多吸引子周期多涡卷混沌系统生成及其宽动态范围宽可调CCCII的电流模式电路实现

A multi-scroll chaos has a very important application in secure communication systems, data encryption, and so on. At present, following problems exist in multi-scroll chaos systems:1)in the aspect of chaos generation, the chaos systems are belong to a single attractor period multi-scroll, which dynamic complexity is not very high;2)in the aspect of chaos circuit realization, mostly operation amplifier(OA) is adopted to realize multi-scroll systems, which is difficult to exert the dynamic complexity of multi-scroll chaos since scroll numbers produced by OA is limited for low dynamic range of OA. CCII(second geration current conveyor)and CFOA(current feedback amplifier) wide dynamic range, but they are not electronic adjustable, so after fabrication to multi-scroll circuit based on CCII and CFOA,it is not convenient to adjust chaos chip to obtain chaos phenomena. To solve these problems, this item research: 1)generation of multi-scroll chaos with multiple attractor period which have very high dynamic complexity;2) wide dynamic range CCCII(second geration current controlled current conveyor)with intrinsic resistor adjustable in the wide range;3)the current-mode circuit realization of multiple attractor period multi-scroll chaotic system based on wide dynamic range CCCII with a intrinsic resistor adjustable in the wide range;4)application in the secure communications.

多涡卷混沌由于动力学特性复杂在保密通信及数据加密等领域有着重要的应用。目前多涡卷混沌存在以下问题：1)在混沌生成方面，所生成的均为单吸引子周期多涡卷混沌，动力学特性不够复杂；2)在混沌电路实现方面，大都采用OA(运算放大器）实现，由于OA动态范围很低，所产生的涡卷数量有限，很难发挥出多涡卷混沌动力学特性复杂的优势。虽然CCII(第二代电流传输器)及CFOA(电流反馈放大器)动态范围较高，但由于CCII及CFOA不具备电子可调特性，基于CCII及CFOA的多涡卷混沌电路一旦流片后，不便于对混沌芯片的混沌现象进行调试。为解决上述两类问题，本项目研究：1)动力学特性更为复杂的多吸引子周期多卷混沌生成；2)宽动态范围及内禀电阻宽范围可调的CCCII（第二代电流控制电流传输器）电路；3)基于宽动态范围及内禀电阻宽范围可调CCCII的多吸引子周期多涡卷混沌系统的电流模式电路实现；4)在保密通信中应用。

1.项目的背景、主要研究内容. 目前多涡卷混沌存在以下问题：1)在混沌生成方面，所生成的均为单吸引子周期多涡卷混沌，动力学特性不够复杂；2)在混沌电路实现方面，大都采用OA(运算放大器）实现，由于OA动态范围很低，所产生的涡卷数量有限，很难发挥出多涡卷混沌动力学特性复杂的优势。虽然CCII(第二代电流传输器)及CFOA(电流反馈放大器)动态范围较高，但由于CCII及CFOA不具备电子可调特性，基于CCII及CFOA的多涡卷混沌电路一旦流片后，不便于对混沌芯片的混沌现象进行调试。为解决上述两类问题，本项目研究内容包括：1)动力学特性更为复杂的多吸引子周期多卷混沌生成；2)宽动态范围及内禀电阻宽范围可调的CCCII（第二代电流控制电流传输器）电路；3)基于宽动态范围及内禀电阻宽范围可调CCCII的多吸引子周期多涡卷混沌系统的电流模式电路实现；4)在保密通信中应用。.2. 重要结果、关键数据. （1）本项目提出了动力学特性更为复杂的多吸引子周期多卷混沌生方法，使用该方法能生成具有多吸引子周期的多涡卷混沌系统，即一个周期内具有多个涡卷吸引子。.（2）提出并设计了一种CMOS第二代电流控制传输器(Second generation current-controlled conveyor, CCCII)电路，该电路具有宽动态范围、宽可调范围等优点，且其内稟电阻与两个偏置电流的比值成比例关系，以及调节内稟电阻不影响其动态输入范围等。.（3）基于设计的CMOS CCCII实现了提出的多吸引子周期多涡卷混沌系统，电源电压仅为±0.8V。混沌系统状态变量方程主电路、非线性电路(饱和函数序列)及有源电阻都由CMOS CCCII构成。流片测试结果多吸引子周期多涡卷系统。.（4）使用本项目提出的多吸引子周期多涡卷混沌系统实现了混沌保密通系统。.3. 科学意义.混沌在保密通信、数据加密及生物医学领域有着重要的应用。相比单涡卷、双涡卷混沌吸引子及传统的多涡卷混沌吸引子系统,使本项目提出的多吸引子周期多涡卷系统具有更为复杂的动力学特性，由它构成的通信系统具有更好的保密性。