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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。。。。。          , W3 Q4 I' }) |9 ?1 ?' W1 X
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.6 h& E6 f$ L: k1 ]2 B' |0 f
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
, J: t. l, w& H1 L( M! s# _IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...# k5 o2 W7 q! r4 A
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
/ c" z2 l9 I: Y- X$ ]
3 s3 B# T2 b4 [$ f! O
0 R6 y$ U6 f  d# i
    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
& O5 B2 J( ]/ u) d5 M5 {' acrystal的等效模型各位是从哪得到的?
% Q$ K5 G! p3 c. Y" o8 nnowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

0 B6 v" d$ S, {* p! j* j
- A3 [  V4 t- U0 ^) Q. g  U" Z- A. p& p0 m& P5 k
    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
- z; e4 Q, v9 f, |: F/ Z2 e, v- ^# P* j3 K: d
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 r/ }" x' |7 A. L) Q. m% }( v) 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) p& J4 G7 b' g( I' K0 p
, w( R, K1 R( A1 G7 W' v& ]
電路架構如 pic1. Y1 V) L' W& z" ^$ 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/ r! @3 z1 ~8 _9 Q# 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
0 ]" \  P* P; K; l如圖 wave1 及wave2
( d: R' }$ e6 X$ f: L4 R7 ^6 y$ l- u/ [2 l2 u* k
pic20 i9 V0 {! l; J7 j( D9 F. t
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式4 x, @. l2 g% P- m/ {4 t
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
8 U6 k7 ?/ ~% Z: n. j. i% P! G( k+ y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
- l6 J5 _' x2 c4 j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 8 V5 ~. S! W/ r; ^/ G

# @$ V& x2 h+ |不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔( r% ^( V3 f: A/ p
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 - S" u2 W6 |% k. M# E1 J; \( o

4 o& ?: ~( C; A2 v7 \- N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
& V5 [; ?' e% p* ?- b( N' j% Y7 n
% M9 R: u0 \% {% u* ~" h1 p4 \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$ e8 ^  Z5 \& m+ _

3 M( [$ @5 i$ D/ C  p" D2 A電路架構如 pic1
  A- i" E& s& o3 H, B6 s  Q9 y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
* g' V% [4 ~9 [% 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$ B1 P6 {+ F8 F0 [0 W5 {1 F- p
如圖 wave1 及wave2; `( M* V4 Q; K. g  A/ h) g, B
0 V3 E7 A- h) S4 x! q
pic2
: I* e* x6 C) W) U為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式7 m. l+ f/ e( f
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻, K* [- w) T/ g7 B5 y8 _
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 v1 c/ o9 I$ P) }# d那麼哪種才算是正確的看法
2 `; d' ~( h3 ?* L- L& ~) q7 L' \

3 O5 q/ v  V8 y% @- g& j
0 c: W/ b3 B- S% h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$ @- }* E. A6 ?: F- ~3 V; ]0 `+ ?5 `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' S9 v/ {- q5 s* I
- v& \; k# Z* T$ ]9 H
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
  `# H' _, t6 x0 W! [& {( |7 Z2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
* c" M) `" W: p- B! F  c
) e. `* i' k: ?& z2 g怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝, g) K" U5 i0 E1 i3 f
# F) l( n; t& L! F7 `+ [# y
補上附件& [% h! ?+ ^) V( l
pic1, D2 V9 B% G7 [* D1 j! r
http://imgur.com/BdsSa.jpg1 c2 z& E+ ~7 B+ u8 A0 r5 r+ b
pic2
1 R& z' P/ M* e& Hhttp://imgur.com/7khLtl.jpg
1 L+ R5 x8 f+ E$ X& d! qwave1* f+ U( g: L0 B2 T
http://imgur.com/fjTxZl.jpg' ?( k% \; F+ S! q# h" [# @% c
wave2' F; S& k2 c1 r
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9 i. Z5 O( y" j) u$ p- X2 o  g
/ I8 ~6 k7 c2 }' t+ 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
# @- f( Q1 B; n/ i
2 q8 W5 [6 s% j7 r& V電路架構如 pic1
& }8 F/ X/ {* k8 U' o9 S4 i  |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, R6 y+ _& @/ e4 T
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
% S( J" Q% `9 \& Z' t1 m$ ?4 j  x如圖 wave1 及wave2
2 G+ p* h( h! h( \) W
  o9 [7 r% z/ M0 q- Fpic2) g4 A9 R% O: e4 X, n
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式# T: A; X8 f' ?* R5 X- N* V) A8 T
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
; a8 D# \+ }' R8 i" X$ A1 ]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' R( x: X- _5 C
那麼哪種才算是正確的看法
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) T5 H1 U( w$ j, Y( E9 i' @; x8 t4 _% O/ u+ ~

+ k4 i0 k# b8 L6 h6 f, y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" q. {  j# f4 D1 C( C2 w: L6 U
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
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& X" f* K- C" r1. 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
# q& d$ o: {/ o) @# Q, z2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
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; V/ x% J2 x0 x, e; Z9 }怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝& y9 B) c2 |- u/ ]" X$ n' l, P
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補上附件
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" h0 k6 ]- K/ K" V' Q/ u  [9 |http://imgur.com/SW7Zvl.jpg
48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   5 z% J, s% O! R6 ?# M& r8 P; A9 x
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題5 u2 [$ R% O& }' a! E6 [( L! d

4 y# B2 n, z# P) J1 @- _! }2 }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~7 T9 Q! ?4 Z4 M2 D' Y
(努力筆記)
! C2 l6 Z2 X* W' f3 q謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue & J+ j6 g  s: \- q2 D+ s

% j8 ]4 m0 H# o! m- z, d; ^個人淺見
! T. m5 x1 U) B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; e6 Y0 V4 t6 o" e. M
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1 T" _- O: k0 ~/ w9 V8 V
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* z/ G0 `' y: _# ]2 D( `
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!$ ?1 _: {& b! c* h$ D& r
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7 q- u1 j7 i1 V$ `# ]

" ^1 d% Q& C% T4 E) 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
+ Y9 ]/ ]! y" Q# ?. j4 K然後 V/I=Z, 再取實部即可
4 Q8 x' X/ b9 ]; X5 J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 G0 C8 H& W* L% K. f2 w( A" z4 P
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~
' ]2 l1 s, h+ S& l  R9 x9 e/ o, e# [0 c1 G' w1 O' o
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4 _% E! A8 h) d/ |1 i+ C/ M# S
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/ f3 `1 c3 G, V" ]0 N2 ~8 k
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....8 j0 l; a+ |, C$ |6 p  c9 J0 z* y
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% d: @# V5 l( O& b# ]
3 c; Q& q7 H, r. R& Q
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
, v1 h8 @4 |% K4 b& G. z您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
0 z! N: M" W0 k. \0 ogood 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 4 }+ o3 ~8 k& G0 C5 u
" f8 I& Z% @! U
3 |% [5 m. Z3 J8 z' C
    感謝 jackrabbit 的指教- g+ W/ b; }. V' ^! B
    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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