一种三阶切换恒Lyapunov指数谱混沌电路及其使用方法

摘要

本发明是一种三阶切换恒Lyapunov指数谱混沌电路及其使用方法，包括单绝对值项混沌电路、吸引子调节电路、双绝对值项混沌电路、倒相电路、调幅电路及相应开关组；方法：以单绝对值项的基本恒Lyapunov指数谱混沌电路为基础，利用绝对值运算器、线性与非线性反馈支路、可调电源及开关构成切换混沌电路。通过开关切换，引入线性反馈项，对基本恒指数谱混沌电路相轨吸引区域进行调整；引入非线性绝对值项，得到双绝对值项的恒指数谱混沌电路；通过可调电源实现混沌信号幅值调节；通过常数项与绝对值项反馈极性的同步变化实现混沌信号相位控制。优点：电路简单，信号幅度与相位可控，吸引子演变丰富，可广泛用于混沌雷达，保密通信与流体搅拌。

主权项

一种三阶切换恒Lyapunov指数谱混沌电路，其特征在于包括：单绝对值项的恒指数谱混沌电路，吸引子吸引区域调整电路，双绝对值项的恒指数谱混沌电路，两套正负可调电源系统；其中单绝对值项的恒指数谱混沌电路由第1运算放大器(U1)‑第9运算放大器(U9)、第1电阻(R1)‑第19电阻(R19)和第1电容器(C1)‑第3电容器(C3)组成的三路模拟运算电路和由第10运算放大器(U10)、第11运算放大器(U11)，第20电阻(R20)‑第23电阻(R23)，第1二极管(D1)、第2二极管(D2)构成的负绝对值运算电路组成，每一路模拟运算电路由反相加法器、积分器和反相器串联而成，分别完成x，y，z三路模拟运算；其中，第1至第3电阻的一端连接在一起并连接至第1运算放大器的反相输入端，第1电阻的另一端连接至第11运算放大器的输出端，第2电阻的另一端连接至第一直流电压(V1)，第3电阻的另一端连接z信号，第4电阻串联在第1运算放大器的反相输入端与第1运算放大器的输出端之间，第5电阻串联在第1运算放大器的的输出端与第2运算放大器的反相输入端之间，第1电容器串联在第2运算放大器的反相输入端与第2运算放大器的输出端之间，第6电阻串联在第2运算放大器的的输出端与第3运算放大器的反相输入端之间，第7电阻串联在第3运算放大器的反相输入端与第3运算放大器的输出端之间，第1至第3运算放大器的同相输入端均接地；其中，第8电阻的一端连接至第4运算放大器的反相输入端，第8电阻的另一端连接至z信号，第9电阻串联在第4运算放大器的反相输入端与第4运算放大器的输出端之间，第10电阻串联在第4运算放大器的的输出端与第5运算放大器的反相输入端之间，第2电容器串联在第5运算放大器的反相输入端与第5运算放大器的输出端之间，第11电阻串联在第5运算放大器的的输出端与第6运算放大器的反相输入端之间，第12电阻串联在第6运算放大器的反相输入端与第6运算放大器的输出端之间，第4至第6运算放大器的同相输入端均接地；其中，第13至第15电阻的一端连接在一起并连接至第7运算放大器的反相输入端，第13至第15电阻的另一端分别连接至信号‑x、‑y和‑z，第16电阻串联在第7运算放大器的反相输入端与第7运算放大器的输出端之间，第17电阻串联在第7运算放大器的的输出端与8运算放大器的反相输入端之间，第3电容器串联在第8运算放大器的反相输入端与第8运算放大器的输出端之间，第18电阻串联在第8运算放大器的的输出端与第9运算放大器的反相输入端之间，第19电阻串联在第9运算放大器的反相输入端与第9运算放大器的输出端之间，第7至第9运算放大器的同相输入端均接地；其中，信号x、信号y、信号z分别由第2、第5、第8运算放大器的输出端处产生，信号‑x、信号‑y、信号‑z分别由第3、第6、第9运算放大器的输出端处产生；其中，上述负绝对值运算电路中，第20电阻串联在第11运算放大器的反相输入端和输出端之间，第21电阻串联在第11运算放大器的反相输入端与第1二极管的阴极之间，第1二极管的阳极连接至第10运算放大器的输出端，第23电阻串联在第10运算放大器的反相输入端和输出端之间，第22电阻的一端连接至第10运算放大器的反相输入端，第22电阻的另一端连接至第2二极管的阳极，第2二极管的阴极连接至第1二极管的阴极；第10至第11运算放大器的同相输入端均接地；第7开关的第一端连接至第22电阻的另一端，第7开关的第二端连接至第5运算放大器的输出端，第7开关的第三端连接至第8运算放大器的输出端，第7开关的第一端能够与其第二端或第三端连接在一起，第7开关的第二端和第三端之间始终保持断开；吸引子吸引区域调整电路由第1开关(K1)、第2开关(K2)将‑x信号、‑y信号反馈至x路模拟运算电路，反馈强度分别由第24电阻(R24)、第25电阻(R25)调节；由第3开关(K3)、第4开关(K4)、第5开关(K5)分别将x信号、‑y信号和第二直流电压(V2)反馈至y路模拟运算电路，反馈强度分别由第26电阻(R26)第27电阻(R27)、第28电阻(R28)调节，其中上述第26电阻是电位器，该电位器直接用来调节x信号的正反馈强度的；由第6开关(K6)将第二直流电压(V2)反馈至z路模拟运算电路，相应的反馈强度由第29电阻(R29)调节；其中，第24和25电阻的一端分别连接至信号‑x和信号‑y，第24和25电阻的另一端分别连接至第1和第2开关的一端，第1和第2开关的另一端均连接至第1运算放大器的反相输入端；其中，第26至第28电阻的一端分别连接信号x、信号‑y、第二直流电压，第26至第28电阻的另一端分别连接第3至第5开关的一端，第3至第5开关的另一端均连接至第4运算放大器的反相输入端；其中，第29电阻的一端连接第二直流电压，第29电阻的另一端连接第6开关的一端，第6开关的另一端连接至第7运算放大器的反相输入端；双绝对值项的恒指数谱混沌电路，在单绝对值项的恒指数谱混沌电路的基础上，工作时将第1开关(K1)至第6开关(K6)合上，利用第7开关(K7)、第9开关(K9)将‑|z|信号反馈至x路模拟运算电路，利用第8开关(K8)将由第12运算放大器(U12)，第30电阻(R30)、第31电阻(R31)，第3二极管(D3)、第4二极管(D4)实现的|x|信号反馈至y路模拟运算电路，反馈强度分别由第1电阻(R1)和第32电阻(R32)调节；其中，第9开关连接在第11运算放大器的输出端与第1二极管的阴极之间；其中，第30电阻的一端连接信号x和第4二极管的阳极，第30电阻的另一端连接第12运算放大器的反相输入端，第31电阻连接在第12运算放大器的反相输入端与输出端之间，第3二极管的阳极连接至第12运算放大器的输出端，第3二极管的阴极连接至第4二极管的阴极，第32电阻的一端连接至第4二极管的阴极，第32电阻的另一端连接至第8和第14开关的一端，第8开关的另一端连接至第4运算放大器的反相输入端，第14开关的另一端连接至一反相器的一端，该与第14开关相连的反相器的另一端连接至第4运算放大器的反相输入端；两套正负可调电源系统，每套正负可调电源系统分别由三端可调正输出电压稳压器与三端可调负输出电压稳压器构成，第10开关(K10)、第11开关(K11)与第12开关(K12)、第13开关(K13)分别用来做第一正可调电源(1)、第一负可调电源(2)与第二正可调电源(3)、第二负可调电源(4)的正负切换，这一正负切换与第9开关(K9)、第8开关(K8)、第14开关(K14)完成的对绝对值反馈项反相运算同步切换，从而完成了对电路输出混沌信号的倒相控制，而正负可调电源通过电源供给的上述第一和第二直流电压的大小，进而实现输出混沌信号的幅度调节。