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晶振会因为gm过大而无法起振吗

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
用的是inverter+偏置电阻的pierce osc,芯片测试的时候在正常电压下无法起振,降低了电源电压反而可以起振。这是不是说明原来放大器的gm太大。
根据一些论文的说法gm过大是有可能导致负阻反而降低从而不起振。不过我算过这个gm会大的很离谱,一般设计根本不可能达到,并且我对电路也进行仿真发现负阻还是远大于晶体esr的,没有出现变小的现象。
不知道大家有没有遇到过这种情况,是怎么回事呢,谢谢~

能否多增加几级inverter呢?并且调整一下inverter之间的宽长比

2# cjl042323
请问这样的依据是什么呢?是要改变gm吗。
现在问题主要是降低电压反而能起振,不知道是不是从gm这个角度考虑。

加大偏置電阻或減少gm,都是提高反相噐輸入阻抗有利於起振.

首先,请保证各个管子在启动时要工作在正常的放大区。
其次,你的quartz-crystal的电路模型选择要合适。
第三,晶振要仿起振的话仿真软件的设置都是一个大问题,没有正确的设置你仿不出起振。

4# yeutay
我有疑问,一般增大而不是减小gm才会提高有源网络负阻,有利于起振.只有当gm超过某个植的时候再增大gm负阻才会变小,不知道你说的输入阻抗是不是指网络的负阻.但是我仿真了电路的gm并没有超过那个值啊.

5# 211lili
谢谢你说的三点,这些我也注意过.现在的问题是仿真都没有问题,实际芯片测试的时候降低点电压才能工作,不知道是gm问题还是忽略了其它什么.

这个问题不错,看看这个图片就知道了,太大的gm也会造成不起振的

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8# tjjbraye
没错,我也是参考了这个图.
现在的工作点就是在A,B之间,而且离B点还很远,应该说很安全,所以我会觉得奇怪.不知道"降低电压起振"这个现象是不是由gm引起的,还是有其它实际中被忽略的因素.

As a suggestion, you can check your capacitors (I guess it's moscap). Are they properly biased or not?

Maybe check your shunt resistor (Rf), usually the value should be around 10M Ohm.
What can happen if you lower your power supply?

你的反馈电阻是怎么做的?大概有多大的阻值?反馈电阻对稳定性也有很大的影响

12# tjjbraye
是用线性区mos做的,仿真下来有1M,应该够了把. 另外我想请问这个电阻理论上来说是不是越大越好,因为这个电阻大小对偏置点没有影响,并且用来断开ac通路.

你是用一个线性区mos管做RF还是很多个串联?我是这样做的,效果更好一点


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还有就是你的晶振是电流源负载还是cmos结构的?如果是电流源负载,电源变化不会有影响的,如果是cmos结构的晶振,那你怎么供电的?是不是用一个电阻对晶振供电?如果是的话,电源电压增大,那电流就变大了,gm肯定也变大了
你可以计算一下你的电路起振允许的最大gm,这样也有根据一点
一点参考意见

我用的是片外的. 不过你的意思是不是说如果mos gata上的电压过低就起不到电容作用(以NMOS为例)

谢谢你的意见.
你说的最大gm是不是按照vottiz论文上的,我也算过,比设计的大很多.不过一直觉得算出来的gm不会很准确,权当参考把,还是仿负阻可靠一点.
另外,那个反馈电阻是不是越大越好啊?

16# englishwin
最大gm可以参考Start-UpTimeof CMOSOscillators 这篇文章,反馈电阻越大越好

I my opinion the feedback resistor can not be either too large or too small.
If it's too small, the equivalent load will decrease thus the ac gain will decrease also. On the other side, if it is too large, let's assume it's open in the extreme case. The bias point of inverter will not stable.

16# englishwin

It's exactly the problem that I worried about.

Thank you, but I don't think the value of bias resistor has anything to do with operating point. Voltage of two ends of resistor should be equal regardless of value, because there is no current path. "Open" has meaning only when it refers to small ac signal, doesn't it?


If you do a DC analysis, you will see actually there is a small DC current through the feedback resistor. If this resistor is too large that we assume it's open. the input and output bias point of the inverter is very unstable.

遇到过你同样的问题,在大概3v时能正常起振,大于3V就会不起振了,
加大外接的电容起振电压回上升;
如果你的现象也是如上的话,应该就睡你反相器的W/L大了,把它减小就好了,
当也是困惑好久,还好最后搞定了。
希望对你有帮助!

工作频率是多少?

18# jalover
我觉得反馈电阻应该越大越好,只要反馈电阻存在,总会提供一个直流通路使得输入输出相等,你说的假设一个极限:认为是断开的,但这个时候这个通路已经被打断了,但实际上只要Rf存在,这个通路就不是断开的

非常感谢分享

不同意反馈电阻越大越好,我们这边测试反馈电阻过大的话,会出现停振或振荡不稳定,,,

学习了!

if the rf is too large, considering i leakage, the bias voltage is wrong.

这个问题很好

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