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）
1 U/ h3 [) h& u% l; Z3 L请问这有可能时碰到什么问题
, L, T3 p" e: O# ~7 [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
9 e7 X( J# f) `1 V4 y; }3 e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
' M! A3 v! h9 \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

[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
1. Inverter 的頻寬是否足夠?
! V7 {4 W  L" L7 ?6 i2. 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!
# H4 M5 E' y" W/ u1 W...........
2 [! i' x* T% B- {; z  Z2 i1 N1 C........
" |, F9 a/ _' a' n( ^; `......
...

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)
# J( [8 w7 N' U4 |1 F/ V假如沒錯的話 那你的crystal Model參數有沒有設對 也要檢查一下
5 B4 z6 l* X+ K  ]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
" H9 I3 t! d. n4 K5 R, l, X
[ 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。
* x7 t9 n' u0 I8 _我在综合各位意见试试
再次感谢
- I4 w$ G! E6 d6 t( Xps：
) N8 y; c  L- n* g! p9 ^2 \4 a. Vto 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
crystal osc 是看負電阻效應
; Q( Q/ U# h1 w+ D, R- E當負大於正  就起振了~~
- u! Y9 b, {- S* i* L: N( m- p2 W, y$ m
6 n% ]# J' j/ `) Uhspice 要起振  還要另外下 option 參數
5 C8 w0 h* k" T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
1 V0 h( [+ f  e# q, s5 K一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
4 w$ ]1 B: Q% \- P" Ccrystal 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
: z, d; h, j/ ^, N& Q" g; s% i參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
' |  M5 F7 X; q; v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
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
6 e. k$ V7 y. I當負大於正  就起振了~~

& t4 P: x* s+ g% v' o1 ?6 |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
; C* K) z0 k! d0 \% @' C6 l- dBIAS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
! @' e6 \" C1 g8 ?4 {. m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
& u6 r2 E1 j$ y  G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
" s4 n' F# e+ \' \  w# O5 O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
- ?0 p' _7 o. k0 V提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!
8 V0 \0 s9 a0 x% R( p
而且在成為專家之前 哪一個人不是從門外漢開始呀?
) R( B* G4 Y' e: t1 L何況我覺得大家的回答根本就是在講同一個答案!  
* ~9 |$ s, R4 F" c2 ^( B* L

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
1 A6 g5 @  U6 g. A) E( I  qhspice 要起振  還要另外下 option 參數
/ W, d2 h1 z* y4 x/ ]. _' Y參數我忘了  自己上網找吧

' s. Z& T: f  i# n! W/ J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
$ J+ j& F, G9 T! J# y我自己用Hspice模擬也是怪怪的!
! u8 D) F) _! U, S6 [
! W! |/ ]+ K3 m2 M1 N0 R' V2 T$ M2 H7 ?[ 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
0 x' }4 R% w8 j5 O$ P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》
7 k7 o; u- @( {* [+ F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

6 x# f; w6 j/ [再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:

+ Y! K. g' F3 f# Z; N( _$ \9 Q# z: h請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
- [4 Y) t+ `7 k8 H. m  ^網路上流傳的不多!! L/C 最好加 initial value 則比較好起振!!
! ^/ S5 u6 N, x7 n3 h但要注意是否真的震出來!  有時會 decay 後不起振!!


2 K3 [& |7 v7 o2 @: T. F( m) b9 M
再參考以下文章說明:


( Y; m- G! e# W# w


外面電路建議的 simulation ckt!


" F& ~4 l$ w; w! e" J
[ 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!
0 x- E" v0 C8 n. X2 t, ]2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
" _2 d5 R$ j! n1 d) ]2 ^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!!

! v4 `% M  _6 N  b. \& M; m1 A" n1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
' C( G/ R2 D4 V+ ?2. 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!!
4 w0 |) L3 F) O$ h: \8 l9 _! K3. 外面的 RC phase 補償有問題!
    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
0 K2 e, H- U+ u4 Q3 \$ h! w- t  W; i4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
( {1 R+ j0 Q  a6 B( G; R; X/ F   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!
6 ]7 B! y2 [- Y+ `5 k1 |$ Z
; L; ^2 Q& p8 Y* Q/ M' f! R1 |1 r7 {我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!

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!

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!!
  c# ]% q$ }# F7 O所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
+ L! o0 K, r* M( B9 C所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
4 N& b3 T# U; j$ x# W  c  u校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
) T; a( m7 A  W7 C5元 RDB 販售!!
別怪我現實
' Z. i5 a- [4 Z5 A, p: W' P( Y6 ~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 a" S: _/ Y0 A  U# C能不能提供下
, w" {( R# c' e+ b谢谢

sjhor

内容
1 介绍..................................................................... 2
- R; Q, |/ n+ A2 ^! u2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
- Y0 \) D- [* S2 j) I( ?/ d4 放大器................................................................... 4
) E3 O6 t# [4 }9 ?& }9 r5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
' s: G& O7 x+ X! p/ V9 Z6 反馈电阻RFB................................................................ 5
* X4 n8 P9 Z- E7 石英谐振器................................................................

; m8 l8 K0 b+ L8 T( U
! p8 m5 [0 Y- f4 n/ q  Q* W
) m: ^# h1 \& E$ s[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]