專利名稱：用于產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)(例如，可以用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的隨 機(jī)信號(hào))的電路和方法。
背景技術(shù)：
在許多的電子應(yīng)用中，例如計(jì)算機(jī)和電信應(yīng)用中，都使用隨機(jī)(或 偽隨機(jī))數(shù)生成。在某些應(yīng)用中，可以從自然呈現(xiàn)隨機(jī)或偽隨機(jī)特性 的源中，生成隨機(jī)比特流，即，缺乏可辨識(shí)的模式或重復(fù)的二進(jìn)制信 號(hào)序列。已經(jīng)提出了多種用于生成隨機(jī)信號(hào)的電路。授予Miller, Jr.的美國(guó) 專利7,007,060描述了基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件的熱 噪聲生成隨機(jī)信號(hào)的方法及電路。所描述的技術(shù)涉及將來(lái)自一對(duì)相同 的熱噪聲產(chǎn)生器的輸出饋到差分放大器，該放大器測(cè)量并放大該輸出 之間的差。將被放大的差與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生隨機(jī)比特流。韓 國(guó)專利申請(qǐng)2004-093872描述了類似的方法，其利用通過(guò)差分放大器感 測(cè)的熱噪聲來(lái)驅(qū)動(dòng)壓控振蕩器(VCO)，該壓控振蕩器時(shí)鐘控制從另 一 VCO接收數(shù)據(jù)信號(hào)的觸發(fā)器。發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路包括熱噪聲產(chǎn)生 器電路和自偏反相器，該自偏反相器具有耦接到該熱噪聲產(chǎn)生器電路 且連接到耦接于該自偏反相器的輸出的反饋電阻的輸入。該自偏反相 器配置來(lái)響應(yīng)于由熱噪聲產(chǎn)生器電路所產(chǎn)生的熱噪聲而在輸出上產(chǎn)生 所感測(cè)的噪聲信號(hào)。放大器電路耦接到自偏反相器的輸出，并配置來(lái)放大所感測(cè)的噪聲信號(hào)，以產(chǎn)生飽和的(saturated)隨機(jī)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明另外的實(shí)施例，該放大器電路包括第一放大器電路，其耦接到該自偏反相器的輸出，并被配置來(lái)放大所感測(cè)的噪聲信號(hào)，以產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)；以及第二放大器電路，其AC耦合到該第一放大器電路，并被配置來(lái)響應(yīng)于所放大的噪聲信號(hào)而產(chǎn)生飽和的隨機(jī)信 號(hào)。該第一放大器電路可以包括反相器或多個(gè)級(jí)聯(lián)的反相器。該第二 放大器電路可以包括自偏反相器和至少一個(gè)反相器的級(jí)聯(lián)組合。該第二放大器電路可以包括多個(gè)AC耦合的放大器電路。該多個(gè)AC耦合的 放大器電路的每一個(gè)都可以包括自偏反相器和至少一個(gè)反相器的級(jí)聯(lián) 組合。在某些實(shí)施例中，該第一放大器電路的增益可以是基本大于該自 偏反相器的增益，而該第二放大器電路的增益可以是基本大于該第一 放大器電路的增益。該自偏反相器可以包括自偏CMOS反相器，該第 一放大器電路可以包括CMOS反相器或多個(gè)級(jí)聯(lián)的CMOS反相器，而 該第二放大器電路可以包括自偏CMOS反相器和至少一個(gè)CMOS反相 器的級(jí)聯(lián)組合。在另外的實(shí)施例中，熱噪聲產(chǎn)生器電路包括耦接于該自偏反相器 的輸入的熱噪聲產(chǎn)生電阻器。該熱噪聲產(chǎn)生器電路可以包括耦接在該 自偏反相器的輸入與信號(hào)接地節(jié)點(diǎn)之間的電阻器和電容器的串聯(lián)組在另外的實(shí)施例中，可以將取樣器電路耦接到放大器電路，并且 可以將其配置來(lái)響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而從所述飽和的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)二 進(jìn)制信號(hào)。該取樣器電路可以包括觸發(fā)器。另外的實(shí)施例提供了包括
如上所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器電路。另外的實(shí)施例提供了一種隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其包括熱噪聲 產(chǎn)生器電路；以及第一單端放大器電路，其耦接到該熱噪聲放大器電 路，并且被配置來(lái)感測(cè)并放大其噪聲信號(hào)，以產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)。 第二單端放大器電路AC耦合到該第一單端放大器電路，并配置來(lái)響應(yīng) 于該放大的噪聲信號(hào)產(chǎn)生飽和的隨機(jī)信號(hào)。該第一單端放大器電路可以包括自偏反相器，其具有耦接到該 熱噪聲產(chǎn)生器電路的輸入，并且其被配置來(lái)響應(yīng)于由該熱噪聲產(chǎn)生器 電路所產(chǎn)生的熱噪聲，在其輸出上產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信號(hào)；以及至少一 個(gè)反相器，其耦接到該自偏反相器的輸出，且被配置來(lái)從該感測(cè)的噪 聲信號(hào)產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)。該第二單端放大器電路可以包括自偏反 相器至少一個(gè)反相器的級(jí)聯(lián)組合。該第二單端放大器電路可以包括多 個(gè)AC耦合的放大器電路。該多個(gè)AC耦合的放大器電路的每一都可以 包括自偏反相器和至少一個(gè)反相器的級(jí)聯(lián)組合。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，該熱噪聲產(chǎn)生器電路可以包括電阻器，該 第一單端放大器電路可以被配置來(lái)響應(yīng)于跨該電阻器的熱噪聲電壓而產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)。該熱噪聲產(chǎn)生器電路可以包括耦接在該第一單 端放大器電路的輸入與信號(hào)接地節(jié)點(diǎn)之間的電阻器和電容器的串聯(lián)組 合。該隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路可以進(jìn)一步包括取樣器電路，其配置來(lái)從 該飽和的隨機(jī)信號(hào)中產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)。本發(fā)明的某些實(shí)施例包括一方法，其中熱噪聲產(chǎn)生器電路耦接到 自偏反相器的輸入，以在其輸出產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信號(hào)。該感測(cè)的噪聲 信號(hào)施加到第一放大器電路，以產(chǎn)生非飽和的放大的噪聲信號(hào)。該非 飽和的噪聲信號(hào)AC耦合到第二放大器電路，以產(chǎn)生飽和的隨機(jī)信號(hào)。 可以從該飽和的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)，例如，通過(guò)響應(yīng)于時(shí) 鐘信號(hào)對(duì)該飽和的隨機(jī)信號(hào)取樣來(lái)產(chǎn)生該隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器電路的示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路的示意圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路中使用 的噪聲源和自偏反相器電路的示意圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路的示意圖；圖5a-5c是示出圖4的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路的示例性操作的波形圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另外的實(shí)施例的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路的示意圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的取樣器電路的示意圖；以及 圖8是示出圖7的取樣器電路的示例性操作的波形圖。
具體實(shí)施方式
下面參考附圖更全面地說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí) 施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且本發(fā)明不應(yīng) 當(dāng)被認(rèn)為受到在此所示的諸實(shí)施例的限制。而是，提供這些實(shí)施例以 使得本公開(kāi)將更加透徹完整，并且將本發(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng) 域技術(shù)人員。在附圖中，為清晰起見(jiàn)，將元件的尺寸或結(jié)構(gòu)理想化或 夸大。將理解，當(dāng)一個(gè)元件被稱作"連接"或"耦接"到另一個(gè)元件時(shí)， 它可以直接連接或耦接到該另一元件，或者可以存在中間元件。反之， 當(dāng)一個(gè)元件被稱作"直接連接"或"直接耦接"到另一元件時(shí)，不存 在中間元件。相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。如在此所使用的，術(shù) 語(yǔ)"和/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)的任意和全部組合。將理解，盡管這里可以使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等等來(lái)描述不 同元件、組件和/或部分，但是這些元件、組件和/或部分不應(yīng)當(dāng)受這些 術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅是用來(lái)將一個(gè)元件、組件或部分與另一元件、 區(qū)域或部分區(qū)分開(kāi)。因此，下面所討論的第一元件、組件或部分也可 以被命名為第二元件、組件或部分而不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)。這里所使用的命名體系僅是出于描述特定實(shí)施例的目的，而不是 限制本發(fā)明。如在此所討論的，單數(shù)形式"一"、"一種"和"該" 意思是也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確指出不同于此。將進(jìn)一步理 解，術(shù)語(yǔ)"包括"和/或"包含"用在本說(shuō)明書中時(shí)表示存在所陳述的 特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除其一個(gè)或多 個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在或增添。除非另有定義，這里所使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))具有與 本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。將進(jìn)一步理解， 比如那些在常用字典中定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)被解釋成與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域及 本說(shuō)明書的上下文中的含義一致，并且除非明確地如此定義，否則不 應(yīng)當(dāng)對(duì)這些術(shù)語(yǔ)望文生義。圖1示出了產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)RS的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路100。隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路100的輸出耦接到取樣器電路300的輸入，該取樣器電 路對(duì)隨機(jī)信號(hào)RS取樣，以產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)RBS，例如，在第一和 第二態(tài)之間隨機(jī)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)。可以將該隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)RBS提供 給例如處理器500或其他電路。例如，可以配置處理器500來(lái)從隨機(jī) 二進(jìn)制信號(hào)RBS產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，例如，通過(guò)將該隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)RBS的 二進(jìn)制值加載到移位寄存器中來(lái)產(chǎn)生隨機(jī)的多位的字。將理解，在其 他實(shí)施例中，可以類似地釆用處理器以外的電路來(lái)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路100'。
該隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路100，包括產(chǎn)生噪聲信號(hào)NS的噪聲源電路110。該隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路100'進(jìn)一步包括自偏反相器電路130，其感測(cè)噪 聲信號(hào)NS，并作為響應(yīng)產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信號(hào)SNS。感測(cè)的噪聲信號(hào)SNS 被提供給放大器電路150，該放大器電路將感測(cè)的噪聲信號(hào)SNS放大， 以產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)RS。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的噪聲源電路110'和自偏反相 器電路130'。噪聲源電路110'包括與噪聲電阻器RN串聯(lián)連接的噪聲 電容器CN。該噪聲電阻RN耦接到自偏反相器電路130，的輸入節(jié)點(diǎn) Nl。自偏反相器電路130，包括PMOS晶體管PM，其柵極耦接到該輸 入節(jié)點(diǎn)N1，源極耦接到電源供應(yīng)節(jié)點(diǎn)VDD，漏極耦接到輸出節(jié)點(diǎn)N2。 自偏反相器電路130'進(jìn)一步包括NMOS晶體管NM，其柵極耦接到輸 入節(jié)點(diǎn)Nl，源極耦接到輸出節(jié)點(diǎn)N2，而漏極耦接到電源供應(yīng)地節(jié)點(diǎn) VSS。自偏反相器電路130'進(jìn)一步包括耦接在輸入節(jié)點(diǎn)N1和輸出節(jié)點(diǎn) N2之間的偏置電阻RB。圖4示出了可以耦接到自偏反相器電路130'的輸出的示例放大器 電路150'。該放大器電路150'包括第一級(jí)153，其包括兩個(gè)串聯(lián)連接的 反相器電路，各自包括互補(bǔ)PMOS/NMOS晶體管對(duì)PM11/NM11、 PM12/NM12。第一級(jí)153的輸出節(jié)點(diǎn)Nil通過(guò)耦合電容器CC耦接到 第二級(jí)157的輸入節(jié)點(diǎn)N12。該第二級(jí)157包括自偏反相器電路，其 包括互補(bǔ)晶體管PM13、 NM13及偏置電阻器RB2，以及分別包括互補(bǔ) 晶體管對(duì)PM14/NM14、 PM15/NM15的兩個(gè)串聯(lián)連接的反相器電路。參考圖4和圖5a-5c，由自偏反相器電路130'所產(chǎn)生的感測(cè)的信號(hào) SNS饋入到第一級(jí)153，其響應(yīng)地產(chǎn)生放大信號(hào)AS。第二級(jí)153進(jìn)一 步將該放大信號(hào)AS放大，以在輸出節(jié)點(diǎn)N13產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)RS。如圖 5c中所示，與非飽和的放大信號(hào)AS形成對(duì)比，隨機(jī)信號(hào)RS飽和，艮P， 放大信號(hào)AS的信號(hào)偏移(excursion)被放大，使得隨機(jī)信號(hào)RS的相 應(yīng)變換的全部或大部分延伸在電源電壓VDD和地電壓VSS之間，產(chǎn) 生被"鉗位(Clip)"的波形，使得隨機(jī)信號(hào)主要在電源電壓vdd或接地電壓vss上，這縮短了它們之間的轉(zhuǎn)換。如下所示，可以使用數(shù) 字電路，如觸發(fā)器，對(duì)該飽和信號(hào)取樣。耦合電容器cc作用來(lái)在第二 級(jí)157的放大之前阻斷放大信號(hào)as的dc分量。圖6示出根據(jù)本發(fā)明另外的實(shí)施例可以耦接到自偏反相器電路 130'的輸出的示例放大器電路150"。該放大器電路150"包括第一級(jí) 253，其包括單一反相器，該反相器包括互補(bǔ)晶體管對(duì)pm21/nm21。 第一級(jí)253的輸出節(jié)點(diǎn)n21通過(guò)第一耦合電容器cc1而ac耦合到第 二級(jí)258的輸入節(jié)點(diǎn)n22，該第二級(jí)包括自偏反相器電路和反相器電 路的串聯(lián)組合，該自偏反相器電路包括互補(bǔ)晶體管pm22、 nm22和偏 置電阻器rb2，而該反相器電路包括互補(bǔ)pmos/nmos晶體管對(duì) pm23、 nm23。第二級(jí)258的輸出節(jié)點(diǎn)n23通過(guò)第二耦合電容器cc2 而ac耦合到第三級(jí)259的輸入節(jié)點(diǎn)n24，該第三級(jí)259包括自偏反相 器電路和反相器電路的串聯(lián)組合，該自偏反相器電路包括互補(bǔ)晶體管 pm24、 nm24以及偏置電阻器rb3 ，而該反相器電路包括互補(bǔ)的 pmos/nmos晶體管對(duì)pm25、 nm25。由自偏反相器電路130'所產(chǎn)生的感測(cè)的噪聲信號(hào)sns被饋入到第 一級(jí)253的輸入，該第一級(jí)作為響應(yīng)在輸出節(jié)點(diǎn)n21產(chǎn)生第一放大信 號(hào)as1。第二級(jí)253進(jìn)一步將放大信號(hào)as1放大，以在輸出節(jié)點(diǎn)n23 產(chǎn)生第二放大信號(hào)as2。第三級(jí)259進(jìn)一步放大第二放大信號(hào)as2， 以在輸出節(jié)點(diǎn)n25產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)rs。 ac耦合電容器cc1、 cc2作用 來(lái)在后續(xù)級(jí)的放大之前阻斷放大信號(hào)as1、 as2的dc分量。再次參考圖1，用來(lái)對(duì)隨機(jī)信號(hào)rs取樣以產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào) rbs的取樣器電路300，可以采取許多不同形式中的任意形式。例如， 圖7示出了以觸發(fā)器300'的形式的取樣器電路，該觸發(fā)器包括數(shù)據(jù)輸 入d，其接收隨機(jī)信號(hào)rs并與施加到時(shí)鐘信號(hào)輸入ck的時(shí)鐘信號(hào) clk同步地對(duì)隨機(jī)信號(hào)rs取樣，以在數(shù)據(jù)輸出q上產(chǎn)生與時(shí)鐘信號(hào) CLK同步的隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)RBS。例如，圖8示出通過(guò)在時(shí)鐘信號(hào)CLK 的上升沿取樣隨機(jī)信號(hào)RS的"低"(L)和"高"(h)而產(chǎn)生的隨機(jī) 二進(jìn)制信號(hào)RBS的二進(jìn)制值"0"和"1"。同步的隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)RBS 可以特別適用于例如時(shí)鐘進(jìn)入寄存器，以用于產(chǎn)生隨機(jī)多位字。前述示例說(shuō)明了本發(fā)明，并且不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。盡管已 經(jīng)描述了本發(fā)明的一些示范實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解， 在這些示范實(shí)施例中許多修改都是可能的，而不會(huì)在實(shí)質(zhì)上偏離本發(fā) 明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有這些修改都被包括在如權(quán)利要求所 限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。因而，應(yīng)當(dāng)理解，前述示例說(shuō)明了本發(fā)明， 而不認(rèn)為是限制到所公開(kāi)的具體實(shí)施例，并且對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例以及 其他實(shí)施例的修改都被包括在所附權(quán)利的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，包括熱噪聲產(chǎn)生器電路；自偏反相器電路，其具有耦接到該熱噪聲產(chǎn)生器電路的輸入，且該輸入耦接到耦接于該自偏反相器電路的輸出的反饋電阻，該自偏反相器電路配置來(lái)響應(yīng)于該熱噪聲產(chǎn)生器電路所產(chǎn)生的熱噪聲，在輸出上產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信號(hào)；以及放大器電路，其耦接到該自偏反相器電路的輸出，并配置來(lái)放大該感測(cè)的噪聲信號(hào)，以產(chǎn)生飽和的隨機(jī)信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該放大器電路 包括第一放大器電路，其耦接到該自偏反相器電路的輸出，并被配置 來(lái)放大所感測(cè)的噪聲信號(hào)，以產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)；以及第二放大器電路，其AC耦合到該第一放大器電路，并被配置來(lái) 響應(yīng)于放大的噪聲信號(hào)而產(chǎn)生飽和的隨機(jī)信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第一放大器 電路包括反相器電路。
4. 如權(quán)利要求3所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第一放大器 電路包括多個(gè)級(jí)聯(lián)的反相器電路。
5. 如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第二放大器 電路包括自偏反相器電路和至少一個(gè)反相器電路的級(jí)聯(lián)組合。
6. 如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第二放大器 電路包括多個(gè)AC耦合的放大器電路。
7. 如權(quán)利要求6所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該多個(gè)AC耦合的放大器電路的每一個(gè)都包括自偏反相器電路和至少一個(gè)反相器電 路的級(jí)聯(lián)組合。
8. 如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第一放大器 電路的增益基本上大于該自偏反相器電路的增益，而其中該第二放大 器電路的增益基本大于該第一放大器電路的增益。
9. 如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路 其中該自偏反相器電路包括自偏CMOS反相器電路； 其中該第一放大器電路包括CMOS反相器電路或多個(gè)級(jí)聯(lián)的CMOS反相器電路；以及其中該第二放大器電路包括自偏CMOS反相器電路和至少一個(gè) CMOS反相器電路的級(jí)聯(lián)組合。
10. 如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該熱噪聲產(chǎn) 生器電路包括耦接到該自偏反相器電路的輸入的熱噪聲產(chǎn)生電阻器。
11. 如權(quán)利要求IO所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該熱噪聲產(chǎn) 生器電路包括耦接在該自偏反相器電路的輸入與信號(hào)接地節(jié)點(diǎn)之間的 電阻器和電容器的串聯(lián)組合。
12. 如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，進(jìn)一步包括取樣 器，其耦接到該放大器電路，并且配置來(lái)響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而從所述飽 和的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求12所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該取樣器包 括觸發(fā)器。
14. 一種包括如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路的隨機(jī)數(shù) 產(chǎn)生器電路。
15. —種隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，包括 熱噪聲產(chǎn)生器電路；第一單端放大器電路，其耦接到該熱噪聲產(chǎn)生器電路，并且配置 來(lái)感測(cè)并放大其噪聲信號(hào)，以產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)；以及第二單端放大器電路，其ac耦合到該第一單端放大器電路，并且配置來(lái)響應(yīng)于該放大的噪聲信號(hào)而產(chǎn)生飽和的隨機(jī)信號(hào)。
16. 如權(quán)利要求15所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第一單端 放大器電路包括自偏反相器電路，其具有耦接到該熱噪聲產(chǎn)生器電路的輸入，并 且配置來(lái)響應(yīng)于由該熱噪聲產(chǎn)生器電路所產(chǎn)生的熱噪聲而在其輸出產(chǎn) 生感測(cè)的噪聲信號(hào)；以及至少一個(gè)反相器電路，其耦接到該自偏反相器電路的輸出，并且 配置來(lái)從所感測(cè)的噪聲信號(hào)產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)。
17. 如權(quán)利要求15所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第二單端 放大器電路包括自偏反相器電路和至少一個(gè)反相器電路的級(jí)聯(lián)組合。
18. 如權(quán)利要求15所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該第二單端 放大器電路包括多個(gè)ac耦合的放大器電路。
19. 如權(quán)利要求18所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該多個(gè)ac 耦合的放大器電路的每一個(gè)都包括自偏反相器電路和至少一個(gè)反相器 電路的級(jí)聯(lián)組合。
20. 如權(quán)利要求15所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該熱噪聲產(chǎn) 生器電路包括電阻器，并且其中該第一單端放大器電路配置來(lái)響應(yīng)于 橫跨該電阻器生成的熱噪聲電壓而產(chǎn)生放大的噪聲信號(hào)。
21. 如權(quán)利要求15所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其中該熱噪聲產(chǎn) 生器電路包括耦接在該第一單端放大器電路的輸入與信號(hào)接地節(jié)點(diǎn)之 間的電阻器和電容器的串聯(lián)組合。
22. 如權(quán)利要求15所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，進(jìn)一步包括取樣器，其配置來(lái)從飽和的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字信號(hào)。
23. —種包括如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路的隨機(jī)數(shù) 產(chǎn)生器電路。
24. —種方法，包括將熱噪聲產(chǎn)生器電路耦接到自偏反相器電路的輸入，以在其輸出 產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信號(hào)；將感測(cè)的噪聲信號(hào)施加到第一放大器電路，以產(chǎn)生非飽和的放大 的噪聲信號(hào)；以及將該非飽和的噪聲信號(hào)AC耦合到第二放大器電路，以產(chǎn)生飽和 的隨機(jī)信號(hào)。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中該第一放大器電路包括反相 器電路。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中該第一放大器電路包括多個(gè) 級(jí)聯(lián)的反相器電路。
27. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中該第二放大器電路包括自偏 反相器電路和至少一個(gè)反相器電路的級(jí)聯(lián)組合。
28. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中該第二放大器電路包括多個(gè) AC耦合的放大器電路。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中該多個(gè)AC耦合的放大器電 路的每一個(gè)都包括自偏反相器電路和至少一個(gè)反相器電路的級(jí)聯(lián)組
30. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中將熱噪聲產(chǎn)生器電路耦接到 自偏反相器電路的輸入以在其輸出產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信號(hào)的步驟包括 響應(yīng)于橫跨該熱噪聲產(chǎn)生器電路生成的熱噪聲電壓產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信 號(hào)。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中該熱噪聲產(chǎn)生器電路包括耦 接在該自偏反相器電路的輸入與信號(hào)接地節(jié)點(diǎn)之間的電阻器和電容器 的串聯(lián)組合。
32. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中該第一放大器電路的增益基 本上大于該自偏反相器電路的增益，并且其中該第二放大器電路的增 益基本大于該第一放大器電路的增益。
33. 如權(quán)利要求24所述的方法其中該自偏反相器電路包括自偏CMOS反相器電路 其中該第一放大器電路包括CMOS反相器電路或多個(gè)級(jí)聯(lián)的CMOS反相器電路；以及其中該第二放大器電路包括自偏CMOS反相器電路和至少一個(gè)CMOS反相器電路的級(jí)聯(lián)組合。
34. 如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括從所述飽和的隨機(jī)信 號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字信號(hào)。
35. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中從飽和的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī) 數(shù)字信號(hào)的步驟包括響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)對(duì)飽和的隨機(jī)信號(hào)取樣以產(chǎn)生 該隨機(jī)數(shù)字信號(hào)。
36. 如權(quán)利要求35所述的方法，其中響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)對(duì)飽和的隨機(jī)信號(hào)取樣以產(chǎn)生該隨機(jī)數(shù)字信號(hào)的步驟包括利用觸發(fā)器對(duì)飽和的 隨機(jī)信號(hào)取樣。
37. 如權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括從該隨機(jī)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
全文摘要
一種隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生器電路，其包括熱噪聲產(chǎn)生器電路；以及自偏反相器電路，其具有耦接到該熱噪聲產(chǎn)生器電路的輸入，且該輸入耦接到耦接于該自偏反相器電路的輸出的反饋電阻，該自偏反相器電路配置來(lái)響應(yīng)于該熱噪聲產(chǎn)生器電路所產(chǎn)生的熱噪聲在輸出上產(chǎn)生感測(cè)的噪聲信號(hào)。放大器電路耦接到該自偏反相器電路的輸出，并配置來(lái)放大該感測(cè)的噪聲信號(hào)，以產(chǎn)生飽和的隨機(jī)信號(hào)?？梢岳美缬|發(fā)器對(duì)飽和隨機(jī)信號(hào)取樣，以產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)，其可以用于隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生。
文檔編號(hào)G06F7/58GK101126975SQ20071010657
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月14日
發(fā)明者申順均 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社