基于電流模式器件的多渦卷混沌系統(tǒng)及電路實(shí)現(xiàn).pdf

1、混沌電路是整個(gè)混沌通信系統(tǒng)的核心部分，用于產(chǎn)生所需的混沌信號(hào)?；煦珉娐芬恢币詠硎腔煦缪芯款I(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。特別是，采用簡(jiǎn)單的電路產(chǎn)生復(fù)雜的多渦卷混沌吸引子近年來得到了快速發(fā)展。許多產(chǎn)生多渦卷混沌吸引子的方法已經(jīng)被提出并且通過了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，然而國內(nèi)外產(chǎn)生多渦卷吸引子的混沌系統(tǒng)大都采用傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器構(gòu)成，無法產(chǎn)生高頻率的多渦卷混沌吸引子。
　　電流模式器件較之運(yùn)算放大器來說，其帶寬與增益的乘積不是一個(gè)常數(shù)，所以電流模式器件的工作頻率

2、很高，使得用電流模式器件實(shí)現(xiàn)的混沌電路具有很高的工作頻率。另外，電流模式器件相比運(yùn)算放大器而言具有較大的動(dòng)態(tài)范圍，能產(chǎn)生更多的渦卷數(shù)，從而能增大混沌動(dòng)力學(xué)復(fù)雜性，增加混沌加密算法的安全性。所以研究基于電流模式器件的多渦卷復(fù)雜混沌系統(tǒng)及其電路實(shí)現(xiàn)在高頻通信系統(tǒng)及混沌加密算法中具有重要意義。
　　基于以上的闡述，論文的主要研究工作和創(chuàng)新之處包括以下兩個(gè)方面:一方面是對(duì)多渦卷混沌吸引子的混沌問題進(jìn)行研究;另一方面是探討如何采用電流模式器

3、件設(shè)計(jì)高頻率的多渦卷混沌電路以及將其應(yīng)用于混合圖像加密算法。具體可以分為:
　　(1)提出了一個(gè)基于電流反饋運(yùn)算放大器(CFOA)的網(wǎng)格多渦卷混沌電子振蕩器。該網(wǎng)格多渦卷混沌電路僅需要兩個(gè)CFOA作為電流積分器，一個(gè)RC積分器以及由CFOA實(shí)現(xiàn)的電流階梯函數(shù)序列電路作為非線性項(xiàng)。與已有的網(wǎng)格多渦卷蔡氏電路和Jerk電路相比，該電路所需的元器件數(shù)目更少。對(duì)該電路導(dǎo)出其數(shù)學(xué)模型，并加以理論分析和數(shù)值仿真。最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該混沌電子

4、振蕩器能產(chǎn)生具有更高頻率的網(wǎng)格多渦卷混沌吸引子。
　　(2)提出了一種基于第二代電流傳輸器(CCII)的網(wǎng)格多渦卷混沌吸引子生成器，并將其用于物理混沌加密和高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)加密的混合圖像加密算法。因CCII與普通的運(yùn)算放大器相比有更好的頻率特性和更大的動(dòng)態(tài)范圍，能產(chǎn)生頻率更高，動(dòng)力學(xué)特性更復(fù)雜的多渦卷物理混沌信號(hào)?；贑CII的多渦卷物理混沌加密和AES加密的混合加密系統(tǒng)，不存在確定的明文密文映射關(guān)系，密文統(tǒng)計(jì)特性也應(yīng)優(yōu)于其

5、他加密系統(tǒng)。本文完成了基于CCII的多渦卷混沌電路的設(shè)計(jì)與硬件實(shí)現(xiàn)，并對(duì)混合圖像加密系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值仿真，仿真結(jié)果與理論分析一致，同時(shí)表明渦卷數(shù)目越多的混沌系統(tǒng)其加密產(chǎn)生的密文相關(guān)性越弱。
　　(3)提出了基于同相第二代電流傳輸器(CCII+)的網(wǎng)格多渦卷超混沌吸引子。通過引入兩個(gè)非線性函數(shù)到超混沌系統(tǒng)，提出了一個(gè)網(wǎng)格多渦卷超混沌系統(tǒng)，對(duì)該超混沌系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了分析，然后采用CCII+設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的超混沌電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯