[发明专利]一种基于忆容器和忆感器的混沌振荡器的等效电路模型

说明书

本发明公开了一种基于忆容器和忆感器的混沌振荡器的等效电路模型。本发明包括集成运算放大器芯片U1，集成运算放大器芯片U2，乘法器U3，乘法器U4和乘法器U5；所述的集成运算放大器U1主要实现反向比例运算和积分运算；集成运算放大器U2主要实现求和运算和积分运算；乘法器U3、U4和U5实现两个信号的相乘运算；U1、U2采用LF347，U3、U4和U5采用AD633。该模型含有2个集成运算放大器芯片、3个乘法器，结构清晰简单、易于实现。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种新型忆容器和忆感器的混沌振荡器，具体涉及一种具有物理可实现性以及丰富的动力学特性的混沌振荡器的电路模型。

背景技术

十九世纪末，法国科学家庞加莱在研究三体运动时首次发现了混沌现象。1963年，美国气象学家洛伦兹(Lorenz)通过“蝴蝶效应”向人们展示了混沌的魅力。1976年，美国数学生态学家梅(May R)提出了著名的虫口模型，推动了混沌学的发展。1971年蔡少棠教授根据电路完备性首次提出了忆阻器的概念。1983年，蔡少棠提出了堪称混沌系统典范的蔡氏电路，极大地促进了混沌电路的发展，得出了大量的研究成果。2009年，Bharathwaj M和Pracheta K将分段线性模型的忆阻器替换蔡氏电路中的非线性元件，首次提出了基于忆阻器的混沌电路，实现了记忆元件与混沌电路的完美结合，为混沌电路的设计提供了一个新的切入点，得到了丰硕的研究成果。同年，蔡少棠团队将忆阻概念扩展到电容和电感层面，提出了忆容器和忆感器的概念。相较于忆阻器而言，忆容器和忆感器在混沌电路上的发展较为缓慢。目前，已经报导了一些含有忆容器、忆感器的混沌电路，这些混沌电路所展现出的动力学特性较之典型蔡氏电路更加丰富，并能产生一些新的特性，比如对初值敏感、能产生伪随机性更好的序列、具有共存吸引子等，这些更加复杂的动力学特性对于混沌电路在信息加密等领域上的应用具有更实用、更深远的意义。但是，目前的研究主要集中在仅含有一个忆容器或一个忆感器的混沌电路，同时含有忆容器和忆感器的混沌振荡器电路研究仅有两篇报导，其一是应用忆容器、忆感器和电感构成的混沌电路，由于电感的应用使实际电路体积增大，且参数的配置更难实现，在实际应用中存在许多弊端；其二是应用忆容器、忆感器和电容构成的混沌电路，但该电路只是在蔡氏经典电路的基础上，用忆容器和忆感器分别替换了原电路中的电容和电感，并没有构成新的混沌电路结构。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种新型忆容器和忆感器的混沌振荡器及其等效电路模型，用来模拟混沌系统的动力学特性。