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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。。。。。            p4 j: i( k5 T$ J' E
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.
6 L) H& ?7 e: P' z% S對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
5 S. @. n% B* j: f' P( _IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...6 A9 ?& ?# c+ ?2 ?0 I2 j
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
1 {7 E9 J4 ~( w

8 J$ H. ^- Q+ w2 X: w4 p5 `
; u9 c; K- o( b8 K; C    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4 u' x6 y! ~$ c7 f" ]! L. O4 E
crystal的等效模型各位是从哪得到的?4 ~4 b0 j/ P% B' d1 Z# W6 A& ~6 O
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
! h' W/ b" C* z  w( ?- M- H
& Z3 N9 h& `' Q. L$ n$ _( c
$ h  ~' Q7 o- O: I0 X+ y: S
    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
5 F) S; k5 @. W& [3 s# B, K$ F; [! V- a0 q2 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
0 T+ X/ E3 V# C. R
' V. _+ q; d5 A' s; S+ {6 Y& A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 T4 h8 A3 c! c5 P- ~$ u/ C) U3 M" y7 ~3 i  m5 R
電路架構如 pic1: w9 t( z5 V- T9 y+ W( s6 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
  g( G0 D( X1 n) Z$ c# ~1 _! E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0 [- P; }& |( j6 n* |+ K! Q6 B+ ^
如圖 wave1 及wave2) w3 K: N. z& U$ r

  s% |1 d' y  J' m% f* p/ ^8 a" Xpic23 W7 L7 m, ]6 I+ `0 T; S
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式3 J5 b4 A# F! E: s' \. f/ V# Q
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
) C2 o: `2 \7 J" S! a6 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  f/ ]8 r. t0 }* U9 Z
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 1 D& p1 F  M$ G& @1 d# T

' g3 B. o3 u2 O: X不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔4 v2 p- j# E' k5 p. C
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
: W) F6 }* ]; Z
4 g% i  E7 K( V* J5 X% h7 \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
- b5 P- n4 X$ d; V4 G
) g7 i, B! a( l7 K9 R8 ?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" W1 A5 x6 d- |. K0 C! L$ P

5 [5 @' k) l1 Y9 u/ K電路架構如 pic1
. K: P" h/ x, k5 u2 O4 {$ ^2 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
' B- G7 b  b0 t: a6 {; i. i6 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' i; [& Y, q: A. i% R1 n  E8 j
如圖 wave1 及wave2
, H. b( Q6 k5 K4 W( U& I1 r! g' y: o* V7 T
pic2
. q6 W2 b: b$ a; ^+ K為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式; |  j2 q2 ?) ?2 m& O
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻- b) A; F9 V% o  r1 T$ q& \9 ^
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
2 |+ q: X- x; C# o那麼哪種才算是正確的看法
9 q. s% R- C' k0 E8 _
4 h0 E; L/ R: i4 j- J
3 U! z( ]! p0 K7 B
! }9 F7 e1 E& Q- L" J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
! v2 d  m, M& \( T; P7 A) b- E2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
1 ^! _$ [$ `4 y$ Y
# F" B, s& _, \1 X- x% _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
+ U  S8 i/ q0 C9 W  P1 V2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
$ w+ g* S" k* i% M6 S$ G; a4 s! r! G& n" n
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝4 r' v! ]! j% l. K9 K6 O

: t5 y! ~" w5 T; y; t7 G補上附件( P4 N) k+ W6 q9 k
pic18 e4 |8 o) K! F0 Y' I7 |* M* D
http://imgur.com/BdsSa.jpg' p) a7 p) z' x& c1 g
pic2! q- z* E2 @# \- |; {
http://imgur.com/7khLtl.jpg
1 [2 S/ i( G% l& [wave1
  f  e% k5 K$ h  Q& m! `http://imgur.com/fjTxZl.jpg4 \7 h4 k1 T) n. ~' \6 [  Q' i
wave2, ?& a/ R' \1 D
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9 T$ e. ?! s$ T

2 [- S, q+ |) z. R, J, I' W$ \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
' y1 T# h; j# N; l4 _$ _0 Q4 c& g, `7 F
電路架構如 pic1+ m$ h0 D& x; H
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=0.01ua2 k  z' @3 A. 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$ c, P% g3 L& S8 e& j
如圖 wave1 及wave2
* T1 T$ P6 [( n- @8 Q6 v! I# ]% F$ N8 Q% _! G
pic2
2 J3 X) v$ y8 c9 {$ O為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
' M# a8 P5 |, R3 T, L/ h5 ?& Z把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
* o, @- G- _  C0 ^' Q6 f1 g) 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) o  V* W$ s0 l4 o) x* o: R  k- Y
那麼哪種才算是正確的看法+ ~6 D. S2 f8 p' T$ t

8 d+ M8 ]! W5 i, G2 C, B7 {* k; e+ N$ N9 t- q. v9 v
, _3 B+ q* A% `7 e% F
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
6 g+ D& g$ G# v2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( ?6 f3 g! Q) J* t5 O
( V8 K" Q3 F7 x

5 P, D  ~( e. _% T* n7 \8 x7 A0 [. q
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
9 h0 D' ^; ^, T$ m5 ]3 r; o7 o, ?$ w2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
: N$ F7 r$ b+ r/ H4 }% W! U
3 u' J& c5 J* p" r9 {, v怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
1 s, E8 A5 n9 w: s6 ^1 B/ O' h7 i) n6 }3 V* p8 t5 R' s( K6 a
補上附件
: `2 v& T( G. L6 R7 ~0 J9 rpic1$ I! a5 i0 p! |8 q( `  Z
http://imgur.com/BdsSa.jpg
- b2 J$ R$ K; d# c' ~5 Dpic2, N  W) `$ T! p' i7 L7 y1 y* x
http://imgur.com/7khLtl.jpg
4 |& L7 F. F- K  I* I7 Ewave1
6 K8 _8 L* r. a3 {- Mhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg, c# i9 w+ J' W1 F2 R- P+ e/ Z& c
wave2
2 p$ u! I8 B9 Z" z& h/ {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   4 s5 ^% e% ]( ~" a! |; H! ?: D+ E
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題6 F. G5 c9 h+ k. V3 @) q4 }

; O6 m" s( o8 ^: H2 F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~6 _. y% H! T5 ~
(努力筆記)
7 p1 U4 R4 M3 M$ s謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
% x: T5 o# ~. P5 k1 U
9 }1 O$ c, ~* B% d/ W: Z個人淺見
) M, w1 O6 T! O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  |1 C5 g& c$ X! [! l: f
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0 u' |" K1 V6 X0 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' k/ [5 u& E  f- K6 @
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!* w) x, V- Q. g/ ^5 y5 k
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
6 L& f6 R# P( R- H0 h" ^$ y
$ n2 D, |+ _3 [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( q! G0 h. F( r7 W6 F
然後 V/I=Z, 再取實部即可1 H8 ?6 W, {2 b6 {! h
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 V0 S4 j1 P# a
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~
1 y. }3 ^0 [* o" a
2 V+ X. A/ j, U9 H4 g( _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; @$ w' ~1 C4 F+ L
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8 X3 A9 H$ W1 s8 j
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....5 Q- s& w7 d+ ^/ f9 s
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
$ T7 y* t- i' k. E; @! i
+ X$ L/ @% J0 S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" j& w; i0 h8 d5 V# ?
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
- Y. \# f$ ~& a) M. B- Bgood 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
& ^% {' t( m5 L/ v# g, [8 k/ B7 ]1 u$ D
: u$ B, Y+ m" i; d+ Q/ O2 F- r
    感謝 jackrabbit 的指教6 \, T2 ?- I1 A3 |( {0 j8 }5 C
    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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