搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

蔡氏电路的功能全同电路与拓扑等效电路及其设计方法

张新国 孙洪涛 赵金兰 刘冀钊 马义德 韩廷武

引用本文:
Citation:

蔡氏电路的功能全同电路与拓扑等效电路及其设计方法

张新国, 孙洪涛, 赵金兰, 刘冀钊, 马义德, 韩廷武

Equivalent circuit in function and topology to Chua’s circuit and the design methods of these circuits

Zhang Xin-Guo, Sun Hong-Tao, Zhao Jin-Lan, Liu Ji-Zhao, Ma Yi-De, Han Ting-Wu
PDF
导出引用
  • 基于经典蔡氏电路方程的电容电压与电感电流变量及其状态方程归一化特点,提出了三种标度化、优化的电路设计方法:一种是方程变量都为电压的5运放电源限幅蔡氏电路,便于大规模集成;两种二极管非线性构成的功能全同蔡氏电路,与限幅非线性电路优势互补,可供大规模集成的细胞神经网络系统设计;同时,给出了与蔡氏电路为微分同胚电路的优化三次方蔡氏电路. 各电路设计方法适用于以三折线为主的三次型混沌电路. 最后,将本文提出的电路设计方法应用于混沌保密通信,实验表明该方法具有实用性和一定的应用价值.
    The characteristics of classical Chua's circuit variables proposed by Leon O. Chua are the voltage on capacitor, the current in inductor and its normalized equation of state. Based on these characteristics, in this paper, three optimized and scaled circuit design methods are proposed. One is the Chua's circuit with five operational amplifiers used for limiting power amplitude for integration. The other two are Chua's function equivalent circuits with nonlinear diode for cellular neural network system integration. At the same time, an optimized cubic form of Chua's diffeomorphism circuit is given. The methods of designing these circuits are applicable to the cubic random circuits dominated by three broken lines. The universality and practical application of design method are demonstrated in the experiment on chaos secure communication.
    • 基金项目: 山东省高等学校科研计划(批准号:J12LN95)和甘肃省自然科学基金(批准号:3ZS041-A25-017)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Higher Educational Science and Technology Program of Shandong Province, China (Grant No. J12LN95) and the Natural Science Foundation of Gansu Province, China (Grant No. 3ZS041-A25-017).
    [1]

    Chua L O, Komuro M, Takashi M 1986 IEEE CAS 33 1073

    [2]

    Chua L O, Lin G N 1990 IEEE CAS 37 885

    [3]

    Zhang X G, Ma Y D, Li S L 2011 Nonlinear Circuit–Based Analysis and Design (Vol.1) (Beijing: Higher Education Press) pp124-142 (in Chinese) [张新国, 马义德, 李守亮 2011 非线性电路——基础分析与设计(北京: 高等教育出版社) 第124–142页]

    [4]

    Xu C F, Yan J C, Wang J S, Han T W, Zhang X G 2010 Public Commun. Sci. Technol. 29 86 (in Chinese) [许崇芳, 严纪丛, 王金双, 韩廷武, 张新国 2010 科技传播 29 86]

    [5]

    Liu C X, Liu T, Liu L, Liu K 2004 Soliton. Fract. 22 1031

    [6]

    Zhang X G, Cui H X, Yu R P, Li Y, Zhang X Q, Wei M S 2010 J. Qufu Normal Univ. 36 91 (in Chinese) [张新国, 崔红霞, 于瑞萍, 李娅, 张兴芹, 魏曼莎 2010 曲阜师范大学学报 (自然科学版) 36 91]

    [7]

    Zhang X G, Yan J C, Xu C F, Cui H X, Yu R P 2011 J. Qufu Normal Univ. 37 50 (in Chinese) [张新国, 严纪丛, 许崇芳, 崔红霞, 于瑞萍 2011 曲阜师范大学学报 (自然科学版) 37 50]

    [8]

    Lu Y Y, Xue L P 2003 J. Electr. Electron. Education 25 67 (in Chinese) [卢元元, 薛丽萍 2003 电气电子教学学报 25 67]

    [9]

    Shao S Y, Min F H, Wu X H, Zhang X G 2014 Acta Phys. Sin. 63 060501 (in Chinese) [邵书义, 闵富红, 吴薛红, 张新国 2014 物理学报 63 060501]

    [10]

    Wang G H, Li Yan 2004 J. Air Force Engineer. Univ. (Natural Science Edition) 5 56 (in Chinese) [王国红, 李彦 2004 空军工程大学学报 5 56]

    [11]

    Li Z B, Huang J, Huang L, Wang M Z, Yao Y F 2014 J. Xuzhou Instit. Technol. (Natural Sciences Edition) 29 36 (in Chinese) [李泽彬, 黄济, 黄雷, 汪明珠, 姚有峰 2014 徐州工程学院学报 (自然科学版) 29 36]

    [12]

    Shao S Y, Min F H, Wang E R 2012 J. Nanjing Normal Univ. (Engineering and Technology) 12 6 (in Chinese) [绍书义, 闵富红, 王恩荣 2012 南京师范大学学报 (工程技术版) 12 6]

    [13]

    Zhang X G, Xu C F, Wang J S, Yan J C, Han T W 2010 J. Shandong Univ. (Engineering Science) 40 134 (in Chinese) [张新国, 许崇芳, 王金双, 严纪丛, 韩廷武 2010 山东大学学报 (工学版) 40 134]

    [14]

    Zhang X G, Zhang J F, Shi S J 2008 Chinese Patent ZL200810129216.2 [张新国, 张剑锋, 史书军 2008 中国专利 ZL200810129216.2]

    [15]

    Chua L O 1992 Archiv Elektronik bertra-Gungstechnik 46 250

    [16]

    Fortuna L, Frasca M, Xibilia M G 2009 Chua's Circuit Implementations: Yesterday, Today and Tomorrow (Singapore: World Scientific)

    [17]

    Chua L O, Yang L 1988 IEEE Trans. Circ. Syst. 35 1257

    [18]

    He Z Y, Zhang Y F, Lu H T 1999 J. Commun. 20 59 (in Chinese) [何振亚, 张毅峰, 卢洪涛 1999 通信学报 20 59]

    [19]

    Yang Z M, Xiong L, Zhang X G, Zhang J, Ren W J 2010 J. Northwest Normal Univ. (Natural Science) 46 40 (in Chinese) [杨志民, 熊丽, 张新国, 张洁, 任文娟 2010 西北师范大学学报 (自然科学版) 46 40]

    [20]

    Yin Y Z 1998 J. Electon. 20 93 (in Chinese) [尹元昭 1998 电子科学学刊 20 93]

    [21]

    Yin Y Z 1997 Chinese Patent 97112067.6 (in Chinese) [尹元昭 1997 中国专利 97112067.6]

    [22]

    Zhang X G, Shi S J, Zhang J F 2008 Chinese Patent ZL200810129217.7 (in Chinese) [张新国, 史书军, 张剑锋 2008 中国专利 ZL200810129217.7]

    [23]

    Guan X P, Fan Z P, Chen C L, Hua C C 2002 Chaos Control and Its Application in Secret Communication (Beijing: National Defence Industry Press) p341 (in Chinese) [关新平, 范正平, 陈彩莲, 华长春 2002 混沌控制及其在保密通信中的应用 (北京: 国防工业出版社) 第341页]

  • [1]

    Chua L O, Komuro M, Takashi M 1986 IEEE CAS 33 1073

    [2]

    Chua L O, Lin G N 1990 IEEE CAS 37 885

    [3]

    Zhang X G, Ma Y D, Li S L 2011 Nonlinear Circuit–Based Analysis and Design (Vol.1) (Beijing: Higher Education Press) pp124-142 (in Chinese) [张新国, 马义德, 李守亮 2011 非线性电路——基础分析与设计(北京: 高等教育出版社) 第124–142页]

    [4]

    Xu C F, Yan J C, Wang J S, Han T W, Zhang X G 2010 Public Commun. Sci. Technol. 29 86 (in Chinese) [许崇芳, 严纪丛, 王金双, 韩廷武, 张新国 2010 科技传播 29 86]

    [5]

    Liu C X, Liu T, Liu L, Liu K 2004 Soliton. Fract. 22 1031

    [6]

    Zhang X G, Cui H X, Yu R P, Li Y, Zhang X Q, Wei M S 2010 J. Qufu Normal Univ. 36 91 (in Chinese) [张新国, 崔红霞, 于瑞萍, 李娅, 张兴芹, 魏曼莎 2010 曲阜师范大学学报 (自然科学版) 36 91]

    [7]

    Zhang X G, Yan J C, Xu C F, Cui H X, Yu R P 2011 J. Qufu Normal Univ. 37 50 (in Chinese) [张新国, 严纪丛, 许崇芳, 崔红霞, 于瑞萍 2011 曲阜师范大学学报 (自然科学版) 37 50]

    [8]

    Lu Y Y, Xue L P 2003 J. Electr. Electron. Education 25 67 (in Chinese) [卢元元, 薛丽萍 2003 电气电子教学学报 25 67]

    [9]

    Shao S Y, Min F H, Wu X H, Zhang X G 2014 Acta Phys. Sin. 63 060501 (in Chinese) [邵书义, 闵富红, 吴薛红, 张新国 2014 物理学报 63 060501]

    [10]

    Wang G H, Li Yan 2004 J. Air Force Engineer. Univ. (Natural Science Edition) 5 56 (in Chinese) [王国红, 李彦 2004 空军工程大学学报 5 56]

    [11]

    Li Z B, Huang J, Huang L, Wang M Z, Yao Y F 2014 J. Xuzhou Instit. Technol. (Natural Sciences Edition) 29 36 (in Chinese) [李泽彬, 黄济, 黄雷, 汪明珠, 姚有峰 2014 徐州工程学院学报 (自然科学版) 29 36]

    [12]

    Shao S Y, Min F H, Wang E R 2012 J. Nanjing Normal Univ. (Engineering and Technology) 12 6 (in Chinese) [绍书义, 闵富红, 王恩荣 2012 南京师范大学学报 (工程技术版) 12 6]

    [13]

    Zhang X G, Xu C F, Wang J S, Yan J C, Han T W 2010 J. Shandong Univ. (Engineering Science) 40 134 (in Chinese) [张新国, 许崇芳, 王金双, 严纪丛, 韩廷武 2010 山东大学学报 (工学版) 40 134]

    [14]

    Zhang X G, Zhang J F, Shi S J 2008 Chinese Patent ZL200810129216.2 [张新国, 张剑锋, 史书军 2008 中国专利 ZL200810129216.2]

    [15]

    Chua L O 1992 Archiv Elektronik bertra-Gungstechnik 46 250

    [16]

    Fortuna L, Frasca M, Xibilia M G 2009 Chua's Circuit Implementations: Yesterday, Today and Tomorrow (Singapore: World Scientific)

    [17]

    Chua L O, Yang L 1988 IEEE Trans. Circ. Syst. 35 1257

    [18]

    He Z Y, Zhang Y F, Lu H T 1999 J. Commun. 20 59 (in Chinese) [何振亚, 张毅峰, 卢洪涛 1999 通信学报 20 59]

    [19]

    Yang Z M, Xiong L, Zhang X G, Zhang J, Ren W J 2010 J. Northwest Normal Univ. (Natural Science) 46 40 (in Chinese) [杨志民, 熊丽, 张新国, 张洁, 任文娟 2010 西北师范大学学报 (自然科学版) 46 40]

    [20]

    Yin Y Z 1998 J. Electon. 20 93 (in Chinese) [尹元昭 1998 电子科学学刊 20 93]

    [21]

    Yin Y Z 1997 Chinese Patent 97112067.6 (in Chinese) [尹元昭 1997 中国专利 97112067.6]

    [22]

    Zhang X G, Shi S J, Zhang J F 2008 Chinese Patent ZL200810129217.7 (in Chinese) [张新国, 史书军, 张剑锋 2008 中国专利 ZL200810129217.7]

    [23]

    Guan X P, Fan Z P, Chen C L, Hua C C 2002 Chaos Control and Its Application in Secret Communication (Beijing: National Defence Industry Press) p341 (in Chinese) [关新平, 范正平, 陈彩莲, 华长春 2002 混沌控制及其在保密通信中的应用 (北京: 国防工业出版社) 第341页]

  • [1] 林毅, 刘文波, 沈骞. 五阶压控忆阻蔡氏混沌电路的双稳定性. 物理学报, 2018, 67(23): 230502. doi: 10.7498/aps.67.20181283
    [2] 李志军, 曾以成, 李志斌. 改进型细胞神经网络实现的忆阻器混沌电路. 物理学报, 2014, 63(1): 010502. doi: 10.7498/aps.63.010502
    [3] 杨芳艳, 冷家丽, 李清都. 基于Chua电路的四维超混沌忆阻电路. 物理学报, 2014, 63(8): 080502. doi: 10.7498/aps.63.080502
    [4] 马美玲, 闵富红, 邵书义, 黄苗玉. 基于符号函数的注入反馈式蔡氏电路同步控制. 物理学报, 2014, 63(1): 010507. doi: 10.7498/aps.63.010507
    [5] 罗明伟, 罗小华, 李华青. 一类四维多翼混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2013, 62(2): 020512. doi: 10.7498/aps.62.020512
    [6] 陈红, 吴玲. 设计和实现三维空间任意庞加莱截平面电路. 物理学报, 2013, 62(2): 020507. doi: 10.7498/aps.62.020507
    [7] 陈仕必, 曾以成, 徐茂林, 陈家胜. 用多项式和阶跃函数构造网格多涡卷混沌吸引子及其电路实现. 物理学报, 2011, 60(2): 020507. doi: 10.7498/aps.60.020507
    [8] 陈军, 李春光. 禁忌学习神经元模型的电路设计及其动力学研究. 物理学报, 2011, 60(2): 020502. doi: 10.7498/aps.60.020502
    [9] 陈军, 李春光. 具有自适应反馈突触的神经元模型中的混沌:电路设计. 物理学报, 2011, 60(5): 050503. doi: 10.7498/aps.60.050503
    [10] 张晓芳, 陈章耀, 毕勤胜. 非线性电路通向混沌的演化过程. 物理学报, 2010, 59(5): 3057-3065. doi: 10.7498/aps.59.3057
    [11] 许喆, 刘崇新, 杨韬. 一种新型混沌系统的分析及电路实现. 物理学报, 2010, 59(1): 131-139. doi: 10.7498/aps.59.131
    [12] 史正平. 简易混沌振荡器的混沌特性及其反馈控制电路的设计. 物理学报, 2010, 59(9): 5940-5948. doi: 10.7498/aps.59.5940
    [13] 杨志民, 张洁, 马永杰, 摆玉龙, 马胜前. 基于电流传输器的蔡氏混沌电路的设计和实现. 物理学报, 2010, 59(5): 3007-3016. doi: 10.7498/aps.59.3007
    [14] 孙克辉, 杨静利, 丁家峰, 盛利元. 单参数Lorenz混沌系统的电路设计与实现. 物理学报, 2010, 59(12): 8385-8392. doi: 10.7498/aps.59.8385
    [15] 薛薇, 郭彦岭, 陈增强. 永磁同步电机的混沌分析及其电路实现. 物理学报, 2009, 58(12): 8146-8151. doi: 10.7498/aps.58.8146
    [16] 冯朝文, 蔡 理, 康 强. 基于单电子器件的混沌电路研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6155-6161. doi: 10.7498/aps.57.6155
    [17] 罗小华, 李华青, 代祥光. 一类多涡卷混沌吸引子及电路设计. 物理学报, 2008, 57(12): 7511-7516. doi: 10.7498/aps.57.7511
    [18] 王光义, 丘水生, 许志益. 一个新的三维二次混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2006, 55(7): 3295-3301. doi: 10.7498/aps.55.3295
    [19] 李 亚, 禹思敏, 戴青云, 刘明华, 刘 庆. 一种新的蔡氏电路设计方法与硬件实现. 物理学报, 2006, 55(8): 3938-3944. doi: 10.7498/aps.55.3938
    [20] 刘崇新. 蔡氏对偶混沌电路分析. 物理学报, 2002, 51(6): 1198-1202. doi: 10.7498/aps.51.1198
计量
  • 文章访问数:  8578
  • PDF下载量:  631
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-23
  • 修回日期:  2014-06-09
  • 刊出日期:  2014-10-05

/

返回文章
返回