環形振蕩器英文解釋翻譯、環形振蕩器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 ring oscillator

分詞翻譯：

環形的英語翻譯：

【計】 ring type
【醫】 ring form

振蕩器的英語翻譯：

【醫】 agitator; oscillator

專業解析

環形振蕩器（Ring Oscillator）是一種在數字電路和集成電路設計中常見的振蕩器電路。其英文術語直接對應為 "Ring Oscillator"。其核心工作原理和結構特點如下：

基本結構：它由奇數個（通常為3、5、7或更多）反相器（Inverter）首尾相連，構成一個閉合的環形反饋回路。每個反相器的輸出連接到下一個反相器的輸入，最後一個反相器的輸出反饋回第一個反相器的輸入。這種奇數級的配置确保了電路無法穩定在單一邏輯狀态，從而産生持續振蕩。
工作原理：當電路上電時，環路中某個節點的邏輯電平（高或低）會觸發其後的反相器進行翻轉。由于反相器的延遲特性，這個翻轉信號會沿着環路傳播。經過奇數個反相器後，信號會被反相。當這個反相後的信號回到起始點，它會與初始狀态相反，從而驅動電路狀态再次翻轉。這個過程周而複始，形成自激振蕩。
振蕩頻率：其振蕩頻率（f）主要由環路中反相器的級數（N）和單級反相器的平均傳輸延遲時間（t~pd~）決定。公式近似為： $$ f approx frac{1}{2 times N times t_{pd}} $$ 級數越多或反相器延遲越大，振蕩頻率越低。
主要特點與應用：
- 結構簡單：僅需基本邏輯門（反相器）即可搭建，易于在集成電路中實現。
- 頻率可調性有限：頻率主要由器件特性和級數決定，難以像LC振蕩器那樣大範圍精确調諧。
- 對工藝和電壓敏感：振蕩頻率易受半導體制造工藝偏差、工作電壓和溫度變化的影響。
- 應用：常用于集成電路内部作為簡單的時鐘信號源、測試電路性能（如測量門延遲）的基準、鎖相環（PLL）中的壓控振蕩器（VCO）核心單元，以及老化測試和可靠性監測。

權威參考來源：

Wikipedia - Ring Oscillator：提供了環形振蕩器的基本定義、工作原理、電路結構和應用概述。 (https://en.wikipedia.org/wiki/Ring_oscillator)
All About Circuits - Ring Oscillators：詳細解釋了環形振蕩器的工作原理、頻率計算、優缺點以及實際應用場景。 (https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/ring-oscillators/)
IEEE Xplore Digital Library：包含大量關于環形振蕩器設計、分析、建模及其在具體集成電路（如PLLs, Sensors）中應用的研究論文和技術文檔，是深入研究的權威平台。 (https://ieeexplore.ieee.org/) (搜索關鍵詞 "Ring Oscillator")
半導體教科書：如《CMOS超大規模集成電路設計》（Weste, Harris）或《數字集成電路：設計視角》（Rabaey, Chandrakasan, Nikolic）等經典教材中，通常有專門章節講解環形振蕩器的原理及其在電路設計中的作用。

網絡擴展解釋

環形振蕩器（Ring Oscillator）是一種利用邏輯門電路構成的閉環結構來産生周期性振蕩信號的電子器件。其核心原理是通過環路中的信號傳輸延遲形成自激振蕩，以下是詳細解釋：

1. 基本結構

環形振蕩器通常由奇數個反相器（如非門）首尾相連構成閉環（例如3級、5級、7級等）。每個反相器的輸出作為下一級的輸入，最後一級的輸出反饋到第一級輸入，形成環形連接。例如：

輸入 → 反相器1 → 反相器2 → 反相器3 →（反饋到輸入）

2. 工作原理

延遲累積：每個反相器對輸入信號存在傳輸延遲（記為( t_{pd} )）。信號在環路中傳播時，每一級都會引入延遲并反轉信號相位。
相位反轉：奇數個反相器的總相位反轉次數為奇數次，導緻反饋信號與初始信號相位相反，形成正反饋，從而持續振蕩。
振蕩頻率公式： [ f = frac{1}{2 times N times t{pd}} ] 其中，( N )為反相器級數，( t{pd} )為單級延遲時間。

3. 關鍵特性

頻率可調性：通過改變級數( N )或調整單級延遲（如調節電源電壓、負載電容）可改變輸出頻率。
穩定性依賴工藝：頻率易受溫度、電壓、制造工藝（PVT）影響，通常用于對精度要求不高的場景。
功耗與頻率正相關：高頻工作時功耗較高。

4. 應用場景

集成電路測試：用于測量芯片制造工藝的延遲特性。
時鐘生成：為數字電路提供簡單時鐘源（如FPGA初始化）。
傳感器：某些傳感器通過外部參數（如溫度、壓力）改變環路延遲，從而将物理量轉換為頻率信號。
鎖相環（PLL）：作為壓控振蕩器（VCO）的組成部分。

5. 優缺點

優點：結構簡單、無需外部元件、易于集成、成本低。
缺點：頻率穩定性差、功耗較高（高頻時）、輸出波形對稱性依賴級數。

擴展知識

偶數級問題：若使用偶數級反相器，環路會因相位一緻而趨于穩态，無法振蕩（需額外引入延遲元件）。
改進設計：可通過添加電壓控制元件（如變容二極管）或差分結構提升性能。

如需更深入的技術細節（如噪聲分析、工藝角影響），建議參考集成電路設計相關教材或文獻。