[實用新型]一種含有串聯憶阻器的五維混沌電路

有效

• 申請號: 201820564594.2
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN208063218U
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 邢祥宇;孫常春;徐啟程
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;G06F17/50
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 汪洋

本實用新型公開一種含有串聯憶阻器的五維混沌電路，包括十一個運算放大器、七個模擬乘法器、以及電阻、電容和直流電源，基于三維混沌系統構建五維混沌系統，利用Multisim軟件分析了五維混沌系統的復雜動力學行為。本實用新型采用兩種不同的憶阻器等效方程，構建了兩種不同的有源憶阻器等效模型，并對兩個有源等效模型進行串聯；將憶阻器作為反饋項實現混沌系統維數的提高，實現了一種擁有更復雜混沌行為的五維混沌系統。產生了更加復雜的混沌現象，能夠適應在多種環境下進行保密通信和信息加密的需求。

技術領域

本實用新型屬于非線性電路，常稱做混沌電路，具體涉及的是一種含有串聯憶阻器的五維混沌電路。

背景技術

憶阻器是一種無源二端電子元件，具有電阻可變的非線性特性，是表示磁通與電荷的電路元件。由于憶阻器元件的非線性性質，電路用憶阻器元件容易產生混沌信號，而且已經得到廣泛應用。目前憶阻器雖然已經實現，但是價格昂貴，實際應用的仍然較少。目前采用的多是由運算放大器和電阻電容等構成的有源等效模型，常見的等效方式有，分段線性型、二次非線性型、三次非線性型、分段二次型等。不同等效方式產生的伏安特性曲線和憶阻器參數不盡相同，采用兩個以上的憶阻器設計高維混沌電路的研究與設計仍是開放的，是具有挑戰的課題，不同的等效方式串聯使用可以得到更加豐富、更加難以預測的混沌行為，從而提高保密通信的安全性和可靠性。

實用新型內容

針對低維度憶阻混沌系統的拓撲結構較簡單的問題，本實用新型提出了一種含有串聯憶阻器的五維混沌系統及電路，基于三維混沌系統構建五維混沌系統，利用Multisim軟件分析了五維混沌系統的復雜動力學行為。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種五維混沌系統，基于三維Rucklidge系統的狀態方程。由于其變量的動態范圍過大，不利于電路實現，需要作變量比例壓縮變換，對其進行均勻壓縮2倍后，得到的系統的狀態方程為：

構建含有串聯憶阻器的五維混沌電路的動力學方程如下：

其中W₁(u)＝-5×10^-6+u²，

本實用新型采用兩種不同的憶阻等效模型，分別為二次非線性型、三次非線性型；本實用新型分為五個功能模塊實現，第一功能模塊實現x信號的產生，第二功能模塊實現y信號的產生，第三功能模塊實現z信號的產生，第四功能模塊實現u信號的產生，第五功能模塊實現w信號的產生；同時，第四功能模塊實現了二次非線性型的憶阻器有源等效模型，第五功能模塊實現了三次非線性型的憶阻器有源等效模型。

本實用新型一種含有串聯憶阻器的五維混沌電路，包含十一個運算放大器、七個模擬乘法器、以及電阻、電容和直流電源。

第一功能模塊實現了x信號的產生。第一運算放大器的反相輸入端與第一電阻、第二電阻、第三電阻并聯，第三電阻的另一端與第一模擬乘法器的輸出端連接，第一運算放大器的反相輸入端通過第一電容與其輸出端連接，第一運算放大器的輸出端為X輸出端，第一運算放大器的同相輸入端接地；第二運算放大器的反相輸入端通過第四電阻與X輸出端連接，第二運算放大器的反相輸入端通過第五電阻與其輸出端連接，第二運算放大器的同相輸入端接地，第二運算放大器的輸出端為-X輸出端。

第二功能模塊實現了y信號的產生。第三運算放大器的反相輸入端與第六電阻、第七電阻、第八電阻并聯，第三運算放大器的反相輸入端通過第二電容與其輸出端連接，第三運算放大器的同相輸入端接地，第三運算放大器的輸出為Y輸出端；第四運算放大器的反相輸入端通過第九電阻與Y輸出端連接，第四運算放大器的反相輸入端通過第十電阻與其輸出端連接，第四運算放大器的同相輸入端接地，第四運算放大器的輸出端為-Y輸出端。