《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）混沌通讯

C混沌通讯武汉理工大学物理实验中心2015年9月

混沌通讯 武汉理工大学物理实验中心 2015年9月

引言·牛顿力学最显著的特征之一就是确定性即只要给出系统的初始条件和描述系统的运动方程就有唯一确定的一组解。·与之行为方式显著不同的是随机性运动如液体中花粉颗粒的无规则运动。·混沌现象是确定论系统中产生的随机性行为貌似随机的不可预测的运动状态。两个基本特点是：运动状态不可预言性和对于初始值的极端敏感性

引 言 • 牛顿力学最显著的特征之一就是确定性 即只要给出系统的初始条件和描述系统的运动方程， 就有唯一确定的一组解。 • 与之行为方式显著不同的是随机性运动， 如液体中花粉颗粒的无规则运动。 • 混沌现象是确定论系统中产生的随机性行为 貌似随机的不可预测的运动状态。 两个基本特点是：运动状态不可预言性和对于初始值 的极端敏感性

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的发现(Lorenz)美国气象学家洛伦茨1963年发现空气动力学中的混沌现象气流运动轨迹1972年发表了题为《蝴蝶效应》的论文巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美国得克萨斯州产生一个龙卷风，并由此提出了天气的不可准确预报性

• 1963年发现空气动力学中的混沌现象 气流运动轨迹 • 1972年发表了题为《蝴蝶效应》的论文 巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美国得克萨斯州产生一个龙卷风， 并由此提出了天气的不可准确预报性。 美国气象学家洛伦茨（Lorenz ）的发现

混沌学及应用进展·混沌学研究的是一种非线性科学混沌现象源于系统内部的非线性因素。·混沌学已成为影响深远、发展迅速的前沿科学生理学：人脑电波图接受或处理信息时会变得有序，等待时混沌。国际政治学：一个敌对两国都有反导弹防御系统模型实验表明局势是混沌和不稳定的，最终将导致战争。保密通信：利用混沌波形掩盖传输信息，实现保密通信

混沌学及应用进展 • 混沌学研究的是一种非线性科学 混沌现象源于系统内部的非线性因素。 • 混沌学已成为影响深远、发展迅速的前沿科学 生理学：人脑电波图接受或处理信息时会变得有序，等待时混沌。 国际政治学：一个敌对两国都有反导弹防御系统模型实验表明， 局势是混沌和不稳定的，最终将导致战争。 保密通信：利用混沌波形掩盖传输信息，实现保密通信

【实验目的】1.通过混沌振荡电路实验了解混沌现象：2.．学习混沌同步及利用混沌进行保密通信的原理；3.通过利用混沌信号对信息加密与解密实验，学习混沌通信方法

【实验目的】 1. 通过混沌振荡电路实验了解混沌现象； 2. 学习混沌同步及利用混沌进行保密通信的原理； 3. 通过利用混沌信号对信息加密与解密实验，学习 混沌通信方法

CH2【实验原理】CH1W12.2KL11.非线性电路中的混沌现象C2NR1C1218mH100nF10nF单周期分岔*双周期分岔三周期分岔多周期分岔单吸引子*双吸引子*

【实验原理】 1. 非线性电路中的混沌现象 单周期分岔* 双周期分岔 三周期分岔 多周期分岔 单吸引子* 双吸引子*

2.混沌电路的同步示波器探头示波器探头CH2W4CH12.2K信道7￥3#22.2K2.2KSL2R3R2L318mHNRNR18mHC4C3C5C6100nF10nF10nF100nF文文GNDGND混沌单元3混沌单元2a.未同步图形b.同步图形两同步信号电位差为“0”，非同步信号有不定电位差

2. 混沌电路的同步 两同步信号电位差为“0” ，非同步信号有不定电位差。 a. 未同步图形 b. 同步图形

3.模拟信号的混沌通信源信号解密还原信号源信号过大+掩盖失效/tpo/pt混沌信号同步混沌信号用加密调制信号减去与载波信号同步的混沌信号，就可以还原出源信号

用加密调制信号减去与载波信号同步的混沌信号，就可 以还原出源信号。 3. 模拟信号的混沌通信 源信号 混沌信号 + 加密调制信号 同步混沌信号 - 源信号过大 解密还原信号 掩盖失效

【实验仪器】1.混沌原理及应用实验仪开放式模块化-湿沌原理及应用实验仪D-OUTIN

【实验仪器】 1. 混沌原理及应用实验仪 开放式模块化