[發明專利]一種示波器顯示龐加萊截面的電路

無效

• 申請號: 201010101526.0
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN101782599A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 陳紅;高美洲;丁群
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 崔東輝

(一)技術領域

本發明涉及電子測量技術，具體說就是一種示波器顯示龐加萊截面的電路。

(二)背景技術

龐加萊截面法被廣泛應用于非線性動力系統的研究中，龐加萊截面是將非線性動力系統的軌線以截面上的交點(即軌跡穿越截面的點)顯現出來，在龐加萊截面上可以方便地觀測系統產生的周期現象，觀測到非線性動力系統的交點隨時間的演化過程，還可以觀察到n維相空間軌跡內部復雜的結構等。示波器的基本功能是顯示電壓波形及二維電壓的相圖，因此示波器不可能顯示龐加萊截面。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種能在三維空間里將非線性系統的龐加萊截面顯示出來的示波器顯示龐加萊截面的電路。

本發明的目的是這樣實現的：它是由模數轉換電路、波形轉換電路、開關電路和降擾電路組成的，模數轉換電路連接波形轉換電路，波形轉換電路連接開關電路，開關電路連接降擾電路。

本發明還有以下技術特征：

(1)所述的模數轉換電路包括電阻R1、電位器Rw1、運算放大器A、電阻R2、穩壓二極管Dz和兩個參考電源+V_R和-V_R，電阻R1、電位器Rw1連接運算放大器A的輸入端，運算放大器A的輸出端連接電阻R2，電阻R2連接穩壓二極管Dz。通過一個模數轉換電路將一個信號從z端輸入并轉換成數字信號。

(2)所述的波形轉換電路包括第一集成單穩態觸發器、第二集成單穩態觸發器、電容C、雙聯電位器Rw2和或門G，第一集成單穩態觸發器和第二集成單穩態觸發器的輸出端均與或門G的輸入端相連，第一集成單穩態觸發器和第二集成單穩態觸發器分別連接電容C、雙聯電位器Rw2和或門G。通過波形轉換電路將數字信號轉換成在上升沿和下降沿均為極窄正脈沖信號Vz。

(3)所述的開關電路是由兩個乘法器構成的，控制信號Vz同時控制兩個乘法器，兩個乘法器各自的另外一端分別接兩個不同的模擬輸入信號x和y，x和y分別與Vz相乘后產生Vx和Vy信號。

(4)所述的降擾電路是由兩個乘法器構成，控制信號Vz同時控制兩個乘法器，兩個乘法器各自的另外一輸入端分別接入Vx和Vy信號，Vx和Vy分別與Vz相乘后實現降低干擾的目的，產生效果較佳的Vxx和Vyy信號。將Vxx和Vyy信號送入示波器，就可顯示出龐加萊截面。

本發明能在三維空間里將非線性系統的龐加萊截面用示波器顯示出來，從而為示波器增加了觀測非線性系統內部運動軌跡的功能，同時為檢測識別和研究混沌以及混沌教學演示等提供了方便有效的工具。

(四)附圖說明

圖1為本發明的整體電路原理框圖；

圖2為本發明的模數轉換電路圖；

圖3為本發明的波形轉換電路圖；

圖4為本發明的開關電路圖；

圖5為本發明的降擾電路圖；

圖6為本發明產生數字信號的原理波形；

圖7為本發明產生Vz的原理波形；

圖8為本發明產生Vx或Vy的原理波形；

圖9為示波器顯示的一周期相圖；

圖10為本發明示波器顯示的一周期的龐加萊截面；

圖11為示波器顯示的兩周期相圖；

圖12為本發明示波器顯示的兩周期龐加萊截面；

圖13為示波器顯示的混沌相圖；

圖14為本發明示波器顯示的混沌龐加萊截面；

圖15為示波器顯示的混沌相圖；

圖16為本發明示波器顯示的混沌龐加萊截面；

圖17為示波器顯示的混沌相圖；

圖18為本發明示波器顯示的混沌龐加萊截面；

(五)具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明作進一步說明。

實施例1：結合圖1，本發明一種示波器顯示龐加萊截面的電路，它是由模數轉換電路(1)、波形轉換電路(2)、開關電路(3)和降擾電路(4)組成的。模數轉換電路(1)連接波形轉換電路(2)，波形轉換電路(2)連接開關電路(3)，開關電路(3)連接降擾電路(4)。

本發明還有以下技術特征：

所述的模數轉換電路(1)包括電阻R1、電位器Rw1、兩個參考電源+V_R和-V_R、運算放大器A、電阻R2和穩壓二極管Dz。電阻R1連接運算放大器A的同相輸入端，電位器Rw1連接運算放大器A的反相輸入端，運算放大器A的輸出端連接電阻R2，電阻R2連接穩壓二極管Dz。通過波形轉換電路(2)將數字信號轉換成在上升沿和下降沿均為極窄正脈沖信號Vz。