Моделирование низкочастотных кварцевых резонаторов, Требуются верные параметры кварцевого резонатора Опции

[Navuhodonosor]

Столкнулся с проблемой запуска встроенного в PIC-контроллер генератора на кварце 36 кГц. Решил рассмотреть проблему с теоретической стороны, чтобы понять, как преодолеть проблему.

Открываю Multisim и вижу в нём к примеру модель R38-32.768kHz, открываю параметры модели и вижу вот такое:

* EWB Version 4 - CRYSTAL Model
* LS= 0.007 CS= 3.5e-015 RS= 18000 CO= 1.7e-012
LS 1 3 0.007
CS 3 4 3.5e-015
RS 4 2 18000
CO 1 2 1.7e-012

Прошу обратить внимание на 2 обстоятельства.

1) RS = 18 k !!!!!!!!!!
2) Анализ индуктивно-ёмкостных параметров показывает, что последовательный резонанс модели лежит выше 20 МГц (модель неверная?).

Я попытался выставить параметры LS и CS так, чтобы частота последовательного резонанса хотя бы приблизительно соответствовала 32768. При этом, чтобы резонанс был хорошо виден, я уменьшил RS до 1 Ома:

* EWB Version 4 - CRYSTAL Model
* LS= 0.007 CS= 3.5e-015 RS= 18000 CO= 1.7e-012
LS 1 3 0.7
CS 3 4 3.35e-011
RS 4 2 1
CO 1 2 1.7e-012

Теперь, если включить кварц по вот такой схеме:
,

то АЧХ будет вот такой:
.

Но если восстановить значение RS до исходного, то получится вот такая штука:
.

Как и следовало ожидать, добротность контура резко ухудшилась.

Реальный генератор на кварце 36 кГц не запускается или запускается через пень-колоду.
В параметрах реальных кварцев RS ставят даже хуже, чем 18k, есть и 35k.

Так как генераторы вообще могут работать при таких параметрах? Тем более, держать стабильную частоту? Что-то не то в моделях.
У моделей кварцев на мегагерцовый диапазон - всё нормально в параметрах. Например:

* EWB Version 4 - CRYSTAL Model
* LS= 1.6 CS= 7e-015 RS= 500 CO= 4e-012
LS 1 3 1.6
CS 3 4 7e-015
RS 4 2 500
CO 1 2 4e-012

Хотя RS 500 Ом, это всё же не 18 k и более.

Хотелось бы услышать кого-то. кто успешно делает кварцевые генераторы на частоты порядка 32768.

[Jurenja]

А откуда такая схема измерения параметров кварцевого резонатора? Правильно использовать в AC анализе источник тока, включенный параллельно резонатору.
Схема Пирса прекрасно работает с часовыми кварцами. Возможно параметры схемы генератора контроллера непригодны для использования вместе с часовыми кварцами. При моделировании в tran анализе нужно ограничивать максимальный шаг моделирования на уровне не более ~1/100...1/200 от периода сигнала. И параметр точности reltol нужно делать на несколько порядков меньше.

[Jurenja]

Мне пока что не удалось построить настоящую действующую(генерирующую) модель встроенного в чип генератора.

Это пробовали делать?:

... При моделировании в tran анализе нужно ограничивать максимальный шаг моделирования на уровне не более ~1/100...1/200 от периода сигнала. И параметр точности reltol нужно делать на несколько порядков меньше.

[Navuhodonosor]

Это всё речь о моделировании в чём? Multisim? Или в чём-то ещё?

Но дело ведь не только в этом. В модель нужно ставить реальные параметры того узла, который образует генератор. А вот со снятием таких параметров большая проблема.

[Jurenja]

Это всё речь о моделировании в чём? Multisim? Или в чём-то ещё?

Речь про все spice-подобные симуляторы: spice, PSpice итд, а также аналогичные параметры есть в spectre (Cadence) и в Eldo (Mentor Graphics).
Про Multisim не скажу, не использую.

[Navuhodonosor]

Я вынужден был отвлечься на другие проблемы, так что пауза затянулась. Моделированием пока больше не занимался.

Генератор удалось запустить. Оказалось, чисто практическим путём, что с отдельными типами транзисторов схема запускается на "ура", а с другими, вроде бы не сильно отличающимися по параметрам, ни в какую.

Достоверно установлено, что представленная схема включения работает прекрасно с DMN2075U и, как ни странно, с IRLML0030TR, который имеет существенно более высокое напряжение отсечки. А вот, казалось бы, с очень похожим на DMN транзистором IRLML6344TR не запускается ни под каким видом.

Вот, уважаемые, как ЭТО можно объяснить?

Вообще говоря, я обратил внимание на входную ёмкость затвор-исток. И совершенно ожидаемо получается, что для запуска схемы нужна ёмкость порядка 300 пФ, не ниже. Что интересно, при этом частота генерации сдвинута относительно частоты кварца вниз всего-навсего на единицы Гц. Это совсем неожиданно.

Т.е. похоже на то, что для анализа нужно использовать глубоко нелинейную модель, а не линейные приближения.