基于电流传输器的多涡卷混沌电路的设计.pdf

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1、第13卷第17期2013年6月科学技术与工程Vo1．13No．17Jun．2Ol3l671—1815(201317—4927—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2013Sci．Tech．Engrg．机电技术基于电流传输器的多涡卷混沌电路的设计姬小龙任文娟袁文婷(济源职业技术学院基础部，济源459000；西北师范大学物理与电子工程学院。，兰州730070陕西科技大学电气与信息工程学院。，西安710021)摘要在蔡氏电路的基础上，利用分段线性函数法设计了基于电流传输器的多涡卷混沌电路，该电路设计简单、参

2、数少、工作频率高。PSPICE软件仿真结果表明，本文设计的多涡卷混沌电路容易起振，所得涡卷的大小相等，很好地解决了蔡氏电路只适用于低频通信的问题。另外，给出了多涡卷电路参数计算的一般公式。关键词电流传输器AD844分段线性函数多涡卷混沌电路中图法分类号TM131．41；文献标志码A20世纪末，混沌理论和实验应用研究引起许多1多涡卷混沌吸引子的建立学者的关注，取得了一系列成果。近年来，有关多涡卷混沌吸引子的研究成为混沌研究领域的一个蔡氏电路是由美国贝克莱大学教授蔡少棠于新方向，目前产生多涡卷混沌吸引子的方法主要1983年提出的。该电路

3、结构简单，能产生复杂的动有分段线性函数法、阶梯波函数法、正弦函数法、时滞力学行为，因而在混沌理论研究中被普遍使用。蔡函数法等u。由于蔡氏电路结构简洁，易于工程实氏电路的归一化微分方程可表示为：现，既可产生单涡和双涡吸引子，也可产生多涡吸引rdx／d~"=Ol[Y—一)]子，因而在多涡卷混沌电路设计中被广泛使用卜IJ。{【dy／dT"=—Y+z(1)多涡卷混沌电路要求运放要有足够的带宽，而ddr：一传统的电压模式的运算放大器增益带宽积是有限蔡氏二极管实现的分段线性函数为的，其带宽达不到要求。AD844是电流模式的运算r6+(6一口)E

4、，<一E放大器，它的增益与带宽几乎没有关系，因此带宽)={l口，一E≤≤E(2)可以很宽。将AD844用于多涡卷混沌电路可使电b+(。一6)E，>路容易起振，进而提高电路的工作频率，很好地解式(2)中，为分段函数的转折电压，口，b分别表决了蔡氏电路只适用于低频通信的问题。示分段线性函数各段折线的斜率。该文在蔡氏电路的基础上，设计了由AD844实非线性电阻电路的伏安特性如图1所示。、现的多涡卷混沌电路。与文献[13，14]相比，该电E分别为蔡氏二极管中负电阻电路的转折电压，路结构简单，所用参数少，工作频率高，在混沌保密E互不干扰，可以

5、独立调节。通信系统中有广泛的应用前景。由图l可知，该非线性电阻电路的伏安特性是一个三分段函数，只能产生单涡或双涡卷吸引子。要产生多涡卷吸引子，需要构造出一个多分段线性2013年3月5日收到第一作者简介：姬小龙(1964一)，男，甘肃秦安人，汉族，教授，研究函数)，我们构造出产生2n一1涡卷混沌吸引子方向：微分方程与混沌理论。的分段线性函数如式(3)。4928科学技术与工程13卷A在AD844的线性工作区内，这三个负电阻阻值依次口一为一、一、一。。当AD844工作在饱和区或一截止区时，它们各自相当于一个正电阻，阻值依次为、R、R。当此

6、电路输入某个电压时，Ⅳ5一部分的负电阻电路的AD844始终工作在线性放大区，EE其余负电阻电路的AD844不允许同时工作在线性口口放大区。ALIt图1非线性负电阻的伏安特性)=／＼．日＼c‘＼．_ElfG0，0≤ll≤E】—ErEl}{IG+∑：G2(一。一)，E≤ff≤+(=1，2，3，⋯)：J【G2+∑：n-2(r)，≥EG2GlG一‘＼G1．‘．／一(3)该函数只能产生奇数个涡卷的吸引子。图2三涡卷吸引子非线性电阻伏安特性取各段的斜率为G：G3：G：⋯：M；G0=G：=⋯=N。可使涡卷的大小、形状相一致。根据文献[13]，此时

7、转折电压的递推公式可表示为：E+=2∑：：(—一)／(G+Gi)一E(4)采用文献[13]中的参数，令N=一0．32ms，M=一0．852mS，E，=0．2V。结合式(3)、式(4)可求出产生任意奇数涡卷混沌吸引子的分段线性函数；调换Ⅳ与的值，可产生偶数个涡卷的混沌吸引子。图3三涡卷吸引子非线性电阻电路2三涡卷混沌电路的设计图3中的参数计算如下：①当一E1≤≤E1或一E3≤≤一E2或3为了更好地描述多涡卷混沌电路的设计思想，≤≤E时，只有Ⅳ5一这部分电路工作在线性区讨论三涡卷昆沌电路的设计。G0=一1／R3+1／R4+1／R7：一0

8、．32ms(5)产生三涡卷混沌吸引子的非线性电阻电路中②当一E：≤≤一E或E2≤≤E时，只有的运放均采用电流传输器，该电流传输器用AD844Ⅳ5这部分电路工作在线性区来实现，三涡卷吸引子非线性电阻电路的伏安特性G1=一1／R3—1／R