一種基於電流反饋放大器的3-d網格多渦卷混沌電路的製作方法
2023-05-14 10:42:11 1
一種基於電流反饋放大器的3-d網格多渦卷混沌電路的製作方法
【專利摘要】一種基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，包括三個積分電路和兩個非線性函數電路，三個積分電路分別為第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路，兩個非線性函數電路分別為第一非線性函數電路和第二非線性函數電路，第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路依次串聯，第一非線性函數電路接於第一積分電路和第二積分電路之間，第二非線性函數電路接於第二積分電路和第三積分電路之間。本發明用Multisim仿真軟體對該電路進行了仿真，分別觀察了X-Y、X-Z、Y-Z的相圖以及其頻譜圖。由於電流反饋放大器具有良好的頻率特性和埠特性，使該電路的工作頻率高，電路結構簡單，使用有源器件少。
【專利說明】一種基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路
【技術領域】
[0001]本發明屬於非線性電路，具體涉及一種基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路。
【背景技術】
[0002]多渦卷混沌吸引子的結構和動力學行為比洛淪茲混沌吸引子更具有複雜性，使其在通信中廣泛應用。
[0003]中國專利201010180636.0公開了一種網狀形多渦卷混沌電路及產生多渦卷的方法，其提出了用三角波產生網狀形多渦卷，並用運算放大器設計了混沌電路，但電路結構複雜，且使用有源器件較多，而且由於普通運算放大器的閉環帶寬與閉環增益的乘積是常數，混沌電路的工作頻率難以提高。
[0004]在電流傳輸器方面，如「基於電流傳輸器的網格多渦卷混沌電路設計與實現」，王春華，物理學報，第61卷第21期，第210507-3-5頁，2012年11月5日；「基於同相第二代電流傳輸器的網格多渦卷混沌電路研宄」，林願，物理學報，第61卷第24期，第240503-3-4頁，2012年12月20日，分別用電流傳輸器設計了 3-D網格多渦卷混沌電路，但其電路有源器件較多，且電路的工作頻率較低。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是，克服採用普通運算放大器設計的混沌電路存在的工作頻率低、電路結構複雜和使用有源器件多的缺點，提供一種基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，採用電流反饋放大器設計混沌電路，工作頻率高，電路結構簡單，使用有源器件少。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
一種基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，包括三個積分電路和兩個非線性函數電路，三個積分電路分別為第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路，兩個非線性函數電路分別為第一非線性函數電路和第二非線性函數電路，第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路依次串聯，第一非線性函數電路接於第一積分電路和第二積分電路之間，第二非線性函數電路接於第二積分電路和第三積分電路之間。
[0007]進一步，所述第一積分電路包括第一電流反饋放大器U1,第一電流反饋放大器U1的電流輸出端W通過第一電容C1接地，第一電流反饋放大器U i的反相輸入端通過第五電阻R5接地；所述第二積分電路包括第二電流反饋放大器U 2，第二電流反饋放大器隊的電流輸出端W通過第二電容C2接地，第二電流反饋放大器U 2的反相輸入端通過第四電阻R 4接地；所述第三積分電路包括第三電流反饋放大器U3,第三電流反饋放大器仏的電流輸出端W通過第三電容C3接地，第三電流反饋放大器U 3的同相輸入端直接接地；第一電流反饋放大器U1輸出端即為X輸出端，第二電流反饋放大器U 2輸出端即為Y輸出端，第三電流反饋放大器U3輸出端即為Z輸出端。
[0008]進一步，所述第三電流反饋放大器U3的輸出端通過第七電阻1?7與第二電流反饋放大器U2的同相輸入端相連，第二電流反饋放大器U2的輸出端通過第六電KR6與第一電流反饋放大器U1的同相輸入端相連；第一電阻1的一端、第二電阻R2的一端和第三電阻1?3的一端均與第三電流反饋放大器仏的反相輸入端相連，第一電阻R1的另一端接至第一電流反饋放大器U1的輸出端，第二電阻R 2的另一端接至第二電流反饋放大器U 2的輸出端，第三電阻R3的另一端接至第三電流反饋放大器U 3的輸出端。
[0009]進一步，所述第一非線性函數電路並接於第六電阻R6兩端，第一非線性函數電路接於第二電流反饋放大器U2的輸出端與第一電流反饋放大器U1的同相輸入端之間；所述第二非線性函數電路並接於第七電阻R7兩端，第二非線性函數電路接於第三電流反饋放大器U3的輸出端與第二電流反饋放大器U 2的同相輸入端之間。
[0010]進一步，所述第一非線性函數電路由N (N多I)個基本單元電路BC組成，所述第二非線性函數電路由M (M^ I)個基本單元電路BC組成；每個基本單元電路BC均由一個電流反饋放大器和三個電阻Rb、Ra、Rcuu構成，電流反饋放大器的電流輸出端W通過電阻Rb接地，電流反饋放大器的反相輸入端接有電阻Ra，同相輸入端接輸入比較電壓Ej,電壓輸出端O接有電阻R。#。
[0011]本發明的3-D網格多渦混沌電路中的有源器件僅有電流反饋放大器。
[0012]本發明僅用電流反饋放大器設計了一種3-D網格多渦卷混沌電路，用Multisim仿真軟體可對其進行電路仿真，觀察其x-Y、x-z、Y-Z相圖以及其頻譜圖。
[0013]本發明的3-D網格多渦卷混沌電路具有工作頻率高，電路結構簡單，使用有源器件少的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是3-D網格多禍卷混純電路原理圖；
圖2是構成非線性函數電路的基本單元電路圖；
圖3是由基本單元電路構成的非線性函數電路圖；
圖4是3-D網格多渦卷混沌電路的X-Y輸出相圖；
圖5是3-D網格多渦卷混沌電路的X-Z輸出相圖；
圖6是3-D網格多渦卷混沌電路的Y-Z輸出相圖；
圖7是3X4X3網格多渦卷混沌吸引子的頻譜。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0016]實施例1:
參照圖1，一種基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，包括三個積分電路和兩個非線性函數電路，三個積分電路分別為第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路，兩個非線性函數電路分別為第一非線性函數電路和第二非線性函數電路，第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路依次串聯，第一非線性函數電路接於第一積分電路和第二積分電路之間，第二非線性函數電路接於第二積分電路和第三積分電路之間。
[0017]所述第一積分電路包括第一電流反饋放大器U1，第一電流反饋放大器U1的電流輸出端W通過第一電容C1接地，第一電流反饋放大器U i的反相輸入端通過第五電阻R 5接地；所述第二積分電路包括第二電流反饋放大器U2，第二電流反饋放大器U2的電流輸出端W通過第二電容C2接地，第二電流反饋放大器1的反相輸入端通過第四電阻R4接地；所述第三積分電路包括第三電流反饋放大器U3,第三電流反饋放大器仏的電流輸出端W通過第三電容C3接地，第三電流反饋放大器U 3的同相輸入端直接接地；第一電流反饋放大器U i輸出端即為X輸出端，第二電流反饋放大器U2輸出端即為Y輸出端，第三電流反饋放大器U 3輸出端即為Z輸出端。
[0018]所述第三電流反饋放大器仏的輸出端通過第七電阻R 7與第二電流反饋放大器U 2的同相輸入端相連，第二電流反饋放大器隊的輸出端通過第六電阻1?6與第一電流反饋放大器U1的同相輸入端相連；第一電阻R1的一端、第二電阻R2的一端和第三電阻R3的一端均與第三電流反饋放大器U3的反相輸入端相連，第一電阻R1的另一端接至第一電流反饋放大器仏的輸出端，第二電阻R2的另一端接至第二電流反饋放大器1的輸出端，第三電阻R3的另一端接至第三電流反饋放大器U3的輸出端。
[0019]所述第一非線性函數電路SNFSl並接於第六電阻R6兩端，第一非線性函數電路SNFSl接於第二電流反饋放大器U2的輸出端與第一電流反饋放大器U i的同相輸入端之間；所述第二非線性函數電路SNFS2接接於第七電阻R7兩端，第二非線性函數電路SNFS2設於第三電流反饋放大器U3的輸出端與第二電流反饋放大器U 2的同相輸入端之間。
[0020]參照圖2、圖3，所述第一非線性函數電路由N (N彡I)個基本單元電路BC組成，所述第二非線性函數電路由M (M ^ I)個基本單元電路BC組成；每個基本單元電路BC均由一個電流反饋放大器和三個電阻Rb、Ra、Rcuu構成，電流反饋放大器的電流輸出端W通過電阻Rb接地，電流反饋放大器的反相輸入端接有電阻R a，同相輸入端接輸入比較電壓Ej,電壓輸出端O接有電阻R_。在圖3中，u表示輸入電壓，I(u)表示輸出電流。
[0021]本實施例中，各電流反饋放大器均使用AD844。當電阻R1=R2=R3=1k Ω，R6=R7=5kD，R4=R5=7kQ，第一非線性函數電路SNFSl的電流反饋放大器的輸出端電阻Rejy> 71kQ，第二非線性函數電路SNFS2的電流反饋放大器的輸出端電阻Rejz> 71kΩ，電容C !=C2=1nF,C3=14.3nF，第一非線性函數由三個基本單元電路BC構成，其比較電壓分別為Eyl=-0.9V，Ey2=OV, Ey3=0.9V，第二非線性函數由二個基本單元電路BC構成，其比較電壓分別為Ezl=-0.45V，Ez2=0.45V，通過Multisim對電路進行仿真，電路輸出的相圖見圖4、圖5、圖6。本發明的3-D網格多渦卷混沌電路僅用電流反饋放大器作為有源器件，3-D網格多渦卷混沌電路僅在三個積分電路和二個非線性函數電路中含有源器件。因此，本發明的電路所用有源器件少。仿真結果表明本發明的電路能產生3-D網格多渦卷混沌吸引子，從而驗證了該3-D網格多渦卷混沌電路是正確的。
[0022]實施例2:
本實施例與實施例1的區別在於:
為了提高電路的工作頻率，現縮小電容來提高電路的工作頻率。當電容C1=C2=10pF,C3=143pF時，3X4X3網格多渦卷混沌吸引子的頻譜如圖7所示。從圖7可知，該3X4X3網格多渦卷混沌吸引子的中心頻率為250kHz，仿真實驗表明本發明採用的電流反饋放大器具有很好的頻率特性。
【權利要求】
1.一種基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，其特徵在於，包括三個積分電路和兩個非線性函數電路，三個積分電路分別為第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路，兩個非線性函數電路分別為第一非線性函數電路和第二非線性函數電路，第一積分電路、第二積分電路和第三積分電路依次串聯，第一非線性函數電路接於第一積分電路和第二積分電路之間，第二非線性函數電路接於第二積分電路和第三積分電路之間。
2.根據權利要求1所述的基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，其特徵在於，所述第一積分電路包括第一電流反饋放大器U1，第一電流反饋放大器U1的電流輸出端W通過第一電容C1接地，第一電流反饋放大器U i的反相輸入端通過第五電阻R 5接地；所述第二積分電路包括第二電流反饋放大器U2，第二電流反饋放大器U2的電流輸出端W通過第二電容C2接地，第二電流反饋放大器U 2的反相輸入端通過第四電阻R4接地；所述第三積分電路包括第三電流反饋放大器U3,第三電流反饋放大器U3的電流輸出端W通過第三電容C 3接地，第三電流反饋放大器U3的同相輸入端直接接地；第一電流反饋放大器U1輸出端即為X輸出端，第二電流反饋放大器U2輸出端即為Y輸出端，第三電流反饋放大器U 3輸出端即為Z輸出端。
3.根據權利要求2所述的基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，其特徵在於，所述第三電流反饋放大器U3的輸出端通過第七電阻R7與第二電流反饋放大器U2的同相輸入端相連，第二電流反饋放大器隊的輸出端通過第六電阻R 6與第一電流反饋放大器U!的同相輸入端相連；第一電阻R1的一端、第二電阻R2的一端和第三電阻R3的一端均與第三電流反饋放大器仏的反相輸入端相連，第一電阻R1的另一端接至第一電流反饋放大器1的輸出端，第二電阻R2的另一端接至第二電流反饋放大器U 2的輸出端，第三電阻R 3的另一端接至第三電流反饋放大器U3的輸出端。
4.根據權利要求3所述的基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，其特徵在於，所述第一非線性函數電路並接於第六電阻R6兩端，第一非線性函數電路接於第二電流反饋放大器U2的輸出端與第一電流反饋放大器U1的同相輸入端之間；所述第二非線性函數電路並接於第七電阻R7兩端，第二非線性函數電路接於第三電流反饋放大器U3的輸出端與第二電流反饋放大器隊的同相輸入端之間。
5.根據權利要求4所述的基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，其特徵在於，所述第一非線性函數電路由N個基本單元電路BC組成，N彡1，所述第二非線性函數電路由M個基本單元電路BC組成，M ^ I ;每個基本單元電路BC均由一個電流反饋放大器和三個電阻HRcuu構成，電流反饋放大器的電流輸出端W通過電阻Rb接地，電流反饋放大器的反相輸入端接有電阻Ra，同相輸入端接輸入比較電壓Ej,電壓輸出端O接有電阻R_。
6.根據權利要求5所述的基於電流反饋放大器的3-D網格多渦卷混沌電路，其特徵在於，所述3-D網格多渦混沌電路中的有源器件僅有電流反饋放大器。
【文檔編號】H03F1/34GK104506147SQ201410671491
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】吳先明, 何怡剛, 尹柏強, 羅旗舞, 李中群, 樊曉騰 申請人:合肥河野電子科技有限公司