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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welche Aufgabe haben hier die Kondensatoren?


Autor: Tobias Wenninger (Gast)
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Hallo

ich habe in der Schule eine Aufgabe bekommen die Taktschaltung für den
Microcontroller AT89S8252 zu erklären.

Ich habe jetzt schon rausgefunden wie die Schaltung aufgebaut sein muss
und wie die Bauteile funktionieren. Aber ich weiß noch nicht welche
Aufgabe die Kondensatoren in diesem Fall haben (Schaltung siehe
Anhang).

Über etwas Hilfe würde ich mich sehr freuen

Grüße Tobias

Autor: A.K. (Gast)
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Nette Aufgabe. Toteinfache aussehende Schaltung, von der schätzungsweise
99% derer die sie verwenden keine Ahnung haben warum sie genau so
aussehen muss. Man weiss, dass es so sein muss. Man weiss, dass bei den
üblichen Frequenzen 15-33pF hingehören - aber warum?

Autor: Tobias Wenninger (Gast)
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genau diese werte habe ich auch rausgefunden, aber die Frage nach dem
Warum und was die Kondensatoren genau machen ist das Problem

Autor: Sebastian (Gast)
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Hallo,

wenn ich das richtig verstanden habe funktioniert das so:

Der Quarz dient dazu, eine Ladung zwischen zwei Kondensatoren hin- und
herzuschieben. Also: mit der Ladung des einen Kondensators wird der
andere Kondensator geladen. Der erste K. wird damit entladen.

Und dann zurück.

Die Kondensatoren sind dazu da, dass überhaupt eine Ladung hin- und
hergeschoben werden kann.

sind diese zu klein dimensioniert (oder fehlen), dann ist die zu
schiebende Ladung zu klein und das System schwingt nicht. Sind die K.
zu groß, muss der Quarz zu viel arbeiten.

Es funktioniert manchmal übrigens auch ohne die K., aber das ist alles
andere als zuverlässig.

In der Hoffnung, keinen allzu großen Stuss erzählt zu haben:

Gruß,
Sebastian

Autor: Patric (Gast)
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IIRC stand dazu was im Quarzkochbuch.

http://www.axtal.com/info/buch.html

Autor: Tobias Wenninger (Gast)
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Des hab ich mir auch schon runtergeladen, aber ich find des dadrin nicht
kannst du mir die Seite sagen?? oder zitieren??

Autor: Stefan May (Gast)
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Die Schaltung beim AVR ist ein Pierce-Oszillator, der mit Logik-Gattern
aufgebaut ist.

Kapitel 6, Seite 16. In Bild 16.6b ist die komplette Schaltung
abgebildet. Rv ist der Vorwiderstand, Rgk ist für die Rückkopplung
zustandig. Rv ist bei den AVRs 0 Ohm, Rgk liegt im Megaohm-Bereich und
ist wahrscheinlich auch intern realisiert. Beim 68HC11 z.B. muß Rgk
1MOhm sein.

Die Kondensatoren werden benötigt um den Quarz nicht zu stark zu
belasten (Kapitel 6, Seite 19, Quarzbelastung) und damit der Oszillator
vernünftig anschwingt (Kapitel 6, Seite 18, Anschwingbedingung). Die
Kondensatoren sind nur nötig bei hohen Frequenzen. Aus diesem Grund
werden bei dem Asynchronen Timer mit seinem 32kHz Quarz keine Cs
benötigt.

ciao, Stefan.

Autor: Jörn G. (Gast)
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Hi Stefan,

kann nicht ganz richtig sein (der Schluß), denn ich zitiere mal aus dem
ATmega8 Datenblatt zum Thema LowFrequency QUarz:

To use a 32.768 kHz watch crystal as the clock source for the device,
the Low-frequency
Crystal Oscillator must be selected by setting the CKSEL Fuses to
“1001”. The
crystal should be connected as shown in Figure 11. By programming the
CKOPT Fuse,
the user can enable internal capacitors on XTAL1 and XTAL2, thereby
removing the
need for external capacitors. The internal capacitors have a nominal
value of 36 pF.

Der 32kHz Quarz benötigt also laut Atmel sogar recht große 36pF.

jörn

Autor: Stefan May (Gast)
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Ok, ich habe nochmal im Kochbuch nachgesehen. Die Kondensatoren werden
für definiertes Einschwingverhalten benötigt. Das habe ich oben schon
geschrieben. Sie werden aber nicht benötigt für die Lastverminderung.
Die Schlußfolgerung, daß bei niedrigen Frequenzen keine Kondensatoren
benötigt werden, ist falsch.

Beim Asynchronen Timer scheint es auch interne Kondensatoren zu geben.
Ich Frage mich nur, warum man dann überhaupt noch Cs an den Oszillator
drantütert. Das kann man sich doch gleich sparen?

ciao, Stefan.

Autor: Patric (Gast)
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> Ich Frage mich nur, warum man dann überhaupt noch Cs an den
Oszillator
> drantütert. Das kann man sich doch gleich sparen?

Ich denke das liegt einfach daran, dass unterschiedliche Quarze
unterschiedliche Lastkapazitäten benötigen.
Bei den MSP430x4xx kann man beispielsweise die Last-Cs per Software
konfigurieren, aber auch nur in einem begrenzten Rahmen. Benötigt ein
Quarz besonders grosse Cs muss man dennoch extern nachlegen.

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