[发明专利]基于对数型忆容器的混沌振荡器的等效电路

说明书

本发明涉及了一种基于对数型忆容器的混沌振荡器的等效电路。本发明包括乘法器U1，集成运算放大器芯片U2，乘法器U3，集成运算放大器芯片U4，集成运算放大器芯片U5；所述的乘法器U1、U3主要实现两个信号的乘法运算；集成运算放大器芯片U2主要实现反相对数运算和反相比例运算，集成运算放大器芯片U4主要实现反相比例运算和反相积分运算，集成运算放大器芯片U5主要实现反相比例运算和反相积分运算；乘法器U1、U3采用AD633，集成运算放大器芯片U2、U4、U5采用LF347。本发明含有2个乘法器和3个集成运算放大器芯片，结构清晰简单，功能易于实现。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种基于新型对数型忆容器得混沌振荡器，具体涉及一种具有物理可实现性以及丰富的动力学特性的混沌振荡器的电路。

背景技术

混沌现象在十九世纪末首次被法国科学家庞加莱发现，1963年由美国气象学家洛伦兹提出的“蝴蝶效应”直观展示了混沌的特点及其魅力。1971年，蔡少棠教授在电阻、电容和电感的基础上提出了忆阻器的概念；并在1983年提出了蔡氏电路，极大促进了混沌电路的发展。2009年Bharathwaj M和Pracheta K通过将忆阻器替换蔡氏电路中的非线性元件，首次得到了基于忆阻器的混沌电路，实现了记忆元件与混沌电路的完美结合，为记忆元件的发展与应用提供了一个新的平台。

相较于忆阻器而言，目前对忆容器的研究还处在起始阶段。2009年由蔡少棠等人在忆阻器的基础上提出了忆容器的概念。目前已有的忆容器的仿真模型大多是一次光滑曲线模型和二次光滑曲线模型，研究者主要应用这些少数的忆容器模型进行电路设计和仿真。通过部分记忆类的纳米器件的实验发现，它们内部的粒子运动大多遵守指数或对数规律。相比较而言，对数型或指数型的忆容器模型更加符合其实际元件的特性。

一些学者也会将忆容器应用于蔡氏电路，得到基于忆容器的混沌振荡电路，这些混沌电路与经典的蔡氏电路相比，所展现出的动力学特性更加丰富，并能出现更多新的非线性现象，比如多稳定性以及同质共存、非同质共存。这些复杂的动力学特性亦推动着混沌电路的发展及其在保密通信方面的应用。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种基于对数型忆容器的混沌振荡器及其等效电路，用来模拟忆容器混沌系统的动力学特性。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

包括v₁和-v₁项产生电路、x和-x项产生电路、y和-y项产生电路、z和-z项产生电路、w和w²项产生电路。

其中v₁项产生电路由乘法器U1、U3，集成运算放大器芯片U2中的运算放大器1、2，电阻R1、R2、R3、R4和二极管D1构成。具体地，w项通过乘法器U1输出jw²项，加至集成运算放大器芯片U3的运算放大器1，结合电阻R1、二极管D1构成的反相对数运算电路，输出-lnjw²；并传至集成运算放大器芯片U2的运算放大器2，结合电阻R2、R3构成的反相比例运算电路输出lnjw²；与z项通过乘法器U3实现v₁项的输出。

x项产生电路由集成运算放大器芯片U4的运算放大器1、2，电阻R4、R5、R6、R7和电容C1构成。具体地，通过集成运算放大器芯片U4的运算放大器1和电阻R4、R5构成的反相比例运算电路实现-y项的输出；将-y项和v₁项加至集成运算放大器芯片U4的运算放大器2以及电阻R6、R7和电容C1构成的反相积分运算电路实现x项的输出。

y项产生电路即由集成运算放大器芯片U4的运算放大器3，电阻R8、R9和电容C2构成反相积分运算电路，具体地，x项和y项通过此反相积分运算电路实现y项的输出。