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1、环形振荡器的工作原理 环形振荡器是利用门电路的固有传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而成，该电路没有稳态。因为在静 态（假定没有振荡时）下任何一个反相器的输入和输岀都不可能稳定在高电平或低电平，只能处于高、低 电平之间，处于放大状态。假定由于某种原因v11产生了微小的正跳变， 经G1的传输延迟时间tpd后，V12产生了一个幅度更大的负 跳变，在经过G2的传输延迟时间tpd后，使v13产生更大的正跳变，经 G3的传输延迟时间tpd后，在 vo产生一个更大的负跳变并反馈到G1输入端。可见，在经过 3tpd后，v11又自动跳变为低电平，再经过3tpd之后，v11又将跳变为高电平。如此周而复始，便产生
2、自激振荡。如图2所示，可见振荡周期为T=6tpd图1环形亍前器的璋理电賂环形振荡器的改进原因环形振荡器的突岀优点是电路极为简单，但由于门电路的传输延迟时间极短，TTL门电路只有几十纳秒,CMOS电路也不过一二百纳秒，难以获得较低的振荡频率，而且频率不易调节，为克服这个缺点，有几种 改进电路，下面给出对照图。如图 3和图4所示。圈4环形掘济器的实用改进电路图环形振荡器的改进原理接入RC电路以后，不仅增大了门 G2的传输延迟时间tpd2有助于获得较低的振荡频率。而且通过改变R和C的数值可以很方便地实现对频率的调节。环形振荡器的实用电路如图4,为了进一步加大 RC和G2的传输延迟时间，在实用电路中将
3、电容 C的接地端改接 G1的输出端。如 图1035所示。例如当v12处发生负跳变时，经过电容C使v13首先跳变到一个负电平，然后再从这个负 电平开始对电容C充电，这就加长了 v13从开始充电到上升为 VTH的时间，等于加大了 v12到v13的传 输延迟时间。通常RC电路产生的延迟时间远远大于门电路本身的传输延迟时间，所以在计算振荡周期时可以只考虑RC电路的作用而将门电路固有的传输延迟时间忽略不计。另外，为防止V13发生负跳变时流过反相器 G3输入端钳位二极管的电流过大，还在G3输入端串接了保护电阻RS。电路中各点的电压波形如图5所示。图5中画出了电容 C充、放电的等效电路。利用式:枫电需亡的禿电时闻盘和感电时闿厂叫讥）】事申若砂，齐严a側転耳*这时血和n可他 外 iv丁4滾肚如?眨喰丿咤r雷5电蹦的塢蕩周期近叡等干叫假定阳=昭V沪h钿臥上式时到T 2.2RC否则计算结果会有较大的式T-2.2RC可用于近似估算振荡周期。但使用时应注意它的假定条件是否满足, 误差。
