[发明专利]一种利用自偏置电路扰动输出频率的振荡器电路

说明书

技术领域

本发明属于基本电路设计技术领域，涉及一种利用自偏置电路扰动频率输出的振荡器电路结构。

背景技术

在智能卡的应用中，通常都会使用随机数发生器电路为卡片的安全验证提供密钥，真随机数发生器作为安全验证的密钥产生模块是必不可少的。随着安全性能的要求越来越高，随机数序列不可预测的真随机数发生器得到广泛采用。真随机数发生器主要有三种基本结构：基于电阻热噪声、基于混沌原理、低频时钟采样高频时钟。其中基于振荡器采样的随机数发生器电路实现简单，在实际产品中应用较多。

出于随机性的需要，希望得到一个jitter较大的振荡器，但是常规振荡器的jitter一般无法满足要求，因此需要想办法给振荡器提供额外的扰动。

发明内容

本发明公开了一种利用自偏置电路扰动频率输出的振荡器电路，通过控制自偏置电路中的电阻来扰动振荡器的输出频率。如图1所示，该电路包括一个自偏置电路，其偏置状态由P1、P2、P3……Pn这些倒宽长比的器件决定。这些器件等效于较大电阻，通过控制器件的导通/关断，来控制自偏置电路中的阻值，从而控制自偏置电路的状态。这个偏置加到后面的环路振荡器上，就达到了控制振荡器输出频率的目的。

电阻器件的导通/关断是由逻辑信号控制，可以用算法模块控制，从而更好的增加随机数发生器的随机性。

附图说明

图1是比较相等电阻产生真随机数的电路结构图。

图2是4个器件导通并联得到的振荡器频率。

图3是1个器件导通并联得到的振荡器频率。

具体实施方式

下面结合附图具体介绍本发明工作原理：

图1是利用自偏置电路扰动频率输出的振荡器电路结构图。该电路包括一个自偏置电路，自偏置电路中，若干并联的倒宽长比的PMOS器件并联，其尺寸和并联个数决定等效电阻的大 小，从而决定偏置电路的偏置电流大小。在电路工作过程中，可以随时通过这些PMOS器件的导通/关断，来控制自偏置电路中的阻值，从而控制偏置电流的大小。这个自偏置电路用电流镜的方式成为后面环路振荡器的偏置，环路振荡器的翻转速度由偏置电流的大小决定。在电路工作过程中，改变自偏置电路中PMOS器件的导通个数，即可改变偏置电流的大小，从而改变振荡器输出频率。

图2是4个器件导通并联得到的振荡器频率。

图3是1个器件导通并联得到的振荡器频率。

本发明利用控制自偏置电路中的P1、P2……Pn等PMOS器件的导通/关闭，来控制接入自偏置电路的阻值，从而控制自偏置电路的偏置状态、控制振荡器的频率输出。在应用于真随机数发生器时，这种结构可以大大提高振荡器抖动的范围，提高输出序列的随机性。

应当理解的是，本实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制。有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴由各权利要求限定。