分别连接输出信号x，乘法器A1输出引脚连接乘法器A2第一输入引脚，乘法器A2的输入引脚连接输出信号x，乘法器A2的输出引脚连接电阻R21的一端；电阻R21的另一端连接电阻R22、电阻R23、电容C2的一端和反相积分器U3的2引脚；电阻R22另有一端连接输出信号-y；电阻R23的另一端连接乘法器A4输出引脚，乘法器A4的两个输入引脚分别连接输出信号x和z；电容C2另一端连接反相积分器U3的6引脚和电阻R24一端，电阻R24的另一端连接电阻R25一端和反相器U4的2引脚；电阻R25另一端连接反相器U4的6引脚；反相积分器U3的3引脚与反相放大器U4的3引脚接地；反相积分器U3的4引脚与反相放大器U4的4引脚接VDD，反相积分器U3的7引脚与反相放大器U4的7引脚接VCC，第二通道反相器U4的输出端信号是-y，第二通道反相积分器U3的输出端是信号y。

5.根据权利要求4所述的一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，所述的R21＝51KΩ，R22＝5.1KΩ，R23＝10KΩ，R24＝R25＝10KΩ，C2＝100nF，VCC＝15，VDD＝-15V；所述的反相积分器U3、反相器U4采用采用运放器LM741。

6.根据权利要求1所述的一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，所述的第三通道包括乘法器A5，乘法器A5的两个输入引脚连接输出信号-x和y，乘法器A5输出引脚连接电阻R31一端，电阻R3另一端连接电阻R32、电容C3一端和反相积分器U5的2引脚；电阻R32另一端连接输出信号z；电容C3的另一端连接反相积分器U5的6引脚；反相积分器U5的3引脚接地；反相积分器U5的4引脚接VDD，反相积分器U5的7引脚接VCC，第二通道反相积分器U5的输出端是信号z。

7.根据权利要求6所述的一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，所述的R31＝33kΩ，R32＝100Ω，C3＝100nF；VCC＝15，VDD＝-15V，VCC＝15，VDD＝-15V；反相积分器U5采用运放器LM741。

8.根据权利要求1所述的一种三维三次四翼混沌电路，其特征在于，所述的乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3、乘法器A4以及乘法器A5采用芯片AD633。