[发明专利]一种简单的LC混沌振荡电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种简单的LC混沌振荡电路。该混沌电路结构极其简单，巧妙地应用电路内部寄生电容、寄生电阻等，进而使电路达到最简；且极易于物理实现，达到实现一种新型混沌信号产生电路的目的。丰富了混沌信号、混沌电路领域的研究内容，对其发展起一定的推动作用。

背景技术

作为20世纪人类自然科学的重大发现，混沌、分形理论的研究在过去几十年里取得了巨大的进展。混沌理论、分形理论广泛应用于信息科学中，为复杂系统、密码学、信号处理和通信系统等领域的研究提供了全新的手段和方法。

近年来，混沌电路在信息科学中得到了广泛的应用，为了产生满足各种应用需要的混沌信号，混沌系统的综合设计、理论分析、数值仿真和电路实现等得到了迅速发展。常见的一些典型的混沌电路有蔡氏(Chua)混沌电路、考毕兹(Colpitts)振荡电路和一些基于忆阻器的振荡电路等。其至少含有三个或三个以上动态元件，即多为三阶或三阶以上混沌电路。阶数越高，意味着电路或系统的复杂度越高，人们通常通过降阶来降低电路或系统的复杂度，进而便于分析。

基于此，本发明提出一种简单的LC混沌振荡电路。该电路巧妙地应用电路内部寄生电容、寄生电阻等，进而使电路达到最简。实际电路仅含有两个动态元件，分别为电感L和电容C；该电路仅由1个电感、1个电容、1个电阻、2个二极管和2个运算放大器等7个电子元器件组成，结构极其简单，极易于物理实现，适用于混沌信号的产生及在工程电路中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种简单的LC混沌振荡电路。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种简单的LC混沌振荡电路，其结构如下：

所述主电路包括：仅有7个电子元器件组成，分别为：电感L、电容C、电阻R、二极管D₁和D₂、运算放大器U₁和U₂。其中：电阻R的左端连接运放U₂输出端，电阻R的右端连接运放U₁的反相输入端；由D₁和D₂组成的一个反向二极管对跨接于运放U₁的反相输入端和运放U₂的反相输入端之间；运放U₁的输出端连接电感L的左端，电感L的右端连接运放U₂的反相输入端；电容C的正极端连接运放U₂的反相输入端，另一端接“地”；运放U₁和U₂的同相输入端接“地”。

所述一种简单的LC混沌振荡电路如图1所示，若不考虑运放的寄生电容和二极管对的寄生电阻等因素，该电路仅有两个动态元件电容C和电感L，电容C两端电压v_C和流过电感L的电流i_L为所对应的两个状态变量。

本发明的有益效果如下：提出一种简单的LC混沌振荡电路。巧妙地应用电路内部寄生电容、寄生电阻等，进而使电路达到最简。实际电路仅含有两个动态元件，分别为电感L和电容C，实现了一种极其简单的混沌信号源。该电路不仅结构简单，且易于电路实现，所产生的混沌信号有着复杂的动力学特性。

附图说明

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

图1为一种简单的LC混沌振荡电路实现电路；

图2为状态变量v_C(t)和i_L(t)的电路仿真时域波形；

图3为典型参数下混沌吸引子在v_C(t)_–i_L(t)平面数值仿真相轨图和实验结果(R＝10kΩ)；

图4为随参数R在5kΩ～20kΩ变化，混沌吸引子在v_C(t)-i_L(t)平面的相轨图；其中a1、b1、c1、d1为电路仿真相轨图，a2、b2、c2、d2为实验验证图；a1、a2对应R＝6kΩ，b1、b2对应R＝9kΩ，c1、c2对应R＝14kΩ，d1、d2对应R＝18kΩ。

具体实施方式

数学建模：本实施例的一种简单的LC混沌振荡电路构建如图1所示。首先，本发明构建了一个能产生双涡卷吸引子混沌电路。