构建Chua 混沌电路 - 基本测试

Posted 2021-10-25 卓晴

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了构建Chua 混沌电路 - 基本测试相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

▲ 图1 Chua's Circuit

§01 蔡氏混沌电路

没有搭建过混沌电路，也就就不明台普通的模拟电路中还有那么迷人的世界。

一、背景介绍

在 Chua circuit 介绍了混沌电路的基本概念和原理。在之前对于相关混沌电路做了初步测测试：

下面搭建最常见的基于 Chua 二极管的混沌电路。这款电路也是优美简单，同时被充分研究的电路，在 混沌买啥爱好者 也被光放试验和测试。

二、设计混沌电路

1、参考电路来源

在 Chua circuit 中仅仅给出了Chua电路的基本结构，但都是缺少具体电路参数。下面给出几个能够用于搭建实验电路参数的来源。

（1）仿真混沌电路

为了能够搭建一个可以试验的混沌电路，参照在 Chua’s Circuit: The Paradigm for Generating Chaotic Attractors

▲ 图1.2.1 应用于仿真的Chua's电路及其参数

（2）无电感混沌电路

在 A Synthetic Inductor Implementation of Chua 中给出了无电感混沌电路构建及其参数。

▲ 图1.2.2 无电感参考电路

（3）Routes to Chaos

▲ 图1.2.3 （a）实现非线性电阻电路方案；（b）实现负电阻

（4）Instructables 仿真电路

Circuit Simulation UsingLTSpice

▲ 图1.2.4 仿真电路图

▲ 图1.2.5 实际建立电路图

§02 测试电路

一、负阻电路

1、搭建电路

（1）原理图

▲ 图2.1.1 测试电路

（2）搭建测试电路

▲ 图2.1.2 搭建测试电路

2、测试结果

如下是测试输入电压与输入电流。

▲ 图2.1.3 输入电压Uin与输入电流Iin

（1）等效输入电阻

在输入电流与电压直线还呈现线性关系中，选取其中一点测量值，计算等效输入电阻。

测量数据：

输入电压：4.3244V
输入电流：-2.901mA

可以计算出对应的输入电阻为：-1.491kΩ

对于负电阻电路，它等效输入电阻为：

$R_{in} = - {{R_2 } \\over {R_3 }} \\cdot R_1 = - 1.45k$

（2）负电阻区范围

由于运放 TL082 在工作电压为±12V的情况下，输出饱和电压实测为： +10.37V。那么输入电压不能够超过：
$V_{in\\_range} = {{V_{\\max } \\cdot R_2 } \\over {R_2 + R_3 }} = {{10.37 \\times 1.45} \\over {1.45 + 2}} = 4.358V$

二、两个负阻器件并联

按照【1.2】中的参考电路，使用两个负阻器件进行并联。

1、电路图

是由手边有的元器件，构建如下图所示的非线性负阻器件。

▲ 图2.2.1 测试电路原理图

电压转折范围：

第一个负阻器件： 1.352V
第二个负阻器件： 9.342V

根据前面测试结果，第一个负阻器件的转折电压范围是：

第二个负阻器件转折电压范围：

2、搭建电路

▲ 图2.2.2 面包板上的测试电路

3、输入电压与电流

使用100欧姆作为测量电流的采样电阻。使用数控直流电压源DP1308A作为输入电压直流信号。电路工作电压为±12V。

（1）电压与电流

第一次测量结果。输入电压范围是 0 ~ 5V。

▲ 图2.2.3 测量输入电压与输入电流

第二册测量结果，输入电压范围是 0 ~ 10V。

▲ 输入电压与输入电流

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *

dp1308open(112)
dp1308p25v(5)

setv = linspace(0, 10, 100)
idim = []
vdim = []

for v in setv:
    dp1308p25v(v)
    time.sleep(1.5)
    meter = meterval()

    vdim.append(meter[0])
    c = meter[3] * 10
    printff(v, meter[0], c)
    idim.append(c)

    tspsave('meas2', idim=idim, vdim=vdim, setv=setv)

plt.plot(vdim, idim, label='V-I')
plt.xlabel("Input Voltage(V)")
plt.ylabel("Input Current(mA)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()