控制混沌信号输出频率和特性的信号发生装置及方法

摘要

本发明涉及一种控制混沌信号输出频率和特性的信号发生装置，该装置由混沌电路、输出频率控制器和输出特性控制器构成，输出频率控制器用于改变模拟混沌电路中的电路元件，改变系统输出频率；输出特性控制器用于改变模拟混沌电路中的电阻阻值，改变原系统输出的混沌特性，同时本发明还公开了一种控制混沌信号输出频率和特性的方法，该方法也可以用于超混沌系统。

主权项

1.控制混沌信号输出频率和特性的信号发生装置，其特征在于：包括模拟混沌电路，用于产生混沌信号，其根据数学模型①搭建，由相应的电阻、电容、运算放大器和乘法器构成，所述数学模型①为：$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{·}{x}=15(y-x)\\ \stackrel{·}{y}=35x-\mathrm{xz}+w\\ \stackrel{·}{z}={4x}^2-2.5z\\ \stackrel{·}{w}=-1.85x\end{array}\right.$①，式中x、y、z、w为状态变量；输出频率控制器，通过变换模拟混沌电路中的电路元件，从而改变系统输出频率；输出特性控制器，通过变换模拟混沌电路中的电阻阻值，从而改变原系统输出的混沌特性；所述模拟混沌电路包括通道电路I、通道电路II、通道电路III和通道电路IV；所述通道电路I、通道电路II、通道电路III和通道电路IV分别用于实现数学模型中的第一、第二、第三和第四函数；所述通道电路I包括电阻R1、R2、R10、R20、R30和R40、电容C1以及反相放大器U1、U2、U3，所述U1、U2与U3的同相端均接地，所述电阻R1和R2的一端分别作为状态变量的输入端，另一端并联接入U1的反相端，所述电阻R10连接在U1的反相端与输出端之间，所述电阻R20连接在U1的输出端与U2的反相端之间，所述电容C1连接在U2的反相端与U2的输出端之间，所述R30连接在U2的输出端与U3的反相端之间，所述R40连接在U3的输出端与U3的反相端之间，所述U3的输出端作为状态变量输出端，且U3的输出端与电阻R1的输入端反馈连接，所述电阻R2的输入端与通道电路II的状态变量输出端相连接；所述通道电路II包括乘法器M1、电阻R3、R4、R5、R11、R21，电容C2以及反相放大器U4、U5，所述U4与U5的同相端均接地，所述乘法器M1包括两个输入端和一个输出端，所述乘法器的输出端与R4串联后接入反相放大器U4的反相端，所述R3和R4的一端分别作为状态变量的输入端，另一端并联接入U4的反相端，所述R11连接在U4的反相端与输出端之间，所述电阻R21连接在U4的输出端与U5的反相端之间，所述电容C2连接在U5的反相端与输出端之间，所述乘法器M1的两个输入端分别与通道电路I的状态变量输出端、以及通道电路III中反相放大器U7的输出端相连接，所述R3的输入端与通道电路I中U2的输出端相连接，所述R5的输入端与通道电路IV的状态变量输出端相连接；所述通道电路III包括乘法器M2、电阻R6、R7、R12、R22、R31和R41、电容C3以及反相放大器U6、U7、U8，所述U6、U7与U8的同相端均接地，所述乘法器M1包括两个输入端和一个输出端，所述乘法器的输出端与R7串联后接入反相放大器U6的反相端，所述电阻R6的一端分别作为状态变量的输入端，另一端串联接入U6的反相端，所述电阻R12连接在U6的反相端与输出端之间，所述电阻R22连接在U6的输出端与U7的反相端之间，所述电容C3连接在U7的反相端与U7的输出端之间，所述R31连接在U7的输出端与U8的反相端之间，所述R41连接在U8的输出端与U8的反相端之间，所述U8的输出端作为状态变量输出端，且U8的输出端与电阻R6的输入端反馈连接，所述乘法器M1的两个输入端分别与通道电路I中的反相放大器U2的输出端相连接；所述通道电路IV包括电阻R8、R13、R23、电容C4以及反相放大器U9、U10，所述U9、U10的同相端均接地，所述电阻R8的一端分别作为状态变量的输入端，另一端接入U9的反相端，所述电阻R13连接在U9的反相端与输出端之间，所述电阻R23连接在U9的输出端与U10的反相端之间，所述电容C4连接在U10的反相端与U10的输出端之间，所述U10的输出端作为状态变量输出端，且U10的输出端与电阻R8的输入端反馈连接，所述电阻R8的输入端与通道电路I的状态变量输出端相连接；系统输出频率的改变是通过包括改变电容C1、C2、C3和C4中的一个或多个电容值的方式和/或改变电容C1～C4前电阻R20、R21、R22和R23中的一个或多个电阻值的方式；系统输出的混沌特性的改变是通过包括采用改变电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的一个或多个电阻值的方式。