32K晶振起振电路设计

conniezhou

各位：请教32K 晶振起振电路如何简单快速的得到INV NMOS 以及PMOS的W and L 值呢？我用扫描的方法，暂时没有得到。

zjzhang1124

32k  是低频的 ， 简单用倒向器 不加其他器件很难实现

behzad

2L的兄弟说的是，由于32k晶振的等效电阻太大，需要比较小的gm，可使用源极退化晶体管实现。或者复杂点的用CS amplifier而不是用推挽（inverter）。不过这些结构都有个问题是工作在非线性状态，会有稳定性的问题。

conniezhou

多谢多谢！
我现在就是用简单的inv无论如何调整就是实现不了，在电感处加ic 有波形，但是过了200ms后就衰减没了；不加就是什么都没有。

另外一种电路形式仿真中。

conniezhou

敢问2楼3楼大侠：在电感后面加ic 出现的波形是正常的吗？为什么会在200~300ms后衰减掉呢？

conniezhou

目前的电路形式是这样：
M1 xo bias vdd vdd p33
M2 xo xi net1 vss n33
M3 net1 vdd vss vss n33
xi xo 之间用6个 nmos 串联做反馈电阻。
bias 是另外提供的偏执，请问这种电路形式是否可以起振

behzad

我做过一次皮尔斯振荡器，给你一些线索吧，其实这个参考资料挺多的，你可以多找找。
做这个32k晶体振荡电路大概有以下几个步骤：
1）根据晶振模型确定出起振的gm（crit）和gm(optimum)，这是两个值，gm过大或者过小都可能不起振。
2）根据这个gm去设计你的反相器尺寸，保证直流工作点对应的gm落在起振区间内，最好是gm(optimum)，可以得到最快的起振速度。
3）32k起振时间一般在几百毫秒~几秒之间。你可以让vdd ramp up，获得起振的初始噪声，或者给.ic，.ic不推荐，这个很容易掩盖真实情况。

对于你的200~300ms衰减有可能是你的精度问题，更有可能是你的gm不合适。根据我做过的32k的经验，gm大概在10uS一般能起振。gm(crit)大概在0.1uS(不太确定了)。
仅供参考，欢迎讨论。

behzad

PS：直流偏置电阻要很大，我印象中要大于10M，你可以先用理想电阻试试。我印象中NMOS做反馈电阻似乎有点不妥当，anyway，你可以先用12M的理想电阻试试。

bloodylove

楼主 我的情况和你一样。。。  按照 附件中文章的 推算  gm（m in）大概在0.3uS,gm(optimum)大概在20uS,和楼上的基本一样。 这样管子的W/L应该小于1 了。
继续去试一下。。我用的 gm大概90uS，应该也可以起振的吧。。。难道是仿真时间不够长。。

bloodylove

e。。又试了一下   果然可以起振了 。。 gm 大概设在20多uS