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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。。。。。          ! l. q+ o% {" Y6 q! f& k% t) G
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.
7 \/ F9 n- N, j9 K對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
+ [& F; O% ^& y" B, oIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...- }1 U6 |, Y; T3 M( M* m
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
; t( C) o. G2 i2 N1 Z6 W6 q

- a1 L+ w. H  G3 U. A( L8 a% r* D9 [% m( a' s8 q0 q% P1 ^# T
    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
. J. c0 S, j9 t8 [$ z( F5 o5 W. Ecrystal的等效模型各位是从哪得到的?
6 \2 I% a" g, ]! _( Enowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
, t: W+ N; }: P6 Z

+ M" E9 t* p& p/ O( c& Z/ X# [3 t( t; d
    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 ; r5 `% O$ ?7 b( Z0 L; R7 s% r$ d& Q
) @5 E+ O+ P$ n5 H% h
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
/ X( U1 Q3 |, V+ ?. r% F$ r, w# F: @3 A6 T0 v# `+ ~1 X7 B
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
# [7 I- V( Z! N! C# Y/ @4 Z6 a" E+ |. D5 P
電路架構如 pic1  Q' ]3 U+ v9 |4 S
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- o. B  |. z2 r: u7 y3 X: b- N
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% Q( N* v+ r
如圖 wave1 及wave2% n) M# l; J: r" g) e

# ^6 Y: d  J" f2 w& ^pic2. y7 U+ ~! d. k6 @4 P# D1 Q" [
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式1 P9 b3 {" u& H. h% O
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
( m% Y4 n/ f, k/ F' u$ I5 H4 d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
; S) |3 ~3 m+ t3 W8 `8 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
: E6 ~2 B% |4 }; Z4 c
9 D# w) E: K4 i4 g' ^& ^不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
7 L5 M  S2 j( f1 {( ~2 y& k4 w1 J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
$ {- J8 j7 b4 ^( n- b* g$ ?6 _
6 w6 H6 L8 @. a1 H/ |# i5 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
2 q; P0 R- v& w$ I5 j; G
/ n- }9 A6 ~" I* Z+ N7 f  A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8 U) `  w2 e2 U- ?! i9 y
3 Z: b- X4 E9 B! J: t
電路架構如 pic1
, I" p6 p4 a, 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=0.01ua8 U3 k2 Y& M( [0 ]
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
6 y$ p5 H& Q- f1 @; l0 z% R. r0 o如圖 wave1 及wave2
* N9 @0 O! j$ [2 A
& B$ D7 h" }9 w. upic2
* o2 a) ]" B7 H4 x  Y# @為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
0 g7 W9 r4 O& g  T把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
( P2 j  W* p- f  j5 I+ p( n  Q# P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
: ?6 f  d# Z$ V6 k' q那麼哪種才算是正確的看法
" u8 y) Y+ q  [1 E
1 V* @+ b+ c) V! H) n
& G3 C4 \# Z/ u. q" {0 H/ }3 r- m- 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
( N$ x$ F! z0 m& F1 n% 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
+ d& \, b, v3 F- ?, o- j# ^* Z
( K6 X9 d, [# U* L1. 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. Z7 N2 c, ]9 c1 J% Q
2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊" P4 t$ F+ o6 A5 x+ z

6 u; H1 k3 k5 `1 i怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
6 s4 j3 G7 N$ }, k2 @, x
+ |$ D$ u' \( B) Y補上附件/ _+ U  E' E7 L# Y- L
pic1
; ?+ s2 r5 a9 }9 F( `http://imgur.com/BdsSa.jpg
4 M  i( E1 t9 e5 ?pic2
/ ~$ G; f5 y# M' Q) o, Chttp://imgur.com/7khLtl.jpg
4 a$ t+ `/ b9 d8 D. E8 \+ h& Vwave1% a* s. d8 q/ y, y6 Q9 V3 W$ g4 u/ e
http://imgur.com/fjTxZl.jpg5 a/ I0 W0 E4 Z8 X# U9 ?
wave2
2 [! V: b# F' Q8 X& b+ R: r! o" Uhttp://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) p( \- \2 _1 D( G: }% H: B9 r

* J, e7 A% |3 o: u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* V+ I. k5 _

: i/ x  ~4 m5 }, s. [+ t電路架構如 pic1( i  V3 j8 S- d' o, z
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+ A1 u: f. U2 I
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: ~5 b5 x- p0 _: A: @
如圖 wave1 及wave2
9 I! b1 o9 `6 a) c" O' S: t, O! b6 \* g* ~* L
pic21 X! M# \3 A* P+ {& J, ^6 J
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
$ ?3 t3 ^& C! s把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻7 T7 L4 u" J. d) a2 k* p4 k% 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5 w# \  Z+ [  D1 L
那麼哪種才算是正確的看法& u- T2 E/ d9 P2 J' \
9 c* ^7 E; c& L8 w0 \+ X! D" l8 ^1 X
# ?7 h3 @  G1 f) ^( z
4 r" A( S# |' t
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# g+ }( H: X0 \# a
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# R" b2 e; P; R( u  O! C' |9 [0 i2 l

5 N! F; Q0 _6 Z9 ~$ t4 K) w6 [2 ?) g) ~- q+ |- F  s
+ _; I5 ]% q: K: h5 L
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 6 X+ c7 ?. G  W; o7 P) H3 _
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊0 j' l0 T8 j7 c  d
. J1 X% e2 e5 y( e* g. A
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
0 Z7 z, M3 ]! v  c# d  d' t  d* l- Y5 s9 `# j( c6 n5 X& Z
補上附件9 U* y& i4 I+ ^# e
pic1! \/ C+ H9 [- o- D7 W: X" H
http://imgur.com/BdsSa.jpg; T, X0 ^% [8 L% ], D# B
pic2
' ~/ Y  \6 J  G) shttp://imgur.com/7khLtl.jpg2 I) x; H  e/ G# h
wave1
5 q4 ]/ ?- P3 Dhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg+ K" Y/ Z" Q( \- w2 c! h) F5 o) a# s
wave2" f9 Y/ x8 U- b& c5 B6 [
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   ; T; Y  X1 L* N- J% b7 V" ]
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
7 C1 Y. o3 ?. \' P/ V6 ^/ S
5 a) l. D3 F' ?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~& O6 A2 }2 k8 u" s1 A4 g$ f
(努力筆記)" A6 z5 Y0 ~: C% |
謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue
  s: h. V6 \: n4 |1 a- {, _9 {$ J7 A$ i
個人淺見
( |$ \" U$ k+ C" w5 r) f% {5 _5 X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& X) }: m: b8 s1 }5 `
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) ]& z& Y0 B. v: n9 s& r2 @
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LC9 Z. g# ^/ q% ^  z
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!  M. r: E, O, I
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
. k2 a" E% D; y% S
3 Q+ I  {  E" Y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( V+ t5 {6 |3 U$ x
然後 V/I=Z, 再取實部即可
4 X8 w: }: Y) o4 a! h* Z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 V  f4 K2 c/ G8 i& O! j4 _
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~+ k; n( a" e: l' S9 {9 |
( C" J4 x8 o* O; X, m9 w& P; C5 L( M
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
% J8 O4 e# [  [/ o' x5 d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
3 G1 |' Y6 m' N# s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....
% E2 W! E% D) E* o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
! ?2 B( R& v% [  E# j
3 C% l' T7 F  p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
7 K/ R7 }9 u/ H$ C, f' d: s0 ~您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
5 z7 @9 X' ^+ g3 Y) _* bgood 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
3 }: `& H1 B' `8 v! C7 r  {, C( R& F8 Z+ H0 }) k$ s
" y' O" s( R. t5 j: J4 l
    感謝 jackrabbit 的指教2 B' [# }% Y; @, R3 F' S
    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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