Wie funktioniert ein Microcontroller Schwingquarz?

Im Unterforum Alle anderen elektronischen Probleme - Beschreibung: Was sonst nirgendwo hinpasst

Elektronik Forum Nicht eingeloggt       Einloggen       Registrieren




[Registrieren]      --     [FAQ]      --     [ Einen Link auf Ihrer Homepage zum Forum]      --     [ Themen kostenlos per RSS in ihre Homepage einbauen]      --     [Einloggen]

Suchen


Serverzeit: 25 11 2024  11:34:04      TV   VCR Aufnahme   TFT   CRT-Monitor   Netzteile   LED-FAQ   Osziloskop-Schirmbilder            


Elektronik- und Elektroforum Forum Index   >>   Alle anderen elektronischen Probleme        Alle anderen elektronischen Probleme : Was sonst nirgendwo hinpasst


Autor
Wie funktioniert ein Microcontroller Schwingquarz?

    







BID = 878370

eeins

Doppelanmeldung daher gesperrt
 

  


Ich bin gerade etwas verwirrt darüber wie ein Schwingquarz an einem Microcontroller richtig funktionieren soll?

Ich habe auf einer Platine zwei ähnliche Atmel Microcontroller an denen jeweils ein 3,6 MHz Schwingquarz in nem 4 Pin SMD Gehäuse hängt.

An zwei Pins hängt der Quarz, die anderen beiden dienen wohl nur zur Befestigung und sind miteinander verbunden. An beiden Quarz-Pins hängt auch jeweils ein gegen Masse geschalteter kleiner Kondensator.

An einem Quarz-Pin kann man ganz normal die 3,6 MHz messen. Am anderen Pin jedoch gar keine Frequenz?!
An beiden Pins kann man auch eine Spannung von ca. 2,1V messen.
Am Pin ohne Frequenz scheint das auch nur ne normale Gleichspannung zu sein?



Am Microcontroller sind die Quarz-Pins mit den Controller-Pins XTAL1 und XTAL2 verbunden.
Nur am XTAL2 Pin liegt dabei die obige Frequenz an.

Die Controller-Pins haben folgen Beschreibung:

Zitat :
XTAL1 Input to the inverting oscillator amplifier and input to the internal clock operating circuit.

XTAL2 Output from the inverting oscillator amplifier


Kann das so stimmen oder sollte nicht doch an beiden Quarz-Pins eine Frequenz messbar sein?!
Die Microcontroller arbeiten scheinbar jedenfalls beide nicht richtig.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: eeins am  8 Mär 2013 16:22 ]

BID = 878372

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus

 

  


Zitat :
Wie funktioniert ein Microcontroller Schwingquarz?
So


Zitat :
Die Microcontroller arbeiten scheinbar jedenfalls beide nicht richtig.
Was heißt das genau?
Es wird wohl eher am Programm, als am Quarz liegen.



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 878376

eeins

Doppelanmeldung daher gesperrt

Ja toll, mein Verständnis ist jedenfalls das an einem Quarz an beiden Pins eine Frequenz messbar sein sollte.

Das Microcontroller Programm kenne ich natürlich nicht, aber bis zu einem Problem mit der Spannungsversorgung, hat es mehrere Jahre problemlos funktioniert!
Ich weiß aber welche Spannungen an diversen I/O Pins anliegen sollte und die stimmen teils nicht mehr. Auch reagiert und schaltet der Controller z.B. nicht mehr bei Änderungen am Temperatursensor.

Die Spannungsprobleme haben also vielleicht entweder die Controller oder die Quarze gekillt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: eeins am  8 Mär 2013 16:46 ]

BID = 878379

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
An einem Quarz-Pin kann man ganz normal die 3,6 MHz messen. Am anderen Pin jedoch gar keine Frequenz?!
An beiden Pins kann man auch eine Spannung von ca. 2,1V messen.
Am Pin ohne Frequenz scheint das auch nur ne normale Gleichspannung zu sein?
Was nicht in dem Wiki Artikel steht: In dem IC befindet sich ein invertierender Verstärker, und gewöhnlich ist X1 sein Eingang X2 sein Ausgang.
Dazwischen liegt ein hochohmiger Widerstand, z.B. 1MOhm, der dafür sorgt dass der Verstärker, i.d.R. ist das kaum mehr als ein einzelner Transistor, in den linearen Bereich kommt.
Daher misst du auch etwa die halbe Speisespannung an den beiden Anschlüssen.
Früher musste man diesen Widerstand stets extern hinzufügen, heute ist er bei etlichen µC schon integriert.

Die HF liegt schon an beiden Pins an, und zwar gegenphasig, aber wenn du den Eingang des Inverters, der im µC eingbaut ist, antastest, belastest du den Oszillator so stark, daß die Schwingung abstirbt.

Damit der Quarz in dieser Schaltung schwingen kann, benötigt man außer dem invertierenden Verstärker auch die beiden Kondensatoren, typischerweise etwa 10..20pF.
Der Quarz selbst zeigt bei der Resonanzfrequenz induktives Verhalten und mit den beiden in Reihe geschalteten Kondensatoren ergibt sich daraus ein Schwingkreis.

Dadurch, dass man den Mittelpunkt der Kondensatoren erdet, schwingen beide Enden des Schwingkreises gegenphasig, und das ist genau das, was man braucht, damit sich durch den invertierenden Verstärker, der selbst ja eigentlich gar nicht schwingen möchte, eine positive Rückkopplung ergibt.

BID = 878381

eeins

Doppelanmeldung daher gesperrt

Danke das ist zwar eine ausführliche Erklärung, aber irgendwie hilft mir das bei der Lösung dann auch nicht wirklich weiter?

Du meinst also selbst mit einem Oszilloskop-Tastkopf kann man am Controller Quarz Input Pin keine Frequenz anzeigen weil sie zu schwach ist?!
Irgendwie muss ich aber testen ob die Quarze noch funktionieren?


Ein Kollege hat jetzt außerdem einfach so mal kurz, einem bei ihm herumliegenden, anderen Atmel Microcontroller mit so einem größeren 4MHz Quarz (im silbernen Metallgehäuse mit abgerundeten Ecken) und Kondensatoren verbunden und da konnte er sehr wohl an beiden Pins eine Frequenz feststellen.

Und ja, die Atmel Microcontroller haben alle 5V Versorgungsspannung.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: eeins am  8 Mär 2013 17:08 ]

BID = 878388

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Irgendwie muss ich aber testen ob die Quarze noch funktionieren
Geh einfach davon aus, dass, wenn du die Schwingung an einem Ende des Quarzes feststellen kannst (dem Ausgang des Inverters), sie auch am anderen Ende vorhanden ist.


Zitat :
und da konnte er sehr wohl an beiden Pins eine Frequenz feststellen
Das hängt davon ab, wie groß der Verstärkungsüberschuss ist, und ist somit ein Dimensionierungsproblem.
Generell arbeitet man mit möglichst wenig Verstärkung, so daß der Oszillator gerade noch sicher schwingt.
Das ergibt die beste Genauigkeit, aber man kann dieses zarte Pflänzchen eben auch sehr leicht zum Absterben bringen.

BID = 878453

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9266
Wohnort: Alpenrepublik


Zitat :
und da konnte er sehr wohl an beiden Pins eine Frequenz feststellen


Dann nimm einen 1:10 oder besser einen 1:100 TK.
Du belastest den Oszillator mit einem 1:1 TK zu stark.

_________________
0815 - Mit der Lizenz zum Löten!


Zurück zur Seite 1 im Unterforum          Vorheriges Thema Nächstes Thema 


Zum Ersatzteileshop


Bezeichnungen von Produkten, Abbildungen und Logos , die in diesem Forum oder im Shop verwendet werden, sind Eigentum des entsprechenden Herstellers oder Besitzers. Diese dienen lediglich zur Identifikation!
Impressum       Datenschutz       Copyright © Baldur Brock Fernsehtechnik und Versand Ersatzteile in Heilbronn Deutschland       

gerechnet auf die letzten 30 Tage haben wir 20 Beiträge im Durchschnitt pro Tag       heute wurden bisher 8 Beiträge verfasst
© x sparkkelsputz        Besucher : 182394994   Heute : 2190    Gestern : 7548    Online : 567        25.11.2024    11:34
7 Besucher in den letzten 60 Sekunden        alle 8.57 Sekunden ein neuer Besucher ---- logout ----viewtopic ---- logout ----
xcvb ycvb
0.0282349586487