Експериментальне дослідження генератора детермінованого хаоса на основі транзисторної структури

Abstract

The work presents an experimental study of a new circuit solution for a deterministic chaos generator based on a bipolar transistor structure with negative differential resistance. This chaos generator system has three dynamic variables: the voltage on the equivalent capacitance of the transistor structure between the collectors of the first and second bipolar transistors, and the third is the current flowing through the inductance of the oscillatory circuit. The dynamic processes of deterministic chaos are determined by the reactive properties of the transistor structure with negative differential resistance. Experimental studies were conducted low frequencies to microwave frequencies to determine the optimal operating frequencies for various tasks of using the developed device. The I-V characteristic, the Smith chart of the S11 parameter, the S11 impedance, the active and reactive components of the impedance, the equivalent capacitance and inductance, and the SWR of the chaos generator based on two bipolar transistors in the frequency range 15 kHz to 1 GHz were obtained. And also experimental oscillograms of the developed chaos generator were obtained. In comparison with analogues, the proposed and investigated deterministic chaos generator has improved loading capacity and higher speed, has a short time of establishment of stationary oscillations.У роботі проведено експериментальне дослідження нового схемотехнічного рішення генератору детермінованого хаосу на основі біполярної транзисторної структури з від’ємним диференціальним опором. Дана система генератора хаосу має три динамічні змінні: напруга на еквівалентній ємності транзисторної структури між колекторами першого та другого біполярних транзисторів, а третя це струм, який протікає через індуктивність коливального контуру. Динамічні процеси детермінованого хаосу визначаються реактивними властивостями транзисторної структури з від’ємним диференціальним опором. Були проведені експериментальні дослідження від низьких частот до мікрохвильових частот для визначення оптимальних робочих частот для різних задач використання розробленого пристрою. Отримано ВАХ, діаграму Сміта параметру S11, імпеданс S11, активну та реактивну складові повного опору, еквівалентну ємність та індуктивність, SWR генератора хаосу на основі двох біполярних транзисторах в діапазоні частот від 15 кГц до 1 ГГц. А також отримано експериментальні осцилограми розробленого генератора хаосу. У порівняні з аналогами запропонований та досліджений генератор детермінованого хаосу має покращену навантажувальну здатність і вищу швидкодію  має малий час встановлення стаціонарних коливань.