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）
请问这有可能时碰到什么问题
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??
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
; m$ U6 j* Y0 t0 R5 J: D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
# E( B( B+ ^+ T1 P! ~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
* d/ y) [0 `. ]# G. _' d# g& Q- o. f
6 e/ r5 ]4 F6 |' r[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
  _1 s+ G" F, g, {; K8 @1. Inverter 的頻寬是否足夠?
2. Inverter 的 gain 是否足夠?
9 k6 [, U) k/ P: ?0 r7 Q3. 推動能力是否足夠?
4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
& a( X8 B( U) b/ K5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
...........
........
......
- l5 U& u- M% G8 z* a$ {1 i...

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)
5 n  ^& `- T3 N3 S2 y假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
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
: Q7 W' h5 a$ i  `5 r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
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
+ G! Q/ \, A7 b; \' e
[ 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
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。
" w2 \& D- ?8 o* r我在综合各位意见试试
再次感谢
ps：
to masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
to 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
+ M8 o3 C1 f3 S, pcrystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~
  r5 y2 `3 D+ ]
hspice 要起振  還要另外下 option 參數
/ N" q  o; R1 L6 l. y; n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
crystal osc 是看負電阻效應
5 |+ T0 S5 {* Z# T3 r當負大於正  就起振了~~

hspice 要起振  還要另外下 option 參數
4 F0 c3 y) p. d# e' L: q& _; O參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
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
! F/ S: A6 i3 K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
) W( \# p: m/ @一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
/ b' g' e" ~) X( acrystal osc 是看負電阻效應
& W% U+ L" H; |- _當負大於正  就起振了~~

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
# I! E; ]8 D/ c& U% D  O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
4 f0 j! ^" c( W- q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
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
) [8 E: @9 N0 \2 J% X但是大家的觀念還是一樣的吧
5 v$ o$ t3 S) P0 L' E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
( a2 X$ @; A( w* J( E9 p" L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!
5 q0 u. Y5 D: B2 V' N8 y+ C7 ~7 ~
. y; p0 q7 k5 X' i2 J而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  
6 `& V$ o- u; A
. I' g* e) a* g( c8 B& [

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
/ k3 |5 j! I# K9 l# t7 Fhspice 要起振  還要另外下 option 參數
- ^' n, b2 i' E+ h1 ?參數我忘了  自己上網找吧

3 H! c3 Z. e, s
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
我自己用Hspice模擬也是怪怪的!
1 d  I6 Z" p( n+ _
[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
% ?' O3 t, d: Q8 [' |0 G" b您的文件我看了
8 F% i4 z0 K: o+ v. e' \) x现在碰上的问题是
我自己模拟出来的晶体振荡器
可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
  r6 X/ V, @; N- ^2 \本一位成倍放大管子科研解决问题
- I( t* o$ |& \! E8 V* [- \但是结果还是加入初始值后振荡一段时间后
6 `: @' e0 h  Q, m4 j* r0 @振荡迅速衰竭。
6 s, e/ l% W  [. [; X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》
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
, ~) Y# W; p1 p/ u. F现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振

: ]" ?9 _& X, I: `再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

% l+ H! R7 F& ?# l3 U0 A請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
1 }: E+ T9 r( P6 `" R. [0 r' `: a網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
3 O/ }1 L4 y! c" q5 F; l& r" ^- \但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!



再參考以下文章說明:





' w, t3 E- J  g6 A* Z9 u外面電路建議的 simulation ckt!
$ V4 B* W) v' t* n+ K+ s


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

wwm101

to:sjhor
2 y5 L3 M& b0 t: X: P- ~我问了一些厂家他们好像不提供哦。
4 q% i8 C7 E, Q8 Y% z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:
; S9 z4 m3 I+ Q) I1 q1. Gain or bandwith 不夠!
# @+ k" `$ d2 C; h' E2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
: A' a" J! G) B$ j4 [% l4. 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!!

1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
: w* p/ Y# U" W# r2. Inverter 的 driver 能力不夠!
   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
5 t+ ]7 U( b. V" T' @* U3. 外面的 RC phase 補償有問題!
% L' P1 O# o) e6 x: p; E" u' V) K    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
% w0 r  p  q8 M8 R3 D0 ~   負電阻 啦!!

sjhor

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

" ^0 ]8 V6 C6 ]我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
6 \5 b# A& `- U4 N/ d( z, d
1 i  W  f1 l. U' D7 G. u你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
' S7 i/ Z& {% V# y可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!
9 n/ k. k0 B% @2 I0 \# s3 Z
3 I3 D. ~( W3 B* K1 F( e哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
0 a" V5 s0 F* |% I8 I1 x有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
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?
5元 RDB 販售!!
別怪我現實
9 B' N! ~( r, {7 i7 y3 n0 s$ K# f$ ^貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
: a0 {) G. `7 {: _) C7 R非常想知道负电阻要怎么仿真
2 _: ?8 y# W9 d6 ]: Q能不能提供下
! A; e. d7 a7 T' `; u1 c  P- d谢谢

sjhor

内容
1 介绍..................................................................... 2
1 v# h' |; y* s6 H0 C! C! u' @2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 ]0 D, }' v4 W( Z8 a+ }1 Y3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
1 X( s: z+ b0 i2 U6 D4 X5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 |4 d- S( i" U7 石英谐振器................................................................

* M$ E' v  H8 C

[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]