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樓主: monkeybad
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[問題求助] CMOS晶體震盪器模擬

  [複製鏈接]
41#
發表於 2008-12-25 20:29:39 | 只看該作者
学习了。。。。。          1 H" B* Z/ g6 J( p: f
大家的讨论都很精彩,感谢。。。
42#
發表於 2009-12-16 23:13:53 | 只看該作者
感謝各位前輩提供的資訊.
$ h9 p% R  H( l1 }: s0 [對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.0 f  E7 G; ~. P+ |
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
! M  a7 c5 Z( g- b4 ], r- \( f0 ]pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
- }$ D6 {) Q2 A9 A

- H8 h' _% C5 q  n3 Q5 M" ~  h7 P0 I% W! h/ H
    无论是IC=1uA还是IC=0.1uA,都只是为了让仿真的时间减短,最符合真实情况的应该是IC=无穷小的情况,但是那样要仿真很长时间才能起振,而且需要步长也很小
43#
發表於 2009-12-16 23:15:08 | 只看該作者
谢谢f分享经验
4 U+ n4 D8 r8 Y5 j3 n- tcrystal的等效模型各位是从哪得到的?
% S2 S! k7 {# X& r7 L6 c& S  `nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

$ ?* T8 ^- g* l  y& k: N* {% \
- |3 ?1 s! M. {: b* D  t0 Z3 H
% A. T( M' N8 v9 S    crystald的model在生产厂家的网站上一般就能找到,各家的model差别不太大
44#
發表於 2010-1-12 16:10:49 | 只看該作者
本帖最後由 skyblue 於 2010-1-12 04:49 PM 編輯 ) ?+ G6 z" ]" h  z
! t4 q) ]) L" v& K% y2 ]  Z: g
有關於模擬的方法~我參考了幾位版大的模擬有了些疑問想請教各位
+ }6 y/ E9 {! E2 P* r8 x
1 _% ~1 W: @3 o6 L我的設計是 32.768k 使用inverter的架構 1.8製程  vdd=1.8v    先不考量電流耗電問題 電壓' e& d$ I9 A; P

( T# T4 Q0 M! d# M1 ~0 Q電路架構如 pic17 _' o" Q- j5 E
我用了版大的方法  在RLC並一個Co的電路內在L中 設了 .ic=0.1ua 與  .ic=0.01ua0 h" q) S) D/ [  s* {
但發現   設0.1時波形有起振  但是 設了 0.01時波形卻收鍊了~~~不知道到底哪理出了問題8 E  x7 J6 V7 r# q1 W( c% @# R3 {
如圖 wave1 及wave2
6 d7 A; K6 L5 d' A
& o/ \( G5 W0 J$ s7 R$ s: S2 ~pic2
' R+ M7 |" z9 H2 N# v1 n為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式/ z# n5 `  i/ g9 ^2 Z; R  I
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻% y' U9 s* o& T1 x9 C
但是為負或為正也與灌進去的電流有關    I1 XIN XOUT1  AC=1 如果寫成 I1  XOUT1 XIN AC=1這兩種方法剛好會差一個負號4 ?) O/ N0 T: i( X  F
那麼哪種才算是正確的看法
45#
發表於 2010-1-12 16:55:06 | 只看該作者
本帖最後由 skyblue 於 2010-1-12 05:27 PM 編輯
0 u) z' O( J7 ~5 ~0 ]0 E) ?, ?/ i  o2 g& e! L# n
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
" ]8 k' e6 U/ k) F上傳與附檔都沒辦法
46#
發表於 2010-1-12 18:35:28 | 只看該作者
本帖最後由 skyblue 於 2010-1-12 06:53 PM 編輯
  F7 X" E! p& v* @% B" @) N
3 b& i1 ]# D6 N5 b3 T) p2 e- g1 m有關於模擬的方法~我參考了幾位版大的模擬有了些疑問想請教各位
# C5 {) H( c4 K) ^- ?- E# h
( a0 K3 [' o/ [8 L我的設計是 32.768k 使用inverter的架構 1.8製程  vdd=1.8v    先不考量電流耗電問題 電壓
* t: }3 `, |& s+ v0 b. I) i
, u& h# H4 D/ l+ U! l; L電路架構如 pic1
( j4 f+ W; }; x% o- E: ]5 Y& O; a我用了版大的方法  在RLC並一個Co的電路內在L中 設了 .ic=0.1ua 與  .ic=0.01ua
9 L, N: T* R5 B5 [但發現   設0.1時波形有起振  但是 設了 0.01時波形卻收鍊了~~~不知道到底哪理出了問題
2 A- P4 S+ z5 C( P2 m3 a7 e% S5 w如圖 wave1 及wave29 M2 u% W+ a6 Y2 W

9 p, a; Y& ]9 t) H8 G; ?pic2
; ^$ Z$ y) N% z8 u為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
4 Z2 l. O& i9 c! j把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
% d- S- L) t- G! d# e但是為負或為正也與灌進去的電流有關    I1 XIN XOUT1  AC=1 如果寫成 I1  XOUT1 XIN AC=1這兩種方法剛好會差一個負號+ R) n- l% k4 L" \/ K
那麼哪種才算是正確的看法$ w. e8 ^5 s7 ]) {' c
. }# a6 y+ `9 z' D9 }- g

' e$ c- S: x. G
/ w  t# B: F1 m# n$ v7 ]我使用以上的方法遇到一個問題~~在文中也有其他版友提到
7 a3 S3 q% y. j" B+ j2樓的版主monkeybad 的圖形也是 為負電阻而他的波形也是收鍊的~~我的問題與他相同
7 ?1 g( N6 `- l3 d+ |
# d) C4 E7 k$ l- C9 b$ u, @9 W1. inverter size  W大於L       電阻為正值~~~L中的  ic設0.1u  會起振~~從中間值約900mv慢慢振到vpp=0~1.8
: f! `& _0 w+ G4 x9 O3 \2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊* T: N2 f( f0 Z  s- ]& ^+ ~
5 Q7 P' T4 f- ]. v' k2 h
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝# h, s; `" `4 a* l% K% g* W6 E

+ V7 _$ \, ?4 G# {2 g2 X補上附件
  E( X7 N$ S( `0 c4 Spic1# ]; S6 t! i8 |2 L, W
http://imgur.com/BdsSa.jpg
/ g! ], m, F+ _) s: p: [$ gpic2
* R' H" U- l+ e" qhttp://imgur.com/7khLtl.jpg$ P* z% m! g7 Q- O7 ~1 N+ V
wave18 |6 @5 p1 q% U! ]: R' ^5 R
http://imgur.com/fjTxZl.jpg
1 [8 w# `/ a* M. c( X8 xwave28 Q( V, ~- g' m- I0 Z. z; E  G9 X% q
http://imgur.com/SW7Zvl.jpg
47#
發表於 2010-1-13 10:19:33 | 只看該作者
有關於模擬的方法~我參考了幾位版大的模擬有了些疑問想請教各位" {9 W  r7 K5 y# ^- ^% N

+ J6 v! j4 G2 w4 r我的設計是 32.768k 使用inverter的架構 1.8製程  vdd=1.8v    先不考量電流耗電問題 電壓3 N4 ^1 W9 ~7 b. P+ }6 g4 i$ q- Q* ^$ h
# W4 Z; L3 ^" ?: w3 a# j
電路架構如 pic16 H# c- ]; @4 s* j3 F% p9 `) `; T8 V
我用了版大的方法  在RLC並一個Co的電路內在L中 設了 .ic=0.1ua 與  .ic=0.01ua
- Q  U0 G$ g, U' [; R! H1 T但發現   設0.1時波形有起振  但是 設了 0.01時波形卻收鍊了~~~不知道到底哪理出了問題# Z1 c" n- _6 J4 m0 ~) L, D4 e* K
如圖 wave1 及wave2
" f7 X+ e; A! B% L0 J9 Y
! I- |7 d$ x. Npic2
1 t6 f7 B% _; z2 K9 d+ s3 l6 M為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
) o  p8 `. h0 ~: ?2 N' e6 g: r把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻$ h# a; j  _. p: o
但是為負或為正也與灌進去的電流有關    I1 XIN XOUT1  AC=1 如果寫成 I1  XOUT1 XIN AC=1這兩種方法剛好會差一個負號. B# y- o+ E9 L" X
那麼哪種才算是正確的看法) @) Q+ K( Q  j4 u$ W, k; ?
0 S7 X* A" q& d

3 p/ Q- R! S& Z( U' r" a9 t' Y* c5 t
我使用以上的方法遇到一個問題~~在文中也有其他版友提到
7 C8 x+ |( p6 h2樓的版主monkeybad 的圖形也是 為負電阻而他的波形也是收鍊的~~我的問題與他相同0 @) z3 k- q3 b, n! p& `( v, t
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: U/ J4 ]3 H  h; Z; g
, q9 R5 Q3 m" S; K& R  N# c' ~1. inverter size  W於L       電阻為正值~~~L中的  ic設0.1u  會起振~~從中間值約900mv慢慢振到vpp=0~1.8 " R( e- ]' ]% i' B# C: {
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊4 v7 ]  E. d" O( D, _
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怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
# c' N! O3 W( F- W, K
1 l, a) K9 f  K# |' }7 L+ Q0 B補上附件* W, X' m0 ?9 l4 N( Z
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48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
& {4 e! G1 ^1 O( L/ G- M# p  L! i
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
2 ]* ~# S- e: _+ v2 F" ~  I2 g
' ?6 L" i( A) z感謝大大在此解釋...
50#
發表於 2010-5-3 11:47:53 | 只看該作者
新手來學習~
  [* l9 x( I! j# s% J. E- S# P3 G(努力筆記)3 ]  M& _8 N" ]- _
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue * y0 J! @( ^8 `9 U, x7 {9 E
' d4 y1 o! N; p/ \6 F+ I0 \6 b
個人淺見. K  G0 b+ K0 k, \5 o1 y/ U! S
首先要先搞懂起振條件的概念, 一個是Barkhousen′s Critera, 是用回授系統的理論解釋6 i* H. C8 `* h
另外一個是以能量的觀點, 就是ideal LC tank是會一直做能量交換而振盪, 但因為寄生電阻消耗掉能量所以會衰減7 w' o2 O) \; N7 L
因此才會有負電阻的概念出來, 用來抵消掉寄生電阻, 變回原來pure的LC2 g' g2 e" r2 m7 G, p9 f" c1 u
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!# p% z9 `% U& g8 h
crystal 視為LC tank, 把crystal拿掉, 從原本crystal兩端的位置看進去的阻抗, 取 real part 即是我們所在講的負阻4 j( X, A) K5 g* U

  S$ L& l$ R) |) d8 Q6 S模擬方法: 等效電阻算過吧?! 您提到的極性問題, 我個人會建議直接在Xin/Xout1間跨AC電壓源, 看你正端定義在哪, 取從正端流出的電流值
5 q" C7 t# g; d3 I# V5 w然後 V/I=Z, 再取實部即可- |7 S+ f1 b0 K$ Y& V- M
雖然說振盪條件是 負阻=寄生Rs, 但建議為了起振, 把它做到至少五倍大比較保險, 這Razavi 教科書還有paper裡都有討論過0 ^/ [* A: y4 S3 n- U: B  _
你可以去試著調幾個不同的負阻值看看起振的現象, 挺有趣的~
. m6 f& c3 i& B6 U% Z/ s
* _; ?6 Q4 F# h) g9 W1 d/ N; Y3 c另外, 純屬個人意見, 我不會用外灌電流的方式去模擬, 畢竟實際的電路上並沒有這個電流: a+ h( l' e$ v: }; f0 g% n) s
我會採用前面有人說過的, 把inverter 兩端initial設等電位(both high or both low) 讓它自己去翻
/ D3 V# A; _/ n0 T9 K: _" ~還有, Hspice 要設 method=trap puretp, 再不行要再加 delmax, 值最好小於1/100 週期 (國外討論區建議的), 用gear 幾乎是不起振....
) Y8 L9 O' M, m7 P% H4 X我用這樣的方法模擬, 不用外灌電流都能起振, 也可以看出負阻大小(或說inverter的gm) 的確會影響是否起振
& p( ~! k; A' l4 |  k$ G9 Z# E; l4 e# m- ?  c, u: W
而我不認為改變W/L 會讓負阻變成正值!! 因為那個負號是來自於mos gm的電流方向 -> 做過小信號分析應該知道4 q7 l) H- T# s. @" [
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
# B. j. L+ [% V+ y# jgood luck!!

評分

參與人數 1感謝 +2 收起 理由
gasol + 2 謝謝你的分析

查看全部評分

52#
發表於 2010-5-19 16:37:36 | 只看該作者
回復 52# jackrabbit 4 u4 M8 ~' a# j' c4 V2 U

9 G1 N2 w; J: |
0 b' u; S9 t4 k' R) n) m" \    感謝 jackrabbit 的指教
) Q$ t' u6 g' u: G6 \6 c    有點懂了~~~模擬結果也可行
53#
發表於 2010-7-1 13:31:27 | 只看該作者
小弟是新手 謝謝大家分響經驗
54#
發表於 2010-9-15 16:48:27 | 只看該作者
請問有沒有震盪器模擬的資料可以分享的~感激不盡
55#
發表於 2011-5-4 15:51:57 | 只看該作者
感謝"finster"與"jackrabbit"兩位大大精闢的解說, 受益良多, 目前還在study中, 有什麼心得後, ㄧ定提出與大家分享, 3Q~
56#
發表於 2011-7-6 17:02:16 | 只看該作者
天哪!!這篇太讚了!!瀏覽chip123越久~覺得finster大大越強~神人!!!受教了~謝謝
57#
發表於 2012-2-16 14:39:43 | 只看該作者
嗯~我也受教了,RTC除了這個輸入級的OSC之外,後面還有配合許多邏輯電路,都是值得探討的主題,3Q~
58#
發表於 2012-3-28 20:47:41 | 只看該作者
我也受教了,非常感谢!
59#
發表於 2012-4-18 17:41:11 | 只看該作者
謝謝分享!很有用的資訊!
60#
發表於 2012-5-25 08:01:13 | 只看該作者
這帖討論太精彩了,最近開始接觸OSC,以後要常來~
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