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樓主: monkeybad
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[問題求助] CMOS晶體震盪器模擬

  [複製鏈接]
41#
發表於 2008-12-25 20:29:39 | 只看該作者
学习了。。。。。          ; y, Y. C' E( V6 m, W# R8 d. p
大家的讨论都很精彩,感谢。。。
42#
發表於 2009-12-16 23:13:53 | 只看該作者
感謝各位前輩提供的資訊.
8 d3 R& f4 \8 ]; h% ~; f+ y對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
- p9 ]  Q- w: k4 jIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...3 e5 e* [; }# e! e9 h/ r" G
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
% d, t5 Q! ~) c! j9 X: K8 U

9 L- A8 m' V  V4 B; C9 m+ m2 R8 X) r; K+ N9 S- H1 [9 p3 Y, g
    无论是IC=1uA还是IC=0.1uA,都只是为了让仿真的时间减短,最符合真实情况的应该是IC=无穷小的情况,但是那样要仿真很长时间才能起振,而且需要步长也很小
43#
發表於 2009-12-16 23:15:08 | 只看該作者
谢谢f分享经验
7 C9 q# `5 Z0 Gcrystal的等效模型各位是从哪得到的?
. [% E# j2 m) M2 r9 w4 ?nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

. t& d9 n/ |3 b5 G9 m* U9 L) Y* A% ]- r) \3 X- {5 K! {1 z
9 r8 t1 i; T4 ?8 q+ B
    crystald的model在生产厂家的网站上一般就能找到,各家的model差别不太大
44#
發表於 2010-1-12 16:10:49 | 只看該作者
本帖最後由 skyblue 於 2010-1-12 04:49 PM 編輯
; d" N7 C: k: v' b$ D* \% _
2 v. c: @- a8 z9 o有關於模擬的方法~我參考了幾位版大的模擬有了些疑問想請教各位
8 m# y- ]6 P: n% c1 i7 T' }1 ]0 B
我的設計是 32.768k 使用inverter的架構 1.8製程  vdd=1.8v    先不考量電流耗電問題 電壓  X& n6 ~& o8 ^' m
9 _$ |. a$ A/ _6 f+ V* |
電路架構如 pic1, F3 d- t$ p. E
我用了版大的方法  在RLC並一個Co的電路內在L中 設了 .ic=0.1ua 與  .ic=0.01ua
1 z) I! R( w7 O! H4 o但發現   設0.1時波形有起振  但是 設了 0.01時波形卻收鍊了~~~不知道到底哪理出了問題3 u; R3 P7 A5 |8 _; J! n; O
如圖 wave1 及wave2
% e( o9 W1 b- p, w
+ f6 ~* a  S! _! N7 _. s1 F/ V2 fpic2
# [5 }8 R% r" I9 E9 E* K為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
% s4 @4 i, L: g& h8 Z把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻7 }) }9 I( p: Y2 K
但是為負或為正也與灌進去的電流有關    I1 XIN XOUT1  AC=1 如果寫成 I1  XOUT1 XIN AC=1這兩種方法剛好會差一個負號+ }% L" |* D$ Y
那麼哪種才算是正確的看法
45#
發表於 2010-1-12 16:55:06 | 只看該作者
本帖最後由 skyblue 於 2010-1-12 05:27 PM 編輯
% x6 ]. _* P3 p& U/ b1 S1 n, Z
, p7 j: I0 p3 x% r不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
0 b, r- p: R3 z0 P0 s: Z上傳與附檔都沒辦法
46#
發表於 2010-1-12 18:35:28 | 只看該作者
本帖最後由 skyblue 於 2010-1-12 06:53 PM 編輯   T6 D) r$ w' t- F5 z' a1 `
: C6 f' @6 ?+ @1 ]4 \  `
有關於模擬的方法~我參考了幾位版大的模擬有了些疑問想請教各位5 v) Y4 ~/ A" Y. R! M4 U) l
7 v4 f6 c' f: t0 L
我的設計是 32.768k 使用inverter的架構 1.8製程  vdd=1.8v    先不考量電流耗電問題 電壓6 Z% I( G$ q' U  Z. Z1 e2 A
3 x( ?- d. O+ v, r
電路架構如 pic1
, Y" Q$ u6 w5 g8 V我用了版大的方法  在RLC並一個Co的電路內在L中 設了 .ic=0.1ua 與  .ic=0.01ua( ]+ W9 `8 u& p" N7 z9 j  H
但發現   設0.1時波形有起振  但是 設了 0.01時波形卻收鍊了~~~不知道到底哪理出了問題
% q" c( e- R7 c# C5 G- C如圖 wave1 及wave2
8 ~+ k$ G$ U( Z/ y; o/ ]8 p# v) z4 z8 p( E& P* Y1 s
pic2
8 V# w# y; j. Y/ e% F為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
6 ~" {1 U0 I* Q2 }8 S把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻" G8 r% a0 d2 o  S
但是為負或為正也與灌進去的電流有關    I1 XIN XOUT1  AC=1 如果寫成 I1  XOUT1 XIN AC=1這兩種方法剛好會差一個負號
$ ]8 E' M' ~0 d5 b- a那麼哪種才算是正確的看法
, W) ^- {5 q& ]4 H, _; S( t
) p- x& m: u% R5 t  `) ^- q& J# F, H$ [, C4 h! V

( P9 g+ J5 g- N- W: J我使用以上的方法遇到一個問題~~在文中也有其他版友提到
3 r3 G% R; q2 J2樓的版主monkeybad 的圖形也是 為負電阻而他的波形也是收鍊的~~我的問題與他相同
+ I- M) w* N) b
7 o& s3 e8 t2 Z! ?" N* p1. inverter size  W大於L       電阻為正值~~~L中的  ic設0.1u  會起振~~從中間值約900mv慢慢振到vpp=0~1.8
2 X) o# @+ i) H: A+ H+ I% w+ h: `2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
7 K8 l9 R- D3 |! N; I4 K# d
% C% R( g) s- T. U, q/ c怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝, o" F3 o/ E7 _/ l
+ s1 v. h3 P, M* ]5 {0 J- W
補上附件% V2 t! p6 f% C2 U9 V% K
pic1  N6 a8 P2 f% D- [
http://imgur.com/BdsSa.jpg" w- C3 S  a4 S2 G3 r
pic2
/ N7 @/ z4 ^% k. f/ whttp://imgur.com/7khLtl.jpg
7 b" ~9 |0 a2 rwave1
, M* O6 Z" t5 Dhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg8 ~! ]* |# b3 I9 A
wave2
  M; y! e* p; P* o& `http://imgur.com/SW7Zvl.jpg
47#
發表於 2010-1-13 10:19:33 | 只看該作者
有關於模擬的方法~我參考了幾位版大的模擬有了些疑問想請教各位, X* M4 B: C: x( H, G' L2 Q
$ V4 b7 O) B9 E/ c! g) t3 ~
我的設計是 32.768k 使用inverter的架構 1.8製程  vdd=1.8v    先不考量電流耗電問題 電壓1 Q% K+ j  ], F  N* _

( q7 k( I: H8 D% j* @電路架構如 pic19 k5 N) b6 g% u  O: Z
我用了版大的方法  在RLC並一個Co的電路內在L中 設了 .ic=0.1ua 與  .ic=0.01ua
# w  ?/ g9 m; `& I/ X$ j& L但發現   設0.1時波形有起振  但是 設了 0.01時波形卻收鍊了~~~不知道到底哪理出了問題. x& ^9 i6 M. X) [) I. t5 K
如圖 wave1 及wave2
: E$ P! p# N, G& R$ y. W% d; e" u$ A+ T
' {+ j- V9 F$ Y& y# Gpic2
7 W8 e, A, ?" }- [' O: @- w為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
  H  m# [$ ~5 N0 e" A把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻2 Q% |0 D- y, L8 h5 C5 L6 K
但是為負或為正也與灌進去的電流有關    I1 XIN XOUT1  AC=1 如果寫成 I1  XOUT1 XIN AC=1這兩種方法剛好會差一個負號8 F+ ?7 D' y5 h* H* t, r9 q% [
那麼哪種才算是正確的看法
6 @5 J, t1 h/ J9 D' l: d! \4 E$ ^( M9 j

' Q6 M0 f9 s& @5 O) d
1 d1 p! l4 P! w% n7 o/ S我使用以上的方法遇到一個問題~~在文中也有其他版友提到+ |- [4 q% S. [, y
2樓的版主monkeybad 的圖形也是 為負電阻而他的波形也是收鍊的~~我的問題與他相同# Q- ]& D8 Y( |# r: Y' {+ n8 ~

6 K+ [  _$ @7 s
+ {7 x, d2 J1 {7 Z6 [1 \3 ]4 R5 m5 O, z( U8 u7 p
1. inverter size  W於L       電阻為正值~~~L中的  ic設0.1u  會起振~~從中間值約900mv慢慢振到vpp=0~1.8
( h1 A) g9 y; u" c8 Y5 ~+ [2 ~2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊7 U) o: D: o. X7 S$ b
" e4 R$ W9 M; C) C" |
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
, w& o+ E* x3 j8 m/ M" p
% ]2 M: @; ?2 G) D補上附件
, B1 x$ `9 h# Zpic1
2 s6 w9 Y# w# R3 \5 r4 Thttp://imgur.com/BdsSa.jpg
% [" |1 a. g) Hpic2; H& q. V5 W0 S0 e
http://imgur.com/7khLtl.jpg
, V( {; F8 x( Z0 p: Xwave1: ?# Y# O1 e' E! t( }3 o
http://imgur.com/fjTxZl.jpg) S# w1 y! z/ _& ?
wave2
7 a2 J5 r& W0 J6 X. N& G+ fhttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   0 q+ F9 C! @' w7 ^; h
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
8 i: g( z2 `( M# G* o# _' p+ o7 L; D$ q
感謝大大在此解釋...
50#
發表於 2010-5-3 11:47:53 | 只看該作者
新手來學習~9 {2 s  g$ B$ Z; g6 s: N3 I0 }
(努力筆記)
8 G- v1 b1 {3 ]謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
# L. Y+ S* d3 h# }7 O" v/ ]
: Z8 a, a  y, w, R個人淺見3 N& _! o$ l# z$ \$ T$ A. B1 N
首先要先搞懂起振條件的概念, 一個是Barkhousen′s Critera, 是用回授系統的理論解釋
6 B+ D/ I6 v2 u, b. v另外一個是以能量的觀點, 就是ideal LC tank是會一直做能量交換而振盪, 但因為寄生電阻消耗掉能量所以會衰減/ K6 v9 C. N; \% j
因此才會有負電阻的概念出來, 用來抵消掉寄生電阻, 變回原來pure的LC) a) _0 [( x9 o) Q
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
# c* ^( a! c, h6 M' q$ Jcrystal 視為LC tank, 把crystal拿掉, 從原本crystal兩端的位置看進去的阻抗, 取 real part 即是我們所在講的負阻' O  l. K! Y: x, ?6 `
* C% L0 F6 M8 e+ y8 x5 k5 U
模擬方法: 等效電阻算過吧?! 您提到的極性問題, 我個人會建議直接在Xin/Xout1間跨AC電壓源, 看你正端定義在哪, 取從正端流出的電流值+ g+ X; l( D6 O8 R) u
然後 V/I=Z, 再取實部即可
/ J5 M* p% a% y; Y- V8 @! U  [雖然說振盪條件是 負阻=寄生Rs, 但建議為了起振, 把它做到至少五倍大比較保險, 這Razavi 教科書還有paper裡都有討論過
8 `/ M5 b$ O" a, p( L你可以去試著調幾個不同的負阻值看看起振的現象, 挺有趣的~
4 ^( _) ]/ X/ u3 V& a0 v) N" D3 z8 y
另外, 純屬個人意見, 我不會用外灌電流的方式去模擬, 畢竟實際的電路上並沒有這個電流6 f  S  X5 U; w9 X- E
我會採用前面有人說過的, 把inverter 兩端initial設等電位(both high or both low) 讓它自己去翻
2 E: Z& r+ k' j" j' ^還有, Hspice 要設 method=trap puretp, 再不行要再加 delmax, 值最好小於1/100 週期 (國外討論區建議的), 用gear 幾乎是不起振....
& J: h# Q8 w6 d' x- L5 r% Q2 i我用這樣的方法模擬, 不用外灌電流都能起振, 也可以看出負阻大小(或說inverter的gm) 的確會影響是否起振; b' K. I3 C" M& G5 n

( S" H0 x' E1 g/ ^& F. }而我不認為改變W/L 會讓負阻變成正值!! 因為那個負號是來自於mos gm的電流方向 -> 做過小信號分析應該知道9 J- Z0 a& B7 {
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
( C8 _6 f5 w9 [1 T; o# ~  ygood luck!!

評分

參與人數 1感謝 +2 收起 理由
gasol + 2 謝謝你的分析

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52#
發表於 2010-5-19 16:37:36 | 只看該作者
回復 52# jackrabbit
( v; ^/ K, m2 D; h5 c2 J+ m# \. t
, n, i: |1 q) s8 C9 \! {4 @! W( t- m* W1 c( ]6 V0 O/ M
    感謝 jackrabbit 的指教& ~  P; t  Z8 s; a' X& x$ X
    有點懂了~~~模擬結果也可行
53#
發表於 2010-7-1 13:31:27 | 只看該作者
小弟是新手 謝謝大家分響經驗
54#
發表於 2010-9-15 16:48:27 | 只看該作者
請問有沒有震盪器模擬的資料可以分享的~感激不盡
55#
發表於 2011-5-4 15:51:57 | 只看該作者
感謝"finster"與"jackrabbit"兩位大大精闢的解說, 受益良多, 目前還在study中, 有什麼心得後, ㄧ定提出與大家分享, 3Q~
56#
發表於 2011-7-6 17:02:16 | 只看該作者
天哪!!這篇太讚了!!瀏覽chip123越久~覺得finster大大越強~神人!!!受教了~謝謝
57#
發表於 2012-2-16 14:39:43 | 只看該作者
嗯~我也受教了,RTC除了這個輸入級的OSC之外,後面還有配合許多邏輯電路,都是值得探討的主題,3Q~
58#
發表於 2012-3-28 20:47:41 | 只看該作者
我也受教了,非常感谢!
59#
發表於 2012-4-18 17:41:11 | 只看該作者
謝謝分享!很有用的資訊!
60#
發表於 2012-5-25 08:01:13 | 只看該作者
這帖討論太精彩了,最近開始接觸OSC,以後要常來~
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