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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。。。。。         
( V! b0 c/ \; U) I5 s( b# U7 p& z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.3 r# [- I' c" i) x  x! j2 j
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
7 ~! ?' B/ }: y/ G- \: uIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 .../ f# l" {2 g5 G
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
" w* N( P0 w. g& @1 B4 [

2 Z# P' `2 o2 L2 o6 N) ^
, R% L' u$ E% U& S- d7 }- L3 \9 O+ H- ]    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
3 G# R0 p. G+ {' T  J5 d" pcrystal的等效模型各位是从哪得到的?
, l- g/ V/ g: Z& p: B, t6 {! n% mnowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
* e  k' [' k) ^* y* b4 u, i
4 p5 Y% M0 r4 t" o5 H/ K5 E0 r
) b6 m  a) C  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 ( X/ N! ^" z5 \* o) t) P& A. _

; n2 X  F, R0 ]) l% k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3 z1 E. Y( y' |' {2 e

  n6 M" T1 |- ~2 w" `# ]: f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+ v# X2 }3 d! e* ~5 f: a& \/ a, p+ }7 ~
電路架構如 pic1
6 y6 r, b/ O& \0 t) 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
. M  Q7 n* q& p+ a2 |, L, `$ N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
/ A7 s* @% z; i4 M& I& s如圖 wave1 及wave2
! \) Z' c+ T& R4 r% f3 p
! ?; ^, W! [5 H5 i; K# Spic2, R, ^% h9 ^# G- w( N# J
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
) Q# Y  `' ]9 _1 o) o) |把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
; u6 P% L. S6 G, T9 j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. x5 i/ D: i: j# B# m( a- B: [" W
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 U$ w- x2 X) Z! n5 @2 C4 j" N7 z0 Y1 J5 c
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔4 N; v% f0 m6 J- h  Y' ]! \
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 f( `. F3 r$ ]2 ]; C
5 b+ w9 B* S' [7 p. y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$ m  Z: e4 X' v
& H: p4 V+ H& s1 K
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
  Y. |9 ?5 L- c7 H  m8 \  `! g0 S: i) i% V" g4 Z9 ~
電路架構如 pic1
" F* v  r+ {: u4 b$ Y, k7 H& L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=0.01ua7 @5 \  x! G) _) v6 Q
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2 n" B; l$ |5 T+ f  _/ _: z8 \% b
如圖 wave1 及wave2
, Y+ F% d  j7 z/ x1 ?( ^1 Y/ t' G1 B* D) x
pic2& ~# I0 ^7 _+ E  V6 i7 W" B& Z( O
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式% b) ^. `8 u+ s* u) h
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻; L! E" B% i' O, j% s, g$ I
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  o/ ^$ C) S2 Z, N$ P% E* J
那麼哪種才算是正確的看法
# i! n( \( K/ ]) I% w+ l% X) L% M. C. I& [
. C" s1 H6 b( I* A' j

- x0 e% |5 @1 \5 j; x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  f2 v. r( S; X7 Y8 _5 L( ]* h2 \
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
" c9 P8 ?& Q+ K$ U
' u* t( C$ m" i8 T1. 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
6 v! {  ]9 B6 ~1 X& Y/ r* a2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
( @! ]/ B5 H% \! d5 Y- j& c
# R& c" t  {3 B0 l1 P& x怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
* b. f3 a) d. `( P, o: S
7 q- P- z0 \" i7 ]3 M補上附件" \( A- D) T1 m( x5 c. v
pic11 h2 n; i8 \' U7 j# H4 y& J( G5 [
http://imgur.com/BdsSa.jpg
$ n8 S9 f* P  V, f, A& `8 R5 p: _pic2
  e4 l3 c1 _6 o8 R, F6 s$ }0 e7 \http://imgur.com/7khLtl.jpg* q; u; k/ K6 y6 Z( E
wave12 M) w' \/ V- L! f2 U
http://imgur.com/fjTxZl.jpg
3 V7 ^0 l4 S' g% Vwave2
4 Z! L; |5 ~# H" Z: Ihttp://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4 u5 r& ^3 d3 T9 y( k. E8 y& O" }" J

+ ]- u, j2 K! P: a( q% Z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' r# y+ |7 `

4 p( m! N! W5 c3 b( b電路架構如 pic1% Q9 F8 L! L! B6 f4 l# V# ]+ 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
# a* `# q7 n* O: V' F8 V2 S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: `/ `8 C9 M0 d  t" m2 L
如圖 wave1 及wave2
0 d! E, f% f% N) e( J+ s9 E- E& C1 [* j3 I% m1 }
pic2" q- ?7 o8 T- K+ \
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
2 V. A5 P( g& H$ V6 c+ E把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
4 a1 G  D9 \  j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6 E& o& i5 m. T, n0 b" R
那麼哪種才算是正確的看法2 [3 E) x4 ^" ?( J5 w! }" d
( r; e: `' U+ k% n5 k: D

* }' t2 R' E$ ]6 F& e+ a6 e: n1 w- w( D, |1 r) ]3 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0 ?% @& Y7 W9 u. i
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 T; g9 t7 `1 ~6 E6 {

0 z% X0 a2 ]8 P  t' x" W& l' y# o1 n) O1 i' b/ z+ @- l& E8 |$ m

$ v& w9 G0 O( H1 `6 R1. 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 ) K5 _! a" v: e# R$ R4 R
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
% w# j( P& Q5 Z8 F, a0 J3 Y! A( I/ O$ E2 O. L( W$ V4 Y
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝3 n' J* x% z7 [" G' ~  |- [
5 ]7 ^; T5 V* U2 \
補上附件
- }( k$ i1 d* cpic1& _/ l( Y  D3 c4 O' @" s9 t
http://imgur.com/BdsSa.jpg  U; l& t) k# l; h  ~
pic2" e6 B6 K3 P: C( H" Y
http://imgur.com/7khLtl.jpg
' V; m/ Q/ B9 q7 Rwave13 K0 }/ g) V8 x" X9 @
http://imgur.com/fjTxZl.jpg
1 d7 t: g( P" rwave2
* n8 j' i& Q; S) {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   
# W% s7 R) m. f# E) Z: g# I
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題7 Q) v* s! e  z7 I6 Z7 F# L
: {: ]& g  v8 _7 M  V8 C9 G* n+ \2 T, Y
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~7 P' t- |7 M; F% T4 j- g5 ~8 \
(努力筆記)
3 u7 M- g5 l; m謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue 4 `% l& n- H' A; ^
/ I* o  C2 ]. e) T2 v
個人淺見& [* X* ~5 U- f7 t
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& Z( N6 i6 c0 }& A* q
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& }2 C6 f7 X% D7 d" F7 q
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LC9 T: c* w- {1 v- j3 S2 V
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
5 d, r. J9 L& @6 i; Q- Zcrystal 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
( u0 ?: }9 e, V, c1 v; p9 E
6 \' u  q/ Q) G0 E+ f/ [$ A4 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
. p5 C* L, ]6 T+ Q/ ?( O然後 V/I=Z, 再取實部即可( o9 p3 p8 i& ]" o/ w+ V% w- w) |
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- ^. o! F: o' l( z& T9 M7 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~' z- L3 b- W  |* P0 p' w4 U
% _7 R. F) W3 L. f
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
8 X' f1 L1 }( p  x2 w3 Y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2 h% d7 |# u  K  g6 h
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...., i/ I; z; A/ ^# f% ~
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  \/ f2 c6 u/ t, J4 H4 o

( R2 X% l+ _( a( n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
+ A5 }& I- ]. G) a* c& N您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??/ x. z/ u& e5 U/ r9 a! `9 x+ ?
good luck!!

評分

參與人數 1感謝 +2 收起 理由
gasol + 2 謝謝你的分析

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52#
發表於 2010-5-19 16:37:36 | 只看該作者
回復 52# jackrabbit - q+ V# ]) p; |! P
+ u, z( J) o# H& j2 C% M

8 F& H8 q, J1 Z3 |- Z  U    感謝 jackrabbit 的指教# D6 C+ r! i) _" Y5 q; {0 r2 W
    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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