ON POSSIBILITY OF APPLICATION OF FIRST ORDER PHASE FILTER IN CONTROLLED GENERATOR OF CHAOTIC OSCILLATIONS
Authors: Дубровин В.С. 
Published: October 2024

Генераторы хаотических колебаний – эффективные источники широкополосных шумоподобных сигналов для систем защищенной связи. Генераторы с запаздывающей обратной связью позволяют формировать хаотические колебания с относительно широкой полосой частот. В статье рассматриваются вопросы построения управляемого генератора хаотических колебаний, в цепи обратной связи которого включен всепропускающий (фазовый) фильтр первого порядка. За основу взят генератор квадратурных гармонических колебаний с безынерционным датчиком напряжения в цепи обратной связи для получения высокого быстродействия, как в динамических, так и в статических режимах работы при высокой точности стабилизации выходных параметров. Найдено аналитическое выражение для расчета постоянной времени фазового фильтра, которое позволяет получить наилучшее приближение переходной характеристики фазового фильтра к идеальной характеристике запаздывающего звена. Результаты моделирования получены в программной среде PSIM-9. Введение в кольцо обратной связи задержки придает системе многочастотный характер, поскольку баланс фаз будет выполняться в этом случае уже для нескольких частот, а не только для основной частоты. Управлять хаотическими колебаниями в предлагаемом генераторе можно с помощью управляющего и/или опорного сигналов, изменением постоянной времени фазового фильтра, а также с помощью входного коэффициента колебательной системы. Разработанная модель позволит в дальнейшем провести исследования различных видов хаотических колебаний при изменении управляющих параметров. Генератор достаточно просто может быть переведен из режима хаотических колебаний в режим формирования гармонических сигналов и обратно, для чего в цепи обратной связи нужно включить или исключить фазовый фильтр.

Chaotic oscillation generators are effective sources of broadband noise-like signals for secure communication systems. Generators with delayed feedback make it possible to form chaotic oscillations with a relatively wide frequency band. The article deals with the construction of a controlled generator of chaotic oscillations with an all-passing (phase) first-order filter in a feedback loop. The generator of quadrature harmonic oscillations is taken as a basis, in the feedback circuit of which a nonlinear block is used that provides high speed, both in dynamic and static modes of operation with high accuracy of output parameters stabilisation. An analytical expression is found for calculating the time constant of the phase filter, which provides the best approximation of the transient response of the phase filter to the ideal characteristic of the delayed link. The simulation results were obtained in the PSIM-9 software environment. The introduction of delay in the feedback ring gives the system a multi-frequency character, since the phase balance will be fulfilled not only for the fundamental frequency, but also for other frequencies. It is possible to manage the chaotic oscillations in the proposed generator with the help of a control and / or reference signals, a change in the time constant of the phase filter, and also with the help of the input coefficient of the oscillatory system. The developed model will allow further studies of various types of chaotic oscillations when changing control parameters. The generator can be rather simply transferred from the chaotic oscillation mode into the harmonic signal generation mode and vice versa, to do so, the phase filter must be switched on or off the feedback loop.