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）
+ w+ y/ U1 h( r8 D请问这有可能时碰到什么问题
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??
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
+ k" ~8 M' a4 F& z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
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
% R* t2 _1 ~5 i
2 Q! \9 L" D+ e& Y2 ~: [[ 本帖最後由 finster 於 2007-5-21 12:00 AM 編輯 ]

sjhor

要注意一些事項!
1 h1 D: c' w: x! a& K* {/ ~0 u1. Inverter 的頻寬是否足夠?
4 |1 o9 {4 c4 D9 Z( [0 V2. Inverter 的 gain 是否足夠?
3. 推動能力是否足夠?
; Z  v- q# ^1 ]* Q& f4 [2 A( p4. Inverter 最好 bias 在 1/2*Vdd 的地方!
5. 可先跑 AC 的 Spice simulation!
, m8 S5 N6 m; q) {' S...........
8 e. D3 l0 @: m2 o+ v* Q7 x# `. p& d........
# I1 F% Y5 `2 p! i' \. i......
...

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)
+ ^1 V& R% ?# o3 q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
9 v) o5 D  K$ `, L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
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
) v7 K7 ?/ W" K; ]2 _9 m0 p( E
; ^' n0 |$ R4 G4 K: ?[ 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
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。
1 c5 n/ _4 \( s0 I: H我在综合各位意见试试
再次感谢
ps：
" n! a9 o* `) ]( M+ Rto 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
crystal osc 是看負電阻效應
當負大於正  就起振了~~

, t: {, f3 R$ [4 M6 dhspice 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
/ i& K* S- G5 d5 ^: n) q一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
6 G- {0 C3 s7 Jcrystal osc 是看負電阻效應
( E! r6 f3 F3 m" s; |! [3 q當負大於正  就起振了~~

hspice 要起振  還要另外下 option 參數
3 R4 i# q/ t( X; h0 S  p參數我忘了  自己上網找吧

x谢谢你
现在碰上的问题是，无法得到可行的晶振模型75k
而且以前我也没有这方面的实践
上网找了
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
; l/ l4 i( p# o( ]: S0 i一堆門外漢的回答  你當成寶~~~無言
crystal osc 是看負電阻效應
$ d, A: l( C4 x/ I; y1 V( P" }當負大於正  就起振了~~

8 A+ h' i) @- Q  b
! ~8 e. Z; ]- K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
, F/ e7 {+ c) L0 W7 P9 PBIAS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
; b+ _5 G! U4 [4 s7 h3 r2 J- U" Y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
/ v1 G: f$ \" r( ]3 ~但是大家的觀念還是一樣的吧
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
, z8 O- L7 G& b2 R, `6 `. ~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
( h8 d7 W. t2 n# P* j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!  

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
- M- [  H- o, }參數我忘了  自己上網找吧

. m9 q) I' T) F4 T* o% M
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
7 P  K- _$ G' w$ d& \6 R' b我自己用Hspice模擬也是怪怪的!
5 K" Q6 n0 V& b
[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-6-6 12:03 PM 編輯 ]

wwm101

谢谢monkeybad 版主
6 u& W* W+ S8 [您的文件我看了
% A# U6 Y5 p, ?2 e/ R现在碰上的问题是
* a. g( {( t9 M" D4 m4 y  I我自己模拟出来的晶体振荡器
0 m; f4 N8 j2 x: h' T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
# [  `% T5 u7 t  \6 d3 v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》
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
现在的困惑是要怎么去模拟一个75k的晶振
  h+ {7 t* k) w1 ]6 u
再次谢谢您的关注，谢谢

sjhor

如下:
, r, h5 {' L2 G0 e
請找到 75KHz 的 crystal model:  等效電路如下: models parameter 可以找 crystal 製造商要!
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!!



; I/ U+ E: N3 p7 {. v再參考以下文章說明:



& O0 u5 V% A) ?: b& m
% K5 x& F( a& _* U& K8 x, X3 @
6 ]  r) J( L0 M8 t" r外面電路建議的 simulation ckt!
" P3 E/ _  w+ ^


[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-12 01:22 PM 編輯 ]

wwm101

to:sjhor
' w- v+ p9 v% N我问了一些厂家他们好像不提供哦。
& `5 l, Y* c% l: q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:
1. Gain or bandwith 不夠!
2. Inverter 的 driver 能力不夠!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
( c( s( K; i; |6 M4. 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!!

1. Gain or bandwith 不夠!
   crystal osc 沒在看 gain or bandwith .......
2. 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!!
3. 外面的 RC phase 補償有問題!
    r 回授 c 各提共 90度相位偏移
9 C/ p' o, i9 n6 s1 I* q6 ]  g4. 可先 run AC 的 frequence reponse 看看他的 gain 是否大於一?
& v# b1 i# f, \# z& `) I: }9 U   負電阻 啦!!

sjhor

好啦!  75KHz 的確/應該沒有 gain bandwith 的問題啦!
& `: }, Y2 I/ o; }
% ~2 a7 w/ {- b. ?7 }, l, k我門也都知道負電阻的效應!  但是這個觀念比較難說明啦!
# X3 x2 W* X/ ^+ {
你的知識比較淵博!!  可以提供一下!
. ^+ B8 s& L4 u. v( H這個負電阻  如何計算? 這個負電阻如何 simulation?
可否提供一下相關資料!  你的功德無限啦!

哈哈  我以前很笨啦!  的確 run 整個 crystal oscillator 的 AC response 啦!
有看到 bandpass 的 response 啦! 只不過 bandwidth 非常的窄啦!!
  i" N$ |# u# G/ o$ n0 h所以  可能從 70K ~ 80KHz 裡面分成10000~100000點啦!
所以  我真的很笨啦!  只會用 try and error 的方法啦!
校好這些IC還可以賣錢啦!

gimayon

需要嗎?
5元 RDB 販售!!
$ g, _: o5 |  ]; R" i/ X7 Z別怪我現實
貴網是我看過最最最 愛錢 的網站!!

wwm101

to：gimayon
非常想知道负电阻要怎么仿真
! D& y6 M) z9 U) y能不能提供下
谢谢

sjhor

内容
: R+ g) H. C5 U1 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
3 V  \6 l/ D8 a# q. f0 {0 A( s  E4 E6 反馈电阻RFB................................................................ 5
7 石英谐振器................................................................
4 x( l4 [8 y: |' R

% F6 v2 v% z  [- h. I8 e6 W; s1 d2 v
[ 本帖最後由 sjhor 於 2007-6-14 06:39 PM 編輯 ]