<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">ijmnta</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>International Journal of Modern Nonlinear Theory and Application</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2167-9487</issn>
      <issn pub-type="ppub">2167-9479</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/ijmnta.2026.151001</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">ijmnta-150468</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Engineering</subject>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Experimental Study of the Dynamic Response of the Vilnius Oscillator Based on the Resistance Connected to the Non-Inverting Input of the Operational Amplifier</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Nkouagnou</surname>
            <given-names>Joel Calin</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Mboyo</surname>
            <given-names>René Kouayep</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Department of Mechatronics, Higher Institute of Transport, Logistics and Commerce, University of Ebolowa, Ebolowa, Cameroon </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The authors declare that they have no conflict of interest.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>27</day>
        <month>03</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>03</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>15</volume>
      <issue>01</issue>
      <fpage>1</fpage>
      <lpage>16</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>18</day>
          <month>02</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>24</day>
          <month>03</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>27</day>
          <month>03</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ijmnta.2026.151001">https://doi.org/10.4236/ijmnta.2026.151001</self-uri>
      <abstract>
        <p>This work focuses on the theoretical and experimental study of the dynamic behavior of the Vilnius electronic oscillator. The theoretical study involves modeling the system using a set of three first-order differential equations and performing its numerical analysis for different values of the circuit components. The experimental study is carried out using electronic components with a control parameter. It is demonstrated that, depending on the value of the resistance connected to the non-inverting input of the operational amplifier, the Vilnius oscillator can exhibit different behaviors and generate various types of dynamics, including harmonic oscillations and chaos. This result is supported by a bifurcation diagram and the Lyapunov exponent curve. The numerical and experimental results show good qualitative agreement.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Bifurcations</kwd>
        <kwd>Chaos</kwd>
        <kwd>Lyapunov Exponents</kwd>
        <kwd>Vilnius Oscillator</kwd>
        <kwd>Modeling</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>To function, natural or industrial systems require specific signals to provide a useful response. For example, to produce a frequency-modulated signal, a harmonic oscillator capable of performing this modulation is needed. Recently, interest in using chaotic signals in industrial applications and communications has increased, particularly for chaotic masking in telecommunications [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], power generators and industrial sieving [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. </p>
      <p>To generate chaotic signals, for the above applications, we need electronic circuits that are able to provide them. In [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], some of the most famous chaos circuit such as Chua’s, Colpitts and Wien-brige are listed. Van der pol oscillator presented in [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] is also used to generate chaotic oscillations which are used to secure communication. </p>
      <p>In 2004, Vilnius chaotic oscillator was proposed for the first time by the team of semiconductor Physics researchers of the physics Institute of Vilnius University [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. The Vilnius circuit has the advantage of being very simple and easy to realize according to the type of its components. The non-linearity of the circuit is due to the diode in parallel with the capacitor at the output of the operational amplifier. </p>
      <p>Originally, the Vilnius system was intended for educational purposes, but it quickly aroused considerable interest among many researchers. From this perspective, in [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>], The authors demonstrated, through the bifurcation diagram, that the Vilnius oscillator can exhibit different types of dynamic behavior, such as harmonic oscillations as well as chaotic oscillations, depending on the system parameters, [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>] used Vilinus chaotic oscillator in digital commucation and demonstrated that it is advantageous to use chaotic waveforms for the Internet of Things communication systems because chaotic communication systems shows a good resistant to channels with selective degradation and in the case of disturbances as noise. </p>
      <p>According to the previous work on the Vilnius oscillator, all the authors [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] assumed that the excitation current was constant, with a constraint on the value of the resistance in series with the generator. However, the electrical potential at the common node of the branches containing the coil, capacitors, diode, and generator is not constant, given the electrical phenomena occurring there, it becomes interesting to obtain a new mathematical model of the system without resorting to this approximation, then to analyze the system’s dynamic response, both theoretically and experimentally, and to compare the obtained results with the previous one in view to potential applications. </p>
      <p>This paper is structured as follows: in Section 2, the problem statement is presented. The schematic and mathematical modeling of the Vilnius oscillator is the subject of section 3. In Section 4, the stability of the system is analyzed, and in section 5 the numerical results of the system dynamics are presented. The experimental study and its results are described in section 6, and section 7 concludes the paper.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Problem Statement</title>
      <p>The first mathematical model of the Vilnius oscillator was obtained by considering the excitation current as constant, an approach adopted by other researchers [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. The aim of this work is to obtain a new mathematical model of the Vilnius oscillator by considering the excitation current as a variable due to the oscillator’s electrical structure, and to study its dynamic response using numerical and experimental approaches in order to compare the results with the first model of Vilnius oscillator.</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Dynamic Model of Vilnius Oscillator</title>
      <p>As announced in the introduction, the structure of the Vilnius oscillator is very simple given the number and the type of its components (<xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>). In this work, we consider equations expanded in [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] with the difference that the current through resistor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is not constant as considered in [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. The aim here is to know if by considering that the excitation current is constant, this doesn’t have a significant influence on the dynamic response of the system. In fact, the considered current is established in the circuit due to the electric potential difference between the potential <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . With the above consideration coupled to Kirchhoff’s laws, the new mathematical model of Vilnius chaotic oscillator is obtained as follows: The current through the capacitor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and inductor <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> is given by Eq. (3.1).</p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(3.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId27.jpeg?20260327031243" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 1.</bold>Vilnius oscillator schematic.</p>
      <p>Between the ground and potential <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the relationship between the voltages across resistor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , inductor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and capacitor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is given by Eq.(3.2).</p>
      <disp-formula id="FD2">
        <label>(3.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>L</mml:mi>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>R</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Considering the branch between <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , current <inline-formula><mml:math><mml:mi> I </mml:mi></mml:math></inline-formula> is given by the following relation from the ohm’s law.</p>
      <disp-formula id="FD3">
        <label>(3.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>I</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In the previous model, the authors considered <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> I </mml:mi><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> a constant voltage delivered by a given battery. Normaly, to be strict about the electrical phenomenon at node <italic>N</italic>, when the circuit oscillates, the electrical potential <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies due to the variations of the voltages across the inductor and the capacitor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> then takes the form of Eq.(3.4).</p>
      <disp-formula id="FD4">
        <label>(3.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mi>S</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>According to Eqs.(3.3) and (3.4), it is clear that the excitation current <inline-formula><mml:math><mml:mi> I </mml:mi></mml:math></inline-formula> is not cinstant. Based on the fact that for a given perfect operational amplifier, the following relation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is considered, and used to establish that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> then Eq.(3.2) become Eq. (3.5) below:</p>
      <disp-formula id="FD5">
        <label>(3.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>R</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mi>C</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The law of nodes in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> is written as follows:</p>
      <disp-formula id="FD6">
        <label>(3.6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>I</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>D</mml:mi>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By combining Eq.(3.3) and Eq(3.4), Eq.(3.6) become the following equation.</p>
      <disp-formula id="FD7">
        <label>(3.7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>D</mml:mi>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD8">
        <label>(3.8)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>C</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>C</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>C</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>R</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>R</mml:mi>
                              <mml:mn>4</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>D</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Finally, the new model of vilnius oscillator is given by Eq.(3.8) which is a system of three first-order differential equations where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the capacitors whose voltages across them are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> respectively, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the current flowing through the coil <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the gain of the operational amplifier, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> D </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the current of the diode D<sub>1</sub>. </p>
      <disp-formula id="FD9">
        <label>(3.9)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>k</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD10">
        <label>(3.10)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>D</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mi>S</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>exp</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>C</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mi>B</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>T</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the reverse saturation current,<inline-formula><mml:math><mml:mi> e </mml:mi></mml:math></inline-formula> the electron charge, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> B </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the Boltzmann constant and <inline-formula><mml:math><mml:mi> T </mml:mi></mml:math></inline-formula> the temperature [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. According to the expression of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> D </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,the nonlinearity in Eq.(3.8) is due to the diode D<sub>1</sub> in the Vilnius electronic circuit. </p>
      <p>In goal to facilitate the numerical analysis of the system Eq.(3.8), dimensionless variables were proposed by [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] and improved as indicated in Eq.(3.11) and Eq.(3.12a) where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> is time.</p>
      <disp-formula id="FD11">
        <label>(3.11)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>w</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∗</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mi>B</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>and</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>with consider variables and parameters, Eq.(3.8) become Eq. (3.12a) below.</p>
      <disp-formula id="FD12">
        <label>(3.12a)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>τ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>τ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>τ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>exp</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD13">
        <label>(3.12b)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>C</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mmultiscripts>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mprescripts />
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:none />
                    </mml:mmultiscripts>
                    <mml:msub>
                      <mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>C</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>exp</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>V</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>C</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>V</mml:mi>
                                  <mml:mn>0</mml:mn>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In the coming sections, dynamic analysis of Vilnius system will be done based on Eq.(3.12a). Eq.(3.12b) is the one used by the researchers until now. Resistor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is going to be used as bifurcation parameter. In our dynamics study, we are going to consider <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Stability Analysis</title>
      <p>The first step for the analysis of the Vilnius dynamics is to study the stability of its equilibrium point <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> through Eq.(3.12a), by setting it equal to zero and obtain <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the solution of Eq.(4.1) which is nontrivial if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is different of 0.</p>
      <disp-formula id="FD14">
        <label>(4.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The stability of the given equilibrium point can be studied by using the eigenvalues equation</p>
      <disp-formula id="FD15">
        <label>(4.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>λ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Limit-cycle oscillation might occur if the solutions of Eq. (4.2) are pure imaginary values <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mi> ω </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the frequency of the corresponding harmonic oscillation which satisfies the following equation</p>
      <disp-formula id="FD16">
        <label>(4.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>ω</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>That allow to have the frequency expression as follows</p>
      <disp-formula id="FD17">
        <label>(4.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ω</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Based on Eq.(4.4) <inline-formula><mml:math><mml:mi> ω </mml:mi></mml:math></inline-formula> exist if only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , this means that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mi> ln </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mo> ⇒ </mml:mo></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> ln </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>5. Numerical Results</title>
      <sec id="sec5dot1">
        <title>5.1. Time Response</title>
        <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> nF </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 147 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> pF </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> mH </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> V </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 20 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> k </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.3 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> mA </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.026 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> V </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> k </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the values used for numerical and experimental studies. For each regime, the initial conditions are: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>The results of numerical simulation were obtained using python’s odeint solver with a step size of 0.02 for the time response and the phase portrait. Regarding the bifurcation diagram, we used a fourth-order Runge-Kutta algorithm. The transient regime was eliminated by considering the minimun time equal to 0.01second to search for lacals maximun.</p>
        <p>(<xref ref-type="fig" rid="fig2">Figures 2-4</xref>) are time reponse of the system based on the proposed model and the common used model which show that depending on the values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the system can behave differently. We observe that the time response of the two models can be slightly different for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2(a)</xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2(b)</xref>). This difference becomes more pronounced for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 250 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; while the proposed model exhibits biperiodic oscillations (<xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4(a)</xref>), the other model is already in a chaotic dynamic (<xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4(b)</xref>).</p>
        <fig id="fig2">
          <label>Figure 2</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId169.jpeg?20260327031245" />
        </fig>
        <p>(a)</p>
        <fig id="fig3">
          <label>Figure 3</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId170.jpeg?20260327031245" />
        </fig>
        <p>(b)</p>
        <p><bold>Figure 2</bold>. Time response for proposed model (a) and previous model (b) <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <fig id="fig4">
          <label>Figure 4</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId173.jpeg?20260327031245" />
        </fig>
        <p>(a)</p>
        <fig id="fig5">
          <label>Figure 5</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId174.jpeg?20260327031245" />
        </fig>
        <p>(b)</p>
        <p><bold>Figure 3</bold>. Time response for proposed model (a) and previous model (b) <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <fig id="fig6">
          <label>Figure 6</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId176.jpeg?20260327031245" />
        </fig>
        <p>(a)</p>
        <fig id="fig7">
          <label>Figure 7</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId177.jpeg?20260327031245" />
        </fig>
        <p>(b)</p>
        <p><bold>Figure 4</bold>. Time response for proposed model (a) and previous model (b) <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      </sec>
      <sec id="sec5dot2">
        <title>5.2. Bifurcation Diagram and Lyapunov Exponents Curve</title>
        <p>The largest Lyapunov exponents are compute following the formula:</p>
        <disp-formula id="FD18">
          <label>(4.5)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>lim</mml:mi>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mi>ln</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>→</mml:mo>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a small perturbation at time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>Figures (<xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref>) are bifurcation diagram and Lyapunov exponent of Vilnius oscillator respectivly obtained with Eq.(3.12a) that we proposed. The bifurcation parameter here are the values of resistor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which sets the voltage at the non-inverting terminal of the operational amplifier. Depending of the values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the system presents different types of dynamics. Thus, when <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 50 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the system converging toward a fixed point. In the same way, for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 50 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 175 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the system presents harmonic oscillations. For the values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 175 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 270 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we observe the multiperiodicity oscillations. When <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 270 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 920 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the system become chaotic with certain windows of stability and for the values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> around 920Ω we can observe again the multiperiodic oscillations. <xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref> represents the curve of the variations of the Lyapunov exponents of the Vilnius oscillator. This curve is in agreement with the bifurcation diagram. It is clearly observed that for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 270 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the system is stable. For <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> slightly greater than 300Ω, the system become chaotic with a zone of stability observed for certain values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This result suggests that chaos appears early in the classical oscillator model and thus highlights the difference between this </p>
        <fig id="fig8">
          <label>Figure 8</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId209.jpeg?20260327031246" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 5</bold><bold>.</bold> Bifurcation diagram for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 920 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <fig id="fig9">
          <label>Figure 9</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId212.jpeg?20260327031246" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 6</bold><bold>.</bold> Largest Lyapunov exponents diagram for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 920 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>model and the one proposed. <xref ref-type="fig" rid="fig7">Figure 7</xref> presents phase portrait of the circuit relative to voltage across the capacitor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the current flowing through them for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 450 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It is clearly obseved that the dynamics of the circuit is chaotic as announced by the bifurcation diagram and the largest Lyapunov exponent curve. At this level, we can say that, with a given value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the dynamics of the Vilnius oscillator can exhibit different behaviors just by varying the values of the resistor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This can therefore open a large possibility to apply effectively and efficiently the Vilnius oscillator in engineering by acting on the system at the appropriate point to have a usful signal.</p>
        <fig id="fig10">
          <label>Figure 10</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId232.jpeg?20260327031246" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 7</bold><bold>.</bold> Phase portrait.</p>
      </sec>
      <sec id="sec5dot3">
        <title>5.3. Frequency Responses</title>
        <disp-formula id="FD19">
          <label>(5.1)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD20">
          <label>(5.1)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>τ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>τ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>τ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mi>sin</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>Ω</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>τ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>c</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>exp</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig8">Figure 8(a)</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig8">Figure 8(b)</xref> represent the frequency response of the system obtained respectively by the proposed model and the currently used model. We can observe a slight difference, but the maximum voltage across capacitor <italic>C</italic><sub>1</sub> and the resonant frequency are approximataly the same. However, the resonance is sharper in the proposed model than the classical one.</p>
        <fig id="fig11">
          <label>Figure 11</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId249.jpeg?20260327031246" />
        </fig>
        <p>(a)</p>
        <fig id="fig12">
          <label>Figure 12</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId250.jpeg?20260327031247" />
        </fig>
        <p>(b)</p>
        <p><bold>Figure 8</bold><bold>.</bold> Frequency response for the proposed model (a) and previous model (b).</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Expermental Results</title>
      <p>Experimental setup consisting of an electronic circuit built with an operational amplifier (TL081), capacitors, coil, diode(1N4148), resistors and batteries whose values are contained in <bold>Table 1</bold>. Two batteries of 9 V are used to supply −9 and 9 V to the operational amplifier. Two other batteries of 1.5 V are use to power the circuit. The resistor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is replaced by the potentiometer of 1k. The 47 pF and 100 pF capacitors were connected in parallel to obtain an equivalent of 147 pF.</p>
      <p>The experimental activity consisted of two steps. In the First step, we studied the temporal response (<xref ref-type="fig" rid="fig9">Figure 9</xref>) of the system. To achieve that, the resistor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> connected between the non-inverting input of the operational amplifier and the ground was replaced by a potentiometer of 1 kΩ. By varying the potentiometer between its minimum and maximum values, different dynamics were observed on the oscilloscope screen. In the second step, the frequency response of the system was studied (<xref ref-type="fig" rid="fig10">Figure 10</xref>). This involved replacing the DC drive voltage with a 3 V AC voltage supplied by a low-frequency generator. We varied the generator frequency between 100 kHz and 200 kHz, which allowed us to obtain the values in <bold>Table 2</bold><bold>.</bold></p>
      <p><bold>Table 1</bold><bold>.</bold> Values of capacitors, coil and resistances used in the electronic circuit.</p>
      <table-wrap id="tbl1">
        <label>Table 1</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>Components</td>
              <td>Values</td>
              <td>Quantities</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Coil</td>
              <td>1 mH</td>
              <td>01</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Capacitor</td>
              <td>1 nF</td>
              <td>01</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Capacitor</td>
              <td>47 pF</td>
              <td>01</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Capacitor</td>
              <td>100 pF</td>
              <td>01</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Resistor</td>
              <td>1 k</td>
              <td>02</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Resistor</td>
              <td>20 k</td>
              <td>01</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Potentiometer</td>
              <td>1 k</td>
              <td>01</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <fig id="fig13">
        <label>Figure 13</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId255.jpeg?20260327031248" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 9</bold><bold>.</bold> Experimental setup.</p>
      <fig id="fig14">
        <label>Figure 14</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId256.jpeg?20260327031247" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 10</bold><bold>.</bold> Experimental setup for frequency response.</p>
      <p><bold>Table 2</bold><bold>.</bold> Experimental values of frequency and voltage.</p>
      <table-wrap id="tbl2">
        <label>Table 2</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>
                <italic>f</italic>
                (Khz)
              </td>
              <td>100</td>
              <td>105</td>
              <td>110</td>
              <td>115</td>
              <td>119</td>
              <td>120</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <italic>U</italic>
                (V)
              </td>
              <td>0.43</td>
              <td>0.51</td>
              <td>0.64</td>
              <td>0.96</td>
              <td>1.84</td>
              <td>2.6</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>125</td>
              <td>130</td>
              <td>135</td>
              <td>140</td>
              <td>145</td>
              <td>150</td>
              <td>155</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>2.8</td>
              <td>0.92</td>
              <td>0.53</td>
              <td>0.36</td>
              <td>0.244</td>
              <td>0.192</td>
              <td>0.156</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>160</td>
              <td>165</td>
              <td>170</td>
              <td>175</td>
              <td>180</td>
              <td>185</td>
              <td>190</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>0.13</td>
              <td>0.11</td>
              <td>0.096</td>
              <td>0.088</td>
              <td>0.07</td>
              <td>0.062</td>
              <td>0.05</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <p>We then plotted the corresponding curve in <xref ref-type="fig" rid="fig11">Figure 11</xref>. The experimental results obtained from the Vilnius eletronic oscillator show a qualitative agreement with the theoretical model as presented in <xref ref-type="fig" rid="fig12">Figure 12</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig13">Figure 13</xref> which are predicted by <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2(a)</xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3(a)</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig7">Figure 7</xref>. Theoretically, the model predicts a range of regimes, including sationary, harmonic oscillation, multiperiodic oscillation, and chaos as indicated by the bifurcation diagram and Lyapunov exponent curve (<xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref>,<xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref>). Experimentally, we observed stationary regime, harmonic oscillation (<xref ref-type="fig" rid="fig12">Figure 12</xref>), chaotic regime (<xref ref-type="fig" rid="fig13">Figure 13</xref>) and an additional regime that was not predicted by the theoretical model (<xref ref-type="fig" rid="fig14">Figure 14</xref>). This unexpected regime appears to be due to the saturation of the components used, particularly the operational amplifier TL081, which is not accounted in the theoretical model. Notably, the theoretical model predicts a chaotic regime with possible windows of stable oscillation for certain parameter values, whereas experimentally, we observed a distinct regime that does not fit into the predicted chaotic behavior zone. In the same way, harmonic oscillation that was not predicted theoretically in the absence of the driven voltage appears experimentally with oscillation frequency equal to 168.92 kHz (<xref ref-type="fig" rid="fig15">Figure 15</xref>).</p>
      <fig id="fig15">
        <label>Figure 15</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId257.jpeg?20260327031247" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 11</bold><bold>.</bold> Experimental frequency response.</p>
      <fig id="fig16">
        <label>Figure 16</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId258.jpeg?20260327031247" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 12</bold><bold>.</bold> Experimental harmonic oscillation.</p>
      <fig id="fig17">
        <label>Figure 17</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId259.jpeg?20260327031247" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 13</bold><bold>.</bold> Experimental chaotic regime.</p>
      <fig id="fig18">
        <label>Figure 18</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId260.jpeg?20260327031248" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 14</bold><bold>.</bold> Experimental unpredicted regime.</p>
      <fig id="fig19">
        <label>Figure 19</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340370-rId261.jpeg?20260327031248" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 15</bold><bold>.</bold> Free oscillation response.</p>
      <p>Concerning the frequency response, the theoretical curve in <xref ref-type="fig" rid="fig8">Figure 8</xref> shows the resonance peak around 156 kHz whereas the experimental value is around 121 kHz (<xref ref-type="fig" rid="fig11">Figure 11</xref>). This difference between the theoretical and experimental resonance frequency values may be due to a modeling flaw, or even a possible interaction between the earth’s magnetic field and that of the coil, thus modifying the inductance of the latter. These discrepancies highlight the limitations of the model and the importance of considering the nonlinear dynamics and component limitations such as construction uncertainties on the values of the resistances, the diode ideality factor in the system modelling. Despite these differences, the experimental results provide valuable insights into the behavior of Vilnius oscillation and demonstrate the richness of the system’s dynamics. The experimental study also showed that the chaotic regime appears for <italic>R</italic><sub>1</sub> values greater than 300 Ω, which is in agreement with the dynamic behavior of the proposed model. The lack of certain dynamics and additional regimes observed experimentally provides a new perspective on the system’s behavior for further work which will consist of refining the theoretical model of the system. </p>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Conclusion</title>
      <p>In this paper, a new mathematical model of the Vilnius oscillator was derived from Kirchhoff's laws, by considering the excitation current as a variable. Theoretically, the time and frequency responses of the proposed model were determined, revealing a rich dynamic behavior as well as the system’s natural frequency. Analysis of the bifurcation diagram and the Lyapunov exponent curve allowed us to identify different bifurcation phases, as well as chaotic and stable regions of the system, as a function of the values of its components and the control parameter. Subsequently, an experimental study with real components was conducted, demonstrating a qualitative agreement with the proposed theoretical model, compared to the previous one, particularly regarding the emergence of the chaotic regime as a function of the control parameter values. This study also yielded a real resonance frequency slightly different from the theoretical frequency by approximately 36 kHz. The results of the proposed model showed that variations in the excitation current have a significant influence on the dynamic response of this oscillator and must be taken into account in future work. Finally, the experimental results revealed certain imperfections in the theoretical model, thus paving the way for its improvement and potential applications of the Vilnius oscillator in engineering.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Nana, B., Woafo, P. and Domngang, S. (2009) Chaotic Synchronization with Experimental Application to Secure Communications. <italic>Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation</italic>, 14, 2266-2276. https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2008.06.028 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2008.06.028</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2008.06.028">https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2008.06.028</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Nana, B.</string-name>
              <string-name>Woafo, P.</string-name>
              <string-name>Domngang, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2009</year>
            <article-title>Chaotic Synchronization with Experimental Application to Secure Communications</article-title>
            <source>Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation</source>
            <volume>14</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2008.06.028</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Nana, B. and Woafo, P. (2015) Chaotic Masking of Communication in an Emitter-Relay-Receiver Electronic Setup. <italic>Nonlinear Dynamics</italic>, 82, 899-908. https://doi.org/10.1007/s11071-015-2204-0 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11071-015-2204-0</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11071-015-2204-0">https://doi.org/10.1007/s11071-015-2204-0</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Nana, B.</string-name>
              <string-name>Woafo, P.</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>Chaotic Masking of Communication in an Emitter-Relay-Receiver Electronic Setup</article-title>
            <source>Nonlinear Dynamics</source>
            <volume>82</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11071-015-2204-0</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Tcheutchoua Fossi, D.O. and Woafo, P. (2011) Dynamics of an Electromechanical System with Angular and Ferroresonant Nonlinearities. <italic>Journal of Vibration and Acoustics</italic>, 133, Article ID: 061018. https://doi.org/10.1115/1.4004938 <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.4004938</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4004938">https://doi.org/10.1115/1.4004938</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Fossi, D.O.</string-name>
              <string-name>Woafo, P.</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>Dynamics of an Electromechanical System with Angular and Ferroresonant Nonlinearities</article-title>
            <source>Journal of Vibration and Acoustics</source>
            <volume>133</volume>
            <fpage>061018</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.4004938</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Kocamaz, U.E. and Uyaroğlu, Y. (2014) Synchronization of Vilnius Chaotic Oscillators with Active and Passive Control. <italic>Journal of Circuits</italic>, <italic>Systems and Computers</italic>, 23, Article ID: 1450103. https://doi.org/10.1142/s0218126614501035 <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0218126614501035</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1142/s0218126614501035">https://doi.org/10.1142/s0218126614501035</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kocamaz, U.E.</string-name>
              <string-name>Circuits, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>Synchronization of Vilnius Chaotic Oscillators with Active and Passive Control</article-title>
            <source>Journal of Circuits</source>
            <volume>23</volume>
            <fpage>145010</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0218126614501035</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Ribordy, L. and Sands, T. (2023) Chaotic Van Der Pol Oscillator Control Algorithm Comparison. <italic>Dynamics</italic>, 3, 202-213. https://doi.org/10.3390/dynamics3010012 <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/dynamics3010012</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3390/dynamics3010012">https://doi.org/10.3390/dynamics3010012</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ribordy, L.</string-name>
              <string-name>Sands, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Chaotic Van Der Pol Oscillator Control Algorithm Comparison</article-title>
            <source>Dynamics</source>
            <volume>3</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/dynamics3010012</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Tamaševičius, A., Mykolaitis, G., Pyragas, V. and Pyragas, K. (2004) A Simple Chaotic Oscillator for Educational Purposes. <italic>European Journal of Physics</italic>, 26, 61-63. https://doi.org/10.1088/0143-0807/26/1/007 <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0143-0807/26/1/007</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1088/0143-0807/26/1/007">https://doi.org/10.1088/0143-0807/26/1/007</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mykolaitis, G.</string-name>
              <string-name>Pyragas, V.</string-name>
              <string-name>Pyragas, K.</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>A Simple Chaotic Oscillator for Educational Purposes</article-title>
            <source>European Journal of Physics</source>
            <volume>26</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0143-0807/26/1/007</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Dmitrijs, P., Sergejs, T., Victor, C. and Ipatovs, A. (2022) Study of Nonlinear Dynamics of Vilnius Oscillator. In: <italic>Nonlinear Dynamics and Applications</italic>, Springer, 1219-1228.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Dmitrijs, P.</string-name>
              <string-name>Sergejs, T.</string-name>
              <string-name>Victor, C.</string-name>
              <string-name>Ipatovs, A.</string-name>
              <string-name>Applications, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Study of Nonlinear Dynamics of Vilnius Oscillator</article-title>
            <source>In: Nonlinear Dynamics and Applications</source>
            <volume>1219</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Babajans, R., Cirjulina, D., Capligins, F., Kolosovs, D., Grizans, J. and Litvinenko, A. (2023) Performance Analysis of Vilnius Chaos Oscillator-Based Digital Data Transmission Systems for IoT. <italic>Electronics</italic>, 12, Article No. 709. https://doi.org/10.3390/electronics12030709 <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/electronics12030709</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3390/electronics12030709">https://doi.org/10.3390/electronics12030709</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Babajans, R.</string-name>
              <string-name>Cirjulina, D.</string-name>
              <string-name>Capligins, F.</string-name>
              <string-name>Kolosovs, D.</string-name>
              <string-name>Grizans, J.</string-name>
              <string-name>Litvinenko, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Performance Analysis of Vilnius Chaos Oscillator-Based Digital Data Transmission Systems for IoT</article-title>
            <source>Electronics</source>
            <volume>12</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/electronics12030709</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zhang, F., Gao, R., Huang, Z., Jiang, C., Chen, Y. and Zhang, H. (2022) Complex Modified Projective Difference Function Synchronization of Coupled Complex Chaotic Systems for Secure Communication in WSNs. <italic>Mathematics</italic>, 10, Article No. 1202. https://doi.org/10.3390/math10071202 <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math10071202</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3390/math10071202">https://doi.org/10.3390/math10071202</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhang, F.</string-name>
              <string-name>Gao, R.</string-name>
              <string-name>Huang, Z.</string-name>
              <string-name>Jiang, C.</string-name>
              <string-name>Chen, Y.</string-name>
              <string-name>Zhang, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Complex Modified Projective Difference Function Synchronization of Coupled Complex Chaotic Systems for Secure Communication in WSNs</article-title>
            <source>Mathematics</source>
            <volume>10</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math10071202</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Ipatovs, A., Victor, I.C., Pikulins, D., Tjukovs, S. and Litvinenko, A. (2023) Complete Bifurcation Analysis of the Vilnius Chaotic Oscillator. <italic>Electronics</italic>, 12, Article No. 2861. https://doi.org/10.3390/electronics12132861 <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/electronics12132861</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3390/electronics12132861">https://doi.org/10.3390/electronics12132861</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ipatovs, A.</string-name>
              <string-name>Victor, I.C.</string-name>
              <string-name>Pikulins, D.</string-name>
              <string-name>Tjukovs, S.</string-name>
              <string-name>Litvinenko, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Complete Bifurcation Analysis of the Vilnius Chaotic Oscillator</article-title>
            <source>Electronics</source>
            <volume>12</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/electronics12132861</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>