中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

環(huán)形振蕩器是什么？

環(huán)形振蕩器（Ring Oscillator）是一種在通電時生成周期性電信號的設(shè)備，其輸出信號呈方波形式。它由數(shù)字邏輯門的半導(dǎo)體技術(shù)制成，由多個非門（NOT gates）以鏈?zhǔn)竭B接組成，最后一個非門的輸出連接到第一個非門的輸入，形成一個環(huán)。輸出信號在兩個電平（低和高）之間振蕩。輸出信號被反饋到第一個非門的輸入。需要記住的關(guān)鍵點是，為了使設(shè)備在高和低之間振蕩，非門的數(shù)量必須是奇數(shù)。

Ring Oscillator

環(huán)形振蕩器的構(gòu)造

環(huán)形振蕩器由奇數(shù)個非門組成，這些非門以環(huán)形方式連接。（非門是一種數(shù)字邏輯，也稱為反相器。它由CMOS（互補金屬氧化物半導(dǎo)體）制成，由P型和N型MOSFET的互補對組成?？梢栽谳敵龊偷刂g連接電容器，以濾波和平滑輸出信號波形。）第一個非門的輸出連接到第二個非門的輸入，依此類推，最后一個非門的輸出反饋到第一個非門的輸入?？梢栽谳敵龊偷刂g連接電容器CL，以濾波和平滑輸出信號波形。

 Construction of a common ring oscillator

Logical contradiction:

環(huán)形振蕩器的基本原理是奇數(shù)個非門的 Logic 不穩(wěn)定性。例如，如果第一個非門的輸入為高電平（HIGH），其輸出將為低電平（LOW）。這個低電平信號經(jīng)過一系列非門后，最后一個非門的輸出也將為低電平。當(dāng)這個低電平信號反饋到第一個非門的輸入時，就會產(chǎn)生矛盾，從而使電路不穩(wěn)定而振蕩。因此出現(xiàn)由于環(huán)路中包含奇數(shù)個反相器，最終的輸出信號會與輸入信號反相奇數(shù)次，從而形成正反饋。

Inverter delay:

環(huán)形振蕩器的第二個基本原理是每個非門引起的延遲。這種延遲由每個階段的寄生 RC 電路決定。輸入變化后，非門的輸出需要一定時間才能更新，這段時間允許電路暫時保持邏輯矛盾。信號在環(huán)路中不斷循環(huán)，每次經(jīng)過反相器都會反相和延遲，最終導(dǎo)致振蕩信號的產(chǎn)生。

頻率公式：

每個非門的設(shè)計都是相同的，以確保所有階段具有相同的時間常數(shù)、閾值和振幅。因此，輸出頻率取決于延遲時間（Tdelay）和非門（Inverter）的數(shù)量（N）。通過改變 Tdelay 或 Inverter 的數(shù)量，可以調(diào)整振蕩頻率。

環(huán)形振蕩器的頻率（frequency）可以表示為：

功耗：

環(huán)形振蕩器的功耗取決于以下兩點：

交叉?zhèn)鲗?dǎo)損耗，即當(dāng)逆變器輸入電壓接近 VDD/2 時，使得同時導(dǎo)通 N 溝道和 P 溝道 MOS 管時產(chǎn)生的損耗。

電容損耗，即由 Inverter 電容的周期性充電/放電所引起的損耗。

在該公式中，N為 Inverter 數(shù)量，C 表示 Inverter 輸入/輸出節(jié)點中存在的電容總和，VDD 表示電源電壓，F(xiàn)reqency 為振蕩器的頻率。功耗 Power 可能達(dá)到較高的數(shù)值，這取決于振蕩器的設(shè)計。

應(yīng)用

環(huán)形振蕩器具有廣泛的調(diào)諧范圍、在集成電路中體積小巧以及多相輸出的特點。廣泛應(yīng)用于無線通信、射頻電路、音頻處理等領(lǐng)域。

時鐘信號源

頻率源

定時器

FM 調(diào)制器

音頻合成器

Reference:

1.On the low-power design, stability improvement and frequency estimation of the CMOS ring oscillator.

2.Analog Circuit Design.