3.10.2 与传统混沌检测方法比较
本节提出的新方法不同于以往的混沌检测方法。为了验证基于忆阻器的蔡氏电路检测模型在微弱信号检测中的优越检测能力，对文献[28]～[30]中使用的传统混沌检测方法进行了一些数值实验比较，如表3.9所示。
表3.9 不同混沌检测方法的比较
基于记忆电阻的检测方法与传统的混沌检测方法有着明显的区别。首先，以前的研究大多是基于Duffing振子，而本节提出的方法是基于蔡氏电路。在该方法中，我们使用了一个基于忆阻器的蔡氏电路检测模型来检测微弱信号，这一模型是用一个三次磁控忆阻器代替蔡氏二极管从蔡氏电路中衍生出来的。相应地，检测电路可以由四个基本部件构成，使得检测方法的物理实现成为可能。
其次，从可测信号类型可以看出，用以前的方法可以估计出微弱的正弦信号，但忽略或减弱了信号类型的影响。实际工程中还存在方波等周期性信号，没有给出相应的估计方法。本节提出的方波信号检测方法是一种巧妙的方法。(https://www.daowen.com)
此外，该方法的灵敏度和抗噪性比传统的混沌检测方法要好得多。与传统的混沌振荡器相比，非自治忆阻器蔡氏混沌系统中阈值较低的特性有利于降低检测阈值，提高信噪比。根据公式(3.36)，非自治忆阻器蔡氏混沌系统可以识别出幅值最小为7×10-15的微弱正弦信号，而且微弱信号检测的最大信噪比可以达到-174.56dB。这比传统的Duffing振子(4×10-7和-91dB)和参考文献提出的一种新颖的振荡器(1×10-9和-93dB)要高得多，这表明基于忆阻器的蔡氏电路检测模型在效率和精度上都优于以前的方法。
本节研究了基于忆阻器的蔡氏电路混沌系统检测微弱信号的方法。在经典蔡氏电路的基础上，使用一个忆阻器代替原有的二极管得到一个动力学特性更复杂、更易物理实现的仿真模型；通过lyapunov指数谱仿真得到了忆阻器蔡氏模型的阈值，并分析了其在微弱信号检测中的原理和意义，这一检测模型突破了传统基于混沌振子检测微弱信号对波形和低信噪比的局限性。数值结果表明，采用该振荡器的微弱信号检测方法可以在任意频率下检测出不同波形的信号。此外，该方法具有抗噪声能力强、精度高、灵敏度高的特点，具有非常广阔的工程应用前景。
为将混沌系统微弱信号检测应用到实际工程中，需要设计出具体的电路，而由于混沌运动对电路元件参数的误差特别敏感导致实际混沌电路的物理实现具有一定的技术难度。本章将设计出一种简单的磁控记忆电阻器的模拟实现方法，并针对基于忆阻器的蔡氏混沌电路在微弱信号检测系统中的应用，开展理论探究及系统搭建与硬件电路实现。
模拟电路作为混沌电路实现的一种方法，电路结构简单、易于设计且容易物理实现，将系统的输出方程分解成线性项和非线性项两部分，利用运算放大器、模拟乘法器、电阻电感和电容等分立元件设计出积分运算、加减和数乘运算、时滞与转换等功能模块，再将所需的运算模块按照混沌系统方程连接到一起即可实现混沌电路的模拟电路实现。
下面我们设计了三次磁控忆阻器用来对微弱信号进行无损检测。
