発振回路の安定性評価方法について

ある発振回路に対して、
発振が停止せずに安定して発振を持続する安定性評価方法として
どのようなものがあるのでしょうか？

実際に試作したチップからはさまざまな設計条件の回路を数回動作させてそのうちの正常発振回数をカウントする予定ですが、

今回の場合ではシミュレーション上でその安定発振評価を行いたいのですが、シミュレーションでは一度発振が開始すると発振が常に持続してしまいます。

豊富な回路設計経験などが伴うシミュレーション法なような気がします。

なにかわかる方いましたら、ぜひご教授願います。
よろしくお願いいたします。

No.3 ベストアンサー 回答者： tance 回答日時： 2008/08/22 08:43

設計の評価でしょうか、具体的製品の評価でしょうか。

どちらも、ワーストケースを見つけることが大事です。温度や電源電圧
負荷、その他がどのような状態のときがワーストケースかを、まず
はっきりさせて、その条件を再現して試験するのが良いと思います。

設計の評価であれば、部品のばらつきも考慮する必要があります。
シミュレーションであればモンテカルロ法を使います。

実際の回路の評価では、なかなかナイキスト図を求めるのは難しいと
思われるので、やはり周囲条件を決め、多少前後の条件も含めて
試験するのが良いと思います。

試験での着目点は、発振のビルドアップ時間がよいでしょう。
発振停止はしないものの、きわどい場合は発振のビルドアップに
時間がかかる傾向があります。

逆に発振周波数はきわどい条件のときの方が安定だったりしますので
発振するかしないか、という評価では周波数安定度での評価は要注意
です。

電源の立ち上がり時間を遅くできる場合はこれによりマージンがわかる
ことがあります。

No.5 回答者： shironekoxxx 回答日時： 2008/08/24 08:40

シミュレートしたいのは量産設計としての信頼性確保が目的でしょうか？

また、発振回路はどういう構成でしょうか？

「発振するハズの回路」が発振しなくなる場合は、当然何らかの因子が振れて発振しない条件になっているワケで、シミュレーション上でそれらの因子を（動的に）動かせないとシミュレートできないと思います。
質問文で言うならば、

＞シミュレーションでは一度発振が開始すると発振が常に持続してしまい

発振が開始する前に、どれかの因子を振ることで発振しなくなる事を確認。
又は
発振開始後に、どれかの因子を振る事で発振が止まる事を確認。

となります。

水晶やセラミック振動子を使ったシンプルな発振回路の場合、負性抵抗が少ない場合に量産バラつきや経年変化の積み重ねで発振しない個体が出てきます。

No.4 回答者： higenotojo 回答日時： 2008/08/23 03:11

発振するためには、

(1)　アンプに入力した信号の大きさよりも、アンプと帰還回路を通って戻ってきた信号の大きさが大きいこと。
(2)　アンプと帰還回路を通って戻ってきた信号の位相が３６０°（かその整数倍）遅れること。
が同時に成立する必要があります。
（アカデミックに表現したのがナイキスト図です。）

発振回路の帰還回路とアンプの入力部分を切り離し、アンプの入力部分に信号を加え、帰還回路を通った信号のゲインと位相を周波数を変えて調べれば、どの周波数で発振が可能かが分かります。

安定性は、
　電源電圧に対する安定性
　温度に対する安定性
等がありますので、それぞれ検討してください。　

No.2 回答者： nrb 回答日時： 2008/08/21 13:02

発振回路の安定性評価方法

周波数が安定的に変化しないかです

一般的には
（電源投入２時間後からってのが多い）
時間率の変化率
１日での変化率
温度変化率

となります

どこくらいの安定性が必要かにより・・・替わると思います

まあ、真面目にやるならば高温槽はいりますが・・・・ね

No.1 回答者： maimi09 回答日時： 2008/08/21 11:22

増幅帰還の制御系の安定度を判断する方法の一つに、ナイキスト判定が有名だと思います。

虚数軸０、実数軸０から虚数軸０、実数軸1未満を通って、虚数軸０、実数軸-1を通る螺旋のグラフの制御系が安定した発振のものだったと思います。