Moin moin ich versuche hier seit Tagen, eine genaue Sekunde mit einem ganz bestimmten 8MHz Quarz zu kalibrieren. Habs auch geschaft, nach 1 Woche Laufzeit keine nennenswerte Abweichung zu merken. Allerdings geht das nur solange ich keinen anderen 8ter nehme. Das liegt wohl an der Herstellungsungenauigkeit. Die variiert bei jedem Teil. Und jetzt will ich das ganze aber in einer anders temperierten Umgebung einsetzen. Ist dem Quarz das egal?
Dem Quarz: Ja Hab mal mittels PWM eine Schrittmotor gesteuert. Um zu prüfen, ob die Frequenz stabil ist, mal ne Ladung Kältespray auf den Quarz abgefeuert. Am Oszi waren keine Veränderungen.
Nix da! Quarze sind ziemlich temperaturabhängig. Deshalb werden in Messgeräten auch Quarzöfen eingesetzt um die Änderungen der Umgebungstemperatur möglichst auszugleichen. bye Frank
richtig - quarze sind temeraturabhängig die frequenzstabilität über der temperatur wird in ppm (parts per million) angegeben. also im datenblatt gucken.
So? ein Beispiel: Standardquarz im Gehäuse HC18/U Frequenz: 8,0 MHz Modus: Grundton Cl: 32 pF Rsmax: 35 Ohm TK: +/- 30 ppm Frequenztoleranz: +/- 30 ppm ppm = Parts per million Bei 8MHz sind das 240 HZ , das macht 0,003% Abweichung
Genau. Die Abweichung, die man in einem Oszi-Bildschirm darstellen kann, ist so gering, dass sie nicht auffällt. Aber da sind ja auch nur ein paar Zyklen des Taktsignals drauf (mal das Beispiel Schrittmotor aufgreifend). Wenn man den Motor mal nen Tag laufen lässt und die Umdrehungen zählt, dann wird man recht schnell feststellen, dass er bei anderen Temperaturen auch andere Drehzahlen macht. Und mit der Uhr ist es halt das selbe. Eine Abweichung von 10ppm macht in einer Sekunde grad mal 10µs aus, pro Tag ist das schon fast ne ganze Sekunde...
Wenn Quarze so empfindlich sein sollen, wie ist das dann bei Armbanduhren gelöst worden? Wenn du stabile Zeiten haben willst, nimm ein DCF Modul.
@Fred "Frequenztoleranz: +/- 30 ppm" ist aber nicht die Abweichung in Abhängigkeit von der Temperatur, sondern die grundsätzliche maximale Abweichung die vom Hersteller bei einer bestimmten Temperatur garantiert wird. normalerweise gibt es zwei Angaben wie unten im beispiel. Frequenztoleranz bei 25° = 50ppm Frequenzstabilität vs. Temperatur = 30 ppm macht dann in Summe eine maximale Abweichung von 80 ppm
Die Temperatur wird wohl mit "TK: +/- 30 ppm" gemeint sein.
TK ist aber der Temperaturkoeffizient. Der ist nur falsch angegeben (es fehlt die Angabe, über welchen Temperaturbereich die +-30ppm gelten). Und das ist genau das, was Du als 'Frequenzstabilität vs. Temperatur' bezeichnest, aber auch bei Dir ohne Temperaturangabe...
Ach ja, 'TK: +/- 30ppm' macht natürlich überhaupt nicht viel Sinn. Der TK hat ein eindeutiges Vorzeichen!
@rolf das übersehen meinte ich auf deinen beitrag bezogen @johnny m. ich hab hier z.b. nen datenblatt da ist der temperaturbereich des quarz angegeben.sollte man ja auch eigentlich von ausgehen das dies angegeben wird.
Ja, wie gesagt, ohne die Angabe ist das Ganze wertlos...
> Wenn Quarze so empfindlich sein sollen, wie ist das dann bei > Armbanduhren gelöst worden? Die Temperatur ändert bei Armanduhren wenig (solange am Arm getragen). Bei häufigem Ab- und Anlegen geht sie schon ungenauer.
Ach ja - und die Frequenz ändert sich übrigens auch mit dem Alter des Quarz.
> Bei 8MHz sind das 240 HZ , das macht 0,003% Abweichung
Jo, ziemlich viel also. Zum Vergleich:
Eine Woche hat 604800 Sekunden. 0,003% davon sind 18,144. Das wäre also
eine Abweichung von 18 Sekunden pro Woche.
Ein Atmel ist keine Uhr! Wenn du eine genaue Uhr bauen willst, nimmn DCF. Ausserdem, gegenüber einer normalen mechanischen Uhr ist das immer noch aktzeptabel. Meine jetzt nicht die kiloeuro Uhren.
"Ein Atmel ist keine Uhr!" Stimmt, aber man kann prima Uhren damit bauen ! Besser eine Minute pro Jahr ist durchaus drin, wenn man MHz-Quarze (z.B. 11,0592MHz) verwendet und sie einmal abgleicht. kHz-Quarze (z.B. 32,768kHz) sind aufgrund ihres anderen Aufbaus weniger stabil und stärker temperaturabhängig. Warum man sie trotzdem nimmt liegt daran, daß sie weniger Strom brauchen und die Genauigkeit ausreichend ist. Peter
um die temperatureinflüsse kleinzuhalten gibts mehrerrere Lösungswege, aber alle natürlich teurer: - besseren Quarz (was mit kleinerem tk und ähnlichen Schönheiten im Datenblatt suchen) - Temperaturkompensierte Quarzoszillatoren - temperaturmessung per Sensor möglichst am Quarzgehäuseund daraus "korrekturwert" ableiten, und dann z.B. im Programm mal ein paar Warteschleifen drehen - Temperaturstabilisierte Quarzoszillatoren (die sind in einem thermostatischen "Ofen"), fertig oder als lowcostlösung einen quarzheizer von db6nt/kuhne electronic auf den Quarz schrumpfen (40°-Thermostat) Mit diesen Methoden sind aber Effekte wie Quarzalterung (wenn vorhersehbar: Im Programm einfach durch Zeitverschwender ausgleichen) oder der frequenzoffset beim frischen Quarz totgeschlagen (Möglichkeit hiergegen: Hausinternes "Normal" mit guter Frequenzstabilität und Vergleich dessen gegen die zu korrigierende Quarzschaltung. Dann kannst du die Frequenzdifferenz ermitteln und im Programm durch Zeitverschwender kompensieren). ganz edel sind natürlich: - rubidiumnormale - cäsiumnormale - oder halt ankopplung an normalfrequenzen/taktnormale/zeitnormale: Sendefrequenzen von Rundfunksendern, Zeilenfrequenz des ZDF, DCF77. Dann kannst du sogar mit "Rückführbarkeit auf nationale Normale" prahlen :-) Hat das geholfen ? Grüße, Hendrik, DG3HDA
Ein Tk von 30ppm ist schon eine bessere Ausführung. Standard CPU-Quarze haben 50 oder gar 100ppm.
Und wenn es ganz billig sein soll: Steckdose ! Die 50Hz sind super langzeitstabil. Da kommt kein Quarz auch nur im geringsten ran: Nach einem Jahr nichtmal 1 Minute Abweichung gegenüber Funkuhr.
Hallo Benedikt, also die Idee ist ja ganz gut. Aber ich bin der Meinung, dass ein Quarz doch wesentlich genauer geht. Eine Minute Abweichung im Jahr, das sind: 1 Minute geteilt durch (365Tage*24Stunden pro Tag*60minuten pro Stunde) gleich 1/525600=1,9*10^-6=1903(OK, aufgerundet)ppm Und das sind wohl deutlich über 30, 80 oder auch 100ppm, die ein Quarz so mitbringt. Gruß Fred
1,9 * 10^-6 sind doch wohl eher 1,9 ppm (Oder hab ich grad eine Denkblockade ?)
Was ist eigentlich der Grund das Quarz-Armbanduhren so genau gehen? Ich habe schon mehrere bessesn und keine ging mehr als 2 s pro Woche falsch. Das kommt auf weniger als 3.5 ppm. Die meisten lagen bei einer Sekunde, also etwa 1,6 ppm. Da sind doch kHz Quarze drinnen, wieso gehen die trotzdem so genau? Monni
Theoretisch sollte die Netzfrequenz Funkuhr genau sein. Die 1 Minute Abweichung liegt an Störungen und einer schlechten Filterung meiner Schaltung. Mit etwas mehr Aufwand (z.B. ein Filter dass nur Impulse in der nähe von 100Hz als gültig erkennt) geht es genauer. Für Frequenzzähler o.ä. kann man die Netfrequenz aber nicht verwenden, da diese eine Toleranz von etwa +/-30s pro Tag aufweist. Aber das kompensiert sich über einen langen Zeitraum.
Könnte mir vorstellen, dass bei Armbanduhren irgendwie optimierte Quarze eingesetzt werden. Vielleicht auch Temperaturkompensation, das wäre ja kein großes Problem, sowas im Chip zu implementieren.
Tatsache, habe mal wieder ppm und p(piko) verwechselt...dummer Fehler.... Gruß Fred
Das mit der Netzfrequenz war nicht immer so. Als 1990 der europäische Stromverbund neu aufgezogen wurde, genauer, als das autarke Netz von West-Berlin an den Verbund angeschlossen wurde, war eine Zeitlang ein Kraftwerk in Rumänien Taktmaster. Und das war, äh, sowjetische Spitzentechnologie. Dabei fiel die Netzfrequenz teilweise auf 49 Hz. Was alle bislang problemlos laufenden Synchronuhren recht nutzlos machte.
In der DDR konnte man keine West-Radiowecker nutzen. Die funktionierten alle mit Netz-Synchronisation und damit gingen die am Tag 10-20 Minuten falsch. Es gab damals sogar Bauanleitungen, wie man die Radiowecker auf Quarz umbaut.
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