【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子、通讯与信息工程类，具体涉及一种幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器。
技术介绍
1、混沌信号因其具有初值敏感性和类随机性等特征，在保密通信、神经电刺激、微弱信号检测等领域有广泛应用。然而，在实际工程中，通常需要对混沌信号的偏置和幅度进行调整以满足系统的要求。信号调理中的调幅通常是必要的步骤。由于混沌信号的宽带特性，目前设计与其匹配的调理电路相对复杂。因此，寻求一种基于混沌系统内部结构的信号调理方法对工程应用具有重要意义。忆阻器作为一种新型的非线性元件，由于引入了非线性反馈，已成为混沌系统中常用的新型电路元器件，许多电路引入忆阻器来获得混沌。近年来，随着忆阻器研究的深入，一些经典系统和忆阻器结合已经成功转化为混沌忆阻系统。但是从系统到电路的设计思想往往使得电路繁琐。
2、关于混沌信号的幅度调控和偏置调节，查阅到相关专利的实现方案。比如，专利[申请号cn202010199862.7]提出一种双涡卷忆阻超混沌信号源电路，但是该信号源电路并不能幅度调控；专利[授权号zl201210395656.9]给出了一种四翼混沌信号源电路，通过交叉乘积项实现非线性，输出复杂四翼混沌相轨，通过对交叉乘积项的反馈强度的调节实现局部幅度调控，但没有偏置调节；专利[授权号zl201910561036.x]通过三个乘法器和一个忆阻器实现非线性作用构造混沌，通过调节忆阻器的权重值，可以产生不同的混沌信号或者周期信号，然而该专利并不能做到信号极性与偏置的调节作用；专利[申请号cn202310308615.x]提出了简化的类jerk
技术实现思路
1、专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器。在经典的移相式正弦波振荡器结构中引入忆阻器并设计受控忆阻保持放大倍数的恒定使得电路产生混沌振荡。该电路通过忆阻器参数与主运放电源电压的联合控制实现幅度控制，通过直流电压源实现混沌信号的偏置控制。由于偏置与幅度的调控是通过其内部参数和主运放电源大小以及直流电压源而实现的，因此，硬件成本较小。
2、技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，包含一个移相式振荡电路、一个忆阻器m和一个受控忆阻器mf。
3、上述的移相式振荡电路，电路结构为环路。
4、主运放u1输出端与电容c1一端相连；电容c1另一端与电容c2一端相连，连接点引出第一支路；电容c2另一端与电容c3一端相连，连接点引出第二支路；电容c3另一端与主运放u1反向输入端相连；受控忆阻器mf一端记作v+与主运放u1反向输入端相连，另一端记作v-与主运放u1输出端相连；主运放u1同向输入端接地；在第一支路中，从连接点开始通过直流电压源v1与电阻r1相连后接地，在第二支路中，从连接点开始通过直流电压源v2经由连接端vm与忆阻器m相连后接地。
5、上述幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器包含的忆阻器m，其包含三大模块和两个电压跟随器。其中，第一模块为忆阻器内部变量控制模块，第二模块为忆阻电流输出模块，第三模块为忆阻器窗函数模块。
6、上述的忆阻器内部变量控制模块的四个输入端分别连接所述的忆阻电流输出模块输出端vrr、第一电压跟随器输出端vmm、忆阻器窗函数模块输出端vfs和主运放u1负电源vn；所述的忆阻器内部变量控制模块的输出端vs-5连接所述的忆阻器窗函数模块的一个输入端。
7、上述的忆阻电流输出模块的三个输入端分别连接所述的第一电压跟随器输入端vm、第一电压跟随器输出端vmm和第二电压跟随器输出端p10v；所述的忆阻电流输出模块的输出端vrr连接忆阻器内部变量控制模块的一个输入端。
8、上述的忆阻器窗函数模块的三个输入端分别连接所述的第一电压跟随器输出端vmm、忆阻器内部变量控制模块输出端vs-5和第二电压跟随器输出端p10v；所述的忆阻器窗函数模块的输出端vfs连接所述的忆阻器内部变量控制模块的一个输入端。
9、上述的第一电压跟随器通过运放u2的同相输入连接到第一电压跟随器输入端vm，通过运放u2的反相输入端与第一电压跟随器输出端vmm相连而构成。
10、上述的第二电压跟随器将直流电压源+15v通过电阻r35与运放u23同相输入端相连；运放u23同相输入端通过电阻r36后接地；运放u23的反相输入端与输出端相连，运放u23的输出端即为第二电压跟随器输出端p10v。
11、上述的忆阻器内部变量控制模块，包含电阻r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10，运放u4、u5、u7、u8、u9，以及乘法器u3、u6；本模块包含四个输入端，分别连接忆阻电流输出模块输出端vrr、第一电压跟随器输出端vmm、忆阻器窗函数输出端vfs和主运放u1负电源vn；一个输出端：忆阻器内部变量控制模块输出端vs-5。其中三个输入端在乘法器u3上；乘法器u3的被乘数x同相输入端x1接忆阻电流输出模块输出端vrr，被乘数x反相输入端x2接第一电压跟随器输出端vmm，被乘数y同相输入端y1接忆阻器窗函数模块输出端vfs，被乘数y反相输入端y2接地，求和输入端z接地，其乘积输出端w通过电阻r3与运放u5反相输入端相接；运放u5同相输入端接地，输出端接乘法器u6的被乘数y反相输入端y2；电阻r4一端接运放u5的反相输入端，一端接乘法器u6的乘积输出端w；乘法器u6的被乘数x同相输入端x1、被乘数y同相输入端y1与求和输入端z接地；直流电压源+5v通过电阻r10与运放u9同相输入端相连；运放u9的同相输入端通过滑动变阻器pr2后接地，运放u9的反相输入端与输出端相连；电阻r6的一端与运放u9的输出端相连，另一端与运放u7的反相输入端相连；主运放u1负电源vn通过电阻r5与运放u7的反向输入端相连；电阻r7一端连运放u7的反相输入端，另一端连运放u7的输出端；运放u7的同相输入端接地，输出端接乘法器u6的被乘数y反相输入端y2；电阻r8的一端与乘法器u6的被乘数x反相输入端x2相连，另一端与运放u8的反相输入端相连；电阻r9一端与运放u8的反相输入端相连，另一端与运放u8的输出端相连；运放u8的同相输入端接地；运放u8的输出端通过电阻r2与运放u4的反相输入端相连；电容c4一端与运放u4的反向输入端相连，另一端与运放u4的输出端相连；运放u4的同相输入端接地，其输出端即为忆阻器内部变量控制模块输出端vs-5。
12、上述的忆阻电流输出模块，包含电阻r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18、r19、r20，运放u10、u12、u13，以及乘法器u11；本模块包含三个输入端，分别连接第一电压跟随器输入端vm，第一电压跟随器输出端vmm和第二电压跟随器输出端p10v；一个输出端：忆阻电流输出模块输出端vrr。第一电压跟随器输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的振荡器包含一个移相式振荡电路、一个忆阻器M和一个受控忆阻器Mf；
2.根据权利要求1所述的幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的忆阻器M，包含忆阻器内部变量控制模块、忆阻电流输出模块、忆阻器窗函数模块和两个电压跟随器；
3.根据权利要求2所述的幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的忆阻器内部变量控制模块，包含电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，运放U4、U5、U7、U8、U9，以及乘法器U3、U6；
4.根据权利要求2所述的幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的忆阻电流输出模块，包含电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20，运放U10、U12、U13，以及乘法器U11；
5.根据权利要求2所述的幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的忆阻器窗函数模块，包含电阻R21，运放U14，以及乘法器U15、U16；
6.根据权利要求1所述
...【技术特征摘要】
1.幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的振荡器包含一个移相式振荡电路、一个忆阻器m和一个受控忆阻器mf；
2.根据权利要求1所述的幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的忆阻器m，包含忆阻器内部变量控制模块、忆阻电流输出模块、忆阻器窗函数模块和两个电压跟随器；
3.根据权利要求2所述的幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器，其特征在于，所述的忆阻器内部变量控制模块，包含电阻r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10，运放u4、u5、u7、u8、u9，以及乘法器u3、u6；
4.根据权利要求2所述的幅度与偏置可控的移相式忆阻混沌振荡器...
【专利技术属性】
技术研发人员：岑晓亮，李春彪，张鑫，杨勇，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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