crystal oscillator不起振~

camilla

各位前輩~

- W4 D  g- ^1 g+ ~: E9 y3 o: B我現在正在研究crystal osc.我有在論壇裡看到這方面的討論...
# N# Y0 {) J2 J$ S% p, Ohttp://www.chip123.com.tw/phpBB/ ... 8412&sid=g0bJll
4 F3 @% e0 @6 a0 Y- B; D3 L7 k
  f5 c- f& ]' b其中finster版主建議說加入這個模擬條件  VDD VDD 0 PWL(0 0, 500US 3.3V)

但很奇怪的是,我加入這個條件後竟然不能振了,但若是VDD VDD 0 3.3V卻可以振,
4 l4 ]& [3 w6 _
是什原因呢?

! L3 @$ Z6 p8 P! d; a$ i另外finster版主題到的low current crystal oscillator...請問有bias voltage control相關的資料可以參考嗎?
(因我加完i/o pad後的電流竟然幾mA阿~)

請各位前輩知道的話能給一些意見嗎?謝謝

對了...我crystal osc frequency = 13MHz , vdd=3.3v

camilla

謝謝finster版主~
2 [% I7 t' }. w* l' `$ q
我加了初始電壓進去後就可以了~

3 Q9 j7 \5 z( ~3 z2 |- P我有看了一下你建議的那幾個電流...在inv的電流大概是2.多mA,

( U0 `. F8 Q+ V# E我也針對這個方向下去修正~也有變小了~
- u! x' [+ X. C1 U6 C& o; F" D
另外我還有一些疑問,就是crystal oscillator除了消耗功率外尚需考慮什麼條件呢?
9 y8 ^) }. s( m8 M" d5 Y( I
- a% ?  N. Y7 B8 ~5 ]& I9 l我教授給的spec只有vdd=3.3v i<1mA Freq=13MHz 那我還要再另外考慮什麼嗎?
' B# D) E$ A) p* L7 U( A5 e" W
(不可能那麼簡單吧?)

5 f+ k7 x: D" L6 |" V5 x1 Q+ Q+ O麻煩各位前輩了~謝謝

camilla

謝謝finster版主~讓我獲益良多

camilla

不好意思~finster版主~
: c3 b/ x- @" N2 B& z
因為我現在想在不使用這個crystal時能把他disable(因inverter會有dc path),所以把inverter改成一個tri-state inverting buffer,但在disable時不是輸出應該要為零嗎?
但為什麼卻慢慢衰減到1.5v左右?這是正常的嗎?
) X* k- x0 k# c0 r
再次麻煩各位了~謝謝

camilla

對不起~忘記附圖了~
$ d4 |- U4 u, L! @+ i! I2 F2 W
不好意思~finster版主~
0 W9 W2 h( L7 T8 i
因為我現在想在不使用這個crystal時能把他disable(因inverter會有dc path),
6 `, E0 v# N! z" j! @$ r所以把inverter改成一個tri-state inverting buffer,
- d4 u: q% P" A. v, \但在disable時不是輸出應該要為零嗎?
  h5 t2 x: L3 e但為什麼卻慢慢衰減到1.5v左右?這是正常的嗎?

再次麻煩各位前輩了~謝謝

camilla

poseidonpid你好~

3 \- i1 p" Q6 n請問有範例可參考嗎?因為我不清楚你講的意思~那TRI-STATE BUFFER在DISABLE時是Floating(High Z),那輸出應該是什呢?

) u! U& N: q- B% ~6 T麻煩各位前輩再次指教了~謝謝~

camilla

謝謝finster版主~
, }0 V, k& \+ _5 A* k) B
* a9 _4 B8 q) ?" ^% I, ^- L我了解了~我目前是兩個方法都試看看(加"nand" or "transmission gate & power down")...謝謝版主的指點~

camilla

各位前輩~

2 P; Y' ~1 E0 p' F我之前模擬crystal osc後,教授看了說我的作法是沒錯但想法錯了~
2 t6 H9 e' K& U# d
因為我這個crystal osc是要藏在學長的ic裡...要用他其中一個i/o pad來實驗...

所以在不使用這個crystal時,能完全不影響到這個i/o pad所連接的cell(學長的i/o pad有另外用途~)
* h9 k; ?8 I7 m: E2 N$ ^! y
; i. Y! E7 r$ e9 ?2 _但我還是不太懂我教授的意思...且我的schmitt在disable時輸出是要為0...
$ |  s# ^0 ]8 ~% |. {
8 Y; u$ x) c) x4 z我實在不清楚我教授的意思...在原本的設計裡不是disable時就是把這個crystal都關掉了嗎?
& h4 w- }. K3 A9 s
% P. q  w) x" u為什一定要使用一個tri-state buffer來代替inverter呢?一定輸出要為floating呢?
5 l4 }# L& a! u/ w! T  Z; y
) Z9 z; f8 J- h0 c- Q, T$ c請各位前輩指點一下~非常謝謝~

camilla

各位前輩~
+ ~2 o; t" z) ]) M
我剛剛想到,因為我是接到i/o pad,所以不希望在disable時,crystal會造成電路消耗而影響到真正接到此i/o pad的電路功能...
  S1 f$ t! b+ P1 f8 o0 a
% g6 _# d5 E) t# A3 u! L- w所以我教授才希望crystal disable時是floating...但又如finster版主所講,在high-z會有leakage current的影響...

那有什方法可以避免這個問題呢?或有什方法可以能有同樣功能(disable 是floating)但卻沒有此問題呢?

! a: ^* {$ H' n. [/ t0 y( Z+ I麻煩各位前輩了~幫幫忙(因為我月底要搭學長的順風車,藏在裡面下線,所以拜託各位前輩了)謝謝~

camilla

不好意思~謝謝finster版主的耐心指教~

" Z! {( U7 G) ]我現在改成如finster的建議~不過我對在disable時的輸出不太確定是否正確~
" z# E4 Q: h0 K: K) q7 n
如附件~是因為floation的關係所以他會慢慢衰減到一個偏壓嗎?而不會是0或vdd....?

0 B, T% s. B) Q* L+ @' Q再次麻煩各位前輩了~非常謝謝~

camilla

不好意思~一直麻煩finster版主~
% z8 A" T5 G3 m5 ]0 |! q+ E
我的電路是如圖,我的輸出是指在INV改成你建議的電路多加一個TG後的輸出那點~

9 s* z2 u$ O5 @( J. Q你講的是回授電阻嗎?但我已經把他用一個tg來代替了,所以disable時這個path是打開的~
. |; D8 X$ c/ J9 c
6 R" B  q( F# S& R7 K- T$ ?還是你講的"串接電阻"不是只回授這個電阻?
+ p% D* J( h  r3 H9 }# x
  ^2 `! |* v! t' \假如我輸出不是0 OR VDD會有影響嗎?
* c4 e& [9 t- @3 A
$ X" z' O' B& `1 D9 b這個偏壓有可能是我的回授電阻(tg)所造成的的嗎?(在en和enb要通不通的情況下一直有一個偏壓存在?)
9 E: w$ l) h; ^$ L
4 o) @+ }! ~* j' Q0 {  S% n不好意思再麻煩各位前輩了~非常謝謝~

camilla

我又忘記附上電路了~對不起

不好意思~一直麻煩finster版主~
  V) N6 M: p$ U5 ^. E  t' c
  f2 P  _# x8 I* J5 A6 \我的電路是如圖,我的輸出是指在INV改成你建議的電路多加一個TG後的輸出那點~

' F) o  ^- d- P8 [/ L- Z你講的是回授電阻嗎?但我已經把他用一個tg來代替了,所以disable時這個path是打開的~
) [" x- o5 P$ f, _) c, D+ g
5 p+ y( k, h0 T2 k還是你講的"串接電阻"不是只回授這個電阻?
" T. e  O! P2 J# \, `4 ?4 E( S/ w
假如我輸出不是0 OR VDD會有影響嗎?
' e3 u) z, y  V2 B+ v5 P
0 C8 _4 N5 T5 u0 e這個偏壓有可能是我的回授電阻(tg)所造成的的嗎?(在en和enb要通不通的情況下一直有一個偏壓存在?)
$ s" Y2 `' s/ y6 T! l- R
不好意思再麻煩各位前輩了~非常謝謝~

camilla

謝謝finster版主的詳細解釋~
# [) [" w" B, Q% j2 H5 e" k( {3 S
) l" g6 T$ K2 ~, m: F( E# _: j我學長電路在disable時是需要用到c1和c2兩個i/o pad的...而我現在最主要問題是...
! w" G8 w1 f3 e. P: `/ N8 n6 h
在反相器輸出沒加傳輸閘時,我的輸出在disable時是可以拉到vdd的...

# H% u# L7 Y2 j$ H: H, i2 F6 F但在反相器的輸出我有加一個傳輸閘來隔開在disable情況下對c2得連接,但此時的輸出應該是要如何呢?

不是應該維持在vdd嗎?但卻是如圖所示的結果!!
2 R( L$ c9 t' G5 @; R8 I
6 a* s2 g0 i$ t" b是在加入這個用來隔開c2連接的這個傳輸閘後才會有如此的結果發生,是我的傳輸閘的設計有問題嗎?
- s( J  c  V6 ?5 [' _
一般像用來當成disable的傳輸閘有和限制呢或設計條件呢?因為我是懷疑是加了反相器輸出後的傳輸閘的關係...
+ a# t9 ^! K' O, s! }8 o
5 k- Y2 U2 u8 n: e但又不知道這個傳輸閘除了作disable用的開關外有什限制?
* f: }# B% o; w8 w2 A5 {
請各位前輩和finster版主在幫幫忙~非常感謝~

camilla

再次感謝finster版主~
3 {. }' H5 x9 S% f
# w% F0 p8 Q2 x/ ~) o我想確定我和版主所講的輸出是同一點嗎?

- f0 u% ]# ]7 a8 k2 E' L3 _我的反相器輸出是會為vdd...但我現在是不清楚在圖上所標的vout在disable應該是要什麼情況呢?

是介於0~vdd嗎?還是vdd呢?
2 s5 s4 m6 B. f9 [( F
9 G1 ]6 P1 ]6 O! J因為我是想說在floating時不是輸出在任何一點準位都可以嗎?

0 f, |- y, S8 Q5 O& I因為我想說我上次貼的電路圖是不是誤導了finster版主了...怕說我們兩個指的輸出是在不同一點的?

再次~再次麻煩各位前輩和finster版主了~

camilla

謝謝finster版主~

9 p" W& b3 }) N$ Q7 W那我可以放心了趕在月底下線了~謝謝finster版主的耐心指教~讓我受益良多~謝謝

camilla

hi~finster版主我又有新問題了~不好意思

: g5 B  Z, y) b6 [5 n( z/ b$ h我layout都沒問題了等著月底下線~

因為在幾篇paper有看到利用相同電路,但crystal model不一樣(原本是13MHz,現在想說看能不能使用在更高速的10M~30MHz)

2 T2 m. h% B$ N) S" s& f但改變crystal model後只能在20MHz下正常工作,更高速20MHz卻振福很小(有振,如附圖)
) k4 ]' ]9 H  P8 B* o) K
$ `: z  @7 w& o! D, Z! |. h, t我也有想過是driver不夠,所以也有加大但還是一樣,應該不可能是反相器不能工作在那麼高頻率下吧?!

這試什原因呢?在我不改變其他元件情況下(頂多改變反相器size)有什辦法能解決嗎?
! y3 n5 k" c/ l# S7 d8 A
p.s 圖1是模擬出來的結果,圖2是局部放大的結果~這個應該是有振吧?只試振福小到可憐~
& o% H0 s6 ]5 k# e* o1 O6 y' t
請finster版主在抽空幫我看看~非常感謝~

camilla

各位前輩~
2 ?, \7 F1 n. e+ f
  `% n7 K8 a6 a# ?1 a0 |% R之前因課程關係做了一個crystal osc(期間感謝finster版主的指導~),且也跟著藏在學長的ic下線了~

不過最近在書裡有提到overshoot可能會造成emi的影響~
$ f8 Q4 U; c# ?" I% E, {$ J  X
" g# }2 [% _1 w1 T6 d我再把我之前做的crystal打開來看,發現我的輸出也有overshoot~
+ L/ }( v: I; k# x" t3 v" {) p/ X* u
如圖~這應該是overshoot吧!?
& U2 d$ d  z3 \
那這個有影響嗎?有什辦法可以改善?

請各位前輩能給我一些意見~謝謝~

camilla

謝謝finster版主~

8 ~0 I8 p# J" C% S& b: N- `你說可以在輸出端加小電容(負載or Buffer),是為什呢?

  @0 P7 f' b  P因為我在輸出端有多一組schmitt trigger,這個是我學長要我加上去的,只不過在disable時要為zero,但為什要如此呢?

我為了要使disable輸出為zero,所以在schmitt trigger後又多加一pull down,這樣應該不會有問題吧?

camilla

再次謝謝finster版主~

9 `3 V7 {# P- W( R8 k+ m5 t最近比較忙,所以現在才上來看你的回覆~
9 \5 o  N3 V/ {- b& D
6 C8 p$ c( r6 a& g- R% r/ Y前天被學長問了幾個問題他也不知道,我也不太確定回得亂七八糟的)

1. 你crystal model上網抓,那你的設計是針對網路抓的model來設計的,那如果套上實驗室現有的crystal的話,能動嗎?

7 o1 }0 P0 s0 F/ O9 F2. 輸出級只是要它產生成0/1的數位輸出,所以我指要用反相器應該也可以吧?但這樣不是在crystal model floating時出電壓是任意
3 W9 d, G8 [0 k$ `4 I( B   值嗎?不是有可能會造成輸出級反相器在disable時是導通的,造成vdd_off變大嗎?有什可以降低這個問題呢?
  b' L; _" Y* z1 d
3. 我在原本輸出級是史密特時,套上25MHz以上的crystal model時,電路是不振的,我想說是driver能力不夠大,所以又在schmitt多加
   一反相器來推他,是可以振了但電路消耗電流卻變得很大,是我想的不對嗎?是其他原因嗎?

再次麻煩finster版主了~謝謝~

camilla

不好意思~finster版主~

我的文章沉到太下面了,我以為沒人回所以就試著自己找解決方法~今天才看到~很感謝你的回答~

我的震盪波形在接上schmitt後變小了,是什原因呢?

我目前有試著利用一個nand+inv來取代schmitt(因為我在schmitt的輸出在disable時希望是0v)
! X, D- @0 u5 s7 N7 O) e
! Z2 N! m# N3 ^2 I/ e# F. I, H是沒問題的(在disable時的電流有2mA左右)...但我又怕說會有glitch的問題,所以才想說利用schmitt來產生一個high,low的輸出...
9 @. g  E, R) J
若使用schmitt又會只在25MHz以上的頻率才會有這個問題,所以我不知道要如何解決這個問題...
8 N* t6 Q5 v7 w1 O
" q8 g& f7 G, v但在振盪輸出和schmitt之間加了反相器卻增加了電流的消耗,有什可以解決得嗎?是我設計的schmitt有問題嗎?(但怎會在25MHz以上才有這個問題存在)
! y# V4 `6 W/ ]7 g
1 `( k, _+ q' o0 ?2 `可以麻煩finster版主在給我一些建議嗎?非常感激~