Bei einem Quarz (1MHz - 20MHz) schaltet man stets an jeden Quarzanschluss einen Kondensator gegen Masse. Ich habe mich bei den C-Werten immer an einem alten Aufbau orientiert, da waren bei einem 4Mhz Quarz zwei 27pF beigeschaltet. Hatte ich nun einen Quarz mit höherer Frequenz habe ich die C kleiner gemacht und umgekehrt. Im Reicheltkatalog sind CL Werte angegeben. Beim 3,686411 Mhz HC49U-s sind 16pF angegebeben. Sind das die Werte für diese Kondensatoren oder kann man die daraus berechnen? Die Eingangskapazitäten des Controllers muss ich ja auch mit berücksichtigen?
Hi, habe mal eine gute BEschreibung gefunden. Durch die Kondensatoren wird der Quarz entweder langsamer oder schneller, leider finde ich das Datenblatt nicht mehr. Die Werte sind also nicht wirklich kritisch, ausser bei nem RTC o.ä. Die alte Socke
Tausendank, Die Formel: C=2xCL-(CP+CI) CP: Leiterbahnen bedingte Kapazität CI: Portbedingte Kapazität CP+CI ca. 5pF damit: C=2x16pF-5pF=27pF 27pF hatte ich auch in meinem Erstdesigen eingeplant. Wegen dem CL-Wert hatte ich die C's geändert. Wie all zu oft, des Deppen erster Gedanke ist meist der Richtige, wenn auch keine Logik dahinter steckt.
Wenn bei einem Microcontroller die Eingänge EXTAl XTAL mit je 7pf angegeben sind, ist dann die oben genannte CI: Portbedingte Kapazität, dieser Wert oder die Serienschaltung von EXTAL und XTAL also 3,5pF? danke!
Bei einem in einen Microkontroller integrierten Piere-Oszillator gibt der Hersteller des Microkontroller die Größe der Burdencaps vor. Nimm mal an, daß der Hersteller bei einer bestimmten Frequenz Burdencaps zwischen 20...40pF vorschlägt. Dann solltest du beispielsweise zwei 33pF Burdencaps nehmen. Wenn du genau die auf den Quarz aufgedruckte Frequenz treffen willst, sollte die vom Hersteller des Quarzes empfohlene Lastkapazität Cl zusätzlich ziemlich genau von der Anordnung der Burdencaps getroffen werden. Das berechnest du so: Parallel zu den Burdencaps liegt jeweils die parasitäre Eingangs- bzw. Ausgangskapazität des Pierce-Oszillators von rund 5pF. Also hängt an jeder Seite des Quarzes eine Kapazität von 33pF + 5pF = 38pF. Die effektive Lastkapazität des Quarzes, also das, was der Quarz tatsächlich sieht, ist nun die SERIENSCHALTUNG aus diesen beiden Kapazitäten, also 38pF/2 = 19pF. Die vom Hersteller des Quarzes empfohlene Lastkapazität Cl sollte also rund 20pF betragen. Unterscheidet sie sich deutlich von diesem Wert, wird der Quarz etwas neben der aufgedruckten Frequenz liegen, aber der Oszillator wird trotzdem sicher anschwingen. Solltes du allerdings die Burdencaps drastisch verkleinern oder vergrößern, nur um damit auf die vom Hersteller des Quarzes empfohlene Lastkapazität Cl zu kommen, riskierst du, daß der Pierce-Oszillator garnicht anschwingt oder instabil läuft. Also, nochmals: Der Hersteller des Microkontrollers gibt die Größe der Burdencaps vor. Daraus errechnet sich die effektive Lastkapazität des Quarzes. Dann suchst du einen Quarz heraus, dessen empfohlene Lastkapazität mit der oben berechneten übereinstimmt. In der Regel ist dieses Zusammenspiel völlig unkritisch, weil die Hersteller von Microkontrollern und Quarzen naürlich aufeinander eingespielt sind und man gängige Werte herstellt bzw. unterstellt. Manchmal jedoch gibt es Probleme, wenn der Pierce-Oszillator des Microkontoller Murks ist (z.B. AT89S8253) oder ein Händler einen exotischen Quarz im Programm hat. Oder aber natürlich, wenn sich ein oversmarter Depp nicht an das Datenblatt hält. Kai Klaas
Die Hersteller der Controller pflegen nicht selten eine Application Note zum Oszillator zu veröffentlichen.
Hi, ich hijacke mal den Thread hir :) Und zwar baue ich gerade das CANUSB-Interface von Mictronics. Dort ist an einem FT245 USB-Controller ein Quarz mit zwei 27pF Kondensatoren vorgesehen. Leider hat Reichelt solche Werte nicht als SMD im Angebot. Kann ich hier auch einen 22pF oder einen 33pF nehmen? Wenn ja, welcher wäre besser geeignet? Danke und Gruß Mark
Hi, Mark H. schrieb: > Hi, ich hijacke mal den Thread hir :) > > Und zwar baue ich gerade das CANUSB-Interface von Mictronics. > Dort ist an einem FT245 USB-Controller ein Quarz mit zwei 27pF > Kondensatoren vorgesehen. > Leider hat Reichelt solche Werte nicht als SMD im Angebot. > Kann ich hier auch einen 22pF oder einen 33pF nehmen? > Wenn ja, welcher wäre besser geeignet? > > Danke und Gruß > Mark Dazu schaut man am besten ins Datenblatt des ICs. Dort findest du dann das: FTDI schrieb im Datenblatt >Figure 5 illustrates how to use the FT245BM with a 6MHz Crystal or 2-Pin >Ceramic Resonator. In this case, these devices do not have in-built >loading capacitors so these have to be added between XTIN, XTOUT and GND >as shown. A value of 27pF is shown as the capacitor in the example – this >will be good for many crystals and some resonators but do select the >value based on the manufacturers recommendations wherever possible. If >using a crystal, use a parallel cut type. If using a resonator, see the >previous note on frequency accuracy. Zu Deutsch: Im Beispiel wurde ein 27pF Kondensator ausgewählt (Pi*Daumen+Erfahrungswert) der in der Regel ausreichend gut funktioniert. Für Wirklich Optimale Ergebnisse sollte man wo es möglich ist die Werte die vom QUARZHERSTELLER (alternativ Keramikresonatorhersteller) vorgegeben sind einhalten. Allerdings dürfte es wohl schwer sein für die von Reichelt bezogenen Quarze ein echtes Specsheet zu bekommen. Für µC Technik aber ehrlich gesagt fast immer auch unnötig da in 99,9% der Fälle Pi*Daumen völlig ausreicht. (Bei HF Technik oder genauer Messtechnik wo der Quarz als Referenz herhalten muss aber fast undenkbar, zumindest meist Pfusch) Es könnte sogar sein das der Quarz mit einem der alternativen Cs besser läuft. Warum hat Kai Klaas ja gut erklärt. Wahrscheinlich läuft er aber mit BEIDEN absolut ausreichend genau. Immerhin dürfen ja auch Keramikresonatoren verendet werden die um welten "instabiler" sind als der Quarz. Soweit wirst du deinen Quarz so mit diesen 3pF wohl nicht verstimmen. Daher bestelle beide Werte - kostet ja nichts- baue den Wert ein der dir in die Finger kommt. Und falls es nicht läuft (höchst unwahrscheinlich!)nimm halt den anderen. Ich persöhnlich würde zum niedrigeren tendiren. Aber wohl auch nur weil ich selbst meist bei 8Bit µC Schaltungen 22pF einsetze. Genauer -und ob jetzt der höhere oder niedrigere Wert besser sein könnte- kann dir ohne Datenblatt des Quarzes aber niemand sagen. Gruß Carsten
Bei der mit den Kontrollern verwendeten Quarzoszillatorschaltung entsteht bei der Rechnung ein negativer Widerstandwert R = S/ (Xa *Xb) S ist dabei die Steilheit des invertierenden Verstärkers im IC, Xa und Xb sind die Blindwiderstände der hier fälschlich als Stützkondensatoren bezeichneten Kondensatoren. Dieser negative Widerstand muss nun größer sein als der Verlustwiderstand des Quarzes, damit die Schaltung schwingt. Im Datenblatt steht ein vorgeschlagener, sicherer Wert. Werden die C's größer gemacht, kommt man an die Grenze, bei der der Oszi nicht mehr schwingt. Werden die C's kleiner gemacht, kann die Schaltung anfangen zu "spinnen" wie tröpfeln, schwingen auf falschen modes usw. Da in Xa und Xb auch omega steckt, ist die Größe eigentlich frequenzabhängig wählbar. Selbstverständlich ändert sich mit Ca,Cb auch die Schwingfrequenz des Quarzes, aber nur im Bereich eines Zehntausendstels, was bei Kontrollern meist nichts ausmacht.
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