[发明专利]一种基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号发生器，具体是基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器。 

背景技术

1971年美国加州大学伯克利分校的华裔科学家蔡少棠(Chua L O) 根据电路基本变量组合完备性原理，在电阻、电感和电容三种基本元件之外，从理论上预测了第四种元件——忆阻器的存在性，并于1976年提出了忆阻器件和系统。之后，惠普公司于2008年5月在Nature杂志上首次报道了忆阻器的实现性。因为忆阻器是具有记忆功能的非线性元件，也是构建非线性电路与系统的最简单的元件，所以它的参与必能实现一系列全新的混沌电路。 

自1963年美国麻省理工学院著名气象学家Lorenz提出第一个混沌系统以来，国内外众多学者提出并构造了大量的混沌系统。早期的混沌系统生成模型，如Lorenz大气湍流方程、Logistic虫口模型、蔡氏（Chua）混沌电路等，一般是从物理系统中经过简化和抽象后获得的，并以此为基础建立的相应的混沌系统理论体系。近期的混沌系统生成模型则是以已有的混沌理论为基础，主要基于已有的模型作延伸构造出新的模型。例如，Chen系统和Lü系统是从Lorenz系统生成的，并与Lorenz系统共同构成广义的Lorenz系统。总体来说，随着混沌系统的迅猛发展，混沌系统越来越需要新的模型去继续完善。 

规范式蔡氏电路是混沌电路中一种典型的电路，由一个电感、两个电容、一个电阻和一个非线性电阻组成，结构简单，却能产生复杂的混沌的特性，因此在混沌领域中成为研究的主要对象。但是其结构不易移植，不具备记忆功能，一般的混沌系统都对初始状态具有敏感依赖性，在不同的初始状态下系统轨线随时间的演化是不可预测的，且轨迹始终局限于一个确定的混沌吸引域内。 

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的忆阻混沌信号发生器，它是由二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻等效电路替换规范式蔡氏电路中的蔡氏二极管实现。 

    本发明采用的技术方案是：本发明包括负阻G、电容 、电容、电感L、二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M，负阻G正、负极端分别与电容的正、负极端相连，分别记做a、b端；二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M的正、负极端分别与电容的正、负极端相连，并分别记做c、d端；电感L的正极端、负极端分别连接电容的正极端、电容的正极端。 

    所述二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R、电容C；二极管D1负极端与二极管D2负极端相连，记作e端；二极管D2正极端与二极管D3负极端相连，记作f端；二极管D3正极端与二极管D4正极端相连，记作g端；二极管D4负极端与二极管D1正极端相连，记作h端；h端、f端分别与电容C2的正、负极端相连；电阻R的正、负极端分别与电容C的正、负极端相连，依次分别记为i、j端；其中i端、j端分别与e端、g端相连。 

本发明的优点是：通过用结构简单，且有双端输入特性优点的二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻等效电路替换规范式蔡氏电路中的蔡氏二极管，从而构建一种新型简单的混沌信号发生器。通过调节系统参数即可产生多种混沌现象，使其成为了一类新型的忆阻混沌信号发生器，对于混沌系统的发展有较大的推进作用。 

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中： 

图1为本发明一种基于二极管桥实现的忆阻混沌信号发生器的电路图；

图2为图1中二极管桥级联RC滤波器构成的忆阻器M的电路图；

图3为图1中负阻G的实现电路图；

图4为激励频率f选取100 Hz时对应的i – v数值仿真相轨图；

图5为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取L = 17.2 mH时v₁(t)-v₂(t)数值仿真相轨图；

图6为基于二极管桥电路实现的忆阻混沌信号发生器选取L = 20 mH时v₁(t)-v₂(t)数值仿真相轨图；