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）
7 u5 a/ f3 @2 v2 I7 X请问这有可能时碰到什么问题
. ~2 b7 g' h, h, c; [. h2 e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??
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
8 k4 ^" e$ q0 E( _7 J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
) e, `" q6 h; p3 u" J0 S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
. K5 h5 Q$ h5 R, G, b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

, I1 Z3 d8 X- I% M[ 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?
2. Inverter 的 gain 是否足夠?
" }$ I% d! P- W$ g" O/ G3 C3. 推動能力是否足夠?
/ X5 U- n7 m' j1 ?4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
0 c" p% b3 O0 Q5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
! u$ p6 M6 r3 l5 l. L+ z# T...........
........
......
8 _3 L) K3 K! }- Q! p9 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)
8 z% t$ y( B& B/ u7 i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
* I1 [" c' l- X: N. Q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$ P6 M$ s- w4 ]9 d" ]8 u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
7 C7 t, ]0 |* H
[ 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
( f( F+ _/ q3 Y4 W8 z0 R7 f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。
我在综合各位意见试试
再次感谢
ps：
to masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
- b$ G( g) u( ?; N* K' @/ C$ s$ w- @to 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
/ @% E/ \  [. Z1 ?+ c  kcrystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~
* ]" p6 a/ y3 @2 ~
hspice 要起振  還要另外下 option 參數
" X/ v5 K0 i& \# y/ 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
crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

; p. n0 G' v4 Y3 M4 [hspice 要起振  還要另外下 option 參數
0 p5 H# X8 A3 y5 ]參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
) _% }, P( m% `* G7 R/ }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
7 k) }: |% M* {8 D6 a# ]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
0 p0 x) i) ]' _$ K% W谢谢

monkeybad

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
6 D! w. z4 }1 m" Q& y+ J9 G當負大於正  就起振了~~

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
( w$ b) U5 j, k, A  V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
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
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
1 P! d( a" z6 M% o7 j3 Z6 y* c8 k6 }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
) V, h- q5 z) d0 \& D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
/ F: [( ~% K8 P& Q- O提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!

/ A; Q7 Q: s0 I& t7 L7 c0 E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!  
- A( A; z. m6 }2 `: A* z
8 W# N9 v+ \8 W" g. k, G; N* _7 \; w

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
* Y; {1 X0 ^. Lhspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

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!

# c' p/ n8 g+ e0 \- |; ~) S[ 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
3 `; {: r% P2 d$ c& B' X1 W/ |& ~可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
2 D( F0 d7 v5 C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
, A0 m: O8 G  G: z振荡迅速衰竭。
, l8 A. n  J4 [- Z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》
0 L" [/ V. _4 K& O/ T& q" Z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
( g$ H( X$ o7 Q8 m* g. N* O, V. q
" L" {6 q# K$ d5 Q! u/ w再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:
: S/ D+ c' ]  ?' t/ Q
請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
! p8 g+ H# U1 [( i' ]) y) _網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
7 P' y4 P" F% D9 i' q8 E但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!
# I* |9 [6 W( ^  Z8 l


" R8 J5 x; X8 u6 ]8 T) e再參考以下文章說明:
. B6 h1 d1 }6 o9 o
& U# M/ @/ Y* s5 W) I
" W; P4 `! {: ^2 ?. g6 g
+ R4 @9 o& Q; ~

  `$ \( h7 L. E, i9 w9 {外面電路建議的 simulation ckt!
) E" i( ?" _  `* ^5 }1 A
, B4 s/ W, @8 r/ i. |# `- d3 }% P

1 Y$ a; |" ?, V' z2 g0 W5 F+ z[ 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:
" |$ _; c9 q: H# n% v) Q1. Gain or bandwith 不夠!
9 }7 y- a) k0 V2. Inverter 的 driver 能力不夠!
0 t0 j- G# K* X4 ?3. 外面的 RC phase 補償有問題!
4. 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!!
3 e9 c5 Y9 B. P- i, w' @% n
9 q; X" s: j7 S9 t! G4 b4 L( m  L1. Gain or bandwith 不夠!
4 z- V/ V+ u6 |! a5 E4 {1 L  c, |5 v& H0 n   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
. T9 J7 ?: J  b3 q5 T' z8 A: A   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
/ S7 l2 [$ X0 o: T) Y3. 外面的 RC phase 補償有問題!
- R" J0 ?/ _# ]& I8 f9 B' }    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
! c% e, ?1 o- y3 a4. 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!

/ }/ M/ G% c7 G7 _. T! l( ?我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
: s' U/ Q& |; N4 E9 N1 C" p& z
" H9 {* \3 e$ G) F! A$ E1 ?9 ^你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
/ d- X. J/ W1 |7 Y' p這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
0 o9 l2 n" ^  Y" n% K) N8 _可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!

3 p) j! X" D  K& b哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
1 \2 W0 s1 m; `有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
4 O& Q. c5 |; w' |所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
, z% p) K4 M+ D7 q3 {校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
5元 RDB 販售!!
7 r; y: g+ t; M& i' K別怪我現實
貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
" z  E# m/ R2 E: Y非常想知道负电阻要怎么仿真
能不能提供下
! g1 U' e  P* \/ D谢谢

sjhor

内容
1 介绍..................................................................... 2
; l- M- y6 q8 [# L* ?& ?6 f5 q- b2 石英晶体等效电路............................................................ 2
* Y& w. R; f7 y7 P! G3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
  J9 _: _) N/ O% V, @' K5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
5 {) }# l# |' M- D: d4 `6 反馈电阻RFB................................................................ 5
# ?* d7 ?/ \2 W: f+ u7 ?0 H7 石英谐振器................................................................
: }5 ^: C4 o! g8 S$ W


5 Z. Z# i! o0 {8 |& [( f[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]