cmos晶体振荡器

wwm101

在仿真cmos振荡器时，无法使之启振（使用了各种初始条件还是没有办法启振）
6 l/ [' ?9 N0 X6 L* V请问这有可能时碰到什么问题
  T. p4 |2 M/ A我用的仿真软件是pspice

mdtjason

感謝大大們的分享~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~```

masonchung

請問為啥要有X1在電路裡面?

finster

不知道你的crystal是多少的振盪頻繁??
) s# b: `& w% w+ L+ ~  a* B, X一般若使用crystal作為振盪器,其兩端的電容值會搭配你是使用多少振盪頻率而使用多少pf的電容值
4 C' o6 R* W2 H- a7 b7 X: ]& Z另外,使用crystal會搭配一個反相器或者放大器,看了一下你的反相器的接法,雖然不太確定此種反相器可否動作
9 g! D) s! q1 Q. ?! F  }3 I( ]不過,這種接法很容易會讓output固定在某一位準而無法動作,因為你讓pmos的gate接到ground同時nmos的gate接到vdd而各自形成這條path的負載,如此一來在中間的device就很難作出反應,建議你可以"先用"一般的反相器或者NAND或者NOR來接,若是可以振盪了,再改成你要的放大器接法
6 B9 b& B- q" U2 l! e: ?最後,在作crystal的振盪器時,通常會將crystal的input和output端設成同一電位的initial value,另外一個條件則是讓power supply變成一個ramp上昇的電壓源
! }5 j- _6 ]0 `( H9 G0 A3 e; t
1 S- l. W* v. U8 [) t+ x; }& Z2 d" e6 x* K[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
$ u. @# K  m- G) t1. Inverter 的頻寬是否足夠?
$ |# ?3 I# q9 X$ C1 q/ ?% H2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
8 z0 o* n8 @* i! x6 |% m4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
1 \& \; w2 U( T. j...........
6 E! Z) f4 W1 ~9 O: Y$ X1 z........
......
...

monkeybad

看了一下你的電路 前面的邏輯控制好像有點問題 因為依照電路的邏輯這樣推算 會造成Inverter放大器最上面兩個PMOS gate為high 把電流關掉了 所以要不要再檢查一下你的電路控制邏輯 (我是假設最左邊的兩個電壓源為High)
4 Q1 D5 ^& q+ a5 q1 B( N假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
1 }1 ?. t- N$ c1 x; Q2 C5 T如果放大器的運作和crystal參數都正常 那就要再進一步檢查如Sjhor講的一些起振條件 gm夠不夠大 起始條件有沒有設好等等
8 Z7 ]$ h' K) \/ S4 h: b% B+ ~) {另外不知道你的Crystal Model是用什麼去模擬 若是採用L C R等效的Model 以我以前模擬的經驗 裡面的節點起始值也要設好 不然不會振盪
  y/ g  I& |3 h# W6 w' y+ t% S/ Z我在網路上有找到一些相關的文件對於Crystal Osc起振條件的推導(Inverter放大器的gm是最重要的) 可以參考一下
- ~2 B9 _# B0 J2 h. W9 Y4 t  K
/ Z/ x& F6 N) @# C, q: @[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-5-22 11:53 AM 編輯 ]

wwm101

谢谢各位大侠的帮忙
7 g+ d+ G" P& X各位大侠提出来的，我到没有注意到，因为我这个电路是从反向得到的。
9 _/ |3 I! j7 _( v" b- P* X! Y6 N我在综合各位意见试试
再次感谢
" k9 G2 i% a& sps：
to masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
8 ~, ^" F, s* g; N' w# Y: x) Gto monkeybad ：前端的逻辑控制应该没有错。

gimayon

一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
" Z/ |, F) {. [crystal osc 是看負電阻效應
# v! t4 j' Y( y* ~9 t6 u當負大於正  就起振了~~

hspice 要起振  還要另外下 option 參數
8 h" S: Z4 ?9 T參數我忘了  自己上網找吧

wwm101

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
+ D2 n7 v: B" L) Dcrystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

( k7 ~* ?$ M8 j5 G, }0 Mhspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
2 b6 d6 t) T5 G# L现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
1 p+ S6 y8 `7 @+ `而且以前我也没有这方面的实践
上网找了
关于这方面的资料比较少哦！能不能在提供一些帮助
3 q" i" o) t; g# i. e- s- P谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
7 m% f1 ~, c) D; M/ A7 E6 z% C% ]  y一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
4 z" F8 h$ U6 i) l; X: {; [crystal osc 是看負電阻效應
! B) e  v+ ?' E* |2 |當負大於正  就起振了~~

% r+ X3 g  k5 y" P% B: T7 e$ K我想上面的人提到的 應該都是從負電阻效應延伸出來的吧 只是切入角度不同 負電阻+正電阻要小於零 這樣crystal osc就可以等效於
% v# x+ ~0 \" @/ Q一個LC電路 能量不會被消耗 可以持續震盪 而負電阻通常都是用一顆Inverter來做 從這個條件出發 就可以推導出inverter的gm要多大
/ n3 r- y8 N$ `& Y  EBIAS電阻多大 寄生電容的影響等等 參考我之前的附件有很詳細的推導 沒錢下載也可以直接key關鍵字搜尋就有了
4 A3 x$ q# |! z( p5 V基本上這個電路應該是拿來做Clock Generator 或是 Real Time Clock的I/O Pad, 前面是邏輯控制電路 有一長串L值很大的NMOS
' o1 c& ?+ i( j' I( V0 S8 G, ]9 V是拿來當作BIAS電阻 電路還是用一顆Inverter做放大器 有些人只是電路看不懂 有些人講的只是從導出的結果回答
1 n9 x) k8 M2 O1 Q  U但是大家的觀念還是一樣的吧
如果有哪�講錯 大家可以就事論事討論 但是其他涉及主觀上的批評 還是不要講出來吧
畢竟有回PO的人 也是想要幫助原來問問題的人解決問題 就算回答的不是那麼切入重點 但是我想其他網友也是很歡迎其他人對自己的意見
提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!

- U4 k0 M2 v3 u- |7 M而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  

5 [+ `' c: p5 W

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
' A! Q; i- `9 }/ c3 l& Vhspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

2 m& Z9 }# {1 m
$ Z4 b" A/ q+ u+ _. n( a這邊就要煩請gimayon兄比較有實務上的經驗 不吝跟大家分享一下要怎麼去用Hspice來模擬crystal osc
我自己用Hspice模擬也是怪怪的!

% Y0 M" ]' }/ }+ j0 Z[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
; n5 a* |* r  s# e您的文件我看了
1 |5 B: {  _6 X* {  U' b% ~8 {! u现在碰上的问题是
我自己模拟出来的晶体振荡器
- W6 o- K6 Z1 P: @" H可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
本一位成倍放大管子科研解决问题
但是结果还是加入初始值后振荡一段时间后
振荡迅速衰竭。
这是不是可能由于我模拟出来的晶振模型有问题《75k的晶振》
8 e7 Z  X6 K. c0 k6 l再次感谢各位的帮忙

ianme

wwm101你是要做一個75KHz的ring osc??還是??你的圖真的是讓人家看不懂，我建議下次要給人家看圖，可以用visio畫，簡單又明瞭!尤其放上來之後又小，看了很痛苦，都不知道到底哪裡有連接哪裡沒有連接....

wwm101

to：ianme版主
现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振
3 e" q5 K: h' t
9 G/ q  H! K7 T/ Z9 z& _再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

3 [5 O% n! c( t請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!
  Y4 D" K8 }2 R

  I1 t$ q; Y6 d2 M/ }
2 g! F4 q0 l( m0 w, A) H再參考以下文章說明:
" F8 Z8 P- ^+ T+ M
" h2 X" M6 S1 D+ S4 o. D+ B2 `5 r

+ E, q+ \5 _% @0 a. P
/ l& L2 L, @4 [- a
% w) y1 I& W4 ?6 d7 E& l外面電路建議的 simulation ckt!
+ t' x9 Z/ H6 ?- P8 d


[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
0 ?7 M% P# W/ e/ q我问了一些厂家他们好像不提供哦。
在等效电路的电感加上初始电流就可以非常块的启振，但出现是振荡一段时间后，振荡就消失了。

mt7344

若是如此，可能是:
& |; ?' I0 H; @3 d( |8 x- i1. Gain or bandwith 不夠!
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
6 x  z2 ]: o9 H6 a9 w4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?

gimayon

看不下去了~~~樓上別亂鬧!!
& w! z! q" b# }, n& ?
' I% N' n, n) p4 @( h1. Gain or bandwith 不夠!
2 C" _" C3 x- _; \0 E6 C   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
9 }1 L: @5 q- {, E, L2. Inverter 的 driver 能力不夠!
   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
. R$ x& C* h4 _! M3. 外面的 RC phase 補償有問題!
    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
; B" e$ [; V# r/ B. G1 X4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!
0 e( k3 y; w7 {% B( t7 r5 n7 i
我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
" E9 W. N. P' d1 P2 F% k* n: J
你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
; v8 I5 N% G6 Y% M) \8 j可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!

哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
) Y/ O% I  I7 C. X* e所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
5元 RDB 販售!!
0 X8 w0 d6 M. v% Q# s) s別怪我現實
9 F+ T7 x* e& V- U7 h7 K; t6 Z貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
非常想知道负电阻要怎么仿真
3 E0 I* z% `& {# Y能不能提供下
谢谢

sjhor

内容
" N% u% B/ v1 G1 @) E! X* B" U1 介绍..................................................................... 2
8 x4 {8 @% p& y7 t& c5 X2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
: l2 C( ~; A# x7 n/ \& l( a5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
7 v# \5 d, W! [4 y9 @' I1 c3 s% ]6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................
( Y7 N& g. a6 ^* e' u5 @  r& d
6 G1 R+ Y1 F- ^1 B

[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]