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標題: 用RS触发器和RCdelay作振荡器 [打印本頁]
作者: adele    時間: 2008-8-15 05:40 PM
標題: 用RS触发器和RCdelay作振荡器
[local]2[/local]如题，有一篇silab的patent，用上述方法作高精度片上振荡器。
- K- J5 T, V7 I  `试着，搭了一下，原理似乎很容易明白，可是initial态总觉得是矛盾的，搞不懂，郁闷。, Q" x( l9 `3 M3 n6 l1 q
还有patent里面写的RS触发器也是有点怪，还是初始态的问题。
. X( m3 ]* n. }5 J) Q, L
) A& p; D& s2 U- _0 q% A& ]& k- w! A
patent：US0241833
作者: finster    時間: 2008-8-19 12:11 AM
附圖是擷取自92年交大碩班畢業生畢業論文中clock generator circuit& P9 F2 s9 U8 g
基本上和你的電路圖差不多,只是再多增加reset功能/ q$ M# `9 P9 ?7 H
至於reset功能,最主要是將capacitor上的電荷放到0
! I& s* n" r. a, w這個電路沒有錯,R-S latch的接法也正確
作者: adele    時間: 2008-8-20 11:51 AM
上图也是初始态不对头啊。
! }! l5 ~6 T; H+ n( [因为用reset将两个电容上的电压放到0，那么R、S端不就都为0了吗，而这个reset并没有设RS触发器的初始态啊。
8 W. e7 G6 Q4 {7 ^, b* b在电路正常工作的时候，要求R、S端都为0时，Q与Qbar是保持上一状态的值；而在初始的时候，却在R、S端都为0时，# T3 g% ?6 D- f) j9 E, Z9 I" |' z
要求Q与Qbar有初始值，这不是矛盾吗？
作者: finster    時間: 2008-8-20 12:59 PM
在作reset時,我們是不管R-S latch的狀態的; X% K8 [8 L5 v) t8 ^
在這個電路中,reset的最重要意義是要把電容上的電荷給放到0伏,如此一來在電路正常運作時,才能讓兩個電容上的電壓從0伏往上充電,進而使比較器判斷出那邊的電位比較高或者低,進而產生出clock+ h& P$ Z+ L* K0 G  X, P
而在脫離掉reset後,電流會對兩個電容作充電,因為兩個電容的大小有一個倍率關係,所以一個會比較快超過另外一個Vc電壓,此時比較器就能夠判斷出來並進而產生動作
: _3 @2 _* H9 u" f) Y若你覺得很奇怪,實際跑模擬並看waveform就能夠理解電路是如何運作的
  W1 I+ P3 O$ G  l  H( D
: E/ c5 ^5 G9 z, z) Y9 K你貼的那個電路圖,並沒有附上把電容上的電荷放到0伏的功能
6 L. v- O2 {5 ?這點,其實也並沒有錯,因為一開始時,電容上的電荷有可能都會在0伏,但,這是在一開始的情況,如果系統只是作power down mode後然後又啓動,那這個沒有reset功用的電路就會有問題
作者: adele    時間: 2008-8-21 11:04 AM
看来finster你的理解有误哦！
5 Z1 g0 m8 d9 l: Q. d8 {; W1. reset后，两个电容上电压N2、N1都为0，没错。那么，比较器输出应都为0，R、S两端应都为0。; O8 e8 c9 _/ w/ v$ |
    若不管此时Q、Qbar的输出值，怎么能够使M3/M5gate上电压为0，从而对电容充电？
7 d/ k  `4 v. L* k4 X4 E  D+ r2. 对于充电电流，应该是M3和M5只有一边通，对一边电容充电，而另一边电容在放电，否则怎么满足Q、Qbar是相反关系？# [2 o3 ?9 b$ l
因此，还是那个初始态的问题，怎样从reset后过渡到正常工作状态？
  b+ o: @/ n0 Q2 g$ p1 P' j
5 h. ~0 I- S" Z( l谢谢finster的耐心探讨！
作者: adele    時間: 2008-8-21 11:18 AM
看来finster你的理解有误哦！- \+ X: Y! y0 r" F
1. reset后，两个电容上电压N2、N1都为0，没错。那么，比较器输出应都为0，R、S两端应都为0。$ x0 \. ~- x2 ^2 [) Q
    若不管此时Q、Qbar的输出值，怎么能够使M3/M5gate上电压为0，从而对电容充电？' L/ F8 J2 G& ^
2. 对于充电电流，应该是M3和M5只有一边通，对一边电容充电，而另一边电容在放电，否则怎么满足Q、Qbar是相反关系？6 k( h) o' K: j5 `% G9 Y  b
因此，还是那个初始态的问题，怎样从reset后过渡到正常工作状态？# w" M  \2 Y) ~: e
, Z5 e7 @- a6 |
谢谢finster的耐心探讨！
作者: finster    時間: 2008-8-21 03:57 PM
附圖是兩種可以組成R-S latch的電路' y* g+ T7 A, ~1 r
以使用NOR Gate的R-S latch電路來說,在reset後,S和R均為"0",此時Q和Qb一個為"1",另外一個為"0",不管那一個為"1"或者"0"! p4 f! }+ w6 v: u1 I2 p
假若Q="0",Qb="1",M3導通,然後對C1充電使N1電壓昇高,當N1電壓高於Vref,S變成"1",......
1 j& Z6 `0 O( D0 D假若Q="1",Qb="0",M5導通,然後對C2充電使N2電壓昇高,當N2電壓高於Vref,R變成"1",......" i9 c$ B, h, u' o8 S9 Y
你只要跑一下模擬就可以看到上述兩種情況的變化,不管是那一種,都可以動作
作者: adele    時間: 2008-8-25 11:16 AM
Oh, yes, 终于了解问题所在了！8 C# Y+ W$ W+ s- F' ]( L* u$ U- O
初始，RS触发器在R S均为0时，必须Q或Qbar为1，才是其稳态；这样就得到了我们想要的初始条件。
/ W9 c/ F9 E- N9 k$ K+ c在正常动作的时候，当R S均为0时，Q和Qbar是保持上一状态的值，从而保证在翻转后继续保持充电放电的状态，year
+ c% H1 |' \& ~9 A
$ a5 [+ @8 ~2 Q6 eThanks，finster！
作者: basil    時間: 2008-9-9 04:39 PM
这是一个双比较器结构的RC振荡器，好像频率做不高呀/ u2 _  s6 K1 y
能超过150K吗？
作者: finster    時間: 2008-9-10 11:18 PM
原帖由 basil 於 2008-9-9 04:39 PM 發表 8 ~. y) d; N7 h+ g: q4 S& [( M
这是一个双比较器结构的RC振荡器，好像频率做不高呀! s0 c" V4 h( c' S  V
能超过150K吗？

% V+ X/ i9 o& Z# u' w1 s! U2 z5 U. V' H: M
$ H7 P; _  m4 ?* ?
可以
作者: bkat    時間: 2008-9-12 01:09 PM
想問一下這樣的OSC有什麽優缺點？
' B5 i$ [  T3 Z6 d, W9 ]0 I! a
9 I3 Z5 Z& A6 K% U為什麽不用最簡單的Ring OSC呢？
作者: finster    時間: 2008-9-12 05:50 PM
這種r-c oscillator的優點是簡單,易控制和設計出想要的frequency
4 W, \4 n/ f: N6 x# W5 n( \而且,你只要依照公式C=I/(Vc*fc)就可決定出頻率,而當你將所有參數固定,只要改變其中一項參數就可任意調變出想要的頻率,而且,若要作微調時,很容易從其中一項參數的微調就可設計出相對精準的frequency1 l* j' a5 j" g* d$ ]
缺點,其實也還不少,其中最嚴重的大概就是對電容作charge and discharge時的linearity問題
' b' o% [; u5 Q* [+ U: y7 \因為它的非線性問題,所以就會造成clock有phase shift issue,所以,有些PWM DC-DC會再作一個補償電路
/ w+ a2 n. \; g" @/ t/ Y% e3 ^
至於為何不用ring oscillator$ Y! Z+ N3 m4 Y" w
ring oscillator的優點是電路簡單
# u; R7 ^$ m2 d6 Z5 y但,缺點是它的振盪頻率很難任意調整和改變(這點是指在電路設計好之後),雖然可以預留一些programmable control pin來設定,但,總比不上r-c oscillator那樣子易從公式來推導出想要的頻率
8 z; n: r* F1 ?: f而且,ring oscillator對於process, power supply的變異非常大,因為ring oscillator最簡單的架構是用反相器組成,而這種架構的ring oscillator是最易受到process和power supply變動影響的電路
- Z6 d4 C! h$ c4 G- K: H$ i/ ~/ p1 Z$ }# i- ]2 K7 Q# O; V/ k
兩者電路各有優缺點,就看應用的規格為何



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