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[問題求助] CMOS晶體震盪器模擬

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41#
發表於 2008-12-25 20:29:39 | 只看該作者
学习了。。。。。         
4 e5 `6 [/ O9 G. M# |# `) R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.
8 P( y3 r+ z4 @! q對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.1 d' C. q6 Q: `; {# `  d$ p
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...* K& ?4 Q- W7 I& i- K$ y$ O. A
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
! u8 d/ R5 R8 c6 d( t- E/ J$ t
% q$ Q' b4 b& _; v( X& d
( Z! }) Z8 T% E0 `6 @; ?
    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: \: T% \+ e" V9 i# n/ I
crystal的等效模型各位是从哪得到的?
7 J7 ~9 _; x$ Znowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
4 ^, ]% m2 n. m" N& s0 v2 h  A

1 K( Y. I3 J& g% f$ f5 \& n! N; K/ j/ Q5 _
    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 ' [- U4 C* l4 |7 D
  s( I8 ]8 N9 F7 M& i0 M$ r
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# w; x& D& |" k8 U% N. V

" f  s6 R& R- {8 `0 X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3 u, }! l8 }4 b- Q* s

9 o! p* e6 K; p6 f1 Y電路架構如 pic1
9 A  y4 v' `! g1 E0 V$ W/ {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- r3 ]: e4 o7 X
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/ [" @7 O9 O/ {& |4 i
如圖 wave1 及wave2
" }. y9 Q- v( o5 W3 U+ A/ _) V1 b) U. T5 F& D
pic2" ]" P& m3 c9 J+ h5 [! C
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式7 |* {7 \  u; U6 w6 y8 x
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
5 [" V( C! A5 X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0 L; E6 ?, Y  g
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 4 P/ t% v* A: e8 H
! l& A' g8 C, u) C' U
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
8 {' D0 S, ^* E2 q4 T5 [; i- |1 I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 3 l5 W4 d$ ], G+ m
3 O4 }) f9 ]0 o% ~) G: 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* Q" ]) l  b4 e9 n

  \3 V: p& I+ f$ v# Q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6 j0 G& ?- O+ k. ~5 X

) I, o% `% s( X/ E$ r電路架構如 pic16 v+ o7 M0 S" |/ ?& D
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=0.01ua5 \, e* _# V# I7 d! c" ^* |
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
( Z) y+ R( g. O, y% @如圖 wave1 及wave2
" G5 f- H* o( h: M, a4 S* Y1 x# u+ R$ H# R% y5 l6 A$ r7 E" S
pic22 q: V0 n$ x; _1 d7 e( Q
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
% t! S0 g! a6 w, \- n把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻* z, d- n) U% C9 d5 _, p- h, H  m
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) `7 R6 t- T# I! s; _* m
那麼哪種才算是正確的看法
  F5 ]* a1 a1 L1 a7 W
9 \, @3 O8 j) b$ Y8 }8 O! ?6 h. }0 Y- u6 W- D

& o  T/ d* r$ [" c8 |: J& z& w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
. ?) L. F) `3 v9 H8 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- }, X8 M5 D6 x

" V2 t* T: M$ w, ~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 9 H* C0 K1 c/ ~( f! u
2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
) `0 e/ i7 B5 i% _4 Q0 z$ M+ h1 |* h7 `' D
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝0 @3 i" K8 A# t: [& {4 s

& h" x) }$ y+ Z  Z- v8 E補上附件1 M8 |, T) u+ O( P& }2 T1 X5 ~5 m9 R
pic1( u" A1 M# U" _
http://imgur.com/BdsSa.jpg" |2 u3 }( F# h1 M7 E* W
pic2
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wave14 T: ^" y* H7 u- T  h
http://imgur.com/fjTxZl.jpg) k. K9 R. \8 D4 a" r1 Z
wave29 I; ^, R, w' c# n
http://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" G& z+ Q3 u4 K* e# k- e

( @( X( w# T/ b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) c) f) H% ~' I4 j! n, j8 a# F

& k* }- h# r. |電路架構如 pic1
: x8 d. n6 e! Y, y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
3 y- u" T* {2 y) p) i7 \+ u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( K0 t; U! L$ Q  u; H! a2 m
如圖 wave1 及wave2
" O* ]2 j8 h$ S) J# }
3 ^1 v/ O; `) Wpic2
( P% O0 a7 i3 W8 {為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式/ I& P0 B7 ]  q7 I  G1 w
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻/ A+ K9 {1 Q9 [& N& R5 y
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
2 N( M; i1 N  I. a; J0 ]" [. [那麼哪種才算是正確的看法
$ e, J2 U" \9 I8 c) m; s
* X/ d& {/ q8 L5 ~( Q# c4 D( d1 b; \: `% m/ g/ `& w- _

& O& y8 H5 L5 T) q  d! C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
3 l3 G, r& S% ?, V6 f2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/ i- C2 u) g& ]$ `( w

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; ]( o1 D1 `9 `# C. `1. 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
7 h( v( {# W! P# H. ]0 q2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊6 n" A& P( v# `" [9 s/ w1 h, a. m

' R! M, m. X9 a/ O9 G' r: P怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
, k  V, ?7 \2 h- [0 E' j& F) R) j: T# A& B9 D) o+ I
補上附件) k  e" X) e" V" L) j
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http://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   & ~# u* A" B3 Y+ X* K
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
* S7 T. j/ o4 B6 q* }+ ?
7 W! G7 O! H2 c+ l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~; [. R6 q) g+ {/ R" b& d3 \
(努力筆記). E; t, b: R% e" B
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue ) L8 V0 |# l8 Z! ?7 o) R% V

; R+ t3 Z1 y' D5 {% F- ^  h個人淺見$ j# W' i) S' y
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# y6 ^/ n# ]# J: g
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  Y' v$ l3 z2 k
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
, a& v; o1 V( x/ f- i: l# l, K: i有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!9 V) r# ~3 g  Y$ }& ^" `
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
) Z7 b) ~1 F- J3 f0 p. _, s( _; t+ m" ^. M' d0 m1 V. V* E
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
  C2 B2 r7 S# r% f  u1 v然後 V/I=Z, 再取實部即可- N" C$ s+ m+ z' K! _7 l
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
* A& K0 T- Q% W4 @" d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~3 R" P4 W) j  O; F7 K3 A
- `! m+ |1 f: o8 z4 n
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
- X6 O) Q( T; h) b9 M( O. f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, O& t7 ^5 W. r; S* @
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....
* W3 |/ d, C7 |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, G0 j4 V4 [6 n+ j
6 M8 N9 R" [' ^+ ]9 d
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
) x6 D' Q6 Q6 L  A$ q- u您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
. J8 [8 q2 C& D: Y1 Igood 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
8 k9 v) G4 I& @& d/ R' D
. `/ N9 {' X& ?' g3 _0 L
8 Z! r# g% ]( ?) ~0 A    感謝 jackrabbit 的指教/ }9 e# F1 ~+ X/ i
    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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