本發(fā)明涉及混沌保密通信中所需的混沌電路，具體涉及一種基于切換控制函數(shù)的無平衡點多翅膀超混沌信號發(fā)生器。
背景技術：
：如何產(chǎn)生用于混沌保密通信中所需的各種混沌電路是近年來非線性電路與系統(tǒng)學科研究的一個新領域，目前已取得了一些相關的研究成果，如中國專利授權公告號CN1199968A的專利文獻公開了一種變型蔡氏電路、中國專利授權公告號ZL200510086603.9的專利文獻公開了一種渦卷混沌信號發(fā)生器，但這些電路都不是涉及無平衡點的多翅膀超混沌系統(tǒng)，因此，用于混沌保密通訊還存在局限。技術實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種無平衡點多翅膀超混沌信號發(fā)生器，使混沌信號發(fā)生器硬件更易實現(xiàn)，加密性更強。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下方案：一種無平衡點多翅膀超混沌信號發(fā)生器，包括由運算放大器和乘法器組成的基本混沌信號產(chǎn)生電路N1、用于產(chǎn)生切換控制函數(shù)S(y)的序列發(fā)生器N2；所述基本混沌信號產(chǎn)生電路N1的輸出端與序列發(fā)生器N2的輸入端連接，序列發(fā)生器N2的輸出端與基本混沌信號產(chǎn)生電路N1輸入端連接；所述基本混沌信號產(chǎn)生電路N1包括運算放大器OP1、運算放大器OP2、運算放大器OP3、運算放大器OP4、運算放大器OP5、運算放大器OP6、運算放大器OP7、運算放大器OP8、乘法器MUL1和乘法器MUL2；其中運算放大器OP1的輸出端通過電容C1與運算放大器OP1的負輸入端連接，運算放大器OP1的的負輸入端分別通過電阻R2、電阻R3與運算放大器OP6的輸出端、運算放大器OP5的輸出端連接，運算放大器OP1的負輸入端通過電阻R1與乘法器MUL1的輸入端一連接；運算放大器OP2的輸出端通過電容C2與運算放大器OP2的負輸入端連接，運算放大器OP2的負輸入端分別通過電阻R4、電阻R5與運算放大器OP6的輸出端、乘法器MUL1的輸出端連接，運算放大器OP2的輸出端與序列發(fā)生器N2的輸入端連接；運算放大器OP3的輸出端分別通過電容C3、電阻R6與運算放大器OP3的負輸入端連接，運算放大器OP3的負輸入端通過電阻R7與序列發(fā)生器N2的輸出端連接；運算放大器OP4的輸出端通過電容C4與運算放大器OP4的負輸入端連接，運算放大器OP4的負輸入端分別通過電阻R8、電阻R9與運算放大器OP7的輸出端、乘法器MUL2的輸出端連接；所述運算放大器OP5的輸出端通過電阻R11與運算放大器OP5的負輸入端連接；所述運算放大器OP6的輸出端通過電阻R13與運算放大器OP6的負輸入端連接，運算放大器OP6的負輸入端通過電阻R12與序列發(fā)生器N2的輸入端連接；所述運算放大器OP7的輸出端通過電阻R15與運算放大器OP7的負輸入端連接，運算放大器OP7的負輸入端依次通過電阻R14、電阻R10與運算放大器OP5的負輸入端連接，運算放大器OP7的負輸入端通過電阻R14與運算放大器OP4的輸出端連接；所述運算放大器OP8的輸出端通過電阻R17與運算放大器OP8的負輸入端連接，運算放大器OP8的負輸入端通過電阻R16與運算放大器OP1的輸出端連接；運算放大器OP8的輸出端與乘法器MUL2的輸入端一連接，乘法器MUL2的輸入端二與乘法器MUL1的輸入端二、運算放大器OP3的輸出端連接；所述運算放大器OP1、運算放大器OP2、運算放大器OP3、運算放大器OP4、運算放大器OP5、運算放大器OP6、運算放大器OP7、運算放大器OP8的正輸入端接地。優(yōu)選地，所述序列發(fā)生器N2包括運算放大器OP9、運算放大器OP10、運算放大器OP11、運算放大器OP12、運算放大器OP13、運算放大器OP14、運算放大器OP15、運算放大器OP16、運算放大器OP17、運算放大器OP18、運算放大器OP19、運算放大器OP20、運算放大器OP21、運算放大器OP22、運算放大器OP23、運算放大器OP24、運算放大器OP25、運算放大器OP26、運算放大器OP27、運算放大器OP28、運算放大器OP29、運算放大器OP30和乘法器MUL3；所述運算放大器OP9的正輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP9的負輸入端與運算放大器OP9的輸出端連接；運算放大器OP9的輸出端與乘法器MUL3的輸入端一、輸入端二連接，乘法器MUL3的輸出端通過電阻R18與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP12的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP12的輸出端通過電阻R24與運算放大器OP11的負輸入端連接，運算放大器OP11的負輸入端通過電阻R23與運算放大器OP11的輸出端連接，運算放大器OP11的輸出端通過電阻R22與運算放大器OP10的負輸入端連接，運算放大器OP10的負輸入端通過電阻R20與運算放大器OP10的輸出端連接，運算放大器OP10的輸出端依次通過電阻R19、開關K1與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP14的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP14的輸出端通過電阻R28與運算放大器OP13的負輸入端連接，運算放大器OP13的負輸入端通過電阻R27與運算放大器OP13的輸出端連接；運算放大器OP13的輸出端通過電阻R26與運算放大器OP10的正輸入端連接；所述運算放大器OP18的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP18的輸出端通過電阻R35與運算放大器OP17的負輸入端連接，運算放大器OP17的負輸入端通過電阻R34與運算放大器OP17的輸出端連接，運算放大器OP17的輸出端通過電阻R33與運算放大器OP16的負輸入端連接，運算放大器OP16的負輸入端通過電阻R31與運算放大器OP16的輸出端連接，運算放大器OP16的輸出端依次通過電阻R30、開關K2與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP20的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP20的輸出端通過電阻R39與運算放大器OP19的負輸入端連接，運算放大器OP19的負輸入端通過電阻R38與運算放大器OP19的輸出端連接；運算放大器OP19的輸出端通過電阻R37與運算放大器OP16的正輸入端連接；所述運算放大器OP23的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP23的輸出端通過電阻R45與運算放大器OP22的負輸入端連接，運算放大器OP22的負輸入端通過電阻R44與運算放大器OP22的輸出端連接，運算放大器OP22的輸出端通過電阻R43與運算放大器OP21的負輸入端連接，運算放大器OP21的負輸入端通過電阻R41與運算放大器OP21的輸出端連接，運算放大器OP21的輸出端依次通過電阻R40、開關K3與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP25的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP25的輸出端通過電阻R49與運算放大器OP24的負輸入端連接，運算放大器OP24的負輸入端通過電阻R48與運算放大器OP24的輸出端連接；運算放大器OP24的輸出端通過電阻R47與運算放大器OP21的正輸入端連接；所述運算放大器OP28的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP28的輸出端通過電阻R55與運算放大器OP27的負輸入端連接，運算放大器OP27的負輸入端通過電阻R54與運算放大器OP27的輸出端連接，運算放大器OP27的輸出端通過電阻R53與運算放大器OP26的負輸入端連接，運算放大器OP26的負輸入端通過電阻R51與運算放大器OP26的輸出端連接，運算放大器OP26的輸出端依次通過電阻R50、開關K4與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP30的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP30的輸出端通過電阻R59與運算放大器OP29的負輸入端連接，運算放大器OP29的負輸入端通過電阻R58與運算放大器OP29的輸出端連接；運算放大器OP29的輸出端通過電阻R57與運算放大器OP26的正輸入端連接；所述運算放大器OP15的負輸入端通過電阻R29與運算放大器OP15的輸出端連接，運算放大器OP15的輸出端與電阻R7連接；所述運算放大器OP12、運算放大器OP14、運算放大器OP18、運算放大器OP20、運算放大器OP23、運算放大器OP25、運算放大器OP28、運算放大器OP30的正輸入端分別接入電壓E1、電壓E2、電壓E3、電壓E4、電壓E5、電壓E6、電壓E7、電壓E8；所述運算放大器OP11、運算放大器OP13、運算放大器OP15、運算放大器OP17、運算放大器OP19、運算放大器OP22、運算放大器OP24、運算放大器OP27、運算放大器OP29的正輸入端接地；所述運算放大器OP10、運算放大器OP16、運算放大器OP21、運算放大器OP26的正輸入端分別通過電阻R25、電阻R36、電阻R46、電阻R56接地，運算放大器OP10、運算放大器OP16、運算放大器OP21、運算放大器OP26的負輸入端分別通過電阻R21、電阻R32、電阻R42、電阻R52接入電壓E9、電壓E10、電壓E11、電壓E12。優(yōu)選地，所述運算放大器OP1～運算放大器OP30選用TL082運算放大器。優(yōu)選地，所述乘法器MUL1～乘法器MUL3選用AD633乘法器。優(yōu)選地，所述電阻R1～電阻R59選用精密可調電阻或精密可調電位器。序列發(fā)生器N2作為切換控制器來產(chǎn)生無平衡點多翅膀超混沌信號，其硬件電路更易實現(xiàn)。本發(fā)明與已有技術相比的有益效果為：1)由于用偶對稱多分段平方函數(shù)序列作為切換控制器來產(chǎn)生無平衡點多翅膀超混沌信號，其硬件電路的實現(xiàn)更加容易；2)采用本發(fā)明的超混沌信號發(fā)生器，能產(chǎn)生無平衡點多翅膀超混沌信號，用于通訊中的加密，其性能更佳。附圖說明圖1為發(fā)生器的結構示意圖。圖2為序列發(fā)生器N2的電路示意圖。具體實施方式圖1、圖2中各個器件：OP1～OP8：基本混沌信號產(chǎn)生電路N1的運算放大器；MUL1～MUL2：基本混沌信號產(chǎn)生電路N1的乘法器；OP9～OP30：產(chǎn)生切換控制函數(shù)S(y)序列發(fā)生器N2的運算放大器；E1～E12：序列發(fā)生器N2的延時電壓；以下實施用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。所述基本混沌信號產(chǎn)生電路N1的輸出端與序列發(fā)生器N2的輸入端連接，序列發(fā)生器N2的輸出端與基本混沌信號產(chǎn)生電路N1輸入端連接。如圖1所示，本發(fā)明所述的一種無平衡點多翅膀超混沌信號發(fā)生器，包括基本混沌信號產(chǎn)生電路N1、用于產(chǎn)生切換控制函數(shù)S(y)的序列發(fā)生器N2；其中基本混沌信號產(chǎn)生電路N1的輸出端與序列發(fā)生器N2的輸入端連接，序列發(fā)生器N2的輸出端與基本混沌信號產(chǎn)生電路N1的輸入端連接。如圖1所示，基本混沌信號產(chǎn)生電路N1包括運算放大器OP1、運算放大器OP2、運算放大器OP3、運算放大器OP4、運算放大器OP5、運算放大器OP6、運算放大器OP7、運算放大器OP8、乘法器MUL1和乘法器MUL2；其中運算放大器OP1的輸出端通過電容C1與運算放大器OP1的負輸入端連接，運算放大器OP1的的負輸入端分別通過電阻R2、電阻R3與運算放大器OP6的輸出端、運算放大器OP5的輸出端連接，運算放大器OP1的負輸入端通過電阻R1與乘法器MUL1的輸入端一連接；運算放大器OP2的輸出端通過電容C2與運算放大器OP2的負輸入端連接，運算放大器OP2的負輸入端分別通過電阻R4、電阻R5與運算放大器OP6的輸出端、乘法器MUL1的輸出端連接，運算放大器OP2的輸出端與序列發(fā)生器N2的輸入端連接；運算放大器OP3的輸出端分別通過電容C3、電阻R6與運算放大器OP3的負輸入端連接，運算放大器OP3的負輸入端通過電阻R7與序列發(fā)生器N2的輸出端連接；運算放大器OP4的輸出端通過電容C4與運算放大器OP4的負輸入端連接，運算放大器OP4的負輸入端分別通過電阻R8、電阻R9與運算放大器OP7的輸出端、乘法器MUL2的輸出端連接；所述運算放大器OP5的輸出端通過電阻R11與運算放大器OP5的負輸入端連接；所述運算放大器OP6的輸出端通過電阻R13與運算放大器OP6的負輸入端連接，運算放大器OP6的負輸入端通過電阻R12與序列發(fā)生器N2的輸入端連接；所述運算放大器OP7的輸出端通過電阻R15與運算放大器OP7的負輸入端連接，運算放大器OP7的負輸入端依次通過電阻R14、電阻R10與運算放大器OP5的負輸入端連接，運算放大器OP7的負輸入端通過電阻R14與運算放大器OP4的輸出端連接；所述運算放大器OP8的輸出端通過電阻R17與運算放大器OP8的負輸入端連接，運算放大器OP8的負輸入端通過電阻R16與運算放大器OP1的輸出端連接；運算放大器OP8的輸出端與乘法器MUL2的輸入端一連接，乘法器MUL2的輸入端二與乘法器MUL1的輸入端二、運算放大器OP3的輸出端連接；所述運算放大器OP1、運算放大器OP2、運算放大器OP3、運算放大器OP4、運算放大器OP5、運算放大器OP6、運算放大器OP7、運算放大器OP8的正輸入端接地。如圖2所示，序列發(fā)生器N2包括運算放大器OP9、運算放大器OP10、運算放大器OP11、運算放大器OP12、運算放大器OP13、運算放大器OP14、運算放大器OP15、運算放大器OP16、運算放大器OP17、運算放大器OP18、運算放大器OP19、運算放大器OP20、運算放大器OP21、運算放大器OP22、運算放大器OP23、運算放大器OP24、運算放大器OP25、運算放大器OP26、運算放大器OP27、運算放大器OP28、運算放大器OP29、運算放大器OP30和乘法器MUL3；所述運算放大器OP9的正輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP9的負輸入端與運算放大器OP9的輸出端連接；運算放大器OP9的輸出端與乘法器MUL3的輸入端一、輸入端二連接，乘法器MUL3的輸出端通過電阻R18與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP12的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP12的輸出端通過電阻R24與運算放大器OP11的負輸入端連接，運算放大器OP11的負輸入端通過電阻R23與運算放大器OP11的輸出端連接，運算放大器OP11的輸出端通過電阻R22與運算放大器OP10的負輸入端連接，運算放大器OP10的負輸入端通過電阻R20與運算放大器OP10的輸出端連接，運算放大器OP10的輸出端依次通過電阻R19、開關K1與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP14的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP14的輸出端通過電阻R28與運算放大器OP13的負輸入端連接，運算放大器OP13的負輸入端通過電阻R27與運算放大器OP13的輸出端連接；運算放大器OP13的輸出端通過電阻R26與運算放大器OP10的正輸入端連接；所述運算放大器OP18的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP18的輸出端通過電阻R35與運算放大器OP17的負輸入端連接，運算放大器OP17的負輸入端通過電阻R34與運算放大器OP17的輸出端連接，運算放大器OP17的輸出端通過電阻R33與運算放大器OP16的負輸入端連接，運算放大器OP16的負輸入端通過電阻R31與運算放大器OP16的輸出端連接，運算放大器OP16的輸出端依次通過電阻R30、開關K2與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP20的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP20的輸出端通過電阻R39與運算放大器OP19的負輸入端連接，運算放大器OP19的負輸入端通過電阻R38與運算放大器OP19的輸出端連接；運算放大器OP19的輸出端通過電阻R37與運算放大器OP16的正輸入端連接；所述運算放大器OP23的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP23的輸出端通過電阻R45與運算放大器OP22的負輸入端連接，運算放大器OP22的負輸入端通過電阻R44與運算放大器OP22的輸出端連接，運算放大器OP22的輸出端通過電阻R43與運算放大器OP21的負輸入端連接，運算放大器OP21的負輸入端通過電阻R41與運算放大器OP21的輸出端連接，運算放大器OP21的輸出端依次通過電阻R40、開關K3與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP25的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP25的輸出端通過電阻R49與運算放大器OP24的負輸入端連接，運算放大器OP24的負輸入端通過電阻R48與運算放大器OP24的輸出端連接；運算放大器OP24的輸出端通過電阻R47與運算放大器OP21的正輸入端連接；所述運算放大器OP28的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP28的輸出端通過電阻R55與運算放大器OP27的負輸入端連接，運算放大器OP27的負輸入端通過電阻R54與運算放大器OP27的輸出端連接，運算放大器OP27的輸出端通過電阻R53與運算放大器OP26的負輸入端連接，運算放大器OP26的負輸入端通過電阻R51與運算放大器OP26的輸出端連接，運算放大器OP26的輸出端依次通過電阻R50、開關K4與運算放大器OP15的負輸入端連接；所述運算放大器OP30的負輸入端與運算放大器OP2的輸出端連接，運算放大器OP30的輸出端通過電阻R59與運算放大器OP29的負輸入端連接，運算放大器OP29的負輸入端通過電阻R58與運算放大器OP29的輸出端連接；運算放大器OP29的輸出端通過電阻R57與運算放大器OP26的正輸入端連接；所述運算放大器OP15的負輸入端通過電阻R29與運算放大器OP15的輸出端連接，運算放大器OP15的輸出端與電阻R7連接；所述運算放大器OP12、運算放大器OP14、運算放大器OP18、運算放大器OP20、運算放大器OP23、運算放大器OP25、運算放大器OP28、運算放大器OP30的正輸入端分別接入電壓E1、電壓E2、電壓E3、電壓E4、電壓E5、電壓E6、電壓E7、電壓E8；所述運算放大器OP11、運算放大器OP13、運算放大器OP15、運算放大器OP17、運算放大器OP19、運算放大器OP22、運算放大器OP24、運算放大器OP27、運算放大器OP29的正輸入端接地；所述運算放大器OP10、運算放大器OP16、運算放大器OP21、運算放大器OP26的正輸入端分別通過電阻R25、電阻R36、電阻R46、電阻R56接地，運算放大器OP10、運算放大器OP16、運算放大器OP21、運算放大器OP26的負輸入端分別通過電阻R21、電阻R32、電阻R42、電阻R52接入電壓E9、電壓E10、電壓E11、電壓E12。按照圖1-圖2連接電路，根據(jù)表1、表2、表3給出的數(shù)據(jù)，可確定各圖中各個元器件的參數(shù)。電路產(chǎn)生一種基于切換控制的無平衡點多翅膀超混沌信號，序列發(fā)生器N2的開關狀態(tài)與翅膀數(shù)量的對應關系如表4所示。根據(jù)圖2，得序列發(fā)生器N2的切換控制函數(shù)S(y)的數(shù)學表達式為上式中，N＝4，L0＝17,H1＝9.6,H2＝11.838,H3＝16.313,H4＝20.788,E1＝1,C2＝1.5,E3＝2,E4＝2.5。根據(jù)圖1，可得產(chǎn)生無平衡點多翅膀超混沌信號的狀態(tài)方程為下式：本發(fā)明電路元件和電源電壓的選擇：圖1～圖2中所有的運算放大器，型號為TL082，電源電壓為±E＝±15V，實驗測得此時各運算放大器輸出電壓的飽和值為Vsat＝±13.5V。圖1～圖2中所有的乘法器，型號為AD633，電源電壓為±E＝±15V。為了便于電路實驗，為了保證電阻值的準確性，圖1～圖2中所有電阻均采用精密可調電阻或精密可調電位器。本發(fā)明元器件參數(shù)表如下：表1(單位：kΩ)R133.33R223.81R3200R418.52R547.62R6100R7400R8200R92500R1010R1110R1210R1310R1410R1510R1610R1710表2(單位：V)E11E2-1E31.5E4-1.5E52E6-2E72.5E8-2.5E92E102E112E122表3(單位：kΩ)R185.88R19104.17R2010R2110R2210R231R2413.5R255R2610R271R2813.5R29100R3084.48R3110R3210R3310R341R3513.5R365R3710R381R3913.5R4061.3R4110R4210R4310R441R4513.5R465R4710R481R4913.5R5048.1R5110R5210R5310R541R5513.5R565R5710R581R5913.5表4圖2中開關狀態(tài)與翅膀數(shù)量的對應關系K1K2K3K4翅膀數(shù)量斷開斷開斷開斷開2接通斷開斷開斷開4接通接通斷開斷開6接通接通接通斷開8接通接通接通接通10當前第1頁1 2 3