ரிங் ஆஸிலேட்டர் என்றால் என்ன: வேலை மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள்

ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு சமிக்ஞையை உருவாக்க ஒரு ஆஸிலேட்டர் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இவை டிஜிட்டல் அமைப்புகளில் கணக்கீட்டு செயல்முறையை ஒத்திசைக்க பயனுள்ளதாக இருக்கும். எந்தவொரு உள்ளீட்டு சமிக்ஞையும் இல்லாமல் தொடர்ச்சியான அலைவடிவங்களை உருவாக்கும் மின்னணு சுற்று இது. ஆஸிலேட்டர் ஒரு டி.சி சிக்னலை விரும்பிய அதிர்வெண்ணில் மாற்று சமிக்ஞை வடிவமாக மாற்றுகிறது. மின்னணு சுற்றுகளில் பயன்படுத்தும் கூறுகளைப் பொறுத்து பல்வேறு வகையான ஆஸிலேட்டர்கள் உள்ளன. வெவ்வேறு வகையான ஆஸிலேட்டர்கள் வியன்னா பாலம் ஆஸிலேட்டர், ஆர்.சி கட்ட ஷிப்ட் ஆஸிலேட்டர், ஹார்ட்லி ஆஸிலேட்டர் , மின்னழுத்த கட்டுப்பாட்டு ஆஸிலேட்டர், கோல்பிட்ஸ் ஆஸிலேட்டர் , ரிங் ஆஸிலேட்டர், கன் ஆஸிலேட்டர், மற்றும் படிக ஆஸிலேட்டர் , முதலியன இந்த கட்டுரையின் முடிவில், ரிங் ஆஸிலேட்டர் என்றால் என்ன, வழித்தோன்றல் , தளவமைப்பு, அதிர்வெண் சூத்திரம் மற்றும் பயன்பாடுகள்.

ரிங் ஆஸிலேட்டர் என்றால் என்ன?

ரிங் ஆஸிலேட்டரின் வரையறை “ஒற்றைப்படை எண்ணிக்கையிலான இன்வெர்ட்டர்கள் தொடர் வடிவத்தில் நேர்மறையான கருத்து மற்றும் வெளியீடு ஊசலாட்டங்களுடன் இரண்டு மின்னழுத்த நிலைகளுக்கு இடையில் 1 அல்லது பூஜ்ஜியத்திற்கு இடையில் ஊசலாடுகிறது. இன்வெர்ட்டர்களுக்குப் பதிலாக, அதை NOT வாயில்களிலும் வரையறுக்கலாம். இந்த ஆஸிலேட்டர்களில் ஒரு ‘என்’ ஒற்றைப்படை எண்ணிக்கையிலான இன்வெர்ட்டர்கள் உள்ளன. உதாரணமாக, இந்த ஆஸிலேட்டரில் 3 இருந்தால் இன்வெர்ட்டர்கள் பின்னர் இது மூன்று-நிலை வளைய ஆஸிலேட்டர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இன்வெர்ட்டர் எண்ணிக்கை ஏழு என்றால் அது ஏழு நிலை மோதிர ஊசலாட்டமாகும். இந்த ஆஸிலேட்டரில் இன்வெர்ட்டர் நிலைகளின் எண்ணிக்கை முக்கியமாக இந்த ஆஸிலேட்டரிலிருந்து நாம் உருவாக்க விரும்பும் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது.

மோதிரம்-ஆஸிலேட்டர்-வரைபடம்

ரிங் ஆஸிலேட்டரின் வடிவமைப்பை மூன்று இன்வெர்ட்டர்களைப் பயன்படுத்தி செய்ய முடியும். ஒற்றை கட்டத்துடன் ஆஸிலேட்டர் பயன்படுத்தப்பட்டால், ஊசலாட்டங்களும் ஆதாயமும் போதுமானதாக இல்லை. ஆஸிலேட்டருக்கு இரண்டு இன்வெர்ட்டர்கள் இருந்தால், கணினியின் ஊசலாட்டமும் ஆதாயமும் ஒற்றை-நிலை வளைய ஆஸிலேட்டரை விட சற்று அதிகம். எனவே இந்த மூன்று-நிலை ஆஸிலேட்டரில் மூன்று இன்வெர்ட்டர்கள் உள்ளன, அவை தொடர் வடிவத்தில் நேர்மறையான பின்னூட்ட அமைப்புடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. எனவே ஊசலாட்டங்களும் அமைப்பின் ஆதாயமும் போதுமானது. மூன்று நிலை ஆஸிலேட்டரைத் தேர்வு செய்ய இதுவே காரணம்.

“ரிங் ஆஸிலேட்டர் ஒற்றை தலைகீழ் பெருக்கியைக் காட்டிலும் அதிக லாபத்தை அடைய ஒற்றைப்படை எண்ணிக்கையிலான இன்வெர்ட்டர்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இன்வெர்ட்டர் உள்ளீட்டு சமிக்ஞைக்கு தாமதத்தை அளிக்கிறது மற்றும் இன்வெர்ட்டர்களின் எண்ணிக்கை அதிகரித்தால் ஊசலாட்ட அதிர்வெண் குறையும். எனவே விரும்பிய ஆஸிலேட்டர் அதிர்வெண் ஆஸிலேட்டரின் இன்வெர்ட்டர் நிலைகளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்தது. ”

இந்த ஊசலாட்டத்திற்கான அலைவு சூத்திரத்தின் அதிர்வெண் ஆகும்

ரிங்-ஆஸிலேட்டர்-அதிர்வெண்

ஒற்றை இன்வெர்ட்டருக்கான T = நேர தாமதம் இங்கே

n = ஆஸிலேட்டரில் உள்ள இன்வெர்ட்டர்களின் எண்ணிக்கை

ரிங் ஆஸிலேட்டர் தளவமைப்பு

மேலே உள்ள இரண்டு வரைபடங்கள் 3 நிலை வளைய ஆஸிலேட்டருக்கான திட்ட மற்றும் வெளியீட்டு அலைவடிவங்களைக் காட்டுகின்றன. இங்கே, PMOS அளவு NMOS ஐ விட இரட்டிப்பாகும். தி NMOS அளவு 1.05 மற்றும் PMOS 2.1 ஆகும்

ரிங்-ஆஸிலேட்டர்-லேஅவுட்

இந்த மதிப்புகளிலிருந்து, மூன்று-நிலை வளைய ஆஸிலேட்டரின் காலம் 1.52ns ஆகும். இந்த காலத்திற்குள், இந்த ஆஸிலேட்டர் 657.8 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரம்பில் சமிக்ஞைகளை உருவாக்க முடியும் என்று நாம் கூறலாம். இந்த அதிர்வெண்ணை விடக் குறைவான சமிக்ஞையை உருவாக்க, இந்த ஆஸிலேட்டரில் அதிக இன்வெர்ட்டர் நிலைகளைச் சேர்க்க வேண்டும் என்பதாகும். இதன் மூலம், தாமதம் அதிகரிக்கும் மற்றும் இயக்க அதிர்வெண் குறையும். எடுத்துக்காட்டாக, 100 மெகா ஹெர்ட்ஸ் சிக்னல்களை உருவாக்க அல்லது அதிர்வெண் சிக்னல்களைக் காட்டிலும் குறைவாக 20 இன்வெர்ட்டர் நிலைகளை இந்த ஆஸிலேட்டரில் சேர்க்க வேண்டும்.

ring-oscillator -output2

கீழே உள்ள படம் மோதிர ஆஸிலேட்டர் தளவமைப்பைக் காட்டுகிறது. இது 27 மெகா ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்களில் சமிக்ஞையை உருவாக்க 71 நிலை ஆஸிலேட்டர் ஆகும். இந்த ஆஸிலேட்டரில் பயன்படுத்தப்படும் இன்வெர்ட்டர்கள் எல் 1 எம் 1 மற்றும் பிஒய்எல் 1 தொடர்புகளைப் பயன்படுத்தி இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த தொடர்பு மூலம், இன்வெர்ட்டர்களின் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடுகள் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. Vdd முள் மூல இணைப்பு நோக்கங்களுக்காக.

ரிங்-ஆஸிலேட்டர்-லேஅவுட் -71-நிலைகள்

டிரான்சிஸ்டரைப் பயன்படுத்தி ரிங் ஆஸிலேட்டர்

ரிங் ஆஸிலேட்டர் என்பது பின்னூட்ட இணைப்புடன் தொடர் வடிவத்தில் இணைக்கப்பட்ட இன்வெர்ட்டர்களின் கலவையாகும். இறுதி கட்டத்தின் வெளியீடு மீண்டும் ஆஸிலேட்டரின் ஆரம்ப கட்டத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. டிரான்சிஸ்டர் செயல்படுத்தல் மூலமும் இதைச் செய்யலாம். கீழேயுள்ள படம் a உடன் மோதிர ஆஸிலேட்டர் பொருத்துதலைக் காட்டுகிறது CMOS டிரான்சிஸ்டர் .

ரிங்-ஆஸிலேட்டர்-பயன்படுத்தி-டிரான்சிஸ்டர்கள்

• இந்த ஆஸிலேட்டருக்கு முள் 6 மற்றும் முள் 14 மூலம் வி.டி.டி மற்றும் முள் 7 தரையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
• சி 1, சி 2 மற்றும் சி 3 ஆகியவை 0.1uF மதிப்பைக் கொண்ட மின்தேக்கிகளாகும்.
• இங்கே முள் 14 அதாவது 3.3 வி விநியோக மின்னழுத்தத்தைப் பெற வேண்டும்.
• இந்த ஆஸிலேட்டரின் வெளியீட்டை முள் 12 துறைமுகத்திற்குப் பிறகு எடுக்கலாம்.
• Vdd மதிப்பை 3.3V ஆக அமைத்து அதிர்வெண்ணை 250Hz ஆக அமைக்கவும். மற்றும் சி 1, சி 2 மற்றும் சி 3 மின்தேக்கிகள் ஒவ்வொரு இன்வெர்ட்டர் வெளியீட்டு கட்டத்திலும் உயர்வு நேரம் மற்றும் வீழ்ச்சி நேரத்தை அளவிடுகின்றன. அலைவு அதிர்வெண் கவனியுங்கள்.
• பின்னர் VDD முள் 5V உடன் இணைத்து, மேலே உள்ள செயல்முறையை மீண்டும் செய்து, பரப்புதல் தாமத நேரங்களையும் அலைவுகளின் அதிர்வெண்ணையும் கவனியுங்கள்.
• பல மின்னழுத்த நிலைகளுடன் செயல்முறையை மீண்டும் செய்யவும், விநியோக மின்னழுத்தம் வாயில் தாமதத்தை அதிகரித்தால் (உயர்வு நேரம் மற்றும் வீழ்ச்சி நேரம்) குறைந்துவிட்டால், நாம் புரிந்து கொள்ளலாம். விநியோக மின்னழுத்தம் குறைந்தால் வாயில்களின் தாமதம் அதிகரிக்கிறது.

அதிர்வெண் ஃபார்முலா

இன் இன்வெர்ட்டர் நிலைகளின் எண்ணிக்கையைப் பயன்படுத்துவதன் அடிப்படையில் வளைய ஊசலாட்டங்கள் அதிர்வெண் பின்வரும் சூத்திரத்தால் பெறலாம். ஒவ்வொரு இன்வெர்ட்டரின் தாமத நேரமும் இங்கே முக்கியமானது. இந்த ஆஸிலேட்டரின் இறுதி நிலையான அலைவு அதிர்வெண்,

இங்கே, இந்த ஆஸிலேட்டரில் பயன்படுத்தப்படும் இன்வெர்ட்டர் நிலைகளின் எண்ணிக்கையை n குறிக்கிறது. T என்பது ஒவ்வொரு இன்வெர்ட்டர் கட்டத்தின் தாமத நேரமாகும்.

இந்த ஆஸிலேட்டர் அதிர்வெண் தாமத நேரத்தின் நிலைகள் மற்றும் இந்த ஆஸிலேட்டரில் பயன்படுத்தும் நிலைகளின் எண்ணிக்கையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது. எனவே, ஆஸிலேட்டர் அதிர்வெண்ணைக் கண்டுபிடிப்பதில் தாமத நேரம் மிக முக்கியமான அளவுருவாகும்.

பயன்பாடுகள்

ஒரு சில இந்த ஆஸிலேட்டரின் பயன்பாடுகள் இங்கே விவாதிக்கப்படும். அவை,

• மின்னழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையின் விளைவை அளவிட இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன ஒருங்கிணைந்த சிப் .
• செதில் பரிசோதனையின் போது, ​​இந்த ஆஸிலேட்டர்கள் விரும்பப்படுகின்றன.
• அதிர்வெண் சின்தசைசர்களில் இந்த ஆஸிலேட்டர்கள் பொருந்தும்.
• தொடர் தரவு தகவல்தொடர்புகளில் தரவு மீட்பு நோக்கங்களுக்காக, இந்த ஊசலாட்டங்கள் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
• இல் கட்டம் பூட்டப்பட்ட வளையம் (பி.எல்.எல்) இந்த ஆஸிலேட்டரைப் பயன்படுத்தி VCO களை வடிவமைக்க முடியும்.

TO ரிங் ஆஸிலேட்டர் எந்தவொரு நிலையிலும் விரும்பிய அதிர்வெண்ணை உருவாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. அலைவுகளின் அதிர்வெண் ஒவ்வொரு இன்வெர்ட்டர் கட்டத்தின் நிலைகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் தாமத நேரத்தைப் பொறுத்தது. இந்த ஆஸிலேட்டரின் வெப்பநிலை மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் விளைவை ஐந்து நிலைகளில் சோதிக்க முடியும். அனைத்து வெவ்வேறு சோதனை நிலைகளிலும் வெப்பநிலை அதிகரித்தால் வெளியீட்டின் நேரத்தை குறைந்தபட்ச வெப்பநிலை மதிப்புடன் ஒப்பிடும்போது குறைக்கலாம். வெப்பநிலை மாறுபடும் பட்சத்தில் கட்ட சத்தம் மற்றும் நடுக்கம் மதிப்பை நாம் பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டும்.