www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik gute Quarz-Specs in uC-Oszillatorschaltung beibehalten


Autor: APW (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich muss mit einem 80C535 eine relativ gute abgleichfreie 
Timer-Genauigkeit erreichen. Die Anforderung liegt etwa bei max. 50 ppm 
(-10..60°C).
Ich habe mir jetzt einen (lt. Datenblatt) recht guten Quarz rausgesucht:

+-(10ppm @25°C + 10ppm (-40..+85°C) + 3ppm/J Aging)
Load Cap 12 pF / Shunt Cap 5 pF

Frage:
Muss ich damit rechnen, dass ich in der konkreten Schaltung diese guten 
Quarz-Daten nicht realisieren kann (Lötvorgang, prozessorinterne 
Auslegung der Oszillatorschaltung)? Kann man das quantitativ abschätzen?

Leider habe ich keine Möglichkeit, die Frequenzgenauigkeit messtechnisch 
zu bestimmen (schon gar nicht über die Temperatur), d.h. nach dem Einbau 
muss das alles funktionieren.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Einfluss der Oszillatorschaltung ist relativ schwierig abzuschätzen, 
denn bei Oszillatoren arbeitet das verstärkende Element fast immer im 
nichtlinearen ( begrenzenden ) Bereich, sodass die C's des Verstärkers 
nicht genau definiert sind.

Man kann allerdings sagen, solange die C's in der Schaltung keinen 
nennenswerten Temperaturkoeffizienten haben, bleibt der Einfluss der 
Schaltung gering, dh. wenige ppm.

Schwieriger ists mit dem Begrenzen des Oszillators, da sich dabei die 
Verstärkung und r-ein bzw. r-aus stark ändern.

Abschätzmöglichkeit für diesen Einfluss besteht etwa im Variieren der 
Betriebsspannung zwischen Schwingeinsatz und Überspannung. Wenn da 
erhebliche Änderungen auftreten, ist Vorsicht geraten.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  peter-neu-ulm (Gast)

>denn bei Oszillatoren arbeitet das verstärkende Element fast immer im
>nichtlinearen ( begrenzenden ) Bereich,

Genau anders herum. Bei einem guten Oszillator arbeitet der Verstärker 
im LINEAREN Bereich, weshalb beim Aufbau mit CMOS Gattern besser die 
unbuffered Gates benutzt werden.

> sodass die C's des Verstärkers
>nicht genau definiert sind.

Hat damit gar nix zu tun.

Das kann man  nnur dahingehend abschätzen indem man es mal aufbaut un im 
Klimaschrank prüft. Allerdings bekommt man dann immer noch keine Aussage 
über die Reproduzierbarkeit in der Serienproduktion.

MFG
Falk

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zumindest was den Drift des Quarzes selbst angeht, wars früher auch mal 
gängig, das Quarzgehäuse quasi auf einem Leistungstransistor zu 
montieren, der durch entsprechenden Stromfluss wiederum den Quarz auf 
Temperatur hielt.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

warum nimmst du nicht einen fertigen Oszillator?
2tens: warum 80c535? Soweit ich weiß ist der abgekündigt.

Autor: APW (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich muss auf einer bestehenden 80C535-HW eine SW-Weiterentwicklung 
machen.
Deshalb geht es auch konkret um die Oszillatorschaltung am 80C535.
Klimaschrankversuche sind auch nicht möglich.
Ist auch keine Serie, sondern Einzelstück.

Der Quarz, den ich mir rausgesucht habe, wäre ja ok bez. 
Frequenzstabilität. Die Frage ist, ob er in der Schaltung auch noch ok 
bleibt.

Einfach einen sehr guten Quarz einbauen, und sich keine Gedanken mehr 
über die Freuenzgenauigkeit machen müssen, wäre mein Plan A.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

die beiden Cs am Quarz sind wahrscheinlich dein Problem. Normalerweise 
wird einer als Trimmer ausgeführt um die Frequenz abzugleichen.
Da solltest du also schauen das die einen kleinen 
Temperaturkoeffizienten haben

Autor: Michael U. (amiga)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Quarzoszillator nehmen.

Du kannst den Temperaturgang der Schaltung nicht testen und kennst diese 
nicht.
Du kennst die reale Lastkapazität in der Schaltung nicht und kannst die 
Frequenz nicht hinreichend genau messen.

Er wird also nicht auf der Sollfrequenz schwingen (Abgleich der 
Lastkapazität) und die Frequenz temperaturabhängig ändern (nicht 
kompensierter Temperaturgang der Schaltung).

Gruß aus Berlin

Autor: APW (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kann man da irgendwelche Worst Case - Aussagen machen, wieviele ppm 
schaltungbedingte Frequenzabweichung (incl. temperaturbedingte 
Abweichung) ich auf die Quarz-Specs draufschlagen muss ?

Autor: 1234 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Einfach einen guten Quarzoszillator einbauen, der das alles kann. Zieht 
zwar etwas viel Strom, ca 20mA oder so, aber dann passt's. Dessen 
TTL/CMOS Ausgang an den Xtal Anschluss des Porozessors und gut ist.

Autor: APW (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das wäre mein Plan C, hier gehts aber um Plan A.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Solche (bessere) Quarz-specs lassen sich nur mit Oszillatoren einhalten, 
die diskret aufgebaut sind da kann der Einfluss der Beschaltung auf 
wenige ppm eingegrenzt werden (mit Anfangsabgleich durch Trimmer).

Mit einer Kontroller-Oszillatorschaltung lassen sich gute Quarz-specs 
nicht einhalten. Für solche Oszillatoren ist nur spezifiert, dass die 
Quarze schwingen.

Übrigens: Bei Quarzfrequenzen, die an die Obergrenze des Kontrollers 
herankommen siehts sowieso schlecht mit der Genauigkeit aus.

Also bleibt erstmal nur Plan B: externer Oszillator, vom Hersteller 
spezifiziert.

Autor: APW (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Plan B wäre Plan A mit (SW-basiertem) Abgleich @ 25°C. Dann bliebe nur 
noch der Temperaturgang der gesamten Oszillatorschaltung übrig.

Plan C ist TCXO-basiert. Nur habe ich da noch keinen mit passender 
Frequenz (12 Mhz oder 14,7456 MHz) UND Spannung (5V CMOS-Pegel) 
gefunden.
Wahrscheinlich muss ich da ein 3,3V-Teil nehmen, und einen Pegelwandler 
hintendran setzen.

Der 80C535 ist übrigens ein -40/+85°C /16 MHz der hier mit 12 MHz läuft.

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.