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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。。。。。         
" v' C& Y* q, B/ k; O5 q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.
, w3 g- J$ o8 M1 S0 b" s! }對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.2 C2 Y% p1 P1 w9 T* J! X
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
! N3 x- N, v. x2 O; Q2 wpk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
4 Z" J2 Y; C& _5 w9 m
: k, s: r% l; B( ^: t" D  o" w
% Q: d! D4 Q& p' n! D; k
    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+ i9 g8 U7 b+ }: O( M
crystal的等效模型各位是从哪得到的?
# z* d3 T7 c8 P/ ?& qnowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

2 x* {2 F( B$ x, k( [$ s0 D2 h5 J; ^8 a0 [) }8 |% @
: |, V3 S; T4 s; A" |5 z1 ]
    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 / B- f* h2 {2 x- [& {2 l- B. I

& Y" }* X3 L5 R- R% J. \4 F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
5 ~4 y2 }% ~& Z) H+ X$ W4 V5 H. s
. Y1 G; D* }# A. [1 P- r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
6 G. V) v4 q. m' w3 u$ H9 {2 D0 J9 A. c) t/ I
電路架構如 pic1/ P' d7 _. g% }0 f. i2 Q
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
/ `: N" ]0 g) J) ~5 Y/ x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1 \; [4 D; p* U1 n0 [" X% q
如圖 wave1 及wave2
" j1 ?. t$ b: Y1 `3 t* z% h/ J3 J0 V, b
8 w: o# ?) W" g( w1 ^$ I# G+ o( dpic2
0 T' t: g6 C( T0 D" k  v為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
2 q5 t0 t% ?2 ^$ U! m: w. ^把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻/ I8 x6 l. j, V+ x! D2 H; H8 q
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1 L$ a2 s1 x: l/ w- {  q4 n* d
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 : W( h& B9 h* [1 s" K7 o" S7 W

0 d" r1 x& c! N$ S' ^+ ?不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔3 B0 u" W0 i, Y2 I
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 - i- k1 C' \: d& Z2 {

; u/ j" @, B! g- ^" ^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
: g9 \. A' J6 \9 T; ]- U8 X
+ H" Z9 W9 A: 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% d: z& ^& P  \5 C" n8 @; Q
% L) Q# p; g& ?
電路架構如 pic1
5 D) Z5 j7 S1 D$ S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) g* c( j  g: K8 _% K" _
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 i/ t; l/ h( R, g0 n: ~3 O8 Y8 _  ?3 H
如圖 wave1 及wave2
* }9 e5 R& }% V9 M6 p. k1 |  L  o& `, Y
pic28 f& ~! \; p% i9 R. B
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式, }9 z, U( ~9 s' L$ X" t
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻3 H- c" e7 u# V) k9 T
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$ |- G2 C% `; y# _. A- s
那麼哪種才算是正確的看法
8 t1 S2 b2 ^' g$ O. @0 _
. w. j7 P" }: q- {9 {1 c, H- c; i3 M& s; V* o7 H

: p# g1 j" P5 s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
/ }9 d5 O% P) U7 ]9 k3 C( E# z+ t2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
# D5 J$ ~: ?% A8 z, A3 I/ i+ U' J! Q2 x# |4 N) H/ h% H2 d
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
6 v' {: k6 Q. d7 H1 _6 T2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
# C8 ]# N- U7 ?/ T% W) q" N. z6 a* I5 a) ?
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
2 m% Y7 m1 o" M6 Z+ s+ E3 o4 l# g4 o- {( e5 N
補上附件4 O& ^1 w' n  ~- ~- U
pic1- a" S- d4 Y+ I7 l% k
http://imgur.com/BdsSa.jpg
$ O+ m" n2 N% N) j' qpic25 l9 L# s3 H. ]2 I) D, N0 l1 Q
http://imgur.com/7khLtl.jpg
# {7 n( {3 V3 m+ a7 j* Uwave1
/ S! s1 n) c. L, _5 U& I8 S: w2 xhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg* K: m/ C) t* A% Q# D
wave27 s1 y2 @# d1 i6 n; e- o5 m
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. r3 F6 }& Q7 [& V2 F
, z) ^  v) J0 S" M- ^8 q" v
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
! x- s; N, k! i3 k% i
# T2 }6 _1 j) U8 o( T電路架構如 pic1& I- c1 ~5 [& Q' k
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
+ ]3 K  N6 N3 n7 _$ M& 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 ]4 d8 Z, j6 h4 L5 I! _' @如圖 wave1 及wave2
6 q9 j; v) ^8 I5 S" l; ]: V2 w0 B
- ^+ Q9 ~3 Q* R( t1 L7 dpic2
" n; W) t! `, b0 e( e7 f/ t/ _6 c為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
8 ?9 D. t3 s0 ~( p  A9 J! |把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻! E' i5 W+ r+ d4 ?8 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/ E3 S8 Q* s5 ^$ E" I- b
那麼哪種才算是正確的看法/ w  N2 z% c& [+ @
2 b" O, U4 e. n3 B8 \

6 t8 }, {  D! B8 R: i* \
: [6 k! {0 I0 L  Y/ U3 Q" g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4 }4 C; ]/ s. v$ h& j
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5 D- q$ ^/ l- A
. h. c+ U+ |$ t! L3 ^4 ~9 g$ ^
( U4 q- K3 f6 X+ o6 f" \
5 ]2 I/ l6 e: d; e! a
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 6 \% ~4 ]% U& k2 [" D- z
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊7 Y: Z/ p& z) a0 O" t) X0 W

) ^4 v& R( n, o8 D9 r# n: f1 B怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
9 D$ a) ~9 U; O2 |) o
9 h6 [/ ^. f, X, V/ b- h補上附件2 o" |: M3 h' |6 V6 w
pic15 s4 ^' Z& ^% _& N! m' R7 l; N
http://imgur.com/BdsSa.jpg
1 p3 J$ G- O8 ]" {( `9 [7 Dpic23 v( g4 o3 B' f& m' B( c# c: R
http://imgur.com/7khLtl.jpg
2 h  ^- T6 ~) Xwave1
+ J& ~0 B' z  k/ A; {  v6 m! @6 Ehttp://imgur.com/fjTxZl.jpg
% F! f3 y! \# x$ |6 z: I6 nwave29 {4 ?6 z( R4 E9 a
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   8 g+ M; @  B, v  ^+ A) }8 n) R
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題7 ~3 y  Q" h0 f2 Q

: h) T. V8 I* |  e, N7 l) k0 l2 n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~
# }/ T; U/ M+ l3 ^( O  Q- O(努力筆記)+ @8 k' R* ^3 n# q1 V0 H
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
, z5 |+ v* y9 [" ^  Z4 f. U
% k$ u; {; a  n) L: r3 F個人淺見
0 q. p2 u* @0 ^. K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: p8 b& S" v6 o. B8 _1 M+ {0 `; N
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
% T) z8 ?' f; j9 c& `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. G: ^( |0 f/ M" f7 {
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!4 p' J7 Y/ ?) p1 z9 C2 ^, }# n% q
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
- Y5 q0 G  r) i% G
4 |1 D6 M' ~: o3 S6 n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
5 p* F6 o! _3 V; C- {1 f然後 V/I=Z, 再取實部即可2 ~6 }: s6 U; b) C, b) G0 ?
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4 g3 f; W6 L$ z3 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~
% c+ \/ ^. P& F6 p0 l' S8 k# A( j) m% |  U& X0 H: M% [
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4 M9 Q6 g* p; G* k5 C3 i2 Z+ z: L4 z: D
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
* ~: w2 K* I: G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...." W: z, M/ `6 c* F) ~( t
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3 S( [4 C1 ?1 k: L7 i
4 T0 b8 q# f( t9 K8 C
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
: B* Y- x! _0 M, C: S您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
3 O" l$ D5 f, H/ f! @7 o* ygood 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
/ P( }6 \1 v! j5 u- M% b' u: ~+ h: e9 y$ s" S  ^

' \- a% l4 N2 e& @    感謝 jackrabbit 的指教
; `& o( f5 U6 Q6 [    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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