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
) l$ k' K% [  I4 ]  U1 H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
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
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?
6 O  q: d+ }  T- l3 L2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
* x1 |/ U9 ]3 ?/ f4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
: p$ Y4 X: B4 M; |# s5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
0 F3 Y8 P& Y! N/ N& P...........
........
3 S. O# N1 p+ f" ^......
...

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)
( B% n% o( m) V. O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
6 u9 J* x" p! O  l7 n# G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

3 V: C2 [6 h8 Q, L& a[ 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。
我在综合各位意见试试
8 ^  a+ Z7 K' T. d) l! D! c再次感谢
9 S% f- k7 S& K8 Bps：
. t# l1 V6 h$ G: Zto masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
1 j# ?- e( [! h, k, h* J! Vto 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
# _5 g0 [# p8 M* m( {7 D. xcrystal osc 是看負電阻效應
1 H0 v' }* l! e& |3 K當負大於正  就起振了~~
! H/ n9 t& p  B2 f; A6 m- {  ~
hspice 要起振  還要另外下 option 參數
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
, h* A0 `+ }  F7 B: _8 B一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
9 }  ~4 T9 {, Wcrystal osc 是看負電阻效應
8 q. ?1 C+ I, H# k) U當負大於正  就起振了~~
8 I2 x- n; N# s7 ^, u' Y- |0 O
4 Z0 L) P; y% H2 T  Rhspice 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
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
1 U+ {$ J" _; z4 F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
6 I- C" J2 R# S  I7 {# t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
9 J' |8 J$ S+ Z0 k/ Y7 F; ecrystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

/ V8 I) M: X: @+ }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
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
) i% w9 H' _& P0 V% w) E8 L7 |但是大家的觀念還是一樣的吧
6 V) O* Y' P4 ^$ ~( w) \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!

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!  

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
1 ~# |, X5 Q. _) k6 k' s* T3 d3 e參數我忘了  自己上網找吧

1 s2 L- f+ |7 R( g
7 k& Y6 I7 i7 x: y6 X1 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
我自己用Hspice模擬也是怪怪的!
( w1 O, b% U" C- c9 U
[ 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
. {  H% C; U2 ?9 W现在碰上的问题是
$ Q; N$ V$ d7 j, r: q我自己模拟出来的晶体振荡器
8 ]- y8 F0 a# T0 F  o6 I" F) \+ a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 N, R. ^% b3 H: i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 O5 @& N% X0 V0 }/ M7 ]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

' ]( _, ]8 T2 @: U& N9 v- \0 K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!
2 T9 [, e! G8 U# `1 M" g( U網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
) @: Y, P1 m' ?2 e" S1 w& z但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!
" e! F3 D( h+ l& j4 V3 e
5 ]: G* f; ]% R0 w. t9 {2 |" O& g

+ l6 q% n$ h* ^& I! V% r再參考以下文章說明:
: u( F+ j3 a6 y. x* B
( T! r9 ^) {/ z- X3 E3 Y
2 U9 q5 H3 c$ A0 ^( V) P9 G
. T( i8 y5 j. q  {
" A/ j5 B6 c3 E, o. E0 h; d2 f
外面電路建議的 simulation ckt!


# j- h3 Z, S9 y  o: m
) e4 B8 w$ g* ^' h7 ^, ^+ i6 z! R  R[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
. v) o7 p2 f) ?  v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:
( _9 B* L% y8 A  B' Y1. Gain or bandwith 不夠!
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
; y, a( A2 L- j" L0 l; N5 A# h, d3. 外面的 RC phase 補償有問題!
5 T0 i- Y# ]9 y! _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!!

1. Gain or bandwith 不夠!
8 d0 }! u7 K# f# p3 n% P4 Q   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
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!!
6 L4 C" {8 Z! O+ D7 u3. 外面的 RC phase 補償有問題!
    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
6 Q9 p3 Z+ D+ ]' N8 E) V3 i4. 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!
; U5 @! r/ B4 W" q! }
2 n8 z/ K! \, L- q9 ^2 p) B. f我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!

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?
可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!
' y# b8 X) X, i5 c' K0 X
哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
, H) I& j" c/ f* P$ ~有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
  u! {5 h* R( q3 R1 E$ U4 i所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
4 K3 X8 s7 i8 |$ R. K, W/ T& h所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
! k/ K( J" k+ K' s8 _校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
- b2 f( M" @! {- J1 ~2 t  q5元 RDB 販售!!
( ]% a' B7 \! z$ O$ m1 B別怪我現實
  v- x8 U4 U! h3 t" ]: ?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
, g7 O  J! b- O9 ^2 V7 a# n能不能提供下
谢谢

sjhor

内容
+ G  J6 r8 M3 z* o" r" ]6 P* A% q1 介绍..................................................................... 2
2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
( u5 S+ C7 |" V. c- V0 `4 放大器................................................................... 4
* V3 m' t# Y/ G5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
8 @' ?/ j8 r2 x6 反馈电阻RFB................................................................ 5
( O, r" b: c( }. w! `+ N) }0 S- L7 石英谐振器................................................................
4 R8 j1 j4 q9 R( `

% X; a" j7 t0 r' Q
' a$ O1 |, @6 @5 n" @9 h[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]