光电混沌电路

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1、光电混沌电路1，介绍确定性混沌系统表现出极大的效益，因为他们对于微小扰动的反应敏感，很容易被控制和产生低能量信号。此外，由于复杂的信号和各种生产国紧凑传统的编码信息的信号提供了更多的可能、所以这些系统有巨大的信息承载能力。确定性混沌系统的主要应用是光通信领域。其显著优势在于混沌光电系统是具有没有限制的标准正弦光谱的频段，因此，提供沟通渠道的数目可能比线性系统的大，不同的混沌状态仅仅由接受能力的限制来区分。由于这一科学领域的重大利益、研究混沌动力学正逐步走向实用应用程序，因而，对于混沌信号产生源的研究将是大家关注的课题。在这方面，已经提出了各种电路，

2、其中活跃的混沌振荡器由于其相对简单和能源效率被认为是最完美的电路。这样的电路可外部触发，（外部驱动混沌振荡），它通常可以包括只有一个有源元件和一些无源元件。以下是合适的光电子器件：如发光二极管（LED）和光耦器件，将提供对混乱的非线性特性。光电电路的混沌振子必须是一样简单，因为他们能如此，以有可能实现同步，混沌电路，在连接电路元件时要使得电路工作在非线性状态、而并非每种电路都具备这种特征。这样操作的优势是，我们在对光学设备进行操作时可以避免固有的和不可预知的不稳定（即杂质浓度，载流子复合率，晶体缺陷）。在本章中，我们通过提出简单的混沌电路，来探究混

3、沌电路的利用，产生，主发射器，以及基于混沌的通信系统非线性观测的主接收机。这些电路被列为电阻电感LED光电混沌电路，单optocoupling设备和光电仿真杜芬福尔摩斯方程的数值模拟。通过仿真，使用电路仿真软件（如Multisim中）来探究这些电路的运行特性。随后、研究各种电路参数对产生复杂奇怪吸引子的影响。从而获得计算和记录的时间序列，通过非线性分析，不变参数：如相关性、嵌入维数Kolmogorov熵和Lyapunov指数作为相应的奇怪吸引子的控制参数。2。RL-LED光电电路2.1电路的描述非自治混沌电路驱动RL-LED电路（Hanias等，2

4、008）图1所示。它包括了一系列的交流电压源，线性电阻R1，线性电感L1和一个典型的LED。R1的值100Ω、内部电路与LED串联。在电路的输入已接入振幅V1的正弦电压，L1值为47mH。模拟电路的操作进行监控检查电阻R1两端的电压值。图2所示通过模拟，通过输出混沌信号的时间序列获得输入信号的振幅V1（RMS）=7V，频率f=10KZ。图1。RLLED的混沌电路在Multisim电路仿真软件图2。混沌信号V=V（t）下电阻R1（t）为RL-LED电路图12.2非线性分析接下来，我们运用以下的方法对获得的混沌时间序列进行分析：Grassberger和

5、Procaccia（1983），并成功适用于类似实验（HaniasAnagnostopoulos，1993年）此外，根据Takens系统理论（Takens系统，1981年），测量的时间序列可以用来重建原相空间。首先，我们计算模拟输出信号的相关积分C（R），LIM（R）=0且lim（N）=∞的输出信号，LIM（R）=∞（Ν代表相应的时间序列点的数量），定义由Kantz和施雷伯（kanz施雷伯，1997年）其中W是泰勒窗口（Kanz和施雷伯1997），Η是Heaviside函数，N的计算如下：m为嵌入维数。计算的个数，即欧几里德范数在一个m维欧氏空间小

6、于r在这里，他的实验点数是n=10896，同时，考虑m维空间，每个向量将被指定为并表示在吸引嵌入式每次m维相空间的点在方程（3），τ首次最低决定延迟时间的因素互信息函数L（τ）和τ=Aδţ定义为：A=1,2，...，N，其中ΔT=6.25μs是采样率。如图3所示，在我们的例子中，互信息函数I（τ）具有在τ=5的时间步一个局部最小值，因此，我们认为这是最佳的值图3。平均互信息L（τ）与延迟时间τ下一步，我们探究泰勒窗口的参数W。正如泰勒指出，如果时间相关的点不被忽视的，不合逻辑低维估计可能获得（StelterPfingsten，1991年）然而，因为

7、没有具体规则如何选择W，它可能采取的相关功能CR（τ）的过零值（Kanz施雷伯，1997年）由Kantz和施雷伯（Kanz施雷伯，1997年）获得。这意味着我们可以使用相关长度作为W的起始值。如图4所示，相关长度等于5，因此W=5个时间滞后，图4还描绘了一个强相关数据表明过去系统对当前状态的影响方式。因此，我们可以使用这些值重构相空间。图4。相关函数CR（τ）与延迟时间τ。它已被证明（的GrassbergerProcaccia，1983），如果吸引子是一个奇怪的，其中v是一个被称为关联维的吸引子的维措施。根据定义相关积分C（R）的定义，是限制相关方

8、程的总和（1）和r的函数，数值计算，从方程（1）中，嵌入维数M=1，...，10。图5描述的关系：相关积分C（R）和r的对