[科普中国]-环形振荡器

环形振荡器，是由三个非门或更多奇数个非门输出端和输入端首尾相接，构成环状的机器。

简介环形振荡器是一种采用奇数个非门组成的环形电路。电路的输出是振荡产生两个电平。

偶数个反向器无法形成环形振荡器。这是由于输出的情况和输入相同。

如果用t代表单个反向器的延迟时间，n代表反向器的个数。环形振动器的频率可以写成

定义以三个非门为例，即非门A输出端连接到非门B输入端，非门B输出端连接到非门C输入端，非门C输出端到连接非门A输入端，在其中任何一个连接的位置都可以引出输出信号。2

原理以三个非门为例，假定某一时刻T0，非门A输入端变为高电平，则非门A输出端（非门B输入端）在非门延迟时间ΔT后（T=T0+ΔT）变为低电平，T=T0+2ΔT后非门B输出端（非门C输入端）变为高电平，T=T0+3ΔT后非门C输出端（即非门A输入端）由高电平变为低电平，此时非门A输入端电平与T0时正好相反……依次类推，6ΔT后非门A输入端又变回高电平完成一个周期的振荡，如此往复。1

基本特性振荡周期 = 单个非门延迟时间×非门数×22

变化还可以在其中一个节点（两个非门之间）加上阻容或感容延迟网络来改变振荡周期，总的振荡周期就是上面式子的周期加上延迟网络的延迟时间。1

应用这种振荡器的特点是线路简单，起振容易，如果不加延迟网络则不需要阻容元件，便于集成化，缺点是没有延迟网络频率不便于灵活选择，要实现低频振荡需要很多的非门因而不易实现，另外由于门电路延迟时间有一定误差，制作时频率不太准确。如果加上阻容网络，则与同样需要阻容元件的对称多谐振荡器或非对称多谐振荡器相比，所需芯片面积和成本不占优势。

主要应用于集成电路内部集成的要求不高的高频振荡，以及普通数字电路中的简易振荡器。1

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学