一種基于階梯波的多卷波電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于階梯波的多卷波的產(chǎn)生電路，該電路由包括階梯波序列產(chǎn)生電路和卷波信號(hào)輸出電路，通過改變階梯波的階梯數(shù)量可以控制卷波的數(shù)量，所述階梯波序列產(chǎn)生電路包括直流電源和階梯波信號(hào)源，所述卷波信號(hào)輸出電路包括加法器、第一積分器、第二積分器、乘法器、反向器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容C1和第二電容C2。本發(fā)明的有益效果為，相比傳統(tǒng)的混沌卷波信號(hào)，本發(fā)明的信號(hào)更具有確定性和唯一性，且本發(fā)明提出的電路結(jié)構(gòu)更加簡單，在工程中也更容易實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明尤其適用于多卷波的產(chǎn)生電路。
【專利說明】一種基于階梯波的多卷波電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種電路，涉及非線性動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域中的混沌分岔電路，具體是一種基于階梯波的多卷波電路。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)90年代初，基于蔡氏電路的歸一化方程，Suykens和Vandewalle通過引入非線性函數(shù)曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了多卷波混沌吸引子。相比傳統(tǒng)的單卷波和雙卷波混沌系統(tǒng)，多卷波混沌系統(tǒng)具有更復(fù)雜的力學(xué)行為，在保密通信等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。所以，多卷波混沌電路成為了研究熱點(diǎn)。
[0003]在國外，已有一些相關(guān)的研究成果，如雙卷波蔡氏電路，多卷波蔡氏電路，三維網(wǎng)格多卷波混沌電路等。
[0004]在國內(nèi)，呂金虎和禹思敏等、主要在一個(gè)簡單的三階Jerk方程或蔡氏電路基礎(chǔ)上，通過加載不同的多轉(zhuǎn)折點(diǎn)分段線性函數(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一維、二維和三維空間上的多卷波混沌吸引子(申請(qǐng)?zhí)?200410052526.0)。
[0005]現(xiàn)有文章和專利主要研究系統(tǒng)處于混沌態(tài)產(chǎn)生混沌卷波的機(jī)理和方法，這些卷波主要表現(xiàn)為系統(tǒng)在混沌態(tài)時(shí)系統(tǒng)在不同混沌軌道之間切換產(chǎn)生的，而畢勤勝等發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在復(fù)雜切換系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生不同的分岔現(xiàn)象，而這種分岔也會(huì)產(chǎn)生不同卷波吸引子，但是這種卷波與之前學(xué)者研究的混沌卷波的產(chǎn)生機(jī)理和表現(xiàn)形式是完全不一樣的。傳統(tǒng)的混沌卷波電路，是在一個(gè)混沌系統(tǒng)中通過改變混沌軌道位置來實(shí)現(xiàn)多卷的相互切換，但是混沌軌道對(duì)初值敏感，具有不確定性

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，針對(duì)上述混沌卷波電路不確定性的問題，提供一種用階梯波序列產(chǎn)生的多卷波電路。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種基于階梯波的多卷波電路，其特征在于，包括階梯波序列產(chǎn)生電路和卷波信號(hào)輸出電路，通過改變階梯波的階梯數(shù)量可以控制卷波的數(shù)量，所述階梯波序列產(chǎn)生電路包括直流電源和階梯波信號(hào)源，所述卷波信號(hào)輸出電路包括加法器U1、第一積分器U2、第二積分器U3、乘法器、反向器U4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容Cl和第二電容C2 ;其中，
[0008]直流電源的正極與第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與第九電阻R9的一端、加法器Ul的反相輸入端、第二電阻R2的一端、第四電阻R4的一端和第三電阻R3的一端連接；
[0009]第九電阻R9的另一端連接乘法器的一端，第四電阻R4的另一端連接階梯波信號(hào)源的正極輸出端，第二電阻的另一端連接加法器Ul的輸出端和第五電阻R5的一端,第三電阻R3的另一端連接反向器U4的輸出端和第七電阻R7的一端；[0010]第五電阻R5的另一端與第一積分器U2的反相輸入端和第一電容Cl的一端連接，第七電阻R7的另一端與反向器U4的反相輸入端和第八電阻R8的一端連接；
[0011]第一積分器U2的輸出端和第一電容Cl的另一端、第六電阻R6的一端和第八電阻R8的另一端連接作為一個(gè)卷波信號(hào)輸出端y ；
[0012]第六電阻R6的另一端與第二積分器U3的反相輸入端和第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端與第二積分器U3的輸出端和乘法器的另一端連接作為另一個(gè)卷波信號(hào)輸出端X ；
[0013]直流電源的負(fù)極、階梯波信號(hào)源的負(fù)極、加法器Ul的同相輸入端、第一積分器U2的同相輸入端、第二積分器U3的同相輸入端和反向器U4的同相輸入端均接地。
[0014]具體的，通過調(diào)節(jié)輸入直流電壓源、階梯波信號(hào)源的頻率、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容Cl和第二電容C2的大小使得系統(tǒng)產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)；
[0015]通過調(diào)節(jié)階梯波信號(hào)源產(chǎn)生的階梯個(gè)數(shù)可以產(chǎn)生2個(gè)卷波、3個(gè)卷波、4個(gè)卷波、5個(gè)卷波、6個(gè)卷波和7個(gè)卷波中的任意一種卷波。
[0016]本發(fā)明的有益效果是產(chǎn)生的一種基于穩(wěn)定點(diǎn)的卷波電路，這種電路在混沌保密通信具有重要的應(yīng)用；本發(fā)明的卷波產(chǎn)生機(jī)制是在漸進(jìn)穩(wěn)定系統(tǒng)中通過改變漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)的位置來實(shí)現(xiàn)多在多個(gè)卷波軌道之間相互切換，從而產(chǎn)生多個(gè)卷波信號(hào)；相比混沌卷波信號(hào)，這種信號(hào)更具有確定性和唯一性，且本發(fā)明提出的電路結(jié)構(gòu)更加簡單，同時(shí)在工程中也更容易實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明階梯波的多卷波電路的電路圖；
[0018]圖2為含有I個(gè)階梯的階梯波形；
[0019]圖3為2個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)形成的卷波在x_y平面上的計(jì)算機(jī)電路仿真結(jié)果；
[0020]圖4為含有2個(gè)階梯的階梯波形；
[0021]圖5為3個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)形成的卷波在x_y平面上的計(jì)算機(jī)電路仿真結(jié)果；
[0022]圖6為含有3個(gè)階梯的階梯波形；
[0023]圖7為4個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)形成的卷波在x_y平面上的計(jì)算機(jī)電路仿真結(jié)果；
[0024]圖8為含有4個(gè)階梯的階梯波形；
[0025]圖9為5個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)形成的卷波在x_y平面上的計(jì)算機(jī)電路仿真結(jié)果；
[0026]圖10為含有5個(gè)階梯的階梯波形；
[0027]圖11為6個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)形成的卷波在x_y平面上的計(jì)算機(jī)電路仿真結(jié)果；
[0028]圖12為含有6個(gè)階梯的階梯波形；
[0029]圖13為7個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)形成的卷波在x_y平面上的計(jì)算機(jī)電路仿真結(jié)果?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案
[0031]如圖1所示，本發(fā)明的基于階梯波的多卷波電路，包括階梯波序列產(chǎn)生電路和卷波信號(hào)輸出電路，通過改變階梯波的階梯數(shù)量可以控制卷波的數(shù)量，所述階梯波序列產(chǎn)生電路包括直流電源和階梯波信號(hào)源，所述卷波信號(hào)輸出電路包括加法器U1、第一積分器U2、第二積分器U3、乘法器、反向器U4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容Cl和第二電容C2 ;其中，
[0032]直流電源的正極與第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與第九電阻R9的一端、加法器Ul的反相輸入端、第二電阻R2的一端、第四電阻R4的一端和第三電阻R3的一端連接；
[0033]第九電阻R9的另一端連接乘法器的一端，第四電阻R4的另一端連接階梯波信號(hào)源的正極輸出端，第二電阻的另一端連接加法器Ul的輸出端和第五電阻R5的一端,第三電阻R3的另一端連接反向器U4的輸出端和第七電阻R7的一端；
[0034]第五電阻R5的另一端與第一積分器U2的反相輸入端和第一電容Cl的一端連接，第七電阻R7的另一端與反向器U4的反相輸入端和第八電阻R8的一端連接；
[0035]第一積分器U2的輸出端和第一電容Cl的另一端、第六電阻R6的一端和第八電阻R8的另一端連接作為一個(gè)卷波信號(hào)輸出端y ；
[0036]第六電阻R6的另一端與第二積分器U3的反相輸入端和第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端與第二積分器U3的輸出端和乘法器的另一端連接作為另一個(gè)卷波信號(hào)輸出端X ；
[0037]直流電源的負(fù)極、階梯波信號(hào)源的負(fù)極、加法器Ul的同相輸入端、第一積分器U2的同相輸入端、第二積分器U3的同相輸入端和反向器U4的同相輸入端均接地。
[0038]其中，可以通過調(diào)節(jié)輸入直流電壓源Vdc、階梯波信號(hào)源Vpluse的頻率、電阻Rl~R8和電容Cl、C2的大小使得系統(tǒng)產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)；通過調(diào)節(jié)階梯波Vpluse的階梯個(gè)數(shù)可以產(chǎn)生2個(gè)卷波、3個(gè)卷波、4個(gè)卷波、5個(gè)卷波、6個(gè)卷波、7個(gè)卷波。
[0039]本發(fā)明的工作原理為:
[0040]通過對(duì)電路的環(huán)路分析，可以得到系統(tǒng)的狀態(tài)方程為
【權(quán)利要求】
1.一種基于階梯波的多卷波電路，其特征在于，包括階梯波序列產(chǎn)生電路和卷波信號(hào)輸出電路，通過改變階梯波的階梯數(shù)量可以控制卷波的數(shù)量，所述階梯波序列產(chǎn)生電路包括直流電源和階梯波信號(hào)源，所述卷波信號(hào)輸出電路包括加法器、第一積分器、第二積分器、乘法器、反向器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容Cl和第二電容C2 ;其中， 直流電源的正極與第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與第九電阻R9的一端、加法器的反相輸入端、第二電阻R2的一端、第四電阻R4的一端和第三電阻R3的一端連接; 第九電阻R9的另一端連接乘法器的一端，第四電阻R4的另一端連接階梯波信號(hào)源的正極輸出端，第二電阻的另一端連接加法器的輸出端和第五電阻R5的一端，第三電阻R3的另一端連接反向器的輸出端和第七電阻R7的一端； 第五電阻R5的另一端與第一積分器的反相輸入端和第一電容Cl的一端連接,第七電阻R7的另一端與反向器的反相輸入端和第八電阻R8的一端連接； 第一積分器的輸出端和第一電容Cl的另一端、第六電阻R6的一端和第八電阻R8的另一端連接作為一個(gè)卷波信號(hào)輸出端I ; 第六電阻R6的另一端與第二積分器的反相輸入端和第二電容C2的一端連接,第二電容C2的另一端與第二積分器的輸出端和乘法器的另一端連接作為另一個(gè)卷波信號(hào)輸出端X ； 直流電源的負(fù)極、階梯波信號(hào)源的負(fù)極、加法器的同相輸入端、第一積分器的同相輸入端、第二積分器的同相輸入端和反向器的同相輸入端均接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于階梯波的多卷波電路，其特征在于，通過調(diào)節(jié)輸入直流電壓源、階梯波信號(hào)源的頻率、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容Cl和第二電容C2的大小使得系統(tǒng)產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)； 通過調(diào)節(jié)階梯波信號(hào)源產(chǎn)生的階梯個(gè)數(shù)可以產(chǎn)生2個(gè)卷波、3個(gè)卷波、4個(gè)卷波、5個(gè)卷波、6個(gè)卷波和7個(gè)卷波中的任意一種卷波。
【文檔編號(hào)】H04L9/00GK103647635SQ201310713483
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】畢闖, 張千, 向勇, 范正航 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué), 東莞電子科技大學(xué)電子信息工程研究院