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）
4 b* |& {% M" K1 d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??
4 S# J9 S# Y- Q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
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
' d, _2 q4 ^8 i+ l' E$ W% t
[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
7 n; y  l4 r! T- M! ]1. Inverter 的頻寬是否足夠?
+ X; R! E8 A/ R2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
! ~/ L& G! E4 ~" m4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
& S" k5 J8 x' C/ M/ N' A* r5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
3 M- K- r- ]  m: _...........
........
......
* Q( Z/ I2 `3 j8 p- ~! N$ ^8 c+ U...

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)
7 s. n7 v, A! U3 G3 A假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
7 X2 L/ S& E2 d  p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
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
& T$ o/ e2 P9 q
[ 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
, Z! ^# S$ y" |) T$ r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
3 G& u; I$ H- f4 ~$ q) r再次感谢
ps：
to masonchung  finster ： x1是的晶振，频率为32khz 或者100khz，
8 w& N! E! O) \* M( S6 M1 ito 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
! d0 C3 d- q  B  n6 E5 Zcrystal osc 是看負電阻效應
* x2 B5 {7 a. e; T  A1 T. g8 m$ s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
0 q6 T  p8 ~/ {6 r+ U- [# Acrystal osc 是看負電阻效應
& W8 }5 F' x* I$ @% a* i3 b8 x當負大於正  就起振了~~
# ^( V- H. {# R. U
0 Y8 b5 n( I- R! Rhspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

3 j; O5 E3 I1 Y5 Dx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
& `+ \* P/ n* B' ]  I' O; p$ t上网找了
4 o7 @8 Z4 F7 J4 V7 |$ l关于这方面的资料比较少哦！能不能在提供一些帮助
* k6 {- k6 C- J2 k  M, `* z谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
" N; l, d% K5 a8 ~3 F# k: l3 {一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
' v, J6 q5 g8 `2 ^( w& Qcrystal osc 是看負電阻效應
, J1 B7 s) D5 h& j0 e當負大於正  就起振了~~

1 I/ w4 W) E# `% N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
0 X+ s: O2 s( b/ }  k" l9 {, \0 J% }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
- s+ X5 q) x1 a$ Q* ]( j" LBIAS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
# c+ Z; U9 D! w1 C" _: k; O4 J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
* ?9 g6 g7 R# m7 ^, e+ P1 r. F$ F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!

# D* q! v* N- N' J" X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!  
( [. J  O: X: ~7 u  m1 T- c
% ~# x* o2 L% r# E: W( c! ?

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
參數我忘了  自己上網找吧

" D  T( J+ H) ?" B% K
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 _9 R: S, t1 |+ {" i# R# g& D[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
1 S/ c) W; m2 u0 _2 v) P8 |" ^您的文件我看了
现在碰上的问题是
# D( {- p6 |$ }# R) ?( J4 K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
本一位成倍放大管子科研解决问题
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。
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! F/ P5 U' v; o# M( d3 k  M现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振
( e% x) ]7 [3 V# P: r8 T! k
+ y& e! A, I) m# x再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

. w$ e' B- @0 T+ R1 k9 J3 R請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
* m" n* _7 p3 q" ^* O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!!



+ }% a1 N5 L. Y& x9 y& f" _再參考以下文章說明:


: K; @0 d6 o" @; x7 u; r& N


外面電路建議的 simulation ckt!


* o8 V6 v  S- M# _" i
[ 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. W  M% o  ^: b& U0 W2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
" e# d, o* X  y* U) y! V4. 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!!
# @  S, e- v  Y& i8 H; [6 L
/ A* U7 J9 a; N! r% U1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
) a4 J; f- g, N" A$ B2. 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!!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
3 P: R& }( A( I0 w& M5 {' n0 s    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?
1 h7 n; D5 P1 _: G( Y% N8 D   負電阻 啦!!

sjhor

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

/ V) n9 G+ ~3 ~3 x6 m我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
* h; \2 q: t! M& m& v
你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
( F8 o. A3 N+ g6 G7 ~* F- m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!
1 X5 }1 M2 R, t
哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
3 |  v+ J* o0 `有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
; I- M1 e, e7 v- S  L$ W所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
$ j6 Z3 o) z& Z8 k0 R所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
% J  y, v6 d# {/ L" {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
) i  Y' M4 P8 e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
7 E6 K* ]& l5 E/ r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
( W9 w. c8 a9 I- E! P" l$ Q! x3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................
" q5 L7 n; Y" E
; r9 j. L. D) r* d
$ p. l, f& u$ O* J- y  ]
% S' X/ X, V0 m% y1 o+ p& ~8 Q& G: q[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]