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 ?; N; r, S8 |请问这有可能时碰到什么问题
# P9 P, o% i/ G" N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
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
. \; g, D# s0 h" z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
5 T- q% z& b0 q( w. Y
) n; ]( u; I& C# u. [[ 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?
5 @" ^& U$ }) `' ]" b' [: @: s. [2. Inverter 的 gain 是否足夠?
. u3 W& E% H  r  Q9 |/ I4 x3. 推動能力是否足夠?
4 t1 k6 C4 }4 u; |* O) [4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
2 ^# S6 J8 p4 L; g% I! i5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
...........
........
......
9 D2 w& U; W  b# y* 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
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
9 j3 O; P: `" H9 k5 N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
5 k  [/ H- S. _8 r4 Z; u
[ 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
6 k( Q/ x7 z  a. w$ ?: }2 w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
% z0 ?) T" @& F% I* I1 A! Z6 [再次感谢
ps：
9 K  d: v* _5 [to 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
0 ~+ M( A0 \, U" w3 z% Wcrystal osc 是看負電阻效應
5 o1 u5 h" d! q# o& E8 Z當負大於正  就起振了~~
8 t& j: Z/ v' Y" R$ j6 B9 y
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
, `# k+ q8 Z( E. T; B, k3 t一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
crystal osc 是看負電阻效應
& o4 o0 P9 e2 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

x谢谢你
现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
; b9 b6 d# N5 e& ?1 ~4 e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
5 M+ L6 m8 u1 F# u谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
7 I. j; J6 Q5 `- S# j! v一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
crystal osc 是看負電阻效應
# g* S/ |8 m* c# o' z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
! |& q: a* u9 Z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
% l; I7 T9 i$ _BIAS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
6 \0 ?. o( ~3 c2 [# {2 }, e4 s6 [% E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
2 L( i0 e0 v+ O3 w  q但是大家的觀念還是一樣的吧
/ D: ~5 h5 s: x5 y7 [+ e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!

6 Z- {: l* M; T# b1 Y6 T& `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!  

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

9 y' t# X: |- {! a1 O
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
& N% A$ Z; t- {4 M8 S我自己用Hspice模擬也是怪怪的!
' A/ o. `. u3 e
$ K2 @! _0 g! w7 I[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
; n" Q% i" a% W3 z) j# |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
6 H0 {+ p+ ~4 _3 F9 }5 w- U4 Z+ [0 V0 h本一位成倍放大管子科研解决问题
9 p. f# J4 m& v) s. ?* P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。
+ I2 D% G1 f* k* r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
6 W7 ~2 j, ?( Z$ s- q9 w% P9 \% s现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振

5 R5 \1 q" G5 h' ]. z# ^6 O) ^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!
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!!
. S7 j9 p' X7 V: d3 o3 `

: z( A. g9 R; H$ O8 G% S3 R  r0 A
4 U6 q" g4 g1 A0 l6 I( b再參考以下文章說明:
- h+ v. I0 G/ B- ~& F' t: ~

$ n, m4 X# R' v+ S


外面電路建議的 simulation ckt!



[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
! S" E0 y8 U+ L  y我问了一些厂家他们好像不提供哦。
* o# U% ~& v. S5 F1 q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:
# K7 J8 b& a6 X, X- Z) Z3 g! b- U$ y1. Gain or bandwith 不夠!
' q4 d/ _2 o1 m5 s2. Inverter 的 driver 能力不夠!
% \: H$ Z) Y5 W  l; R3. 外面的 RC phase 補償有問題!
2 W2 Z( m1 s: C+ T2 u3 A' e; U1 c4. 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!
! I& y6 }; u: o/ S   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
# Y' C  R: j  b) i9 o2. 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!!
5 s9 O: L0 h+ [, Q3. 外面的 RC phase 補償有問題!
7 k9 v* L& o6 z6 }    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?
   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!
; u9 v6 R$ {5 B1 G! @# k4 \$ z  S
$ B9 m- G  q  l# 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 @4 u' D& d& s/ N1 a* {1 U( S& v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!

  p* Y9 G0 _0 ]' f- _3 M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?
% p- m, D& c  ~. b/ D+ v5元 RDB 販售!!
別怪我現實
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
( X0 C' j& M7 B" |. s能不能提供下
/ u$ C; W, U% |) u4 q  c8 w% B谢谢

sjhor

内容
! \) l6 G( |  N1 介绍..................................................................... 2
3 R( c3 n+ P+ K2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
9 _4 h; N% D' h' [( D2 H6 \1 k" Q5 Z5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
9 G2 ]6 }$ P7 q1 ^2 r6 反馈电阻RFB................................................................ 5
6 f* Y2 Q; {/ h( E7 |9 s0 U7 石英谐振器................................................................
: c- O. v' @" x
9 z- o: M% ~' c5 E1 K

, _1 W* p; z, Z/ }. O! i! V* s( ]; L[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]