En oscillator används för att generera en signal som har en specifik frekvens, och dessa är användbara för att synkronisera beräkningsprocessen i digitala system. Det är en elektronisk krets som producerar kontinuerliga vågformer utan insignal. Oscillatorn omvandlar en likströmssignal till en alternerande signalform vid önskad frekvens. Det finns olika typer av oscillatorer beroende på vilka komponenter som används i de elektroniska kretsarna. De olika typerna av oscillatorer är Wienbro-oscillator, RC fasväxlingsoscillator, Hartley oscillator , spänningsstyrd oscillator, Colpitts oscillator , ringoscillator, Gunnoscillator och kristalloscillator osv. I slutet av den här artikeln vet vi vad som är ringoscillator, härledning , layout, frekvensformel och applikationer.

“vad är en gsm -modul ”

Vad är en ringoscillator?

Definitionen av ringoscillatorn är ”ett udda antal växelriktare är anslutna i serieform med positiv återkoppling och utgångsoscillater mellan två spänningsnivåer antingen 1 eller noll för att mäta processens hastighet. I stället för växelriktare kan vi också definiera det med INTE grindar. Dessa oscillatorer har ett 'n' udda antal växelriktare. Till exempel om denna oscillator har 3 växelriktare då kallas det en trestegs ringoscillator. Om omriktarens antal är sju är det sju stegs ringoscillator. Antalet omformarsteg i denna oscillator beror främst på frekvensen som vi vill generera från denna oscillator.

ring-oscillator-diagram

Utformningen av ringoscillatorn kan göras med tre växelriktare. Om oscillatorn används i ett steg, är oscillationerna och förstärkningen inte tillräckliga. Om oscillatorn har två växelriktare är systemets oscillation och förstärkning lite mer än enstegsringoscillatorn. Så denna trestegsoscillator har tre växelriktare som är kopplade i form av serier med ett positivt återkopplingssystem. Så svängningarna och systemets förstärkning är tillräckliga. Detta är anledningen till att välja oscillator i tre steg.

“Ringoscillator använder ett udda antal växelriktare för att uppnå mer förstärkning än en enda inverterande förstärkare. Omvandlaren ger en fördröjning av insignalen och om antalet växelriktare ökar kommer oscillatorfrekvensen att minskas. Så önskad oscillatorfrekvens beror på antalet oscillatorns invertersteg. ”

Frekvens för svängningsformel för denna oscillator är

ring-oscillator-frekvens

Här T = tidsfördröjning för enkel växelriktare

n = antal växelriktare i oscillatorn

Ringoscillatorlayout

Ovanstående två diagram visar schematiska och utgående vågformer för 3-stegs ringoscillator. Här är PMOS-storleken dubbelt så stor som för NMOS. De NMOS storleken är 1.05 och PMOS är 2.1

ring-oscillator-layout

Från dessa värden är tidsperioden för trestegsringoscillatorn 1,52ns. Vid denna tidsperiod kan vi säga att denna oscillator kan producera signaler med en frekvens på 657,8 MHz. För att generera signalen som är mindre än denna frekvens betyder att vi bör lägga till fler invertersteg till denna oscillator. Genom detta ökar förseningen och driftsfrekvensen minskar. Till exempel för att generera 100 MHz-signaler eller mindre än frekvenssignaler måste 20 antal invertersteg läggas till denna oscillator.

ring-oscillator -utgång2

Figuren nedan visar ringoscillatorns layout. Detta är en 71-stegsoscillator för att producera signalen vid 27MHz-frekvenser. Omformarna som används i denna oscillator är anslutna med L1M1- och PYL1-kontakten. Med denna kontakt är växelriktarens ingångar och utgångar anslutna. Och Vdd-stift är för källanslutningsändamål.

ring-oscillator-layout-71-steg

Ringoscillator med Transistor

Ringoscillatorn är en kombination av växelriktare kopplade i serieform med en återkopplingsanslutning. Och utgången från det sista steget är återigen kopplad till oscillatorns första steg. Detta kan också göras genom transistorimplementeringen. Nedanstående figur visar implantationen av ringoscillator med en CMOS-transistor .

ring-oscillator-använder-transistorer

Ingång kan ges till denna oscillator genom stift 6 och stift 14 anslutna till Vdd och stift 7 anslutna till jord.
C1, C2 och C3 är kondensatorerna med ett värde på 0,1 uF.
Här bör stift 14 d.v.s. få en matningsspänning på 3,3 V.
Utgången från denna oscillator kan hämtas efter stift 12-porten.
Ställ in Vdd-värdet på 3,3 V och ställ in frekvensen till 250 Hz. Och C1-, C2- och C3-kondensatorer mäter stigningstiden och falltiden i varje inverterutgångssteg. Notera svängningsfrekvensen.
Anslut sedan Vdd-stift till 5V och upprepa ovanstående process och notera förökningstidens förökningstider och svängningsfrekvensen.
Upprepa processen med flera spänningsnivåer, då kan vi förstå, om matningsspänningen ökar grindfördröjningen (stigtid och falltid) minskar. Om matningsspänningen minskar ökar grindarnas fördröjning.

Frekvensformel

Baserat på användning av antalet invertersteg i ringoscillatorns frekvens kan härledas med följande formel. Här är fördröjningstiden för varje växelriktare också viktig. Den slutliga stabila svängningsfrekvensen för denna oscillator är,

Här anger n antalet invertersteg som används i denna oscillator. T är fördröjningstiden för varje omformarsteg.

Denna oscillatorfrekvens beror bara på stadierna av fördröjningstiden och antalet steg som används i denna oscillator. Så fördröjningstiden är den viktigaste parametern för att hitta oscillatorfrekvensen.

Applikationer

Några tillämpningar av denna oscillator kommer att diskuteras här. Dom är,

“sanningstabell för halvhuggare ”

Dessa används för att mäta effekten av spänning och temperatur på en integrerat chip .
Under oblatestning föredras dessa oscillatorer.
I frekvenssyntetiserare är dessa oscillatorer tillämpliga.
För dataåterställning i seriell datakommunikation är dessa oscillatorer användbara.
I faslåst slinga (PLL) VCO: erna kan designas med hjälp av denna oscillator.

TILL ringoscillator har utformats för att generera önskad frekvens under alla förhållanden. Svängningsfrekvensen beror på antalet steg och fördröjningstiden för varje växelriktarsteg. Och effekten av denna oscillatorns temperatur och spänning kan testas i fem förhållanden. Om temperaturen ökar under alla de olika testförhållandena kan tidsperioden för utgången minskas jämfört med det lägsta temperaturvärdet. Vi måste analysera fasbruset och jittervärdet om temperaturen varierar.