[发明专利]一种桥接广义忆阻器实现的简易蔡氏混沌电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥接广义忆阻器实现的简易蔡氏混沌电路的实现与方法，采用LC振荡器与有源RC滤波器之间桥接一个广义忆阻器，该广义忆阻器由二极管桥级联一阶并联RC滤波器等效实现，从而设计一种简易蔡氏混沌电路。 

背景技术

1971年，华裔科学家蔡少棠(Chua L.O.)从理论上预测了忆阻的存在性，并提出了忆阻器件和忆阻系统。2008年，惠普公司的Willliams团队在《Nature》杂志上首次报道了纳米级忆阻器的物理实现。忆阻器是一种非线性电路元件，具有电阻、电容、电感元件的组合电路都无法复制的特性。因此，忆阻器是构建混沌电路与系统的最简单的元件，在电路中引入忆阻器可以实现一系列全新的混沌电路，其中基于忆阻器的蔡氏混沌电路具有拓扑结构简单、容易实现混沌振荡等优点而备受关注。蔡氏电路拓扑结构：主要由一个电感、两个电容、一个电阻和一个非线性电阻组成，结构简单，却能产生复杂的混沌的特性，因此在混沌领域中成为研究的主要对象。一般的混沌系统都对初始状态具有敏感依赖性，在不同的初始状态下系统轨线随时间的演化是不可预测的，且轨迹始终局限于一个确定的混沌吸引域内。 

目前忆阻器尚为实现商用，因此对各种实现或具有忆阻器特性的等效电路的研究很多，如HP TiO₂忆阻模型等效实现电路、二次或三次非线性磁控忆阻模型等效实现电路和基于光敏电阻的忆阻模拟电路，它们具有理论研究意义，但是在实际应用中难以与其它电路连接，因此限制了其推广使用。另外，Corinto F.等提出了基于二极管桥级联二阶RLC滤波器的无接地限制的广义忆阻器，包伯成教授采用一阶RC滤波器替换二阶RLC滤波器，实现了易于电路建模和数值仿真的二极管桥广义忆阻器。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种桥接广义忆阻器实现的简易蔡氏混沌电路的方法，电路采用LC振荡器与有源RC滤波器之间桥接一个广义忆阻器作为非线性耦合元件，该广义忆阻器由二极管桥级联一阶RC滤波器构成，从而实现一种新型蔡氏混沌电路，该广义忆阻器无接地限制，电路结构简单、易于电 路实现。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种桥接广义忆阻器实现的简易蔡氏混沌电路，其结构如下： 

一种桥接广义忆阻器实现的简易蔡氏混沌电路，包括负阻G、电容C₁、电容C₂、电感L、二极管桥级联一阶RC滤波器构成的广义忆阻器G_M；其中负阻G的正、负极端分别与电容C₁的正、负极端相连构成有源RC滤波器，分别记为1端和2端；电感L与C₂并联构成LC滤波器；二极管桥级联一阶RC滤波器构成的广义忆阻器G_M桥接在LC滤波器与有源RC滤波器之间。 

进一步，所述二极管桥级联一阶RC滤波器构成的广义忆阻器G_M包括：二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、电阻R、电容C；其中二极管D₁的负极端与二极管D₂负极端相连，记作所述2端；二极管D₂正极端与二极管D₃负极端相连，记作3端；二极管D₃正极端与二极管D₄正极端相连，记作4端；二极管D₄负极端与二极管D₁正极端相连，记作所述1端；其中2端、4端分别与电容C的正、负极端相连，并分别与电阻R的正、负极端相连。 

进一步，所述负阻G的实现电路包括加法器、电阻R_a1、电阻R_a2、电阻R_b，其中加法器的正极输入端和负极输入端分别与电阻R_a1和电阻R_a2的一端相连，加法器的输出端分别与电阻R_a1和电阻R_a2的另一端相连，电阻R_b的一端与加法器的正极输入端相连，另一端与所述2端相连。 

进一步，含有四个状态变量，分别为电容C₁两端电压v₁，电容C₂两端电压v₂，流过电感L电流i_L，忆阻器G_M内部状态变量即电容C两端电压v_C。 

本发明的有益效果如下：