基于Wien桥的混沌保密通信系统设计

在典型的Wien桥振荡电路的基础上设计了一种混沌电路,该电路只有两个集成运放,电路简单,稳定性好。以此电路设计的保密通信系统实现了发送端与接收端之间的混沌系统的同步,最后在接收端解调出调制信号,该系统有恢复精度高、保密度高、破译难度大、执行速度快的特点,使保密通信的安全性得到提高。     

不同阶Colpitts混沌振荡电路的性能对比分析

宽带混沌信号拥有良好的相关特性、低截获概率和高保密性等优点.本文介绍了一种基本的混沌信号产生电路-Colpitts振荡电路,在此基础上,对该电路作了相关改进,同时通过仿真对它们的性能进行了分析比较.结果显示:对三阶Colpitts振荡电路的改进方法是可行的;三阶Colpitts振荡电路频谱较为集中,且自相关性能差,应用...     

基于CCII的集成混沌振荡器设计

集成化混沌振荡器是混沌在实际应用中的一种重要趋势,特别是在大规模的混沌系统的电子实现方面。为了使混沌振荡器的集成度更高,并且具有较宽的频带,本文提出了一种新型的电流模式混沌振荡器。通过对自治混沌振荡器的电路模型分析,在文氏混沌电路基础上,采用CCII电路代替电压运算放大器、跨导运算放大器等传统运算放大器,实现了正弦波振荡电路,通过采用NMOS管将两个正弦振荡电路耦合最终实现电流模式混沌振荡器,通过对该电流模式混沌振荡器建模并进行仿真分析,描述了该振荡器的混沌行为,验证了该混沌电路的有效性和可行性。再通过仿真结果对比表明该混沌振荡器相比于传统的文氏混沌振荡器功耗更小、噪声抑制能力更强,由其产生的混沌信号在频带宽度、随机程度方面都有明显提高,更适合芯片集成。     

电容电感测试仪的设计

介绍了电容电感测试仪的测量原理和电路设计方法,采用STC89C51单片机作为计算核心,以LC三点式振荡电路作为测量电路,采用固定的电感和电容组成LC振荡电路。单片机负责控制频率的测量,并利用单片机设计频率计测量得到分频后的频率,运用谐振频率公式,间接得到待测的电容值或电感值。该方案进行电容和电感的测试,具有电路原理简单、体积较小的优点。     

一种单输入控制器下的忆阻混沌同步电路设计与实现

该文提出一种在单输入控制器下基于忆阻器的混沌同步模拟电路设计及其实现方法,并将它应用于基于忆阻混沌同步的保密通信.首先,基于混沌同步理论,构建了混沌同步系统及保密通信模型,并设计实现了一种4阶压控忆阻混沌电路和混沌加密解密电路.其次,将所设计的忆阻混沌电路作为混沌驱动和响应电路,根据它们的误差系统设计了一种单输入混沌同...     

超混沌电路的广义同步

该文研究了超混沌电路的广义同步,理论分析表明:只要构造出恰当的矩阵和一个与之相对易的矩阵,就可以实现驱动系统与响应系统的广义超混沌同步。文章并以一个四维超混沌振荡电路为例,给出了广义同步的数值模拟结果。     

二维四涡卷混沌电路的设计及实现

为了设计二维多涡卷混沌系统,以状态变量x,y的阈值为切换规则,构建了二维四涡卷混沌系统,仿真并实现了物理混沌电路,分析了系统的混沌特性,设计了一个保密通信电路,实现了对信息信号的保密,结果表明混沌电路设计的正确性和有效性。     

Cascode混沌电路负阻模型与电路设计

针对Cascode结构振荡器进行研究,通过理论推导和分析,给出两级负阻提升的通用模型,该模型可以被广泛应用于混沌电路设计中,实际电路设计时可以用合适的负阻电路单元替代两级结构中的下级部分,实现电路负阻的提升。仿真设计结果表明,基于该模型设计的混沌电路的混沌振荡基频f0为4.2 GHz,f0/fT值达到0.46,较经典单级电路有较大提升。     

二维混沌信号产生器的设计

混沌电路设计是混沌通信和混沌加密等应用的先决条件,因此混沌电路的理论研究和设计具有十分重要的意义.本文提出混沌电路的一种新的设计方法,可以在二维空间中简单灵活的设计构造出一类混沌系统.该方法的最大优点是:采用模块化设计思路,混沌吸引子的形状可以根据实际需要来设计,易于电路和集成电路实现.     

Colpitts混沌电路的研究

对典型Colpitts振荡电路进行分析,并进行了Pspice仿真,观察状态变量随参数变化的动力学行为及频谱分布情况.对改进型Colpitts电路进行仿真,对比仿真结果可知正是寄生电容CCB影响了典型Colpitts电路产生高频混沌信号.     

基于双曲函数的双忆阻器混沌电路多稳态特性分析

基于经典蔡氏混沌振荡电路,引入一种双曲余弦函数的新型磁控忆阻器模型,设计含有两个双曲余弦忆阻器的混沌电路系统,讨论了系统平衡点集面的稳定区间.选择不同的忆阻初始值进行数值仿真,通过分岔图与Lyapunov指数谱研究双曲忆阻混沌系统的多稳态特性.结果表明,含双曲函数的双忆阻混沌电路具有复杂的动力学行为,运动轨迹不仅依赖于电路参数,还受电路的初始状态影响,由此产生了不同拓扑结构的混沌吸引子与不同周期运动的多稳态隐藏吸引子共存现象.     

忆阻开关混沌电路及其吸引子共存现象研究

为了研究忆阻开关电路的动力学行为,该文提出一种具有多吸引子共存现象的忆阻开关混沌电路。在该电路中存在多吸引子分岔,当系统中发生边界碰撞之后,系统中将产生不同的吸引子共存现象。其中包括单周期极限环与混沌吸引子共存,不同的混沌吸引子共存,对称的2周期极限环共存现象,以及对称的2周期极限环与5周期极限环共存现象等。该文通过相图、分岔图等数值仿真,分析了该电路的动力学行为,并利用PSIM电路仿真验证了其电路的可行性,对开关电路中多吸引子共存现象和混沌应用的研究具有重要意义。     

基于分数阶忆阻器的混沌电路分析与设计

提出了一种新型的分数阶忆阻混沌电路.首先,建立了分数阶忆阻器的数学模型,通过数值仿真验证了分数阶广义忆阻器满足忆阻器的基本特性.然后,将分数阶广义忆阻器与蔡氏振荡电路相结合,建立了一种基于分数阶广义忆阻器的混沌电路模型.通过稳定性理论,对分数阶系统的稳定性进行了分析.为了进一步研究电路参数对系统动态行为的影响,利用相位...     

一种新型双忆阻混沌系统动力学及其电路实现研究

在经典的蔡氏混沌电路基础上,引入三次非线性磁控忆阻模型,利用一个磁控忆阻模型和一个荷控忆阻模型,外加一个负电导替换变形蔡氏电路中的蔡氏二极管,设计了一个五阶混沌电路,用常规的方法研究系统的基本动力学特性。通过数值仿真结果表明电路在参数变化情况下能产生Hopf分岔和反倍周期分岔两种分岔行为,并能产生双涡卷、单涡卷、极限环、同宿轨等不同轨道,出现了双单摆运动。观察混沌吸引子推广到功率与能量信号,观察到蝴蝶翅膀重叠的奇异吸引子。通过改变初始值,能产生共存吸引子和周期极限环共存现象。为了验证电路的混沌行为,将对设计的电路进行了PSpice仿真,电路仿真结果验证了理论分析的正确性。     

简洁无电感忆阻混沌电路及其特性

采用非理想有源电压控制忆阻器和磁通控制型光滑3次非线性忆阻器,该文设计了一种不含电感的简单(只含5个电子元器件)双忆阻混沌电路。采用常规的非线性分析手段详细研究了电路参数变化时系统的基本动力学行为,例如平衡点稳定性分析,相轨图以及李雅普诺夫指数谱和分岔图等。通过调节系统控制参数,该系统可产生多涡卷、多翼以及暂态混沌等十分丰富的动力学现象。此外,还研究了系统依赖于忆阻器初始状态的多稳态,得到了一些有意义的结果。为验证电路的可行性及稳定性,通过对忆阻器的模拟等效电路的搭建,并将该等效电路应用于所提出的混沌电路中,硬件电路实验结果以及Multisim电路仿真结果与理论分析一致。     

Synchronization and chaos in coupled memristor-based FitzHugh-Nagumo circuits with memristor synapse

The memristor has drawn a significant interest in the fields of neuromorphic circuits because the nanoscale memristor is a strong candidate to become the critical element of novel ultra-high density low-power non-volatile memories. In the present paper, we focus on networks of FitzHugh-Nagumo neuron circuits employing memristor. First, we build the memristor-based circuit of FitzHugh-Nagumo model. The details of the chaotic phenomena of the memristor-based FitzHugh-Nagumo circuit under external stimuli have been found with use of computer simulations, i.e., we have numerically calculated waveform diagrams, phase portraits, Lyapunov exponents and bifurcation diagram. And we also confirm these results of theoretical analyses and numerical calculations by circuit simulation experiments of the actual analog circuit realization using Multisim modeling. Then the synchronization of coupled memristor-based chaotic neurons with memristor synapse is discussed, and synchronization mechanism is also found. Finally, we have also derived the sufficient conditions of chaotic synchronization in unidirectional coupled neuron circuits and bidirectional coupled neuron circuits respectively, which are that the parameter of memristor synapse must meet certain conditions. These results of theoretical analyses have been confirmed by numerical simulation.     

新型忆阻器混沌电路及其在图像加密中的应用

忆阻器是一种拥有记忆功能的电阻,目前忆阻器的研究热点及难点在于新模型的建立以及相关方面的应用。该文提出一种基于双曲正弦函数的新型磁控忆阻器模型,通过分析电压和电流的相轨迹关系,发现其具有典型的忆阻器电压-电流特性曲线。利用新建的忆阻器模型构造新型忆阻混沌系统,通过数值仿真绘出新系统的相轨迹图、分岔图、Lyapunov 指数谱等,分析了不同参数时系统的混沌演化过程。另外,基于电路仿真软件Multisim研制了实验仿真电路, 该电路结构简单、易于实际制作,且仿真实验与理论分析结论十分吻合,证实了提出的忆阻混沌系统电路在物理上是可以实现的。最后,利用新系统混沌序列对图像进行加密,重点分析了加密直方图、相邻像素相关性以及抗攻击能力与密钥敏感性,结果表明新系统对图像密钥及明文都非常敏感,密钥空间较大,新提出的忆阻混沌系统应用于图像加密具有较高的安全性能。     

基于忆阻元件的五阶混沌电路研究

采用一个有源磁控忆阻器替换四阶蔡氏振荡器中的蔡氏二极管,导出了一个基于忆阻元件的五阶混沌电路,建立了相应电路状态变量的微分方程组.理论分析表明该忆阻混沌电路具有一个平衡点集,其稳定性随忆阻器初始状态变化而变化.采用常规的动力学分析手段研究了忆阻器初始状态发生变化时电路的动力学特性.数值仿真结果验证了理论分析的正确性.     

A novel current-controlled memristor-based chaotic circuit

In this paper, a novel third-order autonomous memristor-based chaotic circuit is proposed. The circuit has simple topology and contains only four elements including one linear negative impedance converter-based resistor, one linear capacitor, one linear inductor, and one nonlinear current-controlled memristor. Firstly, the voltage-current characteristic analysis of the memristor emulator for different driving amplitudes and frequencies are presented. With dimensionless system, the symmetry, equilibrium point and its stability are analysed. It is shown that the system has two unstable saddle-foci and one unstable saddle. A set of typical parameters are chosen for the generation of chaotic attractor. Differing from the common period-doubling bifurcation route in smooth dynamical systems, this memristive system shows abrupt transition from the coexisting period-1 limit cycles to robust chaos when varying system parameters. Various dynamical behaviors are analysed using the numerical simulations and circuit verifications.     

Design and implementation of n-scroll chaotic attractors from a general jerk circuit

This paper proposes a novel nonlinear modulating function approach for generating n-scroll chaotic attractors based on a general jerk circuit. The systematic nonlinear modulating function methodology developed here can arbitrarily design the swings, widths, slopes, breakpoints, equilibrium points, shapes, and even the general phase portraits of the n-scroll chaotic attractors by using the adjustable sawtooth wave, triangular wave, and transconductor wave functions. The dynamic mechanism and chaos generation condition of the general jerk circuit are further investigated by analyzing the system stability. A simple block circuit diagram, including integrator, sawtooth wave and triangular wave generators, buffer, switch linkages, and voltage-current conversion resistors, is designed for the hardware implementations of various 3-12-scroll chaotic attractors via switchings of the switch linkages. This is the first time to experimentally verify a 12-scroll chaotic attractor generated by an analog circuit. In particular, the recursive formulas of system parameters and real physical circuit parameters are rigorously derived for the hardware implementations of the n-scroll chaotic attractors. Moreover, the adjustability of the nonlinear modulating function and the rigorous recursive formulas together provide a theoretical principle for the hardware implementations of various chaotic attractors with a large number of scrolls.