專利名稱：一種實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法及模擬電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用模擬電路實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法，具體地講，涉及一 種實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法及模擬電路。
背景技術：
用模擬電路實現(xiàn)混沌系統(tǒng)的方法文獻中有較多的報道，用數(shù)字電路(如FPGA)實 現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的文獻也有報道，但用模擬電路實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)方法卻未見報 道，因為模擬電路比數(shù)字電路更能夠有效的證明混沌系統(tǒng)的存在性，因此，設計一種利用模 擬電路實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法顯得尤為必要。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種利用模擬電路實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法。本發(fā)明采用如下技術手段實現(xiàn)發(fā)明目的
一種實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法，其特征是在于，包括以下步驟
(1)混沌系統(tǒng)(a)為:
(2)混沌系統(tǒng)(b)為:
(3)構造一個選擇函數(shù)系統(tǒng)(c)將混沌系統(tǒng)(a)和(b)組成一個切換混沌系統(tǒng)(d)
(4)按照混沌系統(tǒng)(c)、(d)構造模擬電路系統(tǒng)，利用電壓比較器U7獲得了一個模擬的 高低電平，z>0和z<0，作為選擇函數(shù)的輸入，利用模擬多路復用器U6實現(xiàn)兩個變量χ、ζ的 交替輸出，再利用乘法器U4進行平方運算，最后，利用運算放大器Ul、U2、U3以及乘法器U5 得到自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路。本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，包括運算放大器U1，所
4述運算放大器U1連接輸出接口 P1、運算放大器U2、模擬多路復用器TO，所述模擬多路復用 器U6連接運算放大器U3、比較器U7、乘法器U4，所述運算放大器U3連接輸出接口 P3、乘法 器TO、運算放大器U2，所述乘法器U4連接運算放大器U2，所述運算放大器U2連接輸出接口 P2。作為對本技術方案的進一步限定，所述運算放大器U1的引腳1通過電阻R4連接 所述運算放大器U1的引腳13，同時所述引腳1還通過電阻R3、電位器R1連接到所述運算 放大器U1的引腳8，所述電阻R3還通過電位器R2連接到輸出接口 P3，所述電阻R3 —端連 接所述運算放大器U1的引腳2，所述運算放大器U1引腳3、10、12接地，所述運算放大器U1 引腳4連接正電源，所述運算放大器U1引腳5、6、7置空，引腳8通過電阻R6連接引腳9，引 腳9通過電阻R5連接輸出接口 P1，引腳11接負電源，引腳13通過電容C1連接輸出接口 P1，引腳14連接輸出接口 P1。作為對本技術方案的進一步限定，所述運算放大器U2的引腳1通過電阻R10連接 引腳13，引腳1還通過電阻R9連接引腳2，電阻R9的另一端通過電位器R7連接引腳7，同 時，電阻R9還通過電位器R8連接輸出接口 P1，引腳3、5、10、12接地，引腳4接正電源，引 腳11接負電源，引腳6通過電阻R20連接乘法器U4引腳7，引腳7通過電阻R21連接電阻 R20,引腳8通過電阻R12連接引腳9，引腳9通過電阻R11連接輸出接口 P2，引腳13通過 電容C2連接輸出接口 P2，引腳14連接輸出接口 P2。作為對本技術方案的進一步限定，所述運算放大器U3引腳1通過電阻R17連接引 腳13，引腳1通過電阻R16連接引腳2，電阻R16通過電位器R13連接乘法器U5的引腳7， 電阻R16還通過電位器R14連接引腳8，電阻R16還通過電位器15連接所述運算放大器U2 的引腳8，引腳3、10、12接地，引腳4接正電源，引腳11接負電源，引腳5、6、7置空，引腳8 通過電阻R19連接引腳9，引腳9通過電阻R18連接輸出接口 P3，引腳13通過電容C3連接 輸出接口 P3，引腳14連接輸出接口 P3。作為對本技術方案的進一步限定，所述乘法器U4引腳1和3連接模擬多路復用器 U6的引腳8，引腳2、4、6接地，引腳5接負電源，引腳8接正電源。作為對本技術方案的進一步限定，所述乘法器TO引腳1連接輸出接口 P1，引腳2、 4、6接地，引腳3連接輸出接口 P2，引腳5接負電源，引腳8接正電源。作為對本技術方案的進一步限定，所述模擬多路復用器TO引腳1連接比較器U7 的引腳2，引腳2、14連接正電源，引腳3連接負電源，引腳4連接輸出接口 P1，引腳5連接 輸出接口 P3，引腳6、7、9、10、11、12、13置空，引腳8連接所述乘法器U4的引腳1，引腳15、 16接地。作為對本技術方案的進一步限定，所述比較器U7引腳2連接所述擬多路復用器TO 的引腳1，引腳2通過二極管D1、電阻R23接地，引腳2還通過電阻22接正電源，引腳3連 接電源VCC，引腳4、12接地，引腳5連接所述輸出接口 P3，引腳1、6、7、8、9、10、11、13、14置空。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明利用模擬電路實現(xiàn)了兩個 混沌系統(tǒng)的自動切換，更精確地證明了混沌系統(tǒng)的存在性，將這個自動切換系統(tǒng)用于基于 混沌同步的保密通訊，可以增強混沌同步保密通訊的安全性，用于基于鍵控技術的混沌通 信，可以使系統(tǒng)間的切換更加靈活方便，因此，這個自動切換混沌系統(tǒng)具有較廣的應用前景。


圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的電路連接結構示意圖。
圖2為運算放大器U1外圍電路結構示意圖。
圖3為運算放大器U2外圍電路結構示意圖。
圖4為運算放大器U3外圍電路結構示意圖。
圖5為乘法器U4外圍電路結構示意圖。
圖6為乘法器U5外圍電路結構示意圖。
圖7為模擬多路復用器TO外圍電路結構示意圖。
圖8為比較器U7外圍電路結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作更進一步的詳細描述。參見圖1-圖8，首先構造自動切換混沌系統(tǒng)，本優(yōu)選實施例選擇的一個混沌系統(tǒng) (a)為
(a) a=8, b=40, d=0. 7, c=10/3, g=4 z=xy-cy-gz
選擇的另外一個混沌系統(tǒng)(b)為
(b) a=8, b=40, d=0. 7, c=10/3, g=4 i=iy-cy-gz
在和(a)相同的參數(shù)條件下，系統(tǒng)(b)的Lyapunov指數(shù)為1^=0. 529 LE2=0 LE3=-12. 577;混沌吸引子的分形維數(shù)D2=2. 0422，此時混沌系統(tǒng)(b)也處于混沌狀態(tài)。構造一個選擇函數(shù)系統(tǒng)(c)將混沌系統(tǒng)(a)和(b)組成一個新的切換混沌系統(tǒng) (d)
在和系統(tǒng)(a)、(b)相同的參數(shù)條件下，系統(tǒng)(d)的Lyapunov指數(shù)為1^=0. 847 LE2=0 LE3=-12. 6101 ；混沌吸引子的分形維數(shù)D2=2. 0669，此時混沌系統(tǒng)(d)也處于混沌狀 態(tài)，當Z>=0時，系統(tǒng)(d)運行系統(tǒng)(a)，當Z<0時，系統(tǒng)(d)運行系統(tǒng)(b)。利用上述公式(C)、(d)構造模擬電路，包括運算放大器U1，所述運算放大器U1連 接輸出接口 P1、運算放大器U2、模擬多路復用器TO，所述模擬多路復用器TO連接運算放大器U3、比較器U7、乘法器U4，所述運算放大器U3連接輸出接口 P3、乘法器TO、運算放大器 U2，所述乘法器U4連接運算放大器U2，所述運算放大器U2連接輸出接口 P2。所述運算放大器U1的引腳1通過電阻R4連接所述運算放大器U1的引腳13，同時 所述引腳1還通過電阻R3、電位器R1連接到所述運算放大器U1的引腳8，所述電阻R3還 通過電位器R2連接到輸出接口 P3，所述電阻R3 —端連接所述運算放大器U1的引腳2，所 述運算放大器U1引腳3、10、12接地，所述運算放大器U1引腳4連接正電源，所述運算放大 器U1引腳5、6、7置空，引腳8通過電阻R6連接引腳9，引腳9通過電阻R5連接輸出接口 P1，引腳11接負電源，引腳13通過電容C1連接輸出接口 P1，引腳14連接輸出接口 P1。所述運算放大器U2的引腳1通過電阻R10連接引腳13，引腳1還通過電阻R9連 接引腳2，電阻R9的另一端通過電位器R7連接引腳7，同時，電阻R9還通過電位器R8連 接輸出接口 P1，引腳3、5、10、12接地，引腳4接正電源，引腳11接負電源，引腳6通過電阻 R20連接乘法器U4引腳7，引腳7通過電阻R21連接電阻R20，引腳8通過電阻R12連接引 腳9，引腳9通過電阻R11連接輸出接口 P2，引腳13通過電容C2連接輸出接口 P2，引腳14 連接輸出接口 P2。所述運算放大器U3引腳1通過電阻R17連接引腳13，引腳1通過電阻R16連接引 腳2，電阻R16通過電位器R13連接乘法器U5的引腳7，電阻R16還通過電位器R14連接引 腳8，電阻R16還通過電位器15連接所述運算放大器U2的引腳8，引腳3、10、12接地，引腳 4接正電源，引腳11接負電源，引腳5、6、7置空，引腳8通過電阻R19連接引腳9，引腳9通 過電阻R18連接輸出接口 P3，引腳13通過電容C3連接輸出接口 P3，引腳14連接輸出接口 P3。運算放大器U1、U2、U3都是采用LF347，每個含有四個相同的集成運算放大電路， 每個含有_，+兩個輸入和out輸出，本電路中用來組成加法、反相(取反)和積分運算。所述乘法器U4引腳1和3連接模擬多路復用器U6的引腳8，引腳2、4、6接地，引 腳5接負電源，引腳8接正電源。所述乘法器TO引腳1連接輸出接口 P1，引腳2、4、6接地，引腳3連接輸出接口 P2， 引腳5接負電源，引腳8接正電源。乘法器U4、TO采用AD633JN，本電路中用來實現(xiàn)乘法運算，只用到了輸入引腳1、4 和輸出引腳7。所述模擬多路復用器TO引腳1連接比較器U7的引腳2，引腳2連接正電源，引腳 3連接負電源，引腳4連接輸出接口 P1，引腳5連接輸出接口 P3，引腳6、7、9、10、11、12、13 置空，引腳8連接所述乘法器U4的引腳1，所述引腳14連接正電源，引腳15、16接地。模擬 多路復用器U6采用ADG409TQ，用來實現(xiàn)模擬開關函數(shù)的功能，當Zout>0時，引腳1為高電 平，引腳8輸出引腳4的信號Xout，當Zout<0時，引腳1為低電平，引腳8輸出引腳5的信 號 Zout0所述比較器U7引腳2連接所述擬多路復用器U6的引腳1，引腳2通過二極管D1、 電阻R23接地，引腳2還通過電阻R22接正電源，引腳3連接電源VCC，引腳4、12接地，引 腳5連接輸出接口 P3，引腳1、6、7、8、9、10、11、13、14置空。比較器U7采用LM139，根據輸 入信號，決定輸出信號是高電平還是低電平，當引腳5輸入信號Zout>0時，引腳2的輸出為 高電平；當引腳5的輸入信號Zout<0時，引腳2的輸出信號為低電平。
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當然，上述說明并非對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術領域的 普通技術人員在本發(fā)明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保 護范圍。
權利要求
一種實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法，其特征是在于，包括以下步驟(1)根據混沌系統(tǒng)(a)為(a) a=8,b=40,d=0.7,c=10/3,g=4(2)根據混沌系統(tǒng)(b)為(b) a=8,b=40,d=0.7,c=10/3,g=4(3)構造一個選擇函數(shù)系統(tǒng)(c)將混沌系統(tǒng)(a)和(b)組成一個新的切換混沌系統(tǒng)(d) (c) (d)(4)按照混沌系統(tǒng)(c)、(d)構造模擬電路系統(tǒng)，利用電壓比較器U7獲得了一個模擬的高低電平，z>0和z<0，作為選擇函數(shù)的輸入，利用模擬多路復用器U6實現(xiàn)兩個變量x、z的交替輸出，再利用乘法器U4進行平方運算，最后，利用運算放大器U1、U2、U3以及乘法器U5得到自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路。2010102596374100001dest_path_image001.jpg,871042dest_path_image002.jpg,2010102596374100001dest_path_image003.jpg,674788dest_path_image004.jpg,2010102596374100001dest_path_image005.jpg
2.一種實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，包括運算放大器U1，所述運 算放大器Ul連接輸出接口 Pl、運算放大器U2、模擬多路復用器TO，所述模擬多路復用器TO 連接運算放大器U3、比較器U7、乘法器U4，所述運算放大器U3連接輸出接口 P3、乘法器U5、 運算放大器U2，所述乘法器U4連接運算放大器U2，所述運算放大器U2連接輸出接口 P2。
3.根據權利要求2所述實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，所述運算放 大器Ul的引腳1通過電阻R4連接所述運算放大器Ul的引腳13，同時所述引腳1還通過電 阻R3、電位器Rl連接到所述運算放大器Ul的引腳8，所述電阻R3還通過電位器R2連接到 輸出接口 P3，所述電阻R3 —端連接所述運算放大器Ul的引腳2，所述運算放大器Ul引腳 3、10、12接地，所述運算放大器Ul弓丨腳4連接正電源，所述運算放大器Ul弓丨腳5、6、7置空， 引腳8通過電阻R6連接引腳9，引腳9通過電阻R5連接輸出接口 P1，引腳11接負電源，引 腳13通過電容Cl連接輸出接口 P1，引腳14連接輸出接口 P1。
4.根據權利要求2所述實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，所述運算放 大器U2的引腳1通過電阻RlO連接引腳13，引腳1還通過電阻R9連接引腳2，電阻R9的 另一端通過電位器R7連接引腳7，同時，電阻R9還通過電位器R8連接輸出接口 P1，引腳3、 5、10、12接地，引腳4接正電源，引腳11接負電源，引腳6通過電阻R20連接乘法器U4引 腳7，引腳7通過電阻R21連接電阻R20，引腳8通過電阻R12連接引腳9，引腳9通過電阻 Rll連接輸出接口 P2，引腳13通過電容C2連接輸出接口 P2，引腳14連接輸出接口 P2。
5.根據權利要求2所述實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，所述運算放大器U3弓丨腳1通過電阻R17連接引腳13，引腳1通過電阻R16連接引腳2，電阻R16通過 電位器R13連接乘法器U5的引腳7，電阻R16還通過電位器R14連接引腳8，電阻R16還通 過電位器15連接所述運算放大器U2的引腳8，引腳3、10、12接地，引腳4接正電源，引腳 11接負電源，引腳5、6、7置空，引腳8通過電阻R19連接引腳9，引腳9通過電阻R18連接 輸出接口 P3，引腳13通過電容C3連接輸出接口 P3，引腳14連接輸出接口 P3。
6.根據權利要求2所述實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，所述乘法器 U4引腳1和3連接模擬多路復用器U6的引腳8，引腳2、4、6接地，引腳5接負電源，引腳8 接正電源。
7.根據權利要求2所述實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，所述乘法器 U5引腳1連接輸出接口 P1，引腳2、4、6接地，引腳3連接輸出接口 P2，引腳5接負電源，引 腳8接正電源。
8.根據權利要求2所述實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，所述模擬多 路復用器U6引腳1連接比較器U7的引腳2，引腳2、14連接正電源，引腳3連接負電源，引 腳4連接輸出接口 P1，引腳5連接輸出接口 P3，引腳6、7、9、10、11、12、13置空，引腳8連接 所述乘法器U4的引腳1，引腳15、16接地。
9.根據權利要求2所述實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路，其特征在于，所述比較器 U7引腳2連接所述擬多路復用器TO的引腳1，引腳2通過二極管D1、電阻R23接地，引腳2 還通過電阻22接正電源，引腳3連接電源VCC，引腳4、12接地，引腳5連接所述輸出接口 P3，引腳 1、6、7、8、9、10、11、13、14 置空。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用模擬電路實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法，包括由兩個混沌系統(tǒng)混合組成的一個自動切換系統(tǒng)，并利用模擬電路實現(xiàn)了這個自動切換混沌系統(tǒng)，本發(fā)明利用模擬電路實現(xiàn)了兩個混沌系統(tǒng)的自動切換，更有效地證明了切換混沌系統(tǒng)的存在性，將這個切換系統(tǒng)用于基于混沌同步的保密通訊，可以增強混沌同步保密通訊的安全性，用于基于鍵控技術的混沌通信，可以使系統(tǒng)間的切換更加靈活方便，因此，這個自動切換混沌系統(tǒng)具有較廣的應用前景。
文檔編號H04L9/00GK101931526SQ20101025963
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權日2010年8月23日
發(fā)明者王忠林, 王樹斌, 胡波, 韓敬偉 申請人:濱州學院