[发明专利]一种双涡卷忆阻超混沌信号源电路

说明书

一种双涡卷忆阻超混沌信号源电路，包括第一通道、第二通道和第三通道；三条通道由积分求和电路、加法电路、积分电路或反相电路组成；所述第三通道含有忆阻器模块M和符号函数模块S；将三个通道中相同的端口依次连接后，实现的信号源电路能够输出超混沌信号。本发明电路系统结构简单，便于理论分析和电路仿真。作为一种混沌信号源产生电路，本发明产生的超混沌信号复杂，在用于保密通信和图像加密时能够增强安全性，有较大的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种双涡卷忆阻超混沌信号源电路，属忆阻混沌电路技术领域。

背景技术

在2000年，Sprott对三阶Jerk系统的研究引起了国内外混沌研究者的广泛关注。一个自治系统能产生混沌的必要条件是至少含有三个状态变量和一个非线性项，Jerk系统不仅满足该必要条件而且它还是一种数学形式非常简单的三阶自治混沌系统，其一般的数学形式为其中是位置的一阶导数，代表速度，是位置的二阶导数，代表加速度，三阶导数称之为Jerk。在2006年，Sprott等人又在三阶Jerk系统的基础上提出一类高阶Jerk系统，其一般数学形式为：dⁿx/dτⁿ＝J(x,dx/dτ,d²x/dτ²,...,d^n-1x/dτ^n-1)，高阶Jerk系统的特点是方程形式简单，便于电路实现，而且能够产生单涡卷或者双涡卷混沌吸引子。

高阶Jerk系统基于便于电路实现的特点在保密通信中广泛获得应用。在混沌信号用于保密通信和图像加密的过程中，混沌吸引子越复杂，对应的混沌信号应用安全性越高，因此如何产生更为复杂的混沌吸引子提高混沌信号现实应用中的安全性已成为了研究热点。一般的做法是利用忆阻器的非线性特性，在混沌系统中加入忆阻器，使对应的忆阻混沌电路能产生更复杂的混沌信号。

忆阻器是除电阻、电容和电感之外的第四种基本电路元器件，它是一种具有记忆功能的非线性电路元器件。忆阻器的理论概念提出较早，但是技术的制约使得物理忆阻器成型较晚。由于物理忆阻器高昂的造价，在短时间内忆阻器还无法商用，现阶段忆阻器的研究还主要集中在研究所和高校。如今在工程应用中主要是采用运算放大器、电阻、电容和模拟乘法器等组合成忆阻器仿真器来代替物理忆阻器，该仿真器能产生和忆阻器相似的非线性特性，对忆阻器的研究以及相关应用电路的建模仿真具有重要参考价值。

发明内容

本发明的目的是，为了解决加强混沌信号用于保密通信和图像加密时的安全性的问题，提供了一种双涡卷忆阻超混沌信号源电路。

实现本发明的技术方案如下，一种双涡卷忆阻超混沌信号源电路，所述信号源电路包括第一通道、第二通道和第三通道；三条通道由积分求和电路、加法电路、积分电路或反相电路组成；所述第三通道含有忆阻器模块M和符号函数模块S；将三个通道中相同的端口依次连接后，实现的信号源电路能够输出超混沌信号。

所述信号源电路所产生的混沌吸引子数值仿真时，在x-y相平面、x-z相平面和x-w相平面的投影有明显的双涡卷。

所述第一通道由积分求和电路和反相电路构成；第一通道只有一个输入和一个输出，该输入为第三通道的输出。