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??
* y+ P; w9 }. [  m& e& i2 [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 L% i, K$ Q  ]: u* S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
, J7 i; ?/ M% o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
% X( w: z9 }* C6 t# c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

% X& O2 L/ p/ V) n[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
. `1 ?8 P! e- \, s" F: ]/ {* x0 A1. Inverter 的頻寬是否足夠?
2. 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!
, X& z1 B/ v$ P6 k+ g! w0 c& V, v5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
4 r5 n) P% C8 H...........
& |6 L. |& S) z# F  y........
......
+ n" {% y) C# f/ o  b& p...

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)
; }: K* ]0 |4 Q假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
1 Y4 v) r2 C% S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
. y5 X& k* s1 N% X" n' e- a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
. B/ U3 [2 W# M# V
[ 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。
我在综合各位意见试试
. K' z$ O, ]/ Q' u- z' n再次感谢
ps：
to masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
8 Z* L( ]6 }5 T! O  yto 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~~

& p! N5 I' Q8 R4 w1 xhspice 要起振  還要另外下 option 參數
4 `' B' `) y7 s, a' h$ y- e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
; H- z" l1 u" c8 e一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
8 J( S. c! S, pcrystal 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
& M& s) S7 H. S( o/ `6 O1 R8 a' r參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
) V. Z$ S( b6 }% R+ h2 f7 G现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
6 ~+ ~- ^6 N1 |7 ^& Q而且以前我也没有这方面的实践
上网找了
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
6 N& ]# {( R+ P3 Z, b. {1 y. ccrystal osc 是看負電阻效應
5 W5 k/ N' w. N5 }$ g8 X, u當負大於正  就起振了~~

  U. ?3 }3 g5 W6 [; h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
) B9 t8 I$ R8 _6 J. q2 y4 ^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
3 W# C) d' M- l! P: L5 QBIAS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
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
( @9 z* S3 M+ X" N0 N. t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
! d2 g! v( G4 i9 T7 ~) m/ B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!
/ \3 {3 C: |1 c- A0 m
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!  
. ^3 e! ^2 C8 I; \. y

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
* m& W) G% R/ E/ @$ Chspice 要起振  還要另外下 option 參數
+ j8 U* j0 g2 ?* Y1 w; P參數我忘了  自己上網找吧

% D9 G7 r# a9 B. g3 K0 g
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!
- m8 p" A# O  `7 F) `; Q
[ 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
4 n& S1 N* F1 L0 g可能是由于参数设置不对
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
2 e3 I2 G# k) j# ^* s& f! {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。
! d% s9 U# q& s# }- |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
现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振

9 ?- [; Y1 |# K. u$ |" O! g再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

# m; Z5 i3 o# y* T4 A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!!
- `  C% W) o( O8 U! b但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!
# ~6 p, _( w, p8 R$ A% e/ j5 R
; m1 s8 J7 f( H8 H- J8 [
/ h, o$ z9 ?3 l6 o2 p% \  P
. [9 m; _, C. l+ X) X0 N再參考以下文章說明:

& f/ h4 `7 @$ s$ n/ c" q% l
, h' r6 c$ `, P8 `2 s) G


0 ^) K' c/ T! x# _! M9 ]; j外面電路建議的 simulation ckt!


( R9 c5 n* e0 I' p* C7 ]
[ 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。
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!
/ y. m' Q$ }! a, _, M: B0 ], }2. Inverter 的 driver 能力不夠!
1 s0 \0 C  [7 B. {, O% `! p3. 外面的 RC phase 補償有問題!
. Y7 ^, x8 `6 P9 E4 A. b4. 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 .......
; T  ~9 w* z2 a2. Inverter 的 driver 能力不夠!
9 M; U1 w; }- z* x   電流大小確實影響 "負電阻" 但 osc 沒在討論 driver 能力的!!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
, I2 z0 t' p4 i8 }+ z8 X' h    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
% N' C7 E( q$ l8 v4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!
6 D. K0 l+ Y0 H0 r, a" F
7 e; K3 f# T4 K, g+ h- i# y我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!

" _5 P3 u+ `" G2 ?4 a1 A/ J2 {! ^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!
8 r0 _8 m1 m; T1 k
6 `( p9 e8 ~0 o. H' e哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
2 L- w6 K& ~" M5 ]( ~1 r6 [$ J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!
: d! Y& A! M# L( [+ a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
( ^5 U6 @( M' a5 K  H6 Q, Q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
能不能提供下
谢谢

sjhor

内容
' Q; ^. F+ J& Q- k9 x1 介绍..................................................................... 2
2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
8 P! d8 o, v/ b) U# ]6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................

+ h/ w8 c. e0 n. K  q; @/ T+ ^

9 ^/ `5 Y7 a$ O& s/ d. V# I[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]