[发明专利]一种基于S型局部有源忆阻器混沌电路结构

说明书

本发明公开了一种基于S型局部有源忆阻器混沌电路结构，包括一个S型局部有源忆阻器LAM、一个电容C、一个电感L、一个线性电阻R和一个直流电压源V_D。S型局部有源忆阻器LAM和电感L串联后与电容C并联后构成一个三阶系统，直流电压源与线性电阻串联后为S型局部有源忆阻器提供偏置电流。S型局部有源忆阻器具有纳米级尺寸优势，采用其设计的混沌电路体积小，结构简单，易于集成化，可以广泛地应用至电子通信领域及其他工程领域。其中S型局部有源忆阻器数学模型与现有模型相比，参数更少、表达形式更简单，有助于S型局部有源忆阻器的分析及其应用电路的探索研究。

技术领域

本发明涉及混沌电路技术领域，特别涉及一种由S型局部有源忆阻器构成的混沌电路结构。

背景技术

混沌行为是一种在确定的系统中出现的无规则、类随机性的现象，是非线性系统中特有的运动形式。混沌不仅作为理论与数值模拟的研究对象具有重要的意义，而且还可以技术实现，使得混沌理论在电子通信领域及其他工程领域具有广泛的应用前景。

局部有源行为是一切复杂性的起源，具有放大微弱能量信号的能力。局部有源忆阻器指的是存在负微分电阻或者电导的忆阻器.已发现实际的纳米忆阻器件中呈现有局部有源特性，在其直流V-I图中呈现S型的负微分电阻特性，如NbO_x,VO₂和TaO_x忆阻器，这类忆阻器被称为S型局部有源忆阻器。它们的伏安特性曲线分布在一三象限，是一种体无源、局部有源器件。通过利用S型局部有源忆阻器的非线性和局部有源特性，可以进一步设计混沌电路。

S型局部有源忆阻器现有数学模型复杂，难以理论分析。基于S型局部有源忆阻器的混沌电路研究较少。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提出了一种基于S型局部有源忆阻器混沌电路结构。

本发明提出的混沌电路结构包括一个S型局部有源忆阻器LAM、一个电容C、一个电感L、一个线性电阻R和一个直流电压源V_D。S型局部有源忆阻器LAM和电感L串联后与电容C并联后构成一个三阶系统，直流电压源与线性电阻串联后为S型局部有源忆阻器提供偏置电流。直流电压源V_D的负极与地端相连，正极与电阻R的一端相连。电阻R的另一端与电容C、电感L的一端相连。电感L的另一端与S型局部有源忆阻器LAM相连。S型局部有源忆阻器LAM的另一端与电容C的另一端相连后与地端相连。

所述S型局部有源忆阻器LAM的数学模型为：

其中i,v,x分别为流经忆阻器的电流、忆阻器两端的电压和忆阻器的状态变量，d₂,d₀,α₁,α₀′,β₁′都是常数。

有益效果：相比于现有的S型局部有源忆阻器数学模型，本发明提出的数学模型具有参数少，表达式简单等优势，有助于S型局部有源忆阻器的分析及其应用电路的探索研究。S型局部有源忆阻器具有纳米级尺寸优势，采用其设计的混沌电路体积小，结构简单，易于集成化，可以广泛地应用至电子通信领域及其他工程领域。

附图说明

附图1为S型局部有源忆阻器混沌电路原理图；

附图2(a)为混沌电路电容两端电压v_C、流经电感电流i_L和状态变量x的时域波形；

附图2(b)为混沌电路电容两端电压v_C和流经电感电流i_L的相图；

附图2(c)为混沌电路状态变量x和流经电感电流i_L的相图；

附图2(d)为混沌电路状态变量x和电容两端电压v_C的相图。