[发明专利]一种混沌电路检测仪及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及混沌检测技术，具体涉及一种混沌电路检测仪及其检测方法。

背景技术

自从20世纪70年代混沌学作为独立学科以来，众多学者对混沌系统做了大量研究，有些研究成果已经开始应用于保密通信、数模转换、保健装置等众多领域。但是目前，在教学研究上，对混沌电路还缺乏专业的综合性实验装置，在工程上，还缺乏可靠的混沌信号检测装置。

在混沌电路的实际应用当中，主要是利用混沌电路产生混沌信号，因此判定混沌电路产生的信号为混沌的就显得尤为重要。庞加莱映射保持了非线性动力学系统的拓扑性质，通过庞加莱映射来判断复杂混沌电路系统的混沌特性是非常直观和有效的。混沌运动是有界的非周期运动，可以看成无穷多个不同频率的周期运动的叠加，此外，混沌运动还具有内在的随机性特征，因此可以通过观测功率谱相对强度的分布去确定混沌信号的运动特征。对混沌电路控制的基础是混沌系统对初值的敏感性，然而混沌电路难免会受到外界微小的扰动，但即使是对混沌电路的初值极小的扰动，就可能会对其产生的信号造成很大的影响，因此，在实际应用混沌电路的时候，就需要知道混沌电路产生混沌信号的鲁棒性，通过观察混沌电路中混沌吸引子的吸引区域，便可以对上述的鲁棒性有一个直观的了解。

申请公布号为CN102323464A的中国发明专利申请公开专利提供了一种三维空间任意庞加莱截平面的示波器显示电路，该电路只是能够显示庞加莱映射的电路，不足之处：1、混沌电路除了三维混沌电路之外，还存在大量的四维混沌电路，它们有着更加丰富的动力学特性，但是此发明却不能显示它们的庞加莱映射；2、混沌电路的混沌特性是非常复杂的，仅仅依靠观察庞加莱映射来进行分析，显然是不够充分的；3、显示截平面上的庞加莱映射，还需借助示波器，不够方便。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供了一种能够输入自定义参数、改变混沌电路中电容初始电压和电感初始电流、采集混沌电路所产生的信号、计算分析所采集的信号，以及输出计算分析结果的混沌电路检测仪。利用基于所述混沌电路检测仪的不同检测方法，所述混沌电路检测仪能够输出混沌电路所产生信号的混沌性判定结果、功率谱、庞加莱映射或者混沌电路吸引子的吸引区域。

本发明的目的之一是通过这样的技术方案实现的，一种混沌电路检测仪，包括：

参数输入单元，根据外界输入的自定义参数输出参数数据；

分析控制单元，根据接收到的参数数据，输出控制信号和初值数据，以及根据接收到的采样数据进行分析，并输出结果数据；

信号采样单元，根据接收到的控制信号，对混沌电路所产生的电压信号或电流信号进行采集，并转换成数字信号，输出所述采样数据；

结果输出单元，根据接收到的所述结果数据和控制信号，将得到的结果显示出来或者输出到其他设备。

进一步，所述信号采集单元包括电压信号采集单元和电流信号采集单元；待测混沌电路的每个电容各由1个所述电压信号采集单元采集电压信号，每个电感各由1个所述电流信号采集单元采集电流信号；所述电压信号采集单元包括采样保持电路和A/D转换器，所述采样保持电路对电容的电压信号进行采样保持，所述A/D转换器将采样得到的电压信号转换为数字信号，并传输到分析控制单元；所述电流信号采集单元包括霍尔电流传感器、采样保持电路和A/D转换器，所述霍尔电流传感器将电感所在支路的电流信号转换为电压信号，所述采样保持电路对此电压信号进行采样保持，所述A/D转换器将采样得到的电压信号转换为数字信号，并传输到所述分析控制单元。

进一步，所述检测仪还包括初值设置单元，所述初值设置单元根据接收到的所述初值数据和控制信号，将所述初值数据转换成模拟信号之后，设置成混沌电路中电容的初始电压或电感的初始电流。

进一步，所述初值设置单元包括数控电压源和开关阵列；待测混沌电路的每个电容和电感，各由1个所述数控电压源赋值；所述数控电压源的输出电压值由所述分析控制单元调整；所述开关阵列在所述分析控制单元的控制下，使所述待测混沌电路中所有电容、电感从所述待测混沌电路中断开，在完成赋值设置之后，接回所述待测混沌电路，而不影响所述待测混沌电路本身的结构，并且电容、电感在接回到所述待测混沌电路时，其状态的衰减程度趋近于0。

进一步，所述分析控制单元为微控制器；

进一步，所述参数输入单元为矩阵键盘。

进一步，所述结果输出单元包括显示模块和USB接口，所述显示模块用于显示所述分析控制单元的计算分析结果，所述USB接口用于将所述分析控制单元接收到的数据传输到其他设备。