रिंग ऑसिलेटर क्या है: कार्य करना और इसके अनुप्रयोग

एक थरथरानवाला एक संकेत उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है जिसमें एक विशिष्ट आवृत्ति होती है, और ये डिजिटल सिस्टम में गणना प्रक्रिया को सिंक्रनाइज़ करने के लिए उपयोगी होते हैं। यह एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है जो बिना किसी इनपुट सिग्नल के निरंतर तरंग उत्पन्न करता है। थरथरानवाला एक डीसी सिग्नल को वांछित आवृत्ति पर एक वैकल्पिक सिग्नल फॉर्म में परिवर्तित करता है। घटकों के आधार पर विभिन्न प्रकार के ऑसिलेटर हैं जो इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में उपयोग कर रहे हैं। विभिन्न प्रकार के ऑसिलेटर हैं वियना पुल थरथरानवाला, आरसी चरण पारी थरथरानवाला, हार्टले ऑसिलेटर , वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला, कोलपिट्स ऑसिलेटर , रिंग ऑसिलेटर, गन ऑसिलेटर, और क्रिस्टल थरथरानवाला , आदि इस लेख के अंत तक, हम जानेंगे, कि रिंग ऑसिलेटर क्या है, व्युत्पत्ति , लेआउट, आवृत्ति सूत्र, और अनुप्रयोग।

एक अंगूठी थरथरानवाला क्या है?

रिंग थरथरानवाला की परिभाषा है 'इनवर्टर की एक विषम संख्या को श्रृंखला के रूप में सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ जोड़ा जाता है और प्रक्रिया की गति को मापने के लिए या तो 1 या शून्य के बीच दो वोल्टेज स्तरों के बीच दोलन करता है। इनवर्टर के स्थान पर, हम इसे गेट्स नहीं के साथ भी परिभाषित कर सकते हैं। इन ऑसिलेटर में इनवर्टर की विषम संख्या होती है। उदाहरण के लिए, यदि इस थरथरानवाला में 3 हैं इन्वर्टर तब इसे तीन-चरण वलय थरथरानवाला कहा जाता है। यदि इन्वर्टर काउंट सात है तो यह सात स्टेज रिंग ऑसिलेटर है। इस थरथरानवाला में इन्वर्टर चरणों की संख्या मुख्य रूप से उस आवृत्ति पर निर्भर करती है जिसे हम इस थरथरानवाला से उत्पन्न करना चाहते हैं।

रिंग-ऑसिलेटर-आरेख

रिंग ऑसिलेटर की डिजाइनिंग तीन इनवर्टर का उपयोग करके की जा सकती है। यदि थरथरानवाला एकल-चरण के साथ नियोजित है, तो दोलन और लाभ पर्याप्त नहीं हैं। यदि थरथरानवाला में दो इनवर्टर हैं, तो सिस्टम का दोलन और लाभ एकल-चरण रिंग थरथरानर से थोड़ा अधिक है। तो इस तीन-चरण थरथरानवाला में तीन इनवर्टर हैं जो एक सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रणाली के साथ श्रृंखला के रूप में जुड़े हुए हैं। तो दोलन और प्रणाली का लाभ पर्याप्त है। यह तीन-चरण थरथरानवाला चुनने का कारण है।

'रिंग ऑसिलेटर एक इनवर्टर एम्पलीफायर की तुलना में अधिक लाभ प्राप्त करने के लिए इनवर्टर की एक विषम संख्या का उपयोग करता है। इन्वर्टर इनपुट सिग्नल में देरी करता है और यदि इनवर्टर की संख्या बढ़ जाती है तो ऑसिलेटर आवृत्ति कम हो जाएगी। तो वांछित थरथरानवाला आवृत्ति थरथरानवाला के पलटनेवाला चरणों की संख्या पर निर्भर करती है। '

इस थरथरानवाला के लिए दोलन सूत्र की आवृत्ति है

रिंग-ऑसिलेटर-फ्रीक्वेंसी

यहां एकल इन्वर्टर के लिए टी = समय देरी

n = ऑसिलेटर में इनवर्टर की संख्या

रिंग थरथरानवाला लेआउट

उपरोक्त दो आरेख 3 चरण रिंग थरथरानवाला के लिए योजनाबद्ध और आउटपुट तरंग दिखा रहे हैं। यहां, PMOS का आकार NMOS से दोगुना है। NMOS आकार 1.05 और पीएमओएस 2.1 है

रिंग-ऑसिलेटर-लेआउट

इन मूल्यों से, तीन-चरण अंगूठी थरथरानवाला की समय अवधि 1.52ns है। इस समयावधि तक, हम कह सकते हैं कि यह थरथरानवाला 657.8MHz रेंज की आवृत्ति के साथ सिग्नल का उत्पादन कर सकता है। सिग्नल उत्पन्न करने के लिए जो इस आवृत्ति से कम है इसका मतलब है कि हमें इस थरथरानवाला में अधिक पलटनेवाला चरणों को जोड़ना चाहिए। इसके द्वारा, देरी बढ़ जाएगी और परिचालन आवृत्ति घट जाएगी। उदाहरण के लिए 100 मेगाहर्ट्ज सिग्नल या आवृत्ति संकेतों की तुलना में कम उत्पन्न करने के लिए इस ऑसिलेटर में 20 नंबर के इनवर्टर चरणों को जोड़ना होगा।

रिंग-ऑसिलेटर-ऑउटपुट 2

नीचे का आंकड़ा रिंग ऑसिलेटर लेआउट दिखाता है। यह 27MHz आवृत्तियों पर सिग्नल का उत्पादन करने के लिए 71 चरण थरथरानवाला है। इनवर्टर का उपयोग करने वाले इनवर्टर एल 1 एम 1 और पीवाईएल 1 संपर्क का उपयोग करके जुड़े हुए हैं। इस संपर्क के साथ, इनवर्टर के इनपुट और आउटपुट एक साथ जुड़े हुए हैं। और Vdd पिन स्रोत कनेक्शन उद्देश्यों के लिए है।

रिंग-ऑसिलेटर-लेआउट -71-चरण

ट्रांजिस्टर का उपयोग करके रिंग थरथरानवाला

रिंग ऑसिलेटर एक फीडबैक कनेक्शन के साथ श्रृंखला रूप में जुड़े इनवर्टर का एक संयोजन है। और अंतिम चरण का आउटपुट फिर से थरथरानवाला के प्रारंभिक चरण से जुड़ा हुआ है। यह ट्रांजिस्टर कार्यान्वयन के माध्यम से भी किया जा सकता है। नीचे दिए गए आंकड़े से पता चलता है कि अंगूठी थरथरानवाला आरोपण है CMOS ट्रांजिस्टर ।

रिंग-ऑसिलेटर-उपयोग-ट्रांजिस्टर

• इस ऑसिलेटर को इनपुट 6 के माध्यम से दिया जा सकता है और पिन 14 को वीडीडी से जुड़ा है और पिन 7 जमीन से जुड़ा है।
• C1, C2 और C3 कैपेसिटर हैं जिनका मान 0.1uF है।
• यहां पिन 14 यानी 3.3V का सप्लाई वोल्टेज मिलना चाहिए।
• इस ऑसिलेटर का आउटपुट पिन 12 पोर्ट के बाद से लिया जा सकता है।
• Vdd मान को 3.3V पर सेट करें और आवृत्ति को 250Hz पर सेट करें। और C1, C2, और C3 कैपेसिटर प्रत्येक इनवर्टर आउटपुट चरण में वृद्धि के समय और गिरने के समय को मापते हैं। दोलन की आवृत्ति पर ध्यान दें।
• फिर Vdd पिन को 5V से कनेक्ट करें और उपरोक्त प्रक्रिया को दोहराएं और प्रसार विलंब समय और दोलनों की आवृत्ति को नोट करें।
• कई वोल्टेज स्तरों के साथ प्रक्रिया को दोहराएं, फिर हम समझ सकते हैं, अगर आपूर्ति वोल्टेज गेट देरी (वृद्धि समय और गिरने का समय) घट जाती है। यदि आपूर्ति वोल्टेज घटता है तो फाटकों की देरी बढ़ जाती है।

आवृत्ति सूत्र

इन्वर्टर चरणों की संख्या का उपयोग करने के आधार पर रिंग ऑसिलेटर फ्रीक्वेंसी निम्नलिखित सूत्र द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। यहां प्रत्येक इन्वर्टर का विलंब समय भी महत्वपूर्ण है। इस थरथरानवाला की अंतिम स्थिर दोलन आवृत्ति है,

यहाँ, n इस ऑसिलेटर में प्रयुक्त इन्वर्टर चरणों की संख्या को इंगित करता है। टी प्रत्येक इन्वर्टर चरण का विलंब समय है।

यह थरथरानवाला आवृत्ति केवल विलंब समय के चरणों और इस थरथरानवाला में उपयोग करने वाले चरणों की संख्या पर निर्भर करता है। तो, थरथरानवाला आवृत्ति खोजने में देरी का समय सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

अनुप्रयोग

कुछ इस थरथरानवाला के अनुप्रयोग यहां चर्चा की जाएगी। वे,

• इनका उपयोग वोल्टेज और तापमान के प्रभाव को मापने के लिए किया जाता है एकीकृत चिप ।
• वेफर टेस्टिंग के दौरान, इन ऑसिलेटर्स को प्राथमिकता दी जाती है।
• आवृत्ति सिंथेसाइज़र में ये ऑसिलेटर्स लागू होते हैं।
• सीरियल डेटा संचार में डेटा रिकवरी उद्देश्यों के लिए, ये ऑसिलेटर उपयोगी होते हैं।
• में चरण बंद लूप (PLL) इस ऑसिलेटर का उपयोग करके VCO का डिज़ाइन बनाया जा सकता है।

सेवा मेरे रिंग थरथरानवाला किसी भी हालत में वांछित आवृत्ति उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। दोलन की आवृत्ति चरणों की संख्या और प्रत्येक इन्वर्टर चरण के विलंब समय पर निर्भर करती है। और इस थरथरानवाला के तापमान और वोल्टेज के प्रभाव को पांच स्थितियों में परीक्षण किया जा सकता है। सभी अलग-अलग परीक्षण स्थितियों में यदि तापमान में वृद्धि होती है, तो कम से कम तापमान मान की तुलना में उत्पादन की समय अवधि को कम किया जा सकता है। यदि तापमान भिन्न होता है तो हमें चरण शोर और घबराना मूल्य का विश्लेषण करना होगा।