[发明专利]基于Jerk电路形式的多涡卷混沌信号发生装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多涡卷混沌信号发生装置，该装置基于Jerk电路形式，增加了函数发生模块以及加减法电路模块，以形成一种多涡卷混沌信号源。

背景技术

普通信号源可以产生波形各异的周期信号，已广泛应用于信息工程领域。周期信号的特点是便于调制与解调的同步，但不利于信息加密等特殊领域的要求。混沌信号具有内在随机性、初值敏感性、宽带、遍历性和有界性等特点，能够产生类似白噪声的宽带信号，因此混沌信号在信息加密、保密通信和混沌雷达等领域有着广泛的应用前景。混沌信号源是基于混沌应用的各类信息系统调制解调的重要组成部分。

上世纪90年代初，基于Chua电路归一化状态方程，Suykens和Vandewalle通过增加非线性函数曲线的转折点发现了多涡卷吸引子。相比于传统的单涡卷和双涡卷混沌系统，多涡卷或多翼混沌系统呈现出更为复杂的吸引子拓扑结构，在电子、通信、系统控制等领域具有广阔的应用前景。因此，多涡卷混沌系统的理论分析和相应的电路实现成为混沌研究的一个热点。已有很多文献在Jerk方程、Chua电路方程、Colpitts电路方程或Lorenz系统族方程等模型框架下，通过引入不同的多转折点分段线性或非线性函数，获得了不同的多涡卷混沌系统产生模型，并从物理电路中生成了各种网格涡卷、多涡卷或多翼混沌或超混沌吸引子。

多涡卷混沌系统的主要设计思想是，利用分段线性或者非线性函数改造已有混沌系统中的部分线性或者非线性项，或者在已有混沌系统中直接引入分段线性或者非线性函数，可以有效增加混沌系统的指数2平衡点数量，从而在一维、二维和三维空间上形成相应数量的多涡卷吸引子，典型的分段线性函数有锯齿波函数、阶梯函数、饱和函数、三角波函数和滞后函数等。

Jerk电路形式的混沌信号源的最大特点是，电路结构简单，对应的电路方程也很简单。多涡卷混沌吸引子实现的方法一般采用多折点的分段线性或非线性函数来配置系统的指数2平衡点，以获得多涡卷混沌吸引子，电路实现相对较为复杂，电路单元模块较多，系统电路调试较复杂。本方法仅采用一个正弦函数电路模块实现了一个具有Jerk电路形式的多涡卷混沌信号源，电路结构简单，其电路方程为Jerk方程，易于理论分析和电路实现，所产生的混沌信号呈现出多涡卷混沌吸引子，有着复杂的动力学特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于Jerk电路形式所产生的多涡卷混沌信号源。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于Jerk电路形式的多涡卷混沌信号发生装置，包括：I电路通道，F电路通道，G电路通道；所述I电路通道包括：第一积分电路(C1)，设于第一积分电路(C1)前级的第二积分电路(C2)，设于第二积分电路(C2)前级第三积分电路(C3)；第二加法器(S2)的输出端连接第一积分电路(C1)的输入端，第一积分电路(C1)的输出端连接第二积分电路(C2)的输入端，第二积分电路(C2)的输出端连接第三积分电路(C3)的输入端；

所述F电路通道包括：函数发生器(F1)(产生三角正弦函数)，设于函数发生电路(F1)前级的第四增益电路(P4)；第三积分电路(C3)的输出端连接第四增益电路(P4)的输入端，第四增益电路(P4)的输出端连接函数发生器(F1)的输入端；

所述G电路通道包括：第一增益电路(P1)，设于第一增益电路(P1)和第一加法器(S1)前级的第二加法器(S2)，第二增益电路(P2)，第三增益电路(P3)，第五增益电路(P5)，设于第二增益电路(P2)、第三增益电路(P3)以及第五增益电路(P5)前级的第一加法器(S1)；第一积分电路(C1)的输出端连接第一增益电路(P1)的输入端，第一增益电路 (P1)的输出端连接第二加法器(S2)的一端，第二积分电路(C2)的输出端连接第二增益电路(P2)的输入端，第二增益电路(P2)的输出端连接第一加法器(S1)的一端，第三积分电路(C3)的输出端连接第三增益电路(P3)的输入端，第三增益电路(P3)的输出端连接第一加法器(S1)的二端，函数发生器(F1)的输出端连接第五增益电路(P5)的输入端，第五增益电路(P5)的输出端连接第一加法器(S1)的三端，第一加法器 (S1)的输出端连接第二加法器(S2)的另一端，第二加法器(S2)的输出端连接第一积分器(C1)的输入端；