電路創意/環形振盪器
想象一下,一群猴子。與“猴子看,猴子做”的常見刻板印象不同,這些猴子是叛逆的,逆反的猴子。每一個猴子總是做與它前面猴子所做的事情*相反*的事情。當一隻猴子站起來時,看到它的猴子堅持要躺下。當一隻猴子躺下時,看到它的猴子堅持要站起來。
現在把 4 只猴子放在摩天大廈外面四個角落,讓每個猴子只能看到它前面的猴子。當一個惡作劇者走過來,撓第一隻猴子的癢,直到猴子笑得滾倒在地 (ROFL) 時,下一隻猴子看到了,堅持要站得高高的。與笑著的猴子對角線的猴子看不到透過建築物的笑著的猴子,但他可以看到他前面角落裡站著的猴子,所以他堅持要躺下。第四隻猴子看到躺著的猴子,堅持要站得高高的。
惡作劇者離開第一隻猴子後,那隻猴子看到第四隻猴子站得高高的,堅持要繼續躺在地板上。我們可以總結情況為
- 低 高 低 高。
後來,惡作劇者發現第二隻猴子站得高高的,就撓那隻猴子的癢,直到猴子笑得滾倒在地。惡作劇者離開後,塵埃落定,出現了類似但並不完全相同的情況。我們將新情況總結為
- 高 低 高 低。
如果建築有 6 個側面怎麼辦?或者 100 個側面怎麼辦?
接下來,惡作劇者做了一些更邪惡的事情。他們把一些猴子放在其中一個“現代”建築摩天大樓上,這個摩天大樓有 5 個角落,並在 5 個角落各放 5 只猴子。當惡作劇者正在撓第一隻猴子的癢時,我們可以將情況總結為
- 低 高 低 高 低
但一旦惡作劇者厭倦了,走開後,被撓癢的猴子看到前面躺著的猴子,堅持要站起來
- 高 高 低 高 低。
很快,那個一直看著猴子被撓癢的站著的猴子注意到那隻猴子現在站起來了,所以這隻站著的猴子堅持要躺下。
- 高 低 低 高 低。
這個過程在建築物周圍繼續進行
- 高 低 高 高 低
- 高 低 高 低 低
- 高 低 高 低 高
- 低 低 高 低 高
- 低 高 高 低 高
- 低 高 低 低 高
- 低 高 低 高 高
- 低 高 低 高 低
- 高 高 低 高 低
- 高 低 低 高 低
等等。即使惡作劇者早已離開,猴子們也會不停地跳起來躺下,一遍又一遍,無休止地重複著。
環繞這座建築的 5 只猴子形成了一個環形振盪器。
我們可以用很多其他東西來代替猴子。電子反相器需要供給一點電子能量,但這比給一群猴子餵食要便宜得多。
環形振盪器概念上包含 3 個部分
- 訊號恢復:當一個級聯的輸入稍微低一點時,輸出幾乎完全變為高電平;當輸入稍微高一點時,輸出幾乎完全變為低電平。
- 時間延遲:當輸入突然從高電平變為低電平時,需要經過一段短暫的(但非零的)時間,下一個級聯才會“注意到”並從低電平變為高電平。
- 反饋迴路,使得最後一級的輸出被第一級看到,第一級的輸出被第二級看到,等等。
實際上,“時間延遲”部分可能不是一個單獨的物理部分,而僅僅是資訊從一個位置傳遞到另一個物理位置固有的光速延遲。