混沌通信实验报告.docx

混沌通信实验报告第1页(共9页) 混沌通讯实验仪实验操作步骤实验一:非线性电阻的伏安特性实验 :测绘非线性电阻的伏安特性曲线 :混沌通信实验仪。 :非线性电阻模块。 : 图1非线性电阻伏安特性原理框图 : 第一步:在混沌通信实验仪面板上插上跳线J01、J02,并将可调电压源处电位器旋钮逆时针旋转到头,在混沌单元1中插上非线性电阻NR1。第二步:连接混沌通讯实验仪电源,打开机箱后侧的电源开关。面板上的电流表应有电流显示,电压表也应有显示值。第三步:按顺时针方向慢慢旋转可调电压源上电位器,并观察混沌面板上的电压表上的读数,每隔记录面板上电压表和电流表上的读数,直到旋钮顺时针旋转到头。第四步:以电压为横坐标、电流为纵坐标用第三步所记录的数据绘制非线性电阻的伏安特性曲线如图2所示。图2非线性电阻伏安特性曲线图第五步:找出曲线拐点,分别计算五个区间的等效电阻值。第2页(共9页) 实验二:混沌波形发生实验 :调节并观察非线性电路振荡周期分岔现象和混沌现象。 :混沌通信实验仪、数字示波器1台、电缆连接线2根。 : 图3混沌波形发生实验原理框图 : 第一步:拔除跳线J01、J02,在混沌通信实验仪面板的混沌单元1中插上电位器W1、电容C1、电容C2、非线性电阻NR1,并将电位器W1上的旋钮顺时针旋转到头。第二步:用两根Q9线分别连接示波器的CH1和CH2端口到混沌通信实验仪面板上标号Q8和Q7处。打开机箱后侧的电源开关。第三步:把示波器的时基档切换到X-Y。调节示波器通道CH1和CH2的电压档位使示波器显示屏上能显示整个波形,逆时针旋转电位器W1直到示波器上的混沌波形变为一个点,然后慢慢顺时针旋转电位器W1并观察示波器,示波器上应该逐次出现单周期分岔(见图 4)、双周期分岔(见图5)、四周期分岔(见图6)、多周期分岔(见图7)、单吸引子(见图8)、双吸引子(见图9)现象。图4单周期分岔图5双周期分岔图6四周期分岔第3页(共9页) 图7多周期分岔图8单吸引子图9双吸引子注:在调试出双吸引子图形时,注意感觉调节电位器的可变范围。即在某一范围内变化,双吸引子都会存在。最终应该将调节电位器调节到这一范围的中间点,这时双吸引子最为稳定,并易于观察清楚。实验三混沌电路的同步实验 :调试并观察混沌同步波形 :混沌通信实验仪、双通道示波器1台、电缆连接线2根。 : 图10混沌同步原理框图 : 1),由于混沌单元2与混沌单元3的电路参数基本一致,它们自身的振荡周期也具有很大的相似性,只是因为它们的相位不一致,所以看起来都杂乱无章。看不出它们的相似性。 2),如果能让它们的相位同步,将会发现它们的振荡周期非常相似。特别是将W2和W3作第4页(共9页) 适当调整,会发现它们的振荡波形不仅周期非常相似,幅度也基本一致。整个波形具有相当大的等同性。 3),让它们相位同步的方法之一就是让其中一个单元接受另一个单元的影响,受影响大,则能较快同步。受影响小,则同步较慢,或不能同步。为此,在两个混沌单元之间加入了“信道一”。 4),“信道一”由一个射随器和一只电位器及一个信号观测口组成。射随器的作用是单向隔离,它让前级的信号通过,再经W4后去影响后级的工作状态,而后级的信号却不能影响前级的工作状态。混沌单元2信号经射随器后,其信号特性基本可认为没发生改变,等于原来混沌单元2的信号。即W4左方的信号为混沌单元2的信号。右方的为混沌单元3的信号。电位器的作用:调整它的阻值可以改变混沌单元2对混沌单元3的影响程度。 : 第一步:插上面板上混沌单元2和混沌单元3的所有电路模块。按照实验二的方法将混沌单元2和混沌单元3分别调节到混沌状态,即双吸引子状态。电位器调到保持双吸引子状态的中点。调试混沌单元2时示波器接到Q5、Q6座处。调试混沌单元3时示波器接到Q3、Q4座处。第二步:插上“信道一”和键控器,键控器上的开关置“1”。用电缆线连接面板上的Q3和Q5到示波器上的CH1和CH2,调节示波器CH1和CH2的电压档位到。第三步:细心微调混沌单元2的W2和混沌单元3的W3直到示波器上显示的波形成为过中点约45度的细斜线。如图11: 图11混沌同步调节好后示波器上波形状态示意图这幅图形表达的含义是:如果两路波形完全相等,这条线将是一条45度的非常干净的直线。45度表示两路波形的幅度基本一致。线的长度表达了波形的振幅,线的粗细代表两路波形的幅度和相位在细节上的差异。所以这条线的优劣表达出了两路波形的同步程度。所以,应尽可能的将这条线调细,但同时必须保证混沌单元2和混沌单元3处于混沌状态。第四步:用电缆线将示波器的CH1和