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樓主: monkeybad
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[問題求助] CMOS晶體震盪器模擬

  [複製鏈接]
41#
發表於 2008-12-25 20:29:39 | 只看該作者
学习了。。。。。         
; v2 S4 E  W  ~8 I/ ?$ D! \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.) E0 ^! t1 M' j# n
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況./ z! {3 p! r7 M! g" g
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
2 l. R! o  U) C/ J2 v. B! w1 Jpk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM

- V( @' j+ p, S$ ?$ M" u! O# o
4 I* j0 X, k5 C3 a, ~8 L/ l/ [1 Z8 |+ u, }
    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
0 Y, A0 i6 [" o$ o. k( a, S/ jcrystal的等效模型各位是从哪得到的?
# n0 Q) G5 N" L( @- Snowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
# y6 e2 W& [9 J- T) G9 x

* i6 f) m6 h) X2 G1 E
$ z/ q+ k6 u3 Y1 u* w$ b    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 - p! Y1 |, W8 E* q9 [$ \
0 k7 d7 d0 ^! V6 v
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0 I* ]+ ?, K1 p7 G/ C& R- q
$ l8 h: W' Y9 U" _( y
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& O% v5 G7 }2 }8 L; V5 o# Z" Y& J2 C
( b, Q& k: U* c: T2 W- [
電路架構如 pic1
1 n- h9 l* ]1 i  Z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* l  N- Q& O& D
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
% j3 d5 X4 W$ s% F如圖 wave1 及wave29 H! O2 Y% j1 ^' H1 D  f/ j
7 }8 ^8 a; g4 h: e
pic2% I2 P' V7 B5 F
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式- P. \' w$ J$ `0 M
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
8 t- L' @( V3 _' c' d. Y2 M3 b; \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; d3 E, L9 S( t" o; X4 B! Y2 k* _
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 ( Z, t! f4 F. [# f" J  i

2 b) T: a$ M% u- i$ ^+ E0 p  Y不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔3 {7 n6 o2 P! i3 [# S
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   S" t1 k; m7 ]' A9 G

7 e: E  t6 O+ X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' s& T. U( f2 T, N0 P

! d( X1 c% x% B  ?9 {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! M: Y5 t; O/ l, a( o( b: ]

* D: l$ O9 v. \+ N( f% |電路架構如 pic1
$ D; q' o! p8 ~- s4 [2 m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
  ^# P: u" G) c4 l) `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0 n9 D& x7 R- m- G' ]: v
如圖 wave1 及wave2
6 g4 F( s9 o, i# a# ]
% A6 X/ J, P4 Dpic2+ M) o! x6 i" j* c) n. y  w8 b  n
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式8 D6 D  C8 }% Z# w2 ^- ~
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻1 Z* h& Y  X3 s/ w. ]
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) K. [3 ?- i+ [- ]
那麼哪種才算是正確的看法  k! y/ \. A5 c) t

+ S5 i  ~& @1 S. R) x' _$ P) Q7 I( t& c
7 z6 l1 Z; V& b4 [
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% c+ O6 l: y$ c' _
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
2 ]$ f3 ?; O5 T; ]  Y& e. i5 Y( T9 d: a. \3 I( T: V& S, i
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
& E/ F% v2 t& r* v) p2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊2 h+ f/ W% \8 F- E/ \
& U  o1 Q! ?6 @8 J9 M' m( d( A
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
1 M0 {& b" ]. J3 I& r+ T: m8 g% i2 P9 Z4 x  S
補上附件2 L! h& n# |# q% D8 @
pic1, P4 O  H: c  X8 S; c
http://imgur.com/BdsSa.jpg
2 h8 v& H+ S$ D7 R& j' [pic2
* a8 W' t) L! j+ uhttp://imgur.com/7khLtl.jpg
" g5 L: E1 M9 mwave1
- g& K0 s) J' a$ Q+ hhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg# ^: ?; c8 E& p0 h& o* O
wave2
) E8 e* B! T7 S# H$ Jhttp://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+ n0 x0 \* N' o" Q; E
( t* V2 n8 o- _# E# J
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( m$ s- ^! r1 A) ^; j5 n" ^2 r
9 V+ `% M( o6 r; }6 w) j
電路架構如 pic1
& {) V9 m  N. I; b" s; n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  x! Q* z; t% G) q- T0 R  _' A
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
4 Z" v$ M. j/ l' M2 q8 D如圖 wave1 及wave2' I7 G" m/ g8 R; f' l
' v2 O# c% N) R3 z- ]
pic2
( C6 J! m) k) z為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式6 D. c1 ^& ~% ]" h
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
# t4 \5 C6 S4 ]" i6 w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/ `/ N  t" A$ g* P4 A0 g
那麼哪種才算是正確的看法
5 ]' v9 J1 F9 g1 z' z/ \3 r; S" M5 d* a  |0 |  k1 `
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, \1 f1 |/ c) E; }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
+ S. ]+ L. D; t* n* D; Q: E- v4 v2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
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# R' K5 m' w: m9 g. u* q! x! ?2 ~3 a5 ?# i8 X

7 n# N. {. j7 k! h" s* Z2 A1. 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
5 K" L& |. }* G2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
( I+ n5 F* _( T/ D$ F4 F
! T9 h. G2 V3 c1 o( k怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝) V/ s+ x5 V$ u) C
! U7 N5 y: ~, n4 h
補上附件8 a; J6 T* J8 f- q' g) t; P, k4 S
pic1
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http://imgur.com/7khLtl.jpg* d& Z- W2 Q" X! s( J: l. ?0 I8 H3 c- l
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發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
! B* X, I4 w# p! @7 N2 r) U/ k
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題* D4 H% l7 i" p5 Q) Y

. f+ a0 k7 S: k* F4 b8 t" ~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~6 \* S# t% [0 A# L
(努力筆記): S: X9 K- h8 q+ D
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
  @+ B0 @; D1 \  X, M$ L+ @  o# \# v/ z4 A0 j# p4 v
個人淺見
7 E$ P+ f5 [$ s" O  v5 I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$ Q9 R7 i6 v. _7 _
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! ?. y9 K9 k2 c7 |
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
: p2 k0 S9 [6 \( L有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!* j0 C. E: P/ H/ g$ l
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4 C. K& S' y0 e3 ]- K/ @! L

  o- @4 r! j6 N+ V, Z3 o& R* }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: G8 @; h8 k/ U% N3 j* i
然後 V/I=Z, 再取實部即可
1 t# N0 {* N# C$ B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
% {8 g+ k# D" V; I$ ~% z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~
' ~% m+ k- J" S$ w+ X. f  L: E- I7 b# m
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- _1 F. m- ?  J$ B' t+ m: R7 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+ b7 x4 y7 D& r2 i4 q& J; E, j2 W" E, X
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....
: d* @/ p/ ^' j' N, ^  \0 C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* A; B& S) h, t1 S) L6 a
" B7 i& g4 U( C- ?3 r- p
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& z" g' f, M' G( Z
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??7 l: G5 A* t+ w% N2 k
good luck!!

評分

參與人數 1感謝 +2 收起 理由
gasol + 2 謝謝你的分析

查看全部評分

52#
發表於 2010-5-19 16:37:36 | 只看該作者
回復 52# jackrabbit
, D& [2 x. ~4 F0 O, r
% C" ?) }3 g5 c0 E  o7 C" l: v* `
, O! g* R1 @! _  \* G5 p) G* d    感謝 jackrabbit 的指教9 i; m* z  o, [( t+ 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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