一種含有磁控憶阻器的四階混沌電路的特征分析

耿運博 鄒劍飛

摘 ?要：該文提出了一種簡單的磁控憶阻器模型，并利用它設計了一個混沌電路。通過數值模擬計算得到了一個三維帶狀混沌吸引子，且此時憶阻器的伏安特性曲線不是傳統的“8”字形。通過計算系統的相圖、分岔圖和Lyapunov指數譜，發現調節電容參數或憶阻器初始狀態可以實現電路系統在混沌態和各周期態之間的轉變，發現調節磁通能使系統出現二周期到四周期再回到二周期的奇特分岔現象。該研究工作對利用憶阻器設計混沌電路并應用于密碼通信具有積極的參考價值。

關鍵詞：憶阻器 ?混沌電路 ?Lyapunov指數

中圖分類號：TN701 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（b）-0027-04

電阻器、電容器和電感器是電路中最基本的兩端無源電子元件。1971年，美籍華裔科學家Leon Chua（蔡少棠）教授根據電路理論的完備性在理論上預言了第四種無源電子元件——憶阻器[1]。憶阻器的特征物理量憶阻定義為穿過元件的磁通與電荷量之比。這里的磁通不一定需要是外加磁場產生的，根據法拉第電磁感應定律，它可以是元件兩端電壓對時間的積分。而流經憶阻器的電荷量是電流對時間的積分。因此，憶阻一般來說是時間的函數，它的量綱與電阻相同。因此可以說，憶阻器是具有記憶功能的電阻器。根據這一特點，人們期望發明具有實用價值的憶阻器，用于存儲信息。這樣它可以在電路斷電的情況下，記住當前信息。因此憶阻器具有誘人的應用前景。

然而直到2008年，惠普（HP）實驗室的Strukov及其合作者才在實驗上第一次用TiO2納米結構制備出了真實的憶阻器元器件[2]。……