[發(fā)明專利]一種等效重啟調(diào)頻真隨機數(shù)發(fā)生器及真隨機數(shù)發(fā)生方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910360070.0
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110098799B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董麗華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H03B1/04
• 分類號: H03B1/04;H03B5/24;H03F1/26;H03F3/45;G06F7/58
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種等效重啟調(diào)頻真隨機數(shù)發(fā)生器，其特征在于：包括調(diào)頻高頻振蕩器、噪聲放大器及過零點計數(shù)器，噪聲放大器的輸出端與調(diào)頻高頻振蕩器的輸入端相連，調(diào)頻高頻振蕩器的輸出端與過零點計數(shù)器的輸入端相連，過零點計數(shù)器的輸出端作為真隨機數(shù)發(fā)生器的輸出端；

調(diào)頻高頻振蕩器包括一個正弦波交流發(fā)生器V1、一個相乘器A1、四個定值電阻R1、R2、R3和R4、一個定值電容C2、一個直流電壓源VCC和一個壓控振蕩器V2；其中，相乘器A1的第一輸入端連接正弦波交流發(fā)生器V1，相乘器A1的第二輸入端連接壓控振蕩器V2的正極輸出端，相乘器A1的輸出端與定值電阻R1的一端連接，定值電阻R1的另一端連接定值電阻R2的一端，定值電阻R2的另一端連接壓控振蕩器V2的正極輸入端，壓控振蕩器V2的負極輸入端與壓控振蕩器V2的負極輸出端接地，定值電阻R2的另一端還通過定值電阻R4連接直流電壓源VCC，定值電阻R1與定值電阻R2之間的接線上連接定值電容C2后接地，定值電阻R1與定值電阻R2之間的接線與定值電容C2連接的接線上連接定值電阻R3的一端，調(diào)頻高頻振蕩器的信號輸入端接在定值電阻R3的另一端與地線之間，調(diào)頻高頻振蕩器的信號正極輸出端為壓控振蕩器V2的正極輸出端，負極輸出端為地線；

噪聲放大器包括定值電阻、反饋電阻、噪聲電阻以及運算放大器，其中，噪聲電阻的一端接地另一端通過定值電阻連接放大器的反相輸入端，放大器的同相輸入端接地，放大器的輸出端經(jīng)過反饋電阻接放大器的反相輸入端，運算放大器的輸出端為噪聲放大器的輸出端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等效重啟調(diào)頻真隨機數(shù)發(fā)生器，其特征在于：所述的調(diào)頻高頻振蕩器為晶體鎖相環(huán)調(diào)頻振蕩器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等效重啟調(diào)頻真隨機數(shù)發(fā)生器，其特征在于：所述的過零點計數(shù)器有兩種工作狀態(tài)，分別為重啟捕捉狀態(tài)和計數(shù)狀態(tài)；在重啟捕捉狀態(tài)開啟時，捕捉輸入的高頻振動信號下一個零點，在捕捉到零點時同時轉(zhuǎn)換到計數(shù)狀態(tài)，當計數(shù)狀態(tài)啟動時，在固定時間段內(nèi)，統(tǒng)計高頻振蕩信號過零點數(shù)量，進行模2運算之后作為一比特真隨機數(shù)輸出。

4.一種基于權(quán)利要求1所述等效重啟調(diào)頻真隨機數(shù)發(fā)生器的真隨機數(shù)發(fā)生方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）噪聲放大器將放大后的噪聲輸入到調(diào)頻高頻振蕩器；

2）調(diào)頻高頻振蕩器接收放大后的噪聲，并以此作為調(diào)制信號對高頻振蕩波進行調(diào)頻；

3）調(diào)頻高頻振蕩器已調(diào)信號輸出給過零點計數(shù)器，過零點計數(shù)器接收到調(diào)頻后的高頻振蕩信號，統(tǒng)計某段時間內(nèi)高頻振動信號的過零點數(shù)量，最后輸出真隨機數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真隨機數(shù)發(fā)生方法，其特征在于：調(diào)頻高頻振蕩器根據(jù)調(diào)制信號控制壓控振蕩器的輸出頻率實現(xiàn)頻率調(diào)制，頻率控制信號為電壓信號。