一种新的四阶神经网络超混沌电路

摘要

本发明公开了一种新的四阶神经网络超混沌电路，其第一、二、三、四运算放大器A1、A2、A3、A4构成线性反相积分器，输出端分别为混沌信号输出端X1、X2、X3、X4；第五运算放大器A5构成非线性反相限幅放大器；第六、七运算放大器A6、A7构成线性反相放大器；反相积分器A1分别与限幅放大器A5、放大器A3连接；反相积分器A2分别与积分器A3、放大器A7连接；反相积分器A3与放大器A6连接；反相积分器A4分别与积分器A2、放大器A7连接；本发明是超混沌电路，可以输出四阶神经网络超混沌电路的各种波形、相图与混沌演变曲线，可以构成超混沌保密通信系统。

说明书

技术领域

本发明属于非线性电路，常称混沌电路，具体涉及一种四阶神经网络 超混沌电路。

背景技术

神经网络混沌电路是非线性电路的一个重要部分，其申请号为 201210080226.8的申请专利《一种四阶神经网络超混沌电路》，实现了四阶 神经网络超混沌，是由八个运算放大器构成的，电路设计没有完全优化， 这是现有四阶神经网络超混沌电路技术的不足。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题的不足，提供一种新的四阶神经网络超 混沌电路，能够输出四阶超混沌信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新的四阶神经网络超混沌电路，由七个运算放大器以及多个电阻 和电容构成，其特征是：所述七个运算放大器，其中：第一运算放大器（A₁） 反相输入端与第三电阻（R₃）、第四电阻（R₄）连接，同相输入端接地，反 相输入端与输出端之间连接并联的第五电阻（R₅）与第一电容（C₁），输出 端与第一电阻（R₁）、第十电阻（R₁₀）连接，输出端即为X₁输出端；第二 运算放大器（A₂）反相输入端与第八电阻（R₈）、第九电阻（R₉）连接，同 相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第二电容（C₂），输出端与第 十一电阻（R₁₁）、第十三电阻（R₁₃）连接，输出端即为X₂输出端；第三运 算放大器（A₃）反相输入端与第十电阻（R₁₀）、第十一电阻（R₁₁）连接，同 相输入端接地，反相输入端与输出端之间连第三电容（C₃），输出端与第六 电阻（R₆）连接，输出端即为X₃输出端；第四运算放大器（A₄）反相输入 端与第十五电阻（R₁₅）连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间 连接第四电容（C₄），输出端与第九电阻（R₉）、第十二电阻（R₁₂）连接， 输出端即为X₄输出端；第五运算放大器（A₅）反相输入端与第一电阻（R₁） 连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第二电阻（R₂），输 出端与第三电阻（R₃）连接；第六运算放大器（A₆）反相输入端与第六电阻 （R₆）连接，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）， 输出端与第四电阻（R₄）、第八电阻（R₈）连接；第七运算放大器（A₇）反 相输入端与第十二电阻（R₁₂）、第十三电阻（R₁₃）连接，同相输入端接地， 反相输入端与输出端之间连接第十四电阻（R₁₄），输出端与第十五电阻（R₁₅） 连接。

所述的新的四阶神经网络超混沌电路，其特征是：所述第三电阻（R₃） 为可变电阻。

本发明的有益效果是：可以输出X₁、X₂、X₃、X₄四个混沌波形信号与 X₁-X₂、X₁-X₃、X₁-X₄、X₂-X₃、X₂-X₄、X₃-X₄六个混沌相图；可以在示波器上 显示上述各种混沌信号；通过某些特定电阻例如第三电阻（R₃）由可变电阻 代替后，可以改变以上所述各种混沌信号的混沌特性，可以在示波器上显 示四阶神经网络超混沌演变的各种曲线，还可以进行四阶神经网络超混沌 的其它各种实验。本发明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。

附图说明

图1是四阶神经网络超混沌电路原理图。

图2是四阶神经网络超混沌电路中的非线性特性曲线。

图3是四阶神经网络超混沌电路中的X₁输出波形图。

图4是四阶神经网络超混沌电路中的X₂输出波形图。

图5是四阶神经网络超混沌电路中的X₃输出波形图。

图6是四阶神经网络超混沌电路中的X₄输出波形图。

图7是四阶神经网络超混沌X₁-X₂输出相图。

图8是四阶神经网络超混沌X₁-X₃输出相图。

图9是四阶神经网络超混沌X₁-X₄输出相图。

图10是四阶神经网络超混沌X₂-X₃输出相图。

图11是四阶神经网络超混沌X₂-X₄输出相图。

图12是四阶神经网络超混沌X₃-X₄输出相图。

具体实施方式

参照附图1，本发明实施例是由七个运算放大器以及多个电阻和电容构 成，其中：第一运算放大器A₁反相输入端与第三电阻R₃、第四电阻R₄连接， 同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接并联的第五电阻R₅与第一 电容C₁，输出端与第一电阻R₁、第十电阻R₁₀连接，输出端即为X₁输出端； 第二运算放大器A₂反相输入端与第八电阻R₈、第九电阻R₉连接，同相输入 端接地，反相输入端与输出端之间连接第二电容C₂，输出端与第十一电阻 R₁₁、第十三电阻R₁₃连接，输出端即为X₂输出端；第三运算放大器A₃反相 输入端与第十电阻R₁₀、第十一电阻R₁₁连接，同相输入端接地，反相输入 端与输出端之间连第三电容C₃，输出端与第六电阻R₆连接，输出端即为X₃输出端；第四运算放大器A₄反相输入端与第十五电阻R₁₅连接，同相输入 端接地，反相输入端与输出端之间连接第四电容C₄，输出端与第九电阻R₉、 第十二电阻R₁₂连接，输出端即为X₄输出端；第五运算放大器A₅反相输入 端与第一电阻R₁连接，同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接第 二电阻R₂，输出端与第三电阻R₃连接；第六运算放大器A₆反相输入端与第 六电阻R₆连接，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，输出端与第四电阻R₄、第八电阻R₈连接；第七运算放大器A₇反相输入 端与第十二电阻R₁₂、第十三电阻R₁₃连接，同相输入端接地，反相输入端 与输出端之间连接第十四电阻R₁₄，输出端与第十五电阻R₁₅连接。

将图1中A₅输入端与输出端连接到示波器信号输入端或计算机有关接 口，可以显示非线性电路的传输特性曲线图，A₅输入与输出信号关系如图2 所示；将图1中X₁输出端、X₂输出端、X₃输出端与X₄输出端连接到示波器 信号输入端或计算机有关接口，可以显示X₁输出端波形图信号如图3所示， X₂输出端波形图信号如图4所示，X₃输出端波形图信号如图5所示，X₄输 出端波形图信号如图6所示；使用示波器的相图方式观测，X₁-X₂输出端相 图信号如图7所示，X₁-X₃输出端相图信号如图8所示，X₁-X₄输出端相图信 号如图9所示，X₂-X₃输出端相图信号如图10所示，X₂-X₄输出端相图信号 如图11所示，X₃-X₄输出端相图信号如图12所示。由图2到图12，证明了 本发明的有效性。若第三电阻（R₃）由可变电阻代替，连续改变电阻值，可 以观察混沌演变的各种曲线，将两个相同的电路经过适当连接，可以进行 四阶神经网络超混沌的同步等各种实验。

本发明实施例的元器件参数如下：A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇型号为 TL084，R₁＝R₆＝R₇＝R₁₄＝R₁₅＝10kΩ，R₂＝120kΩ，R₃＝7.58kΩ(可变电阻)， R₄＝2kΩ，R₅＝1kΩ，R₈＝R₉＝24kΩ，R₁₀＝R₁₁＝R₁₂＝R₁₃＝56kΩ， C₁＝C₂＝C₃＝C₄＝0.01μF。