В этой связи уже допустимо гово-
рить о разработке любительской радио-
связи на принципах детерминированно-
го хаоса с полосой занимаемых частот
до 3 кГц. На первом этапе разработки
практической системы связи с исполь-
зованием хаотических несущих проще
всего, конечно, применить достаточно
простую схему хаотического автогене-
ратора, который может генерировать
хаотические колебания, спектр которых
в большей своей части лежит в интер-
вале 0.
..3 кГц.
При этом такая схема при своей до-
статочной простоте должна допускать
изготовление идентичных генераторов,
которые могут быть легко засинхрони-
зированы.
Поэтому эти генераторы должны со-
|
держать как можно более идентичные
:
по номиналу детали (рекомендуемая
точность соблюдения номиналов не ме-
нее ±1%).
Наиболее известный из семейства
Простых хаотических генераторов - ха-
отический автогенератор Лео Чуа, ко-
торый имеет свои особенности настрой-
ки и режимы работы, поэтому рассмот-
рение предлагаемой системы связи на
хаотических несущих начнем именно с
I
исследования работы такого автогене-
ратора.
Поскольку в настоящее время име-
ется достаточное количество работ, по-
священных исследованию этого авто-
генератора, в данной статье остановим-
ся только на изучении тех вопросов, ко-
торым по разным причинам не уделя-
лось должного внимания.
1.
Автогенератор Лео Чуа как
основа для построения хаоти-
ческих систем связи с полосой
частот до 3 кГц
Хаотический автогенератор Лео
Чуа представляет собой крайне про-
стую автономную электрическую цепь
третьего порядка (см.
рис. 1).
Известная с 1983 г. схема содержит
одну катушку индуктивности и два кон-
денсатора, поскольку, как известно,
минимальное число реактивных эле-
ментов, необходимое для получения
хаотических колебаний, равно трем.
В связи с тем, что хаос явление ис-
ключительно нелинейное, для реали-
зации хаотического поведения схемы
необходимо и наличие хотя бы одного
РАДИОСВЯЗЬ
нелинейного элемента (НЭ). Как
и
обычный, этот хаотический автоге-
@
нератор требует для своей работы
I
источника энергии. В качестве та-
кого в схеме и был использован та-
кой НЭ, как негатрон, вольтампер-
ная характеристика которого приве-
дена на
рис. 2.
Кроме того, в схеме присутствует
и элемент, рассеивающий энергию, -
обычный резистор.
Следует особо отметить, что выше-
сказанное о минимальном числе реак-
тивных элементов будет справедливо
только в том случае, когда характерис-
тика НЭ однозначна, т.е. когда одному
значению напряжения соответствует
только одно значение тока (см.
рис. 2).
Как видно, на
рис. 2
представлена
ВАХ именно НЭ, поскольку линия не
прямая, а ломаная (хотя и состоящая
из двух прямых отрезков).
Отличительными особенностями
хаотического автогенератора Л. Чуа
является:
1. Элементы схемы могут быть лег-
ко пересчитаны для сохранения хаоти-
ческого режима работы этой схемы:
2. Большая часть спектра схемы ле-
жит в звуковом диапазоне, поэтому
можно прослушивать практически
весь спектр колебаний, подключив не-
посредственно к схеме головные теле-
фоны (через буферный каскад).
В этой связи следует отметить, что
хаотические автогенераторы конструк-
ции автора (см. библиографию в [1])
имеют крайне широкий спектр, поэто-
му можно прослушать лишь незначи-
тельную часть их спектра. Конечно, ис-
пользуя в таких схемах крайне боль-
шие индуктивности и емкости, “парал-
леля” множество варакторов, можно,
по-видимому, также сдвинуть большую
часть их спектра в область звуковых
частот. Однако это требует уже значи-
тельных усилий в дальнейшей прора-
ботке их схемотехники;
3. Хаотические явления в автогене-
раторе Л. Чуа не очень сильно разви-
ты (колебания хотя и хаотические по
своему виду, но отмечаются и “синусо-
идальные фрагменты” в спектре коле-
баний);
4. Работа хаотического автогенера-
тора Л. Чуа на НЧ (34) позволяет про-
водить различные эксперименты, лег-
ко получая осциллограммы в разных
к,
V ©
м
©
сг = = |ис.
[]м
Рис. 1
точках схемы, тогда как на радиочас-
тотах уже нет достаточной увереннос-
ти в том, что картина на экране осцил-
лографа достаточно точно будет пере-
давать форму колебаний в той или
иной части схемы;
5.
Если хаотические автогенерато-
ры Л. Чуа (А и В) имеют одинаковые
НЭ
(т.е.
14)
и
И
(см.
рис.1),
но различ-
ные величины реактивных элементов,
то в случае выполнения соотношения
С1д/С1в = С2д/С2в = БА
/и = р
они отличаются только масштабом
времени.
Таким образом, для того, чтобы де-
лать колебания в
р
раз более медлен-
ными, в конкретном автогенераторе
необходимо вместо Ц С1, С2 взять р!_,
рС1 и рС2, т.е. в
р
раз увеличить вели-
чину всех реактивных элементов схе-
мы [2].
Здесь индекс А относится к исход-
ному автогенератору, а индекс В - к ус-
коренному
(р>1)
или замедленному
(р<1)
по отношению к автогенератору
А автогенератору В.
Автором аналитическим путем
было выведено более общее выраже-
ние, учитывающее возможность изме-
нения всех величин схемы, в том чис-
ле Ч и параметров негатрона (в статье
не приводится). Правильность выкла-
док была подтверждена натуральны-
ми экспериментами.
РХ
Продолжение в N912/2007
Радиолюбитель - I I /2 0 0 7 У
49
предыдущая страница 49 Радиолюбитель 2007-11 читать онлайн следующая страница 51 Радиолюбитель 2007-11 читать онлайн Домой Выключить/включить текст