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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。。。。。         
" o5 v8 z9 T4 ^9 o2 r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.
# I1 I7 z; l, x) i' ]0 y1 S' _對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
9 G! f& P' h9 o" x, c/ @7 m* N& bIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...& ~: x% |) K" ~' {9 B
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
8 j. ?  p& ?. C

4 f1 U3 P' L! f
+ e& P/ ~( I( |+ f: k  r    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9 X/ C: B+ m9 }7 H, P1 N, Y9 g% A
crystal的等效模型各位是从哪得到的?9 B& f- ~2 f  s6 B
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

( G! f! @) [" z; M
" p/ c. x, ~: r) L9 P1 u! F0 m" V' A; E  p4 [# R
    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
, G8 M: `  v1 X# ~1 [) ], x; x6 u! a( _. D+ f
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
2 I- O  O2 W2 }) r, u8 ~
* l# N8 c4 b# p& @0 c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0 N: o# R9 j: a. h2 W3 g
& R" i. r8 ^6 {! z
電路架構如 pic1
: T+ Y7 M! A. A% x  e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; F2 f6 [; l, R" J+ k1 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. R3 u  o) i- B3 x3 u
如圖 wave1 及wave2& ^* N2 q! l; {# y! G  m
5 H, v% W5 v/ H' O2 \
pic2
! A  H6 p# }7 g為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式2 C" U4 b& M9 _: q6 J
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻/ `  e! A$ e# p7 j7 f9 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
" f8 |* v9 b* t* U3 V+ G$ Y- q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
& e' l- u4 n8 w4 ^: o% o; ^8 t; j6 v5 A
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
) u  L7 v" R4 }* g; o8 ?9 |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 O# [5 x# s  F- b$ t$ y
9 L- `' S9 U$ f3 q8 V
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5 _' @$ m$ e- Z( E" I

" M, r4 a) c& @4 H0 T& G- X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! a/ o) @+ r; k

( [5 M/ e! w8 p3 D/ ]9 y2 [' A5 N電路架構如 pic1( I" @1 B* @# o$ d* \1 p
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
% v, e. [! F( y# @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
1 X+ J! i& L8 v  C& {6 A' R如圖 wave1 及wave24 A" J- L, S0 g5 ^, r& D

# z. u5 A2 T: p! r0 e' Npic2
/ z5 u+ s+ t) g& d3 e/ b  K3 n為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式( ^9 d4 {0 S* G' ^  T- H: L
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻( S, J( v4 O" H  R" Q
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
+ q4 X5 u+ O4 _. T2 K" E那麼哪種才算是正確的看法% M$ r5 z+ E! w9 ?& j- Y

) j) {# a5 C7 A6 v* ]9 R! J: v! e: @, _

3 s! R0 e: d7 }8 u' \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
5 h2 f& m5 v0 I8 J  S4 S, K) m2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
* G6 M; ?7 v: Y6 m. w/ m' L4 U( ?/ i1 B% o1 s' D
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
) c8 B' q& z$ C" ?% g! [& e5 c2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊7 t4 B3 D$ b# O( E' _/ }7 K

; \2 n* W7 k1 q0 r: J2 F怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝1 G* w( b) W2 ^- t$ I0 D

7 d  ~: i+ a& P補上附件
$ i( K- J7 W, v# i  ypic1
' t, S( Y/ j$ `( x$ phttp://imgur.com/BdsSa.jpg" j- O, @6 o$ O# O* [7 m2 |$ [4 H
pic2, ^( a, A: o4 L) F  E2 e! w
http://imgur.com/7khLtl.jpg# A/ H# ^9 r+ W  x) M$ Z
wave1! F( A! C3 b! }- I
http://imgur.com/fjTxZl.jpg$ f9 F* V7 v. [0 @0 r1 I( V9 r( b
wave2
, l  h) s# U& ]0 e) ohttp://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
. e: C) e$ |- m1 W  L) k
# U$ }' {, i  P; h' q# 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
" T- }  @+ b( R- P: R. ]. n/ q4 c8 L( u! H
電路架構如 pic1
" v' K% a7 Y& R- A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
& u: w4 x/ ^+ c5 b5 S- k& A1 l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
/ u) @0 A) d5 i1 [如圖 wave1 及wave2/ h, C+ \& ~( I  h2 ~
: s1 r% N* ~4 _! u
pic2
- _0 j. T4 P5 y( O2 ^% q為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
8 x; z5 R+ ]9 j6 A把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
, _( W# a& R- w( N& Y: o5 |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1 X. {" T$ W7 [6 V0 R! }8 K
那麼哪種才算是正確的看法
, a/ w7 x( s5 q1 C! u+ o, ]- l$ ?% I! F  P3 Q% Q

% q/ N7 q1 q# G- P' U
7 k5 f4 \5 o& U  [1 N+ q# l  B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9 H7 V: I/ X. X- R  @) C
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0 {# ~% r0 j) b8 [# K/ o0 e2 X

8 F3 k0 w& R% t9 _1 r2 v$ A1 N* d0 T% _# F) j% L: J- ~0 e8 v, y
  n* c7 ?2 g3 K: }
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
. e9 F4 @/ p: R3 d( O2 I2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊1 g  _  j! K5 L5 g

/ P: z3 ?' K& o+ m1 F怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
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- C6 m8 x: q7 e, G1 F# M" `2 a補上附件
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4 O6 o0 ~6 q9 K4 @6 s9 ~& R' ^1 ?, Ehttp://imgur.com/SW7Zvl.jpg
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發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
1 {" A" z3 c& x3 T* s( `
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題( }8 q. ^( z6 _" X6 M4 u

# N0 ?$ p2 U' P1 N, g  B$ 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~
. z& V" U2 ^2 w) ^* h(努力筆記)
: s7 u# m( K/ ~( l! w! ~謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue / q6 J: j- @6 o  A
. ~) \9 W# i; Q, x! j, z: c) j
個人淺見, B, w4 x4 D( g- k6 T0 G
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
) a* y  F/ w7 ~7 H1 H$ e- f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 ?+ {' S: Q" Z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! D  ~# c7 k! X' r9 z/ p: M
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
) r) o# B, |2 h0 t  l0 ?; m% p8 Y) Wcrystal 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0 R7 Z) o$ w+ X" U

: n( F: c$ o$ i7 \5 l% b1 i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2 }/ _0 ]; ~" D+ r0 t
然後 V/I=Z, 再取實部即可2 n2 J7 V3 b( T& p1 v# |$ h
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* U' R3 x  W- g$ S( a5 I0 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~8 F7 i/ ^8 _; A) i+ p. Y+ @8 p

) K2 g- A' y$ r4 U- Z4 |% D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
9 n+ ?$ ]' a8 ?9 Z0 m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9 b( \# A+ Q0 B2 ?
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 W8 I8 H. g' P; l# B8 k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1 u. \; ?, }* N# Y# L
/ f) |  n8 L. Y% v  B
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
$ k2 h. ?* {, W您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??; ?& Q" |  m5 t% g
good 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
* w& i& h) r! y$ ?
) E& a, @6 _1 G1 p: G! g3 q& _# F6 n8 v5 V4 R8 I8 ~
    感謝 jackrabbit 的指教
' ?6 O# X8 G3 Y5 Z    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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