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Quarz last ?
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BID = 455206
hansan
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Hallo, ich experimentiere schon seit längerem mit den PIC Mikrocontrollern (auch den 16 bittern) und stosse beim Schaltungsentwurf immer wieder auf die gleiche Frage. Wie gross muss ich bei einem Quarz die zwei Kondensatoren gegen die Erde dimensionieren. Habe mich bis jetzt immer an die gängigen Richtwerte 15-33 pF gehalten, das funktioniert ja auch, aber ich möchte mich diesbezüglich doch korrekt weiterbilden.
Bei den Quarzen habe ich ja meistens eine Angabe der Last in pF, muss nun der Kondensator und sämtliche Leiterbahnen am Quarz pro OSC Eingang diese Kapazität ergeben ?
z.B Wenn ich beim Quarz eine Angabe von 7pF habe (SMD) und die Leiterbahnen sehr kurz halte, somit deren Kapazität nicht einbeziehe wären die Kondensatoren dann 7pF ?
Wenn meine Annahme stimmt hätte ja auch der OSC Eingang beim PIC eine Kapazität, wie finde ich die heraus (Datenblatt hab ich nichts konkretes gefunden).
Oder bin ich mit meiner Annahme komplett auf dem Holzweg ?
Was mir beim Studieren der Schaltpläne der Microchip Demo Boards zudem aufgefallen ist, dass die beim Quarz (fast) immer einen 1MOhm Wiederstand paralell zum Quarz legen, wozu das ? |
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BID = 455211
faustian.spirit
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Der Widerstand ist eine Gegenkopplung über den Inverter im PIC, damit dieser mehr als linearer Verstärker und weniger als abrupter Schalter arbeitet. |
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BID = 455216
perl
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Zitat :
| | Bei den Quarzen habe ich ja meistens eine Angabe der Last in pF, muss nun der Kondensator und sämtliche Leiterbahnen am Quarz pro OSC Eingang diese Kapazität ergeben ? |
Ja, wenn der Quarz genau auf der vom Hersteller spezifizierten Frequenz schwingen soll. Aber auch bei stärkeren Abweichungen der Bürdenkapazität ist die Frequenzabweichung sehr gering. Das interessiert eigentlich nur bei Uhren, die tagelang richtig gehen sollen.
Zitat :
| | Wenn meine Annahme stimmt hätte ja auch der OSC Eingang beim PIC eine Kapazität |
Ja die hat er und sie sollte auch im Datenblatt stehen.
Diese beiden Kondensatoren, die man bei den meisten µC findet (einige haben sie auf dem Chip integriert) bilden einen kapazitiven Spannungsteiler dessen Mitte geerdet ist. Demszufolge schwingen die beiden Enden um 180° phasenverschoben und zusammen mit den 180° des Inverters im µC ergibt das die für die Rückkopplung nötige Mitkopplung von 360° bzw. 0°.
Die Kondensatoren müssen auch nicht unbedingt gleich sein. Über das Spannungsteilerverhältnis kann man das Anschwingverhalten und die Frequenzstabilitäät beeinflussen.
Die gleichstrommäßige Gegenkopplung über den Widerstand bringt den Inverter überhaupt erst in den linearen Bereich, der für den Betrieb als Verstärker erforderlich ist. Der Wert des Widerstandes ist unkritisch, aber man sollte bedenken, daß der Oszillator eine analoge Schaltung ist. Hohe Werte begünstigen die Einstrahlung von Störungen und zu niedrige Werte bedämpfen des Oszillator.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !
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BID = 455219
faustian.spirit
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Stimmgabelquarze (32.768KHz, zB in Uhren) sind etwas empfindlicher, insbesondere was die Widerstände angeht...
Ansonsten sammeln sich mit den Bastlerjahren ja doch Mengen an PXO-Sardinenbüchsen an, bei denen man sich darum gar nicht mehr zu kümnmern braucht...
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BID = 455222
hansan
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Hab noch etwas gestöbert und bin bei den zusätzlichen Datenblättern auf folgende Formel gestossen :
C1 = C2 = 2 x (CL - CS)
Wobei dort angegeben wird, dass C1 und C2 die Kondensatoren Load Kondensatoren (also die gesuchte Grösse), CL die Load Kapazität des Quarzes (bei meinem Beispiel also 7pF) und CS (stray capacitance).
Nach übersetzung heisst stray Streuverlust, verirrt, leider weiss ich trotzdehm nicht was da reinkommt.
Hat sich damit schon jemand beschäftigt ?
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BID = 455226
perl
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Das ist doch trivial!
Die Formel besagt doch nichts anderes als daß die Summe von Streukapazität (d.s. Leiterbahnen etc.) parallel zu den beiden in Serie geschalteten Kondensatoren der Bürdenkapazität entsprechen soll.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 4 Sep 2007 14:37 ]
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BID = 455321
hansan
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Diese Formel ist tatsächlich sehr trivial, hätte mir das Ganze etwas komplexer vorgestellt. Ich habe auch herausgefunden dass ein PIC OSC Eingang ca. 5pF Kapazität hat. Wenn ich nun also für CS etwas mehr als 10pF nehme, sollte ich den richtigen Wert für die Kondensatoren haben. Oder muss ich für CS jetzt nur eine Seite des Quarzes einsetzen, also 5pF ?
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