cmos晶体振荡器

wwm101

在仿真cmos振荡器时，无法使之启振（使用了各种初始条件还是没有办法启振）
0 b  z$ @* r+ l# ^  o" u' r请问这有可能时碰到什么问题
我用的仿真软件是pspice

mdtjason

感謝大大們的分享~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~```

masonchung

請問為啥要有X1在電路裡面?

finster

不知道你的crystal是多少的振盪頻繁??
一般若使用crystal作為振盪器,其兩端的電容值會搭配你是使用多少振盪頻率而使用多少pf的電容值
7 D: K  u+ g2 S$ B+ K! B另外,使用crystal會搭配一個反相器或者放大器,看了一下你的反相器的接法,雖然不太確定此種反相器可否動作
不過,這種接法很容易會讓output固定在某一位準而無法動作,因為你讓pmos的gate接到ground同時nmos的gate接到vdd而各自形成這條path的負載,如此一來在中間的device就很難作出反應,建議你可以"先用"一般的反相器或者NAND或者NOR來接,若是可以振盪了,再改成你要的放大器接法
最後,在作crystal的振盪器時,通常會將crystal的input和output端設成同一電位的initial value,另外一個條件則是讓power supply變成一個ramp上昇的電壓源

. X) K* X* w7 v- w2 V[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
1. Inverter 的頻寬是否足夠?
2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
/ d+ I2 ]  q/ x4 D* C+ b4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
" i9 [. W' u( X. n2 X' h2 T...........
........
4 n- o( U0 x, m/ t+ V' G/ c4 u......
...

monkeybad

看了一下你的電路 前面的邏輯控制好像有點問題 因為依照電路的邏輯這樣推算 會造成Inverter放大器最上面兩個PMOS gate為high 把電流關掉了 所以要不要再檢查一下你的電路控制邏輯 (我是假設最左邊的兩個電壓源為High)
假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
如果放大器的運作和crystal參數都正常 那就要再進一步檢查如Sjhor講的一些起振條件 gm夠不夠大 起始條件有沒有設好等等
另外不知道你的Crystal Model是用什麼去模擬 若是採用L C R等效的Model 以我以前模擬的經驗 裡面的節點起始值也要設好 不然不會振盪
8 m0 q/ L8 l! F* p- X我在網路上有找到一些相關的文件對於Crystal Osc起振條件的推導(Inverter放大器的gm是最重要的) 可以參考一下
7 c% h, G5 A+ `$ E* [- |. \
[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-5-22 11:53 AM 編輯 ]

wwm101

谢谢各位大侠的帮忙
各位大侠提出来的，我到没有注意到，因为我这个电路是从反向得到的。
我在综合各位意见试试
再次感谢
ps：
' W6 F, \. t( x2 M) X, J9 Nto masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
to monkeybad ：前端的逻辑控制应该没有错。

gimayon

一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
5 ~* E; f4 A# K+ F7 Pcrystal osc 是看負電阻效應
( C0 }+ H$ [# e2 r3 _& a當負大於正  就起振了~~
* G6 x( ?4 e5 O% b! `8 ?
hspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

wwm101

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
5 E2 o7 Y% e$ ~+ e6 K4 z% A一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
crystal osc 是看負電阻效應
/ _/ ]" d/ I# t' O+ a/ s當負大於正  就起振了~~

1 }$ \, \# @2 [5 y5 Y9 ahspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

$ T9 s; O/ D6 g$ N: e5 Z- ix谢谢你
4 I  k6 F' U  P现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
而且以前我也没有这方面的实践
; {; K$ ]  B" W  H, w0 A4 O5 i上网找了
关于这方面的资料比较少哦！能不能在提供一些帮助
& n  ]. y8 s+ c8 ^4 ~谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

+ Z0 s! n3 ]3 n5 t我想上面的人提到的 應該都是從負電阻效應延伸出來的吧 只是切入角度不同 負電阻+正電阻要小於零 這樣crystal osc就可以等效於
一個LC電路 能量不會被消耗 可以持續震盪 而負電阻通常都是用一顆Inverter來做 從這個條件出發 就可以推導出inverter的gm要多大
BIAS電阻多大 寄生電容的影響等等 參考我之前的附件有很詳細的推導 沒錢下載也可以直接key關鍵字搜尋就有了
基本上這個電路應該是拿來做Clock Generator 或是 Real Time Clock的I/O Pad, 前面是邏輯控制電路 有一長串L值很大的NMOS
是拿來當作BIAS電阻 電路還是用一顆Inverter做放大器 有些人只是電路看不懂 有些人講的只是從導出的結果回答
但是大家的觀念還是一樣的吧
. W. ^# S- X9 J* J如果有哪�講錯 大家可以就事論事討論 但是其他涉及主觀上的批評 還是不要講出來吧
$ y" c! j* r% C: @) [( ?畢竟有回PO的人 也是想要幫助原來問問題的人解決問題 就算回答的不是那麼切入重點 但是我想其他網友也是很歡迎其他人對自己的意見
3 C2 v! O  z3 q/ a" G提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!

, @, }8 M0 m& u- u而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
& z* W3 L7 b: m( ^5 K3 l何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
# r4 r, c# V0 p7 ^+ Vhspice 要起振  還要另外下 option 參數
7 U! z6 V! ]3 P參數我忘了  自己上網找吧

- V* X  a% g& B$ |- x
- y" R/ _6 F% y5 d& r1 Q這邊就要煩請gimayon兄比較有實務上的經驗 不吝跟大家分享一下要怎麼去用Hspice來模擬crystal osc
我自己用Hspice模擬也是怪怪的!

[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
您的文件我看了
现在碰上的问题是
( K- b. h, e* `/ z' l我自己模拟出来的晶体振荡器
可能是由于参数设置不对
  U$ j! C0 O0 g* u/ w) z结果造成的环形振荡增益不过
8 a+ o( L, E* i本一位成倍放大管子科研解决问题
8 b( U7 Y  T8 v& S, A但是结果还是加入初始值后振荡一段时间后
/ d# G0 o' {% H- @% x* a振荡迅速衰竭。
这是不是可能由于我模拟出来的晶振模型有问题《75k的晶振》
' T) b. [; i9 @  H, O再次感谢各位的帮忙

ianme

wwm101你是要做一個75KHz的ring osc??還是??你的圖真的是讓人家看不懂，我建議下次要給人家看圖，可以用visio畫，簡單又明瞭!尤其放上來之後又小，看了很痛苦，都不知道到底哪裡有連接哪裡沒有連接....

wwm101

to：ianme版主
9 G# t# a4 N' Q5 K/ B现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振
' |5 t' Q2 q: c+ d
8 M4 ?/ H! Y7 ?- m: y9 s再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:
8 v9 E$ W) y! t/ n
7 ?2 d$ E9 L6 R0 _請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
- @9 Y* u5 l, Y& G4 y4 S網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
& z5 N  M3 a% h2 V: n/ v但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!

6 A) G7 S9 v0 A5 X% @* f) [
. s+ y6 O9 B5 s
8 e5 G& F6 _( i  a再參考以下文章說明:

- M- Z3 k0 w- D( V
, E! O5 g+ `5 k9 h
9 z# f' M, h  B7 S' N! h! k

外面電路建議的 simulation ckt!

; h3 D+ R; |0 M: N# W

* c) j' e) k  o: ?[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
4 c$ D, Z5 ]% ~3 \- `: U$ O我问了一些厂家他们好像不提供哦。
6 n9 M) D% U5 F+ y在等效电路的电感加上初始电流就可以非常块的启振，但出现是振荡一段时间后，振荡就消失了。

mt7344

若是如此，可能是:
1. Gain or bandwith 不夠!
! _# L: O% D" K2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
+ m0 H% _0 ?7 W  k4 Q4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?

gimayon

看不下去了~~~樓上別亂鬧!!

1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
) y7 A. b7 K( q   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
3 n9 Z. t! I+ l+ N    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
5 D4 O) \. e# Y+ A% L4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!
! i, E# G) k: `& o0 Z' A, I0 w$ [
1 H) R% w, X8 e2 j& [, O我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!

你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
  G! @: F7 Z1 r1 F' _這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!
( F2 C; O+ ]5 l( m
) C' E3 c- j+ B* f( x+ m5 `7 l哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
/ I1 s. p. `/ h" f5 l& h有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
* D: i0 y# O7 |, e/ L. l所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
, q3 ^. h3 e# M- y, l5 p所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
$ E/ I4 {+ u/ Y5元 RDB 販售!!
% @1 F8 X( @5 L$ }" }* z* E+ }8 \別怪我現實
/ s* m8 L7 L5 t+ j3 h貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
非常想知道负电阻要怎么仿真
能不能提供下
" i+ t& s- n* z* H谢谢

sjhor

内容
1 介绍..................................................................... 2
2 石英晶体等效电路............................................................ 2
8 z9 Q& E1 P8 y/ N0 |3 振荡..................................................................... 3
- q0 v( {3 ]% z5 g) k4 放大器................................................................... 4
5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................
; ]/ r+ Z- Y  S


3 S/ h' |8 i! ][ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]