[發明專利]包含數學運算電路的數模混合混沌電路及其運算方法

在審

• 申請號: 201610113771.0
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105790922A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李洪濤;周仕祺;朱熠良;陳悅;祁凌;袁效鵬;況亦瑋;張巍巍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;G06F17/15
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明屬于一種數?；旌匣煦珉娐?，特別是一種包含數學運算電路的數模混合電 路及其運算方法。

背景技術

混沌電路是驗證混沌現象的一種直觀有效的方法。目前常用的混沌電路實現方法 分為模擬實現和數字實現兩種。模擬實現方法所需模擬器件較多且器件參數易受環境影 響，數字實現方法存在有限字長效應。因此，數?；旌戏椒ㄔ絹碓降玫窖芯空叩年P注。

非線性項是產生混沌和超混沌現象所必備的條件，通常動力學系統中的非線性項 來自二次多項式。然而，絕對值運算和符號運算等分段線性函數也可以產生混沌現象。在一 些混沌系統中，二極管、乘法器以及其他的非線性器件常用來實現這些分段線性函數。進一 步研究發現，一些特殊的符號函數或符號函數之間的最大最小值運算也可以產生混沌，說 明了極性信息對產生混沌也有著重要的作用，而這些極性信息可以通過數學運算電路進行 提取。

發明內容

本發明的目的在于提供一種包含數學運算電路的數?；旌匣煦珉娐芳捌溥\算方 法，這種電路能夠實現包含符號函數運算的動力學系統，適用于該種系統特性驗證的各種 需求。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種包含數學運算電路的數?；旌匣煦珉? 路，由模擬電路和數字電路混合而成；利用模擬電路實現差分方程，數學運算電路實現符號 函數的方式實現由差分方程與符號函數組成的混沌電路。模擬電路部分由電阻，電容，運算 放大器等常用模擬器件組成；數字電路部分由部分模擬器件以及數學運算電路組成；模擬 器件與模擬電路部分所用器件相同；數學運算電路包括加法器，乘法器等常用數字電路；通 過開關切換不同的數學運算電路模塊，可以在同一電路中實現不同的混沌系統，提高電路 利用效率。

模擬電路由常用電阻，電容，運算放大器等器件組成，實現系統成本最小。

數字電路由常用模擬器件以及數學運算電路組成，可準確、快捷的完成符號運算， 實現實際電路的混沌震蕩。

通過切換不同的數學運算電路可以在同一電路中實現不同的混沌系統，大大提高 了電路的利用效率。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：（1）本發明將數學運算電路應用于數模混合 混沌電路中，可準確快捷地實現包含符號函數運算的動力學系統。（2）本發明中所使用的模 擬和數學運算電路均為常用器件，極大降低了系統電路的實現成本。（3）本發明可通過切換 不同的數學運算電路模塊在同一電路中實現不同的混沌系統，提高了電路利用效率，具有 較強的通用性以及適用性。

附圖說明

圖1是數?；旌匣煦珉娐放c數學結構對應圖。

圖2是包含數學運算電路的模擬混沌電路中的模擬電路結構。

圖3是包含數學運算電路的模擬混沌電路中包含基本數學運算電路模塊的數字電 路部分。

圖4是半加器的邏輯符號。

具體實施方式

本發明利用模擬電路實現差分方程，數學運算電路實現符號函數的方式實現由差 分方程與符號函數組成的混沌電路。模擬電路部分由電阻，電容，運算放大器等常規模擬器 件組成。數字電路部分由信號形成模塊、數學運算模塊及單極-雙極信號轉換模塊組成，其 中數學運算模塊由加法器，乘法器等常規數字電路組成。利用數字電路部分實現混沌系統 中的符號函數運算，并配合模擬電路以實現實際電路的混沌震蕩。

本發明包含數學運算電路的數模混合混沌電路，包括模擬電路和數字電路兩部 分，其中，模擬電路部分包含三條支路，數字電路部分包括信號成形模塊、數學運算模塊和 單極-雙極信號轉換模塊，信號依次通過信號成形模塊、數學運算模塊和單極-雙極信號轉 換模塊后輸出；信號成形模塊包括三條支路；