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）
2 m  l% P& j9 \' k请问这有可能时碰到什么问题
, x  m) ?2 {% ~5 g, C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??
; s7 V4 }' [# v4 [" z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
4 T1 B" ]; M/ U: W* i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
8 g6 p5 {8 \8 \/ p& a5 @4 y% e
* e0 |* d9 y, o8 R, T9 a[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
; S; ~- y- A) x3 h$ U' j1. Inverter 的頻寬是否足夠?
9 O# D' D4 j0 x( c2 i( c" V0 N' f2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
...........
........
% `- T. m. z! K/ j......
4 T; u, p  F0 [$ S4 M...

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)
* y: H3 ^! F. t$ d! f假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
/ }. H9 E+ m7 f& v7 T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
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
4 I* P1 R+ R, ~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
# \" ^) J% @" W: Z. _' m
4 t; b2 [, l2 Y5 e' y* Y[ 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
2 t  u6 J" X0 k. b* X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。
3 j( p  T+ V8 {2 S2 c/ e我在综合各位意见试试
再次感谢
7 n8 G! V  s1 P/ g! L  G, sps：
) w6 Q  I: S/ d" Ato masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
7 a& ^; b9 u. F1 A" J& b. G/ Lto 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
crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~
, _/ l; c, s# H4 H; `" Q
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
一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
; k& h. Z: {0 t. ?7 u0 scrystal osc 是看負電阻效應
0 W: v' A  ^1 f1 L1 {當負大於正  就起振了~~

hspice 要起振  還要另外下 option 參數
6 @* b4 q7 _7 p. z8 p# j參數我忘了  自己上網找吧

! f9 G3 B1 R0 W5 ?' M8 \x谢谢你
, G' J4 N* W# O( n6 p0 ~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
上网找了
2 e8 ?8 z* o6 A& j/ S9 N关于这方面的资料比较少哦！能不能在提供一些帮助
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
; `. J) B) U  e7 u1 zcrystal osc 是看負電阻效應
% A$ `& \+ G: H# s2 ?當負大於正  就起振了~~

5 c/ t5 K( V! n6 n* b8 k
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
& M0 h! i( Z" _( C) \0 X; B% |: n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
5 L3 w6 f) O9 \$ H6 g3 R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
. O3 K3 p+ w2 V3 i5 ^$ e但是大家的觀念還是一樣的吧
2 I$ `# ~& Q* h9 g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
( _4 z2 q/ v5 h; s" ]$ d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!
' B+ m% _8 r3 _" p4 D$ Y
而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
' c3 x% G$ z7 d  c9 A, @1 D- G: u何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  

& s3 X8 J; A, Z8 R" X( r

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
' T, i7 k9 x/ v9 Q: m! J$ i參數我忘了  自己上網找吧

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
& J6 G; r$ n5 k我自己用Hspice模擬也是怪怪的!
+ J# w0 f, G2 B) m
& d2 s8 a2 U6 R0 [[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
( b5 @! ]* d  k您的文件我看了
现在碰上的问题是
我自己模拟出来的晶体振荡器
" h/ E) E# E; X8 r0 ]  ^可能是由于参数设置不对
+ N- b( O; ^( [; S9 G6 P5 u3 S结果造成的环形振荡增益不过
本一位成倍放大管子科研解决问题
+ L3 O. V' W8 K% a% ^3 \但是结果还是加入初始值后振荡一段时间后
5 Z7 K) c4 l) t) ^0 L  ?: Q; `( i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》
- p) ?; h5 j- s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
# Q& m+ J* S* c/ Z+ L% `' v
再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:
* |7 F/ y1 W5 m4 q+ z( g( X" ~
請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!
! Q" I. ~# P# P1 x. c) g


* f; h/ E5 ^# |) c9 L# z1 {再參考以下文章說明:
; e6 z7 n. z7 L7 o$ h% [9 J
% L8 i# X+ E& [

6 H: N; M7 _3 r0 X% |4 l) G& h
3 D9 F$ k# j, S' G" A; s
外面電路建議的 simulation ckt!



[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
我问了一些厂家他们好像不提供哦。
$ k) r6 P( S& S9 h; U( A( H% C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:
1. Gain or bandwith 不夠!
* ?8 P* B/ A" h' l; \& z2. Inverter 的 driver 能力不夠!
( k4 Q) o. }" d3. 外面的 RC phase 補償有問題!
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!!
0 O9 {( ^, l5 t% R$ g
1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
' g7 b- t5 {' ?. g2 U* L2. Inverter 的 driver 能力不夠!
  [7 V' G# ?9 l   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
0 r" \1 p5 C, a1 U. o& K% M3. 外面的 RC phase 補償有問題!
4 Q8 g, n/ v3 G7 N9 c* i6 v    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
$ t0 y9 A5 A/ o  f; h% c4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
3 F- e$ y8 w3 j% ]$ L0 Y" i9 _   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!

我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!

; r% X$ s5 Z4 g+ G9 {2 W4 ~你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
5 n1 Q0 k8 j) `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!
- ~( r% H/ d9 m# F3 _# I
哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
9 Q; C, w! O* h所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
5 D: `, x: m& J& ?& m/ {- X所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
& l+ j) s9 U5 h. [5元 RDB 販售!!
( ^* q; R% W' Q- d別怪我現實
" i  g4 y  p( ?; O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
# @- Z: z7 D! T# o能不能提供下
% @2 L9 b& Y+ |- M谢谢

sjhor

内容
; E+ J- D1 n) ~# m) l( o1 介绍..................................................................... 2
4 D4 O) {6 t+ {# a" \8 c2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
+ X2 T3 C, x# u% o1 |! j4 T/ i5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
: H" G' H& s9 d; E6 反馈电阻RFB................................................................ 5
8 m6 i# @/ U9 O/ I7 石英谐振器................................................................



. }3 s2 ^; f. i3 Y( f[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]