蔡氏电路二极管
交流耦合蔡氏电路的计算机仿真研究
ｓ ｅ ｅ ａｉ ｅ ｒ ｓｓ ｎ ｅ ｄ ｖｃ ｓ ａ ｄ ｏ ｉ ｕ ｔ ａｌｂ ｓ ｄ ｔ ｅ ｌｃ ｈ ｅ ｐ ｄ ｎ ｇ ｔ ｅ ｉｔ ｃ ｅ ｉｅ ／ ｒｃｒ ｉ ｃ ｒ ｅ ｕ ｅ ｏ ｒ ｐ ａ ｅ ｔｅ叩 ａ ａ ｅ ａ Ｔ ｗ ｂ ｄ Ｃ ｕ ｈ ｄ ｏ ｅ ｖ ａ ｎ ｃ ｓ ｍｐ ｂ ｄ ｎ ｒｏ ａ ｈ ａ ｉｄ ｓ ｎ ｎ ｈ ｒ ｏ ａ ｄ ｔ ｅ ｆｒ 。ｈｇ ｅ ｈ ｏ ｉ ｓ ｉ ａ ｉｎ Ｃ ｅ ｏ ｔｉ ｅ ．Ａｓａ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｅ ａ ｐ ｅ ｎ ｅ ｉｄ ａ ｅ ｈ ａ ｉ ｅ ｅ ｉｈ ｒｃ ａ ｔ ｏ ｃｌ ｔ ａ ｂ ｂａ ｎ ｄ ｃ ｌ ｏ ｎ ｎａ ｐｉ ｔ ｘ ｃ ｏ ｍ ｌ ，ａ ｔ ｎ ｌ ｏ ｅ ｂ ｄ Ｃ ｕ ｈ ｃｒ ｕ ｄ ｓ ・
ｕａｉ ．Ｔ ｅ ｅｕｔ ｖｒｙｔａ ｔｅａｄｔ ｎ ａａｉ ｎｅａ ｅｔ ｌｔ ｅｏ ｇ ａ ｈ ａ ｉ ｕｔ ｈｎｉｈｓ ｏ ・ ｌｏ ｔ ｎ ｈ ｓｌ ｅ ｆ ｈｔｈ ｄｉｏａ ｃｐｃ ａｃ ｃ ｔｅｔ ｔ ｒ ｎｌ ｕ ｈｃ ｃ ｉｗ ｅ ａ ｃｒ ｒ ｓ ｉ ｉｌ ｔ ｆ ｓ ｉｌ ｏ ｈ ｉ ｉ Ｃ ｒ ｔ ａ ｎ
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第２ 卷 第５ ３ 期
文章编号：０ ６—９４ （ ０ ６ ０ ０ ０ ０ １０ ３ ８ ２ ０ ） ５－ １７－ ３
计
算
机
仿
真
蔡氏电路的实验制作
式 中 ， 内 区 间 电导 ， Ｇ 是 Ｇｂ是 外 区 间 电导 ， 是 内 Ｂ
外 区 间 的转 折 点 电 压 。
怎样 的 。因此 ， 有必 要 在 本 科 学 习期 间增 加 蔡 氏 电 路 的实验制 作这 一 电子技 术 综 合 实 训 课 程 ， 学 生 让 建 立起 空 间观察 概 念 ， 对 电路 的非 线 性 现 象 有 一 并
．
ｐ
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极 限环， 里初始 状态 均为 （． 这 ０ １，０ ，一 ．０ １ ； ．１ ０ ０ ）
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图 ２ ｃ 和 图 ２ ｄ 则 示 出 了 在 电 阻 Ｒ一 １ ９ Ｑ 时 （） （） ． １ｋ 分 Ｎ ｘ 应 于 初 始 状 态 （ ． ，０ １ ０ ０ １ 和 （ ． ， Ｉ ， ０ １ ． ，一． ０ ） ０ １
０ １ ０ ０ １ 时共 存 的单 涡卷 左 、 ． ， ．０ ） 右混 沌吸 引子 。
（） 基 本 电路 ａ （ ） ＲＮ 的 伏 安 特 性 ｂ
图 １ 蔡 氏 混沌 电路 和 蔡 氏 二 极 管 的 ＶＣ Ｒ
蔡 氏电路 有 三 个 动 态 元 件 ， 别 是 电 容 Ｃ 、 分 Ｃ 和 电感 Ｌ， 应 的 三 个 状 态 变 量 是 电 容 两 端 的 电 压 对 和 ７ ， 过 电 感 的 电 流 ｉ 。 据 电 阻 、 容 和 电 感 ３ 流 根 电
ａ ｄ ｅ ｅ ｉ ｎｔ ｌｏｂ ｅ ｖ ｔｏ ．Ｃｈｕ ｉｃ ｉ ｘ ｒｍｅ ｓｃ ｎ ｌ ｔｓ ｕｄ ｎ ｓｏｂ ｅ ｖ ｂｕ ａ ｏ ｉ ｅ ｒｐ — ｎ ｘｐ ｒｍｅ ａ ｓ ｒ ａ ｉ ｎｓ ａＳｃ ｒ ｕ ｔｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ａ ｅ ｔ ｅ ｔ ｓ ｒ ｅａ ｎｄ ｎｔｎ ｎｌｎ ａ ｈｅ ｎ ｍ ｅ ｒ ｍ ｈ ｉ ｏ ｎａ ｆ ｏ ｔ ｅ ｓｍｐｌ ｉｃ ｔ，ａ ｈｅ ｕ ｅ ｓ ａ ｉ ｆ ｔ ｔ ｄ ｎｔ ｏ ｔ ｌｅ ｄ ｅ ｒ ｄ ｃ ｔ ｎ ｓ ｉ ｅ ｃｒ ｕｉ ｎｄ ｔ ｎｄ ｒ ｔ ｎｄ ｎｇ ｏ ｈｅ ｓ ｕ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ａ ｒ ａ ｙ ｌａ ｎｅ ｏｎ ｅ ｔ ｓ ｆ ｒ ｈｅ ｏｎ ｏ ｉ ａ ｅ ｕ ｔ ｒ单 。通过 对 一 个 电 阻 的调 节 ， 可 从 电路 便
蔡氏二极管实现方法研究
蔡氏二极管实现方法研究摘要：该文首先基于一种常用的蔡氏二极管实现方法对蔡氏电路进行了仿真研究，分别使用Matlab和PSpice进行了仿真实验。
接着，该文提出一种更加简化的蔡氏二极管实现方法，并基于这种新的蔡氏二极管实现方法对蔡氏电路进行了仿真研究，同样分别使用Matlab和PSpice进行了仿真实验，仿真实验结果表明，基于这种新的蔡氏二极管实现方法设计的蔡氏电路确实能产生混沌信号。
关键词：蔡氏二极管；蔡氏电路；实现方法；混沌；Matlab；PSpice中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）06-1303-06Research on the Synthesis Methodology of the Chua’s DiodeZHANG Feng，W ANG Yan-fei，BAI Xue-lian，ZHANG Kai-shuan（Electric Engineering Section，Fourth Department，Army Officer Academy，Hefei 230031，China）Abstract：First，we investigate the Chua’s circuit based on a prevalent synthesis methodology of the Chua’s diode with Matlab and PSpice respectively. Then，a simplified synthesis methodology of the Chua’s diode is suggested. And，we also investigate the Chua’s circuit based on the new synthesis methodology of the Chua’s diode with Matlab and PSpice respectively. The numerical simulation shows that the Chua’s circuit based on the new synthesis methodology of the Chua’s diode can really supply the chaotic signal.Key words：Chua’s diode；Chua’s circuit；synthesis methodology；chaos；Matlab；PSpice蔡氏电路[1，2]是一种具有复杂动力学行为的非线性电路，能产生混沌信号，而其电路结构又很简单。
一种基于有源模拟电感的单电源蔡氏电路
第19卷 第6期太赫兹科学与电子信息学报 Vo1.19，No.62021年12月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Dec.，2021 文章编号：2095-4980(2021)06-1120-07一种基于有源模拟电感的单电源蔡氏电路段晓飞1,2，高同强*1,2(1.中国科学院 空天信息创新研究院，北京 100190；2.中国科学院大学 电子电气与通信工程学院，北京 100190)摘 要：蔡氏电路是一种结构简单、便于实现的混沌电路，其中蔡氏二极管是蔡氏电路的核心，目前大多采用正负电源供电的运放和电阻来实现。
本文在分析蔡氏二极管原理的基础上，通过给运放设置合适的偏置点，采用单电源供电电路实现蔡氏二极管模型。
在电路的具体实现中，现有蔡氏电路所采用的线性电感具有价格高、精度不易控制等缺点，为了克服这个问题，本文采用有源模拟电感代替线性电感的设计思想，针对两种有源模拟电感的实现方案，进行了板级电路设计和测试验证。
测试结果表明，在+5 V 单电源供电下，利用模拟电感代替线性电感不会影响电路的混沌性。
关键词：蔡氏电路；蔡氏二极管；模拟电感；单电源；硬件实现中图分类号：TN433 文献标志码：A doi ：10.11805/TKYDA2020025A single supply Chua's circuit based on active simulated inductorDUAN Xiaofei 1,2，GAO Tongqiang *1,2(1.Aerospace Information Research Institute，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190，China；2.School of Electronic, Electrical and Communication Engineering，University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190，China)Abstract：Chua's circuit is a kind of chaotic circuit with simple structure and easy realization.Chua's diode is the core of Chua's circuit. Most of the existing Chua's diode models are implemented by dual -supply operational amplifiers and resistors. This paper sets the appropriate bias point for the operational amplifier and realizes the model of Chua's diode with a single power supply circuit. In the circuit implementation, the linear inductors used in the existing Chua ’s circuit have the disadvantage of high price and difficult precision control. To tackle these problems, this paper takes the active simulated inductors to replace the linear inductors. The board -level circuit is designed and tested for two kinds of active simulated inductors. The test results indicate that using simulated inductor will not affect the chaos of the circuit under +5 V single power supply.Keywords：Chua ’s circuit；Chua ’s diode；simulated inductor；single power supply；hardware implementation蔡氏电路是一种结构简单、便于实现的混沌电路，可以产生复杂的混沌动力学行为，是研究混沌电路的典范[1]。
蔡氏电路实验研究(各种参数)
第２５卷第３期２００３年６月电气电子教学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥⅧ．２５Ｎｏ．３ｊｕｎ．２００３蔡氏电路实验研究卢元元，薛丽萍（深圳大学信息Ｉ程学院，广东深圳５１８０６０）摘要：从电路课教学的角度，介绍丁蔡氏电路及蔡氏二极管的实现方案，讨论了蔡氏电路的简单工作原理，给出观察蔡氏电路周期１、周期２极限环及单涡旋和双摘旋混沌吸引子的实验方案及实验结果。
实验结果表明，蔡氏电路结构简单且有丰富的动力学行为。
结合电路课程中的非线性电路教学内窖开展蔡氏电路实验研究，可提高学生学习积饭性，为他们在非线性领域的进一步学习研究打下基础．关键词；蔡氏电路｝蔡氏二极管Ｉ混沌；投限环中圉分类号；ＴＮ７１１．４文献标识码：Ａ文章绾号。
１００８一０６８６（ｚ００３）０３—００６７一０４ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＣｈｕａ，ｓＣｉｒｃｕｉｔＬＵＹｕａｎ－ｙ啪，ＸＵＥＬｉ—ｐｉｎｇ（凸妇Ｆ矿Ｊ—和他啦硎Ｄｌ酽船抽ｇ，Ｓ蛔１ｚ蛔１ｕ矗一廿，Ｓ蛔瑾＾栩５１８０６０ｔＣ赫砬）Ａｂｓｔ强ｃｔ：ＦｏｒｍｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｖｉｅｗｆｏｒｔｈｅｅＩｅｃｔｒｉｃｃｉｒｕｃｉｔｃｏｕｒｓｅ，ａｐｐｒｏａｃｈｅｓｔｏｒｅａｌｉｚｅＣｈｕａ，ｓｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｃｈｕａ，ｓｄｉｏｄｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｓｉｍｐｌｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＣｈｕａ毡ｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｎｅｘｐｅｒｉ—ｍｅｎｔａｌｓｃｈｅｒｒｌｅｔｏｖｉｅｗｔｈｅｐｅｒｉｏｄ１，ｐｅｒｉｏｄ２ｌｉｍｉｔｃｙｃｌｅｓａｎｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅ—ｓｃｒｏｌｌａｎｄｄｏｕｂｌｅ—ｓｃｒｏｌｌｃｈａｏｓａｔ－ｔｒａｃｔｏｒｓｏｆＣｈｕａ，ｓｃｉｒｃｕｉｔｉｓｇｉｖｅｎ．ＴｈｅｒｅｓｕＪｔｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅ—ｍｅｎｔｓｈｏｗｔｈａ￡（、ｂｕａｋｃｉｒｃｕｊｔｂａｓ五ｃｈｄｙｎａｎ正．ｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｖｅｒｙｓｉＩｎｐｌｅ．Ｂｙｄｏｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉ功ｅｍａｌｓｔｕｄｙ。
蔡氏混沌电路简介——Chua's Circut
2018/6/20
蔡 氏 电 路 简 介 及 分 析
R很大的情况，电路状态变化中v1与v2相图为稳 定焦点，呈蝌蚪形，为衰减振荡，这就是不动点 。
R1
R
220 15V
R4 22k
R逐渐减小至1.911kΩ时，等幅振荡
R逐渐减小至1.910kΩ时，增幅振荡开始 R为1.918 kΩ～1.820kΩ，周期2
clear all; [T,Y]=ode45('chua',[0,300],[0.1,0.1,0.1]);%解微分 方程 figure(1); plot3(Y(:,1),Y(:,2),Y(:,3),'-'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z'); title('x-y-z立体相图'); figure(2); plot(T,Y(:,1),'-'); xlabel('t/s'); ylabel('x'); title('x时域波形'); figure(3); plot(T,Y(:,2),'-'); xlabel('t/s'); ylabel('y'); title('y时域波形'); figure(4);plot(T,Y(:,3),'-'); xlabel('t/s'); ylabel('z'); title('z时域波形'); figure(5); plot(Y(:,1),Y(:,2),'-'); xlabel('x'); ylabel('y'); title('x-y平面相图'); figure(6); plot(Y(:,1),Y(:,3),'-'); xlabel('x'); ylabel('z'); title('x-z平面相图');
蔡氏电路的实验制作
蔡氏电路的实验制作朱雷;包伯成;卜沛霞;乔晓华【摘要】本文以一个简单的经典蔡氏电路作为电子技术综合实训的实验制作电路,指导学生进行工作原理分析、状态方程建模、数值仿真、运算放大器形式的蔡氏二极管等效电路设计,以及实验观察.蔡氏电路的实验制作可以让学生从简单的电路中观察到丰富的非线性物理现象,可以巩固学生对已学内容的理解.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2011(033)002【总页数】4页(P78-80,84)【关键词】综合实训;蔡氏电路;混沌【作者】朱雷;包伯成;卜沛霞;乔晓华【作者单位】江苏技术师范学院,电气信息工程学院,江苏,常州,213001;江苏技术师范学院,电气信息工程学院,江苏,常州,213001;江苏技术师范学院,电气信息工程学院,江苏,常州,213001;江苏技术师范学院,电气信息工程学院,江苏,常州,213001【正文语种】中文【中图分类】G424;TN702;TN752蔡氏电路是一种非线性混沌电路[1-3],它是以美国加州大学伯克利分校蔡少棠的姓命名的。
蔡氏电路只含有四个基本元件和一个非线性电阻,实验电路制作简单。
通过对一个电阻的调节,便可从电路中观察到周期极限环、单涡旋和双涡旋混沌吸引子的非线性物理现象。
因此,蔡氏电路已成为在数学和物理实验方面演示混沌现象的一个范例。
近两年来,匈牙利学者Gandhi等[4]和Bilotta等[5]人把长期只有学者们关注的混沌这一富有挑战性的主题,延伸到了高中学生的学习活动中。
他们分别组织高年级学生,进行蔡氏电路的实验制作,观察电路产生的复杂混沌现象,使学生的学习兴趣和动手能力有了很大的提升。
电子信息工程类专业学生在本科学习阶段进行的实验观察,大多是基于电参数(电压和电流)变量关于时间的二维平面观察,尚未开展过基于两个参数变量关于时间的三维空间观察。
学生在四年本科课程完成后还不清楚两个正弦参数变量的相轨图是怎样的。
因此,有必要在本科学习期间增加蔡氏电路的实验制作这一电子技术综合实训课程,让学生建立起空间观察概念,并对电路的非线性现象有一定的了解。
基于蔡氏电路的通信保密系统的设计(1)
基于蔡氏电路的通信保密系统的设计(1)混沌理论自上世纪70年代兴起以来于和各学科相互渗透，成为了各个领域内研究的热点。
在信息科学高度发达的今天，信息安全也与人们的生活息息相关，信息安全、无损的传输不仅对于军事有重要的意义，对于人们生活的影响也是巨大的。
混沌系统所具有的系统对于初始参数、系统参数极为敏感、混沌信号类似噪声等特点均适用于通信保密。
利用混沌系统产生的混沌信号对信号进行掩盖保密传输具有可行性与实用性。
随着现代科学技术的发展，计算机仿真技术得到广泛的运用使得系统的设计分析更加容易，本文通过采用Multisim以及Matlab仿真技术对混沌电路以及通信保密系统的特性进行验证、分析。
蔡氏电路是混沌理论转化为实际电路模型的典型电路，蔡氏电路具有完整的混沌系统的特性，因此蔡氏电路得到广泛的研究与运用。
本文首先通过对蔡氏电路的微分方程组利用Matlab进行数值求解，绘出对应状态变量的相轨迹图。
利用Multisim搭建仿真电路原理图，同样绘出相应状态变量的相轨迹图，并与Matlab的结果进行对比，确保仿真原理图所选的元件参数能够满足蔡氏电路微分方程的特性。
在Multisim提供的仿真环境下，无法直接观察电感电流的波形图，本文通过串联一个微小电阻，通过观测电阻两侧的电压作为电感电流信号。
调整蔡氏电路的参数，研究不同参数下的电路特性，分析系统参数对混沌信号的影响情况。
混沌电路对电路的参数变化极为敏感，为增强通信保密系统的工作稳定性，采用有源元件对无源电感进行等效。
对等效后的蔡氏电路的电压信号进行调制、耦合同步等关键技术处理，并对耦合的情况进行分析，以此来说明基于蔡氏电路的通信掩盖保密系统的工作原理，以及信号的耦合同步对于本系统的必要性。
在对完成了电路的改进、信号调制、耦合同步后的主从结构的蔡氏电路，通过增加减法器、反相器等基本模块构成的信号通道的实现传输信号与混沌掩盖保密信号的叠加、消去。
为了检验设计的模拟信号的通信保密系统的运行效能及可靠性，选取了正弦信号、chirp电压信号等模拟信号作为测试信号，测试系统对模拟量的保密传输性能；选取了锯齿信号、方波信号作为数字信号的测试信号，测试系统对数字信号的保密传输性能。