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由于t放约占(t放+t充)的1％，因此计算时可以忽略t放，在仿真时改变R1的大小，就可以达到预期的目标。

整个电路输出时钟为：

4 扩展频谱振荡器整体电路的仿真结果

4.1 真随机数发生器电路的仿真

真随机数发生器电路的仿真如图4所示。c5，c6，c7，a10为串联的D触发器中最后四位的输出信号，从仿真结果中可见，在开始几个微秒内，这四位随机信号没有变化，则输出的时钟信号的周期保持不变；在几个微秒之后，这四位随机信号随机变化，则输出时钟的频率以基频为最小值随机变化。此后，输出时钟信号的周期将随着这四位随机信号的改变而变化。

4.2 振荡器整体电路的仿真

通过Cadence spectre仿真工具对电路进行仿真验证，当随机开关都关闭时振荡器的振荡频率为1 MHz；而当随机开关管都打开时振荡器的振荡频率为1.6 MHz。振荡器的输出为随机信号如图5所示。a2是对应于Vout的输出时钟信号。从仿真波形可见，输出时钟信号a2的周期随机变化，验证了所设计的电路的正确性。

5 试验情况

将上述电路应用于DC／DC转换器电路，在输出电流为500 mA，输出电容为10 μF的条件下进行整体测试。同时将DC／DC转换器的频率固定，即将振荡器的随机控制信号置为低电平，在输出电流为500 mA，输出电容为22μF的条件进行整体测试。测试结果表明，使用扩展频谱振荡器电路的转换器的输出电容值仅为固定频率转换器的一半，但是峰值大于20 dBm的输出噪声很明显地减少了。由此可见，采用扩展频谱振荡器的转换器抑制噪声的能力比工作频率固定的转换器强。

6 结语

本文利用真随机数发生器产生随机信号控制充电恒流源电流大小，完成了一种扩展频谱振荡器电路的设计。仿真结果表明，在5 V电源电压下，利用随机数发生器产生的控制信号实现了扩展频谱振荡器在1～1.6 MHz的范围频谱内随机变化，随机振荡信号性能良好，能满足实际电路需要。

关键词： CMOS 随机数发生器 扩展频谱 振荡器