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樓主: monkeybad
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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。。。。。          2 M1 y9 S5 p3 H) G' S" 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.
6 _+ Y' \% R; q5 D& v* \) q對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況., W: j4 S" W' ]+ H
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
9 j  P/ \' U: J5 h  g5 z, Opk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
& l; B4 w4 p2 L# Y5 K" M6 U0 w

) H8 h) o/ g  T7 x% T$ G
# C/ K4 B; \3 B+ X  w    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
, G% `3 U$ `1 l1 Z2 Icrystal的等效模型各位是从哪得到的?
4 Y" {" E4 z! d2 b# d6 C0 ^nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

1 y: {2 q4 h5 q; V- }: V+ ~0 h' O4 Z5 \1 j1 F, s% z: F
  ]: L# w1 b9 j% T9 ?
    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
7 s) k& E' A$ @. i* m0 {6 N
, p/ o9 ~" F% {6 d4 T. H- I# q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% }% G/ y. S8 w8 ~6 Q9 D9 S
+ v* q  X) R. v8 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! D1 e: H5 F; C4 P
$ Z. z: x0 j* V5 x* D2 }- w
電路架構如 pic1
" ^9 l  g1 U& b' ~% `; j5 E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; A" E, F/ M; E8 m( Q  F% v. ~3 y! 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
  L; M, j3 Y7 Z1 N7 V) K如圖 wave1 及wave2
5 Y, f* d: h: y- K
9 O/ J) O7 Y. ]: Apic2
! C; n$ v. Y0 y7 U& j0 m8 s為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
5 o2 B/ K5 y% H把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
8 D% o/ G3 M6 f" [8 F) u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
& C% z5 r" O) _7 L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
! |* ^! a2 H) P9 F6 C6 s8 l+ H- Y+ s
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
7 J% ?$ E# s4 |  S8 {' e: l) t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
% ~, W3 R; ~9 o7 r- `" j0 Z' h9 N( E& l( ~3 P9 n
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
; o+ P1 i( n- O! U7 @- u, [# e
; X- a3 N+ c; b( m2 I# ?1 n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- L- U* ^, O3 @/ C! S

: R6 i: r8 J1 e9 W' u# u電路架構如 pic1& G: c- I: a' o* U/ f% u8 a. l7 V
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
1 \) U0 ]6 r( y1 p3 H' t! @% E9 b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
) F2 _; T0 c' e) W如圖 wave1 及wave2* A$ L+ L0 d) P, p% U$ ~

, Q! f( o+ {/ T( V! [, lpic2
# T6 l3 k& Y8 u5 Z8 k! x, B2 T為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
5 N/ ]' W1 ^: Q; [3 e. `把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻) U5 K" ~. T" T* t1 Q2 \
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( j, V  J2 y- V( C
那麼哪種才算是正確的看法
( I0 P: t0 i! K1 ?# u
' D+ e: D' z- q2 \
- N& I6 n2 }* ]9 j# n, V! {! T% \6 @1 @( a$ 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: M+ X# i4 J! m, y3 `/ N4 s
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
5 E8 r: y* K, v8 z3 N2 L2 ~7 {! E! i" |! u! q# l( s
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 ' S1 b7 s/ b5 b6 H
2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
. m5 I5 F! B! {; }, Z' V* m& u$ z4 N. X$ F) R3 l6 d( b2 ]6 k: u! V: P
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝1 p% C4 A  q9 q! {( [; D5 G
: a4 P6 _9 o/ \, w; o- v; Y* M
補上附件" i: P) f! Z0 y( D' C* ^
pic19 P. y! w0 N8 C( Y+ P# e7 G
http://imgur.com/BdsSa.jpg& C. E0 S9 V  Y% [* A1 d
pic2
4 k3 s* ~: B' A! ]5 vhttp://imgur.com/7khLtl.jpg5 x. W  ?2 _  `* ~% b% `, b' s- P
wave1
6 e9 d9 M2 T' uhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg$ r9 v# a; r8 ^0 f
wave2
1 X5 V5 ?1 U: m9 L  d* phttp://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7 G% b, n; C) ~' b6 v
! F; H$ |; j3 H
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 G$ `: r5 K, m' h* C  v: E

! ?) O( p" X& ~3 W" n電路架構如 pic18 V' T9 |6 w9 m) U* |; h
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
, U3 C1 p  @; c. q4 M5 Z+ g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, l$ t- z& o0 j' s3 ~5 k! y  c
如圖 wave1 及wave2
* Y# x5 L' i) F- T6 H$ Y
. Z/ ~) q6 o# T/ s! D9 ?& U- }& Opic2$ }" k+ K% C+ J3 Y6 z7 F& B% P
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式0 L: d* V. {" |3 U! ~3 \9 F5 ?: N4 R+ v
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻) Z& p# M; X$ v3 ^5 s
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& e1 r; v, h! V& a$ I* N1 ?+ R
那麼哪種才算是正確的看法
1 a8 A, Z' U" D  U5 E, i3 U
, q7 X1 k) K5 l2 y) N  Z% k0 C% e) k1 ~  n( t

1 Z8 p, Y9 P% F# [) m- o: 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+ a. [& C' s# y# q0 z
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
3 ]9 b/ t& M' p* H! Z
1 _5 D6 r9 [+ n8 D* J) V* y; A3 u+ {1 R5 a& X. S# I4 j5 O

1 c/ r" J2 ^' Q+ t1. 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 & T+ }+ I( f9 l0 p; l
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊; [( j6 @, z& s! N; h) c

2 c! V0 t# F7 g怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝0 i( p' l1 a( E

5 j, K. v9 S# k% w# Z: Q' F補上附件  W, ]4 X) S2 o& E* B
pic1
0 B; V/ |/ {- l( ?6 H/ Uhttp://imgur.com/BdsSa.jpg& X( `" U# K$ I" O, d
pic20 n+ G8 Z+ d4 ?- g# @  C
http://imgur.com/7khLtl.jpg) J! r5 S3 I% @( Y  u0 J$ ?
wave1
) U0 {9 v0 w0 }* R4 Lhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg- q- l& C% m! K# }" q2 Z, W
wave2
2 s9 X- m. I$ I" Ihttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   ) ^8 ?( s2 T5 r/ D5 y4 p+ y
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
( M0 @& d0 t! O$ _9 w6 a
' d: |* P5 v+ |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~
/ ]# ]# `9 O& A; r  O( v7 @# w(努力筆記)
% r: f2 Z# k) U) h+ i; E0 S) f/ H謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
' U2 s5 _, q* f+ W) J
. L+ F/ K. N# x  m- ~. b/ m* a$ ^* C. _! N個人淺見
& {. V- l2 U' n) \) O' |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$ y- K: X* l9 U) s/ H' b. z
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" C, ~" k' }+ b1 g
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LC5 z4 ?& W2 E  A% w
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
- w8 Z& o' [) {. a5 [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- ~+ ~9 K7 \  F% P

/ C- [; U8 t) `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
" s- d, Q5 f2 z9 n% ?8 M' `然後 V/I=Z, 再取實部即可8 V- X3 ]* U3 P* 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
/ b1 j' K5 C$ Z1 o6 f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~6 r7 L) D5 R8 B' L8 ]7 C# K6 k

* K, n" ]( c7 f, h) d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 p- k+ f1 ^; p+ l: P0 T( e# ~5 K
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% _3 I, y* `: f  J) t
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..... H1 @: c0 `3 n5 N5 Q- l
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
6 M+ _' y0 ?0 Q, X/ Q% z. o9 Y
6 V' R5 k3 Y( ~5 s3 I6 H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3 E  i6 K- Y! K- t/ L0 M4 o
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
; W# J8 g9 Q1 [3 ggood 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
" N9 {- L5 x  u1 Q! F6 l! P) ?3 |/ n6 n5 m! n, U5 C

- L& N( d8 x9 x2 d    感謝 jackrabbit 的指教
0 t! V1 s1 Q  j* L4 S* M    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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