Ringoszillator

Ein Ringoszillator ist eine elektronische Schwingschaltung; es ist ein selbstständig schwingender Oszillator, der wie ein Multivibrator eine Rechteckspannung erzeugt. Er besteht aus einer Reihenschaltung von mehreren Invertern, wobei jeweils der Ausgang eines Inverters mit dem Eingang des folgenden verbunden ist. Vom letzten Inverter erfolgt eine Rückkopplung auf den Eingang des ersten.


Bei Ringoszillatoren muss die Anzahl an Invertern ungerade sein, andernfalls zeigt eine solche Schaltung das Verhalten eines Flipflops. Frequenzbestimmend sind die Anzahl der Inverter und die Verzögerungszeit der einzelnen Inverter, die durch die vorhandenen oder unerwünschten Lastkapazitäten bedingt ist und die die Eigenverzögerung der Inverter-Schaltungen darstellt. Die Schwingungsdauer ergibt sich aus der Multiplikation beider Werte, multipliziert mit zwei, die Frequenz aus dem Quotienten der Verzögerungszeit.

Aufbau eines Ringoszillators aus drei Invertern (NOT-Gatter)

Aufbau eines Ringoszillators aus drei Invertern (NOT-Gatter)

Ringoszillatoren können aus Transistoren bestehen, die in Stufen nacheinander geschaltet sind und deren Kollektoren jeweils mit der Basis des folgenden Transistors verbunden sind. Die Phasendrehung, resp. Invertierung erfolgt in der Transistorschaltung. Ebenso kann ein Ringoszillator aus invertierenden digitalen Logiken, den NOT-Gattern, gebildet werden.

Der Schwingzustand eines Ringoszillators wird statistisch durch Rauschen ausgelöst, das in den Verstärkerstufen verstärkt und rückgekoppelt wird. Die anschließenden Umschaltfunktionen in stabile Schaltzustände sind die von Schmitt-Triggern. Das Ausgangssignal ist ein freischwingendes Rechtecksignal, dessen Frequenz sehr stark von der Versorgungsspannung abhängt und nur bedingt bestimmt werden kann.

Eingesetzt werden Ringoszillatoren in der Sensorik und für Schaltzeitmessungen. Sie eignen sich nicht als reine Oszillatoren.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Ringoszillator
Englisch: ring oscillator
Veröffentlicht: 22.02.2012
Wörter: 243
Tags: #Digitalschaltungen
Links: Digital, Flipflop, Frequenz, Logik, Multivibrator