电子开关

目前中学普遍配备的J2458型教学示波器、J2459型学生示波器都是单踪简易示波器,只能显示一个信号波形。但是在物理实验中往往需要同时观察和测量两个或两个以上的信号波形,以比较它们之间的差别,这就需要给上述示波器配备电子开关,使单踪示波器显示双踪或多踪信号。本文介绍电子开关的工作原理及使用方法,供参考。     

设计和实现三维空间任意庞加莱截平面电路

庞加莱截面法是简化分析复杂动力系统运动状态的有效方法.为实现在线方便观测复杂系统的状态,本文设计并实现了三维任意庞加莱截平面电子电路.文章首先详细分析和研究了设计三维任意庞加莱截平面电路的关键性问题,然后分类设计和实现了物理电路.由于蔡氏电路具有丰富的动力学行为,因此以典型的蔡氏电路作为实验待测动力系统,对设计的截平面电路进行了大量的物理实验,测出了蔡氏电路各种状态下的截平面图,以及同一种混沌状态下选取不同截面的测试实验.实验中采用了两种双踪示波器(模拟示波器和数字示波器)在线实测了庞加莱截平面映射和状态图.与此同时,利用Matlab进行了计算机仿真辅助实验.所有实验结果表明设计的庞加莱截平面电路具有实用性和有效性.     

RC、RL及RLC串联电路幅频和相频特性的研究

主要研究RC,RL和RLC串联电路在不同频率的信号下的响应,在双踪示波器上同时观察电阻和电感(或电容)上输出电压幅度和相位差的变化,定量研究了RLC串联电路的幅频特性和相频特性。     

Coullet混沌系统的演化和控制实验

构建了Coullet混沌系统的硬件实验电路,改变系统的参数,可以从示波器上观察系统从稳定周期状态演变到混沌状态的分岔过程.采用非线性反馈控制方法实现了对Coullet混沌系统的有效控制,改变反馈控制增益,可以将Coullet系统从混沌状态控制到稳定的周期状态.     

利用单驱动变量实现一类混沌系统的线性和非线性广义同步

研究了一类混沌系统的线性和非线性的广义同步.对此类混沌系统,通过设计一个合适的响应系统,可以仅通过传递一个驱动变量实现系统的线性和非线性广义同步.给出了该响应系统设计的一般方法.由于只需传递一个信号,比已有方法具有更高的实用价值,理论推导和数值仿真进一步表明了该方法的有效性. 关键词： 混沌系统 广义同步 单驱动变量     

一个新的三维混沌系统的分析、电路实现及同步

中心流形理论提供了一个将高维系统降维研究的方法，应用该理论研究了一个新的混沌系统的基本特性，给出中心流形上流方程，分析这个新的混沌系统的叉式分岔.通过构建电路实现了该混沌系统,从而验证了系统的混沌行为，证实了混沌吸引子的存在.同时说明了由于电路信号频率与数值信号频率的不同所带来的数值仿真与物理实现之间在应用上有着重要区别.最后利用单变量反馈控制方法实现了新系统的同步控制，并给出了完整的同步实现电路. 关键词： 三维混沌系统 中心流形 电路实现 同步     

spin-Peierls系统低能量激发谱的理论研究

用玻色化技术和量子自洽方法研究了spin-Peierls系统的低能量激发谱,计算了二聚化相的基态、单粒子激发态和双粒子束缚态的能量、阻挫对其低能量行为的影响及其各自的自旋-自旋关联函数.结果表明,随着阻挫的增大,spin-Peierls系统中的基态能会逐渐减小,单粒子激发态能隙和双粒子束缚态能隙却会增大.双粒子束缚态和基态的关联函数具有类似的短程关联,而单粒子激发态的关联函数具有长程关联.因此导出,单粒子激发态为自旋三重态,双粒子束缚态与基态类似为自旋单态,它存在于双粒子连续激发态的下边.该结果与Ain等 关键词： spin-Peierls系统 束缚态 关联函数     

利用腔内四能级原子相干效应实现全光学信号存储

在光学腔与四能级原子组成的非线性光学双稳系统中，利用调谐于不同能级附近的控制信号光脉冲可以使光学腔模产生“IT”或“负”的非线性相移，从而实现了光学双稳迟滞曲线的受控移动及双稳“高态”与“低态”之间的可控跃变，基于上述效应，完成了光学信号的全光存储与腔输出状态的低功率控制开关．这一结果为全光及量子信息处理提供了新的可供利用的物理机制．     

基于同相第二代电流传输器的网格多涡卷混沌电路研究

通过简化广义Jerk系统,构建了一个三维网格多涡卷混沌系统,利用同相第二代电流传输器(CCII+)设计并实现了该系统的模拟电路,将该电路与传统运放实现的混沌电路进行了对比,发现基于CCII+的混沌电路能在更高频段产生网格多涡卷吸引子,且电路结构更简单,使用器件更少,最后,通过示波器观测到了网格多涡卷混沌吸引子,验证了混沌电路的物理可实现性,电路实验结果与数值仿真结果一致。     

Chen系统的非共振参数控制

本文利用非共振参数策动实现对Chen系统的非反馈方式混沌控制.使用远大于系统平均频率的周期信号作为控制输入,将控制系统中的系统变量分解为按系统平均频率变化的慢变量和按外加控制信号频率变化的快变量,然后利用平均法对控制系统进行处理得到慢变系统;根据慢变系统的动力学性质,得出所用控制参数应满足的条件.数值仿真结果表明此方法可以使控制系统迅速达到目标状态,并且在控制信号受到噪声干扰时,在一定信噪比范围内仍能对系统进行有效的控制,证明了该方法的可行性. 关键词： 平均法 Chen系统 混沌控制     

Characteristic signal extracted from a continuous time signal on the aspect of frequency domain

Extracting characteristic signal from a continuous signal can effectively reduce the difficulty of analyzing the running states of a single-variable nonlinear system.Whether the extracted characteristic signal can accurately reflect the running states of the system is very important.In this paper, a method called automatic sampling method(ASM) for extracting characteristic signals is investigated.The complete definition is described, the effectiveness is proved theoretically, and the general formulas of the extracted characteristic signals are derived for the first time.Furthermore, typical Chua's circuit is used to accomplish a lot of experimental research on the aspect of frequency domain.The experimental results show that ASM is feasible and practical, and can automatically generate a characteristic signal with the change of the original signal.     

分数阶Lorenz系统的分析及电路实现

频域传递函数近似方法不仅是常用的 分数阶混沌系统相轨迹的数值分析方法之一, 而且也是设计分数阶混沌系统电路的主要方法. 应用该方法首先研究了分数阶Lorenz系统的混沌特性, 通过对Lyapunov指数图、分岔图和数值仿真分析, 发现了其较为丰富的动态特性, 即当分数阶次从0.7到0.9以步长0.1变化时, 该分数阶Lorenz系统既存在混沌特性, 又存在周期特性, 从数值分析上说明了在更低维的Lorenz系统中存在着混沌现象. 然后又基于该方法和整数阶混沌电路的设计方法, 设计了一个模拟电路实现了该分数阶Lorenz系统, 电路中的电阻和电容等数值是由系统参数和频域传递函数近似确定的. 通过示波器观测到了该分数阶Lorenz系统的混沌吸引子和周期吸引子的相轨迹图, 这些电路实验结果与数值仿真分析是一致的, 进一步从物理实现上说明了其混沌特性. 关键词： 分数阶系统 Lorenz系统 分岔分析 电路实现     

缺陷致非线性电路孤子非对称传输

设计了一种有缺陷的非线性电感-电容(LC)电路,简单方便地实现了电路能量非对称传输,且其能量的载体是非线性波——孤子.在LC电路中,当缺陷靠近驱动时,驱动频率接近缺陷本振频率,缺陷共振致电路导通.远离驱动时,电路不导通.缺陷的引入改变电路的均一性,实现小驱动振幅下孤子的单向释放,提高驱动能量转化为孤子能量的效率.对非线性LC电路的传输能量、缺陷系数和驱动振幅三者的关系进行了讨论.     

基于双光导纤维延时法测量光速

介绍了利用光波在已知长度差的两段不同长度的光导纤维中传输时间延时差测量光速的基本原理。时钟方波信号通过LED调制电路转变为光信号在一段光导纤维中传输,后经SPD再生电路重新转变为方波再生信号,将原始方波信号与再生方波信号同时输入示波器中测量延时τ1,采用相同的方法测量另一端光导纤维传输延时τ2,通过已知的长度差和延时计算出光导纤维中的光速VZ,最终计算出光速c。     

Chaos in fractional-order generalized Lorenz system and its synchronization circuit simulation

The chaotic behaviours of a fractional-order generalized Lorenz system and its synchronization are studied in this paper. A new electronic circuit unit to realize fractional-order operator is proposed. According to the circuit unit, an electronic circuit is designed to realize a 3.8-order generalized Lorenz chaotic system. Furthermore, synchronization between two fractional-order systems is achieved by utilizing a single-variable feedback method. Circuit experiment simulation results verify the effectiveness of the proposed scheme.     

一种基于超材料的宽带、反射型90°极化旋转体设计

根据各向异性媒质理论, 设计了一种宽带、反射型超材料极化旋转体, 能够将线极化波极化方向旋转90°, 极化转化率大于90%的工作带宽为5.5–14.5 GHz. 该极化旋转体由两层介质板、金属双开口谐振环和金属底板周期排列构成, 具有各向异性的特点, 单元两对角线方向的电场分量反射系数相同, 反射相位相差180°, 导致其极化旋转特性. 利用表面电流分布图, 分析不同极化波入射时该极化旋转体的谐振状态, 实验和仿真结果符合较好. 该极化旋转体在新型天线设计和隐身技术等方面具有广阔的应用前景.     

Design and FPGA implementation of a memristor-based multi-scroll hyperchaotic system

A novel memristor-based multi-scroll hyperchaotic system is proposed. Based on a voltage-controlled memristor and a modulating sine nonlinear function, a novel method is proposed to generate the multi-scroll hyperchaotic attractors. Firstly, a multi-scroll chaotic system is constructed from a three-dimensional chaotic system by designing a modulating sine nonlinear function. Then, a voltage-controlled memristor is introduced into the above-designed multi-scroll chaotic system. Thus, a memristor-based multi-scroll hyperchaotic system is generated, and this hyperchaotic system can produce various coexisting hyperchaotic attractors with different topological structures. Moreover, different number of scrolls and different topological attractors can be obtained by varying the initial conditions of this system without changing the system parameters. The Lyapunov exponents, bifurcation diagrams and basins of attraction are given to analyze the dynamical characteristics of the multi-scroll hyperchaotic system. Besides, the field programmable gate array (FPGA) based digital implementation of the memristor-based multi-scroll hyperchaotic system is carried out. The experimental results of the FPGA-based digital circuit are displayed on the oscilloscope.     

离子迁移忆阻混沌电路及其在语音保密通信中的应用

忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件, 作为混沌系统的非线性部分, 能够使系统的物理尺寸大大减小, 同时可以得到各种丰富的非线性曲线, 提高混沌系统的复杂度和信号的随机性. 因此, 本文采用离子迁移忆阻器的磁控模型设计了一个新的混沌系统. 通过理论推导、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图和Poincaré截面图研究了系统的基本动力学特性, 并分析了改变不同参数时系统动力学行为的变化. 同时, 建立了模拟该系统的SPICE电路, SPICE仿真结果与数值分析相符, 从而验证该混沌系统的混沌产生能力. 最后, 利用线性反馈同步控制方法实现了新构造的离子迁移忆阻混沌系统的同步, 并且采用该同步方法有效实现了语音信号的保密通信. 数值仿真证实了新混沌系统的存在性以及同步控制应用的可行性.     

A simple timing circuit for optical PCM repeaters

A simple synchronization system is proposed for timing recovery in optical PCM repeaters. The basic idea is to exploit the spectral line at the transmission rate, which is already present in the unipolar symbol stream travelling along the fibre. Since a nonlinear circuit is no longer needed, the amplified signal at the photodetector output is directly filtered by a resonant circuit to give the clock recovery by means of a zero-crossing detector. The limits of effectiveness of this synchronization system are then discussed, especially with regard to the accumulation of timing jitter as well as of alignment error.