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1、非线性电路混沌实验,物理实验中心,【实验目的】1、学会双踪示波器观测两个波形组成的相图。2、改变RC移相器中可调电阻R的值,观察相图周期变化。记录倍周期分岔、阵发混沌、三倍周期、吸引子和双吸引子相图。3、了解LF353双运放构成的有源非线性负阻“元件”的伏安特性,结合非线性电路的动力学方程,解释混沌产生的原因。,【实验仪器】非线性混沌仪、双踪示波器【实验原理】实验电路如图1所示,图中只有一个非线性元件R,它是一个有源非线性负阻器件。电感器L和电容器C2组成一个损耗可以忽略的谐振回路;可变电阻RV和电容器C1串联将振荡器产生的正弦信号移相输出。,C1,R,Rv,L,C2,图1 非线性电路原理,V
2、(R),I(R),图2 非线性元 件伏安特性,图1电路的非线性动力学方程为:C1 d Uc1/d t=G(Uc2-Uc1)-gUc1C2d Uc2/d t=G(Uc1-Uc2)+iLLd iL/d t=-Uc2式中,导纳G=1/Rv,Uc2和Uc1分别是加在电容器C2和C1上的电压,iL表示流过电感器的电流,g表示非线性电阻的导纳。,、调节示波器,用示波器观察相图周期变化。、调节图中的和W2的大小,观察并描绘相图周期的分岔混沌现象。将一个环形相图定为,那么要求观测并记录2P、P、阵发混沌、单吸引子(混沌)、双吸引子(混沌)共六个相图和相应的地和地两个输出波形。,图非线性电路 混沌实验电路,C1,R1,R4,R6,R5,C1,R1+R2,C2,L,R3,R2,LF356,LF356,【实验内容和步骤】、打开机箱,将铁氧化介质电感连接到与 面板上对应接线柱相接。、用同轴电缆线将实验仪面板上的插座连接示波器的输入。插座连接示波器的输入,并置和输入为。以观测二个正弦波构成的李萨如图。、按非线性电路图接好电路。接通实验板的电源,这时数字电压表有显示,对应和电源指示灯都为亮状态,且有电压输出。,【注意事项】、双运算放大器的正负极不能接反,地线与电源接地点必须接下来触良好。、关掉电源以后,才能拆实验板上的接线。、一起预热分钟以后才开始测数据。所测图形如下:,