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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。。。。。          * M" M) C- d/ e: a0 K. K. r
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.
1 m) O' b5 [0 E3 {對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
7 O8 s% s* B& w  E3 {IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...6 _$ W, m: J' H. W7 @8 n! h
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM

! B4 J% L- }1 @% R+ t+ d  [) w  J0 [! U8 d) k% N
6 x) {- V. |) Z5 g! L) N6 W4 F
    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7 ~: H0 _) z, Y0 F) w
crystal的等效模型各位是从哪得到的?. T7 i% Y) J! \6 L
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

/ l  z6 w+ ^) s4 X9 f6 s! v0 R0 }5 e, c
% K6 f1 K1 c1 U9 ~4 T1 O, b
    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 , l& ~% E% N. K4 ]' k
$ \$ y4 |* f3 m  n: T7 c
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
+ D1 V/ S% v% {% I2 Q
. I  ]( z  \; U; P7 b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
. Z; j& C5 k3 L% q, e6 J2 J% ?) A% x7 z' f# x
電路架構如 pic1
; d# l) P2 I9 ^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 |5 `0 w: i! |' a
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
5 L0 o2 ?- v& x% w3 U如圖 wave1 及wave2
' V) x; s9 f8 u8 }. H* M1 D
/ S6 C+ p" Z7 n5 s7 Dpic28 g8 ?' @5 }+ G+ l" ?5 o' y
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式% p3 d) o6 _( s/ T: Z
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻  J0 x5 V' ^" U. K7 M3 L
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, ?& r2 A8 b+ l' k) v  a4 U8 }
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
8 m/ P6 Q$ [  k  _
8 b7 v" b' Z2 P不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔6 x4 t9 I, I) }3 h% N4 T  G
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
2 Y2 X7 @2 h- b7 h# H/ R. F3 Q: G  p- U3 C
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
  y& L3 C) ?3 ?, I5 H3 g! Q  f6 K- D1 W3 r- |$ @" z, o3 G7 d
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
, P& i1 j/ B* l% c* n" C
; @6 y* w3 V! C9 n電路架構如 pic1
  n: d  z) ^# ?7 x4 _7 [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
. t. N6 ]/ j/ S3 R9 B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, m  p/ b3 _, o2 K
如圖 wave1 及wave22 a+ S* B) v/ Y& _; J" C, V4 ~9 Z+ h

& C7 t5 B" u" _* X+ G- V( D0 y% ppic28 q; T* c% l0 I( C. S: R
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
! u! o, U5 c7 h+ C2 w把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻% M7 C. z4 m  E7 k$ {
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3 R6 M. s( _- Y
那麼哪種才算是正確的看法
" [' Z- n3 P7 R  u. n4 R- x: W! c6 V+ S. E) n5 B2 i' Z

. z4 H* p7 ?. o; z9 b
2 F" Q" Y1 E  B! ]# O9 H  Y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$ O2 q8 B; S5 q
2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) o0 _* s: g' i" s# p$ l
. r* }+ f$ s0 C/ ?8 J
1. 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
* q% B; x+ \! p2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊- v' o( N  ?# O& V2 \+ a- N
8 Q. o+ l. ~' _2 B+ D( U; Z
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
" k$ D% W9 b( x/ ~1 q3 k
4 t0 E$ v+ ^) c  [5 m補上附件! E8 p2 \5 R' c' P* B0 l
pic1  U% ~0 a% u  z6 Z$ }8 F
http://imgur.com/BdsSa.jpg
! P  F. ?0 e" O. opic2# W' H7 x# Z& N
http://imgur.com/7khLtl.jpg. K" s  w) e* ?  c3 d
wave1
( u1 _7 i2 r7 dhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg9 T4 x8 [5 E0 c+ @! q: M
wave2
- Z4 l/ \1 l: c7 V; L/ lhttp://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
1 c9 {# U5 l$ m! Z" t" W
3 ?, Q. B8 y& `8 d$ `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  J# V) }7 q5 Y% n
5 W. b1 z7 G! V# W: g
電路架構如 pic1
. y" ]; F+ O: Y+ O' 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=0.01ua
( h: J: X, Z! D: 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( y8 y& @8 [$ B
如圖 wave1 及wave22 x; ^) d5 G1 i' r& o4 R
! f* r0 G& p' y
pic2. L0 B3 B) M# l! V
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式* f+ ~2 k4 d; V4 h6 _1 E
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻: M! o' P) X: l, e0 d
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8 z/ E' X2 V6 d
那麼哪種才算是正確的看法
; B* E* w; u( \) K' g* |# M1 W3 B, T) X. @2 _5 P4 K: J& E
9 Z1 _6 f. N# M

- S1 j3 V6 I' |% h& R. F& F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" w2 G! L' B/ J1 ?% N
2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
6 S$ |9 q/ d$ o$ f2 O$ y1 `7 x  J8 e7 i: ?# ]  \2 I5 Z
7 I7 w6 ]# n  e4 I

" l- g; d$ r8 S( b" Y# e1. 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
! L6 V9 R! V8 V2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊$ C3 z- P# V4 L3 H7 X

. {% ]- x' w5 d& ?: t+ ]怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
% k2 z% m: a0 R) P2 p
' E7 q& u# x$ o! P- F6 G補上附件
' x5 u" [. g9 _pic11 I( l% j( B5 D6 ^( ^2 O% A& v7 W3 T
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- }% u; |: P+ c& c, ^& M5 Xwave1
  @* Q' z1 b: F5 C% Zhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg/ {  k- t# u' x9 t8 H/ h
wave2
  G. X* ~- e1 }: n1 ihttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
! J) E8 r, H$ f  ]9 X, B
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
! [+ N5 U  f9 n
7 r; y2 A! |+ N0 Y$ c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~
* n& i4 N) w: z9 [9 ~(努力筆記)
. c0 q) }# i* n  u+ ?! n7 U謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue ' c* D$ X9 t- C, F

4 g' L- |1 ?2 O7 W6 Q8 [; H個人淺見1 g. J4 T% s. F: h- M5 I
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 l; G  e# O. ~8 }( @4 r1 @8 p1 s
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  A) n1 K0 h/ Y; @& B
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LC
5 K, k. R- f1 o; ]7 k8 K, [有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
( e9 h6 ]' ]" ~) k& K+ L( Lcrystal 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
5 u9 o! a8 n+ N* s2 x& x" P
4 A( H! p: I* t: B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
, Y! `) A$ i3 A9 K; r5 h然後 V/I=Z, 再取實部即可' t* O2 V. d$ _8 b/ M6 i$ U
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
' i, z( L$ }2 K7 j* Q4 t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~
+ p4 [, d: A( c$ t7 U( C. Y( X' I, w/ ?4 o- L" U6 w2 i
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
3 O% q5 l/ s7 D' K! ], S: N5 E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- M# ~2 J2 W8 S, g( [) w; y
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....# M8 e) E! y. {! ^; q7 e
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
5 d) ~* g( y2 z$ W  N
, g6 Y7 a2 H5 ~$ y3 q( k- d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0 D; f8 }$ i7 x# m6 U
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
8 D8 }5 S% f  [2 Agood 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 ' j9 S+ X* F$ m: S$ ^) l* l: }) D
6 u) u* Q; [# u/ f8 y  T

/ t$ k6 j" U; }2 \) A    感謝 jackrabbit 的指教$ y1 _/ I( L: f& l7 M
    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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