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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。。。。。         
( P7 ~' y' o  V2 b  X3 y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.
3 O! E8 @3 L: {  r) l( C對於電感的初始值要如何設定才會符合真實狀況.7 z; ^! _* j9 T" `
IC=1ua,一開始模擬就振的很漂 ...
$ Q- x& I; x% B' @+ E4 Lpk168tw 發表於 2007-9-10 06:24 PM

( B( q5 A1 K/ b" L9 i) [& h2 V8 L: E3 q) Y% ]6 N, ^: e4 F

% R$ I! w$ T* r3 B$ A) s* @    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
3 C- g) y: m: b) \. ~# U) Dcrystal的等效模型各位是从哪得到的?( L' D+ G2 j# U+ A8 V; c* K
nowich 發表於 2008-12-22 08:23 PM

5 c% S4 f7 I$ a9 [4 l
* S- b9 c$ v& w2 Z' P/ _9 ]4 l
3 }& A9 P  t, {& D' I& A4 r1 _, p    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
$ P8 Y/ s; r( c' F- r4 a1 P& q. w( D
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0 B9 I. r1 K7 U- T' P1 ~; |

4 v/ J* U0 G' |1 V5 `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/ T2 m" t) W# s5 U
$ n" L3 N8 U' t  ~. K& H
電路架構如 pic1+ b4 g# B& Q, }! @
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- z  L2 @7 {) c6 P
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/ Z2 B# w$ s. I6 h
如圖 wave1 及wave2: A* i8 z8 h! }  H, ?: ~. y  D3 V
6 |# s; L& b0 n+ s
pic2! T" }6 z# K% c( N/ _$ C  S/ }. Y6 q  f
為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
/ N& E# u7 D, M7 _把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻
1 X7 [" W- }# D- X  W5 G/ h9 l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4 Z, I% L* p- N6 Q. y3 v
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
: m7 ]/ @1 S5 l) ], \& [* w  I3 k+ t5 N3 ^$ [1 Z/ E3 |1 j9 D
不知道怎麼了 ~~~無法上傳圖檔
$ S3 l# U: _3 A* ~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
, W1 [$ \- F1 k9 X5 K8 f. U8 q9 y" K( X' Z0 K) 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  |  q/ o. t) k3 s7 ?5 k7 H% d2 ^9 W1 t5 B" P
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
& V0 u! ~3 B3 l$ @+ H' s; t$ p3 O3 z* c1 \( p/ u
電路架構如 pic1& o6 y3 F5 |- L' _3 f1 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; S  ?% X4 l) f4 w7 m
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 l9 [! D+ j% ]: K
如圖 wave1 及wave2
# W7 t6 m3 p. Z* P5 X0 G! _
/ d$ Y7 i- z& Y: epic2
1 a. ?  l) v8 @" S* _7 {為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
3 x3 ]* I8 S6 X. j& ^把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻0 J; ]2 C) [) ?8 O% ?
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 b6 Z* b5 K1 @! r4 U' o& r" `
那麼哪種才算是正確的看法
0 V8 N; f9 A8 e: v
: i) F# G4 @+ `  V0 |  Y$ J" y5 J$ b' w! d" w

: k3 d' w% R$ F; N$ _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# o4 T# d& f, ~0 V9 U! _
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# J4 P* j; h0 v) b. t: n
0 ?4 _6 l3 Z5 F1 Q" N1 b# h. F+ J
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
8 o; d6 N( [- Q7 n2 y+ R$ A2. inverter size  W小於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
5 ~& h, I7 v8 Z( \6 w( k4 ~
0 \& f& U% y4 {) C7 @怎麼沒有符合 負電阻起振的條件~~請各位版友解惑~~謝謝
. }+ |7 s! s8 T4 [! o/ D
5 a1 I: y3 b* ^3 ?+ D( ?9 L補上附件
; V. l% m2 r- N4 S6 Y6 O' O4 O3 |pic1. n6 V; G/ i' D# R# e& M" _8 U6 r/ `
http://imgur.com/BdsSa.jpg; J, A9 \  T) g( }' G( i2 ^8 X
pic2
( a0 q$ i6 b; j( O, H) N$ Yhttp://imgur.com/7khLtl.jpg
" }1 A( ]2 }$ p% J: |/ Uwave17 O" X# K! Z% Z2 _
http://imgur.com/fjTxZl.jpg  N! y0 h7 O" h/ f$ ~$ e
wave2
$ D* A! O5 X0 d7 Z7 |$ O1 w; W5 Q/ c2 ^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, N& t: n1 j1 P& S9 C0 t3 V
$ m+ S0 K% L) ~- z' I/ y+ d  ~
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+ u) x% N; U9 H8 R. Q  v3 ~- P

' X# ^+ D2 ^# r* K0 }. }電路架構如 pic1. |2 v* Z! b/ _1 s; i) ]) 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=0.01ua; l9 {$ i3 o% N. A8 w
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- q/ T2 T/ c3 Y  r" ?
如圖 wave1 及wave2
% B! G$ v- r0 l) B
6 s& b) ?* i  K2 y. A6 upic2
6 L7 _9 m' B7 f/ |! ~( ?為模擬負電阻的方法  也是參考版大的方式
# o. f& W6 |- t4 k6 G$ x把RLC串聯網路拿掉~~剩下Co的部份所看進去的電阻% t! y1 O/ 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- V8 e& C6 w) v8 r: O+ V2 I& U
那麼哪種才算是正確的看法
2 U2 t  W+ m; }$ q- d9 P2 M. Z$ }0 n! C! B9 y
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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
& u0 T' I! u# S% M8 h2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
' t7 v, a9 ~% s% R' T- v2 l, g' k" y4 ^$ W

: E3 P  d: B/ A( K4 A" J: D* Y8 V% t
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
. R- k9 e* K9 ^. Y2. inverter size  W於L       電阻為負電阻~~L中的  ic設0.1u   卻變收鍊
/ ^. ?3 y: U& P: f- w) k6 X9 p/ r6 G- U6 q1 ]& @
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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2 p$ U: ~% I& ~2 f+ x6 K  _9 m補上附件
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# N0 x! ?( u2 {8 j) V0 ?+ Lwave28 f7 w7 R& G2 G9 `5 r
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   
( c# ~/ g; A- X  @
49#
發表於 2010-5-2 18:43:08 | 只看該作者
好深奧的問題
/ R+ p. M" w- M1 v
( M4 d+ p: K6 @/ s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~
6 B, W2 `7 ]7 U, b6 l5 q(努力筆記)
  n( w. g' l) @' M謝謝大家
51#
發表於 2010-5-7 14:02:09 | 只看該作者
回復 47# skyblue 5 s- U7 }! |% h* [$ w2 V% q

" G8 q* I* W3 ^1 }2 r- U1 D個人淺見
: }+ H4 A4 l6 C4 z1 [. g( |2 ^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
, V# U- x2 i- r% h0 V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
4 Y8 g+ T. W0 Q) H0 x5 ^+ L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
* U) R! n' i2 ^- }有這個概念後, 對於如何去模擬負阻應該會清楚很多!
- M% P! O9 v! Scrystal 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$ N/ u; L5 R) m0 F+ ]3 }

4 `8 ^- ~' `. p* ~5 p3 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2 {: A, t8 _4 ?& ^) @4 C
然後 V/I=Z, 再取實部即可  A" ~- b7 D( B
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+ \6 _2 |/ H( a& u; o% m
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~. q) h$ d$ i4 p( ?- n# }! c

" {" |9 i. k) a8 u  X" O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
3 ?, P& P. J" e  Y; e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 G* P9 k" _) a2 |4 e. V' D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....& l' b; s4 b3 e" t- P. ?/ w
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
# k9 t3 g& k8 x1 M$ l0 x# h- ]& n. y8 o$ D) o
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. A4 A0 r4 L4 f, C
您是否把整個電路包含crystal一起去看阻值了??% s4 G! Q, Y. G. j) r% ^" u% t
good 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 ( x, t) v0 \2 a% x- z0 T$ J+ l

8 C: A& A; G* O7 ]  Y% s3 K- w0 Z4 `
    感謝 jackrabbit 的指教$ g; ?9 e' s. w" ]1 a# k& C
    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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