一种基于文氏桥振荡器和分段线性忆阻器的混沌电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于文氏桥振荡器和分段线性忆阻器的混沌电路，电路由文氏桥式振荡器和分段线性忆阻器M构成；文氏桥式振荡器由运放及外围元件、移相网络构成；忆阻器M是一种分段线性忆阻器的模拟等效电路，由跟随器、反相器、反相积分器、窗口比较器、压控开关和负阻抗转换器串联构成。利用文氏桥式振荡器构成振荡电路，线性电阻和线性电容组成移相网络，忆阻器M充当非线性器件使电路中的电压或电流产生突变，电路在忆阻器的非线性作用下从倍周期分岔进入混沌和超混沌状态。本实用新型专利技术具有线路简单、效果好的特点。

Chaotic circuit based on Wien bridge oscillator and piecewise linear memristor

The utility model relates to a Wien bridge oscillator based on piecewise linear memristor chaotic circuit, the circuit is composed of Wien bridge oscillator and piecewise linear memristor M; Wien bridge oscillator consists of an operational amplifier and a peripheral element, a memristor phase shift network; M is a piecewise linear memristor equivalent circuit simulation and by the follower, inverter, inverting integrator, window comparator, voltage controlled switch and negative impedance converter connected in series. An oscillation circuit using Wien bridge oscillator, linear resistor and capacitor consisting of linear phase-shifting network memristor nonlinear device that M acts as a voltage or current in the circuit to produce mutation circuit in the nonlinear interaction of the memristor from period doubling bifurcation to chaos and hyper chaos. The utility model has the advantages of simple circuit and good effect.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及模拟电子线路领域，特别是涉及一种基于文氏桥振荡器和分段线性忆阻器的混沌电路。
技术介绍
2008年5月惠普实验室研究小组采用纳米技术实现了具有“记忆”特性的电阻，从而证实了忆阻器概念和相关理论。作为与电阻、电感、电容并列的第4个基本无源器件，忆阻器建立了磁链和电荷之间的关系，其阻值与两端的电压幅度、极性和工作时间有关。由于忆阻器具有“记忆”功能，其潜在的应用价值引起了国内外学者的广泛关注。作为一种非线性器件，忆阻器可以用来实现高频混沌电路，从而在混沌保密通信、图像加密和电子测量系统中具有重要的应用价值。由于忆阻器没有商品化，混沌电路只能建立在理论分析的基础上，无法从电路方面验证其混沌行为。虽然文献中提出了光滑型忆阻器的模拟等效实现电路，但工作频率非常有限；而且这些忆阻器混沌电路均包含电感，致使电路鲁棒性较差，不便于集成。本技术采用文氏桥式振荡器和分段线性忆阻器设计了一种新的混沌电路。
技术实现思路
本技术所采用的技术方案是：混沌电路由文氏桥式振荡器和分段线性忆阻器M构成。文氏桥式振荡器由运放U及外围元件和移相网络构成，外围元件有四个电阻R1、R2、Ri、Rf和二个电容C2、C3，移相网络由电阻R及电容C1组成。忆阻器M是一种分段线性忆阻器的模拟等效电路，由跟随器、反相器、反相积分器、窗口比较器、压控开关和负阻抗转换器串联构成。运放U1构成跟随器，主要起隔离作用；运放U2和三个电阻R4、R5、R6构成反相器；运放U3、三个电阻R7、R8、R10和一个电容C5构成反相积分器，实现对忆阻器端口电压的积分；运放U4和U5、二个1V直流电源、一个电阻R10及二个二极管D1和D2构成窗口比较器，其输出电平控制压控开关S的通断；压控开关S采用高速集成开关ADG2012AKN，电源电压为±12V；运放U6及二个电阻R11和R12构成负阻抗转换电路。工作过程是：利用文氏桥式振荡器构成振荡电路，线性电阻和线性电容组成移相网络，忆阻器M充当非线性器件使电路中的电压或电流产生突变，电路在忆阻器的非线性作用下从倍周期分岔进入混沌和超混沌状态。本技术的有益技术效果是：电路具有很好的鲁棒性(不含电感)，而且可以采用通用的电子器件实现，因而在保密通信、微弱信号检测和电子测量等领域具有潜在的应用价值。附图说明附图1是基于文氏桥振荡器和分段线性忆阻器的混沌电路。附图2是分段线性忆阻器的等效实现电路。附图3是磁控忆阻器φ-q曲线。附图1带箭头短线表示支路电流，大写字母代表节点。具体实施方式下面结合附图对本技术电路的具体实施方式做进一步说明。忆阻器的类型为分段线性的有源磁控忆阻器，其磁链φ和电荷q之间的关系曲线如图3所示，其数学表达式为q(φ)＝bφ+0.5(a-b)(|φ+1|-|φ-1|)根据忆阻器的赋定关系，可以得到其忆导值为 W ( φ ) = d q ( φ ) d φ = a , | φ | ≤ 1 b , | φ | > 1 ]]>则忆阻器的端电压和电流之间的关系可以表示为i＝W(φ)v根据基尔霍夫电流定律可以列出附图1电路中节点A和B的电流方程为iC1＝iR-iiC2＝iC3-iR1-iR流过电容C3的电流为 i C 3 = v 2 R f / R i - v 3 R 3 ]]>综合上面三式可以得到以电容C1、C2、C3的电压v1、v2、v3和忆阻器的内部状态控制变量φ为状态变量的系统状态方程 RC 1 dv 1 d t = v 2 - v 1 - R W ( φ ) v 1 R 2 C 2 dv 2 d t = 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于文氏桥振荡器和分段线性忆阻器的混沌电路，其特征在于，混沌电路由文氏桥式振荡器和分段线性忆阻器M构成；文氏桥式振荡器由运放U及外围元件和移相网络构成，外围元件有四个电阻R1、R2、Ri、Rf和二个电容C2、C3，移相网络由电阻R及电容C1组成；忆阻器M是一种分段线性忆阻器的模拟等效电路，由跟随器、反相器、反相积分器、窗口比较器、压控开关和负阻抗转换器串联构成；运放U1构成跟随器，主要起隔离作用；运放U2和三个电阻R4、R5、R6构成反相器；运放U3、三个电阻R7、R8、R10和一个电容C5构成反相积分器，实现对忆阻器端口电压的积分；运放U4和U5、二个1V直流电源、一个电阻R10及二个二极管D1和D2构成窗口比较器，其输出电平控制压控开关S的通断；压控开关S采用高速集成开关ADG2012AKN，电源电压为±12V；运放U6及二个电阻R11和R12构成负阻抗转换电路；利用文氏桥式振荡器构成振荡电路，线性电阻和线性电容组成移相网络，忆阻器M充当非线性器件使电路中的电压或电流产生突变，电路在忆阻器的非线性作用下从倍周期分岔进入混沌和超混沌状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于文氏桥振荡器和分段线性忆阻器的混沌电路，其特征在于，混沌电路由文氏桥式振荡器和分段线性忆阻器M构成；文氏桥式振荡器由运放U及外围元件和移相网络构成，外围元件有四个电阻R1、R2、Ri、Rf和二个电容C2、C3，移相网络由电阻R及电容C1组成；忆阻器M是一种分段线性忆阻器的模拟等效电路，由跟随器、反相器、反相积分器、窗口比较器、压控开关和负阻抗转换器串联构成；运放U1构成跟随器，主要起隔离作用；运放U2和三个电阻R4、R5、R6构成反相器；运放U3、三个电阻R7、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丰，智月明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32