真随机信号生成电路、方法、展频时钟发生器及芯片与流程

本申请涉及电子电路，具体涉及一种真随机信号生成电路、方法、展频时钟发生器及芯片。

背景技术：

1、伪随机序列在误码率测量、时延测量、扩谱通信、通信加密及分离多径等方面都有十分广泛的应用。但是，伪随机序列并不是真正的随机，当伪随机数达到一定数量时，伪随机序列最终一定会重复。因此，如何产生不会重复的真随机数一直是本领域技术人员研究的热点。

技术实现思路

1、鉴于以上问题，本申请实施例提供一种真随机信号生成电路、方法、展频时钟发生器及芯片，能够产生真随机信号。

2、本申请实施例是采用以下技术方案实现的：

3、一种真随机信号生成电路，包括噪声提取电路以及稳压电路，噪声提取电路用于对随机白噪声信号进行滤波处理，并输出至少一个指定频段的噪声信号；以及稳压电路，稳压电路连接噪声提取电路，并用于基于预设的基准电压信号对至少一个指定频段的噪声信号进行叠加处理，以获取并输出随机电压信号。

4、进一步地，噪声提取电路用于输出一个指定频段的噪声信号，稳压电路用于将该指定频段的噪声信号与预设的基准电压信号进行叠加，以获取并输出随机电压信号。

5、进一步地，噪声提取电路用于输出多个指定频段的噪声信号，真随机信号生成电路还包括求和电路，求和电路连接于噪声提取电路与稳压电路之间，用于将多个指定频段的噪声信号进行求和，并向稳压电路输出求和后的噪声信号；稳压电路还用于将求和后的噪声信号与预设的基准电压信号进行叠加，以获取并输出随机电压信号。

6、进一步地，噪声提取电路用于输出多个指定频段的噪声信号，真随机信号生成电路还包括求和电路，求和电路连接于噪声提取电路与稳压电路之间，且用于在噪声提取电路输出多个指定频段的噪声信号时，随机对至少两个指定频段的噪声信号进行求和，并向稳压电路输出求和后的噪声信号；稳压电路还用于将求和后的噪声信号与预设的基准电压信号进行叠加，以获取并输出随机电压信号。

7、进一步地，多个指定频段的噪声信号中包括第一噪声信号以及至少一个第二噪声信号；真随机信号生成电路还包括量化器以及补偿网络；量化器连接噪声提取电路，且用于以第一噪声信号为基准，对每个第二噪声信号进行量化，并输出至少一个量化信号；补偿网络连接量化器、噪声提取电路以及求和电路，且用于根据每个量化信号，对于量化信号对应的第二噪声信号进行加权补偿，以使每两个指定频段的噪声信号的噪声能量值之差小于预设阈值，并将补偿后的第二噪声信号输出到求和电路；求和电路用于对第一噪声信号与补偿后的第二噪声信号进行求和，以向稳压电路输出求和后的噪声信号。

8、进一步地，补偿网络对与量化信号对应的第二噪声信号进行加权补偿，包括当第二噪声信号的噪声能量值小于第一噪声信号的噪声能量值时，补偿网络用于根据第二噪声信号对应的量化信号对第二噪声信号进行正向增益补偿；当第二噪声信号能量值大于第一噪声能量值时，补偿网络用于根据第二噪声信号对应的量化信号对第二噪声信号进行反向衰减补偿。

9、进一步地，噪声提取电路包括-3db/oct滤波器、至少一个指定频段的带通滤波器、全波整流电路以及低通滤波器；每个带通滤波器的输入端分别连接-3db/oct滤波器的输出端，每个带通滤波电路的输出端分别通过全波整流电路连接至低通滤波器。

10、进一步地，稳压电路包括电压电流转换器、开关管、开关驱动电路、带隙基准源以及电阻反馈网络，电压电流转换器的输入端连接噪声提取电路的输出端、输出端连接开关驱动电路的第一输入端；带隙基准源连接开关驱动电路的第二输入端；开关驱动电路的输出端连接开关管的驱动端；开关管的第一端连接电源、第二端连接电压电流转换器的输出端；电阻反馈网络的一端连接在电压电流转换器的输出端与开关驱动电路的第一输入端之间、另一端连接开关管的第二端。

11、进一步地，噪声信号的噪声能量值为指定频段内与噪声能量相关的噪声均方根有效值。

12、本申请实施例还提供一种真随机信号生成方法，包括对随机白噪声信号进行滤波处理，并输出至少一个指定频段的噪声信号；以及基于预设的基准电压信号对至少一个指定频段的噪声信号进行叠加处理，以获取并输出随机电压信号。

13、进一步地，基于预设的基准电压信号对至少一个指定频段的噪声信号进行叠加处理，包括：当指定频段的噪声信号为一个时，将该指定频段的噪声信号与预设的基准电压信号进行叠加；以及当指定频段的噪声信号为多个时，对多个指定频段的噪声信号进行加权求和，并将加权求和后的噪声信号与预设的基准电压信号进行叠加。

14、本申请实施例还提供一种展频时钟发生器，包括振荡器以及如上述任一项的真随机信号生成电路，振荡器连接真随机信号生成电路中的稳压电路。

15、本申请实施例还提供一种芯片，包括上述任一项的真随机信号生成电路。

16、本申请提供的真随机信号生成电路，通过设置噪声提取电路以及稳压电路，对随机白噪声信号进行滤波处理，并输出至少一个指定频段的噪声信号，并基于预设的基准电压信号对至少一个指定频段的噪声信号进行叠加处理，以获取并输出随机电压信号，从而得到不会重复的真随机数。

17、本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

技术特征：

1.一种真随机信号生成电路，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的真随机信号生成电路，其特征在于，所述求和电路用于将所述多个指定频段的噪声信号进行求和，并向所述稳压电路输出求和后的噪声信号；所述稳压电路还用于将所述求和后的噪声信号与所述预设的所述基准电压信号进行叠加，以获取并输出所述随机电压信号。

3.如权利要求1所述的真随机信号生成电路，其特征在于，所述求和电路用于在所述噪声提取电路输出多个指定频段的噪声信号时，随机对至少两个指定频段的噪声信号进行求和，并向所述稳压电路输出求和后的噪声信号；所述稳压电路还用于将所述求和后的噪声信号与所述预设的所述基准电压信号进行叠加，以获取并输出所述随机电压信号。

4.如权利要求1所述的真随机信号生成电路，其特征在于，所述补偿网络对与所述量化信号对应的第二噪声信号进行加权补偿，包括：

5.如权利要求2或3所述的真随机信号生成电路，其特征在于，所述噪声提取电路包括-3db/oct滤波器、至少一个指定频段的带通滤波器、全波整流电路以及低通滤波器；每个所述带通滤波器的输入端分别连接所述-3db/oct滤波器的输出端，每个所述带通滤波器的输出端分别通过所述全波整流电路连接至所述低通滤波器。

6.如权利要求1所述的真随机信号生成电路，其特征在于，所述稳压电路包括电压电流转换器、开关管、开关驱动电路、带隙基准源以及电阻反馈网络，所述电压电流转换器的输入端连接所述求和电路的输出端、输出端连接所述开关驱动电路的第一输入端；所述带隙基准源连接所述开关驱动电路的第二输入端；所述开关驱动电路的输出端连接所述开关管的驱动端；所述开关管的第一端连接电源、第二端连接所述电压电流转换器的输出端；所述电阻反馈网络的一端连接在所述电压电流转换器的输出端与所述开关驱动电路的第一输入端之间、另一端连接所述开关管的第二端。

7.如权利要求4所述的真随机信号生成电路，其特征在于，所述噪声信号的噪声能量值为指定频段内与噪声能量相关的噪声均方根有效值。

8.一种真随机信号生成方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的真随机信号生成方法，其特征在于，所述基于预设的基准电压信号对多个指定频段的噪声信号进行叠加处理，包括：

10.一种展频时钟发生器，其特征在于，包括振荡器以及如上述权利要求1～7任一项所述的真随机信号生成电路，所述振荡器连接所述真随机信号生成电路中的所述稳压电路。

11.一种芯片，其特征在于，包括上述权利要求1～7任一项所述的真随机信号生成电路。

技术总结
本申请实施例提供了一种真随机信号生成电路、方法、展频时钟发生器及芯片，真随机信号生成电路包括噪声提取电路以及稳压电路，噪声提取电路用于对随机白噪声信号进行滤波处理，并输出至少一个指定频段的噪声信号；以及稳压电路，稳压电路连接噪声提取电路，并用于基于预设的基准电压信号对至少一个指定频段的噪声信号进行叠加处理，以获取并输出随机电压信号。本申请提供的真随机信号生成电路能够产生真随机信号。

技术研发人员：陈敏,陈培腾
受保护的技术使用者：芯海科技（深圳）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15