[发明专利]一种基于有源带通滤波器的蔡氏忆阻混沌电路

说明书

技术领域

本发明提出一种基于有源带通滤波器的蔡氏忆阻混沌信号发生器，该装置基于蔡氏电路拓扑结构，用广义忆阻模拟器替换电阻，实现了一种新型无感忆阻混沌信号发生装置。

背景技术

忆阻器(memristor)是一种有记忆功能的非线性元件，1971年，加州大学伯克利分校的蔡少棠教授预言了忆阻器的存在；忆阻器的概念被首次提出，并在后续文章中对忆阻器的性能和应用做出了进一步的阐述，具有记忆功能的忆阻器被看作是除电阻、电感、电容之外的第四种基本电路元器件。2008年，美国惠普实验室Stan Willams团队成功研制出第一个忆阻器。其研究成果震惊学术界，为电子技术中存储功能的进一步提高提供了基础。

尽管忆阻器作为第四种新的电路元件已被证实为具有物理可实现性，然而因技术瓶颈使得忆阻器无法快速流通商用，研究人员无法快捷的从市场中获取该器件。因此利用电阻、电容、电感、运算放大器等分立元件实现的忆阻模拟电路，或者基于特殊拓扑结构构件一些广义忆阻电路，以及在忆阻等效电路技术上通过转换器建立多种忆感忆容等效电路等，都为忆阻或忆阻系统进一步的发展做出了积极贡献。

由于忆阻具有非线性特征，在电路中很容易实现混沌振荡，因此基于忆阻构造的混沌电路受到了研究人员的关注。基于此，本专利通过一阶广义忆阻替换线性电阻，构建出一种无感忆阻混沌电路。该电路仅由电容、电阻、运算放大器和二极管四种电子元件组成，且结构简单，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广义忆阻模拟器，并基于有源带通滤波器实现一种忆阻混沌电路。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于有源带通滤波器的一种无感忆阻混沌电路，其结构如下：

所述主电路包括：电容C₁、负电阻、有源带通滤波器、广义模拟忆阻器G_M；电容C₂的负端与广义忆阻模拟器的输入端相连，其中电容C₁的正端与广义忆阻模拟器输出端相连。

二阶有源带通滤波器包括运算放大器U₂、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₄、电容C₂、电容C₃；电阻R₁的一端接g端，电阻R₁的另一端接d端；电容C₂的正极端连接运放U₂的输出端，电容C₂的负极端连接c端；电容C₃的正极端连接运放U₂的反相输入端，电容C₂的负极端连接g端；电阻R₂的一端接运放U₂的反相输入端，电阻R₂的另一端连接运放U₂的输出端；电阻R₃的一端接运放U₂的同相输入端，电阻R₃的另一端连接运放U₂的输出端；电阻R₄的一端连接运放U₂的同相输入端，电阻R₄的另一端接d端；其中d端接地。

一阶广义忆阻模拟器包括二极管整流桥电路和一阶滤波电路。所述二极管整流桥电路包括：二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄；二极管D₁的负极端与二极管D₂的负极端相连，记作4端；二极管D₂的正极端与二极管D₃的负极端相连，记作3端；二极管D₃的正极端与二极管D₄的正极端相连，记作2端；二极管D₄的负极端与二极管D₁的正极端相连，记作1端；1端、3端作为输入端和输出端。所述一阶滤波电路的输入端与二极管整流电路4端相连，输出端与二极管桥电路2端相连。

所述基于有源带通滤波器的蔡氏忆阻混沌电路主电路如图1所示，电路中含有四个状态变量，它们分别是节点电压V₁、V₂、V₃和电容C₀两端电压V₀。

本发明的有益效果如下