納米尺度的憶阻器、憶容器和憶感器是一類新型電路元件,它們無需內(nèi)部電源即可存儲信息,在非易失存儲器、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字邏輯電路和非線性電路等方面有著重要的潛在應(yīng)用價值。由于憶容器尚未物理實現(xiàn),對于憶容器的研究主要通過建模仿真實現(xiàn)。因此,本文主要研究憶容器數(shù)學模型和仿真電路的構(gòu)建,并將憶容器模型應(yīng)用于混沌振蕩電路中,并研究憶容器在混沌電路中的復雜動力學行為,這對分析和研究憶容器的理論和應(yīng)用具有深遠的意義。本文主要研究工作如下:(1)將憶容器的廣義定義式具體化,提出一種新型的荷控憶容器模型和兩種磁控憶容器模型,根據(jù)憶容器的模型設(shè)計了憶容器的等效電路。等效電路的優(yōu)點有兩個,一個是憶容器可作為獨立元件方便的應(yīng)用于電路之中,二是將不易測量的電荷變量用電壓值表示。(2)深入研究了混沌的基本理論,分析了經(jīng)典的混沌系統(tǒng),并將Lorenz混沌系統(tǒng)進行改進,提出一種新型的混沌系統(tǒng),新混沌系統(tǒng)的非線性項由兩個指數(shù)項構(gòu)成,并且指數(shù)項的底數(shù)是可以變化的,這樣使得混沌參數(shù)區(qū)間更大,混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的偽隨機序列更加復雜,提高了混沌序列應(yīng)用的安全性,增加了破譯難度。(3)進一步研究了記憶器件,將荷控憶容器模型應(yīng)用于混沌電路之中,構(gòu)成了一種混沌振蕩器電路,分析了憶容器混沌系統(tǒng)的動力學特性,包括平衡點和穩(wěn)定性,并研究了參數(shù)對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響,利用吸引子相圖、分岔圖、Lyapunov指數(shù)、動力學地圖觀察參數(shù)變化時系統(tǒng)狀態(tài)的演變過程。為了研究混沌偽隨機序列,通過DSP實驗將混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的信號進行離散化,一方面驗證了Matlab仿真的正確性,另一方面將產(chǎn)生的偽隨機序列進行了NIST測試,將測試結(jié)果和經(jīng)典的Lorenz系統(tǒng)進行對比發(fā)現(xiàn),憶容器混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的偽隨機序列具有更好的隨機性,應(yīng)用于信息加密和保密通信具有更大的價值。(4)對憶容器混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的偽隨機序列進行了應(yīng)用研究,將偽隨機序列與國際流行的AES算法相結(jié)合,設(shè)計了一個基于Android V6.0.1的混沌編碼的相機照片加密系統(tǒng)。主要原理是使用混沌序列替換AES算法中的原密鑰,對Android相機拍攝到的照片進行加密處理,加密后的照片信息未解密前無法獲取,只有通過Android混沌編碼軟件輸入正確的密鑰才能解密。由于憶容器混沌系統(tǒng)具有較大的密鑰空間,加密照片的破譯難度非常大,Android混沌編碼相機安全性較好。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN60;O415.5
【部分圖文】：

杭州電子科技大學碩士學位論文 R7 = 10k ，C2 = 10uf，所以 14 引腳的電位勢為：14110 1007 2AB ABu u dtR C 14 引腳連接 U2 的 1、3 引腳，U2 的 7 引腳為21000AB 。然，U3 的第 3 引腳連接 U1 的 7 引腳，所以 U3 的 7 引腳的電 7 引腳連接 U4 的 2 引腳，由于 R9 = 10k，R10 = 50k，此時2 21010 509AB AB AB ABRu uR 5 腳同相輸入端的電位勢為110ABu ，U4 的 6 引腳反相 R11 = 10k，R12 = 10k，所以 U4 的 7 引腳的電位勢為：2 21 150 ( 50 )10 10B AB AB AB AB ABu u u u q

2 2(3,1)10 10( 0.025 0.1) (0.1 0.025 )8 9o AB ABR RuR R 放大器第 1 引腳通過三極管 Q1 連接到 U3 運算放大器第大器構(gòu)成指數(shù)運算電路，由于三極管Q1的Is = 5mA，VT 器第 7 引腳的電壓值為：2230.1 0.025 100 253 5326*10 2611 10 10 10 0.1 0.1IABABT VVsR I e e e e 放大器的第 7 引腳連接 U4 乘法器的第 3 引腳，U4 乘法第 7 引腳，得到 U4 乘法器第 7 引腳的輸出電壓為：2 23.85 0.96 3.85 0.96(4,7)0.1 0.1 0.01AB ABo AB AB Bu u e u e u q 看出，B 端的電位勢等于磁控憶容器的電荷，而且受端AB 的影響。勵信號時，可以用示波器觀察其特性，電壓信號與電荷，如圖 2.10 所示，且隨信號頻率的增加，其滯回旁瓣面

590 592 594 596 598 6000zt圖 3.2 Lorenz 系統(tǒng)時序圖0 0.2 0.4 0.6 0.8 100.20.40.60.81xnxn+1-3 -2 -1 0 1 2 3-30-20-100102030xnxn+1圖 3.3 Logistic 映射圖 圖 3.4 Cubic 映射圖
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本文編號：2871264