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）
请问这有可能时碰到什么问题
, |0 _8 |( y, a& ]$ |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
4 M: m/ }6 ^7 E' ^0 e. c) D. I$ ^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
* d. b" K  r4 v7 L' f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
: q( a8 z& j1 \. e  s0 N
[ 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?
7 f9 |. L; K: c, p- e# D6 m) Y0 p" |1 K2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
2 e  h8 f/ E. q4 `' O3 P, y" U5 }2 r4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
! S: J' k3 {2 n- _/ X...........
........
& ^: s, q; U. Y2 B4 F......
! V( E# ?3 c9 Y3 z8 v...

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)
: a1 ~0 q% H' D  d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
6 y9 l: q, n3 u; H/ n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

3 k$ |: y* V( Z[ 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
+ T- S( a+ e. ]' j% `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。
3 Y% ?) j# ?# _7 R8 R- ?我在综合各位意见试试
再次感谢
! a  P5 c' n) `; Qps：
8 f: p3 k6 v; lto masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
0 v3 k% L: x4 S7 R+ oto 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
crystal osc 是看負電阻效應
3 f6 i1 J3 k9 @7 _當負大於正  就起振了~~

4 y1 @  I2 j* T8 b1 p: y5 _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
一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
" r5 {1 i4 w( ^8 D8 E% P" G0 d. ocrystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~
" S3 ^9 o" _7 P% }5 l
* g; O1 Y* m# t; khspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
$ Q- [7 U  t( g) k# H6 W5 G4 y现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
7 t' R/ y4 Z6 x; o2 Y6 K而且以前我也没有这方面的实践
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
谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
  P: u7 B* Z' y6 J3 V* F一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
& S3 V) S. N5 \0 rcrystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

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
( w  [# [$ C5 I! h: W  ?7 J5 t3 hBIAS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
. E0 z6 n' `' [2 T; Y9 f* D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
8 u, w8 O5 D0 a但是大家的觀念還是一樣的吧
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
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
8 J& M+ C7 a4 e9 {! ]) g提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!
) C( J: B$ ^# l$ |' ?0 K
而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  

' Z- u. {  U5 D8 V1 S; O

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
4 j3 Q# t; u2 T5 `) i5 i# r; Yhspice 要起振  還要另外下 option 參數
0 k5 D0 Q/ n+ n  n' @' G9 u參數我忘了  自己上網找吧

0 _( c! _1 ~3 ~& Z, W- X0 ]
' @. Y7 q* r/ c% ~5 n& B$ a7 O: A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+ ]6 b3 U* v2 g我自己模拟出来的晶体振荡器
可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
本一位成倍放大管子科研解决问题
' o( c! y# ^% _) x4 ?- w) U但是结果还是加入初始值后振荡一段时间后
振荡迅速衰竭。
' K* v3 Z2 i/ g0 ~* a6 \3 K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》
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
4 z8 B1 I, ?' |# F2 |现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振

8 p5 s( I8 x# C5 S8 u; w& d再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

: F9 b" S, v+ Z* z$ v/ ?- s  U請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
1 c) C7 a6 j& L, Q網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!
$ Z+ E2 K) B/ ~; ^* C
$ v, D: _0 Q) h9 `3 q; u) a/ s" ?! e

- a1 u  d  I8 V再參考以下文章說明:
% C! e: \* f3 n' g- |2 N3 Q+ U
* p3 |  U; o; z8 X$ {  o0 V
* t6 x3 J( N/ X9 `1 k( Q' \- t
/ T8 x( n5 j6 s1 [* w3 x8 t
1 Y9 {6 m' X0 G
/ s3 r% L' b& Z+ F% P# o9 x7 y6 x外面電路建議的 simulation ckt!



# I( e/ t5 k6 \8 l4 ]% B9 Q- A[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
我问了一些厂家他们好像不提供哦。
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:
; G" S+ v( j# M+ Z5 U, m9 d1. Gain or bandwith 不夠!
8 w5 \4 i" K' s- Z/ c6 P, w6 \2. Inverter 的 driver 能力不夠!
5 ?' v9 n8 o; I" O) Z3. 外面的 RC phase 補償有問題!
  ~. v' S' N7 V; y2 S4. 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!!

" s8 U  }- K5 o) G# g8 Y* F$ ^1. Gain or bandwith 不夠!
/ k9 {" _' s5 ~! o8 M" L   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
4 c- a% \/ q  c2. Inverter 的 driver 能力不夠!
   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 C/ a5 O. C, v$ [. g    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
! t" W9 X+ H/ ~7 p+ k   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!

我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
( p7 v! Q" h1 d: ^
9 H# _  x' g# b/ q你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
: N) K5 `% V6 S" J( ]3 e這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
) _! E$ k" O. m可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!

哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
' b+ `; o& J" i0 @有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
* t0 ~6 @' g- U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?
2 r% p6 I/ W( h8 {5元 RDB 販售!!
別怪我現實
貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
/ u- ^& U3 M, [1 i7 [2 N% d非常想知道负电阻要怎么仿真
能不能提供下
谢谢

sjhor

内容
: k' U: M& i1 e1 介绍..................................................................... 2
2 石英晶体等效电路............................................................ 2
- g% V; V) W5 g6 F3 `+ p& D3 振荡..................................................................... 3
2 c* T6 ^* K" _) V4 放大器................................................................... 4
5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
% N1 B, Z- O4 o) \( y( c6 |6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................
3 B" b, W7 r5 ]9 g0 v2 l
1 k$ k% O) F( [2 B

[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]