一个磁控忆阻器混沌电路及其FPGA实现

忆阻器是一种新的电路元件.为研究忆阻器混沌的基本特性和实现方法,对一种三次光滑特性忆阻器混沌电路的基本动力学特性进行了深入分析,包括平衡点集及其稳定性,暂态混沌及其状态转移,提出了一种克服暂态混沌从而产生稳定混沌的方法,并基于FPGA研究了忆阻器混沌的数字化实现问题,获得了预期的实验结果.     

忆阻器混沌电路的仿真

本文介绍了HP忆阻器的基本概念及数学模型,该模型可以较好地表示HP忆阻器的非线性掺杂漂移性质,将忆阻器用于蔡氏电路,可以得到基于忆阻器的混沌电路。笔者使用Matlab进行系统级仿真,并简要地进行了动力学分析。建立了忆阻器的Orcad模型,对其进行了仿真实验,其结果与HP实验室相同。我们用Orcad进行器件级仿真,为实际的混沌电路提供基础。该数值仿真和电路仿真结果一致,表明该混沌电路是可行的。     

磁控二氧化钛忆阻混沌系统及其电路设计

忆阻器是一种非线性电子元件,可以作为混沌系统的非线性部分,为了提高混沌系统的信号随机性和复杂度,构建了一个磁控二氧化钛忆阻混沌系统.从系统的对称性、耗散度、平衡点稳定性、Lyapunov指数谱和维数、功率谱、庞加莱截面等方面来研究该混沌系统的内在动力学特性.采用双参数影响下的混沌图和复杂度分析方法得到了系统的最优参数范...     

基于文氏振荡器的忆阻混沌电路

该文采用文氏桥振荡器和磁通控制的分段线性忆阻器,设计了一种新的单一参数控制的混沌电路。通过调节控制参数,该系统在忆阻器的非线性作用下,通过倍周期分岔产生了混沌和超混沌现象。利用常规的动力学分析手段研究了电路参数变化时系统的动力学特性,例如平衡点稳定性分析,李雅普诺夫指数谱和分岔图。为了验证电路的正确性,该文采用集成运放和压控开关实现了一个分段线性磁控忆阻器的模拟等效电路,并将该系统应用于提出的混沌电路,Pspice仿真结果与理论分析完全吻合。     

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.     

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。     

基于荷控忆阻器的四阶混沌电路

近年来,基于亿阻器的混沌电路受到国内外学者的广泛关注.然而现阶段的研究,大都采用通过磁控忆阻器和负电导并联构成的有源忆阻器替代蔡氏电路中蔡氏二极管的方法.而采用荷控忆阻器的混沌电路大都同时使用荷控忆阻器与磁控忆阻器构成的五阶双忆阻器混沌电路.该文在蔡氏电路的基础上,采用荷控忆阻器与电感串联的形式构造了一个新的四阶忆阻混沌电路,并提出改进的忆阻器非线性特性曲线,通过数值仿真的方法进行了验证.最后,对这个新的四阶忆阻混沌电路进行动力学特性分析,主要通过李雅普诺夫指数和吸引子在相平面的投影.     

一类忆阻型4D保守混沌系统的设计及其分析

提出一类基于忆阻器、具有非双曲平衡点的非哈密顿四维保守混沌系统。通过计算系统的散度,分析了系统相体积的守恒性;对系统进行Kolmogorov变换,证明了系统哈密顿能量并不守恒;同时该系统对参数和初始值变化敏感。运用系统的相轨图、Lyapunov指数谱、Poincaré映射、分岔图等理论和数值分析工具,分析了系统复杂的动力学行为,得知系统具有混沌流与不同幅度准周期流的非对称共存等多稳态特性;最后,通过模拟电路验证了设计的可行性与分析的正确性。该保守系统具有良好的初始值灵敏性,可应用在信息和图像加密等领域。     

基于忆阻器的新型四阶超混沌电路

在一个三维自治系统中引入三次非线性磁控忆阻器,得到了一个新的四维忆阻超混沌系统。通过分析该系统的动力学行为,发现它具有线平衡点,存在共存吸引子。通过MATLAB编程计算出Lyapunov指数,结果证明了该系统存在超混沌行为。Simulink数值仿真得到的相图和基于忆阻等效电路设计的PSpice电路仿真相图完全对应一致,验证了系统的正确性与有效性。     

基于广义忆阻器的超混沌系统的研究与电路实现

基于通用忆阻器模型,设计了一个广义忆阻器并将其引入混沌系统,构建了一个新的四阶忆阻超混沌系统,探究了其动力学特性。首先对新型四阶忆阻超混沌系统的相图、耗散性、李雅普诺夫指数、稳定性等特性进行分析,发现其存在无穷多平衡点集,且比原系统有更高的维度、混沌性以及复杂度。通过进一步分析其动力学现象,发现随着参数和初值的变化,其分岔特性和李雅普诺夫指数反映出多吸引子共存等现象。最后通过数值仿真与模拟电路仿真的相图对比,验证忆阻混沌系统电路的可行性。新系统有着更复杂的非线性行为,因此具有更高的研究价值,同时为忆阻混沌电路的实际应用奠定了基础。     

忆阻数字逻辑电路设计

该文简要概述了忆阻器理论的提出、应用现状及其在电子技术领域发展的现状,介绍了忆阻器在数字逻辑电路设计中的重要意义,并结合惠普(HP)忆阻器的二值特性及其电路特性,对忆阻器在数字逻辑电路设计中的发展、趋势及可应用前景进行了综述,可为忆阻器在数字逻辑电路中的后续研究及相关应用提供一定的参考。     

分数阶忆阻退化Jerk系统的特性分析与DSP实现

为了探究分数阶形式下该类系统的动力学特性,该文将分数阶微积分引入到忆阻退化Jerk系统中,增加了一个自由度,提升了系统性能。通过相图、分岔图、李雅普诺夫指数谱、复杂度混沌图等分析了系统的动力学特性,并采用DSP技术,实现了该系统的数字电路。研究结果表明,系统拓展到分数阶后有两种不同的单涡卷吸引子,系统随初值变化呈现倍周期分岔路径,在某些特定初值处系统演化路径出现跃变。系统具有无限多个吸引子共存。     

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步控制器,并将其实现于忆阻混沌同步电路当中。最后,完成了基于忆阻混沌同步的保密通信电路实验。实验结果表明,所设计忆阻混沌同步电路结构简单、操作方便、波形良好,在单输入控制器下电路能够快速同步并保持稳定,且在保密通信实验中信号还原度高、受损程度小、抗破译能力强,具有一定的理论意义与潜在的实用价值。     

含约瑟夫森结电路的特性分析和研究

提出了超导约瑟夫森结模型(并联电阻—电容结模型)，给出了约瑟夫森效应的一些重要结果。在分析约瑟夫森结电路方程时，研究了其中出现的混沌特性和子台阶现象。计算获得的结果对混沌数字通信和超导电子学的应用将起到重要作用。     

一种结构简捷的混沌调制保密通信系统电路

介绍了一种硬件实现较简单的混沌调制保密通信系统电路,并分析系统的同步原理,由编程计算对发射系统进行仿真,最后构建了相应的实验电路,在此基础上进行了传送音频信号的实验,给出了实验结果。     

忆阻高通滤波电路准周期与混沌环面簇发振荡及慢通道效应

该文提出了一种忆阻高通滤波电路,它是由有源高通RC滤波器与二极管桥级联LC振荡器的忆阻模拟器并联耦合组成的。该文建立了电路方程与系统模型。基于分岔图、相平面图、庞加莱映射等数值仿真,开展了以反馈增益为可调参数的分岔分析,揭示了忆阻高通滤波电路中存在的准周期、混沌环面、混沌和多周期等簇发振荡行为。进一步地,通过快慢分析法,导出了快子系统的Hopf分岔集,并进而阐述了忆阻高通滤波电路慢通道效应的形成机理。最后,基于Multisim电路仿真验证了数值仿真结果。     

基于单电子晶体管的类双涡卷混沌电路

基于单电子晶体管的特性,利用电流模式技术,提出一种单电子晶体管(SET)的混沌电路实现方法.全SET混沌电路的实现,更加便于用集成电路实现,并降低了工作电压,提高了工作频率带宽.利用SPICE对电路进行仿真,结果验证了电路实现的正确性.     

一种通用的记忆器件模拟器及在串联谐振电路中的应用

该文基于忆阻器、忆容器和忆感器的物理模型与记忆机理,提出一种统一形式的记忆器件模型。在此基础上结合线性电压控制浮地阻抗(VCFI)电路与电流积分器,构建一种通用的记忆器件模拟器。该电路在拓扑结构保持不变的情况下,通过接入不同性质的元件能分别模拟忆阻器、忆容器和忆感器的电学行为。最后将提出的忆阻器、忆容器和忆感器分别替换RLC串联谐振电路中的电阻、电容和电感元件,并从时域和频域两方面研究了记忆器件对电路的影响。PSPICE仿真结果验证了该模拟器的可行性和有效性。