ГЕНЕРАТОР ХАОТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована при моделировании систем передачи информации и автоматического регулирования, при измерении коэффициента шума различных устройств и их калибровке, при исследовании помехоустойчивости различных систем и т.п.
Известен генератор хаотических колебаний, выполненный на туннельном диоде, включенном в одну из ветвей LC-колебательного контура (см. Смирнов В.В., Генераторы на туннельных диодах, М., «Энергия», 1971 год, с.11, рис.5).
Он имеет недостаточно высокую стабильность среднего значения амплитуды выходных случайных сигналов.
Известен генератор хаотических колебаний, выполненный на туннельном диоде, включенном в одну из ветвей LC-колебательного контура связанного с усилителем (см. а.с. СССР 698118, от 23.03.78 г., опубл. в бюлл. №42, 15.11.79 г.).
Недостатком его, является отсутствие управляемой хаотизации выходными сигналами (хаотическими колебаниями).
Задача полезной модели - устранение указанного недостатка.
Для этого, генератор хаотических колебаний, выполненный на туннельном диоде, включенном в одну из ветвей LC-колебательного контура связанного с усилителем, снабжен регулятором положительной обратной связи и/или регулятором постоянной составляющей тока через туннельный диод.
Достигаемый технический результат выражается в возможности управления степенью хаотизации выходного сигнала и в расширении функциональных возможностей генератора, за счет того, что благодаря регулятору положительной обратной связи, можно управлять формой колебаний и получать как гармонические (синусоидальные), так и нелинейные, в том числе хаотические колебания, различные по сложности и по спектральному составу, причем, эта особенность сохраняется либо только при наличии регулятора постоянной составляющей тока через туннельный диод, либо в совокупности с регулятором положительной обратной связи.
На фиг.1, изображена принципиальная схема генератора; на фиг.2 - то же, одна из электрических схем; на фиг.3, изображена вольт-амперная характеристика туннельного диода; на фиг.4, изображен фазовый портрет гармонических колебаний; на фиг.5, фазовый портрет нелинейных периодических колебаний; на фиг.6, фазовый портрет хаотических колебаний.
Генератор хаотических колебаний, содержит туннельный диод 1, LC-колебательный контур, состоящий из катушки 2 индуктивности и пары конденсаторов 3 и 4, усилитель 5, регулятор 6 положительной обратной связи и регулятор 7 постоянной составляющей тока через туннельный диод, выходы 8 и 9. Усилитель 5, включает в себя, например, биполярный транзистор 10 с элементами обеспечивающими его рабочий режим. Регулятор 6 положительной обратной связи, включает в себя переменный резистор 11, а регулятор 7 - переменный резистор 12.
Генератор работает следующим образом.
A
A
Сигнал положительной обратной связи подается с конденсатора 3 на эмиттер транзистора 10 усилителя 5. При закороченном туннельном диоде 1, рассматриваемый генератор представляет собой одну из разновидностей генераторов с емкостной обратной связью. Изменяя величину сопротивления резистора 12 регулятора 7 постоянной составляющей тока через туннельный диод, управляем формой колебаний путем выбора рабочей точки туннельного диода 1. Такого же результата можно добиться и/или путем изменения величины положительной обратной связи при помощи переменного резистора 11 регулятора 6 положительной обратной связи. Если рабочая точка выбрана на участке ОА (см. фиг.3) таким образом, что амплитуда значения генерируемого напряжения не превышает U, то туннельный диод 1 играет роль активного сопротивления и колебания на выходе генератора будут гармоническими (см. фиг.4). При увеличении амплитуды колебаний за счет увеличения положительной обратной связи и/или сдвига рабочей точки ближе к точке А (см. вольт-амперную характеристику туннельного диода на фиг.3), наступает момент, когда амплитуда генерируемых колебаний превысит величину U. В этом случае на форму колебаний оказывает влияние нелинейная часть (АВС) характеристики туннельного диода. Колебания на выходе генератора при этом перестают быть гармоническими, они становятся нелинейными (см. фиг.5). Меняя положение рабочей точки туннельного диода 1 и/или величину положительной обратной связи, можно получать самые разнообразные по форме колебания: гармонические (синусоидальные), нелинейные (квазипериодические) в том числе хаотические (см. фиг.6).
Предложенный генератор позволяет управлять степенью хаотизации выходного сигнала и найдет широкое применение в радиотехнике, в различных научных исследованиях, в системе образования, в связи, в информационных технологиях и т.д., так как становится возможным получать как гармонические (синусоидальные),
так и нелинейные, в том числе хаотические колебания, различные по сложности и по спектральному составу.