申論題

環形振盪器的基本工作原理是利用多級反相器（inverters）串接而成的回路來產生振盪。它的振盪條件和為何反相器的級數必須為奇數可以從以下幾點來理解：

環形振盪器的振盪條件

1. 奇數級反相器：環形振盪器需要奇數級的反相器來確保信號經過一個完整循環後得到反相，從而能夠持續自我維持振盪。

2. 增益條件：反相器必須提供足夠的增益來抵消任何可能的信號衰減，確保振盪能夠自我維持。

3. 相位條件：在完成一個循環後，信號的總相位偏移必須是360度的整數倍。在奇數級反相器的配置中，每個反相器提供180度的相位偏移，因此奇數級反相器總體提供的相位偏移是360度的整數倍。

為何級數必須為奇數

1. 信號反相：反相器的基本功能是將輸入信號反相（即0變成1，1變成0）。一個反相器提供180度的相位反轉。因此，為了使信號在經過一次完整循環後能夠被反相並回到原點，總共需要360度的整數倍的相位反轉。奇數級反相器正好提供這樣的相位變化。

2. 自我持續振盪：如果使用偶數級的反相器，信號在經過一次循環後將保持不變（因為偶數倍的180度反轉等於360度的整數倍，即信號未被反相）。這將導致信號不能自我持續振盪。

總之，環形振盪器的設計確保了在每次循環後信號都被反相並且具有足夠的增益來維持振盪，這需要奇數級的反相器來實現。這樣的配置使得環形振盪器能夠持續產生穩定的振盪信號。

環形振盪器是一種採用奇數個反向器（inverter or NOT gate）組成的環形電路。電路的輸出是透過振盪產生兩個電平（voltage level），也就是方波。如果採用偶數個反向器串接，會使得輸出電壓與輸入電壓相同，訊號沒有任何變化，因此無法形成環形振盪器。

環形振盪器的頻率  ，其中 t 為單個反向器的延遲時間，n 為反向器的個數。

一個簡單的環形振盪器電路，具有3個反向器。頻率是1/(6×單一反向器延遲時間)。

（來源：維基百科）