一種具有隨機(jī)干擾的三階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于是非線性電路領(lǐng)域，特別涉及一種具有隨機(jī)干擾的三階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路。
【背景技術(shù)】
[0002]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一類復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，具有復(fù)雜的動力學(xué)特性?；煦缟窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)電路是非線性電路的重要組成部分，它能用電路的方式展示混沌現(xiàn)象?，F(xiàn)有的技術(shù)中大多是理想狀態(tài)下的混沌電路，混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路在實(shí)現(xiàn)過程中不可避免的受到電磁輻射、耦合噪聲等各種隨機(jī)噪聲的干擾，而針對隨機(jī)干擾條件下的混沌電路鮮有研究，如專利號為201410624625.5的專利《三階買比烏斯帶型細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路》實(shí)現(xiàn)了一種形為買比烏斯帶的混沌電路，但其不能展示隨機(jī)干擾情況下的混沌狀態(tài)，是現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種具有隨機(jī)干擾的三階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路，其特征在于，所述具有隨機(jī)干擾的三階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路為一種整合電路，由隨機(jī)模塊、加法模塊、正曲電路和取反電路組成；該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路為具有隨機(jī)干擾的混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其激勵函數(shù)為雙曲正切函數(shù)，此電路產(chǎn)生了三階的混沌信號Xl、x2和x3;整合電路由三個運(yùn)算放大器U5、U14、U15構(gòu)成三個積分電路，分別輸出xl、x2和x3;運(yùn)算放大器同相輸入端接地，反相輸入端接入三個積分項(xiàng)，包括:
[0004](I)Xl和隨機(jī)模塊HB13的輸出端out分別接入加法模塊HBlO的兩個輸入端102和101，冊10的輸出端103分別與電阻1?12—端和正曲電路冊2的輸入端1相接;1?12另一端接入運(yùn)算放大器U5的反相輸入端2，HB2的輸出端tanhx分別與取反電路HB3的輸入端in相接和通過電阻R49與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接;HB3的輸出端out與電阻Rll的一端相接，Rll的另一端接入U5的反相輸入端2;運(yùn)算放大器U5的反相輸入端2與輸出端I之間接入電容C2，同相輸入端3接地；
[0005](2)x2和隨機(jī)模塊HB34的輸出端out分別接入加法模塊HBl I的兩個輸入端1l和102，HB11的輸出端103分別與正曲電路HB5的輸入端X相接和通過電阻R46與運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2連接，HB5的輸出端tanhx分別與取反電路HB6的輸入端in相接、通過電阻R26接入U5的反相輸入端2和通過電阻R50與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接;HB6的輸出端out通過電阻R46與運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2連接;運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2與輸出端I之間接入電容Cl，同相輸入端3接地；
[0006](3)x3和隨機(jī)模塊HB14的輸出端out分別接入加法模塊HB12的兩個輸入端1l和102，HB12的輸出端103分別與正曲電路HB8的輸入端X相接和通過電阻R48與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接，HB8的輸出端tanhx分別與取反電路HB9的輸入端in相接、HB9的輸出端out分別通過電阻R47與運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2連接和通過電阻R51與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接;運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2與輸出端I之間接入電容C3，同相輸入端3接地。
[0007]所述正曲電路的輸入端X和IV直流電壓S4分別接入加法模塊HBl的兩個輸入端102和1l，HB1輸出端103和電阻Rl的一端相接，電阻Rl的另一端和運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端2相接，Ul的同相輸入端3與直流電壓源Vl的負(fù)極相接，Vl的正極接地，Ul的反相輸入端2和輸出端I之間接入電阻R2，U1的輸出端I接入三極管Ql的基極，Ql的集電極分別與電阻R3的一端和電阻R4的一端相接，R3的另一端接入直流電壓S3，Q1的發(fā)射極與三極管Q2的發(fā)射極相接，共同接入電流源11的負(fù)極，Il的正極接地，Q2的集電極與電阻R5的一端相接，電阻R5的另一端接入直流電壓S3，Q2的基極和電阻R8—端接地；電阻R8另一端和電阻R4的另一端與運(yùn)算放大器U2的同相輸入端3相接，Q2的集電極與電阻R6的一端相接，R6的另一端與U2的反相輸入端2相接，U2的反相輸入端2和輸出端I之間接入電阻R7，U2的輸出端I為本正曲電路的輸出端tanhx。
[0008]所述取反電路的輸入端in與電阻R9的一端相接，R9的另一端和運(yùn)算放大器U4的反相輸入端2相接，U4的同相輸入端3接地，U4的反相輸入端2和輸出端I接入電阻R10，U4的輸出端I為取反電路輸出端out。
[0009]所述加法模塊電路的一個輸入端1l和電阻R21的一端相接，另一個輸入端102和電阻R22的一端相接，電阻R21的另一端和R22的另一端共同接入第一級運(yùn)算放大器U8的反相輸入端2，第一級運(yùn)算放大器U8的反相輸入端2和輸出端I之間接入電阻R23，U8的同相輸入端接地，第一級運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)了兩個輸入端的電壓值反向疊加;第一級運(yùn)算放大器U8的輸出端7和電阻R24的一端相接，R24的另一端與第二級運(yùn)算放大器U7的反相輸入端6相接，U7的同相輸入端5接地，U7的反相輸入端6和輸出端7之間接入電阻R25，U7的輸出端為加法模塊電路的輸出端103;第二級運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)電壓值的等值反向。
[0010]所述隨機(jī)模塊的電路組成是:首先多個電阻熱噪音模塊串聯(lián)，其負(fù)極接地，正極與電阻R67—端相接，R67的另一端和運(yùn)算放大器U22的反相輸入端6相接，U22的同相輸入端5接地，U22的反相輸入端6和輸出端7之間接入電阻R68，U22的輸出端7和電阻R69的一端相接，R69的另一端接入運(yùn)算放大器U23的反相輸入端6，U23的同相輸入端5接地，U23的反相輸入端6和輸出端7之間接入電阻R70，U23的輸出端7與電阻R75的一端相接，R75的另一端接入運(yùn)算放大器U26的反相輸入端6，U26的同相輸入端5接地，電壓源S5與電阻R77的一端相接，R77的另一端接入U26的反相輸入端6，U26的反相輸入端6和輸出端7之間接入電阻R79，U26的輸出端即為隨機(jī)模塊的電路的輸出端out。
[0011]所述的整合電路中電阻R51是可變電阻，通過改變其阻值來實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)的混沌現(xiàn)象。
[0012]所述的隨機(jī)模塊中電阻R79是可變電阻，通過改變其阻值來改變隨機(jī)擾動的幅值。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:可以輸出具有隨機(jī)干擾的三階混沌信號xl、x2、x3和三個混沌相圖1112^133^233，并在示波器上顯示出來;通過改變特定電阻如1?51改變系統(tǒng)的混沌特性;可以用于存在隨機(jī)干擾情況下的保密通信。
【附圖說明】
[0014]圖1是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路原理圖中的整合電路。
[0015]圖2是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路原理圖中的正曲電路。
[0016]圖3是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路原理圖中的取反電路。
[0017]圖4是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路原理圖中的加法模塊。
[0018]圖5是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路原理圖中的隨機(jī)模塊。
[0019]圖6是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路輸出相圖xl-x2。
[0020]圖7是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路輸出相圖xl-x3。
[0021 ]圖8是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路輸出相圖x2-x3。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明提供一種具有隨機(jī)干擾的三階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路，所述具有隨機(jī)干擾的三階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路為一種整合電路，由隨機(jī)模塊、加法模塊、正曲電路和取反電路組成；該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌電路為具有隨機(jī)干擾的混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其激勵函數(shù)為雙曲正切函數(shù)，此電路產(chǎn)生了三階的混沌信號xl、x2和x3;下面結(jié)合附圖予以說明。
[0023]圖1所示是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路原理圖中的整合電路。整合電路由三個運(yùn)算放大器U5、U14、U15構(gòu)成三個積分電路，分別輸出xl、x2和x3;運(yùn)算放大器同相輸入端接地，反相輸入端接入三個積分項(xiàng)，包括:
[0024](I)Xl和隨機(jī)模塊HB13的輸出端out分別接入加法模塊HBlO的兩個輸入端102和101，冊10的輸出端103分別與電阻1?12—端和正曲電路冊2的輸入端1相接;1?12另一端接入運(yùn)算放大器U5的反相輸入端2，HB2的輸出端tanhx分別與取反電路HB3的輸入端in相接和通過電阻R49與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接;HB3的輸出端out與電阻Rll的一端相接，Rll的另一端接入U5的反相輸入端2;運(yùn)算放大器U5的反相輸入端2與輸出端I之間接入電容C2，同相輸入端3接地；
[0025](2)x2和隨機(jī)模塊HB34的輸出端out分別接入加法模塊HBl I的兩個輸入端1l和102，HB11的輸出端103分別與正曲電路HB5的輸入端X相接和通過電阻R46與運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2連接，HB5的輸出端tanhx分別與取反電路HB6的輸入端in相接、通過電阻R26接入U5的反相輸入端2和通過電阻R50與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接;HB6的輸出端out通過電阻R46與運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2連接;運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2與輸出端I之間接入電容Cl，同相輸入端3接地；
[0026](3)x3和隨機(jī)模塊HB14的輸出端out分別接入加法模塊HB12的兩個輸入端1l和102，HB12的輸出端103分別與正曲電路HB8的輸入端X相接和通過電阻R48與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接，HB8的輸出端tanhx分別與取反電路HB9的輸入端in相接、HB9的輸出端out分別通過電阻R47與運(yùn)算放大器U14的反相輸入端2連接和通過電阻R51與運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2連接;運(yùn)算放大器U15的反相輸入端2與輸出端I之間接入電容C3，同相輸入端3接地。
[0027]該整合電路中電阻R51是可變電阻，通過改變其阻值來實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)的混沌現(xiàn)象。
[0028]將圖1中的輸出端口xl、x2、x3接入示波器中，并采用相圖的顯示方式(如圖6、7、8所示)，可以得到三個相圖X1-x2、X1-x3、x2-x3。改變電阻R51的阻值可以改變混沌特性。改變電阻R79的阻值可以改變隨機(jī)擾動的幅值。
[0029]圖2所示是具有隨機(jī)干擾的三階混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路原理圖中的正曲電路。所述正曲電路的輸入端X和IV直流電壓S4分別接入加法模塊HBI的兩個輸入端102和1I，HBI輸出端103和電阻Rl的一端相接，電阻Rl的另一端和運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端2相接，Ul的同相輸入端3與直流電壓源Vl的負(fù)極相接，Vl的正極接地，Ul的反相輸入端2和輸出端I之間接入電阻R2，U1