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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明公开了一种基于三维忆阻离散映射的随机瞬态功率测试信号产生装置，利用三维并联忆阻逻辑斯蒂映射模块产生两路伪随机序列。本发明中提出的三维并联忆阻逻辑斯蒂映射不仅可以显著提升1维的忆阻器逻辑斯蒂映射的混沌复杂性，而且可以极大地扩展其混沌范围，同时，性能评估表明，本发明提出的三维并联忆阻逻辑斯蒂映射比现有2D忆阻逻辑斯蒂映射在大得多的混沌范围内更具有鲁棒的超混沌行为。同时，本发明产生的两路伪随机序列与DDS结合，能产生周期、起始相位以及结束相位完全随机的瞬态功率测试信号，方便电能计量仪器的高精度计量研发和校准。

主权项：1.一种基于三维忆阻离散映射的随机瞬态功率测试信号产生装置，其特征在于，包括：时序控制模块，用于对系统时钟进行计数，当达到计数阈值DM_CNT时，其输出即系统使能信号Ensys变为高电平，并保持一个系统时钟，然后变为低电平，系统使能信号Ensys的周期为随机瞬态功率测试信号的更新周期，记为t1；三维并联忆阻逻辑斯蒂映射3DimensionalParallelbi-MemristorLogisticMap，简称3D-PMLM模块，用于产生两路伪随机序列，其映射模型为： 其中，a是逻辑斯蒂映射LogisticMap的参数，b和c分别是离散忆阻器与逻辑斯蒂映射之间的耦合系数，k0、k1、k2分别是离散忆阻器的0阶、1阶以及2阶系数，h1、h2分别是离散忆阻器的1阶以及2阶系数，xn、yn以及zn分别为n时刻的三维状态值，xn+1、yn+1以及zn+1分别为n+1时刻的三维状态值；当系统使能信号Ensys的上升沿产生时，启动三维并联忆阻逻辑斯蒂映射模块，并根据输入的三维状态初始值x0、y0以及z0，按照映射模型不断更新三维状态值，当更新时长t2后，停止更新，此时的时刻记为L，将P个三维状态值xL,xL-1,…,xL-P+1作为一路伪随机序列，记为x[P-1:0]，将P个三维状态值yL,yL-1,…,yL-P+1作为另一路伪随机序列，记为y[P-1:0]；同时，三维并联忆阻逻辑斯蒂映射模块启动，三维状态值开始更新时，其输出的更新状态信号ENPMLM变为高电平并保持，当更新结束后，更新状态信号ENPMLM自动置0；波形输出复位模块，用于产生波形输出复位信号DDSrst，当检测到系统使能信号Ensys的上升沿时，置波形输出复位信号DDSrst为低电平，在检测到更新状态信号ENPMLM的下降沿时，置波形输出复位信号DDSrst为高电平；两块波形输出模块，一块用于接收伪随机序列x[P-1:0]，另一块用于接收伪随机序列y[P-1:0]，波形输出复位信号DDSrst分别送入到两块波形输出模块中；波形输出模块由DDS模块、输出控制模块以及输出选择模块组成，其中：DDS模块中有两个寄存器R1、R2以及一DDS复位模块，其中，寄存器R1用于存储频率控制字Kf，接收到的伪随机序列选取M1位状态值作为起始相位控制字IPh存储在起始相位字同步寄存器R2中；波形输出复位信号DDSrst通过DDS复位模块对DDS模块进行复位，即波形输出复位信号DDSrst为低电平时，DDS复位模块输出的DDS使能信号ENDDS也为低电平，DDS模块不工作；波形输出复位信号DDSrst为高电平时，DDS模块启动，读取寄存器R1的频率控制字Kf，根据DDS原理产生M1位的累加地址，并与寄存器R2中的起始相位控制字IPh相加，得到读地址Raddr，依据读地址读取波形存储器中波形数据，并作为DDS模块的输出；输出控制模块中有一计数复位模块、一整数周期计数器以及一小数周期计数器，波形输出复位信号DDSrst通过计数复位模块对整数周期计数器进行复位，即波形输出复位信号DDSrst为低电平时，计数复位模块输出计数使能信号ENcnt1为低电平，整数周期计数器不进行计数，且其计数值CNT1＝0，同时，其输出的小数周期计数使能信号ENcnt2也为低电平，小数周期计数使能信号ENcnt2为低电平使小数周期计数器输出的DDS选择信号SELDDS也为低电平；当波形输出复位信号DDSrst从低电平变为高电平时，计数复位模块输出的计数使能信号ENcnt1从低电平变为高电平，使能整数周期计数器，整数周期计数器开始工作；整数周期计数器输入包括DDS模块中得到读地址Raddr、选取的起始相位控制字Iph、周期数控制字NP以及计数使能信号ENcnt1，其中，周期数控制字NP为接收到的伪随机序列选取M2位状态值构成；记读地址Raddr延迟一个时钟周期的信号即上一个时钟周期的读地址为Raddr_dly，在计数使能信号ENcnt1使能后，整数周期计数器的计数值CNT1自加1的两个规则如下：规则1：如果Raddr_dly＜Raddr，当Raddr_dly≤Iph并且Iph≤Raddr时，CNT1＝CNT1+1，否则，计数值CNT1维持不变；规则2：如果Raddr_dly＞Raddr，当Raddr_dly≤Iph或者Iph≤Raddr时，CNT1＝CNT1+1，否则，计数值CNT1维持不变；当CNT1＝NP时，其输出的小数周期计数使能信号ENcnt2变为高电平，否则，维持低电平；当时，置DDS使能信号ENDDS为低电平，复位DDS模块；接收到的伪随机序列选取M3位状态值作为结束相位控制字Eph；当小数周期计数使能信号ENcnt2变为高电平时，使能小数周期计数器；小数周期计数器的输入包括DDS模块中得到读地址Raddr、选取的结束相位控制字Eph、以及小数周期计数使能信号ENcnt2，小数周期计数器输出的DDS选择信号SELDDS的改变规则如下：规则1：如果Raddr_dly＜Raddr，当Raddr_dly≤Eph并且Eph≤Raddr时，DDS选择信号SELDDS变为高电平，否则，DDS选择信号SELDDS维持低电平；规则2：如果Raddr_dly＞Raddr，当Raddr_dly≤Eph或者Eph≤Raddr时，DDS选择信号SELDDS变为高电平，否则，DDS选择信号SELDDS维持低电平；输出选择模块，用于根据DDS选择信号SELDDS选择波形输出模块的输出：当DDS选择信号SELDDS为低电平时，选择DDS模块的输出作为波形输出模块的输出，当DDS选择信号SELDDS为高电平时，选择一个低电平作为波形输出模块的输出；两个DAC，分别对两个波形输出模块的输出进行数模转化，得到两路信号作为随机特征的瞬态功率测试信号即瞬态电压和瞬态电流信号。

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