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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。。。。。         
, d5 [  \9 Y% b3 y+ b2 s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.
9 N% O1 j( b  s對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.  Q: @7 s- e. [5 ?% Y) t8 u
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ..." ^5 o1 y2 s& |& ]( g$ K
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
' O8 q$ E5 ?: ~. x5 g$ l
6 `/ i- ~" D: f8 L+ Q) g( X7 D1 G

. g: y, j! r6 z/ r, q" @    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, ]  r5 v. ~) i
crystal的等效模型各位是从哪得到的?7 U. Y2 K" C" i# _5 b, N5 s
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
* |  N$ h7 E9 R+ X3 P8 t- [0 C
- I( w& k  D8 I4 T* E" {' K$ b& e+ D
0 ]0 e; U# }$ O& I0 [
    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   A5 L% `, a4 D$ ~1 a  U3 ~, R
8 f2 L0 f7 p, ?) f& o4 g$ T
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/ A- p1 c: R2 G9 H+ x0 i" r

$ c5 n7 K" 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9 r6 i8 T6 S4 @- `
& U( @4 P+ U  X% ], n& \& N# [
電路架構如 pic15 \; H/ d6 u) j+ ~9 G% B$ }9 M
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
, P7 e; }" g+ j! o" K' \1 C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8 a' o) o7 N/ X
如圖 wave1 及wave2
6 ^* w0 E; t4 d+ L
) z9 q0 z5 Q6 Q. K  A) d- |; Wpic2' J1 M+ A+ o. H
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
* X/ s8 l, o. x+ A4 w把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻; N+ T% B8 i: |2 q2 N
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
$ r6 v( S2 R/ y& U8 T* W8 H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 4 d) ~( k, V, J/ b/ j. `

4 x% h% h) E8 L& Z不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
. F/ s" E- I* Z* c  a+ Z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 2 x; }8 H* Q4 |7 X  n7 }: E+ a) s) y

! q+ H- t8 A' F9 |, H6 d& E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% W9 N0 |/ a( A- s, Q

+ c6 G6 g& U2 q- j! {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( M$ I8 v4 d

4 h4 H5 V/ g, n) i  ], g, q. y電路架構如 pic1) y6 H" i% C* v
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( [& I7 C. B" d, C
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
! \' p# x% y' A# X8 x& A2 ~5 J( _. \如圖 wave1 及wave2
) C( w/ r% w3 i" ]+ d
. J9 A) O7 U4 ipic2
8 {7 E- p0 `! M& B" J為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
! q, B9 m0 k/ C; I% s) j, ?5 Z2 {把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
6 c4 J! K1 g! l5 p0 ?/ A* 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0 q/ d& o7 F0 e* v6 v( W) z
那麼哪種才算是正確的看法
; E4 U$ T* u( g* r" d! U/ [  `! m" _& H; X" r1 ^6 q# Y
- @8 w4 J4 [# Z6 ~

& v7 B$ S5 }0 ]- ?$ H7 F- k' G; 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
: r) i- d% I0 M( o2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: K% s' Q1 ?! d/ \4 b* ?6 A
1 C  L( V& G* h7 l  G2 F7 J
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 ) N& I! p5 X  F
2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
* K) e5 c' e, Y* h3 _4 ~' p& K9 I# u) q
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
. r% M, W) M+ m# y8 x7 \4 Z8 i1 {0 L, S: p# {. s4 G
補上附件
, p$ b+ a% y6 g+ j. z. }pic1
8 u" Q# m' q$ i0 Dhttp://imgur.com/BdsSa.jpg5 V: V: Q; U4 I3 |' s
pic23 J( {# D+ G: r: k$ [
http://imgur.com/7khLtl.jpg
. L+ c: i0 Q3 z- [) ^wave1% _9 D- }7 Z7 q3 O% O2 M
http://imgur.com/fjTxZl.jpg9 @5 ^# P% B( E. i, n+ s
wave20 z4 @5 J) `7 D  v
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& K5 v0 {" i0 o* {7 h! G* `

1 k; P% D* I: {3 z% q' E) K5 R9 S* T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
* J* m. F) h, \2 ]! M; F' A- J; e5 `' t7 Q. Z
電路架構如 pic1
. J8 t2 t2 p- C4 l$ P5 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
; v4 R3 f6 k' X6 R4 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9 G: h' o& Z$ l
如圖 wave1 及wave2+ l4 z9 y, Q. q1 o/ k8 N. b& _
3 ^3 w; s( h5 s  t& m
pic28 p3 h  F" i  A/ f6 m6 k  P
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
- _9 j: r; Z: c把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
8 g% t8 y. e7 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
* I+ F" P( |- Q( G) o7 T那麼哪種才算是正確的看法
9 ^: D$ m# J2 I. k7 L2 v# m+ [0 ^8 o& D

; I; {5 J9 B* @/ M7 N. H
+ E$ Z% H. g6 v9 g- |% A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' ?7 S! m7 E& N  R0 r" v: K
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5 u/ _2 A% r" R7 t
6 J/ G, D  s. @

1 `' }) }9 A& e5 ^0 r0 Q2 S! @0 q/ h# |- e, \
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
0 m. u- k  X% f7 K2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊( K9 V5 K2 c- N0 n. O" k5 u+ f

+ Z+ I5 X7 [3 b, P) f* z8 @" P怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
( S  ]' s: C  v% d5 R/ q
$ K1 l3 x" e( f) R補上附件
; y' _; k) `: {! ]pic1
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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   
& m" r( k3 |1 \8 ^; N9 R$ C& i/ W/ E0 \  J/ n
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題3 b; `2 O) A9 n# g
3 b6 ]- m$ c: N7 E, G
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~; V' o1 R1 f5 d, T
(努力筆記); T1 K+ G" v& `0 y4 u$ l
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
7 ~9 p! j- S3 ?$ l3 |- l0 V; I* g7 I% C6 ^& u  y! c
個人淺見. e0 M! d- b! f/ t4 w
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
2 t2 Z( H" I6 R% c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/ v9 E$ a( \$ S9 [' y
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! z! G9 b$ ]/ X有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
9 `/ X" z/ u. [4 q" `4 ycrystal 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
; R# F/ K* X+ h  y" v6 L9 s+ e
- `$ i$ W3 R) L3 E& }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
: ?4 ~$ b- e' H& i5 O3 k; U然後 V/I=Z, 再取實部即可5 H. v9 X* w4 P+ `8 r
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7 A6 d1 j/ m$ W5 G$ ?- i3 w
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~
& p4 q3 K- T8 t  X3 ]/ Y) B' t/ X
5 T8 a$ ]: Q( F& Z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
/ @7 y) R. Q9 \* H6 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
; V0 {" y: ]8 I& ^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....) r7 ]2 W1 u) C
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3 F( b% c2 E" c6 a1 @
+ d) G: u$ n; Q$ y
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, H, y5 J  I' P, m
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??; a- M0 E, O5 Y- ?+ G0 \) u
good 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 % z8 B: O4 u. P3 Y- {' l+ p

/ e$ R6 k- e4 D2 {
3 T3 x- L6 u* J8 b& |* n    感謝 jackrabbit 的指教
# |8 C/ f! ]: n    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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