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樓主: monkeybad
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[問題求助] CMOS晶體震盪器模擬

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41#
發表於 2008-12-25 20:29:39 | 只看該作者
学习了。。。。。          % |8 K4 ~* ]% z; H5 E  f& ~/ i1 Y! d
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.
* o8 G5 k8 E. w4 P5 y6 C對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.+ K9 z/ Y+ }4 N8 d7 e! A+ X1 Y
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...2 W" v6 ~; q$ g# u  y% f" k, ~9 H
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
" C" w& ]6 A0 ^, b2 {! X

5 r2 t3 i& T" ^2 Y
6 a9 i3 j6 F9 e% m6 W    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) N: e3 p& a& f% Y# C
crystal的等效模型各位是从哪得到的?+ C8 U3 G' l- D+ c" j+ v
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
; s5 \4 o: W6 N4 {  i  A4 L
" ?" Q- j  B% o" d4 p7 V4 x: d
) U/ O# [' u5 {/ b' Z/ W$ Q
    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
& C* N$ u( t7 y$ ~/ [+ J4 J/ G- a4 J7 ]4 B
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
9 t  W0 _' r* }/ C1 i/ `1 g3 g! x4 g4 f9 t  k8 f
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 D, l8 e  C  R7 A% V9 e$ j+ ^
  p& I; P) E6 e- G! M1 M
電路架構如 pic1
  S+ d# Y  E) f* E" b! ^5 T" E: l8 o1 ]8 A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=0.01ua6 L" c2 Q$ p5 ^9 [! u6 \2 v9 p  I
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
0 u1 ]: F# l4 g3 f7 J如圖 wave1 及wave2
" C4 p8 R; z9 q" s3 Y3 r* ]" ^' P
, i$ u; L+ k4 q) d4 {% u- [pic23 R! q) s7 I9 ~) {) v
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
% r% k$ D4 T9 X; b2 x把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻0 o7 P+ h/ ~, V/ V8 y  F% X, [
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: L3 [8 k: a$ C6 ~, C, `
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
% a" |4 p8 q) Z
. A/ U6 U, }7 L' s: [. f7 |3 N, O* E8 B不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
2 Z9 _; y) T) F2 H- g) n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 3 c& L. j. x2 j& f

+ p& J4 k2 ?1 Y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. W) S3 t8 a7 ?! F) C8 {! V( K$ \

: ?. J/ n) L; S) Q* U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5 T3 Q2 G3 O, E3 }1 Q

! A8 l) b; g/ k2 e7 e2 p* n/ W電路架構如 pic1" R- s" L& n# ~; G1 |) U
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- o% K8 w4 y, \; E
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
: V' v4 D8 b7 W1 n" C如圖 wave1 及wave2  d0 i& z, I! k; R8 \0 A9 r) E
& C4 _$ d5 `( _% v
pic2; X$ y: A: d6 v3 [
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式- l; ]" b- o: @2 v. w9 O7 a
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
: \3 V' v3 b) Q# r) B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
+ B4 n- z, t/ u那麼哪種才算是正確的看法
! N* h; m1 g9 L9 L9 w' o# n, g3 E' I

1 ?/ ]4 Q  i6 N& Y) v" A2 Y6 Y; Q2 |1 A5 @/ @9 \
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8 |" |- z: x4 \
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+ }1 p) k# }# `7 D1 ?7 ^

' z8 Z$ ^  M$ d% J/ @0 R1. 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
. @( o5 C" d* [7 v! L! r* D2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊0 ~  W( C9 K# S) b( N
' R  ^4 |' h! y
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝+ C! M, U- _% r; L; h# Q* f8 C! {

( L* w& u7 }9 r8 A" \補上附件
; b; X4 ~/ \: `* b3 Cpic1
* l" k& a% d9 G) D6 W  z5 Jhttp://imgur.com/BdsSa.jpg; B2 h8 Q! B8 z$ h* T8 t
pic2
. b6 K( _! h4 C/ n6 dhttp://imgur.com/7khLtl.jpg
+ b( W4 x# v5 o9 D8 `5 `wave1
- p7 T" e  p5 u! F9 d1 Qhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg
4 @( h. V5 C4 d8 r+ b- uwave2
2 x' F6 e6 E7 Chttp://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
+ Y/ N3 I% Z2 G2 Z9 M1 S2 H6 a2 w5 ^0 k3 z. C
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- S% n$ ^' r8 p* u  i
9 q) I0 s1 d4 U3 j
電路架構如 pic1
, d: I+ c6 |( F& h6 I: E/ ~8 W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
3 O$ K6 N% E% z4 B& u' @: ~* _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" D" G2 l7 H5 e  B+ _  }/ R8 i
如圖 wave1 及wave24 V6 r+ i4 {1 F8 i) \

6 E4 F( c9 P; w  i3 A$ Lpic2
( M9 t- D4 o) I% Z1 D$ N  {為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
- c" _, G) n8 |# z* I; z/ S/ {把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
% o( P4 K$ @9 U- K; _; N5 b2 E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4 P: K3 `) \& o
那麼哪種才算是正確的看法0 ]  r/ \& N0 i: P4 ^
- B2 u/ U3 ~7 @8 Y
) A- ~3 P7 V# j5 I5 x

& I; Y" p; V# Z+ r9 c! v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
( t/ J6 o. v1 z. X' B5 W2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: U, g2 }& E6 H' ^& {0 {

* v8 ?& M) }  j" l
' w# G  u" G- U" b. Y% \% ]6 y) K% ]7 A. ]& X
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   G4 R" X( e2 \. N. p0 N9 R4 ^( `! C
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
1 J. c' t+ h9 n1 T( e) W4 m0 I# V- @' w9 L# V/ \; C
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝- Y: P3 _# t0 l

9 {. e% b, m2 Q# m+ J, T補上附件, i1 W3 P, a* O$ K
pic1* D4 a: w' Q1 p
http://imgur.com/BdsSa.jpg
8 e3 P! U# y4 Y" F0 |pic2
; Y" X* ^3 W. z' F' H( Chttp://imgur.com/7khLtl.jpg
4 X% \0 U/ W4 @% Cwave1
8 P. h, A" n, h0 dhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg
, O/ S' R8 d) h/ k, jwave2
( q4 g) Q+ U/ Shttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
3 ^; G7 q/ g1 s) R" J+ v
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
3 _' ^; K6 [7 j* b- ^+ c
5 x& @. ?+ r( H, z6 T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~' q( z7 L  Y" d6 I
(努力筆記)
1 p" e1 I/ d6 v7 ?謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue , S  I8 B2 l2 Q! F5 S# @! _
' o  l& `  u) {
個人淺見
! F9 J9 O& V- k- O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
( h5 R% G5 W2 @0 @1 N! A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
6 i/ r$ Q) x6 D) ]- U, Z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LC3 a' `, ?/ h$ P$ N; o
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!, A; E* y3 f" f$ G- e6 t
crystal 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
$ e2 a$ Q1 j% `# w/ A" ?* G6 v
% p4 I5 A$ v7 o3 B8 ?+ f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. s/ C. D; E4 Z3 `& m
然後 V/I=Z, 再取實部即可
* n" ^# i1 F) V# Y9 m6 ~. P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
+ e# V4 a$ \, {5 _4 {( M' o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~
" S, E% P, v' ~" e3 I. j/ a9 _1 d& G
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" T5 U* K6 r% }2 {" Y# }& m0 H
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
( V$ l+ n0 r  m7 [1 {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....
: x  l& G2 y7 W+ u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, G/ S& x) U. T3 o! v

, ?& D1 E% x1 L) n  k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
; Z$ z( J0 g5 _# R您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??" h& G( i; k: b6 P/ z7 l& u, S6 ^0 g
good luck!!

評分

參與人數 1感謝 +2 收起 理由
gasol + 2 謝謝你的分析

查看全部評分

52#
發表於 2010-5-19 16:37:36 | 只看該作者
回復 52# jackrabbit & L& T( C* I' L: R" z% s) i
5 a: w" q% i; Z

9 x% r' r9 W4 M0 q0 c    感謝 jackrabbit 的指教" P  L' O  ^! m7 r0 x- P
    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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