[发明专利]一种基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路

权利要求书

1.一种基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路，其特征在于，包括：一MC串联电路和一MC并联电路，所述串联电路包括一个电压源、第一HP忆阻器M与第一电容器，所述第一HP忆阻器M与第一电容器串联后并联在电压源两端；所述并联电路包括一个电流源、第二HP忆阻器M与第二电容器，所述电流源分别与第二HP忆阻器M、第二电容器并联连接，所述第一HP忆阻器M和第二HP忆阻器M完全相同，第一电容器和第二电容器完全相同；所述电压源和电流源采取了叠加的周期激励即两个正弦信号叠加作为信号输入，使得基于HP忆阻器与电容器基本单元混沌电路产生具有不同奇异吸引子的混沌信号或者周期信号。

2.根据权利要求1所述的基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路，其特征在于，所述第一HP忆阻器M是由两个Pt电极夹杂一个含氧空缺的二氧化钛薄膜构成的，HP忆阻器M的总阻值等于掺杂部分电阻与非掺杂部分电阻之和。

3.根据权利要求2所述的基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路，其特征在于，所述第一HP忆阻器M

其中R_ON和R_OFF分别为w＝D和w＝0时的极限忆阻值，w是忆阻的内部变量，表示忆阻掺杂宽度，表示，为了简单起见，采用无量纲变量z＝w/D作为二氧化钛忆阻的内部状态变量，因w=[0,1]D可得z∈[0,1]，令ρ＝R_OFF/R_ON,R_M(w)表示HP忆阻器线性杂质漂移模型的阻值，z表示二氧化钛忆阻的内部状态变量，则式(1)可化为：

R_M(z)＝R_ONr(z) (2)

其中r(z)是无量纲函数如下：

r(z)＝z+ρ(1-z) (3)

ρ表示ρ＝R_OFF/R_ON，R_ON和R_OFF分别为w＝D和w＝0时的极限忆阻值；

欧姆定律同样适用于惠普忆阻，其电压电流关系为：

v(t)＝R_M(z)i(t)R_M(z)表示忆阻两端电阻，v(t)表示忆阻两端电压；(4)掺杂层和无掺杂层之间的边界移动速度为

其中，μ_v表示离子在均匀场中移动情况的常数，i(t)是流经忆阻的电流。

4.根据权利要求3所述的基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路，其特征在于，所述边界移动速度中还加入了Biolek窗函数模型，即惠普忆阻模型为：

f(z)是模拟掺杂面到达忆阻边界离子移动情况的Biolek窗函数，f(z)的函数如下：

f(z)＝1-(z-stp(-i))^2p (7)

其中，p为一个正整数，i为通过忆阻的电流，stp(·)为阶跃函数且有：

5.根据权利要求4所述的基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路，其特征在于，所述正弦信号作为激励，即

s(τ)＝s₁(τ)+s₂(τ) (15)

其中：

s₁(τ)＝A₁sin(ω₁t)，s₂(τ)＝A₂sin(ω₂t) (16)。

6.根据权利要求1所述的基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路，其特征在于，所述MC并联电路：激励选用的是两个电流源，I_s1(t)≈20mAsin(1.0610·2πt)，I_s2(t)≈20mAsin(0.53052·2πt)，HP忆阻M的阻值R_ON=100Ω，R_OFF=10kΩ，电容C₁＝1500μF，电阻R₁＝1Ω，此时对应的无量纲方程的系统参数为：ρ＝100,k＝3,p＝1。

7.根据权利要求1所述的基于HP忆阻器与电容器的基本单元混沌电路，其特征在于，所述MC串联电路激励选用的是两个电压源，V_s1(t)≈13.333V sin(1.0610·2πt-π/2)，V_s2(t)≈26.667V sin(0.53052·2πt-π/2)，HP忆阻M的阻值R_ON＝100Ω,R_OFF＝10kΩ，电容C₁＝1500μF，此时对应的无量纲方程的系统参数为：ρ＝100,k＝3,p＝1。