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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。。。。。         
/ Y9 g2 r. [7 M5 P2 C! B% M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.: G* A7 x" D0 C+ N5 o9 B) ^
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
0 Y  E8 Y- U& g3 |IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
* J9 t% t6 h7 t7 N, Z& A+ npk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM

# |' C* a$ a' }
! O, v  E# P) d
. g$ `( H1 \1 N% @2 h/ u5 ~! t    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6 f* X( T. `! \6 u& V& P
crystal的等效模型各位是从哪得到的?( j- e/ \0 ]: J) N# E
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

0 q. p4 }) M! Q/ U# k
: x) W6 F& `: n  E. l% f* ~3 D. q; @9 \
    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 , |: U: D8 p6 N( c' K2 |

8 b: o" M* D2 r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 q) [  C" ]. w, z- R) }+ ?# _; }  @, @9 v$ b: l7 U3 l! z; x3 e
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$ l+ K" l, ?# P: e$ \

/ b4 O6 i! \+ @7 c- m+ T/ J! j電路架構如 pic1
' \+ o, h& _3 v% O+ }1 N+ l( Y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
& E( h0 B' g3 c, m# k4 a, o9 Q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
7 j+ `5 z8 W* Y- L4 E2 Y如圖 wave1 及wave2
/ R& ]3 S& K, s& P+ m- {% n7 f7 {% P1 A2 `$ C0 t
pic2) S7 j( z2 B* k  S, P1 v* o6 i! x# b
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式7 J1 \! V4 L* e: r, \1 j# M3 \
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻, d7 h) ?8 r: u! i
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* z3 l8 ^6 Q( p- Y, w$ s$ }
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 7 \( J+ [2 V3 f& g4 z3 n6 T
; R8 F9 {" u. {3 |8 B% M6 E
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔3 y9 c3 p) h5 t' ~
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
7 @' K! G# [- O/ q# }$ W
/ G: Y2 D6 o$ k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$ J5 u! v) [+ R! a
" l# ~1 L- ]+ ]; G, e
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
$ k3 m9 t& l4 c5 p
0 Z. W- ], Y" T電路架構如 pic1
. d2 o( s1 h: U. R$ I2 J1 ^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
% V8 G- _* Y; r/ O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
( A( o' x8 h, _9 e0 u如圖 wave1 及wave2
9 r* S* R9 M0 \+ r. ?8 K
3 u6 M6 ?1 W2 P4 Rpic2
% q6 d* ~4 |' c2 U# f1 |8 C為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式) P' v# B0 z* ]( ?1 u" T
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
3 }$ R& z* k; _) Y2 s9 G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
9 K3 K, L& X9 f8 h1 D( E那麼哪種才算是正確的看法( t; X' z9 w: j3 L* n& n6 N
) a7 y3 @- ]8 x4 s9 {2 d

8 o7 H. E+ V5 z! F' `$ j0 z# Z
0 M1 |9 G: a* X- A7 h. r9 e" t( {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2 E+ y5 l$ j/ B) l% M1 G
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
+ y4 A- m- G! w0 g) Z0 A5 s7 N: c1 a+ v7 J% p6 Q
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 . d( P  k( K$ k5 ^7 D
2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊+ ?- H1 V# ?$ x6 I  s5 R3 a
$ S7 C  e( B# Z) ~0 ?
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝5 ^1 X3 ~" v7 H, W0 c: u* j8 h
! {) H' V% ?/ A
補上附件
* d: ]2 h  D3 Tpic1
! \$ p- w/ l0 C3 {$ @http://imgur.com/BdsSa.jpg4 v2 {& }  r% [5 Q
pic22 j( c* B* L+ l" ^3 O
http://imgur.com/7khLtl.jpg$ S* _1 y1 C' c! ?8 ?
wave1
# `# c& T/ l9 P; {http://imgur.com/fjTxZl.jpg) g' i2 f: |+ D) l+ k7 H8 V
wave2, r% S' Z0 l1 g0 K6 o) ?" |
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* H. {7 E5 J+ @! ]$ N

  b/ J" x# z9 D/ Q7 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
# G$ ?7 Q$ b% ~0 }4 v5 V1 T0 T& w/ D, t: h4 J/ |+ y
電路架構如 pic1, v* [$ F& Z3 M  S5 E
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
: d9 u1 T( E& O* 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
2 t3 }- N# A" p( a如圖 wave1 及wave2
2 i6 M% H& z4 ?6 I4 s; C
6 Q" r) s2 n$ C* Ipic2; M7 s8 j+ F& v7 L8 s; t- t' R
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式/ ^1 ~; ?" f% w
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻7 c; M4 G# ?) `3 q$ ?& j4 g
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  u+ U; p; v. k+ H' D8 N- _
那麼哪種才算是正確的看法
3 k8 e( v9 G3 v5 q- }5 Q+ C+ u# l8 U# M

& l2 T5 \: q& o( U8 O1 B
' {: M* L) R& [, |' {6 W9 h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
7 x7 L; [# C) K" m, R2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
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! H6 w; f7 x2 n6 g: b2 o
: }3 _  Z; R# T$ |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 ' ?& P: L3 Z# q
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊2 ]" u6 {; |* {+ b; d+ B
. Q9 n: v; j5 S( F, |" q
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
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補上附件' Y( v% U, k: h9 J6 i9 b
pic1
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http://imgur.com/fjTxZl.jpg5 }6 r$ T+ \& |7 s2 ~5 ^% l
wave2
: ?; V/ r8 D7 R5 hhttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   $ h1 r7 W) ]* x7 n
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
+ B* t# ~/ D& P* ]3 T5 R/ e. F8 K6 H. v# `
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~+ k  \3 W' A  q! R! f( }( {
(努力筆記)# Y5 q' b" x7 v" N
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue ; Y& x1 x: r8 Q; _+ i: ?

) W. V- @4 _1 |8 M5 k7 a/ ]1 X個人淺見3 V4 o) Z2 m. l
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
# h6 N0 x' f( [/ E$ H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9 H2 Y! n8 s3 N5 O4 i; z
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
* E. F# O: A- Y" V有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!# }4 l4 a$ S$ N+ z% }0 U) w
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
# ?# Y; ?8 k& f  e( X, r" H2 {1 O4 |* G
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% \) A$ Z& y* e. Z& f) p9 V
然後 V/I=Z, 再取實部即可" l' z; c0 D: a
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
9 a$ j( W5 f) _' t. k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~
: X; {$ s! h4 G7 j  Z1 K2 v9 S  t+ s% k1 j
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
0 B' c/ L9 i& A& p- u+ ^3 V0 B0 Q% h- T) A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
! {3 m7 l# ?" d% q) K4 U# W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....
- A  e5 Q' U7 j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/ O# e& Q$ C# Y0 n9 k/ O2 G

* ?4 c$ r8 U/ |# n: q! ^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/ G0 }6 \6 f$ J0 K, X, @/ [) n
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
7 q* J8 J& R* }2 p6 D5 `1 fgood 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
  l$ N+ A5 Y4 X- J" c, S! J2 X* j5 i6 T3 D7 c. W) v/ w
" m) o. M2 [7 Y9 L
    感謝 jackrabbit 的指教
- e, b  m5 M" E0 }  g6 `( B    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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