Chip123創新論壇's Archiver

開放式創新

camilla 發表於 2008-9-26 05:40 PM

crystal oscillator不起振~

各位前輩~
6?+Q7h(\ nk
w _X X)Z w 我現在正在研究crystal osc.我有在論壇裡看到這方面的討論...
"sm VP u1n"z [url]http://www.chip123.com.tw/phpBB/viewthread.php?action=printable&tid=8412&sid=g0bJll[/url]GUD W+?:D-h$O

-C:s4n^S 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)
n:MAI@
$~_O0Mz-Mk:]LqH1t 但很奇怪的是,我加入這個條件後竟然不能振了,但若是VDD VDD 0 3.3V卻可以振,
V n5G-EB )cEkh#Z1X#`
是什原因呢?
6eGB+vBD
:m.d$q;w-V1P4A*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?
N*\;P6K*N:i4a^x'y (因我加完i/o pad後的電流竟然幾mA阿~)
8vY8dq9rnqi6[)`2a
faBk zY`5M 請各位前輩知道的話能給一些意見嗎?謝謝
0fo(m'HYK-DB
I[.m Y)X/W:AdI 對了...我crystal osc frequency = 13MHz , vdd=3.3v

finster 發表於 2008-9-30 01:17 AM

我當初在作crystal oscillator模擬時,會加這個power ramp的方式
z^,Hxl!Vn    VDD VDD 0 PWL(0 0, 500US 3.3V)Bc;G1^tlU
這是模擬電源電壓是從0V開始往上昇,在一定的時間內會達到穩定值,而會在多少的時間內達到穩定值就看PCB版子上的電源電壓多快能夠達到穩定,而這是比較接近真實情況的模擬,因為所有的電路皆不是一開始就是vdd
#W:nT l.B"Z 如果,你所設計的電路無法接受power ramp的電源電壓方式,那表示你的電路在power ramp過程中有遇到無法收斂的點,以致於電路會無法起振,解決之道有幾種方式可以試試看,一是加initial電壓,二是在電路中加負載電容試試看,至於要加多少,這點要看你的電路來決定,三是試著改變ring oscillator的size大小
^b };~.Y.m wG,N
?,Nr G#R_|-R 你的crystal oscillator電路有需要作到low power嗎(total current <= 10uA以下)??
-wyzpCc 如果沒有,那就不需要bias voltage controlj!p$cPB4T

j+D fDtJ3uNb 3.3V @ 13MHz的crystal oscillator,我已經很久沒作這方面的電路了,對於它的current會有多少已經不太有概念了,如果你想知道為何它的電流會這麼大,建議你看一下crystal oscillator兩端的電壓波形,再來觀看接在crystal oscillator的那個buffer(inverter)以及接進去的第一個反相器的電流,如此一來,你應該就可以看出為何電流會那麼大,同時也應該可以想到要怎麼修改size

camilla 發表於 2008-10-1 11:31 AM

謝謝finster版主~.^,H*Cx'{0^Q Y

9r U)p/MI 我加了初始電壓進去後就可以了~:D 0[&wgu$U3l+mQg%n

7j!I^M,vG 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,
!z VS0WJ ^
o&C0A1XQ7eR#{h 我也針對這個方向下去修正~也有變小了~
itg*?(~R+_
wu4WR*KJ'l6{(d s0yL 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?aLE7`b"t gb*N

8? r{-l9I0~~8U 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?`H7uNs#l

$`ph)c8in8H0j (不可能那麼簡單吧?)&k,HR}iTTu

`e(b)iF Jk 麻煩各位前輩了~謝謝

finster 發表於 2008-10-2 07:46 AM

一般crystal oscillator的電路設計,最重要的是當電源電壓一開起來之後就要能夠起振,經過多久之後振盪頻率要能夠穩定,整個振盪電路的電流消耗有多少,振盪頻率的jitter或者頻率穩定度為何(這項通常是針對R-C oscillator,對於crystal oscillator則較少有人在留意),整個area有多大
yE5[|eU5Ic 這幾點是crystal oscillator circuit在設計初期會留意的幾項
;x1lg?'@NU 其中第一項和第二項是首要的,其他的就都還好,反正,只要有起振,大概就完成了80%
g qj7c;ChB%bw )m MLIfH
另外一提的是,有些crystal oscillator會作low power crystal oscillator,整個振盪電路的電流消耗要小於10uA或者小於1uA以下的規格,這種電路很難作,而且也要很小心,而這種電路和前面所提的設計難度大概差了至少三倍以上吧

camilla 發表於 2008-10-2 09:14 AM

謝謝finster版主~讓我獲益良多:D

camilla 發表於 2008-10-3 05:49 PM

不好意思~finster版主~
G5{ l:hGU$N `(x _ m5ETG;W
因為我現在想在不使用這個crystal時能把他disable(因inverter會有dc path),所以把inverter改成一個tri-state inverting buffer,但在disable時不是輸出應該要為零嗎?@ SP,~j
但為什麼卻慢慢衰減到1.5v左右?這是正常的嗎?3ey'G^$CbQF
&EFfG2aL @Q,[8r*[2l
再次麻煩各位了~謝謝

camilla 發表於 2008-10-3 05:51 PM

對不起~忘記附圖了~"lQ;u-{)j ^.u
MS ?v4^n:z{;Y |T%m
不好意思~finster版主~)e"N+u1_0y*z"_q2j
[b*O&] ZL/KC
因為我現在想在不使用這個crystal時能把他disable(因inverter會有dc path),
'nF+tUeZ2i?ik 所以把inverter改成一個tri-state inverting buffer,
FJ)}R"B:~Jf 但在disable時不是輸出應該要為零嗎?
n*z#[,Tx8X 但為什麼卻慢慢衰減到1.5v左右?這是正常的嗎?q A6_/V)y*lc7I

.^J@-oJ~ 再次麻煩各位前輩了~謝謝

poseidonpid 發表於 2008-10-3 07:11 PM

tri-state inverting buffer,在disable時輸出應該是Floating(High Z,高阻抗)
u jd:@ D 所以你應該用power down switch來做喔~~~

camilla 發表於 2008-10-5 12:32 PM

poseidonpid你好~`"Y*y;I`j

t3m^AC Jff E 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?#tj1}t*Mrm;w
.se;jU2F%Co
麻煩各位前輩再次指教了~謝謝~

finster 發表於 2008-10-5 11:40 PM

一般來說,我們不會用inverter作為crystal oscillator的放大器9?P5y6o/g!S4w%j
而是用NAND作為取代inverter)|v`c$Nt~a9F
原因乃是NAND的另外一腳可以作為enable pin的controlPP$U pp._
A+T%|b;?xgbq6~Y
再來,crystal oscillator不建議你用tri-state inverter buffer&h(|m7yP5tOyq c:q
原因是在disable情況下,output為folating,或者有人稱之為Hi-Z,此時為任何電壓準位
:Hw5G*| E4x\:ry8K&[? 這對接在後面的電路而言,反而會造成極大的leaking current
w1u`!]4F R 而這,是絕對要避免的情況
'f.{ EQN !x8p5Es%o W&g
最後,你所提到的dc path
!d8fk;pGLi wy3@2] 我不知道你在inverter的電路下所作的disable是怎樣子的一個電路&R8C/L?vR
一般,要作disable的動作,我們不會用inverter來作,而是利用NAND或者NOR來實現l*df Q:X@-Pc#g
若真要用inverter來作disable,那會在input端前面加一個transmission gate和一個對vdd的PMOS或者對ground的NMOS,如此便可達到你要的功能,只是,與其要這麼複雜,還不如直接採用NAND即可達到要求,既簡單又方便

camilla 發表於 2008-10-6 02:10 PM

謝謝finster版主~
h8HL;HS[,U5R 'e@#O)X'J
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 發表於 2008-10-7 04:07 PM

各位前輩~Sx [ B u$Cb:?e

4Fi6f3this.OVI 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~
u }E!q tT u9co6t,[0[!ha)m
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...*ds y"e$Xw~
$]] ag4~l D
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~)
.x1tqD3id
A2rt5Yd \)Ou 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...NJ P s(Sx8p({

xU9\^T;^-Vn7e 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?
RwPQ*x Oa;[ $h O Oii&J
為什一定要使用一個tri-state buffer來代替inverter呢?一定輸出要為floating呢?
Fa~~Q![f p$Y'{;|$X6f"Eh
請各位前輩指點一下~非常謝謝~

camilla 發表於 2008-10-7 11:19 PM

各位前輩~
$ny(f2Fn7ye#q5f
5H-oG4s2Yc(rR 我剛剛想到,因為我是接到i/o pad,所以不希望在disable時,crystal會造成電路消耗而影響到真正接到此i/o pad的電路功能...
X;C elU$^/W
~:H S'a:e-i'X*A!IZ(_ 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...
u E:WA+|,y7V.}
:r1ny6I iI8|;g6M7~ 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? d~Ax*q{ o;s(e
f#WS P+CW C
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~

finster 發表於 2008-10-8 12:03 AM

方法有很多種
QU$jP?p/t(jB 附圖是示意圖,實際控制信號自己加上去吧
E2Z3Eh#o)|'C?!Ec
vb }.SBm 我前面提到floating 會造成後面一級會有leakage current的問題,一般都是利用傳輸閘來解決此一問題u9uC'f`-]EJ
方式就如附圖所示

camilla 發表於 2008-10-8 12:10 PM

不好意思~謝謝finster版主的耐心指教~
e@!TF.v8_t,~Fy k l:JE3_q.a F/r
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~
i(mcpX2TdI
%_3A \A3_x_xs G4\ 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....?7Y-j M mp`dCkA

[5}tE+Kc U1Kv Ox 再次麻煩各位前輩了~非常謝謝~

finster 發表於 2008-10-8 04:27 PM

不確定你是指那一個節點的電壓 ?$Z fGH?|2gt;u
若依照我上面所繪的草圖,在一段時間後應該會降到0V
8n z J5h ~n:~{E H3|UDq)a^e6s
不過,你的模擬圖卻沒有 n.Q"kx6g-HUi;hn
我猜,可能是因為在模擬crystal oscillator時,在crystal oscillator兩端要掛一個串接電阻
*b7d]Qk%S} 故而在進入到disable時,原本要降到0V的電壓會因為這個電阻的緣故而變成到0V ~ VDD之間的電位,此時,在crystal oscillator兩端既不是Hi-Z,也不是在0V或者VDDN6QH2L+ew)j \
你的模擬圖應該是正確的情況
'tJCS*M2a#n1H 若想要證實,將串接在crystal oscillator兩端的電阻在串接一個傳輸閘,在進入disable情況時,將這條path打開,如此一來,在I/O PAD應該會看到0v的電位

camilla 發表於 2008-10-8 05:46 PM

不好意思~一直麻煩finster版主~
:d2Yg*LD}-|B }m o'Q/SO]WgDB
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~
o+d9eJ&X uP!j_'vOE N/a%x1x!E\/C%S@W
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~
EU9q#Ra &Qs0~5{6v1Y!~
還是你講的"串接電阻"不是只回授這個電阻?-Z1I?9?j ^8k V
?uJ [k
假如我輸出不是0 OR VDD會有影響嗎?
7Q%T j Y eX&rQ0@ {h0\]4~5?V t
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?)
yza!rVk,S"I :g _&}^[
不好意思再麻煩各位前輩了~非常謝謝~

camilla 發表於 2008-10-8 05:48 PM

我又忘記附上電路了~對不起:L
~bR"|"ru:{v lj$dK gE7i
不好意思~一直麻煩finster版主~'h+^4o7]@&F
vSZ4z4z+Zy9BKK
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~
"x#cQAk:W
a^d2]G#L r 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~
Tobd8o"p P#b1{?U!\K
\*HL"Iau 還是你講的"串接電阻"不是只回授這個電阻?
dE ZzX;boN3yT
#c(I~ w4l 假如我輸出不是0 OR VDD會有影響嗎?zZ%qpvwNg2m

'So.Cl:gzp ^)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?)
;j(p_gFzM,d v
s` } _I A*u 不好意思再麻煩各位前輩了~非常謝謝~

finster 發表於 2008-10-10 08:19 AM

這是我依照你的電路圖所畫的動作圖 `"e6aV6t'_ j/@
在disable的情況下C1的電容上會有電壓,因為在disable下,電容沒有path可作放電,所以原本在C1上的波形該為振盪的正弦波應該會變成一個介於vdd到ground的一個電壓存在,波形該為你前面所貼的Vout才對!{2H+C uNlq"r
至於C2,因為反相器的輸入級被接到ground,故而在反相器的輸出應該為vdd,而非介於vdd和ground的任一個電壓,所以,若你的輸出電壓介於vdd到ground的一個電壓,這點倒是很奇怪,除非你的反相器的拉力不足以讓C2的電壓在disable的情況下被充電到vdd
,te-f?`7y 若以你目前貼的電路圖來看,在disable下是不會有問題,但,要留意是其他電路接到C1的節點,因為C1在disable下是floating,所以任何電壓皆有可能,那對接到這點的電路而言就有可能會造成leakage current的產生,除非,你在disable的情況下,C1那一節點會有另外的輸入電壓來控制,那就不會產生問題 ^@`Ei0b!G4z

Q3NG+P%A$}5Uj 至於C2,通常是接到buffer的輸入電壓點,在disable情況下,一般都會建議要為vdd或者ground,不會在disable下所接到的那個buffer會有leakage current的產生,而這是要避免的情況
7T%B|S,U8@w'| L a7uA!J
如果你學長的電路在disable情況下要用到C1和C2兩個I/O PAD,那你C2的電壓在disable情況下就不能被拉到vdd,不然會有問題,這點你需跟你老闆確認一下,若有需用到C2那個I/O PAD,那在反相器的輸出級就必需接一個傳輸閘來隔開在disable情況下C2的連接 U2W7k ?(s1}V

)C1Al:^'naJ 最後,你上面所貼的圖為Vout的波形??
'bk/} Rr? 這點讓我覺得很奇怪,若照電路圖的行為來看,Vout在disable下該為VDD,而非介於vdd到ground的作一點電壓,你需再次確認一下傳輸閘的電壓有無錯誤,不然這樣子的波形是無法和你的電路圖作相呼應與解釋,而通常在這種問題下,要不就是遺漏掉什麼,不然就還有其他元件影響到C2的電壓,以致於C2沒有被拉到vdd,%L+L ~7K.u,_M3H)U t'C

{6nf Y+V[~"Z [[i] 本帖最後由 finster 於 2008-10-10 08:47 AM 編輯 [/i]]

camilla 發表於 2008-10-11 05:15 PM

謝謝finster版主的詳細解釋~
w,W[9m+`J E$w8x t'd^
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...6Bzx f ]x,[:L:g

kn:IO;q%h]6Y5A%z 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...{(~$B]g7N j q@
h7[-[~;E0`[/[%v
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?,hiL0W1I

]%{7nM `5~c{ 不是應該維持在vdd嗎?但卻是如圖所示的結果!!
&g*JX` kw(| nx~-T&?aV{#M*V
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?
?6F9Y0[VRy
7LL&[r3h\V 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...,C+CNP)u \8l
"^:H4D:fT}!h[{,?
但又不知道這個傳輸閘除了作disable用的開關外有什限制? aD)jTt7@2o

tF"T RAbxW 請各位前輩和finster版主在幫幫忙~非常感謝~

finster 發表於 2008-10-11 11:22 PM

從你貼的模擬圖來看,確實還蠻奇怪的,因為這個現象照你所描述的電路來說有些不合理
1gI r OK"x 若你已在反相器與C2之間有接一個傳輸閘了,在disable下,反相器的輸出應會被拉到vdd
:K%^6bh| 而你的情況卻在vdd ~ gnd的任一電位
\1B&\-zQ
)SR#ZE0IEH 你能否確認一下反相器輸出端傳輸閘兩端的電壓各為多少?傳輸閘的PMOS/NMOS在disable下時有沒有電流流過?電流值各為多少?6w7HJ3~R6Nt%_]
另外,量測一下反相器上方那個電阻在disable下時的電流為多少?1`NBy }"t
(~^"O-U#Sv.v] _O
上述第一種狀況是針對反相器後的傳輸閘作測試,看看有無正常動作4s2|3lHl
至於看反相器上方電阻的電流則在看為何反相器的PMOS在disable下的動作
1x3x6hE@ :HD)f#a2H _
最後,若你學長都需要用到C1和C2兩個I/O PAD,那你的反相器的輸入和輸出端一定要加傳輸閘來隔開,不然,屆時就會有問題

camilla 發表於 2008-10-12 08:47 PM

再次感謝finster版主~
+OV{ U$@
t~*d4Zy_%H 我想確定我和版主所講的輸出是同一點嗎?w8b iV U{

O)M ms i5w!oy9M8fL 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?
.U~;fUWB
2L5w%v;D QA.c 是介於0~vdd嗎?還是vdd呢?
\+i'`GT ] l*Zgg
a G6^s'I/mmV3l 因為我是想說在floating時不是輸出在任何一點準位都可以嗎?
As D$t]2j+_ M0Vh~/dD
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?~ KKB0`8G

qP rPn7C jx$W 再次~再次麻煩各位前輩和finster版主了~

finster 發表於 2008-10-13 11:31 PM

從你目前所貼的圖和你之前所模擬的結果來看是一致的
G xbD3K~ 就如你所言,先前我所說的節點和你認知的不同,所以有所造成誤解
&i/@1R(Q C L 依照你所標示的Vout,它確實會是floating,電壓應會介於VDD ~ 0V之間,更精確來說,它會略近似乎於C1上的電壓

camilla 發表於 2008-10-14 08:43 AM

謝謝finster版主~NBa[L$v+ek
o?nX m&s/^
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 發表於 2008-10-17 01:42 PM

hi~finster版主我又有新問題了~不好意思
*~9L/e0K(L W:~7U9H :I6p%O7W`1Kyb:_ o
我layout都沒問題了等著月底下線~pC+WkE;V)D.L
,|S!|8dO/dJ#k
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)
5s-~z8w;z &X @ lwg {iHvA
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)
-c*l)T,@ ~4~-p-D'u K[8Pa1~ Vi1J(S
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?!y^;~'x%h|'{1\
h*G-{p"l RO-F9{
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?
JN!W8^n ~ 5J&I7Ys5?l
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~2rHm]2j
!z+c)@7ldMwR
請finster版主在抽空幫我看看~非常感謝~

finster 發表於 2008-10-18 02:49 PM

以crystal oscillator電路來說,廠商會提供一個外部參考的電容值和回授電阻值作為參考"r6QtbQ8e
故而在不同頻段的crystal會有不同的C1,C2和Rf建議參考值Bt QdVr2}$B?
20MHz的crystal oscillator的C1,C2,和Rf並不一定和>=20MHz以上的crystal oscillator的C1,C2,和Rf值相同
!sS-eY:T"a~ S-i 0h#D2l!kK
再來,一般來說,大於15MHz ~ 20MHz以上的crystal oscillator,因為主頻較高,相對的第三倍頻也會隨著頻率增高而特別顯著
FW7} jw 所以,有些廠高會在C2到crystal osciilator的output端再額外加一個小電阻,而這個則是用來阻絕(抑制)第三倍頻的功用,這個在一般的crystal oscillator的規格書上都有寫%HI#R.^G

t3XWWc H:_f:H a 最後,如我前面所寫,不同頻段的crystal oscillator需要搭配不同的C1,C2,和Rf,而且,它的消耗電流也不同
PQ0|o+h1\ 一般來說,愈高頻的crystal oscillator的起振時間愈短,同時jitter也愈大,而且高次諧波也愈明顯,hHPR:f
所以,請先查一下crystal oscillator的規格書上所寫的建議值,因為你的C1,C2,和Rf值也會影響振盪出來的振幅和頻率3J&GW YC\,j5Vq
;L/E:zf@/Mgl,z
[[i] 本帖最後由 finster 於 2008-10-18 02:51 PM 編輯 [/i]]

camilla 發表於 2008-11-11 01:07 PM

各位前輩~
y y6u_@+}Lc &{\6V]'S)U
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~S m+g,b5L/m6d}
3V`u#fZk0t
不過最近在書裡有提到overshoot可能會造成emi的影響~
4Kjg,X&r qv
}mi.\3\kk 我再把我之前做的crystal打開來看,發現我的輸出也有overshoot~
:f9y:}4A,_\-{K
6u:R{$J%mm crvW"K 如圖~這應該是overshoot吧!?
;M8h:Ax ?o} ]~`
5NC%Yxqv kz5} 那這個有影響嗎?有什辦法可以改善?
C2t*V |Tv
2RC*ZX"XV&T 請各位前輩能給我一些意見~謝謝~

pmet2007 發表於 2008-11-12 02:42 PM

正好在煩惱這方面的模擬V1Z8ytiH]u+zv
有了這份參考資料依定可以成功,感謝

finster 發表於 2008-11-13 11:31 PM

[quote]原帖由 [i]camilla[/i] 於 2008-11-11 01:07 PM 發表 [url=http://www.chip123.com/phpBB/redirect.php?goto=findpost&pid=80568&ptid=15799][img]http://www.chip123.com/phpBB/images/common/back.gif[/img][/url]&vsbn%@
各位前輩~Q5F]L0s,Af

o!X0`%C;]a2l 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~
L5f)uZ8P5C E;I _ N@(osZ7q(y d)U
不過最近在書裡有提到overshoot可能會造成emi的影響~
te.i(bQ,]v %O`pOA(O
我再把我之前做的crystal打開來看,發現我的輸 ... [/quote]
$y2_D"K#H n gG,@[ a4~2}
Vm;An'T L0R+[c
你這種情況還好,並不嚴重qkx)N/G5m7n7u
要想克服這種現象,若在OP,最簡單的作法是改補償電容F@)g)Nl2wem
若是反相器,減少driving能力或者在輸出端加點小電容(負載or Buffer)即可

camilla 發表於 2008-11-17 04:45 PM

謝謝finster版主~
l ]%M(p^r S(d(UAZ,O \#ShyoG
你說可以在輸出端加小電容(負載or Buffer),是為什呢?9gX4RBN0W

{.O,A)Hr$I)_6T 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?
(j6S-Obu:Un;H&e
E(Nn/^[{0Lr A 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?

finster 發表於 2008-11-18 09:58 AM

減少driving能力或者增加buffer其實都是同一個原理的解決方法
j/nm`BV 因為你的輸出的driving能力太大了,導致在輸出為"1"時會有over-shoot的現象出現 ~/{MP/M:z6d
故而,把driving能力減弱,可以減緩over-shoot的問題m.n1B[3d~1s6u)s4MVS
另外一種是增加輸出級的loading,而這種方法就是加小電容或者buffer,如此一來輸出級的fan-out就增加了,相當於是一個loading,不過,我都是用加小電容比較OK
3SJ+kq yy
Kg X:O4U 至於你問到的第二個問題-F#_ ?)VQ+E
這個要看你系統上的需求而定,在disable下要為"0"或者"1"都是看系統的設定來訂定的
|kfFMgJ:{| 不過,你用pull-down,原則上沒有問題,但若是在實際產品就不建議,因為你是在輸出級加這一個pull-down,在disable下若輸入為floating或者"0"的狀態下會有一個leaking current path,這是要避免的情況
}&\.`EE!F8v 再來,pull-down的電阻值不能太小,不然會有一個strong的向下拉,如果你的輸出級不夠powerful,很有可能會讓輸出級保持在"0"的狀態

camilla 發表於 2008-11-20 11:12 AM

再次謝謝finster版主~
/g+Xkp5e Po
i7] O:O B)D 最近比較忙,所以現在才上來看你的回覆~]"mQ]v1~5y

Go'rhX#S3~1x"z8@M 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)
R$i"LV3t#b]+R\ W V6oU(j:X m2_d
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?2Y|9VEn@dF

#t"i;ds#y [b C 2. 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
8f/`a`9ZV.X;DDK    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?
0lxD \x\,Z
7kX,n$Ga+VciZK 3. 我在原本輸出級是史密特時,套上25MHz以上的crystal model時,電路是不振的,我想說是driver能力不夠大,所以又在schmitt多加
2p1N-{ Hz    一反相器來推他,是可以振了但電路消耗電流卻變得很大,是我想的不對嗎?是其他原因嗎?
Vy:aD^M I }t&Du @1Tx"xp8F$b
再次麻煩finster版主了~謝謝~

finster 發表於 2008-11-21 02:33 PM

1. 不一定,因為不同廠家所生產的crystal,其crystal model都會不太一樣,所以換不同廠家的crystal oscillator也許會起振,也許不會
)F5KAs$qM/Hpl     不過,通常都會起振,因為不同廠家的crystal model不會差太遠#[2\X0x&P KP5Y
2. 不太了解你這個問題要問什麼"B DcswQ0J
    基本上,crystal oscillator 的放大器用反相器或者NAND都可以,用NAND只是要有控制腳的function,而在disable時,輸出要為"0"或者"1"或者floating都可以,但要看輸出級後面接的電路能不能接受"0"或者"1"或者floating
4\d t hV;v Q:RKg
elsd7d7ta` 3.這個你可以看一下振盪的waveform,我在猜可能是你的振盪振幅太小了,以致於在schmitter trigger後面無法trigger後面的電路,而加了一個buffer後,把振盪振幅放大了,但,這個buffer會因為schmitter trigger的輸出振幅太小而會讓這個buffer有著極大的電流消耗

camilla 發表於 2008-12-1 01:31 AM

不好意思~finster版主~
#}HQ)q&Tsg;{ Rm1qL([!WG
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~:D V&I(@ B+EJ
(U0D/|"U6Bc4{
我的震盪波形在接上schmitt後變小了,是什原因呢?
;Zq \ H+GF8m6rK H4GvRG+Bgm(J
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)6T&E:}C0EN
(d:hw/m4b3|
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...
-\:gEm%`Ka*vL 3K1lK5tK9T:E
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...:'( 7K4a[b6nK4og{I

C9q5MM3Lb/t 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)
0H%u9} |LWu,d 0WbDC+Z7y \
可以麻煩finster版主在給我一些建議嗎?非常感激~:D

finster 發表於 2008-12-1 11:08 PM

你的振盪器的原本振盪波形的振幅有多大呢?接上schmitter trigger後振盪波形變小多少呢?6\ l%M.hV
另外,你schmitter trigger的vih and vil又各為多少呢?y \FK~7vn
E,IN g6j5u W L"G
因為我不知道你這些條件,所以無法回答你的問題
6C O"vc b8z
\ _5|.r3?,r Zz[ 至於你問到要降低消耗電流,這個問題需從你的振盪器著手,因為你的振盪波形並不是0 ~ vdd,所以接在振盪器輸出級不管是反相器或者schmitter trigger都會很耗電流,解決之道惟有改進振盪器的輸出波形
$vS d+o WK7n 4h,?u'V9L*CKp5f
[[i] 本帖最後由 finster 於 2008-12-1 11:33 PM 編輯 [/i]]

camilla 發表於 2008-12-2 01:28 AM

真是太感謝finster版主無私的教導了~:D ~Aa]%z7l F*f jK
oI8VT7n
我原本振盪波形振幅是0.3v~3.2v...
o&S&t#o ?0F| !\+`y6l3H?8~8p w
但接上schmitt後竟只剩下1.45v~1.58v而已...$q s0MR-{ { k5`
z-Z&kTo
而我的schmitt vl=1.4v,vh=1.6v...(我也有試著把schmitt的觸發電壓改為1.4v~1.5v,但還一樣,很奇怪??) M(E5fQ:s{ G

4V J+E@$[ 但為什我同樣電路但crystal model由25MHz改為20MHz卻沒問題,只有在25MHz以上才會有問題呢? yX4c!p*B{\

k_ N$B/R1r (其它頻率範圍下振盪波形依舊會在接上schmitt時而變小,但就只有在25MHz以上才不會振~)j$V5ZL!`2s HoW7Y
e8P0aO!vrG
這個問題困擾我好久了,我有想說就直接把schmitt改成一個nand+inv一樣可以達到我要的在disable時輸出為0...)AB3`WhjJ8\l0~b

N6BCbv 但我不清楚說schmitt的優點在哪裡,除了能抑制noise,減少消耗電流外...3@ |;TO|"o3f9d7@9b[
6]%qHf2}K"f;V
若用nand+inv除了可能會有glitch外有會有什不好的缺點呢?(和schmitt相比)5r3ZL!m|4R8W)Sf

yE/n-oM/uF{ 我想說若可以的話就使用nand+inv一樣也可以達到我的需求,消耗電流大概在1mA左右~
$Gt0{'P7rv!Nw0eZ G^s+u1C3@2Q+u!O
再次~再次~在麻煩FINSTER版主了~非常感激~謝謝~:'( 5I2\Ha?,[N

!E E~&x&Nx9t p.s 圖為我使用的schmitt~

camilla 發表於 2008-12-4 09:00 AM

:'( ~又被沉到下面了~請各位前輩幫我看看吧~謝謝~

finster 發表於 2008-12-4 01:26 PM

從你的描述來看,應該是振盪器的driving能力太弱,以致於在加上一個schmitter trigger後才把輸出波形給變小
p6{ ZLZ%V 關於這個現象,你可以從你的模擬中重現這個現象| D/vg-}hKU8x0O-s/y
你在模擬時,先不加schmitter trigger,然後在振盪器的輸出端加一個小小的電容到地,我想,你應該就會看到你的振盪器的輸出波形會整個變小
uUz4E6O7}t6G.k 而這點,主因乃在於你的振盪器輸出的推力太小,以致於一點點電容loading就會把輸出波形的振幅給變小@p Ntsw1N
而要改進這個問題,只能把振盪器的driving能力加大
,WA$?g*c.D:a-c(p\w %zc*M [g v.S~ Bx
至於你問到為何只有在25MHz以上才有問題:P&o:HF U8SatD
這點,其實也跟你的振盪器的driving能力有關Y)a M*cU
因為在crystal oscillator中,振盪頻率愈高,所需的電流與driving能力也要愈大"m't7@)?%c l2qR
而你設計用來振盪20MHz的振盪器來推25MHz以上的crystal oscillator,當然振幅會明顯被壓小,甚至有可能不起振 ?0I)EWGQT
r \k$?!O`
至於schmitter trigger的優缺點
uf$Vi Q 其實,就如你所言,它的最大優點乃在於它有window特性,故而對於noise有較佳的抗雜訊能力,也因為這個理由,所以才會使用schmitter trigger
p5o SX;bB }^8|(_#C#e? 基本上,如果只是學術,用nand其實就可以了,若是業界,我個人都比較建議用schmitter trigger會比較保險

caesarxl 發表於 2008-12-17 10:21 AM

留名关注,日后学习D3I%q$y%Y
谢谢分享。。。。。。。。:c;q'J cnv_ Q
。。。。。。。。。。。。

camilla 發表於 2008-12-17 05:56 PM

超級謝謝finster版主的解答~:D
/K@-h'O1B U/z l M I x-P{.{5l4Gv%l
最近全實驗室都在忙年底要結案的計畫,直到這一兩天才有時間繼續自己的事~很對不起~,j"vA l,c`'~d
#b;E)y J2oVh,_c
我加大driver後是沒問題了,不過我有幾點疑問想在請問finster版主,請finster版主能再多多指教~L#~ pZ$zWP9k
+}q&zut\Js
第一~ 通常crystal的消耗電流會有多大呢?(雖然不需要設計到很小的消耗電流,但我又怕自己做的crystal會很耗電)
)E]n0W.Yri xj!g;G5M1|
第二~ 我想讓設計的crystal的startup time能快一點,可以如何設計呢?(我希望能快到20~40us左右)
-Di(fS,A"y Vq
&c9J]5?&A1[E_@G 第三~ 我在schmitt的輸出會有這種情況,不知道是為什?(這是一開始時的輸出,等到它穩定後就不會再出現)
F7ujWjKO
~ [e%K%R1z.Q9V$h7} 麻煩finster版主在指教,非常謝謝~

頁: [1] 2

Powered by Discuz! Archiver 7.2  © 2001-2009 Comsenz Inc.