www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik quarz geht 7 sec./tag vor


Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich bins nochmal mit dem quarz.

also erst war es so:
habe 4 MHz quarz (große bauform) gekauft -> ging 6-7 sec am tag vor.

auch hatte ich ein 4 MHz quarz (kleine bauform) gekauft -> ging 1 sec.
verkehrt am tag.

jetzt habe ich mir jetzt noch ein quarz besorgt, weil ich nicht 4 MHz
brauchte, sondern 4,194304 MHz.

dieses war wieder ein großes quarz. ich wollte eigentlich ein kleines
kaufen, aber die hatten von der frequenz nur ein großes.

also kaufte ich ein großes und wartete auf die überraschungen.

und die kamen auch:
auch dieses große quarz gin wieder 6-7 sec. am tag vor wie das andere
große quarz.

am anfang lief es gar nicht, weil ich mich dabei ertappt hatte, zu
vergessen, den kondensator für die stromversorgung von 100nF wieder
einzulöten. wobei es zu bemerken gibt, daß das das kleine quarz nicht
zu stören schien.

als kondensatoren an dem quarz habe ich 22pF verwendet.

frage jetzt:
kann es daran liegen, daß 100nF für den controller (ATtiny11) für die
stromversorgung auch dann zu knapp sind, wenn an der stromversogung
(batterie übrigens) nix weiteres außer der controller angeschlossen
sind?

und 2. frage:
hier meinte doch letztlich jemand, daß durch das quarz auch ein
strömchen fließen müsse, damit das halbwegs genau geht.
kann es deshalb sein, daß 22pF für die kondensatoren am quarz zu klein
sind und ich vielleicht besser was größeres da nehmen sollte, damit
durch den quarz ein etwas größeres strömchen fließt?

was meint ihr dazu?

hatte jemand genau dieses problem schonmal?

Autor: edi.edi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hi,

ich glaube du hast die besten quaerzchen gekauft mit den feinsten
stroemchen.. Glueckwunsch.  Nur 1 -7 skunden pro tag...das ist super.
wie hast du das gemessen?

Complimenti
ed

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
mit der funkuhr.

das ist überhaupt nicht super. jede billig-quarzuhr geht da glaubeich
genauer..

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
jede Billig-Quarzuhr hat auch einen Trimmer, mit der die genaue Frequenz
eingestellt wird, und im Falle einer Armbanduhr kommt fast schon
Thermostat-Betrieb hinzu.
MC-Quarze sind keine Uhrenquarze, schau dir einfach mal ein Datenblatt
an, welche Genauigkeit die haben. Und wenn du dir dann mal ausrechnest,
dass ein Tag 86400s hat und das mal in Relation zu der Genauigkeit
setzt...

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ne es hat nicht jede quarzuhr einen trimmer. nur ganz selten mal eine
teure so abundzu.

woran erkenne ich denn, ob ein quarz ein "MC-quarz" ist?

..hm also wenn es wirklich so ist, daß die als so stark abweichend
gelten, werde ich einfach eine software-korrektur drüber schicken -
unter der voraussetzung, daß die quarze auch wirklich nur vorgehen und
nicht hinundher schwanken.

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
erkennt man gar nicht, wenn ausser der Frequenz gar nichts weiter
draufsteht.
Normalerweise haben die billigen Quarze +/-100ppm Frequenztoleranz und
+/-100 ppm Frequenzstabilität. Und 100ppm von 86400 sind nun mal 8,64,
kommt also ganz gut hin mit deinen Werten

Autor: edi.edi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hi,

habt ihr in D-land an der ....uni.de  keine Temperaturschwankungen ?

was passiert wohl bei 10°C  oder im Sommer bei  35°C ?

ed

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ok, aber warum gehen dann die quarz-uhren trotz temperatur-schwankungen
so genau?

aja was ich noch vergessen habe:
auch den 4 MHz quarz-oszilator, den ich besorgt hatte, der ist hat auch
max. 1 sec. abweichung am tag.

es scheint wirklich nur diese eine bauart der quarze zu sein, die
dieses symptom zeigt.

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hab noch was vergessen:

>> Und 100ppm von 86400 sind nun mal 8,64,
kommt also ganz gut hin mit deinen Werten


ok, gut.. wenn es wirklich so ist.

aber beziehen sich diese schwankungen auf einen festen wert, den sie ab
werk vor oder nachgehen oder sind diese auch größtenteils von der
temperatur abhängig?

also wenn ich dieses vorgehen wegregulieren würde, würde mir dann die
temperatur weiter ziemlich stark zu schaffen machen, oder hätte ich mit
der tempratur vielleicht mehr glück?

Autor: Benedikt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei Quarzen hat man
a) die Abweichung, die immer konstant bleibt
b) Temperaturdrift.

Von Velleman gibt es eine Uhr mit einem PIC. Der Quarz lässt sich über
einen Trimmer genau einstellen. Die Uhr läuft nach Jahren sehr genau,
sogar so genau dass ich die Uhr 2x im jahr stelle: Sommer und
Winterzeit. Die Abweichung beträgt dann immer etwa 1 Minute. Einmal in
positiver und einmal in negativer Richtung. Ich glaube kaum, dass das
ein spezieller Uhrenquarz ist. Vielmehr wird die Ungenauigkeit durch
den Trimmer beseitigt.
Bei einigen Handys sitzt unter dem 10MHz Referenzozillator für den PLL
der Sende/Empfangsfrequenz ein Temperatursensor...

7s sind aber für einen nicht abgestimmten Quarz doch schon ziemlich
viel. Ich vermute die 22pF Kondensatoren sind nicht passend zum Quarz.
Bei der kleinen Bauform kann es sein, dass die 22pF viel besser zum
Quarz passen. Die genauen Werte stehen im Datenblatt.

Autor: wolli (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Will man eine genauere Referenz als einen Quarz, so muss ein
Quarzoszillator her, der besitzt eine interne Temperaturkompensation.
Allerdings lässt diese sich auch in Software realisieren.

Autor: andré (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei so zoemlich allen Handys wird die Temp ausserdem vom Akku mit
gemessen (bei Nokia gibts dafuer zb die BTEMP-Leitung).
Kann die Genauigkeit von Quarzuhren vielleich auch daher ruehren, dass
diese Quarze nur 32,....khz haben, waehren die mc Quarze ja mehrere Mhz
haben? Dadurch veraendert sich die Fehlerrate ja nochmal enorm.

mfg

Autor: Fritz Ganter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Kapazität der Kondensatoren haben auch einen (geringen) Einfluss auf
die Frequenz. Bzw. wenn sie nicht so halbwegs passen, ist man sehr
daneben.
In der Tat sollen die 32kHz Quarze eher mehr Genauigkeit haben, da sie
ja für Uhren verwendet werden.

Autor: Benedikt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Genauigkeit von 32kHz Quarzen halte ich kaum für besser. Schaut euch
mal eure PC Uhr an, die ist alles andere als genau (1 Minute im Monat
keine Seltenheit...) Und was sitzt auf dem Mainboard ? Ein 32,768kHz
Quarz. Und der Grund ? Ist der PC an, ist es heiß, ist er aus, ist es
kalt. Und der Quarz ist nur für eine Temperatur kalibriert...

Es gibt von beiden Typen bessere Quarze:
Die Angaben im Datenblatt gehen von 5ppm bis 30000ppm !
Wobei es bei den Miniquarzen (2,6 bzw. 1,5mm Durchmesser) große
Unterschiede gibt:
Die 1,5mm Version hat 3000-30000ppm, die 2,6mm Version gibt es mit
20ppm.
Die Temperaturstabilität beträgt bei allen 100ppm (bzw. selektierte
Version: 50ppm)

Fazit:
Generell kann man keine Aussage treffen, welche Quarze genauer sind.
Wenn die Quarze aus der billigsten Produktion stammen, wundern mich
7s/Tag überhaupt nicht. Wenn man sicher gehen will: Quarze von einem
bekannten Hersteller kaufen, und da weiß man genau wie genau die Quarze
sind.

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ok. ich schätze dann mal, daß es auch zumindest einen versuch wert ist,
statt den 22P kondensatoren stärkere reinzumachen.

denn es schien bis jetzt so zu sein, daß immer bei einem quarz dieser
größeren bauform dieser fehler auftrat.

ich werde dann ja sehen, was danach passiert.

und dann mal gucken ob die restlichen schwankungen auch wirklich so
hoch sind oder ob das alles übertrieben ist und doch noch relativ gute
werte rauskommen.

..aber es wird ja wohl kein zufall sein, wenn bei 2. völlig anderen
quarzen beides mal die selbe abweichung auftritt..

..da muß system hinter stecken! :)

Autor: Benedikt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht haben die einen anderen Widerstand, benötigen also andere
Kondensatoren.
Gibt mal die Baugröße an ich schau mal im Datenblatt nach.

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich glaube irgendwas mit u-18 oder so.

ich habe aber schon bei conrad geguckt. der, den ich habe, in ungefähr,
hat zwar als kondensatoren nur 22pF angegeben aber in der tabelle da
waren auf jeden fall auch welche drin, die 30pF als kondensantoren
benötigten. d.h., wenn ich so einen bekommen habe, der 30pF braucht,
dann könnte es auf jeden fall daran liegen.

ich habe aber jetzt einen test laufen mit 44pF drin und nem größeren
elko für die stromversorgung.

mal sehen, was raus kommt. morgen werde ich's wohl wissen.

Autor: Rolf F. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Quarze haben meist 20 oder 50 ppm Genauigkeit, wobei schon
Fehlanpassung der Schaltung abgerechnet ist, und damit kommt man auf
rund 5 s pro Tag.
Armbanduhren haben um 1 s pro Tag, weil die abgeglichen sind; man kann
die Frequenz mit einen Serien-Kondensator erhöhen u.
Parallelkondensatoren (gg. Masse) erniedriegen (u. mit einem
Parallelwiderstand stabilisieren).
So habe ich eine Uhr auf 0,5 s pro Tag genau abstimmen können.

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hm.. mal sehen. die sache läuft jetzt seit 2,5 stunden. normalerweise
müßte ich da schon mindestens eine abweichung von 0,5 sec. haben. diese
ist aber bis jetzt ausgeblieben. aber man kann nie wissen. mal sehen
was morgen rauskommt.

interessant ist noch das vorspiel:
ich machte größere kondensatoren statt den 22pF rein und nach einer
halben stunde sagte mir "so ein bauchgefühl" nach draufgucken, daß
die uhr schon ein kleines bischen (so ca. 0,1-0,2 sec abgewichen sein
mußte.) also machte ich noch den 100µF elko statt dem 100nF kondensator
an der stromversorgung rein. und seitdem her habe ich kein bauchgefühl
mehr. :) aber mal sehen, was sich morgen so ergibt.

was mich aber noch interessieren würde:
wie tuen die die uhren "abgleichen", die keinen drehkondensator innen
drin haben? oder sind die nicht abgeglichen? oder haben die auch
programmierbare chips, die einmal in der fabrik nachkalibriert
werden..? :)

Autor: Rolf F. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Einzelheiten weiß ich nicht, aber weil das Kalibrieren in der Uhr-Fabrik
sicherlich billiger als beim Quarz-Hersteller ist, wird es sicherlich
dort gemacht, auch wegen Schaltungs-Toleranzen.

Und das Kalibrieren ist einfach: Man gibt von außen dem MC ein Signal
mit genau z. B. 100 s Periode und der MC weiß anhand des Timers-Standes
wie stark der eigene Oszillator verstimmt ist. Dabei muß man die
Interruptlatenzzeit berücksichtigen, aber im Prizip ist es einfach nur
Zahlen vergleichen. Voraussetzung ist natürlich ein genaues Timing von
Außen, beispielsweise mit Quarz-Ofen und MC oder asynchronen
Binärteiler.
Mit einem 32,768 kHz-Quarz hat man in 100 s 3,2768 Millionen Takte, so
dass man auf 1 ppm genau abstimmen kann.

Die Korrektur muß man anschließend einfügen, also beispielsweise
zweimal (jede Seite) +5 pF  für jeden Takt zuviel.
Man kann natürlich auch vom Quarz etwas wegfeilen oder mit einem Laser
abtrennen, aber das ist aufwendiger.

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hm.. in der uhr sind aber keine kondensatoren zu sehen.

oder der microchip in den uhren ist tatsächlich einmalig programmierbar
oder es ist so, daß sich von außen einmalig kondensatoren durch das
anlegen bestimmter signale an bestimmten stellen zerstören lassen, so
daß dann der chip am ende kondensatoren mit den richtigen werten
innendrin hat.

aber ob die so was machen.. ?! naja, kondensatoren waren in den
quarzwerken jedenfalls nicht drin.

Autor: Fritz Ganter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, hab mal mit Frequenzzähler in der Schaltung nachgemessen (32768Hz
Quarz an TOSC1 und TOSC2 von Mega16, interne Kondensatoren enabled) und
habe 32ppm Ungenauigkeit.
Der Quarz ist von Conrad.

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hab jetzt mal zu ende geguckt.

die uhr ist jetzt nur noch 1 sec. am tag vorgegangen. scheint also
entweder an dem einen oder anderen gelegen zu haben.

die restlichen eine sec. werde ich dann softwaremäßig wegkorrigieren.
aber ist immer noch besser, wenn ich nur eine sec. statt 7 sec.
softwaremäßig wegregeln muß.

Autor: Benedikt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wegregeln, naja. Sobald es wieder Winter wird und es kalt ist, musst du
eine Sekunde dazugeben. Also Datenblatt suchen, Temperaturabhängigkeit
nachschauen und Temperatur messen. Dann per Software wegregeln.

Autor: Rolf F. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
An Einfachsten ist es einen Cäsium-Oszillator zu nehmen, also das was
den Takt in einer Cäsium-Atomuhr macht ;-)

Mit der UTC oder localtime hat das aber nur wenig zu tun, denn die
Schaltsekunden werden jedes Jahr neu beschlossen bzw. weggelassen.
Zudem gibt's die Umstelleung Sommerzeit<->Winterzeit.
Dazu habe ich mal passende Funktionen geschrieben, aber ohne
Cäsium-Oszillator brauche ich die erstmal nicht.

Übrigens haben viele Funktionen einige Bugs, beispielsweise time(),
denn meistens werden die Schaltsekunden vernachlässigt.

Autor: fksystems (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ok. gut das du das sagst. ich werde deshalb nach meinem test die uhr mal
in den kühlschrank legen und gucken, wie stark die
temperatur-abweichung tatsächlich ist, damit ich keine beösen
überraschungen erlebe.

Autor: Rolf F. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also es sollte reichen die Frequenz oder Sek. pro Tag einmal beim
Raumtemp. (ca. 20°C), im Kühlschrank (ca. 10°C) und auf einer lauwarmen
Heizung (ca. 30°C) zu messen. Daraus kann man dann temperaturabhängig
korrigieren. Natürlich braucht man dafür einen Temp.-Sensor, den aber
viele MC integriert haben.
Mehr Aufwand macht keinen Sinn, denn a) altert der Quarz und b) auch
der Rest der Schaltung. Man kann natürlich sowohl Quarz als auch
Schaltung aktiv altern, aber das bedeutet 1 Jahr warten bevor man auch
nur mit dem ersten Kalibrieren beginnt.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.