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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。。。。。         
' X' g& V9 i. _; E% u0 N' z: Y  G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.! F7 \6 M5 G9 w% c( z
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
8 Y! A- _7 N% O/ ^3 N" x$ yIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...2 ?. ^0 t4 Q6 t! u1 |6 c5 e, g
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM

1 ?+ S% Q) K+ E$ ~2 l5 z( P
) Y" t% @" W# B) u; y! m, [8 ^$ f+ j) S) q% _5 ~& X' w
    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
( O4 @4 d* P: E0 g( _1 Zcrystal的等效模型各位是从哪得到的?
4 X% Q/ h7 \- G( U$ x* x2 _nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
! ?' C7 g. m; K' V& k3 l. C9 {
" a2 N5 n% {, Y: ~  Q+ i
6 j+ N" |+ i& a6 e; o" r# I5 z
    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 ) w1 a! J2 u* y0 z5 b4 y

+ ?$ X; W+ X& W: W) 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  G* @. S! ~) d1 I9 r, \
0 r  e, v* ]$ c' h5 N/ }3 F
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
! q# @% Q9 s8 U
: E, ]% A0 G) F/ @5 z電路架構如 pic12 e0 w. l/ M4 L) k- C! A, }) j3 l
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=0.01ua5 a* o. r' R  L+ G* {
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 E) \. Z7 P) N如圖 wave1 及wave27 e, w( b/ p4 J) n$ ]+ N9 G
7 n6 x5 j% P0 z) Q. [1 |
pic2
- p  H5 K# U& D. {4 C1 ^# b為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式5 h0 H' H7 Q8 j4 F+ G1 y
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
* h0 ^- O* _% K: 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2 n8 p1 |( G. E% J5 U
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 ; H, U) ~9 D( m+ X8 Q6 O

3 b+ t8 P; |7 E, V$ A! X0 Z不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔' {  W' k: p9 D
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 2 [+ \8 M2 b# `- m0 J) S

" w, h* c9 S+ a  u; a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 g7 v3 i$ K* ^8 w% e
9 e' S& R" H4 E/ `2 k! 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
# ~8 \% Z* a" J0 @8 l" W2 f
% u& _$ [* x4 z1 m- n- T  M電路架構如 pic1
1 q+ c8 [9 i0 O: {# l' 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=0.01ua2 H5 |0 m+ E3 k/ 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
) u9 R8 s8 z: P- x# q' n! X如圖 wave1 及wave22 W, o4 |# ~  _6 x7 b: T* D

7 L6 \& g4 |( |# x: Z" Dpic29 y% h3 S7 n8 N
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式" `6 N+ M, x" w* |9 k2 `
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻* E  p0 R/ r" U% V5 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7 L  E  I8 C+ K
那麼哪種才算是正確的看法- \$ _9 Z0 x% k! A
+ m. Q+ `6 d. T$ _# g/ \2 b
+ Q5 _% b5 }0 d4 n  ^( n
/ X* P; f) R# W# ^( 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% K) s) p+ l- |6 A# U# Q
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/ `  R" l  q. f7 |

1 u& Q7 m' p% ~0 _5 f7 M' K" ~0 `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
! p1 C2 j3 o0 _2 W4 }2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊4 Z* _9 L* ^  L: j6 P+ O/ A- i+ S6 o
! M: z6 [! S9 ?. G2 z! [
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝) O7 {$ b/ p, C! u& s
6 p" x" n1 C7 J' w% W1 @# I  Z. O
補上附件% D$ W9 Y; E; }& V. J; K9 T) ?
pic1
( \( Z; [4 ^# R! S6 `) Hhttp://imgur.com/BdsSa.jpg
6 Z1 I. d4 C7 @2 t' b# kpic2
, U3 G, O6 ?" U& ]$ j/ Bhttp://imgur.com/7khLtl.jpg7 n: c" B3 J. |
wave1
8 R$ Q% {& A0 G9 |, ^http://imgur.com/fjTxZl.jpg* o/ Q0 H' u% f$ q- u  A
wave2# G1 l  A9 _, P3 K
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) g+ s/ G2 ]  P6 {4 e. F
3 ^: l$ K0 c$ `2 i( K+ g
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
/ F1 m. U" i8 I5 K
- r9 o0 z9 M% y3 L# q1 i- V0 c3 I電路架構如 pic1/ Y8 Z3 e1 m1 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
# D) d. ^% C+ B: 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! X/ l: E- e7 {+ u# B- S
如圖 wave1 及wave2
- X  p! f  a; a4 m( e/ J/ U0 o6 R9 `& E( `- F
pic2
4 n/ N% N- M7 K' {, |為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
7 m3 k4 J. C  N: `9 L把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
% h+ y/ Y% v  ~" ?6 w% V8 L1 _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' ?0 T# ]2 p: \8 D! j: m2 Z
那麼哪種才算是正確的看法' `& T0 l3 L2 ?, L

9 g- h$ z3 B' ]! l% Z9 x7 ]( P. k; T, V/ o, k

( M( b) Z) F: `) d: ~6 `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: ~3 ^. K' N. t. e6 J  a1 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
; G: ~4 _/ X2 L* T$ h7 [1 {- A! Q% F, `" P7 W# d8 d( J

5 b4 C' G, b, L2 f3 i/ l# W
% M1 ^6 G8 O9 H$ ]6 E1. 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 , m6 Y1 h. ^/ r, b3 A0 v6 @' {
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
- V/ \9 G  Y2 b/ G- T$ }6 u
2 h) m+ o5 y4 i8 b怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
! }; p3 N2 K- b4 {1 i  J  M6 J5 r8 f7 [3 [; B5 L9 x
補上附件
* N. i8 C* P( fpic1
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6 U9 }4 I: \( vwave2
- F8 n( x! x" bhttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
# J- e; i+ P' z+ W+ m' [
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題' @$ f& Z% }- m' r: T  U

1 Z6 q8 Q2 n& `0 V& a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~
! `7 F( W8 x7 v% }6 L(努力筆記)
* y& V4 M3 N' ^" O8 n  [# g# i) v謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
- w: T: ^; u( E4 E5 ?
9 @: ]0 _% {  _* B  n, ~1 n* D$ s個人淺見9 r" o/ v: f! j
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
* P+ W4 _. M2 x+ I# F) `5 ]" d7 g; D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 @3 K$ d2 ]- A$ N- t" E$ 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
5 R! }; s( n' |$ J- B$ [6 |有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!! k! t( t. Q/ V: |
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2 x  Q5 Y7 f0 D/ Z

, y7 Z) E3 F, X+ A- p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& \- l7 O) E/ _  A
然後 V/I=Z, 再取實部即可8 E0 w4 L, L; E) ]$ ^& O4 X
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
/ v4 `# J5 L0 p5 @. ~: a5 R. t# m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~% k& i- n! F. L7 I
* \% L  u6 K- b  Z
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
2 m5 m8 q7 a* b+ b9 q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
- t" Q; g1 |- u% r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....1 f' B3 I/ b8 _- x+ 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9 Z9 ]; s% R( [+ U2 |  u- ], ]1 A

" B; P5 _6 K( K+ C1 B* }0 @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
1 l( i+ L: c# u1 w# {' s& I您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
- o; B' l6 @. }% c& o* H) e* Ngood 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
: f# t6 s+ b2 }# K  X6 J' e& |6 [8 E

$ ^  a7 o1 v6 u# U6 }1 {& V    感謝 jackrabbit 的指教+ D- L% O+ y0 M/ m+ P
    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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