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）
# O5 W& N8 e2 g7 L# w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
# Z3 J1 l$ ]$ Y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

- M# s, c0 s: d7 v[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
, P2 D* {" B* _, Z) e& ^# c$ A/ V2 Z1. Inverter 的頻寬是否足夠?
2. Inverter 的 gain 是否足夠?
$ B1 e- ~( B( u* Y' b3. 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!
  ~9 P9 W8 ~/ ]6 N# G/ 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)
假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
. v7 V8 C& u( x; r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
9 z$ r8 E. O2 x+ e5 q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
) O, l2 R& U" R1 e' m9 P
8 s5 T( W5 _% E: c! T2 n[ 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
. E' b8 S+ A0 A: }$ U2 z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。
, m3 O( f8 d* `. y我在综合各位意见试试
& ?0 H9 Q/ o, F8 I% b! }再次感谢
1 A" ?, ~) X* |1 s  E& V! f; yps：
to masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
1 E! E6 {; m# {/ s, E2 Q, `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
crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

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
- D1 w# N$ c& G  rcrystal osc 是看負電阻效應
3 t3 P  A4 C) x& _1 u; R當負大於正  就起振了~~

3 {7 M% P2 V( ~" z) r; B  \hspice 要起振  還要另外下 option 參數
3 w$ l% B8 b* I' \) y參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
5 U6 U) l1 J4 q9 h- P) m% C* q2 x现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
* @' Z: c2 S4 t  [1 W而且以前我也没有这方面的实践
. v9 z% n8 v- C上网找了
% q" Y% \, C( N6 J+ f' ~* T1 ]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
crystal osc 是看負電阻效應
% D( K2 b$ F+ j! H- m; \1 }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
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
/ W- ]2 ?  J6 p1 g. Y3 _- YBIAS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
% l7 o0 ]. F# B6 S- B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
6 b& |& x# _8 f4 }0 Z* [& y+ |8 @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
但是大家的觀念還是一樣的吧
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
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!
9 v% Z- j6 @3 k2 c1 Q
! b; I8 C3 T7 K+ M而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
+ p4 d4 k! }" v3 {何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  
2 N% ~! I$ W  y: U% J! x

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
3 i* g1 Y* W6 ^. E! g+ T6 S4 e$ fhspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

# d( L& ~4 L3 E; a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
" X0 I+ }7 Z8 ~% r0 P* n  i& K我自己用Hspice模擬也是怪怪的!
- g; B* \( s3 S. L
: \  y5 {- {8 g3 b[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
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
可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
5 y. J- v  V0 j- }5 J7 k" j! M$ ?本一位成倍放大管子科研解决问题
8 t6 Y  G# b- p( O: C5 x: f- c但是结果还是加入初始值后振荡一段时间后
振荡迅速衰竭。
( c5 E6 R. Q3 u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
* [2 @" b9 p' T1 G" H' x# K现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振

再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
4 {0 `7 f7 j. v# m3 g6 t網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
9 S3 A( x, x6 M3 ]% ]! f4 K, H5 p但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!
7 t& @, @0 Z# E$ H! M/ o
( S7 Z8 D, z4 N$ ]  ]3 J" A4 z; T

$ t& ~; {% N0 F再參考以下文章說明:
* f9 |% z) i& x6 ?7 P
( C9 K! e/ g* G
8 t  m% ]. j& v) T" I6 M


. `$ ^* O, X4 W- J2 h, F: D, y" v外面電路建議的 simulation ckt!
7 Y4 N0 J# \1 R1 K! O
: M+ h/ g: C! {( ]
; p/ h$ A: ^1 q& e( Q
[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
( t; x  f+ p# s9 _我问了一些厂家他们好像不提供哦。
$ o9 i3 P+ o2 H1 |4 R8 f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:
3 k( D8 B) x5 [* S. [5 L# r1. Gain or bandwith 不夠!
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 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!!

$ @9 n3 s7 w* x8 P* |1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
' L+ v! G; P5 B0 {2 y: l  R. T   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
9 n5 ], b6 S# X8 H6 a+ z3 U" Z7 o0 J; B3. 外面的 RC phase 補償有問題!
( b, Q4 T) }4 D( K    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
% p1 f1 z9 N+ X* v5 {7 R* P4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
+ \( s7 I6 O$ [. v   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!
! ?+ q/ `( O* e# k0 G' s
% z, h# R' ~6 B6 L  _2 [+ O我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
8 X7 h) ^) J1 {/ D* K+ b% G2 \
7 S$ ^# h$ s5 E8 E4 R# m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?
可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!
3 @+ H! T# }/ J1 p
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!!
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?
* R1 i, G- ^% b4 A5元 RDB 販售!!
3 R. O' j( N& j6 @$ s5 M別怪我現實
+ E& z5 G# e% @6 @1 Z3 W- s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
3 S3 c  \3 l3 c& D/ P( M) }能不能提供下
谢谢

sjhor

内容
1 介绍..................................................................... 2
2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
( {1 ~. o/ R' u- m8 J5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
6 反馈电阻RFB................................................................ 5
/ T5 x/ t+ I" O, R' p4 n7 石英谐振器................................................................
7 Y8 |* B# c1 a5 o% T


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