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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。。。。。          : ]6 n0 ?+ `8 G
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 \/ S; Q9 S# H: v8 j) Y0 @8 s' ]對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
7 e# a1 }; S* \7 A, x% oIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
1 P4 P# z6 p: u/ ?+ ?pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
  z7 ~+ c4 w# Y' _3 |0 o" u
9 {5 k& ^* D  D$ v+ V( e2 T& B
4 {- v  r# Z: L$ ?
    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; H* c& R* r% n% ]/ Y0 {" L
crystal的等效模型各位是从哪得到的?
& z% `" \, b) q5 inowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

( a3 q$ l0 q3 b* r9 w
4 Q2 W4 i$ {+ _% v8 k! J
/ l  L: d: F& t+ y/ c' Z    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
. n, [, o* J8 u: t$ t* K0 j5 o$ K+ y' Q. X* g; s
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 A8 d+ x3 n& w+ z: h( a) l" C# g
& g; W, F5 V( w- R! y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
& B6 G1 i' Q  {
- c4 p, I0 H% U" N電路架構如 pic1# c$ z  t  Y- V: f  d5 ^; `
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
4 Z, {4 D5 j; Z. ]+ \: {5 r- 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' d4 B3 ]# j* O
如圖 wave1 及wave2
8 J4 w" p$ f6 Q% N8 Y* H" R: U0 @5 i5 c3 H# p; M: A
pic2
, X6 u. D5 M+ k- h) K& [; w8 K& q為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
8 g, X9 Y; V. K4 X4 F把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻0 G* U/ `1 S" i5 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+ D8 l7 s5 H3 A8 P' S
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 7 z" P- e# ?+ ]  ^

( @3 S1 B# J3 x: L3 t不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔$ Y( Q& i' m8 R0 J1 o9 w# j2 }
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
' C2 ]3 |* D0 W4 p
4 K) C" X5 o% R$ }8 n# 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- l4 [- x$ ?; `- x1 L
# M% c% i* `1 H' ?2 T3 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
6 k& L& x! X. `( p; W* v# {. }* m
電路架構如 pic1
" J2 z! q# W; p: S# 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=0.01ua9 ~+ M, P) @5 D8 b
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 S# J" X! w: |' c$ g) T4 [$ L
如圖 wave1 及wave2. f0 G0 V* `/ s: [

# B# v5 c- E* }5 F  X: Ppic2
9 c3 I+ l2 T( q4 x; Q# ?- u為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
* m9 Q7 L0 x4 E1 s1 r把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
' P& A- N) |4 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
% e8 e) l2 r$ U那麼哪種才算是正確的看法
' U: v( [; G/ p1 a( x6 ~' v2 B& o# R

( v3 U1 S1 V1 z3 f( l6 q2 i/ M+ N$ y: l
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" d1 D7 l7 i( k) o6 ]8 a2 R+ B
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$ T; X  L8 S  t8 z+ l$ n( f  k& P
, V* }$ G+ D$ ]6 B: H9 ~9 Z
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
: A. u' |5 {' j4 s2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊8 R; b3 M6 ~& q+ X" m! }& ~0 k
1 m/ a5 V/ @3 f$ x
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝. v6 u! F; c3 f2 d
; c0 }( r3 l  R; i! j
補上附件2 ~) E6 i5 f: N1 R1 E
pic1, ?5 W: w; q, u7 E7 R0 W) D" s
http://imgur.com/BdsSa.jpg
) C. U  m6 |% S6 |pic26 Y3 T8 h3 O# t2 H$ c
http://imgur.com/7khLtl.jpg* T' x5 g3 a2 S6 I
wave1
" P& \+ r1 k0 v/ U2 Chttp://imgur.com/fjTxZl.jpg
( f0 O' o+ n+ W1 |wave2
" V8 a. X, h& D* Lhttp://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
7 J7 N* ]. z: B2 o) O- c2 |4 ]
# V' S+ _; D' D: Q. h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
; H; Z% x/ U/ x* N/ c! i) H4 `$ ^
電路架構如 pic1% t! y7 K, [# `1 O* a/ O
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 y: Y2 J# V) X. S' p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
/ k+ q4 `7 M- u4 J. g如圖 wave1 及wave2& {9 K/ s' V" E
6 y# g9 R/ J1 x, v3 ~, Y3 o
pic24 C1 W- z0 L3 m7 J! [. y* l5 g
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式* }  d1 {2 v! ~5 `* Z9 Y# D" w
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
% X0 F4 F; O' s% h, `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
! j2 @6 K- z; |# r( |那麼哪種才算是正確的看法
+ i3 T$ C: i1 _2 s, {* }4 i, M
! F8 Z' X) c" y* A# r' Q7 a/ G8 c5 M) j8 p  W
  F+ q# J: H% r3 M+ }* Y; i& m! 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$ O; M6 ^# Q& J0 T: R8 d. \0 M/ K7 @
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 M9 x* A! s5 m# A( C( y9 ~
" g# g# ?* L9 {/ o: O$ o" u

7 H' t& S! c7 x5 g4 p. g, L1 L" V6 q; X/ l
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
' u. E! @! l* b1 i' r2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
/ R/ d9 D$ K3 \) S- Y9 z! P. Q: p! m$ C* c, d& Y! q
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝/ \6 Y- e  z; K5 @
  Y9 Q% w) y' u8 h2 Q6 O3 U& T
補上附件
1 `+ @2 W& p7 ^) b& {! r, X0 Hpic1# x* N; Y3 L% p$ T
http://imgur.com/BdsSa.jpg+ _" }6 U/ b- d7 X8 `% k2 n& l
pic2% }" C  k( H' m2 g' k
http://imgur.com/7khLtl.jpg7 P. E' s+ f1 e- ]
wave1! l' g$ {9 K3 z0 g: b! ]; `7 Z8 s: E
http://imgur.com/fjTxZl.jpg
5 J& v6 b7 ^- R$ b/ r+ Bwave2
  }, V5 f2 c5 }2 R) w2 n1 y3 w( xhttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   ! _/ X/ H: s. p. C
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
& ?! k/ w' ?/ u, I& G0 |
# _9 ?+ L" ?0 i" q: k+ G$ K! C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~
2 Q/ Y9 w& j5 ^1 W7 L(努力筆記)/ X. x# c' p$ R
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
# N4 L( @- H  o2 H; l4 ^5 z- m6 x, |9 F! D3 |
個人淺見
( p9 U. [" \( ?8 t& D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
. v  l9 m0 f" j  E4 J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
- w' s9 y% G4 M: i; g, Q' F2 h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. T4 i# x8 z0 k, I
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
- M, p) |( O( V! s! V% }* M5 pcrystal 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
; s8 O& n( B  q0 V& b' I* }/ F) L
4 B3 x9 R& k( e# T" l% l: {" g" K! \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
" J' H% m7 V$ k# {4 H, J: g然後 V/I=Z, 再取實部即可
5 C% r/ O" i& K& c& `# l6 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+ N3 H% e( d& X# F
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~% Q9 q3 q! M8 M
0 M, e6 a/ h+ c: ]) }/ @
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
$ x: ^" j3 m* q+ d, |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0 q. k9 x- c- C( Q; {1 L  ]+ b
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....
9 K1 Q/ c2 t. z* i7 M5 I9 L* F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( x% a. Z1 X# R3 T: M
  d1 j$ U! G* t/ ]# }
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
% ^  `3 I4 v$ Q7 L您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
$ C' }4 }6 ]  ?+ C, W& egood 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 & O" h9 V1 P# H( C
4 x! C& a/ w) Q9 Y% ?
  V$ _9 G: u8 ]; v) ]! a' [( F
    感謝 jackrabbit 的指教
. {5 O2 f8 @7 ?1 k& b. A6 D" i    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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