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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。。。。。         
, m2 ^  e: B. ]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 U: H! a% Y1 c6 ?對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
7 P( `6 e0 r" E8 YIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...+ `2 ~1 D, `* x: D. X
pk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM

$ K( o1 z4 g3 O
8 T8 G- i7 j3 o1 j' s% B
9 H6 ?) x2 |, C" ^1 V    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8 ]3 h$ l( y& z$ C/ m
crystal的等效模型各位是从哪得到的?# P% {& B, K0 t
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
" n! d, q8 i1 @! i1 r+ T6 e0 j: |
2 X( H& ~4 \0 a+ @8 G
9 C7 x. T' L0 F$ 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 8 \. M# q" }9 t
. b: F" `- H: V) H- x3 P0 w& u0 }
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* E2 R% j# X+ M6 U' _
1 N' u1 ^5 C( O) G6 F  q7 @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
+ O1 Q8 F- ^5 l6 ]+ Q# x/ v' b# A  A* H; b. P' p$ f
電路架構如 pic1
9 F+ o3 X4 h# Q4 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$ U4 Z1 a. A8 X8 g: ^3 B1 z* G5 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. t' h5 o  P' V5 u  f  Y  q4 K
如圖 wave1 及wave2" E4 w. w$ b# g4 u

1 b! |. M' m# p' @* i8 R: cpic2( d) ]& C( S& B: D
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式+ o! J' f/ @, M. b. O+ D+ c' m+ W
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻" i) T  }; i1 F* x
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 z! D6 |# X, n# f, u: `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 8 `2 t6 h# ]! T

; I/ ~8 s: j5 }+ a$ r4 @不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔/ n% G* z; P8 K
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 & D# K2 ~* u* p: g" ?/ Y
0 w+ V7 C. y. V* S8 k. \4 P
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
  ]  W" e0 C+ |" Y; Q. S' i. v
, F  m: \: n" O) N: i+ 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
7 e) a1 v/ E& R. }6 M" p4 a
( J( s# R5 W6 U) F, \6 A電路架構如 pic18 p6 ?6 ^" G; T0 T( j3 T: W% 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
8 f  v: X, |7 `7 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) e5 ]$ }* n5 V/ `2 N* L
如圖 wave1 及wave2! {* G1 i& s; S$ T; D
1 Z6 T7 c" t1 ~, o; A* U
pic2! r% ?! a5 z0 X$ {: G5 f  X
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式( j7 A3 \# I3 A5 [/ Z) C8 @
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
/ ?0 R* X" S) [; J+ `' b; U* N" F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( ?) r' f6 N0 e4 @- Q# f
那麼哪種才算是正確的看法3 y- G* r5 J" H, A$ X  ^
9 l' q' c0 ?' i/ _

. W8 p/ a1 V0 ]9 [% X) p6 D! I8 {4 K  s/ T4 t3 `
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% {$ e0 r' l; c6 Y
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
' v* [: f2 H. Q7 {5 M
/ k2 S: i3 b. Y6 w4 M7 B1. 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
, r' r0 @4 Y0 J# Q3 [% }3 x- l! ^# e2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
( p1 @( e4 V. ~; S# m% Y: p4 |" C; M: w6 l# y; C. {
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
3 n" o6 p5 @+ a& i* h& w6 r" O& V+ b7 l' V0 n# }% K
補上附件. J, \$ ~! p% u. [' H
pic1
( g1 `* Z8 d# b8 u3 shttp://imgur.com/BdsSa.jpg" o$ p! J8 P% ^* s% }. }
pic2
$ x+ O. L# k9 k' z1 C- T0 zhttp://imgur.com/7khLtl.jpg
) ?4 b9 r+ A, J+ z; z/ m5 u7 o- Uwave1
2 C: }7 L9 E% p2 h0 yhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg
7 K( {* h' z0 m8 o5 Xwave2
3 S" f: \1 l( h. W; Fhttp://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3 k. y# Q' N' ~4 u& s* Z

1 _3 H* q/ o4 f+ L" l0 N0 L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
$ ~& P8 D1 J' e) l( h9 w8 S
/ f3 X" ?2 k! i: j電路架構如 pic1
' {0 I3 V2 I7 ~  W- i, 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
6 z% ~1 g! w. U2 N- O; f" U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0 _+ N8 Z9 Y8 F1 i4 r3 ^  |
如圖 wave1 及wave2
- J& P4 p2 Q* j6 X, J9 w8 F, q
/ i+ o' M: o1 h- v0 D: R+ ?pic2
$ D) O, m) i, `0 D為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
" P( V+ u6 _- [; x2 B7 D2 I4 h把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻* L5 G* I0 T! ^9 U, x3 s
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; ]( i4 E0 q9 Q( S0 }$ @
那麼哪種才算是正確的看法, u8 |& _# f9 R5 k& d* |& G; I
7 O$ v( O* q. r1 d

9 l. ]% y1 Y  @% U6 T# A8 q, O! _3 i, j$ K6 c2 H" I1 Z
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/ p6 `2 p# e+ ?4 U  X( G
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
8 W$ t' {0 n& s8 P- a6 i) }5 I. \% Z/ m+ F) o- o1 h% U$ u

  H/ }/ p5 ^# p6 I+ w0 ^0 v8 u! Z0 k1 a) B
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 , t0 g+ N' t6 \0 Z
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
1 s! T5 Q4 E& H: o- ?
( ^3 y# [* {9 A. a: A! K% W怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
0 J1 o% Q- e( c5 R1 o$ |' V( U& l3 r6 h# m) [& e7 l" e
補上附件( |7 L6 x# F! e, c9 L3 F
pic1
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. ?: W* ?+ g6 K; z) Y* o' ppic25 t/ M0 q+ |3 F$ G
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. g( N" ^+ a7 r( i. j4 k  Qhttp://imgur.com/fjTxZl.jpg
/ a* c" K9 |- j0 J+ dwave2
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48#
發表於 2010-2-25 23:29:53 | 只看該作者
thank you  for your offer   
4 B6 S- {  I' D" ]+ T: U
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題. N9 x! J& j7 m# K0 ~

0 H9 ]% C4 y) r* l% l0 T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~
, I4 O5 t4 H" p(努力筆記)
2 v9 ^: O  A/ H2 ?& w謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue " k! {% m; O, X& D9 _; ~; b( d

+ P7 g+ X7 C& B( I個人淺見+ h5 F9 U, r" E2 O+ Q
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
5 X8 {% m. m5 m% r7 k, G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) R7 `# O8 X2 j
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  V+ v& d; U4 c: Z( |5 u9 S* W1 `; Q
有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
0 `3 q3 G% L" M: T7 f( Ecrystal 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
1 E8 s. g4 X! j1 Z1 x# T/ B7 |' E+ ~# _% o& l' ^- b( |( C
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6 F8 S: w; F, w9 W
然後 V/I=Z, 再取實部即可* |- X. q! D: Y( m3 G
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# G( B  H/ r  K3 J8 ]8 L
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~  O; ^& N8 |) ^) X- y
+ q+ f  `0 \% h2 g! k" y0 v3 {
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/ N& K9 y% t3 p" U
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
- l7 y" W5 n3 |  D3 I* k9 }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....9 R) j6 t, x2 z% `. a3 e
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' Q2 `, I& a6 U( x  W/ a

1 v  u) p6 l) R- y: A, i3 L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
6 m8 @* A* y; j您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??
+ `( U' g& P) g) igood 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 7 {" |& K1 {+ m7 i5 j5 x9 {
4 ^6 a/ }7 D, y, o2 K( v
& h, v1 l, ~' U' f! D) S0 _
    感謝 jackrabbit 的指教
1 N/ E* l3 o1 E# K    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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