Oskillaattoria käytetään generoimaan signaali, jolla on tietty taajuus, ja nämä ovat hyödyllisiä synkronoimaan laskentaprosessi digitaalisissa järjestelmissä. Se on elektroninen piiri, joka tuottaa jatkuvia aaltomuotoja ilman tulosignaalia. Oskillaattori muuntaa DC-signaalin vaihtelevaksi signaalimuodoksi halutulla taajuudella. Oskillaattoreita on erityyppisiä riippuen komponenteista, joita elektronisissa piireissä käytetään. Erilaiset oskillaattorityypit ovat Wienin sillan oskillaattori, RC-vaihesiirtooskillaattori, Hartley-oskillaattori , jänniteohjattu oskillaattori, Colpitts-oskillaattori , rengasoskillaattori, Gunn-oskillaattori ja kideoskillaattori Tämän artikkelin loppuun mennessä tiedämme, mikä on rengasoskillaattori, johtaminen , asettelu, taajuuskaava ja sovellukset.
Mikä on rengasoskillaattori?
Rengasoskillaattorin määritelmä on 'pariton määrä taajuusmuuttajia on kytketty sarjaan positiivisen takaisinkytkennän ja lähdön avulla heilahtelee kahden jännitetason välillä joko 1 tai 0 prosessin nopeuden mittaamiseksi. Taajuusmuuttajien sijasta voimme määritellä sen myös EI portilla. Näillä oskillaattoreilla on pariton määrä taajuusmuuttajia. Esimerkiksi, jos tällä oskillaattorilla on 3 invertterit sitten sitä kutsutaan kolmivaiheiseksi rengasoskillaattoriksi. Jos taajuusmuuttajan määrä on seitsemän, se on seitsemän vaiheen rengasoskillaattori. Taajuusmuuttajavaiheiden määrä tässä oskillaattorissa riippuu pääasiassa taajuudesta, jonka haluamme tuottaa tästä oskillaattorista.
rengasoskillaattorikaavio
Rengasoskillaattorin suunnittelu voidaan tehdä kolmella taajuusmuuttajalla. Jos oskillaattoria käytetään yksivaiheisesti, värähtelyt ja vahvistus eivät ole riittäviä. Jos oskillaattorissa on kaksi invertteriä, järjestelmän värähtely ja vahvistus ovat hieman enemmän kuin yksivaiheiset rengasoskillaattorit. Joten tässä kolmivaiheisessa oskillaattorissa on kolme vaihtosuuntaajaa, jotka on kytketty sarjaan positiivisen takaisinkytkentäjärjestelmän muodossa. Joten värähtelyt ja järjestelmän voitto ovat riittävät. Tämä on syy valita kolmivaiheinen oskillaattori.
”Rengasoskillaattori käyttää parittoman määrän taajuusmuuttajia suuremman vahvistuksen saavuttamiseksi kuin yksi invertoiva vahvistin. Taajuusmuuttaja antaa viiveen tulosignaalille ja jos taajuusmuuttajien lukumäärä kasvaa, oskillaattorin taajuus pienenee. Joten haluttu oskillaattoritaajuus riippuu oskillaattorin taajuusmuuttajan vaiheista. '
Tämän oskillaattorin värähtelykaavan s taajuus on
rengasoskillaattoritaajuus
Tässä T = yhden taajuusmuuttajan viive
n = taajuusmuuttajien määrä oskillaattorissa
Rengasoskillaattorin asettelu
Kaksi yllä olevaa kaaviota esittävät kaavio- ja lähtöaaltomuodot 3-vaiheiselle rengasoskillaattorille. Tässä PMOS-koko on kaksinkertainen kuin NMOS. NMOS koko on 1,05 ja PMOS on 2,1
rengasoskillaattori-asettelu
Näistä arvoista kolmivaiheisen rengasoskillaattorin aikajakso on 1,52ns. Tähän ajanjaksoon mennessä voimme sanoa, että tämä oskillaattori voi tuottaa signaaleja taajuudella 657,8 MHz. Tätä taajuutta pienemmän signaalin muodostamiseksi meidän tulisi lisätä tähän taajuusmuuttajaan lisää taajuusmuuttajan vaiheita. Tällöin viive kasvaa ja toimintataajuus pienenee. Esimerkiksi 100 MHz: n tai pienempien kuin taajuussignaalien tuottamiseksi tähän oskillaattoriin on lisättävä 20 taajuusmuuttajan vaihetta.
rengasoskillaattori-lähtö 2
Alla olevassa kuvassa näkyy rengasoskillaattorin asettelu. Tämä on 71-vaiheinen oskillaattori signaalin tuottamiseksi 27 MHz: n taajuuksilla. Tässä oskillaattorissa käytetyt taajuusmuuttajat on kytketty L1M1- ja PYL1-koskettimilla. Tällä koskettimella taajuusmuuttajien tulot ja lähdöt kytketään yhteen. Ja Vdd-nasta on tarkoitettu lähdekytkentää varten.
rengasoskillaattori-asettelu-71-vaiheet
Soita oskillaattoria transistorin avulla
Rengasoskillaattori on sarja taajuusmuuttajia, jotka on kytketty sarjaan palautekytkennällä. Ja viimeisen vaiheen lähtö on jälleen kytketty oskillaattorin alkuvaiheeseen. Tämä voidaan tehdä myös transistorin toteuttamisen avulla. Alla oleva kuva esittää rengasoskillaattorin implantointia a CMOS-transistori .
rengasoskillaattoria käyttävät transistorit
- Tulo voidaan antaa tälle oskillaattorille Vdd: hen kytkettyjen nastojen 6 ja 14 ja maahan kytkettyjen nastojen 7 kautta.
- C1, C2 ja C3 ovat kondensaattoreita, joiden arvo on 0,1 uF.
- Tässä nastassa 14 eli sen pitäisi saada 3,3 V: n syöttöjännite.
- Tämän oskillaattorin lähtö voidaan ottaa napa 12 -portin jälkeen.
- Aseta Vdd-arvoksi 3,3 V ja aseta taajuudeksi 250 Hz. Ja C1-, C2- ja C3-kondensaattorit mittaavat nousuaikaa ja putoamisaikaa kussakin taajuusmuuttajan lähtövaiheessa. Huomaa värähtelytaajuus.
- Liitä sitten Vdd-nasta 5V: iin ja toista yllä oleva prosessi ja kirjoita muistiin etenemisviive ja värähtelytaajuus.
- Toista prosessi useilla jännitetasoilla, niin voimme ymmärtää, jos syöttöjännite lisää portin viivettä (nousuaika ja putoamisaika) pienenee. Jos syöttöjännite pienenee, porttien viive kasvaa.
Taajuuskaava
Perustuu taajuusmuuttajan vaiheiden lukumäärän käyttöön rengasoskillaattoreiden taajuus voidaan johtaa seuraavalla kaavalla. Tässä on myös tärkeä taajuusmuuttajan viiveaika. Tämän oskillaattorin lopullinen vakaa värähtelytaajuus on
Tässä n osoittaa tässä oskillaattorissa käytettyjen taajuusmuuttajan vaiheiden lukumäärän. T on kunkin taajuusmuuttajan vaiheen viiveaika.
Tämä oskillaattoritaajuus riippuu vain viiveajan vaiheista ja tässä oskillaattorissa käytettävien vaiheiden määrästä. Joten viiveaika on tärkein parametri oskillaattorin taajuuden löytämisessä.
Sovellukset
Muutama tämän oskillaattorin sovelluksia keskustellaan täällä. He ovat,
- Näitä käytetään mittaamaan jännitteen ja lämpötilan vaikutusta integroitu siru .
- Kiekkotestauksen aikana nämä oskillaattorit ovat edullisia.
- Taajuussyntetisaattoreissa nämä oskillaattorit ovat käyttökelpoisia.
- Nämä oskillaattorit ovat hyödyllisiä tietojen palauttamista varten sarjaliikenteessä.
- Sisään vaihelukittu silmukka (PLL) VCO: t voidaan suunnitella tällä oskillaattorilla.
TO rengasoskillaattori on suunniteltu tuottamaan haluttu taajuus missä tahansa tilassa. Värähtelytaajuus riippuu kunkin taajuusmuuttajan vaiheen vaiheiden määrästä ja viiveajasta. Ja tämän oskillaattorin lämpötilan ja jännitteen vaikutusta voidaan testata viidessä tilassa. Kaikissa erilaisissa testiolosuhteissa, jos lämpötila nousee, lähtöajanjaksoa voidaan pienentää verrattuna pienimpään lämpötila-arvoon. Meidän on analysoitava vaihekohina ja värinän arvo, jos lämpötila vaihtelee.
