环形振荡器英文解释翻译、环形振荡器的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 ring oscillator

分词翻译：

环形的英语翻译：

【计】 ring type
【医】 ring form

振荡器的英语翻译：

【医】 agitator; oscillator

专业解析

环形振荡器（Ring Oscillator）是一种在数字电路和集成电路设计中常见的振荡器电路。其英文术语直接对应为 "Ring Oscillator"。其核心工作原理和结构特点如下：

基本结构：它由奇数个（通常为3、5、7或更多）反相器（Inverter）首尾相连，构成一个闭合的环形反馈回路。每个反相器的输出连接到下一个反相器的输入，最后一个反相器的输出反馈回第一个反相器的输入。这种奇数级的配置确保了电路无法稳定在单一逻辑状态，从而产生持续振荡。
工作原理：当电路上电时，环路中某个节点的逻辑电平（高或低）会触发其后的反相器进行翻转。由于反相器的延迟特性，这个翻转信号会沿着环路传播。经过奇数个反相器后，信号会被反相。当这个反相后的信号回到起始点，它会与初始状态相反，从而驱动电路状态再次翻转。这个过程周而复始，形成自激振荡。
振荡频率：其振荡频率（f）主要由环路中反相器的级数（N）和单级反相器的平均传输延迟时间（t~pd~）决定。公式近似为： $$ f approx frac{1}{2 times N times t_{pd}} $$ 级数越多或反相器延迟越大，振荡频率越低。
主要特点与应用：
- 结构简单：仅需基本逻辑门（反相器）即可搭建，易于在集成电路中实现。
- 频率可调性有限：频率主要由器件特性和级数决定，难以像LC振荡器那样大范围精确调谐。
- 对工艺和电压敏感：振荡频率易受半导体制造工艺偏差、工作电压和温度变化的影响。
- 应用：常用于集成电路内部作为简单的时钟信号源、测试电路性能（如测量门延迟）的基准、锁相环（PLL）中的压控振荡器（VCO）核心单元，以及老化测试和可靠性监测。

权威参考来源：

Wikipedia - Ring Oscillator：提供了环形振荡器的基本定义、工作原理、电路结构和应用概述。 (https://en.wikipedia.org/wiki/Ring_oscillator)
All About Circuits - Ring Oscillators：详细解释了环形振荡器的工作原理、频率计算、优缺点以及实际应用场景。 (https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/ring-oscillators/)
IEEE Xplore Digital Library：包含大量关于环形振荡器设计、分析、建模及其在具体集成电路（如PLLs, Sensors）中应用的研究论文和技术文档，是深入研究的权威平台。 (https://ieeexplore.ieee.org/) (搜索关键词 "Ring Oscillator")
半导体教科书：如《CMOS超大规模集成电路设计》（Weste, Harris）或《数字集成电路：设计视角》（Rabaey, Chandrakasan, Nikolic）等经典教材中，通常有专门章节讲解环形振荡器的原理及其在电路设计中的作用。

网络扩展解释

环形振荡器（Ring Oscillator）是一种利用逻辑门电路构成的闭环结构来产生周期性振荡信号的电子器件。其核心原理是通过环路中的信号传输延迟形成自激振荡，以下是详细解释：

1. 基本结构

环形振荡器通常由奇数个反相器（如非门）首尾相连构成闭环（例如3级、5级、7级等）。每个反相器的输出作为下一级的输入，最后一级的输出反馈到第一级输入，形成环形连接。例如：

输入 → 反相器1 → 反相器2 → 反相器3 →（反馈到输入）

2. 工作原理

延迟累积：每个反相器对输入信号存在传输延迟（记为( t_{pd} )）。信号在环路中传播时，每一级都会引入延迟并反转信号相位。
相位反转：奇数个反相器的总相位反转次数为奇数次，导致反馈信号与初始信号相位相反，形成正反馈，从而持续振荡。
振荡频率公式： [ f = frac{1}{2 times N times t{pd}} ] 其中，( N )为反相器级数，( t{pd} )为单级延迟时间。

3. 关键特性

频率可调性：通过改变级数( N )或调整单级延迟（如调节电源电压、负载电容）可改变输出频率。
稳定性依赖工艺：频率易受温度、电压、制造工艺（PVT）影响，通常用于对精度要求不高的场景。
功耗与频率正相关：高频工作时功耗较高。

4. 应用场景

集成电路测试：用于测量芯片制造工艺的延迟特性。
时钟生成：为数字电路提供简单时钟源（如FPGA初始化）。
传感器：某些传感器通过外部参数（如温度、压力）改变环路延迟，从而将物理量转换为频率信号。
锁相环（PLL）：作为压控振荡器（VCO）的组成部分。

5. 优缺点

优点：结构简单、无需外部元件、易于集成、成本低。
缺点：频率稳定性差、功耗较高（高频时）、输出波形对称性依赖级数。

扩展知识

偶数级问题：若使用偶数级反相器，环路会因相位一致而趋于稳态，无法振荡（需额外引入延迟元件）。
改进设计：可通过添加电压控制元件（如变容二极管）或差分结构提升性能。

如需更深入的技术细节（如噪声分析、工艺角影响），建议参考集成电路设计相关教材或文献。