电路创意/环形振荡器
想象一下,一群猴子。与“猴子看,猴子做”的常见刻板印象不同,这些猴子是叛逆的,逆反的猴子。每一个猴子总是做与它前面猴子所做的事情*相反*的事情。当一只猴子站起来时,看到它的猴子坚持要躺下。当一只猴子躺下时,看到它的猴子坚持要站起来。
现在把 4 只猴子放在摩天大厦外面四个角落,让每个猴子只能看到它前面的猴子。当一个恶作剧者走过来,挠第一只猴子的痒,直到猴子笑得滚倒在地 (ROFL) 时,下一只猴子看到了,坚持要站得高高的。与笑着的猴子对角线的猴子看不到通过建筑物的笑着的猴子,但他可以看到他前面角落里站着的猴子,所以他坚持要躺下。第四只猴子看到躺着的猴子,坚持要站得高高的。
恶作剧者离开第一只猴子后,那只猴子看到第四只猴子站得高高的,坚持要继续躺在地板上。我们可以总结情况为
- 低 高 低 高。
后来,恶作剧者发现第二只猴子站得高高的,就挠那只猴子的痒,直到猴子笑得滚倒在地。恶作剧者离开后,尘埃落定,出现了类似但并不完全相同的情况。我们将新情况总结为
- 高 低 高 低。
如果建筑有 6 个侧面怎么办?或者 100 个侧面怎么办?
接下来,恶作剧者做了一些更邪恶的事情。他们把一些猴子放在其中一个“现代”建筑摩天大楼上,这个摩天大楼有 5 个角落,并在 5 个角落各放 5 只猴子。当恶作剧者正在挠第一只猴子的痒时,我们可以将情况总结为
- 低 高 低 高 低
但一旦恶作剧者厌倦了,走开后,被挠痒的猴子看到前面躺着的猴子,坚持要站起来
- 高 高 低 高 低。
很快,那个一直看着猴子被挠痒的站着的猴子注意到那只猴子现在站起来了,所以这只站着的猴子坚持要躺下。
- 高 低 低 高 低。
这个过程在建筑物周围继续进行
- 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。即使恶作剧者早已离开,猴子们也会不停地跳起来躺下,一遍又一遍,无休止地重复着。
环绕这座建筑的 5 只猴子形成了一个环形振荡器。
我们可以用很多其他东西来代替猴子。电子反相器需要供给一点电子能量,但这比给一群猴子喂食要便宜得多。
环形振荡器概念上包含 3 个部分
- 信号恢复:当一个级联的输入稍微低一点时,输出几乎完全变为高电平;当输入稍微高一点时,输出几乎完全变为低电平。
- 时间延迟:当输入突然从高电平变为低电平时,需要经过一段短暂的(但非零的)时间,下一个级联才会“注意到”并从低电平变为高电平。
- 反馈回路,使得最后一级的输出被第一级看到,第一级的输出被第二级看到,等等。
实际上,“时间延迟”部分可能不是一个单独的物理部分,而仅仅是信息从一个位置传递到另一个物理位置固有的光速延迟。