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樓主: monkeybad
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[問題求助] CMOS晶體震盪器模擬

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41#
發表於 2008-12-25 20:29:39 | 只看該作者
学习了。。。。。         
6 x' @1 W2 q  e* ]' k# u* D3 e/ N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.  y, O# Q% e6 X- r
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.7 t2 I, x; p" r$ ?" X/ l
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
6 o( G, ^$ I4 p! m: l% upk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM

0 n3 E- ]  x2 c7 P0 e5 [) s; v7 a, u
! W6 }. e4 ?0 a$ S- P3 E4 ^
    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 t; R$ @$ }" n- n5 V1 A) ocrystal的等效模型各位是从哪得到的?8 E7 R0 ~1 y+ D6 H2 k8 h  l, R$ w
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

2 k+ W3 G9 W! D
' u" u! k: ?% l9 s& A6 U8 m
. T% Y1 X9 A, O0 p/ p0 d    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
9 h" J) f$ D# A' _8 @3 [
8 u0 `- }2 Y9 E! F* Y) d8 B/ w0 B  z- P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, E' w( u. f1 a. U+ D8 |5 R
3 K% \& v4 J* e& i
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
) v# r4 k9 |2 [0 ^% N
9 X8 o0 n" v  e: w' t2 l/ g& _, H3 F電路架構如 pic1; E8 r' u3 j! G( p
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
$ r$ h/ }2 A8 N) I0 ^% 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: s* \8 E8 l- _( B/ l
如圖 wave1 及wave2/ v/ A" i+ ?" f9 n& |
+ v- x5 ?( r- e1 h  ~- Z& D
pic2- O' j( o, g0 `* R8 V8 B
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式# m7 I' i$ I& e' o
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻- A, L2 b' }. z1 [" ~) F
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, V# z7 n& {. n4 T4 b
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 _! M6 D  b* q. [7 v; |% r
# N& h/ o7 j- g4 R$ @) {
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
, F1 B9 p- I5 }# P, v$ D( 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 9 p$ i+ c* L" A) T* `6 S
. e+ D0 ~" P' [; `
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! g4 S+ `' k3 n) s4 d. u4 S2 ~

8 A! q! D6 s, m- ?5 S( 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5 x- ]4 G1 \6 Q# n5 F4 Y" y

+ d8 Y6 ^* x" H' b, y6 c9 S$ m3 J電路架構如 pic1
2 z) j# ^+ O& n% s# u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
0 |' d/ r; z& e9 R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
, y' w# q, Y1 X2 m/ ]如圖 wave1 及wave2! b( H/ r. Q1 Q3 Q% O) ]. R  ~( w
. K( \1 L* f6 u. r6 f
pic2( @7 x1 G% q% O3 H0 i$ }
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式8 s' v) k, e4 Y+ P) V
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻5 U' C2 M; d9 k7 O2 a3 k, p5 D: z
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  O3 a6 D6 ]9 M% u+ d
那麼哪種才算是正確的看法
+ M* ^0 C$ s- X, E2 x
0 @- [0 i8 H% ?$ T# Y# E; a
/ U. z! r9 D: ]4 @2 o  S- W  _- p0 K6 \+ Z6 V* H6 [
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
- ^; P" Y/ f- C# g2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
4 C$ R! T) \0 _9 g; e5 {2 H9 g6 x# U
& k1 Y5 [, v; W, p1. 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 ; x+ N. X6 b; O$ s! s$ T5 F
2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
% a  ]. t  ], X$ F/ h. g, N, L, N2 F1 Q( r( o5 i* o0 Z5 O9 L; a; l
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
. @# N6 B/ n! P( ]7 x$ ?& u- @5 x9 p! {+ F2 `4 h, Q. p9 E$ u
補上附件
" o$ o9 f1 f. [- S, O$ Bpic1
. R  |6 j1 `; i9 l% m# rhttp://imgur.com/BdsSa.jpg
3 g% o; w( c- L* d6 C( @& ~3 q+ E1 ypic2% a! m3 Y4 K7 {3 R: u4 ?2 |4 G, ^
http://imgur.com/7khLtl.jpg2 ~% D. D7 y* E3 m5 Z
wave1: V6 u: B0 I; a7 H
http://imgur.com/fjTxZl.jpg2 N7 u* ~# p, h& C( E# z# B
wave2# i2 i! m7 s( Z* V
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
4 ?* r; \# S7 p  m1 f  L; O+ P" K
1 Y- n9 E! @2 g7 q$ Z7 x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0 f1 O$ @* W4 ^1 A$ j' \
' I: r% @3 O5 D+ [7 F
電路架構如 pic1
) H7 a  N, C; O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
8 j# h6 N3 w- ~: N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
4 j; \8 B* S  y+ r2 d' k) G如圖 wave1 及wave2. z6 Z3 |) X6 b2 W1 ?7 H  h
5 P1 A# j+ l9 }  N% f& w
pic2
, t/ ^7 K5 D# n* f9 ~/ N/ B為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式$ H2 _+ X0 G5 S8 \2 S9 N! k
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
) Y' b3 }7 U5 I: L1 j% W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) p) V. E/ w# B" ~1 l
那麼哪種才算是正確的看法1 x3 m2 y7 P2 `* V4 L2 i

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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# v8 J3 u$ f% W1 L1 @$ z
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+ o7 p- o+ {4 U, X. ^0 e* ^

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  `; M  Y8 |: S$ q* S
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
0 x- O1 H( Z6 U% f5 h0 w+ s2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
6 L1 M! v0 h, P2 K* |0 Y5 {4 `2 k; J* q# c* I$ X/ h# x
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝" i, W' C  {6 S8 C+ X

5 S  g) I4 M* J: q, J" \補上附件
0 {; G; L  O3 ]; |; e8 D; }pic1
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wave18 p6 [8 D! M: P% S
http://imgur.com/fjTxZl.jpg6 i' K7 `0 v% @
wave2( ?( e6 [9 B9 B6 U
http://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
' |  o/ D. t, F" W
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題7 r/ f& H) B/ ^- k+ N$ r8 G2 r* U
% t* g1 w8 E! |, i# c* U  M; u
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~7 s, p( d" ]* P8 _: t. w" U" b
(努力筆記)
$ r9 p: C3 [& n9 {' q謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue - d( Y6 L% k" F( Y/ w# |5 s/ Y

! S) A9 d8 @" @1 u" _7 S$ A* a6 ~個人淺見
+ i  V" Q3 W; L1 o2 X/ b: y; c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& {+ z! V/ d9 g
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8 S  `( V; w' u. J: D# n
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
- x8 J9 F" D7 S# ^! X! }有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!, O( `; K% {0 }& W4 T7 ^" b
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 r4 _/ I. {% v3 E- z* \2 w  O) S% @, x+ a  i1 r
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. U$ E+ O/ x5 `! i; V
然後 V/I=Z, 再取實部即可
+ G) L" Q& g2 ]' A4 ^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1 {6 r0 ~$ F' F0 D- o: B! F
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~
& Y; {; a( c+ |" R/ g" P/ t5 A
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
% {% h! D" s2 t4 G: Y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
: H% v1 R/ L( a) l( L$ U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....; [/ Q* ~# O* \2 x1 Y% n
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
8 Y) M8 V' r+ z9 {: n# q5 T5 W+ L* U0 Y3 |
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% p+ y  o" [/ x+ ~
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??, o4 J0 w3 _/ o+ A! k; `# M
good luck!!

評分

參與人數 1感謝 +2 收起 理由
gasol + 2 謝謝你的分析

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52#
發表於 2010-5-19 16:37:36 | 只看該作者
回復 52# jackrabbit
" K, v& b5 O0 w$ I1 E; l7 P/ n+ ~: x/ w( A9 I0 T

3 l% J5 g! g9 \' n  N4 q7 I5 x    感謝 jackrabbit 的指教
4 A& W4 @& p; R, P    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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