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）
请问这有可能时碰到什么问题
9 I4 q# j# ]5 z2 e" |2 u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??
  I, L( E) D2 a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
. u$ l: P6 ]. T' k8 `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
0 ]2 j6 s6 M/ x7 a: |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

[ 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?
2. Inverter 的 gain 是否足夠?
  C, I0 _) T9 h2 |9 y* o) P3. 推動能力是否足夠?
8 C7 o1 ~/ ]3 C- ^1 C; v4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
6 w! h2 B0 |- i% H4 v* i( ]0 x. ]...........
........
......
  x- [/ }. H6 B, A# E8 O: c...

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)
5 @) s# c( |  C) c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
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
& ^, R4 z+ X$ D- p0 b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
' G/ u0 S2 T0 d; ?- @1 x  x
[ 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
7 |: x" a! ], J5 {+ X8 k; T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
4 v( j6 ^3 q# `7 Q4 ?% Z6 O7 p再次感谢
ps：
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
& k) U7 ?" }3 ?crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

% [8 Z; Q7 Y4 d+ mhspice 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
/ ]2 l7 l: m% v3 Z$ a  P一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~
& R. _& U& z0 [8 K% d8 G$ T
% {& u1 V0 e9 i. p8 K& A( Chspice 要起振  還要另外下 option 參數
參數我忘了  自己上網找吧

: l. M! ^7 y1 ?7 V1 Dx谢谢你
* L8 K# Y3 B' s& A/ b9 a3 J现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
7 L0 |: u! @% W, \而且以前我也没有这方面的实践
* O1 p; ~* D+ K: k/ p) o0 a3 K上网找了
: r& P. D* G7 Q9 `. M关于这方面的资料比较少哦！能不能在提供一些帮助
谢谢

monkeybad

原帖由 gimayon 於 2007-6-1 12:33 PM 發表
- Y! X- l8 b. E5 Z- f+ {: \一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
crystal osc 是看負電阻效應
5 X+ C% `4 ~: g6 C3 F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
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
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
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
但是大家的觀念還是一樣的吧
2 P" `* I2 q5 S5 J" ~" `  J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
, [  i3 q& E8 ^0 ?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
) ^5 @+ n& w2 c/ n4 c6 O提出批評 但是語氣上 還是多一些尊重比較好吧!

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!  
! P4 y. R' G& G) a+ ^" M, n6 _  H

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
% L% ?5 H1 L! c; @- P# ^1 V參數我忘了  自己上網找吧

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
我自己用Hspice模擬也是怪怪的!

2 v, z" w8 t* G* S; Q6 N; H# Y[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
/ h5 |% L% j8 g4 ?5 l$ O您的文件我看了
& W2 M0 R8 o9 i6 V现在碰上的问题是
我自己模拟出来的晶体振荡器
1 B$ O' c3 ]/ Z; q# t6 w- D+ D; |可能是由于参数设置不对
结果造成的环形振荡增益不过
本一位成倍放大管子科研解决问题
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。
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》
; w$ f4 ]0 }, h; c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
( ]1 D4 M: h' u# D2 q- W现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振

1 ~/ Z" j% J" d3 f2 a再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:
5 w: X8 q; I. j. t2 o& H
請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
% A. V4 @6 R% z. O. d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!!


" s3 y  G- `1 D( q
再參考以下文章說明:




& e4 k$ G( p0 ]: g
0 L- R0 F% l( B5 I1 b0 K( ]外面電路建議的 simulation ckt!

( I3 e" _1 E% K' M- X
: @' r9 c, ?; g+ z# m1 _& v0 c2 J
$ s+ f  J1 I1 [; @' G[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
我问了一些厂家他们好像不提供哦。
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:
) S4 e9 Y; z$ V+ H( y$ K  B1. Gain or bandwith 不夠!
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
$ |/ y4 h/ C. E# Y2 |3 H4. 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!!

, _6 F% X/ u% L2 l) _" `& t" x1. Gain or bandwith 不夠!
+ I% {& A- L" R+ F: b/ V   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
2 K- y4 {: M1 d7 n2. 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!!
+ h4 S  \5 x; N; \  J& k& f3. 外面的 RC phase 補償有問題!
    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!
$ {+ S5 h& o7 ^1 g3 Z. ^: j
我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
4 {7 a" |7 e) Y/ J1 ?
你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
8 V0 s: I; ~; _5 I這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
! W0 g1 F! t# U& ~* j可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!
8 `$ b, X, W9 I* ]) l$ y
, x3 c6 L, X" v' U哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
. j# x/ j% Z' h2 z! x* s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!
; ^0 N& a% j( h; y1 o" E2 U所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
; @  [+ s; y2 m' N) Y! y* p: `0 K校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
2 Y- v" O$ u: L  Y- `& s5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
6 q/ t* i  v# e! e; J非常想知道负电阻要怎么仿真
$ \4 f1 }1 l! `6 Q能不能提供下
9 I$ x3 m9 g8 G$ b% P8 V# G谢谢

sjhor

内容
1 介绍..................................................................... 2
2 石英晶体等效电路............................................................ 2
3 振荡..................................................................... 3
4 放大器................................................................... 4
5 负载电容器CX1 和CX2 .......................................................... 5
( D% y0 u! j2 g8 q6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................

# v  V. a, W0 X  {/ e) b6 e

5 ]+ F0 I' j7 [9 @[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]