基于PIC16F877A的混沌信號發生器的設計
2.4 調制電路
由于音樂旋律本身也是一種混沌信號,該設計主要是利用從PIC16F877A產生的混沌高頻信號和音樂語音信號、極低頻信號進行調制,得到混沌音樂信號,送至調制器作為醫療器械的信號源,推動輸出裝置。
2.5 功率放大電路
調制后的信號功率比較小,必須經過功率放大以驅動負載,可以采用三極管或CMOS場效應管進行功率放大。
3 基于PIC16F877A的混沌信號源的軟件設計
PIC16F877A芯片的主程序流程如圖7所示。
工作過程如下:上電后PIC芯片完成初始化,查詢主控微機是否發出了包含參數配置信息的指令信號:如果沒有則繼續查詢;如果有則接收指令信號,根據主控微機發來的信號判斷混沌方程的類型以及參數,用數值積分法求解混沌方程,得到混沌方程某一個時刻的浮點格式的數值解。將其轉換為PIC芯片可接受的控制數據格式。為了實現不同的頻譜展寬效果,需要相應的加上不同的延時。然后再將該數據寫入PIC芯片,判斷程序是否結束。如果不結束,則程序返回,繼續進行數值積分求解下一個離散時間點的混沌方程的解。
4 混沌信號發生器的調試效果
為了驗證混沌信號源輸出信號的正確性,根據混沌信號發生器電路板的布線結果進行元件安裝、調試,用信號器進行觀察。將音樂信號、極低頻信號加載到混頻器,與PIC16F877A產生的混沌信號進行混頻,送至調制器進行調制,經功率放大后,調制混沌信號U的輸出結果(u-t)如圖8所示。從輸出結果可以看出信號明顯具有混沌特性。這說明,輸出的混沌調制信號是正確的。
5 結 語
混沌是繼相對論、量子力學之后的20世紀的第三次革命,近幾年得到廣泛的應用。研究混沌信號的產生、基本特征以及在生物醫學的應用將會成為未來主要的前沿研究方向,包括心臟混沌控制、腦電信號混沌控制等,而所有這些研究均是基于非線性混沌信號和生物體混沌態的控制,有待人們進一步探索、發展。
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