一种级联反相积分器混沌电路转让专利
申请号 : CN200810233851.5
文献号 : CN101447140B
文献日 : 2010-06-30
发明人 : 张新国 , 李守亮
申请人 : 张新国
摘要 :
权利要求 :
1.一种级联反相积分器混沌电路,包括非线性电路单元(5),由至少三级反相积分器构成的级联反相积分器组合电路单元(1,2,3),其特征是:还包括只有一级的线性反相加法器电路(4);所述的线性反相加法器电路(4)是由一个运算放大器为主构成,其运算放大器的负输入端与各电阻(Rf1、Rf2、Rf3、RfNL)各一端连接;所述的各电阻(Rf1、Rf2、Rf3、RfNL)各另一端是线性反相加法器电路单元(4)的一个输入端,线性反相加法器电路(4)的输出端与第一级反相积分器第f电阻(Rf)输入端连接;第一级反相积分器(1)输出端(K1)与第一级反相积分器的第十电阻(R10)一端或线性反相加法器电路的第f1电阻(Rf1)输入端中的一个输入端连接,第一级反相积分器(1)输入端与第十电阻(R10)、第二十电阻(R20)、第三十电阻(R30)、第f电阻(Rf)以及第NL电阻(RNL)的另一端连接;第二级反相积分器(2)输出端(K2)与第一级反相积分器第二十电阻(R20)一端或线性反相加法器电路的第f2电阻(Rf2)输入端中的一个输入端连接,第二级反相积分器(2)输入端与第一级反相积分器(1)输出端连接;第三级反相积分器的输出端(K3)一路与第一级反相积分器第三十电阻(R30)一端或线性反相加法器电路的第f3电阻(Rf3)输入端中的一个输入端连接,另一路与非线性电路单元(5)输入端连接,第三级反相积分器(3)输入端与第二级反相积分器(2)输出端连接;非线性电路单元(5)输出端(KNL)与第一级反相积分器第NL电阻(RNL)输入端或线性反相加法器电路的第fNL电阻(RfNL)输入端中的一个输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种级联反相积分器混沌电路,其特征是:所述的级联反相积分器组合电路单元由三级反相积分器构成,所述的非线性电路单元是由一个模拟乘法器(MUL1)构成;所述的线性反相加法器电路的第四运算放大器(A4)的反相输入端与第八电阻(R8)一端连接,第八电阻(R8)的另一端为线性反相加法器电路的输入端,第四运算放大器(A4)同相输入端接地,反相输入端与输出端之间连接第七电阻(R7);级联反相积分器组合电路单元的第三运算放大器(A3)输出端与三处连接:与模拟乘法器(MUL1)的二个输入端连接,与第一级反相积分器的第三电阻(R3)一端连接;所述的模拟乘法器(MUL1)的输出端与第一级反相积分器的第二电阻(R2)一端连接;第二级反相积分器的第二二运算放大器(A2)的输出端与线性反相加法器电路的第八电阻(R8)另一端连接,线性反相加法器电路的第四运算放大器(A4)输出端与第一级反相积分器的第一电阻(R1)一端连接;第一级反相积分器的第一运算放大器(A1)反相输入端与输出端之间连接并联的第一电容(C1)与第四电阻(R4),第一运算放大器(A1)反相输入端分别与第一电阻(R1)、第二电阻(R2)及第三电阻(R3)另一端连接;所述的第二电阻(R2)为可变电阻。
3.根据权利要求1或2的一种级联反相积分器混沌电路,其特征是:非线性电路单元是由第一模拟乘法器(MUL1)和第二模拟乘法器(MUL2)构成;线性反相加法器电路的第四运算放大器(A4)反相输入端与第七电阻(R7)、第八电阻(R8)各一端连接,第四运算放大器(A4)的反相输入端与输出端之间连接第六电阻(R6);级联反相积分器组合电路单元的第三运算放大器(A3)输出端与四处连接:与第一模拟乘法器(MUL1)的二个输入端连接,与第二模拟乘法器(MUL2)的一个输入端连接,与第八电阻(R8)另一端连接;第一模拟乘法器(MUL1)的输出端与第二模拟乘法器(MUL2)的另一个输入端连接,第二模拟乘法器(MUL2)的输出端与第二电阻(R2)一端连接;第二运算放大器(A2)的输出端与第七电阻(R7)连接,第四运算放大器(A4)的输出端与第一电阻(R1)一端连接;第一级反相积分器的第一运算放大器(A1)反相输入端与输出端之间连接并联的第一电容(C1)与第三电阻(R3),第一运算放大器(A1)反相输入端分别与第一电阻(R1)及第二电阻(R2)另一端连接;所述的第二电阻(R2)为可变电阻。
4.根据权利要求1或2所述的一种级联反相积分器混沌电路,其特征是:所述的线性反相加法器电路的第四运算放大器(A4)的反相输入端与第八电阻(R8)、第九电阻(R9)各一端连接,第九电阻(R9)另一端与第二级反相积分器的第二运算放大器(A2)输出端连接;非线性电路单元是反相限幅放大器电路,反相限幅放大器电路的第五运算放大器(A5)同相输入端接地,反相输入端与输出端之间连接并联的第十电阻(R10),反相输入端与第十一电阻(R11)连接,第五运算放大器(A5)的输出端与第一电阻(R1)一端连接;第三级反相积分器的第三运算放大器(A3)输出端与三处连接:与反相限幅放大器电路第十一电阻(R11)另一端连接,与线性反相加法器电路单元的第八电阻(R8)另一端连接,与第一级反相积分器的第三电阻(R3)一端连接;线性反相加法器电路单元的第四运算放大器(A4)输出端与第一级反相积分器的第二电阻(R2)一端连接;第一级反相积分器的第一运算放大器(A1)反相输入端与输出端之间连接并联的第一电容(C1)与第四电阻(R4),第一运算放大器(A1)反相输入端分别与第一电阻(R1)、第二电阻(R2)及第三电阻(R3)另一端连接;所述的第一电阻(R1)为可变电阻。
5.根据权利要求1或2所述的一种级联反相积分器混沌电路,其特征是:所述的非线性电路单元是符号放大电路,符号放大电路的第五运算放大器(A5)同相输入端接地,第五运算放大器(A5)输出端与第一级反相积分器的第一电阻(R1)一端连接;线性反相加法器电路的第四运算放大器(A4)输出端与第一级反相积分器的第二电阻(R2)一端连接;第三级反相积分器的运算放大器(A3)输出端与二处连接:与非线性电路单元的第五运算放大器(A5)的反相输入端连接,与第一级反相积分器的第三电阻(R3)一端连接;第一级反相积分器的第一运算放大器(A1)反相输入端与输出端之间连接并联的第一电容(C1)与第四电阻(R4),第一运算放大器(A1)反相输入端分别与第一电阻(R1)、第二电阻(R2)及第三电阻(R3)另一端连接;所述第一电阻(R1)为可变电阻。
6.根据权利要求1所述的一种级联反相积分器混沌电路,其特征是:所述的级联反相积分器组合电路单元由四级反相积分器构成,所述的线性反相加法器电路是由第五运算放大器(A5)以及第九电阻(R9)、第十电阻(R10)构成;第五运算放大器(A5)的反相输入端与第十电阻(R10)一端连接,第四运算放大器(A4)的反相输入端与输出端之间连接第九电阻(R9);所述的第一级反相积分器的第一电阻(R1)一端与正极性稳压电源连接,第一级反相积分器的第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)各一端依次与线性反相加法器电路的第五运算放大器(A5)的输出端、模拟乘法器(MUL1)的输出端、第三级反相积分器的第三运算放大器(A3)输出端连接;第四级反相积分器的第四运算放大器(A4)输出端与模拟乘法器(MUL1)的二个输入端连接;第一级反相积分器的第一运算放大器(A1)反相输入端与输出端之间连接并联的第一电容(C1)与第五电阻(R5),第一运算放大器(A1)反相输入端分别与第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)及第四电阻(R4)另一端连接;所述的第三电阻(R3)为可变电阻。
7.根据权利要求1所述的一种级联反相积分器混沌电路,其特征是:所述的级联反相积分器组合电路单元由五级反相积分器构成,所述的线性反相加法器电路的第六运算放大器(A6)的反相输入端分别与连接第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)的各一端连接,第六运算放大器(A6)的反相输入端与输出端之间连接第九电阻(R9),所述的第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)的各另一端依次分别与第二级反相积分器的输出端、第四级反相积分器的输出端、模拟乘法器(MUL1)的输出端连接;第五级反相积分器的第五运算放大器(A5)输出端与模拟乘法器(MUL1)的两个输入端连接;线性反相加法器电路的第六运算放大器(A6)的输出端与第一级反相积分器的第二电阻(R2)一端连接,第三级反相积分器的输出端与第一级反相积分器的第三电阻(R3)一端连接,第一级反相积分器的第一电阻(R1)一端与正极性稳压电源连接;第一级反相积分器的第一运算放大器(A1)反相输入端与输出端之间连接并联的第一电容(C1)与第四电阻(R4),第一运算放大器(A1)反相输入端分别与第一电阻(R1)、第二电阻(R2)及第三电阻(R3)另一端连接;所述的第十二电阻(R12)为可变电阻。
说明书 :
技术领域
本发明属于非线性电路,常称混沌电路,涉及一种级联反相积分器混沌电路。
背景技术
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种级联反相积分器混沌电路,包括非线性电路单元,由至少三级反相积分器构成的级联反相积分器组合电路单元,还包含只有一级的线性反相加法器电路;所述的线性反相加法器电路,是由一个运算放大器为主构成,运算放大器负输入端与各电阻各一端连接,所述的各电阻各另一端是线性反相加法器电路的一个输入端,线性反相加法器电路的输出端与第一级反相积分器1第f电阻Rf输入端连接;第一级反相积分器的输出端与第一级反相积分器1的第10电阻输入端或线性反相加法器电路第f1电阻输入端中的一个输入端连接;第二级反相积分器2输出端与第一级反相积分器第20电阻输入端或线性反相加法器电路单元第f2电阻输入端中的一个输入端连接;第三级反相积分器3的输出端一路与第一级反相积分器第n0电阻输入端或线性反相加法器电路单元第fn电阻输入端中的一个输入端连接,另一路与非线性电路单元输入端连接,非线性电路单元输出端与第一级反相积分器第NL电阻输入端或线性反相加法器电路的第fNL电阻输入端中的一个输入端连接。
本发明能够提供最大优化的、能够实现级联正相积分器电路所有功能的级联反相积分器混沌电路,可以在示波器上显示级联正相积分器混沌方程所有变量的各种波形、相图、混沌演变的各种曲线,可以进行级联正相积分器电路混沌方程的各种实验。适用于大学混沌科学教育、实验教学与演示、科学普及实验演示等,必将推动非线性电路实验教学的进步与发展。
附图说明
图2是本发明实施例1的级联反相积分器混沌电路原理图;
图3是本发明实施例2的级联反相积分器混沌电路原理图;
图4是本发明实施例3的级联反相积分器混沌电路原理图;
图5是本发明实施例4的级联反相积分器混沌电路原理图;
图6是本发明实施例5的级联反相积分器混沌电路原理图;
图7是本发明实施例6的级联反相积分器混沌电路原理图;
图8是本发明实施例1的级联反相积分器混沌电路输出的X1X2相图
图9是本发明实施例1的级联反相积分器混沌电路输出的X1X3相图;
图10是本发明实施例1的级联反相积分器混沌电路输出的X2X3相图;
图11是本发明实施例2的级联反相积分器混沌电路输出的X1X2相图;
图12是本发明实施例2的级联反相积分器混沌电路输出的X1X3相图;
图13是本发明实施例2的级联反相积分器混沌电路输出的X2X3相图;
图14本发明是实施例3的级联反相积分器混沌电路输出的X1X2相图;
图15本发明是实施例3的级联反相积分器混沌电路输出的X1X3相图;
图16本发明是实施例3的级联反相积分器混沌电路输出的X2X3相图;
图17本发明是实施例4的级联反相积分器混沌电路输出的X1X2相图;
图18本发明是实施例4的级联反相积分器混沌电路输出的X1X3相图;
图19本发明是实施例4的级联反相积分器混沌电路输出的X2X3相图。
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
具体实施方式
当图2中的R3=1kΩ,R4=20kΩ,其它电阻都是10kΩ,C1=C2=C3=0.01μF,运算放大器使用TL084,模拟乘法器使用AD633时,电路输出的相图见图8、图9、图10,实施例1电路完全实现了本发明的有效性。
若第二电阻(R2)由可变电阻代替,当连续改变第二电阻R2时,可以实现电路输出混沌演变。
实施例2的级联反相积分器混沌电路,即三阶三次方非线性级联反相积分器混沌电路,参照图3,实施例2与实施例1电路结构基本相同,只是所述的第一级反相积分器的运算放大器A1反相输入端与第一电阻R1、第二电阻R2的各一端连接;非线性电路单元是三次方非线性电路,由第一模拟乘法器MUL1和第二模拟乘法器MUL2构成;线性反相加法器电路单元的第四运算放大器A4的反相输入端与第七电阻R7、第八电阻R8各一端连接,四运算放大器A4反相输入端与输出端之间连接第六电阻R6;第三运算放大器A3输出端与四处连接:与第一模拟乘法器MUL1的二个输入端连接,与第二模拟乘法器MUL2的一个输入端连接,与第八电阻R8另一端连接(即第三级反相积分器的输出端K3与线性反相加法器电路单元第f3电阻Rf3输入端连接);第一模拟乘法器MUL1的输出端与第二模拟乘法器MUL2的另一个输入端连接,第二模拟乘法器MUL2的输出端与第二电阻R2另一端连接(即非线性电路单元5输出端KNL与第一级反相积分器第NL电阻RNL输入端连接);第二运算放大器A2的输出端与第七电阻R7连接(即第二级反相积分器2输出端K2与线性反相加法器电路单元第f2电阻Rf2输入端连接),第四运算放大器(A4)的输出端与第一电阻R1另一端连接。其中,第二电阻R2可由可变电阻代替。
当图3中的第二电阻R2=3.6kΩ,第三电阻R3=15.4kΩ,其它电阻都是10kΩ,电容C1=C2=C3=0.01μF,运算放大器使用TL084,模拟乘法器使用AD633时,电路输出的相图见图11、图12、图13,实施例2电路完全实现了本发明的有效性。
若第二电阻R2由可变电阻代替,当连续改变第二电阻R2时,可以实现电路输出混沌演变。
实施例3的级联反相积分器混沌电路,即三阶限幅非线性级联反相积分器混沌电路,参照图4,实施例3与实施例1电路结构基本相同,只是所述的线性反相加法器电路单元的第四运算放大器A4的反相输入端与第八电阻R8、第九电阻R9各一端连接,第九电阻R9另一端与第二级反相积分器的第二运算放大器A2输出端连接(即第二级反相积分器输出端K2与线性反相加法器电路单元一个输入端连接);所述的非线性电路单元是反相限幅放大器电路,反相限幅放大器电路的第五运算放大器A5同相输入端接地,反相输入端与输出端之间连接第十电阻R10,反相输入端与第十一电阻R11连接,第五运算放大器A5的输出端与第一电阻R1另一端连接(即非线性电路单元输出端KNL与第一级反相积分器一个输入端连接);第三级反相积分器的第三运算放大器A3输出端与三处连接:与符号放大电路的第十一电阻R11另一端连接,与线性反相加法器电路单元的第八电阻R8另一端连接,与第一级反相积分器的第三电阻R3另一端连接(即第三级反相积分器的输出端K3与第一级反相积分器一个输入端连接);线性反相加法器电路单元的第四运算放大器A4输出端与第一级反相积分器的第二电阻R2连接。其中,第一电阻R1可由可变电阻代替。
当图4中的第一电阻R1=24kΩ,第二电阻R3=3.3kΩ,第四电阻R4=15kΩ,第十电阻R10=80kΩ,其它电组都是10kΩ,电容C1=C2=C3=0.01μF,运算放大器使用TL084,电路输出的相图见图14、图15、图16,实施例3电路完全实现了本发明的有效性。
若第一电阻R1由可变电阻代替,当连续改变第一电阻R1时,可以实现电路输出混沌演变。
实施例4的级联反相积分器混沌电路,即三阶符号非线性级联反相积分器混沌电路,参照图5,实施例4与实施例1电路结构基本相同,只是所述的非线性电路单元是符号放大电路,符号放大电路的第五运算放大器A5同相输入端接地,第五运算放大器A5输出端与第一级反相积分器的第一电阻R1另一端连接(即非线性电路单元输出端KNL与第一级反相积分器一个输入端连接);线性反相加法器的第四运算放大器A4输出端与第一级反相积分器的第二电阻R2另一端连接;第三级反相积分器的运算放大器A3输出端与二处连接:与非线性电路单元的第五运算放大器A5的反相输入端连接,与第一级反相积分器的第三电阻R3连接(即第三级反相积分器的输出端K3与第一级反相积分器一个输入端连接);其中,第一电阻R1可由可变电阻代替。
当图5中的第一电阻R1=24kΩ,第三电阻R3=3.3kΩ,第四电阻R4=15kΩ,其它电组都是10kΩ,电容C1=C2=C3=0.01μF,运算放大器使用TL084,电路输出的相图见图16、图17、图18,实施例4电路完全实现了本发明的有效性。
若第一电阻R1由可变电阻代替,当连续改变第一电阻R1时,可以实现电路输出混沌演变。
实施例5的级联反相积分器混沌电路,即四阶二次方非线性反相级联积分器混沌电路,参照图6,实施例5与实施例1电路结构基本相同,只是所述的线性反相加法器电路是由第五运算放大器(A5)以及第九电阻R9、第十电阻R10构成;第五运算放大器(A5)的反相输入端与第十电阻(R10)一端连接,反相输入端与输出端之间连接第九电阻(R9);所述的级联反相积分器组合电路单元是由四级反相积分器构成,所述的第一级反相积分器的第一运算放大器A1反相输入端与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4各一端连接,所述的第一级反相积分器的第一电阻R1另一端与正极性稳压电源连接,所述的第一级反相积分器的第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4各另一端依次分别与线性反相加法器电路单元的第五运算放大器A5的输出端、模拟乘法器MUL1的输出端、第三级反相积分器的第三运算放大器A3输出端连接;第四级反相积分器的第四运算放大器A4输出端与模拟乘法器MUL1的二个输入端连接;其中,第三电阻R3可由可变电阻代替。
当图6中的第一电阻R1=2.5kΩ,第二电阻R2=2.656kΩ,第三电阻R3=10kΩ,第四电阻R4=902.9Ω,第五电阻R5=3.448kΩ,其它电组都是10kΩ,电容C1=C2=C3=C4=0.01μF,运算放大器使用TL084,模拟乘法器使用AD633CN时,电路输出混沌。
若第三电阻R3由可变电阻代替,当连续改变第三电阻R3时,可以实现电路输出混沌演变。
实施例6的级联反相积分器混沌电路,即五阶二次方非线性级联反相积分器混沌电路,参照图7,实施例6与实施例1的电路结构基本相同,只是所述的级联反相积分器组合电路单元是由五级反相积分器构成,所述的第一级反相积分器的第一运算放大器A1的第一电阻R1另一端与一个正极性稳压电源连接;所述的线性反相加法器电路是由第六运算放大器(A6)以及第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12构成,第六运算放大器(A6)的反相输入端与输出端之间连接第九电阻(R9),线性反相加法器的第六运算放大器A6的反相输入端分别与第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12的各一端连接,所述的第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12的各另一端依次分别与第二级反相积分器的输出端、第四级反相积分器的输出端、模拟乘法器MUL1的输出端连接;第五级反相积分器的第五运算放大器A5输出端与模拟乘法器MUL1的二个输入端连接;线性反相加法器的第六运算放大器A6的输出端与第一级反相积分器的第二电阻R2另一端连接,第三级反相积分器的输出端与第一级反相积分器的第三电阻R3另一端连接。其中,第十二电阻R12可由可变电阻代替。
当图7中的第一电阻R1=2.564kΩ,第三电阻R3=2.538kΩ,第十电阻R10=1.4148kΩ,第十一电阻R11=1.09kΩ,第十二电阻R12=2.564kΩ,其它电组都是10kΩ,电容C1=C2=C3=C4=C5=0.01μF,运算放大器使用TL084,模拟乘法器使用AD633CN时,电路输出混沌。
若第十二电阻R12由可变电阻代替,当连续改变第十二电阻R12时,可以实现电路输出混沌演变。