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）
请问这有可能时碰到什么问题
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??
" g6 R" M- X+ ]4 g! ?5 f4 K# l- n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
, @: e+ e7 ?% f/ J! E# d2 T9 l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 ^! b2 D$ i3 a: s  S& {( r+ a, H$ \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
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

[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
1. Inverter 的頻寬是否足夠?
$ P0 r+ q" k# ^! m( Y, F- N2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
3 \, u& C/ _: V) ?, u$ ^2 N5 b3 Y...........
: S5 t# x5 g+ f........
......
$ d( R7 Y3 h7 U5 W. u. [+ b4 i...

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)
假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
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
% l0 p) v% n! M  a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
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

[ 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
* @, S3 i0 Z0 m; r! y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。
  [# l# @! g! r, k' t7 d6 M我在综合各位意见试试
再次感谢
8 n9 P* _* `& _- f/ G/ G$ ]ps：
1 f! v3 z% G! a; F+ Xto masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
2 b3 n& K" y, y# Z* a# m1 bto 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
& W" e3 o3 z5 }crystal osc 是看負電阻效應
" d7 m- f7 m7 g' |當負大於正  就起振了~~
% ]* w* ?1 V# L2 Y0 a3 T
, I3 c3 s& [* p7 _# D/ `8 _hspice 要起振  還要另外下 option 參數
7 u3 A- v" \* Z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
crystal osc 是看負電阻效應
4 j! x( n: }* `6 F  E' B5 b# T& s當負大於正  就起振了~~

hspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

+ E! I* U; X7 I1 `- q7 X9 o6 Q: gx谢谢你
现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
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
谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
9 s; [2 N1 E3 B一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
! Z4 n9 H. r1 n) x3 O% J) Ycrystal osc 是看負電阻效應
' p& ^, u8 [: U; ]0 T當負大於正  就起振了~~

4 w* `* w' O: ^; ~5 q) R
7 w# g/ ]" L& t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
  z' D9 q7 [. ^8 ]! T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
% V5 y% C: l( u& M( a; i6 U/ m, H+ Y5 ]BIAS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
3 U- u5 N( X( `! }$ b- k, a  x( p  x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
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
2 K) n7 K/ |' m* J: r, Q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
, K4 c4 x7 }: X# y" B* |. C7 a6 x) m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
* C1 O3 Z1 n% _1 @. c2 y提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!

- ^( _# y0 n! L& ~( A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!  

# ^8 q# p8 A: h; a* R

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
hspice 要起振  還要另外下 option 參數
$ X7 e" z) y) z& G0 M6 `; K( m1 u7 }  [參數我忘了  自己上網找吧

! L, ]! ^% R2 u3 k" Y8 h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
) W5 S$ i) @% m9 o4 X) a我自己用Hspice模擬也是怪怪的!

[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
您的文件我看了
现在碰上的问题是
我自己模拟出来的晶体振荡器
7 f( l. ~" N$ |2 Y: d# ?可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
# w# J0 F+ j0 I6 {本一位成倍放大管子科研解决问题
! b; W6 A; X- X& W  K* W0 B但是结果还是加入初始值后振荡一段时间后
% n: d5 `. C" s4 h7 v振荡迅速衰竭。
/ c7 a% }7 a* e& P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》
$ G' M/ i1 ~0 I" m4 f4 Q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
7 d$ f" A% q) Y6 `现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振

再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:
5 O4 T3 o6 T6 b% \% L8 [4 Z! _
/ G9 @) Q: V/ R1 l, V* G( d2 X, i請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
+ b: I- o' \4 x# E5 a8 L5 H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!!



再參考以下文章說明:
- b7 e: r; N4 a$ D; a
9 M! S! P1 Y! d- m4 H; ]

1 V& u7 A4 ~' z9 `& W$ b  ?

外面電路建議的 simulation ckt!



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

wwm101

to:sjhor
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:
/ j* W. M4 r+ k/ d, p1. Gain or bandwith 不夠!
: y! u  l% `6 m6 N! }2. Inverter 的 driver 能力不夠!
( S7 [* ^: e  F" ?% y) O+ ]! h3. 外面的 RC phase 補償有問題!
# ~( w; M$ H+ g5 @/ D4. 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!!
5 [. [9 j+ p- o$ L
1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
* [0 B3 g2 X5 n' t: h3 }2. 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!!
" {, t9 H* g. W. T0 V: K3. 外面的 RC phase 補償有問題!
1 Q- K& s4 T+ K    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
! z0 U1 a; o, ^5 S+ P4 [1 o4 j" J4. 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!
7 j* w; }2 t! L* S
, v! J. i6 c  Y1 W8 N我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!

; O: t4 l; n  i3 F7 Y& U1 ?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?
8 P: C$ I- x( {0 q  T8 |! {" K) x可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!
, h) S8 O, R, Y- I" G- ]! _( Z
8 M4 K6 o5 a; Z7 t- ~  [4 ~$ T0 ~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!!
  O; d" V, D4 b: F; a, x所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
( I$ ~- P; `$ {. T9 P+ n1 P' w所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
" V7 X5 j  b, p9 t! ^校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
0 c8 F  o) K( t3 Q4 b" e  a5元 RDB 販售!!
/ {! |/ `; |6 {! A; q別怪我現實
" B. L& R: @/ A+ Y7 `' i  `貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
. y5 o8 s* t# U非常想知道负电阻要怎么仿真
+ g0 W6 G" w7 l0 V能不能提供下
谢谢

sjhor

内容
! U+ p  J7 C6 z2 |- f0 P1 ^+ `) \1 介绍..................................................................... 2
) s8 I& O" P3 o% {2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
5 R+ @% E& i2 o2 X3 i$ X6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................



9 G; y) _" O8 ]% J8 {3 t" @3 ?! N[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]