Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Was macht ein Quarz bei Gleichspannung?


von Walter Tarpan (Gast)


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Hallo zusammen,
ich habe ein billiges Eval-Board, bei dem an einem Pinpaar ein 
Uhrenquarz mit Bürdekondensatoren ist. Die MCU ist ein STM32F103.

Ich brauche den Uhrenquarz nicht und es ist mir auch ein leichtes, ihn 
einfach auszulöten. Allerdings würde mich interessieren was passiert, 
wenn ich die Pins als (langsamen) Schaltausgang nutzte, während der 
Quarz verbleibt.

Im Ersatzschaltbild ( 
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingquarz#mediaviewer/File:Schwingquarz-Ersatzschaltbild.png 
) des Quarzes ist ein Serienkondensator vorhanden - demnach sollte es 
nichts ausmachen. Oder hat ein Quarz selbst Gleichspannugsgrenzen?

Viele Grüße
W.T.

von Georg G. (df2au)


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Walter Tarpan schrieb:
> Oder hat ein Quarz selbst Gleichspannugsgrenzen?

Hat er, wie jedes Bauteil. Aber das werden mindestens einige 10V sein, 
eher mehr. Für deine Anwendung kannst du ihn ignorieren.

von 6A66 (Gast)


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Walter Tarpan schrieb:
> Ich brauche den Uhrenquarz nicht und es ist mir auch ein leichtes, ihn
> einfach auszulöten. Allerdings würde mich interessieren was passiert,
> wenn ich die Pins als (langsamen) Schaltausgang nutzte, während der
> Quarz verbleibt.

Im Layout löst man das mit einem 0R-Widerstand in den Anschlussleitungen 
des Quarzes.
Das kannst Du - wenn gewünscht - durch aufschneiden der Leitung machen 
(cut mit scharfem Messer, Abstand etwa 0,5mm). Die kann man später immer 
noch mit Lötzinn wieder überbrücken. Auslöten udn wieder einlöten tut 
den Quarzen meist nicht so besonders gut, speziell den SMD: Die altern 
dabei deutlich.

rgds

von Harald W. (wilhelms)


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Walter Tarpan schrieb:

> Was macht ein Quarz bei Gleichspannung?

Er biegt sich durch.

von Walter Tarpan (Gast)


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Danke für die zahlreichen Antworten.

Harald Wilhelms schrieb:
>> Was macht ein Quarz bei Gleichspannung?
>
> Er biegt sich durch.

Das ist klar. Die Frage ist, ob er damit ein Problem hat, da die 
Durchbiegung bei -3V - 3V Gleichspannung vermutlich deutlich größer als 
bei den paar 100mV für die normale Schwingung.


Georg G. schrieb:
> [...] Aber das werden mindestens einige 10V sein,
> eher mehr. Für deine Anwendung kannst du ihn ignorieren.

Der TNN-Georg? Wow. Danke, zu den Grenzen habe ich nichts gefunden. Das 
heißt für mich: Ich probiere es einfach aus.


6A66 schrieb:
> Auslöten udn wieder einlöten tut
> den Quarzen meist nicht so besonders gut, speziell den SMD: Die altern
> dabei deutlich.

Danke für die Info mit dem Altern. Bei meiner Anwendung macht das 
nichts, weil ich den Quarz ohnehin nicht brauche. Aber ich behalte es im 
Hinterkopf.


Viele Grüße
W.T.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Walter Tarpan schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>>> Was macht ein Quarz bei Gleichspannung?
>>
>> Er biegt sich durch.
>
> Das ist klar. Die Frage ist, ob er damit ein Problem hat, da die
> Durchbiegung bei -3V - 3V Gleichspannung vermutlich deutlich größer als
> bei den paar 100mV für die normale Schwingung.

Das stimmt gleich zweimal nicht. Zum einen liegen über dem Uhrenquarz 
auch beim bestimmungsgemäßen Gebrauch mehr als nur "paar 100mV". Zum 
zweiten befindet sich der Quarz dann in Resonanz, was eine sehr 
deutliche Überhöhung der Amplitude der mechanischen Schwingung bedeutet.

Sehr anschaulich sieht man das in Videos die die mechanische Zerstörung 
einer z.B. Brücke durch resonante Anregung zeigen. Die Auslenkungen in 
Resonanz sind um ein vielfaches größer als Auslenkungen bei statischer 
Belastung. Und das obwohl Brücken als Schwingkreise eher geringe Güten 
haben dürften, insbesondere im Vergleich zu einem Schwingquarz.

Fazit: kein Problem für deinen Quarz


XL

von Amateur (Gast)


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Betrachte den Quarz einfach als kleinen Kondensator. Bei den 
prozessorüblichen Ausgangsspannungen also kein Problem und wenn Du es 
nicht allzu eilig hast.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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6A66 schrieb:
> noch mit Lötzinn wieder überbrücken. Auslöten udn wieder einlöten tut
> den Quarzen meist nicht so besonders gut, speziell den SMD: Die altern
> dabei deutlich.

 Und was soll beim altern schlecht sein ?
 Die werden dabei nur stabiler.

von Paul B. (paul_baumann)


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Marc frog:
>Und was soll beim altern schlecht sein ?
Frage mal Männer statt Quarze...

> Die werden dabei nur stabiler.

Was uns nicht umbringt, macht uns härter!
;-)

MfG Paul

von 6A66 (Gast)


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Marc Vesely schrieb:
> Und was soll beim altern schlecht sein ?
>  Die werden dabei nur stabiler.

Stabiler? Nein - die Istfrequenz weicht von der Sollfrequenz um den 
spezifizeriten Wert pro Jahr ab (z.B. 3ppm/a), das Bauteil wird damit 
schlechter.
Ist leider nicht so wie bei Rotwein :)

rgds

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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6A66 schrieb:
> Stabiler? Nein - die Istfrequenz weicht von der Sollfrequenz um den
> spezifizeriten Wert pro Jahr ab (z.B. 3ppm/a), das Bauteil wird damit
> schlechter.

 Eben nicht.
 Das geht nicht bis unendlich, sondern nur bis zu einem gewissen Wert.
 Deswegen werden Quartze auch künstlich gealtert.

von 6A66 (Gast)


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Marc Vesely schrieb:
> Eben nicht.
>  Das geht nicht bis unendlich, sondern nur bis zu einem gewissen Wert.

Korrekt.
Aber die Quarze werden bis zu einem gewissen Grenzwert schlechter und 
nicht besser. Diese Alterung ist auch temperaturabhängig.

Marc Vesely schrieb:
> Deswegen werden Quartze auch künstlich gealtert.

Die heute in uC Schaltungen eingesetzten RTC Quarze sind m.W. NiCHT 
gealtert weswegen der Effekt hier auftreten wird.

Der Effekt ist aber - in dieser Applikation - nicht überzubewerten - je 
nach Quarz wird der Wert irgendwo zwischen 10 und 100ppm total liegen.

rgds

von Michael_ (Gast)


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Wenn du es eh nicht brauchst, zwick es ab.
Was nicht da ist, macht keine Probleme.

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