一種利用自偏置電路擾動輸出頻率的振蕩器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于基本電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用自偏置電路擾動頻率輸出的振蕩器電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在智能卡的應(yīng)用中，通常都會使用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路為卡片的安全驗(yàn)證提供密鑰，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器作為安全驗(yàn)證的密鑰產(chǎn)生模塊是必不可少的。隨著安全性能的要求越來越高，隨機(jī)數(shù)序列不可預(yù)測的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器得到廣泛采用。真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器主要有三種基本結(jié)構(gòu):基于電阻熱噪聲、基于混沌原理、低頻時鐘采樣高頻時鐘。其中基于振蕩器采樣的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路實(shí)現(xiàn)簡單，在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用較多。
[0003]出于隨機(jī)性的需要，希望得到一個jitter較大的振蕩器，但是常規(guī)振蕩器的jitter 一般無法滿足要求，因此需要想辦法給振蕩器提供額外的擾動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種利用自偏置電路擾動頻率輸出的振蕩器電路，通過控制自偏置電路中的電阻來擾動振蕩器的輸出頻率。如圖1所示，該電路包括一個自偏置電路，其偏置狀態(tài)由P1、P2、P3……Pn這些倒寬長比的器件決定。這些器件等效于較大電阻，通過控制器件的導(dǎo)通/關(guān)斷，來控制自偏置電路中的阻值，從而控制自偏置電路的狀態(tài)。這個偏置加到后面的環(huán)路振蕩器上，就達(dá)到了控制振蕩器輸出頻率的目的。
[0005]電阻器件的導(dǎo)通/關(guān)斷是由邏輯信號控制，可以用算法模塊控制，從而更好的增加隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的隨機(jī)性。
【附圖說明】
[0006]圖1是比較相等電阻產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0007]圖2是4個器件導(dǎo)通并聯(lián)得到的振蕩器頻率。
[0008]圖3是I個器件導(dǎo)通并聯(lián)得到的振蕩器頻率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖具體介紹本發(fā)明工作原理:
[0010]圖1是利用自偏置電路擾動頻率輸出的振蕩器電路結(jié)構(gòu)圖。該電路包括一個自偏置電路，自偏置電路中，若干并聯(lián)的倒寬長比的PMOS器件并聯(lián)，其尺寸和并聯(lián)個數(shù)決定等效電阻的大小，從而決定偏置電路的偏置電流大小。在電路工作過程中，可以隨時通過這些PMOS器件的導(dǎo)通/關(guān)斷，來控制自偏置電路中的阻值，從而控制偏置電流的大小。這個自偏置電路用電流鏡的方式成為后面環(huán)路振蕩器的偏置，環(huán)路振蕩器的翻轉(zhuǎn)速度由偏置電流的大小決定。在電路工作過程中，改變自偏置電路中PMOS器件的導(dǎo)通個數(shù)，即可改變偏置電流的大小，從而改變振蕩器輸出頻率。
[0011]圖2是4個器件導(dǎo)通并聯(lián)得到的振蕩器頻率。
[0012]圖3是I個器件導(dǎo)通并聯(lián)得到的振蕩器頻率。
[0013]本發(fā)明利用控制自偏置電路中的P1、P2……Pn等PMOS器件的導(dǎo)通/關(guān)閉，來控制接入自偏置電路的阻值，從而控制自偏置電路的偏置狀態(tài)、控制振蕩器的頻率輸出。在應(yīng)用于真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器時，這種結(jié)構(gòu)可以大大提高振蕩器抖動的范圍，提高輸出序列的隨機(jī)性。
[0014]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇由各權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用自偏置電路擾動頻率輸出的振蕩器電路，其特征在于該電路包括電阻可調(diào)的自偏置電路，電流受控的振蕩器；電阻可調(diào)的自偏置電路，其偏置電壓輸出給環(huán)路振蕩器作為偏置，其偏置的大小，決定環(huán)路振蕩器的輸出頻率；所述自偏置電路中，多個倒寬長比的PMOS器件并聯(lián)，通過控制PMOS器件的導(dǎo)通/關(guān)斷，來控制自偏置電路中的阻值，從而控制偏置電流的大?。蛔云秒娐酚秒娏麋R的方式成為振蕩器的偏置，振蕩器的翻轉(zhuǎn)速度由偏置電流的大小決定，從而改變振蕩器輸出頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于通過變化自偏置電路中的電阻值控制振蕩器的輸出頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于PMOS器件的尺寸和并聯(lián)個數(shù)決定等效電阻的大小。
【專利摘要】本發(fā)明為一種利用自偏置電路擾動輸出頻率的振蕩器電路和方法，因?yàn)檩敵鲱l率變化范圍較大且可控，可用于基于振蕩器采樣的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路。應(yīng)用于隨機(jī)數(shù)發(fā)生器時，比只依賴于噪聲擾動的振蕩器頻率輸出范圍更大，更有利于提高隨機(jī)性。
【IPC分類】G06F7-58, H03B5-04
【公開號】CN104702213
【申請?zhí)枴緾N201410427267
【發(fā)明人】于慧紅
【申請人】北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年8月27日