混沌通信实验
混沌实验报告
混沌实验报告一、实验目的1.了解保密通信的重要性；2.掌握掩盖法实现信号保密的基本原理；3.掌握高阶超混沌信号产生原理；4.掌握DSP或FPGA上具体实现方法。
二、实验原理掩盖法实现信号保密原理就是将传输信号与伪随机信号相迭加，受到放将接受到的加密信号去除伪随机信号可恢复出原始信号，在通信过程需要保持信号同步，而伪随机信号采用高阶超混沌发生器产生并经过非线性转化获得。
超混沌数学模型采用4阶Matsumoto-Chua-kobayashi模型：1010xx210.70x30004001.5x0x11x002g(x1,x3)0x3100x40其中g()为分段线性函数0.23(x1x31)x1x31g(x1,x3)0.2(x1x3)1x1x310.23(xx1)xx11313有四个输出变量可供选择。
非线性变换采用函数如下：en(t)g(z1,z2)k1z1k2z2其中k1、k2取整数，为非线性变换参数也是本加密方法的密钥，z1、z2为超混沌电路的任意两个输出变量。
经过非线性变换后的en(t)作为混沌掩盖载波，不同于任何一个超混沌电路的输出信号xi,i1,2,3,4，而是它们的非线性变换，两个非线性信号经过非线性变换后，产生了新的频率成分，显然信号复杂度更高了。
三、实验步骤1．构造有限长度的信号序列（如语音信号），或由图像转化所整数型信号序列；2．通过4阶Matsumoto-Chua-kobayashi模型产生超混沌序列；3．将超混沌序列掩盖信号序列并获得加密信号序列，然后通过信道传输出去；4．接受方受到信号后采用超混沌信号序列去掩盖获得原信号序列；5．将实现方案采用Matlab或C语言编程并仿真正确；6．在瑞泰DSP开发箱或周立功EDA开发箱进行实际测试。
四、实验结果及分析分析实验结果并提出如何改进建议，并完成实验报告。
混沌通信实验报告范文
混沌通信实验报告范文1. 实验目的本实验旨在了解混沌通信的原理、方法、特点和应用，并通过实际操作、调试和测量，掌握混沌信号的生成、混沌同步和混沌加密技术。
2. 实验原理2.1 混沌系统模型混沌系统是一种非线性、不可预测的动态系统，具有极强的复杂性和随机性。
混沌系统模型的一般形式为：dx/dt=f(x,y,z)dy/dt=g(x,y,z)dz/dt=h(x,y,z)其中f、g、h都是非线性函数，x、y、z是状态变量。
混沌系统模型的输出信号通常称为混沌信号或混沌波形。
2.2 混沌信号的特性混沌信号具有以下几个特点：(1) 非周期性：混沌信号的周期是不存在的，具有无限长的时间序列；(2) 随机性：混沌信号具有高度随机性和受初值条件影响的特点；(3) 宽带性：混沌信号的频谱范围非常宽广，中心频率不确定。
3. 实验内容3.1 混沌信号的生成本实验采用一种基于Mackey-Glass方程的混沌信号生成方法，其表达式为：dx/dt=β*y-x(t-τ)/(1+x(t-τ)^n)-γ*x(t)dy/dt=x(t)其中β、γ、n、τ为常数，x(t)为混沌信号，y(t)为反馈信号。
通过微分方程求解，可以得到混沌信号的时间序列。
3.2 混沌同步混沌同步是指通过某种方式将两个或多个混沌振荡器的状态变量保持同步，即两个或多个混沌振荡器的状态变量随时间的变化趋势相同。
本实验采用的方法是基于反馈控制的混沌同步技术，即利用混沌信号来控制另一个混沌振荡器的动态行为，从而实现同步。
3.3 混沌加密技术混沌加密是一种基于混沌同步原理的加密技术，其基本思想是利用混沌信号对原始数据进行加密。
本实验采用的加密方法是基于置乱-扰动的混沌加密技术，即先将原始数据按照某种规则进行置乱，再利用混沌信号进行扰动，从而实现加密。
4. 实验步骤4.1 硬件配置本实验采用的硬件配置如下：(1) 电脑：Intel Core i5 2.5GHz，内存8GB，硬盘1TB；(2) 数字示波器：Tektronix TDS2002C，带宽70MHz，最高采样率2GS/s；(3) 函数发生器：Rigol DG1022U，频率范围1μHz~25MHz，输出幅度1mVpp~10Vpp。
混沌原理实验报告
混沌原理实验报告混沌原理实验报告引言：在科学研究中，混沌理论是一门富有挑战性和创新性的领域。
混沌现象的出现使得传统的线性系统理论面临巨大的挑战，而混沌原理的研究则为我们揭示了一种新的系统行为模式。
本实验旨在通过实际操作验证混沌原理，并探索混沌系统的特性和应用。
实验步骤：1. 实验材料准备本实验所需材料包括一台计算机、混沌产生器软件、示波器和数据采集设备。
2. 混沌产生器的设置将计算机连接到示波器和数据采集设备，并打开混沌产生器软件。
根据实验需要，选择合适的混沌产生算法和参数设置。
3. 数据采集与分析通过数据采集设备记录混沌产生器输出的波形，并将数据导入计算机进行进一步分析。
使用适当的数学工具和软件，绘制混沌波形的相图和频谱图，并计算混沌系统的Lyapunov指数。
实验结果与讨论：通过实验数据的分析，我们观察到了混沌系统的典型特征。
首先，混沌波形呈现出无规律的起伏和快速的变化，与传统的周期性波形有明显的区别。
其次，混沌系统的相图呈现出复杂的结构，存在着多个轨迹交织和分叉的现象。
最后，通过计算Lyapunov指数，我们发现混沌系统具有高度的灵敏性和不可预测性。
混沌系统的这些特性使得其在许多领域都具有广泛的应用价值。
在信息安全领域，混沌加密算法可以提供更高的保密性和抗干扰能力，用于保护敏感信息的传输和存储。
在通信系统中，混沌调制技术可以增强信号的传输容量和抗干扰性能，提高通信质量。
此外，混沌系统还可以应用于天气预测、金融市场分析和生物医学工程等领域，为我们提供更准确的预测和分析手段。
然而，混沌系统的复杂性也给其应用带来了一定的挑战。
混沌系统的参数选择和控制是一个关键问题，不恰当的参数设置可能导致系统失去混沌特性或者陷入混沌的不稳定状态。
此外，混沌系统的分析和建模也是一个复杂且困难的任务，需要借助于先进的数学工具和计算机技术。
结论：通过本次实验，我们验证了混沌原理的存在和特性，并进一步探索了混沌系统的应用价值。
电磁信号传输中的混沌通信技术研究
电磁信号传输中的混沌通信技术研究近年来，随着信息技术的不断发展，电磁信号的应用越来越重要，其在通信、雷达、导航等方面都起到了不可替代的作用。
而混沌通信技术则是一种相对新兴的通信技术，其特点是具有高度的随机性、非线性、敏感性等特点，能够有效的抵御各种形式的窃听和截获攻击。
电磁信号的传输是信息技术中不可或缺的一环，向外传播时信号会受到各种干扰和失真，这些因素在传输过程中会严重影响信息的准确性和保密性。
因此，如何有效保障电磁信号的传输安全，一直以来都是信息技术研究人员的重点关注目标。
混沌通信技术就是基于现代动态系统中的混沌现象，通过引入混沌信号来保证通信信号的安全及其完整性。
具体而言，混沌信号的特点在于高度的不可预测性，能够有效的隐蔽和掩护通信信号，使其难以被截获和窃听。
同时，混沌通信技术中还有一个关键的技术问题，就是如何实现混沌信号的发生和抽样。
传统的方式是通过电子器件或数学模型模拟混沌现象，但这种方式在实际应用中存在着一定的局限性，例如需要复杂的电路结构，易受环境噪声的干扰等。
而近年来，一种新的方法——通过非线性电路中的混沌效应来实现混沌信号的产生和抽样，得到了广泛的关注和研究。
该方法的主要特点是，将非线性电路中的混沌效应与通信信号耦合，形成混沌信号；然后再将混沌信号与原信号进行复合，以达到信息传输的目的。
由于该方法不仅具有高度的可信性和安全性，同时也避免了传统方法中所存在的结构复杂、易干扰等问题，因此具有非常广阔的应用前景。
混沌通信技术在信息安全领域中有着广泛的应用前景，在以后的通信、网络安全等领域也将扮演着越来越重要的角色。
因此，对混沌通信技术的持续研究和探索，将为保障信息安全和推动信息技术的发展做出越来越重要的贡献。
混沌信号实验报告模板
一、实验目的1. 理解混沌现象的基本概念及其在信号处理中的应用。
2. 掌握混沌信号的生成方法。
3. 学习利用混沌信号进行信息加密和解密。
4. 分析混沌信号的特性，包括分岔、李雅普诺夫指数等。
二、实验原理1. 混沌现象概述：混沌是确定性系统中出现的一种复杂动态行为，其特点是系统演化过程中的长期行为对初始条件的敏感依赖性。
2. 混沌信号生成：常用的混沌信号生成方法包括Logistic映射、Chua电路等。
3. 混沌信号加密和解密：利用混沌信号的非线性特性，可以实现信息的加密和解密。
三、实验仪器与材料1. 实验计算机2. 信号发生器3. 示波器4. 混沌信号发生器（可选）5. 相关软件（如MATLAB、Python等）四、实验步骤1. 混沌信号生成：- 利用Logistic映射生成混沌信号，公式如下：\[ x_{n+1} = r \cdot x_n \cdot (1 - x_n) \]- 通过改变参数r，观察混沌现象的出现。
- 记录混沌信号的时域波形和频谱。
2. 混沌信号加密：- 选择一个密钥序列，利用混沌信号的非线性特性进行加密。
- 将待加密信号与混沌信号进行叠加，得到加密信号。
3. 混沌信号解密：- 使用相同的密钥序列，对加密信号进行解密。
- 将解密信号与混沌信号进行叠加，得到原始信号。
4. 分析混沌信号特性：- 计算混沌信号的李雅普诺夫指数，判断混沌现象的强度。
- 分析混沌信号的分岔行为，观察混沌现象的出现过程。
五、实验结果与分析1. 混沌信号时域波形：展示生成的混沌信号时域波形，分析其特性。
2. 混沌信号频谱：展示混沌信号的频谱，分析其频率成分。
3. 混沌信号加密和解密：展示加密和解密过程，分析加密效果和解密质量。
4. 混沌信号特性分析：展示李雅普诺夫指数和分岔图，分析混沌现象的强度和出现过程。
六、实验结论1. 阐述混沌信号的基本概念和特性。
2. 总结混沌信号在信号处理中的应用，如加密和解密。
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==混沌通讯实验报告篇一：近代物理实验混沌通信----实验报告近代物理实验——混沌电路及其在加密通信中的应用预习报告：随着计算机的普及和信息网络技术的发展，数据通信的安全性问题引起了普遍的关注。
混沌信号所具有的对初始条件的敏感性、非周期性、似随机性和连续的宽带能谱等待点，非常有利于在加密通信系统中应用。
本实验利用蔡氏电路产生混沌信号，并利用混沌信号进行加密通信实验。
此外，还可以利用计算机和网络进行基于一维时空混沌的语音加密通信实验。
蔡氏电路虽然简单，但具有丰富而复杂的混沌动力学特性，而且它的理论分析、数值模拟和实验演示三者能很好地符合，因此受到人们广泛深入的研究。
自从1990年Pecora和Carroll首次提出混沌同步的概念，研究混沌系统的完全同步以及广义同步、相同步、部分同步等问题成为混沌领域中非常活跃的课题，利用混沌同步进行加密通信也成为混沌理论研究的一个大有希望的应用方向。
我们可以对混沌同步进行如下描述：两个混沌动力学系统，如果除了自身随时间的烟花外，还有相互耦合作用，这种作用既可以是单向的，也可以是双向的，当满足一定条件时，在耦合的影响下，这些系统的状态输出就会逐渐趋于相近，进而完全相等，称之为混沌同步。
实现混沌同步的方法很多，本实验介绍利用驱动响应方法实现混沌同步。
实验电路如图1所示。
图1由图中所见，电路由驱动系统、响应系统和单向耦合电路3部分组成。
其中，驱动系统和相应系统两个参数相同的蔡氏电路，单向耦合电路由运算放大器组成的隔离器和耦合电阻构成，实现单向耦合和对耦合强度的控制。
当耦合电阻无穷大（即单向耦合电路断开）时，驱动系统和响应系统为独立的两个蔡氏电路，分别观察电容??1和电容??2上的电压信号组成的相图????1?????2，调节电阻R，使系统处于混沌状态。
混沌保密通信实验电路设计
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混沌通信实验报告范文_实验报告_
混沌通信实验报告范文篇一：混沌通信实验仪实验操作步骤实验一：非线性电阻的伏安特性实验1.实验目的：测绘非线性电阻的伏安特性曲线2.实验装置：混沌通信实验仪。
3.实验对象：非线性电阻模块。
4.实验原理框图：图1 非线性电阻伏安特性原理框图5.实验方法：第一步：在混沌通信实验仪面板上插上跳线J01、J02，并将可调电压源处电位器旋钮逆时针旋转到头，在混沌单元1中插上非线性电阻NR1。
第二步：连接混沌通讯实验仪电源，打开机箱后侧的电源开关。
面板上的电流表应有电流显示，电压表也应有显示值。
第三步：按顺时针方向慢慢旋转可调电压源上电位器，并观察混沌面板上的电压表上的读数，每隔0.2V记录面板上电压表和电流表上的读数，直到旋钮顺时针旋转到头。
第四步：以电压为横坐标、电流为纵坐标用第三步所记录的数据绘制非线性电阻的伏安特性曲线如图2所示。
图2非线性电阻伏安特性曲线图第五步：找出曲线拐点，分别计算五个区间的等效电阻值。
实验二：混沌波形发生实验1.实验目的：调节并观察非线性电路振荡周期分岔现象和混沌现象。
2.实验装置：混沌通信实验仪、数字示波器1台、电缆连接线2根。
3.实验原理图：图3 混沌波形发生实验原理框图4.实验方法：第一步：拔除跳线J01、J02，在混沌通信实验仪面板的混沌单元1中插上电位器W1、电容C1、电容C2、非线性电阻NR1，并将电位器W1上的旋钮顺时针旋转到头。
第二步：用两根Q9线分别连接示波器的CH1和CH2端口到混沌通信实验仪面板上标号Q8和Q7处。
打开机箱后侧的电源开关。
第三步：把示波器的时基档切换到X－Y。
调节示波器通道CH1和CH2的电压档位使示波器显示屏上能显示整个波形，逆时针旋转电位器W1直到示波器上的混沌波形变为一个点，然后慢慢顺时针旋转电位器W1并观察示波器，示波器上应该逐次出现单周期分岔(见图4)、双周期分岔(见图5)、四周期分岔(见图6)、多周期分岔(见图7) 、单吸引子(见图8)、双吸引子(见图9)现象。
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混沌通讯实验实验一：非线性电阻的伏安特性实验1．实验目的：测绘非线性电阻的伏安特性曲线2．实验装置：混沌通信实验仪。
3．实验对象：非线性电阻模块。
4．实验原理框图：图1 非线性电阻伏安特性原理框图5．实验方法：第一步：在混沌通信实验仪面板上插上跳线J01、J02，并将可调电压源处电位器旋钮逆时针旋转到头，在混沌单元1中插上非线性电阻NR1。
第二步：连接混沌通讯实验仪电源，打开机箱后侧的电源开关。
面板上的电流表应有电流显示，电压表也应有显示值。
第三步：按顺时针方向慢慢旋转可调电压源上电位器，并观察混沌面板上的电压表上的读数，每隔0.2V记录面板上电压表和电流表上的读数，直到旋钮顺时针旋转到头。
第四步：以电压为横坐标、电流为纵坐标用第三步所记录的数据绘制非线性电阻的伏安特性曲线如图2所示。
第五步：找出曲线拐点，分别计算五个区间的等效电阻值6．实验数据：易知第一区间是(-13.41,-1.7)至(-10.4,4.9)，等效电阻为456.1第二区间是(-10.4,4.9)至(-1.6,1.2)，等效电阻为2378.4第三区间是(-1.6,1.2)至(1.6,-1.2)，等效电阻为1333.3第四区间是(1.6,-1.2)至(9.8,-4.6)，等效电阻为2588.2第五区间是(9.8,-4.6)至(13,1.7)，等效电阻为523.8实验二：混沌波形发生实验1．实验目的：调节并观察非线性电路振荡周期分岔现象和混沌现象。
2．实验装置：混沌通信实验仪、数字示波器1台、电缆连接线2根。
3．实验原理图：4．实验方法：第一步：拔除跳线J01、J02，在混沌通信实验仪面板的混沌单元1中插上电位器W1、电容C1、电容C2、非线性电阻NR1，并将电位器W1上的旋钮顺时针旋转到头。
第二步：用两根Q9线分别连接示波器的CH1和CH2端口到混沌通信实验仪面板上标号Q8和Q7处。
打开机箱后侧的电源开关。
第三步：把示波器的时基档切换到X－Y。
调节示波器通道CH1和CH2的电压档位使示波器显示屏上能显示整个波形，逆时针旋转电位器W1直到示波器上的混沌波形变为一个点，然后慢慢顺时针旋转电位器W1并观察示波器，示波器上应该逐次出现单周期分岔(见图4)、双周期分岔(见图5)、四周期分岔(见图6)、多周期分岔(见图7) 、单吸引子(见图8)、双吸引子(见图9)现象。
5．实验数据单周期分岔双周期分岔四周期分岔多周期分岔单吸引子双吸引子实验三混沌电路的同步实验1．实验目的：调试并观察混沌同步波形2．实验装置：混沌通信实验仪、双通道示波器1台、电缆连接线2根。
3．实验原理图：图10 混沌同步原理框图4．工作原理：1），由于混沌单元2与混沌单元3的电路参数基本一致，它们自身的振荡周期也具有很大的相似性，只是因为它们的相位不一致，所以看起来都杂乱无章。
看不出它们的相似性。
2），如果能让它们的相位同步，将会发现它们的振荡周期非常相似。
特别是将W2和W3作适当调整，会发现它们的振荡波形不仅周期非常相似，幅度也基本一致。
整个波形具有相当大的等同性。
3），让它们相位同步的方法之一就是让其中一个单元接受另一个单元的影响，受影响大，则能较快同步。
受影响小，则同步较慢，或不能同步。
为此，在两个混沌单元之间加入了“信道一”。
4），“信道一”由一个射随器和一只电位器及一个信号观测口组成。
射随器的作用是单向隔离，它让前级（混沌单元2）的信号通过，再经W4后去影响后级（混沌单元3）的工作状态，而后级的信号却不能影响前级的工作状态。
混沌单元2信号经射随器后，其信号特性基本可认为没发生改变，等于原来混沌单元2的信号。
即W4左方的信号为混沌单元2的信号。
右方的为混沌单元3的信号。
电位器的作用：调整它的阻值可以改变混沌单元2对混沌单元3的影响程度。
5．实验方法：第一步：插上面板上混沌单元2和混沌单元3的所有电路模块。
按照实验二的方法将混沌单元2和混沌单元3分别调节到混沌状态，即双吸引子状态。
电位器调到保持双吸引子状态的中点。
调试混沌单元2时示波器接到Q5、Q6座处。
调试混沌单元3时示波器接到Q3、Q4座处。
第二步：插上“信道一”和键控器，键控器上的开关置“1”。
用电缆线连接面板上的Q3和Q5到示波器上的CH1和CH2，调节示波器CH1和CH2的电压档位到0.5V。
第三步：细心微调混沌单元2的W2和混沌单元3的W3直到示波器上显示的波形成为过中点约45度的细斜线。
如图11：这幅图形表达的含义是：如果两路波形完全相等，这条线将是一条45度的非常干净的直线。
45度表示两路波形的幅度基本一致。
线的长度表达了波形的振幅，线的粗细代表两路波形的幅度和相位在细节上的差异。
所以这条线的优劣表达出了两路波形的同步程度。
所以，应尽可能的将这条线调细，但同时必须保证混沌单元2和混沌单元3处于混沌状态。
第四步：用电缆线将示波器的CH1和CH2分别连接Q6和Q5，观察示波器上是否存在混沌波形，如不存在混沌波形，调节W2使混沌单元2处于混沌状态。
再用同样的方法检查混沌单元3，确保混沌单元3也处于混沌状态，显示出双吸引子。
第五步：用电缆线连接面板上的Q3和Q5到示波器上的CH1和CH2，检查示波器上显示的波形为过中点约45度的细斜线。
将示波器的CH1和CH2分别接Q3和Q6，也应显示混沌状态的双吸引子。
第六步：在使W4尽可能大的情况下调节W2，W3，使示波器上显示的斜线尽可能最细。
6．实验结果：调节得的细斜线实验四混沌键控实验1．实验目的：用混沌电路方式传输键控信号2．实验装置：混沌通信实验仪、双通道示波器1台、电缆连接线2根。
3．实验原理框图：图12 混沌键控实验原理框图键控器说明：键控器主要由三个部份组成：•、控制信号部份：控制信号有三个来原。
A，手动按键产生的键控信号。
低电平0V，高电平5V。
B，电路自身产生的方波信号，周期哟40mS。
低电平0V，高电平5V。
C，外部输入的数字信号。
要求最高频率小于100Hz，低电平0V，高电平5V。
2）、控制信号选择开关：开关拨到“1”时，选择手动按键产生的键控信号。
按键不按时输出低电平，按下时输出高电平。
开关拨到“2”时，选择电路自身产生的方波信号。
开关拨到“3”时，选择外部输入的数字信号。
3）、切换器：利用选择开关送来的信号来控制切换器的输出选通状态。
当到来的控制信号为高电平时，选通混沌单元1，低电平选通混沌单元2。
4．实验方法：第一步：在混沌通信实验仪的面板上插上混沌单元1、2和3的所有电路模块。
按照实验二的方法分别将混沌单元1、2和3调节到混沌状态。
第二步：在面板上插上键控单元，信道一和信号处理单元。
将键控器上的拨动开关拨到“1”，此时通过切换器的是来自混沌2的信号（未按按键）。
第三步：将示波器时基切换到“Y-T”，将CH1与“信道一”上的测试插座“TEST1”联接好，此时示波器上将显示“混沌单元二”的输出波形。
调整W2及W5，使波形的峰-峰值为15V左右。
第四步：按住“键控器”上的兰色按键，此时示波器上将显示“混沌单元一”的输出波形。
调整W1，使波形的峰-峰值也为15V左右。
第五步：松开按键，将拨动开关拨到“2”，此时该单元自动产生的控制信号为周期约40ms的方波信号。
它将以方波的半周期为时间单位，周期性的分别把混沌单元1和混沌单元2的信号送过切换器。
此时示波器上显示的波形为“混沌单元一”与“混沌单元二”的交替输出的波形。
如图13。
此波形的峰-峰值也应为15V左右。
应看不出交替的痕迹，可微调W1和W2以及W5来满足此要求。
调整时仔细观测波形，波形不能有太明显变化，否则可能造成混沌状态丢失。
需重调。
第六步：时基切换到“X-Y”，CH1换接Q3，CH2接Q5，示波器上将显示一条约45度的过中心的斜线，调整W3使此斜线为较准确的45度，且尽可能的细（如图14）。
第七步：CH2换接Q7，按住按住“键控器”上的兰色按键，也将出现一条斜线，调整W4使此斜线较粗。
如图15第八步：重复上述步骤“第六步”和“第七步”，使“第六步”的一条尽可能的细，“第七步”的一条尽可能的粗。
把W4调整到两条斜线粗细比例最大的位置。
第九步：将示波器时基切换到“Y-T”，CH1接Q1，将开关掷“2”，示波器将显示解密波形（如图16）。
可调整W4，使低电平尽可能的低。
高电平尽可能的高。
观察：将开关掷“1”，快速敲击按键，观测示波器波形。
第十步：控制信号为外部输入波形的情况下混沌加解密波形的观察：将键控器上的拨动开关拨向“3”，此时的控制信号为外部接入信号。
接入信号的位置为“Q9”，外接输入信号幅值需为0V到+5V,频率需小于100Hz。
输出到示波器上的信号为：当外输入为高电平时为高杂波电平，当外输入为低电平时波形幅度约为0V。
该信号周期与外部接入信号相同，但占空比有一小点变化。
第十一步：用示波器探头测量信道一上面的测试座“TEST1”的输出信号波形，该波型即键控加密波形，比较该波形与外部接入信号，解调输出信号，观察键控混沌的效果。
4．实验结果：。