[发明专利]一种忆阻模拟器及高频混沌振荡器

说明书

本申请提供一种忆阻模拟器及高频混沌振荡器，其中，忆阻模拟器包括：二极管桥和电容，所述二极管桥与所述电容并联，所述忆阻模拟器工作的频率通过改变所述电容的大小进行调整，忆阻模拟器可工作于高频段，且电路结构简单，易于实现，工作的频段可以通过改变电容的大小进行调整；高频混沌振荡器包括：三极管、电阻、电感、电容、直流电源以及忆阻模拟器，可产生动力学特性复杂的高频混沌信号，产生的高频混沌信号在信息加密、保密通信等领域有着巨大的应用前景。

技术领域

本申请涉及电力电路技术领域，特别的，尤其涉及一种忆阻模拟器及高 频混沌振荡器。

背景技术

为了保证数字图像、视频和语音等流媒体信息的安全，混沌保密通信和 图像加密技术受到众多学者的关注，而混沌动力学特性复杂、随机性强的混 沌信号又是混沌保密通信以及图像加密技术的基础。因此，混沌信号的生成 是非线性研究及应用的核心方向之一，为此，如何设计动力学特性复杂的宽 带混沌信号是其研究的重要方向。同时，如何减小系统体积和功耗等方面也 是科技发展的重要趋势。

混沌电路中都含有非线性的部分，如果用现有元件来设计混沌电路，将 会产生较大的功耗，混沌电路的体积也较为庞大。而忆阻器具有纳米尺寸、 非线性、低功耗等特征，目前大量的忆阻混沌电路采用忆阻模拟器取代其中 的非线性(线性)部分以产生混沌信号，从而获取比一般混沌系统更强的随 机性及对初值的极度敏感性，其动力学特性更复杂，也拥有更强的抗破译功 能。但是，目前忆阻模拟器大部分是基于电压模式的运算放大器来实现的， 运算放大器的使用限制了其频带宽度，其工作频率不超过MHz，进一步导致设计的忆阻混沌电路所产生的信号的频率不高。若要提高频谱宽度，则电路 设计需要相对缩小电容或电感的值，从而使得电路的工作状态受元器件的寄 生参数影响较大，难以达到理想的效果。

因此，基于忆阻的宽带混沌电路设计及动力学研究是目前非线性领域的 一个研究热点，它拥有更广阔的应用前景。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题中，本申请提供了一种忆阻模拟器及高频混沌 振荡器，其中，忆阻模拟器可工作于高频段，且电路结构简单，易于实现， 工作的频段可以通过改变电容的大小进行调整；高频混沌振荡器可产生动力 学特性复杂的高频混沌信号，产生的高频混沌信号在信息加密、保密通信等 领域有着巨大的应用前景。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种忆阻模拟器，包括：二极管桥和电容，其中，所述二极管桥与所述 电容并联，所述忆阻模拟器工作的频率通过改变所述电容的大小进行调整。

其中，所述二极管桥包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管 D4，所述二极管D1的正极端与所述二极管D4的正极端相连，记作j端， 所述二极管D4的负极端与所述二极管D3的正极端相连，记作k端，所述 二极管D3的负极端与所述二极管D2的负极端相连，记作p端，所述二极 管D2的正极端与所述二极管D2的负极端相连，记作q端，所述二极管桥 的j端和p端分别与所述电容C0的正、负端并联。

一种高频混沌振荡器，包括：三极管Q、电阻R、电感L、电容C_CE、直 流电源E1以及上述所述的忆阻模拟器W，其中：

所述三极管Q的基极和集电极分别连接所述电感L的两端，所述三极管 Q的集电极和发射极分别连接所述电容的正负端，同时所述三极管Q的集电 极和发射极分别连接所述二极管桥的q端和k端，所述三极管Q的基极与所 述电阻R的一端相连，所述电阻R的另一端与所述直流电源E1的正极相连， 所述直流电源E1的负极与所述三极管Q的发射极相连。