[发明专利]基于电流控制电流传输器的多涡卷超混沌电路

说明书

技术领域

本发明属于信息技术应用领域。具体是涉及一种基于电流控制电流传输器的多涡卷超混沌电路，可以解决混沌信号频率不高的问题。

背景技术

1979年，Rössler首次提出了超混沌。相比普通的混沌系统，超混沌系统更适合于那些要求复杂的动力学的应用场合，例如网络安全和数据加密。从理论和实际应用出发，人们总是希望能产生多涡卷超混沌吸引子，因为多涡卷超混沌吸引子具有复杂的拓扑结构和复杂的动力学特性如丰富的分岔和更宽的频率带宽等，所以多涡卷超混沌系统在混沌理论研究和工程应用中显得尤为重要。目前已经有少量文献是讨论多涡卷超混沌吸引子的生成与实现的。但是这些文献大部分都是基于蔡氏系统。

另一方面，因为电流模式器件较之传统的电压运算放大器来说，具有更高的转换速率和恒定的带宽等优点，研究者们试图采用电流传输器等来实现混沌振荡器以提高其高频特性。然而，上述电路中的非线性函数是基于电流传输器设计成高增益电压放大器来实现的，这需要更多的元器件，不适合集成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于基于电流控制电流传输器的多涡卷超混沌电路。本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

基于电流控制电流传输器的多涡卷超混沌电路，该方法包括5个步骤：

1）设计一个适合电流模式实现的超混沌系统。

2）引入非线性函数，构造网格多涡卷超混沌系统。

3）设计一款高频率的CMOS电流控制电流传输器(CCCII)。

4）将设计的CCCII作为有源模块，搭建电流模式多涡卷超混沌电路。

本发明的优点在于：提出了一种基于电流控制电流传输器的多涡卷超混沌电路，解决混沌信号频率不高的问题。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的网格多涡卷超混沌电路框图。

图2是本发明的电流饱和函数的基本单元电路图。

图3是本发明的电流饱和函数的通用结构图。

图4是本发明的电流饱和函数序列。

图5 是本发明CCCII+电路框图。

图6是本发明CCCII-电路框图。

【具体实施方式】

本发明提出一种基于电流控制电流传输器的多涡卷超混沌电路。在该方法中，首先构造一个超混沌系统，然后引入两个非线性函数，构造一个简单的四阶网格多涡卷超混沌系统。研究该超混沌系统的动力学行为。然后，采用电流模式设计方法设计一款高频率的CMOS CCCII，将它作为有源器件，搭建对应的网格多涡卷超混沌电路。本发明提出的电路需要更少的有源和无源器件： 4个CCCII用于4阶超混沌系统的量纲方程中，非线性函数采用CCCII实现。

图1是本发明的网格多涡卷超混沌电路框图，其中详细展示了基于电流控制电流传输器的混沌系统的组成部分。

采用电路理论中的节点分析法，能严格的推导出图1所示的电路图所对应的网格多涡卷超混沌电路的动力学方程。

图2显示电压饱和函数v(x)。如图3所示，将图2所示的基本单元并联，每个基本单元分别采用不同的比较电压Uj，可以构造更加复杂的饱和函数序列电路。

图3显示的是电压饱和转移函数，其中k是斜率，±α是转折点。

要产生3×3网格多涡卷混沌吸引子，只需两个基本单元并联来设计i(x)，两个基本单元并联来设计i(w)。

要产生3×4涡卷超混沌吸引子，只需要两个基本单元并联来设计i(x)，三个基本单元并联来设计i(w)。

图5图6是本发明的本文采用台积电0.18µm CMOS工艺技术设计的CMOS CCII，其中电源电压为1.5V，偏置电压为1.8V。

在超混沌系统的基础上，通过引入两个非线性函数，提出了一个简单的四阶网格多涡卷超混沌系统。对该超混沌系统的动力学行为进行了分析。然后采用CCII实现了该超混沌系统。相比基于运算放大器实现的混沌电路来说，该超混沌电路所需的有源器件和无源器件更少，能提供的混沌频率更高，所需的供电电压更低。