專利名稱：一種非自治二階非線性電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于非線性電路，常稱混沌電路，涉及一種非自治二 階非線性電路。
技術(shù)背景 自治二階非線性電路是周期振蕩電路，由放大器電路與正反饋電
路構(gòu)成，例如晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路、運算放大器二 階積分式正交正弦波振蕩器電路、運算放大器二階文氏橋正弦波振蕩器電路等， 所有自治二階非線性電路僅能輸出正弦波周期信號，不能輸出豐富的分頻率、 倍頻率、擬周期與混沌信號。這是自治二階非線性電路的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能夠輸出豐富的分頻率、倍頻率、 擬周期與混沌信號的非自治二階非線性電路。
本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案有自治二階非線性電路，還 有非自治引入電路；自治二階非線性電路的輸入端連接非自治引入電路輸出端。
所述的自治二階非線性電路是放大器電路與正反饋電路首尾連接而成，放 大器電路的輸入端與正反饋電路輸出端之間連接一個功能與效果等同于加法器 的邏輯加法器，邏輯加法器的另一輸入端連接非自治引入電路輸出端，非自治 引入電路是由獨立電阻、或由電阻與電容串聯(lián)組成。
所述的自治二階非線性電路是晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器 電路，自治二階非線性電路是晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路 的晶體三極管發(fā)射極與非自治引入電路的輸出端連接，非自治引入電路是一個 電阻與一個電容的串聯(lián)。
所述的自治二階非線性電路是運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩器電 路，運算放大器積分式正交正弦波振蕩器的一個運算放大器的反相輸入端與非自治引入電路的輸出端連接，非自治引入電路是一個電阻。
所述的自治二階非線性電路是運算放大器二階文氏橋正弦波振蕩器電路， 運算放大器文氏橋正弦波振蕩器的運算放大器的反相輸入端與非自治引入電路 輸出端連接，非自治引入電路是一個電阻。
本實用新型的有益效果是當非自治信號某一頻率的電壓由零逐漸增加或 者頻率逐漸改變時，本實用新型電路輸出與固有頻率的多種倍數(shù)與分倍數(shù)相接 近頻率的正弦波信號，逐漸出現(xiàn)擬周期與混沌信號，本實用新型電路輸出非常 豐富的擬周期與混沌信號。


圖1是非自治二階非線性電路與系統(tǒng)連接的方框圖
圖2是非自治晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路圖
圖3是非自治晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路連接系統(tǒng)圖
圖4是第一種非自治運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩器電路圖
圖5是第二種非自治運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩器電路圖
圖6是第三種非自治運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩器電路圖
圖7是非自治運算放大器二階文氏橋正弦波振蕩器電路圖。
圖8是非自治晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器輸出的波形圖
圖9是非自治晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器輸出的相圖
圖10是非自治運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩器輸出的相圖
圖11是非自治運算放大器二階文氏橋正弦波振蕩器輸出的相圖
具體實施方式實施例l本實用新型的非自治二階非線性電路是自治二階非線性電路和非自治引入 電路構(gòu)成；自治二階非線性電路的輸入端連接非自治引入電路輸出端。所述的
自治二階非線性電路由放大器電路4與正反饋電路5首尾連接構(gòu)成，輸出正弦 波信號。如圖1所示，在正反饋電路5的輸出端與放大器電路4的輸入端之間 連接一個加法器3，反饋電路5輸出端與加法器3的一個輸入端連接，加法器3 的輸出端與放大器電路4的輸入端連接，加法器3的另一個輸入端與一個非自 治引入電路2的輸出端連接。非自治引入電路2是由獨立電阻、或電阻與電容 串聯(lián)組成。非自治引入電路2的輸入端連接正弦波信號發(fā)生器1，正弦波信號發(fā) 生器1的輸出信號同時與示波器6的一個輸入端連接，非自治二階非線性電路 的輸出與示波器6的另一個輸入端連接。當正弦波信號發(fā)生器1非自治信號某 一頻率的電壓由零逐漸增加或者頻率逐漸改變時，本實用新型電路輸出與固有 頻率的多種倍數(shù)與分倍數(shù)相接近頻率的正弦波信號，逐漸輸出非常豐富的擬周 期與混沌信號，在示波器6上顯示出來。 實施例2
實施例2與實施例1相同的是非自治二階非線性電路都是由自治二階非 線性電路和非自治引入電路構(gòu)成；自治二階非線性電路的輸入端連接非自治引 入電路的輸出端。只是所述的自治二階非線性電路是晶體三極管二階LC變壓器 反饋正弦波振蕩器電路；所述的非自治引入電路是電阻R。和電容C。的串聯(lián)，如 圖2所示。其中，晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路以晶體三極 管Q為放大器件，集電極連接并聯(lián)LL諧振電路，L是磁芯變壓器T(例如磁環(huán)) 的初級線圈，L的另一端或中間抽頭與電源Vc:連接，晶體三極管Q的基極作為 加法器的一個輸入端與變壓器T的次級線圈U—端連接，變壓器T的次級線圈 L2另一端與偏置電路電阻^、 R2、電容C:,連接，變壓器T線圈的方向要使電路連接成正反饋。晶體三極管Q的發(fā)射極作為加法器的另一輸入端通過三個串聯(lián)的
電阻器R:,、 R4、 R,與地線連接，接地的電阻器R,并聯(lián)電容器C2。晶體三極管二階 LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路的晶體三極管Q的發(fā)射極串聯(lián)連接的電阻器R,、 R^之間與非自治引入電路的電阻R。和電容C。的串聯(lián)，電容器C。的另一端與外接 信號源連接，非自治晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路連接系統(tǒng) 如圖3所示。當外接信號源的輸出信號為零時，非自治信號為零，非自治引入 電路不起作用，非自治電路退化成自治電路，是通常的正弦波振蕩器電路，晶 體三極管Q的集電極輸出固有頻率的正弦波，當外接信號源有輸出信號時，這 個信號就是非自治信號，非自治信號以某一頻率的電壓由零逐漸增加或者非自 治信號的頻率改變時，晶體三極管的集電極輸出與固有頻率的多種倍數(shù)與分倍 數(shù)相接近頻率的正弦波信號，逐漸出現(xiàn)擬周期與混沌輸出。 實施例3
實施例3與實施例1結(jié)構(gòu)相同的是非自治二階非線性電路是由自治二階
非線性電路和非自治引入電路構(gòu)成的；自治二階非線性電路的輸入端連接非自 治引入電路輸出端。只是所述的自治二階非線性電路是運算放大器二階積分式 正交正弦波振蕩器電路；所述的非自治引入電路是電阻R。，如圖4所示。其中 運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩電路是以運算放大器為放大器件，以串 聯(lián)或并聯(lián)的二極管Di、D2(穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管等)為限幅器構(gòu)成非線性特性， 以電容為儲能器件形成電路混沌振蕩。第一運算放大器At同相輸入端與地連接， 反相輸入端與電阻仏及一個電容Ci連接，電阻Ri另一端與第三運算放大器A,.,的 輸出端連接，電容d另一端與輸出連接，與電容d并聯(lián)有反相連接的非線性二 極管限幅器Di與D2，用于改善輸出波形，電路輸出用V,表示。電阻R。、電阻R,、 第一運算放大器A,、電容C,、 二極管D^ 二極管D2構(gòu)成第一級反相加法積分器電路。第一運算放大器Ai輸出V,與電阻R2連接，電阻R2另一端與第二運算放大 器A2的反相輸入端連接，第二運算放大器A2反相輸入端與輸出端之間連接電容 G， A:,的反相輸入端連接另一電阻R3，電阻&、 R3、第二運算放大器A2與電容C2 構(gòu)成第二級反相加法積分器電路，輸出V2， V2與V,正交。第二運算放大器A2輸 出V2與電阻仏連接，電阻仏另一端與第三運算放大器A:,的反相輸入端連接，第 三運算放大器A3反相輸入端與輸出端之間連接電阻R5，電阻仏、R,5與第三運算 放大器A:,構(gòu)成反相加法器電路，電路輸出用V3表示。V3分別與電阻R,、 R,連接。 電路輸出固有頻率的正弦波信號。非自治引入電路的輸出端可以與運算放大器 積分式正交正弦波振蕩器的三個個運算放大器的反相輸入端與連接，有下列三 種非自治運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩器電路。非自治引入電路電阻 R。的輸出端與第一運算放大器A反相輸入端連接，為第一種非自治運算放大器 二階積分式正交正弦波振蕩器電路，如圖4所示。非自治引入電路電阻R。的輸 出端與第二運算放大器A2反相輸入端連接，為第二種非自治運算放大器二階積 分式正交正弦波振蕩器電路，如圖5所示。非自治引入電路電阻R。的輸出端與 第三運算放大器A3反相輸入端連接，為第三種非自治運算放大器二階積分式正 交正弦波振蕩器電路，如圖6所示。當非自治信號某一頻率的電壓由零逐漸增 加時，本實用新型電路輸出與固有頻率的多種倍數(shù)與分倍數(shù)相接近頻率的正弦 波信號，逐漸出現(xiàn)擬周期與混沌信號。 實施例4
實施例4與實施例1結(jié)構(gòu)相同的是非自治二階非線性電路也是由自治二
階非線性電路和非自治引入電路構(gòu)成的；自治二階非線性電路的輸入端連接非 自治引入電路輸出端。只是所述的自治二階非線性電路是運算放大器二階文氏 橋正弦波振蕩器電路，所述的非自治引入電路是電阻R。，如圖7所示。其中的運算放大器二階文氏橋正弦波振蕩器電路的運算放大器A同相輸入端與電阻R3、
Rd連接，R3的另一端與地連接，仏的另一端與A的輸出端連接，A的輸出端與串 聯(lián)的R,、 C,連接，串聯(lián)的R,、 d另一端與A反相輸入端連接，A反相輸入端與輸 出端之間連接并聯(lián)的兩個反相二極管，A反相輸入端與并聯(lián)的R2、 G連接，并聯(lián) 的I G另一端與地連接。運算放大器A的反相輸入端與非自治引入電路的電阻 R。輸出端連接。當有非自治信號時，本實用新型電路輸出與固有頻率的多種倍數(shù) 與分倍數(shù)相接近頻率的正弦波信號，逐漸出現(xiàn)擬周期與混沌信號。
本實用新型電路的工作過程非自治信號電壓為零時，本實用新型電路退 化成自治電路，是獨立的振蕩器，輸出固有頻率為f。的正弦波信號。非自治信 號電壓逐漸增加但是電壓還比較小時，非自治電路輸出不再是頻率f。而是接近 于f。的、是與非自治信號頻率與f。頻率的一個相近有理數(shù)的頻率，這個有理數(shù) 是一個分數(shù)，用m/n表示。m/n稱之為倍頻數(shù)與分頻數(shù)。因此，非自治電路的輸 出頻率被鎖定到一個頻率上，是一種鎖頻，也稱為鎖相或鎖模。非自治信號電 壓繼續(xù)增加時，鎖頻頻率有所變化，m/n的m與n都增加，使得m/n更接近于非 自治頻率但是永遠不是非自治頻率，從而導致混沌。
圖2所示的電路，當信號源的幅度一定時，緩慢改變信號源的頻率，在示 波器上觀測到圖8所示的信號波形，上面的波形是信號源電壓的波形，下面的 波形是非自治電路電壓信號的波形，圖8(a) (f)分別是人4/。、厶=|/。、 / =/。、厶=魯/。、厶=|/。的波形，在示波器上觀測到圖9所示的相
圖，圖9 (a) ~(o)分別是=去<formula>formula see original document page 8</formula>是任 意一個頻率時的混沌的兩個波形。由圖8、圖9可見，圖2電路完全實現(xiàn)了本發(fā) 明電路的有效性。圖4所示的電路，當信號源的幅度一定時，緩慢改變信號源的頻率，在示
波器上觀測到圖10所示的相圖，圖10 (a)~(f)分別是厶=/。、人=|/。 、 /m = |/。、 厶="、厶=丟/。的波形，當厶是任意一個頻率時波形混沌。由圖
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10可見，圖4電路完全實現(xiàn)了本發(fā)明電路的有效性。
圖7所示的電路，當信號源的幅度一定時，緩慢改變信號源的頻率，在示 波器上觀測到圖11所示的相圖，圖11(a) (g)分別是A
厶=|/。以及厶是任意一個頻率時的混沌的兩個波形。由圖11可見， 圖7電路完全實現(xiàn)了本發(fā)明電路的有效性。
權(quán)利要求1. 一種非自治二階非線性電路，有自治二階非線性電路，其特征是，還有非自治引入電路(2)，自治二階非線性電路的輸入端連接非自治引入電路(2) 輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種非自治二階非線性電路，其特征是所述的自治二階非線性電路是放大器電路(4)與正反饋電路(5)首尾連接而成，放 大器電路(4)的輸入端與正反饋電路(5)輸出端之間連接一個功能與效果等 同于加法器的邏輯加法器(3)，邏輯加法器(3)的另一輸入端連接非自治引入 電路(2)輸出端，非自治引入電路(2)是由獨立電阻、或由電阻與電容串聯(lián) 組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非自治二階非線性電路，其特征是，所述的 自治二階非線性電路是晶體三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路，晶體 三極管二階LC變壓器反饋正弦波振蕩器電路的晶體三極管(Q)發(fā)射極與非自 治引入電路的輸出端連接，非自治引入電路(2)是一個電阻(R。)與一個電容(C。)的串聯(lián)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非自治二階非線性電路，其特征是，所述 的自治二階非線性電路是運算放大器二階積分式正交正弦波振蕩器電路，運算 放大器積分式正交正弦波振蕩器的一個運算放大器的反相輸入端與非自治引入 電路的輸出端連接，非自治引入電路(2)是電阻(R。)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非自治二階非線性電路，其特征是，所述 的自治二階非線性電路是運算放大器二階文氏橋正弦波振蕩器電路，運算放大 器文氏橋正弦波振蕩器的運算放大器(A)的反相輸入端與非自治引入電路輸出 端連接，非自治引入電路(2)是電阻(R。)。
專利摘要本實用新型公開了一種非自治二階非線性電路，有自治二階非線性電路，還有非自治引入電路(2)；自治二階非線性電路的輸入端連接非自治引入電路(2)輸出端。本實用新型電路輸出與固有頻率的多種倍數(shù)與分倍數(shù)相接近頻率的正弦波信號，逐漸出現(xiàn)擬周期與混沌信號，本實用新型電路輸出非常豐富的擬周期與混沌信號。
文檔編號H03B5/08GK201156719SQ20082000259
公開日2008年11月26日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者張新國, 徐冬亮, 陳昱蒞 申請人:張新國