混沌是非线性方程描述的确定系统所产生的介于周期振荡与噪声之间的一种复杂振荡,由于混沌信号的初值敏感性和广谱性,它在保密通信和扩频通信领域中的应用已经引起人们的广泛关注。因此,研究并开发新的混沌信号发生器对混沌理论推向实用化至关重要。目前混沌信号发生器的实现方法有两种:一种是由模拟电路实现,它对固有参数及信号再生的误差很敏感,实际实现较困难;另一种是由数字电路实现,它产生的离散时间混沌序列实时性好,更适合在通信中应用。本文在混沌理论研究成果的基础上,对混沌信号的产生做了详细的分析,涵盖以下内容:首先介绍了混沌的定义,混沌信号的基本特性和各种判别方法,特别是对简单的一维Logistic映射的硬件实现问题做了初步探索;其次对混沌信号的产生方法进行讨论,借助于MATLAB、PSPICE、EWB等仿真软件,对几种混沌电路输出的混沌信号进行了分析比较,并在此基础上针对典型三阶连续自治系统Chua’s电路作进一步实验研究,通过混沌电路调试,深入研究电路中各元器件,特别是运算放大器、电容、电感等对混沌信号时域以及频谱的影响;再次研究连续混沌系统的数字化硬件产生,设计了Lorenz混沌电路在现场可编程门阵列FPGA上实现的新方案,在保密通信中的应用实验结果表明该方案具有操作简单、设计灵活、效率高等优点;最后针对不同混沌系统,采取不同算法,提取混沌特性参数Lyapunov指数,进而对不同的混沌信号发生器的性能进行了分析。