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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。。。。。          3 N7 P" y7 v8 z. H/ ~
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.' e% a" w+ C2 G" n& N
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.& U$ E5 W+ I7 h  d$ |# v  [* ^4 g+ d
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
% {: s  E7 I! J$ ^pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
9 b! ^! T1 A# P# `, _  d
( h3 t4 h! `( Y! E% G

6 k, _) F( d. ~: y# e7 d2 {    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. h% R  S, a* m+ M
crystal的等效模型各位是从哪得到的?( U2 K( r1 j0 P
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

1 D( r0 p2 ?# l7 q: s6 ]
, @+ B& E# d$ F$ x" J9 p; N: _0 h7 _6 F+ F
    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 7 }. t8 F: }/ f4 c' c
# s, T4 J; f3 `  Q
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
3 u, M+ ^3 z* L4 f" o1 z$ D- o2 [; D9 w9 ?6 u7 ?
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
2 V$ R) H4 i9 D$ w2 Y# C
# Y# L; ?2 R' Y& w$ G3 j: e$ }" l2 x電路架構如 pic1' J* d0 T) B" i( S4 k8 Y$ F
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=0.01ua8 ~" C6 E( t& m2 \  m
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- K( f* @1 e  F- r
如圖 wave1 及wave2+ J8 Y5 }, [5 e6 C2 j5 R, c0 l: i

* N  I  M# q0 H- s6 K: rpic2
3 l5 t$ X' I) Y+ C, q為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式/ Z- R+ H0 u8 L7 f
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
5 X6 e' m; Q- m' q. R4 u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
" n* Z' J+ Y; e* r+ ~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 ( @" c9 g. r6 i. R
% K* Q5 q) H0 g: S3 r6 [) X
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔: s7 L* H  j* `7 Q
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 + c. E6 k6 T7 o6 A, S8 E

- @) L% Y  J8 }" k# Z7 ?' Z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
( A" Y( h  h# F; k: z3 W- R0 N7 ^. L! U" N
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
: r4 s# Q3 o+ J4 k- C; j% l* ^
# a) l" F: F9 o' h5 r電路架構如 pic12 J% B- M: O3 n( ^1 B# W
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% {+ L1 I7 V* j7 k2 Z5 Z
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 F) d4 W. {
如圖 wave1 及wave2
2 _" G: Z- l. j/ C
# J0 K9 o/ W) v0 t! }1 mpic2
3 r. m: ]4 J' Q' x1 w為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
' P6 s" p0 L7 |4 q% {, W把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻& l% y* N/ d0 }* J# m2 m; P# G7 P
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( O: ^1 R- ^" |0 @3 A5 }. J5 d+ _
那麼哪種才算是正確的看法
  T+ ?& f2 P% N% z1 t- Y/ f$ O! G5 i/ i' J/ h
3 ?& J. o: N! ?. i
5 f% _) y  p! I5 G- a' e% D
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
, w9 y2 m% j4 C5 v* D. A! a% I2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
; w- l2 U  H3 V% K& G8 m
) ~' ~: A* M( 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
9 k: V7 ~: g8 Z5 P; Q/ u2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
0 v5 @# n* r; N+ F% K
% M. E# b. H/ B* x! E$ \, }怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝9 e& c6 f. L: b

" m$ ?, \; y; H) ^2 k6 {6 M& I" y2 d補上附件
  r  N6 y2 G1 N: Q4 u9 Lpic1: y( ~, w: x/ n/ c1 z
http://imgur.com/BdsSa.jpg
+ Y$ i: {: z; m" A* D3 w0 Rpic2
+ a( X) M+ L9 x( u; N  lhttp://imgur.com/7khLtl.jpg
8 U: X9 ^: q7 `1 zwave10 Y* i+ T7 P" ]* Y) ?' h: A8 l8 o
http://imgur.com/fjTxZl.jpg
/ D- l" J6 Y3 W" V! h" k% Zwave2
, }  T# G( F( |  K- p" uhttp://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
7 M( Z" V5 R6 S9 s
/ z1 J- q5 D: h% E* o1 A1 M" ]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
" N( Z" h0 `  Z- a0 C4 j9 B( S, a  X1 f5 T2 S
電路架構如 pic1
# `/ m2 ?. l  `( X. M3 M3 w9 }: T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=0.01ua7 e5 F+ q  z4 n$ W
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  P, f( L* `- i  }1 ~" N4 @
如圖 wave1 及wave2
7 g3 M$ }& y' }$ C5 m
% _1 k/ R! ^* [# ?8 N. ~. {pic2
# g0 Z1 q2 g, E6 u& k( g9 Y為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式" z9 L* g( s" {
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻% [# x8 P9 q0 f- F8 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% V2 L" e7 p5 Y; \9 P% T% Q
那麼哪種才算是正確的看法
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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 o- j( h# X9 s! c' l  b+ Y
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. Q4 }* p+ s1 A3 x/ x6 q4 l

" H* o! B- n: J7 T# S
# g' w. C5 `+ h1 v. F$ |  [1 N: V. ~7 P4 s: ~: c9 A1 s, P
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 " h/ E7 ~% o, h: Q& P
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊& W9 I+ l' V4 g9 y( {8 s3 M

' I2 W- n. g" l! R9 O4 X  X$ N, \! J怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝% y3 }) A3 x6 a/ q2 s' U

1 b7 }2 x" Y8 Q+ C9 ^# s補上附件
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8 p: s7 [7 I- I0 |" ~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   - K& y# C5 ?1 s4 g% }) A7 j  [
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
9 \- t5 t1 \* s' b$ J8 z) q& Q6 _( _8 `* y8 v) A
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~
- U7 p) ~  P' @% u8 M% I  O(努力筆記)
6 l: e8 V7 D3 D) w謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
% Q2 }5 H6 ^! Y9 L) N: Z
+ x  D2 [  ~% M. K0 l6 w' C7 S$ @個人淺見
: J8 ^% R4 b+ D. ?5 v/ A1 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
: J2 `5 g9 T4 D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1 w: ]/ |4 U, _$ ]3 R. q' m: u
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* D5 b, d5 X& y
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!( r. e" _' B3 r3 }3 l% U
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2 b8 `! |9 o  ~3 e

- R. i3 d9 T+ J6 }' N- L: F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! q6 L7 C8 O1 h" U
然後 V/I=Z, 再取實部即可* d+ Y4 Y( X4 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! k; C5 V1 t' W4 I3 Q: V
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~! L- S% c4 G9 k9 o2 q; d
0 `' W2 ^; i; N
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7 m: w, {. S: z$ t6 R
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' N8 [8 w3 K+ ^, E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....: @4 G5 t2 v5 r) P( m* b1 I
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 }! [' @! @. ?" ?. u# z1 ^8 d7 a8 h
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
: p8 J( F$ F: m. w) m& {4 _' e. |您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??- \: V7 p. l; N- C
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
9 F% R8 u8 a% M3 M' H/ s( W5 _9 J% s% z0 @
/ m9 T4 f% P. }  }) P: Z. S4 o% Z
    感謝 jackrabbit 的指教
% L) V* {- G5 ]( F% S    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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