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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperaturstabiler Quarz für AVR


Autor: Sven (Gast)
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Hallo!

Ich suche eine Schaltung, mit der ich einen Quarz oder Quarzoszillator
für einen exakten Timer temperaturstabilisieren kann. Soll im Bereich
von etwa -20..40°C funktionieren und dabei die Frequenz auf ca.
1..5ppm/K konstant halten.

Google sagt mir immer nur, dass der interene Oszi des AVR nicht
temperaturstabil ist und man einen Quarz nehmen soll. MAXIM hat sowas
im Angebot, aber zu teuer und nur als BGA erhältlich, das kann ich
nicht verarbeiten.

Zwei Ansätze hätte ich: Den Quarz über eine höhere Temperatur als die
Maximaltemperatur heizen und diese Temperatur (z.B. 50°C) mit einer
Regelung konstant halten. Oder den Frequenzgang des Quarzes ermitteln,
die Quarztemperatur messen und danach den Timer korrigieren, ist aber
aufwendig.

Hat jemand dafür eine Schaltung oder kennt Oszillatoren, die
temperaturstabilisiert sind?

Danke, Sven

Autor: Rufus T. Firefly (Gast)
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So etwas nennt man "Quarzofen". Als fertiges Bauteil heisst sowas
TCXO:
(hier mal willkürliche Beispiele)
http://www.thiecom.de/shop1/index.html?target=Orig...

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

für 5ppm/K brauchst du keinen temperatur kompensierten Oszillator
(TCXO). Das kann jeder Standardquarz. TCXO's erreichen diese
Genauigkeit über den gesamten Temperaturbereich.

Matthias

Autor: Sven (Gast)
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>> So etwas nennt man "Quarzofen"

Sieht süß aus. Bißchen teuer noch. Gibt es dazu auch Datenblätter,
Anschlussbelegung...?

>> Das kann jeder Standardquarz.

Sicher? Bin bisher von 50-100ppm/K ausgegangen, bei Reichelt steht TK
+/-30ppm, zu den Oszillatoren keine brauchbaren Angaben. Angeblich
sollen Oszillatoren besser sein als reine Quarze...

Sven

Autor: mmerten (Gast)
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Schau mal bei www.cmac.com

Autor: Olaf (Gast)
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Schau mal in ein altes Handy. Da sind solche Oszillatoren mit 12.8Mhz
oder 26Mhz drin.

Olaf

Autor: Sven (Gast)
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Es gibt doch eine Frequenz, bei der Quarze am temperaturstabilsten sein
sollen? Waren das 4MHz oder 8MHz? Darüber und darunter ist der TK dann
größer, deshalb hat man diese Quarze wohl gern für ganggenaue Uhren
genommen.

Und eine Schaltung / Realisierungsvorschlag für einen Quarzofen hat
niemand rumliegen? Ich erinnere mich an ein altes
Schaltungstechnik-Buch aus dem Mülütörverlag, da war sowas drin.
Funkamateure bauen sowas doch bestimmt auch.

Sven

Autor: Benedikt (Gast)
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Zwei Transistoren als Heizelement, mit Wärmeleitkleber an dem Quarz
befestigt. Ebenso ein Temperatursensor.
Dann noch ein Opamp als Regelverstärker, und fertig ist der Quarzofen.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Wer mehr über Quarze im allgemeinen und Temperaturkurven im Speziellen
erfahren möchte ...

http://www.axtal.com/info/buch.html
(Kapitel 2)

Autor: Marillion (Gast)
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ELV hat einen 25MHz Ofenstabilisierten Quarzgenerator als Bausatz.
Ist gute Bastlerqualität.

Bei Farnell gibt es, so glaube ich, TCXO's(ist kein Ofen!) als
Einzelstücke. Nachteil: clipped Sine 0,8Vss, 25 EUR und Mehr.


Marillion

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

in der Elektor gab es vor Jahren eine Ofen-Schaltung, die den
Heiztransistor gleichzeitig als Temperatursensor verwendet. Die müßte
bei mir irgendwo noch aufzufinden sein. Präzisionswiderstände und
entsprechende OP-Amps mit niedrigem TK zu verwenden wäre sinnvoll.

Gruß

Autor: Sven (Gast)
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Danke für alle Antworten und Links. Was ich jetzt weiss:

TCXO ist ein temperaturkorrigierter Quarzoszillator, kein Quarzofen.
Der Temperaturgang des Quarzes wird über Kondensatoren, NTC...
korrigiert. Ist mäßig genau, aber schnell, wohl kaum selbst zu bauen.

Ein Quarzofen ist ein OCXO, die Temperatur wird aktiv geregelt. Man
erreicht eine hohe Genauigkeit, braucht aber (eigentlich) besondere
Quarze, deren Wendepunkt im Temperaturgang bei der Ofentemperatur
liegt. Nachteilig ist vor allem die lange Einlaufzeit nach Einschalten,
sind eigentlich nur gut für Dauerbetrieb, außerdem haben sie eine
Leistungsaufnahme von 1..4W.

Der Temperaturkoeffizient (TK) wird nicht in ppm/K, sondern in ppm über
den zulässigen Temperaturbereich angegeben (wahrscheinlich, weil der TK
selbst stark temperaturabhängig ist). Damit sind 30ppm nicht so
schlecht;-)

Dann wird es wohl auf einen TCXO hinauslaufen...

Sven

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Also ich denke ein TCXO sollte für deine Ansprüche genügen. Bedenke
aber das +-30 ppm nur der Temperaturgang ist, die Absolutfreq. musst du
immernoch eichen. Ich habe einen OCXO, aber den muss ich auch auf
Nennfreqenz ziehen wenn der einmal aus war. Das geht mit DCF77 und es
dauert ca.2-4 Stunden um 0,001ppm zu erreichen.
Also TCXO sollte für dich das Optimum sein.

MFG Uwe

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