基于c8051f的混沌微弱信号测量系统设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com《自动化技术与应用》2007年第26卷第2期仪器仪表与检测技术InstrumentatiOnandMeasuremnet基于C8051F的混沌微弱信号测量系统设计梁垫，宋立新(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：利用混沌系统的初值敏感性，本文采用简单混沌系统测量微弱信号的模型，研究了相应电路的实现方法。设计了一种基于C8051F单片机的混沌微弱信号测量系统。并给出了相应的具体电路和实验结果。在该系统中采取了一种新的方法，利用C8051F的INT0脚捕捉功能，解决了以往混沌测量系统中利用判别电容放电时间获取符号序列误

2、差过大的问题。通过实验结果我们可以看出该系统在实际工程中应用的可行性。关键词：{昆沌；微弱信号测量；C8051F中图分类号：TN911，7文献标识码：A文章标号：10037241(2007)02—009204WeakSignalMeasurementbyUsingaChaoticSystemBasedonC8051FLIANGKun，SONGLi·xin(CoHegeofElectrical&ElectronicEngineeringofHarbinUnive~ityofScience＆Technology,Harbin150040China)Absract：Achaoticsystemba

3、sedonC8051Fisproposeinthispaperformeasuringweaksignals．Thedetailedschemeandexperi—mentresultsarepresentaswel1．AnewmethodisintroducedtodealwiththesystemerrorproblembyusingtheINT0portofC805lF．Keyword：chaos；weaksignalmeasurement；C8051F1引言2混沌测量微弱信号的基本原理混沌理I1是近年来发展迅速的一门前沿科学，它广泛的应生物体的各类感觉器官都是不稳定的系统。这些感觉器

4、官用于神经网络，通信编码，系统控制及计算机图形学等方面。混中每个细胞都有生长，发育，衰老和死亡的过程，而且细胞的新沌系统的最基本特征是初值敏感陛，每个初值唯一的对应一条运陈代谢明显地受到供氧和营养的的影响。因此，可以说生物题的动轨道，而初值上的微小变化，就能够使混沌轨道产生很大的变感觉系统是一种无时无刻不在发生变化的系统。但是这样—个极化。而我们利用这个特性，通过检测混沌系统输出的轨道的变化不稳定的系统却能准确地分辨出外界信号，而且灵敏度远远的超就可以测量出初值微弱的变化。这就是利用混沌系统进行微弱过先有的测量仪器，例如狗的鼻子可以嗅到十公里外的气味，人信号测量的基本思想【2‘。。。本文论述

5、了用混沌系统进行微弱信号的眼睛可以感受到一个光子的亮度等。生物体的这中高超的能力测量的基本原理，并根据该原理设计了一种基于C8051F单片机已激起人们极大的研究兴趣。混沌用于测量可以说是一种全新的的恒流式混沌微弱信号测量系统。并给出了相应的具体电路和尝试，它用极不稳定的混沌系统来实现精确的测量，可以达到非实验结果。并采取了一种新的方法，即利用C8051F的INT0脚常高的测量精度。下面我们来具体阐述混沌理论应用于混沌测量捕捉功能，解决了以往混沌测量系统中利用判别电容放电时间误的基本原理。差过大的问题。根据实验结果我们可以看出该系统的线性度可混沌系统中最重要的一个性质就是初值敏感性。而我们进以

6、满足实际工程的需要，从而证明了利用混沌系统测量微弱信行?昆沌测量也主要是利用混沌系统的这个性贡来实现的。我们考号的可行性。虑一个具体的混沌系统：+l=—2+(1+￡(，z))C(1)收稿日期：2006—08—01维普资讯http://www.cqvip.comⅨ自动化技术与应用》2007年第26卷第2期仪器仪表与检测技术lnstrumentationandMeasuremnet这里c是一个正的常数，￡(，z)取值由下确定：再进一步递推得到_l'一2，⋯可得：e(n，．_I1,C>xn>C／2(2)

7、系统不存当n—÷oo时，上式中后面一项等(一1)0，贝u式(9)可在稳定周期轨道，而且Lyapunov指数大于1，因此系统呈现混以写成：沌态，而且是遍历的。同时该系统迭代峰值为线性分段函数，而x，：印窆((10)且仅为两段，所以我们在应用符号动力学[61的时候，仅仅用两个i=1L符号就可以描述该混沌系统。把式(9)累加和部分展开后发现和式(6)右边完全一致，为了以后我们用电路实现方便起见，我们将改写为如下形因