ما هو مذبذب الحلقة Ring Oscillators؟
أساسيات مذبذب الحلقة Ring Oscillators:
آلية عمل مذبذب الحلقة Ring Oscillators:
مخطط مذبذب الحلقة Ring Oscillators:
المذبذب الحلقي باستخدام الترانزستور:
صيغة التردد في المذبذب الحلقي:
تطبيقات مذبذب الحلقة Ring Oscillators:

يستخدم المذبذب لتوليد إشارة لها تردد محدد وهي مفيدة لمزامنة عملية الحساب في الأنظمة الرقمية كما إنّها دائرة إلكترونية تنتج أشكال موجية مستمرة بدون أي إشارة إدخال، حيث يقوم المذبذب بتحويل إشارة التيار المستمر إلى شكل إشارة متناوبة بالتردد المطلوب.

 

ما هو مذبذب الحلقة Ring Oscillators؟

 

مذبذب الحلقة “Ring Oscillators”: هو عبارة عن جهاز يتكون من عدد فردي من بوابات “NOT” التي يتأرجح خرجها بين مستويين من الجهد ويمثلان صواب وخطأ، وهو عبارة عن دائرة مدروسة بشكل كبير نظراً لاستخدامها الواسع في أنظمة الاتصالات السلكية واللاسلكية.

 

بالإضافة إلى ذلك يُعد مذبذب الحلقة “Ring Oscillators” كتلة معتمدة على نطاق واسع في “PLLs” المستخدمة في مجالات “RF” والمعالجات الدقيقة، وسهولة التكامل ونطاق الضبط الكبير والطاقة المنخفضة ومنطقة القالب هي المعلمات التي تمكن من استخدام مذبذب الحلقة في التطبيقات المتعلقة باستعادة البيانات، والمزامنة وتوليف التردد.

 

“RF” هي اختصار لـ “Radio-frequency”.

 

 “PLL” هي اختصار لـ “Phase-locked loop”.

 

أساسيات مذبذب الحلقة Ring Oscillators:

 

تم تصميم المذبذب الحلقي لتوليد التردد المطلوب في أي حالة، كما يعتمد تواتر التذبذب على عدد المراحل ووقت التأخير لكل مرحلة من مراحل العاكس، ويمكن اختبار تأثير درجة الحرارة والجهد لهذا المذبذب في خمسة شروط، وفي جميع ظروف الاختبار المختلفة إذا زادت درجة الحرارة يمكن تقليل الفترة الزمنية للنواتج مقارنة بأقل قيمة لدرجة الحرارة، ويتم الحاجة إلى تحليل ضوضاء المرحلة وقيمة الاهتزاز إذا اختلفت درجة الحرارة.

 

حتى مع التحسن في الأداء مع تحجيم السيليكون وجد أنّ دوائر “CMOS” الحالية تواجه صعوبات أثناء إدارة متطلبات السرعة والطاقة، كما أنّه عندما يتعلق الأمر بتحليل ونمذجة مذبذب حلقي لا يزال المرء يواجه صعوبات وتحديات مختلفة، ومن الضروري ابتكار طريقة للتحديد الدقيق لتردد التذبذب “fosc” والسعة مع مراعاة هذه الصعوبات، كما يوفر استخدام محاكي التردد تقديراً للـ “fosc” والسعة، ولكن بالنسبة لمواصفات معينة نادراً ما يعرف المصمم التبعية مع معلمات الدائرة والعملية من أجل تحقيق “fosc” الأمثل.

 

 

بوابات “NOT” أو العاكسات متصلة في سلسلة، ويتم تغذية ناتج العاكس الأخير في الأول، ونظراً لأنّ العاكس الفردي يحسب المنطقي “NOT” لإدخاله، فيمكن عرض أنّ الناتج الأخير لسلسلة من عدد فردي من البوابة المنطقية “NOT” للإدخال الأول.

 

كما يتم التأكيد على هذا الناتج النهائي لفترة زمنية محدودة بعد تأكيد الإدخال الأول، وردود الفعل من هذا الناتج الأخير على المدخلات تسبب التذبذب، كما لا يتطلب مذبذب الحلقة الحقيقي سوى الطاقة للتشغيل وفوق جهد عتبة معين تبدأ التذبذبات تلقائياً، ولزيادة وتيرة التذبذب يمكن استخدام طريقتين ويمكن زيادة الجهد المطبق وهذا يزيد من وتيرة التذبذب والطاقة المستهلكة والتي تتبدد كحرارة.

 

“CMOS” هي اختصار لـ “Complementary Metal Oxide Semiconductor”.

 

آلية عمل مذبذب الحلقة Ring Oscillators:

 

لفهم عمل مذبذب الحلقة يجب على الشخص أولاً فهم تأخر البوابة، وفي الجهاز المادي لا يمكن لأي بوابة التبديل على الفور، وفي جهاز مُصمم بدوائر “MOSFET” على سبيل المثال يجب شحن سعة البوابة قبل أن يتدفق التيار بين