电工电子综合实验_非线性电阻电路的应用—混沌电路

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1、非线性电阻电路的应用一混沌电路摘要:木文以能产生混沌行为的最简的一种自治电路一蔡氏电路为棊础，用一个非线性负电阻电路设计一个混沌电路关键词:混沌电路，蔡氏电路，非线性电阻引言：蔡氏电路（英语：Chua'scircuit）,一种简单的非线性电子电路设计,它可以表现出标准的混沌理论行为。在1983年，由蔡少棠教授发表，当时他正在口本早稻出大学担任访问学者［1］。这个电路的制作容易程度使它成为了一个无处不在的现实世界的混沌系统的例子,导致一些人声明它是一个“混沌系统的典范正文：实验设备：Multisim10.0电路仿真软件中的模拟元件1.万用表2.运算放大器OPA1013CN83.示

2、波器4.岂流电源5.电阻若干实验目的：1、通过实验感性地认识混沌现象，理解非线性科学屮“混沌”一词的含义；2、学会借助Multisim10.0仿真软件对电路进行研究；3、掌握非线性电阻的非线性特征，以及其非线性电阻特征的测量方法；4、以非线性电阻电路为基础，设计混沌电路，观察混沌现象。实验原理与方法：1.非线性电阻电路（1）列表法测量并作出伏安特性Illi线利用OPA1013CN8运算放大器构成非线性负电阻电路如图1,并且具有如图2的伏安特性曲线图1XMM10・:::LV2:^8V-V4：：^^6VV1::—--6.4V；XMM2：U1A7::：R1：A/W16KQOPA101

3、3CNt34'•P0U2AOPA1013GNe:：R3：8-^WV::300Q」R6：--v46kQ:::••••••••・・0R6…2・5kQ9^WV::300QV5:6V::::::::::::::::::::::::::::::::::J_:::::::::::::•••・•••・•••・•••・・•••••••••••・•••・•••••••••••・••••••••・•••••••••■•・•••・••图2改变VI的电压值，分別用万用表XMMLXMM2分別测量电路的输入电压和输入电流，测得如表1所示数据，并绘制如图3所示伏安特性曲线。U/V1/mAU/VI/mAU/V

4、I/mAU/VI/mA-6.400-2.619-3.0001.4860.400・0.2743.800■1.756-6.200-1.940-2.8001.4190.600-0.4114.000-1.824-6.000-1.261-2.6001.3520.800-0.5484.200-1.892-5.800-0.582-2.4001.2841.000-0.6864.400■1.959-5.6000.097-2.2001.2171.200-0.8234.600-2.026-5.4000.777-2.0001.1491.400-0.9464.800-2.093-5.2001.455-1

5、.8001.0821.600-1.0145.000-2.040-5.0002.041-1.6001.0141.800-1.0825.200-1.451-4.8002.095-1.4000.9462.000・1.1495.400-0.771-4.6002.026-1.2000.8232.200-1.2175.600-0.091-4.4001.960・1.00()0.6862.400-1.2845.800().588-4.2001.892-0.8000.5482.600-1.3526.0001.267-4.0001.824-0.6000.4112.800-1.4196.2001.9

6、45-3.8001.756-0.4000.2743.000-1.4866.4002.625-3.6001.689-0.2000.1373.200■1.554-3.4001.6220.0000.0003.400-1.622-3.2001.5540.200-0.1373.600-L689由以上分析测量可知，所搭建电路符合图1要求的伏安特性曲线。（2）利用示波器观察伏安特性曲线利用函数信号发生器产生锯齿形脉冲，在输入端串联一个1KQ的电阻，将电流信号转换成电压信号用示波器观察从最小值开始四分Z—个周期屮伏安特性Illi线。电路图如图4所示，观察得伏安特性曲线如图5所示。XSC1ABR

7、53-5图4图5（3）分析与结论示波器的A、B端分别测的是信号发生器和串联在信号发生器的小电阻（1Q）的电压。由于是小电阻，因此对线路中的电流大小几乎没有彩响。用其两端的电压比上其电阻人小就可以得到流经的电流，所以两个电压的关系即表示电源电压和线路电流之间的关系，再通过三角波的一个周期，可以在横轴上表示电压的逐步递增，小电阻上的电压（即电流）随Z改变。同时用电压、电流的点测法进行描点作图，比较用两种方法测得的伏安特性曲线，可以发现两条曲线的形状棊本吻合，符合设计要求，故该非线性负电阻电路可用