[发明专利]一种分数阶多体系混沌信号发生器

摘要

本发明公开一种可以实现六种不同分数阶混沌系统的信号发生电路。本系统以分数阶广义Lorenz系统为基础，通过增加一维变量构造出分数阶四维超混沌系统，通过四路模拟开关，选择六种不同的混沌信号发生电路。另外，本系统分数阶次为为混合阶次，分别为0.8阶和0.9阶，混沌动力行为更复杂，也更符合实际系统的物理模型。本发明采用纯模拟器件设计出了可以实现不同阶次的六种超混沌系统的信号发生电路，整个电路系统仅由六个运算放大器、三个模拟乘法器和少量线性电阻和电容组成，信号发生器电路实现简单，性能可靠，所产生的混沌信号随机性强，为混沌在保密通信领域的应用提供了新的信号选择。

主权项

1.分数阶多体系混沌信号发生器，其特征是在于：该电路组成为：运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、运算放大器A4、运算放大器A5、运算放大器A6、乘法器AD1、乘法器AD2、乘法器AD3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、一个0.8阶链路型分数阶单元、四个0.9阶树型分数阶单元、三个单刀双掷开关S1、S2、S3和一个普通开关S4组成；第一个输出信号为x'，该信号是由‑x'信号连接电阻R15接入运算放大器A5的反相输入端来实现的，x'信号连接电阻R14接入运算放大器A1的反相输入端，x'信号连接电阻R13接入运算放大器A5的反相输入端，‑x'信号和第三输出信号z'分别作为模拟乘法器AD1的输入信号，AD1的输出信号连接电阻R6接在运算放大器A3的反相输入端，‑x'信号和第三输出信号z'分别作为模拟乘法器AD2的输入信号，AD2的输出信号连接电阻R8接在运算放大器A1的反相输入端，‑x'信号和第二个输出信号y'作为模拟乘法器AD3的输入信号，AD3的输出信号通过电阻R12接入运算放大器A4的反相输入端，‑x'信号连接单刀双掷开关S2和S3的单端，其中S2的双端a连接电阻R10接入运算放大器A6的反相输入端，S2的双端b连接电阻R11接入运算放大器A6的反相输入端，其中S3的双端a连接0.9阶积分单元接入运算放大器A6的反相输入端，S3的双端b连接0.8阶积分单元接入运算放大器A6的反相输入端；第二个输出信号为y'，该信号是由‑y'信号连接电阻R1接入运算放大器A2的反相输入端来实现的，y'信号连接电阻R5加在运算放大器A1的反相输入端，运算放大器A1的输出信号为‑y',y'信号连接电阻R2加在运算放大器A2的反相输入端，y'信号连接单刀双掷开关S1的单端，其中S1的双端a连接电阻R4接入运算放大器A6的反相输入端，S1的双端b连接电阻R3接入运算放大器A6的反相输入端；第三个输出信号为z'，z'信号连接电阻R9加在运算放大器A4的反相输入端；第四个输出信号为w'，w'信号连接电阻7接在开关S4的一端，开关S4的另一端接在运算放大器A6的反相输入端；0.8阶积分单元接在单刀双掷开关S3的双端b端和运算放大器A6的反相输入端，四个结构相同的0.9阶积分单元分别接在单刀双掷开关S3的双端a端和运算放大器A6的反相输入端、运算放大器A1、A3和A4的反相输入端和输出端、单刀双掷开关S3的双端a端和运算放大器A6的反相输入端。