JPH0895937A - Chaos neuron circuit - Google Patents

Chaos neuron circuit

Info

Publication number
JPH0895937A
JPH0895937A JP6252676A JP25267694A JPH0895937A JP H0895937 A JPH0895937 A JP H0895937A JP 6252676 A JP6252676 A JP 6252676A JP 25267694 A JP25267694 A JP 25267694A JP H0895937 A JPH0895937 A JP H0895937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
amplifier
chaotic
chaos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6252676A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Takatani
敏彦 高谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Priority to JP6252676A priority Critical patent/JPH0895937A/en
Publication of JPH0895937A publication Critical patent/JPH0895937A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To easily prepare a neuron element utilizing chaos characteristics by integrating a chaos circuit for generating a high-order chaos in place of a conventional amplifier on the output stage in a digital/analog neuron circuit. CONSTITUTION: This circuit is composed of field effect transistors(FET) 21 and 22, current mirror circuit 27 provided between the FET 21 and 22, differential amplifier circuit 28 and chaos circuit 30. Namely, this circuit is constituted as a chaos neuron circuit equipped with the chaos circuit for generating a high-order chaos in place of the conventional amplifier on the output stage. This chaos circuit 30 is composed of an adder/subtracter, multiplier, comparator, amplifier, further, reference vibration generating circuit and delay circuit. Namely, the circuit is provided with the reference vibration generating circuit, amplifier equipped with a delay feedback circuit and delay circuit for realizing a high-order chaos phenomenon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ニューラルネットワー
クを構築するために神経細胞の機能をモデル化したニュ
ーロン回路に係り、特にカオス現象を応用してデジタル
機器との接続を可能にしたカオスニューロン回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neuron circuit that models the function of nerve cells in order to construct a neural network, and in particular, a chaotic neuron circuit that applies the chaos phenomenon to enable connection with digital equipment. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のデジタル/アナログ・ニューロン
回路については、特開平2−311972号公報記載の
「ニューロン素子回路」にその例が示されている。上記
デジタル/アナログ・ニューロン回路は、図4(特開平
2−311972号公報の第1図に相当する)に示すよ
うに、重み電圧V1 がゲートに印加されて飽和領域で動
作する電界効果トランジスタ(FET)21と、前段の
ニューロン素子の出力電圧V2 がドレインに入力される
FET22と、FET22のゲート電圧を制御するため
にFET21とFET22の間に設けられたカレントミ
ラー回路27と、FET22の出力を加算するオペアン
プ23と、オペアンプ23の出力からシグモイド関数を
発生させるバイポーラトランジスタにより構成された差
動増幅回路28と、電圧Vccと差動増幅回路28からの
出力の差を出力する出力段のオペアンプ24とから構成
されているものである。尚、ここで使用した符号は上記
公報の符号に従わず、独自の符号を付している。
2. Description of the Related Art An example of a conventional digital / analog neuron circuit is shown in "Neuron element circuit" described in JP-A-2-311972. As shown in FIG. 4 (corresponding to FIG. 1 of JP-A-2-311972), the above-mentioned digital / analog neuron circuit is a field effect transistor which operates in a saturation region when a weighting voltage V1 is applied to its gate. FET) 21, an FET 22 to which the output voltage V2 of the preceding neuron element is input to the drain, a current mirror circuit 27 provided between the FET 21 and the FET 22 for controlling the gate voltage of the FET 22, and an output of the FET 22. An operational amplifier 23 for addition, a differential amplifier circuit 28 composed of a bipolar transistor for generating a sigmoid function from the output of the operational amplifier 23, and an operational amplifier 24 at an output stage for outputting the difference between the voltage Vcc and the output from the differential amplifier circuit 28. It is composed of and. It should be noted that the reference numerals used here do not follow the reference numerals in the above publications, but are given unique reference numerals.

【0003】尚、シグモイド関数を発生させる回路(シ
グモイド関数発生回路)におけるシグモイド関数f
(u)とは、「ニューラルシステムにおけるカオス」合
原一幸編著 東京電機大学出版局発行 p185に示さ
れているように、f(u)=1/{1+exp(−u/
ε)}で表されるものである。ここで、uは、単位階段
関数を示し、εは、上記関数の傾きの急峻さを表す定数
を示している(上記参考文献「ニューラルシステムにお
けるカオス」p161参照)。
Incidentally, a sigmoid function f in a circuit for generating a sigmoid function (sigmoid function generating circuit)
(U) means “chaos in neural systems” edited by Kazuyuki Aihara, published by Tokyo Denki University Press, p185. As shown in p185, f (u) = 1 / {1 + exp (-u /
ε)}. Here, u represents a unit step function, and ε represents a constant representing the steepness of the slope of the above function (see the above-mentioned reference "Chaos in Neural System" p161).

【0004】そして、上記従来のオペアンプとカレント
ミラー回路による低集積型のデジタル/アナログ・ニュ
ーロン回路では、利得の調整をアナログ部分の回路で行
い、既存の電子デバイスとの接続は、デジタル部分であ
る電界効果トランジスタ(FET)で行っていた。
In the low integration type digital / analog neuron circuit using the above-mentioned conventional operational amplifier and current mirror circuit, the gain is adjusted by the circuit of the analog part, and the connection with the existing electronic device is the digital part. A field effect transistor (FET) was used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の特開平2−311972号公報記載のデジタル/ア
ナログ・ニューロン回路では、情報がデジタル値である
ために、回路内のトランジスタやアンプで発生するカオ
ス的(カオチック)な振動が雑音として取り扱わざるお
えないため、積極的にカオス特性を利用することができ
ず、従って回路を構成する部品に要求される精度が厳し
く、容易にニューロン素子を作ることができないという
問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional digital / analog neuron circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-311972, since information is a digital value, chaos generated in a transistor or an amplifier in the circuit. Since the chaotic vibration must be treated as noise, the chaotic characteristics cannot be positively used, and therefore the precision required for the components that make up the circuit is severe, and it is easy to make neuron elements. There was a problem that it could not be done.

【0006】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、デジタル/アナログ・ニューロン回路において、従
来の出力段のアンプの替わりに高次カオスを発生するカ
オス回路を組み込むことにより、容易にカオス特性を利
用したニューロン素子を作ることができるカオスニュー
ロン回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances. It is possible to easily perform chaos by incorporating a chaos circuit that generates high-order chaos in place of the conventional output stage amplifier in a digital / analog neuron circuit. It is an object of the present invention to provide a chaotic neuron circuit which can make a neuron element utilizing the characteristics.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、カオスニューロン
回路において、電界効果トランジスタとカレントミラー
回路とを具備する積算回路と、オペアンプから成る和算
回路と、バイポーラトランジスタで形成されたシグモイ
ド関数発生回路と、カオス回路とを有し、前記カオス回
路が、2つの入力の差分をとる加減算器と、遅延フィー
ドバック回路を備えた増幅器と、基準振動の信号を発生
させる基準振動発生回路と、信号を遅延させる遅延回路
とを具備し、前記基準振動発生回路から出力される基準
振動の信号が前記増幅器の入力に入力されるよう接続さ
れ、前記増幅器からの出力が前記加減算器の一方の入力
に入力されるよう接続され、前記加減算器からの出力が
前記遅延回路の入力に入力されるよう接続され、前記遅
延回路からの出力が前記加減算器の他方の入力に入力さ
れるよう接続され、更に前記シグモイド関数発生回路か
らの出力が前記加減算器の他方の入力に入力されるよう
接続され、前記加減算器の出力を回路の出力とする回路
であることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems of the prior art, in a chaotic neuron circuit, an integrating circuit including a field effect transistor and a current mirror circuit and an operational amplifier are provided. A summing circuit, a sigmoid function generating circuit formed of bipolar transistors, and a chaotic circuit, the chaotic circuit adding and subtracting a difference between two inputs, and an amplifier including a delay feedback circuit, A reference vibration generating circuit for generating a reference vibration signal; and a delay circuit for delaying the signal, the reference vibration signal output from the reference vibration generating circuit being connected to the input of the amplifier, The output from the amplifier is connected to one input of the adder / subtractor, and the output from the adder / subtractor is input to the delay circuit. And the output from the delay circuit is connected to the other input of the adder / subtractor, and the output from the sigmoid function generating circuit is input to the other input of the adder / subtractor. The circuit is connected so that the output of the adder / subtractor is the output of the circuit.

【0008】上記従来例の問題点を解決するための請求
項2記載の発明は、請求項1記載のカオスニューロン回
路において、シグモイド関数発生回路からの出力に同期
して基準振動発生回路からの基準振動の信号を増幅器に
出力する周波数調整回路を設けたことを特徴としてい
る。
A second aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example is the chaotic neuron circuit according to the first aspect, in which the reference from the reference oscillation generating circuit is synchronized with the output from the sigmoid function generating circuit. It is characterized in that a frequency adjusting circuit for outputting a vibration signal to the amplifier is provided.

【0009】[0009]

【作用】請求項1記載の発明によれば、積算回路と、和
算回路と、シグモイド関数発生回路とを有し、従来の出
力段のアンプの代わりに高次カオスを発生させるカオス
回路を設けたカオスニューロン回路としているので、ニ
ューロン回路において高次のカオス特性を容易に利用で
きる。
According to the first aspect of the present invention, a chaos circuit is provided which has an integrating circuit, a summing circuit, and a sigmoid function generating circuit, and which generates high-order chaos instead of the conventional output stage amplifier. Since it is a chaotic neuron circuit, high-order chaotic characteristics can be easily used in the neuron circuit.

【0010】請求項2記載の発明によれば、シグモイド
関数発生回路からの出力に同期して周波数調整回路がカ
オス回路内の基準信号を基準振動発生回路で発生させる
請求項1記載のカオスニューロン回路としているので、
シグモイド関数発生回路からの出力とカオス回路内の基
準信号とが同期し、純粋なカオス状態の中にシグモイド
関数発生回路からの出力を取り込むことができるので、
カオスニューロン回路において更に積極的にカオス特性
を利用することができる。
According to a second aspect of the present invention, the chaotic neuron circuit according to the first aspect, wherein the frequency adjusting circuit causes the reference oscillation signal in the chaotic circuit to be generated by the frequency adjusting circuit in synchronization with the output from the sigmoid function generating circuit. Because,
Since the output from the sigmoid function generating circuit and the reference signal in the chaotic circuit are synchronized, and the output from the sigmoid function generating circuit can be captured in the pure chaotic state,
The chaotic characteristic can be more positively utilized in the chaotic neuron circuit.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。本発明の一実施例に係るカオスニューロン
回路は、図4の出力段のオペアンプ24及びそれに付属
する抵抗26の代わりに図2又は図3に示す高次を発生
させるカオス回路を組み込むことでニューロン回路にカ
オス特性を利用することができるものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The chaotic neuron circuit according to the embodiment of the present invention is a neuron circuit in which a chaotic circuit for generating a higher order shown in FIG. 2 or 3 is incorporated instead of the operational amplifier 24 in the output stage of FIG. 4 and the resistor 26 attached thereto. It is possible to take advantage of the chaotic characteristics.

【0012】図1は、本発明の一実施例に係るカオスニ
ューロン回路の構成ブロック図である。尚、図4と同一
の構成部分には同一の符号を付加している。本実施例の
カオスニューロン回路は、図1に示すように、重み電圧
V1 がゲートに印加されて飽和領域で動作する電界効果
トランジスタ(FET)21と、前段のニューロン素子
の出力電圧V2 がドレインに入力されるFET22と、
FET22のゲート電圧を制御するためにFET21と
FET22の間に設けられたカレントミラー回路27
と、FET22の出力を加算するオペアンプ23と、オ
ペアンプ23の出力からシグモイド関数を発生させるバ
イポーラトランジスタにより構成された差動増幅回路2
8と、電圧Vccと差動増幅回路28からの出力が入力さ
れる本実施例の特徴部分であるカオス回路30とから構
成されている。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a chaotic neuron circuit according to an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 1, the chaotic neuron circuit of this embodiment has a field effect transistor (FET) 21 which operates in a saturation region when a weighted voltage V1 is applied to its gate, and an output voltage V2 of a neuron element in the preceding stage to its drain. FET22 input,
A current mirror circuit 27 provided between the FET 21 and the FET 22 for controlling the gate voltage of the FET 22.
And a differential amplifier circuit 2 including an operational amplifier 23 that adds the outputs of the FET 22 and a bipolar transistor that generates a sigmoid function from the output of the operational amplifier 23.
8 and a chaos circuit 30, which is a characteristic part of this embodiment, to which the voltage Vcc and the output from the differential amplifier circuit 28 are input.

【0013】次に、本実施例の特徴部分であるカオス回
路30について具体的に図2,図3を使って説明する。
図2は、本実施例のカオスニューロン回路に組み込まれ
るカオス回路の回路構成図であり、図3は、本実施例の
カオスニューロン回路に組み込まれる別のカオス回路の
回路構成図である。
Next, the chaotic circuit 30, which is a characteristic part of this embodiment, will be specifically described with reference to FIGS.
2 is a circuit configuration diagram of a chaotic circuit incorporated in the chaotic neuron circuit of the present embodiment, and FIG. 3 is a circuit configuration diagram of another chaotic circuit incorporated in the chaotic neuron circuit of the present embodiment.

【0014】まず、図2のカオス回路について説明する
と、図2のカオス回路は、加減算器3と、乗算器4と、
コンパレータ5と、増幅器6a,6b,6cと、更に基
準振動発生回路7と、遅延回路8とから構成されてい
る。ここで、高次のカオス現象を実現するためのものと
して、基準振動発生回路7及び遅延フィードバック回路
を有する増幅器6bと遅延回路8とを備えている。尚、
加減算器3、乗算器4、コンパレータ5、増幅器6の基
本的動作は、広く一般的に知られている通りであるた
め、ここにおいて具体的説明を省略する。
First, the chaos circuit of FIG. 2 will be described. The chaos circuit of FIG. 2 includes an adder / subtractor 3, a multiplier 4, and
It comprises a comparator 5, amplifiers 6a, 6b and 6c, a reference vibration generating circuit 7 and a delay circuit 8. Here, an amplifier 6b having a reference vibration generating circuit 7 and a delay feedback circuit and a delay circuit 8 are provided to realize a higher-order chaotic phenomenon. still,
The basic operations of the adder / subtractor 3, the multiplier 4, the comparator 5, and the amplifier 6 are as widely known in general, and therefore a detailed description thereof will be omitted here.

【0015】図2のカオス回路の接続関係は、増幅器6
cの出力が遅延回路8に入力され、遅延回路8の出力と
電源から供給される+Vccの電圧(基準電位)とが増幅
器6aに入力され、増幅器6aの出力が乗算器4に入力
され、乗算器4の出力に差動増幅回路28からの出力が
加えられて加減算器3の一方の端子に入力され、また基
準振動発生回路7の出力が増幅器6bに入力され、増幅
器6bの出力が加減算器3の他方の端子に入力され、加
減算器3の出力が分岐して一方が増幅器6cに入力さ
れ、他方がコンパレータ5に入力され、コンパレータ5
から本実施例のカオス回路の出力が得られるようになっ
ている。
The connection relationship of the chaotic circuit shown in FIG.
The output of c is input to the delay circuit 8, the output of the delay circuit 8 and the voltage (reference potential) of + Vcc supplied from the power supply are input to the amplifier 6a, and the output of the amplifier 6a is input to the multiplier 4 for multiplication. The output of the differential amplifier circuit 28 is added to the output of the amplifier 4 and is input to one terminal of the adder / subtractor 3, and the output of the reference vibration generating circuit 7 is input to the amplifier 6b, and the output of the amplifier 6b is added / subtracted. 3 is input to the other terminal, the output of the adder / subtractor 3 is branched, one is input to the amplifier 6c, the other is input to the comparator 5, and the comparator 5
Therefore, the output of the chaotic circuit of this embodiment can be obtained.

【0016】尚、増幅器6bの入力部分は抵抗rを介し
て接地され、増幅器6cの入力部分は容量Cを介して接
地されている。また、増幅器6b,6cの遅延フィード
バック回路として抵抗Rを用いている。
The input part of the amplifier 6b is grounded via a resistor r, and the input part of the amplifier 6c is grounded via a capacitance C. A resistor R is used as a delay feedback circuit for the amplifiers 6b and 6c.

【0017】ここで、本実施例の基準振動発生回路7
は、例えば、水晶発振器を用いた基準振動発生回路であ
る。また、基準振動発生回路7を、電気的リレー回路を
用いて周期的なクロックを発生させる基準振動発生回路
としてもよい。
Here, the reference vibration generating circuit 7 of the present embodiment.
Is a reference vibration generating circuit using a crystal oscillator, for example. Further, the reference vibration generating circuit 7 may be a reference vibration generating circuit that generates a periodic clock using an electric relay circuit.

【0018】また、図2のカオス回路では、高次カオス
を発生させるために、増幅器6cから増幅器6aへの帰
還回路のフィードバックに可変抵抗VRと可変コンデン
サVCから構成される遅延回路8が設けられている。
Further, in the chaos circuit of FIG. 2, in order to generate higher-order chaos, the delay circuit 8 composed of the variable resistor VR and the variable capacitor VC is provided for feedback of the feedback circuit from the amplifier 6c to the amplifier 6a. ing.

【0019】遅延回路8は、可変抵抗VRと可変コンデ
ンサVCを並列に接続した構成のもので、可変抵抗VR
と可変コンデンサVCの値を調整することで、その遅延
時間を変化させ、周期的な信号(周期アトラクタ)又は
準周期的な信号(準周期アトラクタ)若しくはカオス的
な信号(非周期アトラクタ)を発生させるものである。
The delay circuit 8 has a configuration in which a variable resistor VR and a variable capacitor VC are connected in parallel.
And the value of the variable capacitor VC are adjusted to change the delay time and generate a periodic signal (periodic attractor) or a quasi-periodic signal (quasi-periodic attractor) or a chaotic signal (aperiodic attractor). It is what makes me.

【0020】また、遅延回路8を可変抵抗VRと可変コ
ンデンサVCを直列に接続した構成としても、遅延時間
を変化させることができ、上記同様のアトラクタを発生
させることが可能である。
Further, even if the delay circuit 8 is constituted by connecting the variable resistor VR and the variable capacitor VC in series, the delay time can be changed and an attractor similar to the above can be generated.

【0021】次に、図2のカオス回路の動作について説
明する。図2に示すように、増幅器6cからの出力が遅
延回路8に入力され、遅延回路8で出力を遅延させてそ
の出力に電源から供給される+Vccの電圧が加えられた
信号が増幅器6aに入力され、増幅器6aからの出力に
乗算器4で定数k(電気的な一定レベルの信号)が乗算
され、乗算器4からの出力に外部入力としての差動増幅
回路28からの出力が加えられ、また、基準振動発生回
路7からの出力が増幅器6bに入力され、増幅器6bか
らの出力と乗算器4からの出力に外部入力が加えられた
信号との差分が加減算器3で取られて、増幅器6cに入
力されるものである。ここで、加減算器3からの出力が
分岐されてコンパレータ5に入力され、このコンパレー
タ5からの出力が本実施例のカオス回路の出力となるも
のである。
Next, the operation of the chaotic circuit shown in FIG. 2 will be described. As shown in FIG. 2, the output from the amplifier 6c is input to the delay circuit 8, the output is delayed by the delay circuit 8, and the signal to which the voltage of + Vcc supplied from the power supply is added to the output is input to the amplifier 6a. The output from the amplifier 6a is multiplied by a constant k (electrically constant level signal) in the multiplier 4, and the output from the differential amplifier circuit 28 as an external input is added to the output from the multiplier 4, Further, the output from the reference vibration generating circuit 7 is input to the amplifier 6b, and the difference between the output from the amplifier 6b and the signal obtained by adding the external input to the output from the multiplier 4 is taken by the adder / subtractor 3 to obtain the amplifier. 6c is input. Here, the output from the adder / subtractor 3 is branched and input to the comparator 5, and the output from this comparator 5 becomes the output of the chaos circuit of this embodiment.

【0022】尚、上記定数kは、不応性の時間減衰定数
を示すもので、0≦k<1の範囲で値が決められるもの
である(「カオス[カオス理論の基礎と応用]」合原一
幸編著 サイエンス社発行 p300〜p301 参
照)。
The constant k represents a refractory time decay constant, and its value is determined within the range of 0≤k <1 ("Chaos [Basics and Applications of Chaos Theory]" Kazuyuki Aihara. Edited by Science Publishing, p300-p301).

【0023】そして、増幅器6bでは、遅延フィードバ
ック回路として抵抗Rを設けているため、基準振動発生
回路7から増幅器6bに入力される信号の振幅は、抵抗
Rの値によっては遅延時間の影響を受けてゆれている状
態となることがある。このゆれている状態がカオス現象
によって引き起こされるものであり、この状態は、増幅
器6bの入力段若しくは出力段の利得調整(実際には抵
抗Rによる抵抗比)によって実現可能である。
Since the resistor R is provided as the delay feedback circuit in the amplifier 6b, the amplitude of the signal input from the reference vibration generating circuit 7 to the amplifier 6b is affected by the delay time depending on the value of the resistor R. It may be shaking. This swaying state is caused by the chaos phenomenon, and this state can be realized by adjusting the gain (actually, the resistance ratio by the resistor R) of the input stage or the output stage of the amplifier 6b.

【0024】増幅器6bから出力されるゆれている状態
の信号を用いて、増幅器6aで増幅された帰還信号に乗
算器4で定数kが乗算されて更に外部入力(差動増幅回
路28の出力)が加えられた信号との差分を加減算器3
で取り、コンパレータ5からカオス状態の信号を発生さ
せるものである。
The feedback signal amplified by the amplifier 6a is multiplied by a constant k in the multiplier 4 by using the signal in a swaying state output from the amplifier 6b, and further externally input (output of the differential amplifier circuit 28). The difference between the signal and
Then, the comparator 5 generates a chaotic signal.

【0025】図2の増幅器6bの遅延フィードバック回
路は、抵抗Rを用いて実現しているが、蓄積された電荷
を順次シフトさせて出力するCCD(Charge Coupled D
evice )を用いて実現することも可能であり、また、コ
ンデンサCを用いてもよいし、可変抵抗VRを用いても
よいし、可変コンデンサVCを用いてもよいし、抵抗R
とコンデンサCとを並列に接続した素子を用いてもよい
し、可変抵抗VRと可変コンデンサVCとを並列に接続
した素子を用いてもよい。可変コンデンサVCは、例え
ば、リレーを用いてコンデンサの並列容量を変更して実
現することも可能である。
The delay feedback circuit of the amplifier 6b in FIG. 2 is realized by using a resistor R, but a CCD (Charge Coupled D) that sequentially shifts and outputs the accumulated charges is output.
It is also possible to use a capacitor C, a variable resistor VR, a variable capacitor VC, or a resistor R.
An element in which the capacitor C and the capacitor C are connected in parallel may be used, or an element in which the variable resistor VR and the variable capacitor VC are connected in parallel may be used. The variable capacitor VC can also be realized by changing the parallel capacitance of the capacitors using a relay, for example.

【0026】次に、図3のカオス回路について説明する
と、図3のカオス回路は、図2のカオス回路を基にし
て、外部入力と基準振動数との同期をとる周波数調整回
路9が設けられている。このカオス回路は、入力信号に
対してカオス回路で生成した高次カオスの許容範囲を変
更できるものである。
Next, the chaos circuit of FIG. 3 will be described. The chaos circuit of FIG. 3 is provided with a frequency adjusting circuit 9 for synchronizing the external input with the reference frequency, based on the chaos circuit of FIG. ing. This chaotic circuit can change the allowable range of high-order chaos generated by the chaotic circuit with respect to the input signal.

【0027】図3のカオス回路における周波数調整回路
9は、具体的には入力信号の周波数を分周する分周器9
aとANDゲートの乗算器9bとから構成され、分周器
9aで分周された信号と基準振動発生回路7から出力さ
れた基準振動数との積(AND)を乗算器9bでとって
増幅器6bに出力するものである。つまり、外部入力信
号と基準振動数との同期をとることによって純粋なカオ
ス状態の中に外部入力信号を取り込むことが可能となる
ものである。ここで、外部入力信号とは、差動増幅回路
28から出力される信号のことである。
The frequency adjusting circuit 9 in the chaos circuit of FIG. 3 is specifically a frequency divider 9 for dividing the frequency of the input signal.
a and an AND gate multiplier 9b, the product (AND) of the signal divided by the frequency divider 9a and the reference frequency output from the reference vibration generating circuit 7 is taken by the multiplier 9b and is then amplified. It is output to 6b. That is, by synchronizing the external input signal with the reference frequency, the external input signal can be taken into a pure chaotic state. Here, the external input signal is a signal output from the differential amplifier circuit 28.

【0028】図2及び図3のカオス回路によれば、基準
振動発生回路7から発生する基準振動の信号を遅延フィ
ードバック回路を有する増幅器6bで振幅がゆれている
状態の信号とし、このゆれている状態の信号と、増幅器
6cから増幅器6aへのフィードバック部分に設けられ
た遅延回路8からの遅延した帰還信号に差動増幅器28
からの出力が加えられた信号との差分を加減算器3で取
って、カオス状態の信号をコンパレータ5から出力する
ようにしているので、例えば、特開平1−147657
号公報に記載された従来のカオス回路と比較して、カオ
スを発生させるためのスイッチをオン/オフするタイミ
ングφ のオーダパラメータの設定が不要となるため、
オーダパラメータ設定の不適切さで他の回路の相互作用
によって引き起こる以前のデータの履歴の引きずりを防
止でき、良好なカオス状態を発生させる高次のカオスニ
ューロン回路を簡易に実現できる効果がある。
According to the chaos circuits of FIGS. 2 and 3, the reference vibration signal generated from the reference vibration generating circuit 7 is used as the signal whose amplitude is fluctuated by the amplifier 6b having the delay feedback circuit, and this fluctuation is caused. The differential amplifier 28 receives the status signal and the delayed feedback signal from the delay circuit 8 provided in the feedback section from the amplifier 6c to the amplifier 6a.
Since the difference from the signal added with the output from is added and subtracted by the adder / subtractor 3 and the signal in the chaotic state is output from the comparator 5, for example, JP-A-1-147657.
As compared with the conventional chaos circuit described in Japanese Patent Publication, it is not necessary to set the order parameter of the timing φ at which the switch for generating chaos is turned on / off.
There is an effect that it is possible to prevent the history of the previous data from being dragged due to the interaction of other circuits due to improper order parameter setting, and to easily realize a high-order chaotic neuron circuit that generates a good chaotic state.

【0029】また、図3のカオス回路によれば、周波数
調整回路9により外部入力信号に同期した基準振動の信
号を得ることができるようにしているので、外部入力信
号と基準振動数との同期をとることによって純粋なカオ
ス状態の中に外部入力信号を取り込むことができる効果
がある。
Further, according to the chaos circuit of FIG. 3, since the frequency adjusting circuit 9 can obtain the reference vibration signal synchronized with the external input signal, the external input signal is synchronized with the reference frequency. By taking the effect, there is an effect that the external input signal can be taken into the pure chaotic state.

【0030】本実施例のカオスニューロン回路によれ
ば、前段のニューロン素子数に応じた数の飽和領域で動
作するFET21と、カレントミラー回路27及び電流
加算を行うオペアンプ23と、シグモイド関数発生回路
を構成するバイポーラトランジスタによって形成された
差動増幅回路28と、出力電圧の基準電位(電源電圧)
Vccと、振幅を調整する図2又は図3のカオス回路30
とから構成されているので、FET21、カレントミラ
ー回路27、オペアンプ23による構成で積算回路の精
度を向上させ、バイポーラトランジスタを用いた差動増
幅回路28によるシグモイド関数発生回路により低消費
電力化を図ることができると共に、図2又は図3のカオ
ス回路を組み込んでいるためニューロン回路に高次のカ
オス特性を容易に利用できる効果がある。
According to the chaotic neuron circuit of this embodiment, the FET 21 that operates in the saturation region corresponding to the number of neuron elements in the preceding stage, the current mirror circuit 27, the operational amplifier 23 that performs current addition, and the sigmoid function generating circuit are provided. A differential amplifier circuit 28 formed of bipolar transistors and a reference potential (power supply voltage) of the output voltage
Vcc and the chaos circuit 30 of FIG. 2 or 3 for adjusting the amplitude
Therefore, the accuracy of the integrating circuit is improved by the configuration of the FET 21, the current mirror circuit 27, and the operational amplifier 23, and the power consumption is reduced by the sigmoid function generating circuit by the differential amplifier circuit 28 using bipolar transistors. In addition, since the chaotic circuit of FIG. 2 or 3 is incorporated, the neuron circuit can easily use high-order chaotic characteristics.

【0031】特に、図2又は図3のカオス回路を組み込
んだカオスニューロン回路によれば、デジタル/アナロ
グ・ニューロン回路において、情報がデジタル値であっ
ても、出力段に図2又は図3のカオス回路を設けている
ので、回路内のトランジスタやアンプで発生するカオス
的(カオチック)な振動が雑音として取り扱わられるこ
とがなく、積極的にカオス特性を利用することができ、
従って回路を構成する部品に要求される精度を厳しくす
る必要がなく、容易にカオス特性を利用したニューロン
素子を作ることができる効果がある。
In particular, according to the chaotic neuron circuit incorporating the chaotic circuit of FIG. 2 or 3, even if the information is a digital value in the digital / analog neuron circuit, the chaotic circuit of FIG. 2 or 3 is output to the output stage. Since the circuit is provided, chaotic vibrations generated by transistors and amplifiers in the circuit are not treated as noise, and the chaotic characteristics can be positively used.
Therefore, there is an effect that it is not necessary to make the precision required for the components constituting the circuit strict, and a neuron element utilizing the chaotic characteristics can be easily manufactured.

【0032】また、図3のカオス回路を組み込んだカオ
スニューロン回路によれば、差動増幅回路28から出力
される信号に同期して周波数調整回路9がカオス回路内
の基準信号を発生させるようにしているので、差動増幅
回路28からの信号とカオス回路内の基準信号とが同期
し、純粋なカオス状態の中に差動増幅回路28からの信
号を取り込むことができるため、カオスニューロン回路
において更に積極的にカオス特性を利用することができ
る効果がある。
Further, according to the chaotic neuron circuit incorporating the chaotic circuit of FIG. 3, the frequency adjusting circuit 9 generates the reference signal in the chaotic circuit in synchronization with the signal output from the differential amplifier circuit 28. Therefore, the signal from the differential amplifier circuit 28 and the reference signal in the chaotic circuit are synchronized, and the signal from the differential amplifier circuit 28 can be taken into a pure chaotic state. Further, there is an effect that the chaotic characteristic can be positively utilized.

【0033】[0033]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、積算回路
と、和算回路と、シグモイド関数発生回路とを有し、従
来の出力段のアンプの代わりに高次カオスを発生させる
カオス回路を設けたカオスニューロン回路としているの
で、ニューロン回路において高次のカオス特性を容易に
利用できる効果がある。
According to the first aspect of the present invention, a chaotic circuit having an integrating circuit, a summing circuit, and a sigmoid function generating circuit for generating high-order chaos instead of the conventional output stage amplifier. Since the chaotic neuron circuit is provided with, there is an effect that the high-order chaotic characteristic can be easily used in the neuron circuit.

【0034】請求項2記載の発明によれば、シグモイド
関数発生回路からの出力に同期して周波数調整回路がカ
オス回路内の基準信号を基準振動発生回路で発生させる
請求項1記載のカオスニューロン回路としているので、
シグモイド関数発生回路からの出力とカオス回路内の基
準信号とが同期し、純粋なカオス状態の中にシグモイド
関数発生回路からの出力を取り込むことができるので、
カオスニューロン回路において更に積極的にカオス特性
を利用することができる効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the chaotic neuron circuit according to the first aspect, wherein the frequency adjusting circuit causes the reference oscillation generating circuit to generate the reference signal in the chaos circuit in synchronization with the output from the sigmoid function generating circuit. Because,
Since the output from the sigmoid function generating circuit and the reference signal in the chaotic circuit are synchronized, and the output from the sigmoid function generating circuit can be captured in the pure chaotic state,
There is an effect that the chaotic characteristic can be more positively utilized in the chaotic neuron circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るカオスニューロン回路
の構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a chaotic neuron circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例のカオスニューロン回路に組み込まれ
るカオス回路の回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a chaotic circuit incorporated in the chaotic neuron circuit of this embodiment.

【図3】本実施例のカオスニューロン回路に組み込まれ
る別のカオス回路の回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of another chaotic circuit incorporated in the chaotic neuron circuit of the present embodiment.

【図4】従来のデジタル/アナログ・ニューロン回路の
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional digital / analog neuron circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…加減算器、 4…乗算器、 5…コンパレータ、
6…増幅器、 7…基準振動発生回路、 8…遅延回
路、 9…周波数調整回路、 21,22…FET、
23…オペアンプ、 27…カレントミラー回路、 2
8…差動増幅回路、 30…カオス回路
3 ... Adder / subtractor, 4 ... Multiplier, 5 ... Comparator,
6 ... Amplifier, 7 ... Reference vibration generating circuit, 8 ... Delay circuit, 9 ... Frequency adjusting circuit, 21, 22 ... FET,
23 ... Operational amplifier, 27 ... Current mirror circuit, 2
8 ... Differential amplifier circuit, 30 ... Chaotic circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電界効果トランジスタとカレントミラー
回路とを具備する積算回路と、オペアンプから成る和算
回路と、バイポーラトランジスタで形成されたシグモイ
ド関数発生回路と、カオス回路とを有し、前記カオス回
路が、2つの入力の差分をとる加減算器と、遅延フィー
ドバック回路を備えた増幅器と、基準振動の信号を発生
させる基準振動発生回路と、信号を遅延させる遅延回路
とを具備し、前記基準振動発生回路から出力される基準
振動の信号が前記増幅器の入力に入力されるよう接続さ
れ、前記増幅器からの出力が前記加減算器の一方の入力
に入力されるよう接続され、前記加減算器からの出力が
前記遅延回路の入力に入力されるよう接続され、前記遅
延回路からの出力が前記加減算器の他方の入力に入力さ
れるよう接続され、更に前記シグモイド関数発生回路か
らの出力が前記加減算器の他方の入力に入力されるよう
接続され、前記加減算器の出力を回路の出力とする回路
であることを特徴とするカオスニューロン回路。
1. A chaotic circuit comprising: an integrating circuit including a field effect transistor and a current mirror circuit; a summing circuit including an operational amplifier; a sigmoid function generating circuit formed of bipolar transistors; and a chaotic circuit. Is provided with an adder / subtractor that takes the difference between two inputs, an amplifier that includes a delay feedback circuit, a reference vibration generation circuit that generates a reference vibration signal, and a delay circuit that delays the signal. The reference oscillation signal output from the circuit is connected to the input of the amplifier, the output from the amplifier is connected to one input of the adder / subtractor, and the output from the adder / subtractor is The input from the delay circuit is connected to the input, and the output from the delay circuit is connected to the other input of the adder / subtractor, Further, the chaotic neuron circuit is characterized in that the output from the sigmoid function generating circuit is connected so as to be inputted to the other input of the adder / subtractor, and the output of the adder / subtractor is used as the output of the circuit.
【請求項2】 シグモイド関数発生回路からの出力に同
期して基準振動発生回路からの基準振動の信号を増幅器
に出力する周波数調整回路を設けたことを特徴とする請
求項1記載のカオスニューロン回路。
2. A chaotic neuron circuit according to claim 1, further comprising a frequency adjusting circuit for outputting a reference vibration signal from the reference vibration generating circuit to the amplifier in synchronization with an output from the sigmoid function generating circuit. .
JP6252676A 1994-09-22 1994-09-22 Chaos neuron circuit Pending JPH0895937A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6252676A JPH0895937A (en) 1994-09-22 1994-09-22 Chaos neuron circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6252676A JPH0895937A (en) 1994-09-22 1994-09-22 Chaos neuron circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0895937A true JPH0895937A (en) 1996-04-12

Family

ID=17240693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6252676A Pending JPH0895937A (en) 1994-09-22 1994-09-22 Chaos neuron circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0895937A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100454187C (en) * 2006-05-29 2009-01-21 西安交通大学 Chaos generation method based on direct delay feedback
JP2013509031A (en) * 2009-10-14 2013-03-07 ケイオロジクス インク A logistic mapping circuit that implements a general-purpose logic array with a highly variable circuit topology and various logic gates with constant output.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100454187C (en) * 2006-05-29 2009-01-21 西安交通大学 Chaos generation method based on direct delay feedback
JP2013509031A (en) * 2009-10-14 2013-03-07 ケイオロジクス インク A logistic mapping circuit that implements a general-purpose logic array with a highly variable circuit topology and various logic gates with constant output.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5389829A (en) Output limiter for class-D BICMOS hearing aid output amplifier
US4484089A (en) Switched-capacitor conductance-control of variable transconductance elements
JPH0629853A (en) Digital/analog converter
Radwan et al. MOS realization of the double-scroll-like chaotic equation
JP2002026734A (en) Digital/analog converter and digital/analog conversion method
Serdijn et al. A wide-tunable translinear second-order oscillator
JPH0895937A (en) Chaos neuron circuit
US7642877B2 (en) Self-oscillating modulator and method for adjusting a self-oscillating modulator
JP3293756B2 (en) Voltage control circuit and temperature compensated piezoelectric oscillator using the same
JP3950654B2 (en) Pseudo cubic function generator
JPH088651A (en) Voltage-controlled oscillator
JP2843728B2 (en) Pulse width modulation amplifier circuit
JPH0816542A (en) Chaos circuit
JPH0877129A (en) Chaos neuron circuit
US6940331B2 (en) Delayed tap signal generating circuit for controlling delay by interpolating two input clocks
KR0179854B1 (en) Random pulse generating circuit
US20230196064A1 (en) Analog Neuron With S-Domain Characteristic
JP2873134B2 (en) Nonlinear delay feedback type digital oscillation circuit
JPH11274902A (en) Waveform-shaping circuit
JPH04170219A (en) Duty correction circuit
KR100186341B1 (en) Reference voltage generation circuit
JPH07297641A (en) Clock oscillator
JPH0410807A (en) Clock signal generating circuit
JPH06152244A (en) Piezoelectric oscillation circuit
KR0176173B1 (en) Frequency drain circuit and oscillator using same