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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。。。。。          , h) k. _/ Z3 V: f8 p+ m/ P
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.( k3 T& a- W0 h! n. i* Z
對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.
8 t1 T( g- a# V. a0 c$ IIC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
4 F5 ~( x( R2 X4 L+ T2 x" D4 |3 I" vpk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM
& o/ ^1 y# j9 v; r  X/ n
* k( q; L: m. l! o) ~- G

4 u" g$ e3 F1 U4 N& k    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
" k5 ~1 R! T4 I5 o* ~( s# Acrystal的等效模型各位是从哪得到的?
& ?$ I& g# j& U6 ?$ k  o+ b" I0 }, cnowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM
$ _. b& N7 Z, \3 |. o& _

6 Q  a( U! l" @
, D7 a5 S8 ~8 g6 `    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 ) m8 V0 r1 Y# ]+ j8 E7 K
) h; a  d' \: ?0 g+ ~
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
; m+ \9 K; q& V' T% E9 ^9 a
3 G, @. r* n  Q4 R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
# {6 c! T4 T2 x% m+ h( K" u9 d! P
電路架構如 pic1
" B3 `9 b2 z* n8 L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
* T$ R# N* \$ z: g* }% }  U$ v& b6 x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& t2 o! v1 S- M; T8 Z& b7 w
如圖 wave1 及wave2
8 B1 q, d9 n$ F
" _6 e* a  L# ?4 X. Q$ g, p1 a2 vpic2
8 p  f: i0 ?. i$ e9 E! J2 S為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式0 B1 J: l: \- L! J$ m8 Y
把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻: c5 g$ X: h9 Q& L2 q, 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
; y! m3 c8 z, h( b' B6 p' ?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 5 p9 T) }, |* P- k: s

. r$ d! n; T7 L. x! Q* \' I不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔( C7 V* U: G. i/ L8 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 ! Z' @5 b) g0 A. I

# }2 _/ I+ g6 y6 v3 r; T' E5 U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
& t/ `: B! m1 n2 R4 _, |. X( M; w8 }4 y1 ^# U* x* w
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# c9 w9 P# Z2 t. L+ N0 A6 m6 J1 U5 x, }1 Z- |  \  O6 ^# E$ x* G# z
電路架構如 pic1( K! Y/ p- M# W0 ]/ m
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) a7 D. t: ]. n( F
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9 q6 o+ T, ~5 s  H6 d0 N; o
如圖 wave1 及wave2
! f) `" r$ y) f
) g# }. N/ p- z' B7 ]pic2' y3 e. h; Q& C3 D
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
& W( A5 b- h( @$ p& W1 ~; ]  W把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻4 @$ [: j. D7 o, n+ g6 ^5 \& 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
* u! N9 r6 t0 U/ ?那麼哪種才算是正確的看法
8 j7 A9 H/ w) f! j% ?( \* g5 m2 E1 S0 c* K' j* H1 E" f

. y  g" @' Y7 d  X( P7 ]( K& t% X' s+ ]6 |; x* N1 A+ ^6 H
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! @: g4 q3 ]4 o9 o% D
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
1 Y, ?. X1 ^! u/ j! L9 y  M) x4 X
/ z! s; {& B1 c- P0 `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
7 v2 b" V1 ~0 ]3 D( v, W2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊6 ^5 }) m) D& [1 M% S
: k- Q. d6 Q9 g
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝) H9 }  j1 I  U; u( ^
# Z( ~. l' G7 u. c, F9 s
補上附件3 U# Z& H+ O+ O8 P! x) M
pic1
; R+ _7 D8 l7 H4 shttp://imgur.com/BdsSa.jpg
$ N2 l' O6 S$ w& c* z  ]% bpic2
/ j  L' _% F3 E% `# ehttp://imgur.com/7khLtl.jpg9 U# a% N7 d! |. B( P& T
wave1. ]- D0 [( K* r9 @
http://imgur.com/fjTxZl.jpg
2 l% e* i: y& Y* u1 d. Vwave2: p& C& E, m4 I3 D. D. b; l% i
http://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
" h9 R( a4 n' k5 K$ O0 ]" ?- Z1 m- W) r; s  h
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
# q( x" v& w0 Z. D
( Y( Z6 `" _, s/ ]  |; u. {電路架構如 pic1
2 Q8 {/ _' j' M) x5 l' n7 u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=0.01ua1 W# ]4 z; G8 X3 X3 W: \0 q
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
. k- r) M- i( p, ^如圖 wave1 及wave2$ _3 W: R( V8 d8 y, r

' j5 ]2 H# x0 b, Ppic2
6 q# J* _! i5 L2 ]' x! C( i4 S為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
9 a8 C  d- D% j- ]把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
) y" V. U% t9 \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) f2 R: K1 v- b, B
那麼哪種才算是正確的看法" b' u8 S. R1 D6 f' L) T6 t! n
5 a) L, P: ]. ~! x8 f2 H) e
6 f; z+ e$ E1 ?$ M, R9 d, e
+ }5 y1 q: {2 r& c
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! W8 \' w2 Q) ^4 K& ]' P/ x( n9 E  j
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
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& `1 J) l$ N# s- V# S2 V3 k
. }! B( D7 @! v* O
: |8 P. N5 j: j5 T( Y4 {: ^" h1. 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 f  F$ ^+ I# A# r% H  p
2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
; i" x$ R$ g( y( _- @+ }& [* f6 S5 E8 ^3 n% s7 p! m- e
怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
1 Z- _8 G6 ]7 E: ]# ~9 h' Y: r% L
' ]8 B3 _* m( k3 u2 M0 V; e補上附件0 O/ Z; T4 M' Z
pic1' O4 D9 I0 e$ g- d  V
http://imgur.com/BdsSa.jpg
* W# B( W5 u  s9 I& b: Ppic2
% O: D* v7 e, L& _) jhttp://imgur.com/7khLtl.jpg: O4 ?% E# D) I/ S: M" e& ^! n9 D5 M
wave1; H* }0 s  x1 T9 j  v( Y! z
http://imgur.com/fjTxZl.jpg
/ t  w2 _+ C; j- e0 m9 Wwave2% A4 d0 Q+ d$ |- e1 k
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   
+ K0 q1 C: L( \( k  b1 n4 X0 \* Z
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
1 v9 f2 x# ^/ n9 ?
) C& s0 u* y0 E1 F+ H; \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~
) h! c4 l: y4 z- S/ y. E(努力筆記)
, q' u8 q$ g+ q4 d: R謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue 0 H8 p5 I' Q4 m4 M+ c; a$ f
# U8 ?5 o: g& P+ {
個人淺見" K6 A6 D7 i8 y$ b  }# \8 d
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
. a5 M  x. v6 J# p9 D3 ?2 L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  H- Z4 |$ V: U; }/ }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
  L& E* B, N9 Y' h0 x. Q7 k有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
  O. X3 w, z; |# N. \- y2 |) Icrystal 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) Y4 }/ }0 _: \# N
2 |# t9 R* P8 n  d% X
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9 Q# w8 Z9 T; |' b) J2 Q. n. e
然後 V/I=Z, 再取實部即可9 S- w+ W+ V2 m) J; p8 P
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
3 D& \% ]7 _2 S2 M, X* s- h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~
. K5 M7 ~( J% e& h+ U
$ s, B  ~& p" S0 N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! W( S. }+ Z0 j/ o& _7 `
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# w) I% Y- H6 f- u% p3 O8 N2 X
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....
5 q4 C: K- @0 c  T6 S% ^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9 P0 v/ u# U2 S& E4 t7 h
. @7 [; G$ \' h# ]
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; u' A- x( B' I
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??$ T0 D2 @* e- {+ g- m2 F' M6 M
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
" x- }& i4 [8 B9 Q# e+ q& r+ F
. C  f4 \' j* K) c- O2 b5 v# N9 W8 n0 b- O, w: r
    感謝 jackrabbit 的指教# b- g, X2 K! h, Q% {. m
    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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