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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。。。。。         
3 Q- [2 x' F* B+ r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.5 V/ b; H3 \8 ]  E8 s
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
9 ^% u- l8 K0 v! _% k) hIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
& D2 T# ^0 D$ fpk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
" y. F5 Y3 x2 y8 F

8 A* M! V, Q/ O- E$ {
5 V" `) B: f% a  `    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
6 q1 |6 U2 t: |- S: c' ^2 Hcrystal的等效模型各位是从哪得到的?
; G; t, z' j1 D  w% `" {nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

% \$ i/ k7 O, X$ _1 S9 r
9 }8 |9 s; c0 R9 e. R3 z0 {- f3 u% P4 V. v, 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
9 g. n9 k$ U7 w# L. g
3 ?8 S; U# i/ e3 L1 K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* L5 \# v4 c% j8 N
( y! A& O# d, n, K
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4 F7 E" d: ~( i5 G) s( J
  t; Z# b" v% x3 w' X4 B8 v
電路架構如 pic1
" Q8 a' Y, o$ ]7 {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
. h3 X9 @. w$ r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
# o3 D/ n! c) d# R5 H- J如圖 wave1 及wave2
4 H4 Z1 L6 p& p! e  `) o
, N. A7 f4 \" `pic2
' X- d& f. U" K+ J2 w5 Y" S為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式" j* u7 K! x+ v( D5 e: C1 G
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
5 C% J# g% M7 {6 p( j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2 f" l" L9 S7 Y0 _5 ~
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   k1 l$ S6 ?0 T  Z& Y
: h( p& u1 ?8 l" j
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
% c" Y3 t6 u2 q" W" M: b, X' T8 q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
  h' H! _: a3 V5 G0 {% W' e- B9 w2 k3 @7 m
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4 {8 ^5 G/ E5 J* Z% q1 K) f* E

. T5 e+ y; V" w& k3 N: D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
! g) g! {3 j+ O6 N2 c$ N( K& W( K, {
電路架構如 pic1
7 x; x7 p8 |; n5 K; D5 c$ ^, |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=0.01ua9 S4 m: s) y1 M; o$ 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/ b! }% e2 P6 T9 h6 l9 l  P
如圖 wave1 及wave2
" C# p7 s8 l" I. p* q' N) x! P  R* m3 @
pic2
/ i" S  w# M2 @6 S$ K( h為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式6 [) W6 {# Q1 T1 Y
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
" p+ |* S* C5 e$ p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2 |9 ~3 D% w4 ?2 w# U
那麼哪種才算是正確的看法
' G9 A. z" I) _2 g! S; k# d& ^9 ?( q  W

8 h5 q; e9 r: G5 y9 `+ R8 f
& @4 Z2 }% b" D& Y( d8 b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+ |2 y* P0 x8 g- P! I8 V: x
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
! d% Q8 C% ?: J8 ]7 v* z: o. l& H8 R4 h% o
1. 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 ! w* M4 w3 a' N0 G2 |( |( k
2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊9 Z' G6 X& ?6 {2 ~0 b1 Z3 G
6 b2 \! t/ Q! e4 P) y
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝9 Z& [. R9 c/ i5 _

) q, B" J# p" r* S8 D8 q補上附件( ^0 ~6 A" V, `) T% a7 d( q
pic14 n6 `9 Z' i! E$ `0 M( w: o# @
http://imgur.com/BdsSa.jpg
/ g/ W( M2 S& @; F. B# [pic2
$ h8 \: Q% M* [; y( n' Chttp://imgur.com/7khLtl.jpg
5 @) j+ x! s; \0 i! }5 Dwave1) H8 p' r! o; G7 j8 A! D4 U3 R7 z
http://imgur.com/fjTxZl.jpg: i7 W) a" c$ V* d8 G3 C1 H; u
wave2" T' I! j! K; n0 {
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
3 E; X$ n, n/ A) H  e" r: Z
6 M; t+ B4 d4 i! \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
8 Z' n; V( a5 W3 X4 Q$ n5 f; A# T, ?" [
電路架構如 pic18 x# h2 Y& |5 L: y0 W1 ]; p! \2 p% a" b
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
8 H6 o2 g, _4 P3 Z7 \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" J# }$ d, h6 q( I. U; a
如圖 wave1 及wave2
: a+ r1 e3 I  `: P9 ^3 _" u  L1 I' f: x: @' X6 P, a' k: j! ?( S, u( x
pic28 V$ x$ C% z6 C1 E; {3 h5 T' A/ W
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
2 \. x, g2 v! C% G$ [把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
5 h9 P  Y# I4 [& V2 v% T8 M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
- H3 z: I# O" p; }那麼哪種才算是正確的看法# [: ^9 D& e2 g; v3 d4 F

" d( h& o4 k4 e1 y" A1 y3 o. X) I( }# b5 l* Z# T; V, M. J. |
) ~" N# J* }/ q! a# g5 `" \
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
& H& y: C4 f& j  X) ]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3 b, k9 T) S- n6 \3 b0 j

( p( w' R# `! @) M6 y0 T5 `) ?8 d& x9 Y$ o8 J+ C
( V( ]4 ]2 T8 O: F3 P. D2 n
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
# ]* Y" s/ B) a& y2 L% m2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊2 I) Z; G) @) |& C  Q! H

* d5 m5 r& ?5 t9 g怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝' r+ D, |/ ]1 @+ }" l
; }! T! s. T% L) M, v/ E
補上附件  N& L3 I! [1 Z, ~; X
pic1
8 Y( T& q7 R8 I3 j' Ghttp://imgur.com/BdsSa.jpg
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http://imgur.com/7khLtl.jpg
, y8 S& h& e7 k6 F9 Jwave1+ o1 G0 E. Z5 t* ~) y. u! C
http://imgur.com/fjTxZl.jpg/ w' ]4 J9 G+ c; j; h; z% k
wave2
+ H8 c" O( N7 H9 g9 \7 Zhttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   & i- _# W% R' c3 ?% u5 O. D6 Z  W
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
! f+ ]% I  o& R- o5 b5 @1 v
. K/ Q& Z" l, V0 a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~& i3 k$ h3 {" n/ k
(努力筆記)
0 a# ?- h: b6 A, j$ T$ U# s. O謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue 8 H3 I3 y% }& e7 x

! P7 s9 H) {9 S' u個人淺見
( e( q  B* w+ K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5 x/ M$ w3 f2 \' [" g# ]
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% t# ~" g3 P5 E7 D$ J% {' u
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
; l" c! F& _) h: n# u有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
) N- \1 y! B  K' V* _$ \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$ b' q! F6 ?7 B% Q7 d
+ ]1 U, n& a8 c0 d9 W
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& ?8 ?$ g" Q  Q# T
然後 V/I=Z, 再取實部即可8 W8 }6 C- ~8 U4 M, w! w# L: g
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' n  O3 K# a3 X3 N
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~. w! k6 F( e: B- `
8 e; g% D# Z1 Y5 V. p7 U
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# g* D$ D' j( O9 y% g, N7 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
3 g" d0 [* Z  q9 x8 U! R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....; N/ o$ x3 d1 h# L( f- {. A
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
2 T* e4 X, h; j+ j3 H* e
# M3 V* @+ M) e  h0 K- F, u% _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( \4 Y" y- ^8 f. x
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
" {9 ]6 J! R9 xgood 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
# w& q- Q2 O' y3 z! A8 B8 R  @# I' H) I2 B) b% a
* s# ^) F7 u+ N/ M% `2 H" u
    感謝 jackrabbit 的指教1 D- p5 ?( d- P8 I$ a" k
    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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