一種基于真隨機數發(fā)生器的擴展頻譜CMOS振蕩器的設

由于t放約占(t放+t充)的1％，因此計算時(shí)可以忽略t放，在仿真時(shí)改變R1的大小，就可以達到預期的目標。

整個(gè)電路輸出時(shí)鐘為：

4 擴展頻譜振蕩器整體電路的仿真結果

4.1 真隨機數發(fā)生器電路的仿真

真隨機數發(fā)生器電路的仿真如圖4所示。c5，c6，c7，a10為串聯(lián)的D觸發(fā)器中最后四位的輸出信號，從仿真結果中可見(jiàn)，在開(kāi)始幾個(gè)微秒內，這四位隨機信號沒(méi)有變化，則輸出的時(shí)鐘信號的周期保持不變；在幾個(gè)微秒之后，這四位隨機信號隨機變化，則輸出時(shí)鐘的頻率以基頻為最小值隨機變化。此后，輸出時(shí)鐘信號的周期將隨著(zhù)這四位隨機信號的改變而變化。

4.2 振蕩器整體電路的仿真

通過(guò)Cadence spectre仿真工具對電路進(jìn)行仿真驗證，當隨機開(kāi)關(guān)都關(guān)閉時(shí)振蕩器的振蕩頻率為1 MHz；而當隨機開(kāi)關(guān)管都打開(kāi)時(shí)振蕩器的振蕩頻率為1.6 MHz。振蕩器的輸出為隨機信號如圖5所示。a2是對應于Vout的輸出時(shí)鐘信號。從仿真波形可見(jiàn)，輸出時(shí)鐘信號a2的周期隨機變化，驗證了所設計的電路的正確性。

5 試驗情況

將上述電路應用于DC／DC轉換器電路，在輸出電流為500 mA，輸出電容為10 μF的條件下進(jìn)行整體測試。同時(shí)將DC／DC轉換器的頻率固定，即將振蕩器的隨機控制信號置為低電平，在輸出電流為500 mA，輸出電容為22μF的條件進(jìn)行整體測試。測試結果表明，使用擴展頻譜振蕩器電路的轉換器的輸出電容值僅為固定頻率轉換器的一半，但是峰值大于20 dBm的輸出噪聲很明顯地減少了。由此可見(jiàn)，采用擴展頻譜振蕩器的轉換器抑制噪聲的能力比工作頻率固定的轉換器強。

6 結語(yǔ)

本文利用真隨機數發(fā)生器產(chǎn)生隨機信號控制充電恒流源電流大小，完成了一種擴展頻譜振蕩器電路的設計。仿真結果表明，在5 V電源電壓下，利用隨機數發(fā)生器產(chǎn)生的控制信號實(shí)現了擴展頻譜振蕩器在1～1.6 MHz的范圍頻譜內隨機變化，隨機振蕩信號性能良好，能滿(mǎn)足實(shí)際電路需要。