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）
3 M! k; u. \5 @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??
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 m8 [. K& C5 \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
5 ?  a5 j7 N/ p8 k9 E( _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
6 R# I# k: [% S, U9 `% ], i7 f$ n
[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
- r0 l2 u' l# l1. Inverter 的頻寬是否足夠?
& C( |1 p) g* f! \2 d2 u& O) E2. Inverter 的 gain 是否足夠?
& g' B5 f4 P  e- f- c% @3. 推動能力是否足夠?
7 f5 F6 V' j$ o# x4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
...........
........
6 D- N5 c# G! g% J" l0 h......
: P3 K4 Y) Y. H2 p...

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)
. ~1 s* ]7 y, @4 ]7 U3 M假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
7 J( M* G" U& U4 E- i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
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
! ]5 t. m) Q" D/ S) \/ \( a# K
[ 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
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。
/ \& m# G2 d; A) C1 ]  S# G+ Q1 ~我在综合各位意见试试
再次感谢
/ X8 x4 j1 V7 dps：
to masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
( q: |7 V2 C$ |# J4 D) ~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
crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

( S# l# u0 N) x9 Ghspice 要起振  還要另外下 option 參數
1 V5 g; z+ l. @6 S. h1 Z8 V- ?' E; c& B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
9 j+ s2 G% d" w' ?+ q一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
/ g5 O  q4 n2 f# Z) c  H  ^  dcrystal osc 是看負電阻效應
1 O: Q8 C+ r& i. j9 k* M, J當負大於正  就起振了~~
- z! S% X) e6 C. l
hspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

# D& m0 [, x( t3 @x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
/ ?9 _/ Z1 M; _5 n4 l+ J上网找了
) I( E. h/ ^* |' i: @1 v; g关于这方面的资料比较少哦！能不能在提供一些帮助
1 g) Z3 k7 d" t! `2 M7 K谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
* v/ X* ~% b# l, [一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
/ ]& r+ [9 y& ^+ @3 v, C$ fcrystal osc 是看負電阻效應
0 Y, A* U9 b# Z2 [! {2 f當負大於正  就起振了~~

2 O; a$ b6 h! C( C+ ], _
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
& f( y! K) m( w. V0 g5 E# r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
& G2 ^, K1 D7 w% R: vBIAS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
! I8 P" g: T9 @2 v2 ~3 f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
2 I) ?6 x  j& }3 l/ s" M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
6 ~' B3 s4 ]! x但是大家的觀念還是一樣的吧
: q* l8 W8 m0 W6 `! L* \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
* Y3 P- M9 J) {% Y9 f/ F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
9 k' ^4 @3 m3 U% w提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!

而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
4 Z, m5 J4 l# O何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  
2 Y+ [( Q6 k' h4 ~' N7 R/ R
' Y* ~6 p/ B  d! P5 o  u; C

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
- |( t. Q+ N1 ~3 t% ^: ehspice 要起振  還要另外下 option 參數
) B- \2 I" e. ~( {# D5 R- G- V" w參數我忘了  自己上網找吧

: r" @' g4 L9 ^' e/ g; X: Q
, z& m" n  O. a& V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!

[ 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
  u5 R6 l6 H' V# h) x$ V现在碰上的问题是
我自己模拟出来的晶体振荡器
可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
# ~8 Z% r6 p4 m' ~本一位成倍放大管子科研解决问题
3 w& W$ `8 U$ n+ k) D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。
% k3 o6 O7 n: S" @; a9 w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》
  u' G) p/ F) b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
5 h8 i) K6 ?2 G6 F8 U: ~现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振
5 C2 S6 z+ A. U; x
再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
# L) P8 B2 N; l# F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!!
  Q5 Q1 K8 N/ C7 _


0 X6 Q8 N$ X1 ]8 k) Z再參考以下文章說明:
6 }; w2 f" O( D) x' f


) ?- ^* Y6 P- @
2 C# b8 S5 g; r- U
3 }1 G+ o7 x+ V- X+ p外面電路建議的 simulation ckt!

& s. c' o! R  T8 b$ c5 M2 }) c) K9 R

[ 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:
. W% b$ i2 h/ @+ W0 h2 t1. Gain or bandwith 不夠!
" y9 [$ Y; Y6 I7 t9 j; K' p/ Z2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
) J, n' |+ J- J: w; M4. 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!!

1. Gain or bandwith 不夠!
" [% C6 t5 c  y   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
( o) ~6 m" I: w   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
1 d4 t4 d. \3 i1 w   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!

我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
, r$ u6 N' P. u5 h+ j# z
0 t1 O& C6 j* m你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
: L! g- I& \: D) B+ i這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
) A; U. r& J+ g: b3 J  B/ h- y可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!

6 ^3 X5 d1 [2 _. i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!
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!!
* Z7 c* s2 ]  e5 j# O別怪我現實
貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
, P+ n$ {4 K$ |3 e1 r非常想知道负电阻要怎么仿真
能不能提供下
- d  O, N4 c9 J  y谢谢

sjhor

内容
, v& B) P9 j8 m& X  X4 b# {- h1 _1 介绍..................................................................... 2
3 \" [0 o+ c/ ~: t9 v* J! S. `2 石英晶体等效电路............................................................ 2
4 Y* d* y! {+ e/ O( @2 ^3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
6 反馈电阻RFB................................................................ 5
, ^# W! s; q' o' h/ n* f. w: z7 石英谐振器................................................................
% W0 j. x/ t+ q: }% M' z0 H


5 o0 G- n* s6 p0 T; [6 {8 ^" |[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]