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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 1M Ohm zw. Quarzleitungen


Autor: Jörg Berger (Gast)
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Hallo,

welchen Sinn hat ein 1M Ohm Widerstand zwischen den beiden 
Quarz-Leitungen?

http://www.kemt.fei.tuke.sk/predmety/KEMT411_ESM/_...

Ich hab diesen bei vielen aber nicht bei allen Cortex-M3 Boards gesehen. 
Hat jmd. vielleicht eine Erklärung für mich?

Gruß
Jörg

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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dient zum sicheren Anschwingen.

Autor: Gast XIV (Gast)
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> dient zum sicheren Anschwingen.

Jein

http://en.wikipedia.org/wiki/Pierce_oscillator

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Bildet einen Tiefpaß mit den Ballastkondensatoren. So wird der Quarz am 
Schwingen auf einer Oberwelle gehindert. Und wichtiger: Stellt den 
Arbeitspunkt für den linearen Bereich des Quarzoszillator-Verstärkers 
ein. Meist haben die Chips den Widerstand bzw. ein Äquivalent bereits 
intern.

Autor: Peter R. (pnu)
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@Abdul

Das mit dem Ballastkondensator würde ich nicht bestätigen. Die 1 Megaohm 
bilden mit den Kondensatoren der Oszillatorschaltung eine Zeitkonstante 
im ms-Bereich. Das ist weit weg von der Schwingfrequenz des Quarzes.
Der Selektionseffekt 1. - 3. Harmonische findet nur dannn statt, wenn 
die Grenzfrequenz des RC zwischen diesen beiden Schwingungen oder ganz 
in der Nähe dieser beiden Schwingungen liegt. Damit kann man dann das 
Schwingen auf der 1.Harmonischen zugunsten des Schwingens auf der 3. 
Harmonischen verhindern (also gerade umgekehrt).

Das mit dem Arbeitspunkt ist die richtige Erklärung:

Der normale Oszillator bei Logik-IC's besteht aus einem Inverter ( ein 
komplementäres MOS-FET-Paar). Wenn dessen Arbeitspunkt mit einem 1- 
MOhm-Widerstand in den Bereich verschoben wird, in dem einer der beiden 
MOSFET's linear arbeitet, entsteht der für den Oszillator nötige 
Verstärker.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Mit "linearer Bereich" ist wahrscheinlich gemeint, dass der Verstärker 
nicht in die Begrenzung gefahren wird (Bis an die Versorgungsspannung, 
bzw. Masse).

Autor: Ralli (Gast)
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Also, schaut man in's Datenblatt vom STM32F103RB und sieht sich die
vorgeschlagene Schaltung für den Anschluss eines Quarzes an,
so sind die 8 MOhm für den Arbeitspunkt überflüssig, da schon
ca. 5 MOhm im Chip "eingebaut sind.

Mit großer Wahrscheinlichkeit ist er also ein "Angst"-Bauelement.

Schaden werden die 8 MOhm nicht, nimm 8,2 MOhm, die dürften als
Standardwert billiger sein - oder lass sie einfach weg.

Gruß Ralli

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Ralli schrieb:
> Also, schaut man in's Datenblatt vom STM32F103RB und sieht sich die
> vorgeschlagene Schaltung für den Anschluss eines Quarzes an,
> so sind die 8 MOhm für den Arbeitspunkt überflüssig, da schon
> ca. 5 MOhm im Chip "eingebaut sind.

Man sollte immer die Quarzschaltung benutzen, die im Datenblatt steht. 
Wenn da kein Widerstand nötig ist, muss auch keiner angeschlossen 
werden.

> Mit großer Wahrscheinlichkeit ist er also ein "Angst"-Bauelement.
Der Widerstand ist kein Angst-Bauelement. Siehe Posts hier drüber und 
Wikipedia.

> Schaden werden die 8 MOhm nicht, nimm 8,2 MOhm, die dürften als
> Standardwert billiger sein - oder lass sie einfach weg.

Der Widerstand sollte einem bestimmten Wert entsprechen (Wegen der 
Arbeitspunkteinstellung). Hängt man einen weiteren externen Widerstand 
dran, wird dieser verstellt. Würde ich also nicht empfehlen, wenn das 
Datenblatt den Widerstand nicht vorsieht.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Jörg,

>welchen Sinn hat ein 1M Ohm Widerstand zwischen den beiden
>Quarz-Leitungen?

Ein Pierce-Oszillator besteht aus einem digitalen Inverter, dem ein 
hochohmiger Widerstand vom Ausgang zum Eingang geschaltet ist. Durch die 
Wirkung der Rückkopplung wir dadurch die Eingangsspannung des Inverters 
sehr stabil genau im Bereich des Umschaltpunkts gehalten. Da nach dem 
Anlegen der Versorgungsspannung die sich langsam aufbauende Schwingung 
am Anfang nämlich nur eine sehr kleine Amplitude aufweist, könnte sie 
den Inverter sonst niemals zum Umschalten bewegen, die Etablierung einer 
stabilen Schwingung wäre unmöglich.

@Ralli

>Also, schaut man in's Datenblatt vom STM32F103RB und sieht sich die
>vorgeschlagene Schaltung für den Anschluss eines Quarzes an,
>so sind die 8 MOhm für den Arbeitspunkt überflüssig, da schon
>ca. 5 MOhm im Chip "eingebaut sind.
>
>Mit großer Wahrscheinlichkeit ist er also ein "Angst"-Bauelement.
>
>Schaden werden die 8 MOhm nicht, nimm 8,2 MOhm, die dürften als
>Standardwert billiger sein - oder lass sie einfach weg.

Der Widerstand ist 1M und nicht 8M, und ist in der Tat ein 
"Angst"-Bauelement, daß nämlich verwendet wird, aus Angst davor, daß der 
Eingangsruhestrom des Gatters von bis zu 1µA und darüber über dem 
internen 5MOhm Widerstand einen zu großen Spannungsabfall verursacht und 
den Arbeitspunkt unzulässig verschiebt. Der zusätzliche 1M Widerstand 
begrenzt diesen Spannungsabfall und ist dennoch groß genug, um den 
Oszillator nicht unnötig zu bedämpfen.

Kai Klaas

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Manche Oszillatoren starten übrigens auch mit einem Hilfsimpuls nach dem 
Reset, der von der Spannungsüberwachung der Versorungsleitung kommt.

Und dann gibt es noch symmetrische Oszillatoren und sogar welche die 
offensichtlich als interner Gyrator mit nur einem Pin und dem Gegenstück 
Masse auskommen. Wenn ich mich recht erinnere, war der SAA1057 so einer. 
Ja, geht jetzt alle schön kontrollieren... hä hä

Und oft werden die Oszillatorparameter per 'Fuses' einstellbar.

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