Ich muss mit einem 80C535 eine relativ gute abgleichfreie
Timer-Genauigkeit erreichen. Die Anforderung liegt etwa bei max. 50 ppm
(-10..60°C).
Ich habe mir jetzt einen (lt. Datenblatt) recht guten Quarz rausgesucht:
+-(10ppm @25°C + 10ppm (-40..+85°C) + 3ppm/J Aging)
Load Cap 12 pF / Shunt Cap 5 pF
Frage:
Muss ich damit rechnen, dass ich in der konkreten Schaltung diese guten
Quarz-Daten nicht realisieren kann (Lötvorgang, prozessorinterne
Auslegung der Oszillatorschaltung)? Kann man das quantitativ abschätzen?
Leider habe ich keine Möglichkeit, die Frequenzgenauigkeit messtechnisch
zu bestimmen (schon gar nicht über die Temperatur), d.h. nach dem Einbau
muss das alles funktionieren.
Der Einfluss der Oszillatorschaltung ist relativ schwierig abzuschätzen,
denn bei Oszillatoren arbeitet das verstärkende Element fast immer im
nichtlinearen ( begrenzenden ) Bereich, sodass die C's des Verstärkers
nicht genau definiert sind.
Man kann allerdings sagen, solange die C's in der Schaltung keinen
nennenswerten Temperaturkoeffizienten haben, bleibt der Einfluss der
Schaltung gering, dh. wenige ppm.
Schwieriger ists mit dem Begrenzen des Oszillators, da sich dabei die
Verstärkung und r-ein bzw. r-aus stark ändern.
Abschätzmöglichkeit für diesen Einfluss besteht etwa im Variieren der
Betriebsspannung zwischen Schwingeinsatz und Überspannung. Wenn da
erhebliche Änderungen auftreten, ist Vorsicht geraten.
@ peter-neu-ulm (Gast)
>denn bei Oszillatoren arbeitet das verstärkende Element fast immer im>nichtlinearen ( begrenzenden ) Bereich,
Genau anders herum. Bei einem guten Oszillator arbeitet der Verstärker
im LINEAREN Bereich, weshalb beim Aufbau mit CMOS Gattern besser die
unbuffered Gates benutzt werden.
> sodass die C's des Verstärkers>nicht genau definiert sind.
Hat damit gar nix zu tun.
Das kann man nnur dahingehend abschätzen indem man es mal aufbaut un im
Klimaschrank prüft. Allerdings bekommt man dann immer noch keine Aussage
über die Reproduzierbarkeit in der Serienproduktion.
MFG
Falk
Zumindest was den Drift des Quarzes selbst angeht, wars früher auch mal
gängig, das Quarzgehäuse quasi auf einem Leistungstransistor zu
montieren, der durch entsprechenden Stromfluss wiederum den Quarz auf
Temperatur hielt.
Ich muss auf einer bestehenden 80C535-HW eine SW-Weiterentwicklung
machen.
Deshalb geht es auch konkret um die Oszillatorschaltung am 80C535.
Klimaschrankversuche sind auch nicht möglich.
Ist auch keine Serie, sondern Einzelstück.
Der Quarz, den ich mir rausgesucht habe, wäre ja ok bez.
Frequenzstabilität. Die Frage ist, ob er in der Schaltung auch noch ok
bleibt.
Einfach einen sehr guten Quarz einbauen, und sich keine Gedanken mehr
über die Freuenzgenauigkeit machen müssen, wäre mein Plan A.
Hallo
die beiden Cs am Quarz sind wahrscheinlich dein Problem. Normalerweise
wird einer als Trimmer ausgeführt um die Frequenz abzugleichen.
Da solltest du also schauen das die einen kleinen
Temperaturkoeffizienten haben
Hallo,
Quarzoszillator nehmen.
Du kannst den Temperaturgang der Schaltung nicht testen und kennst diese
nicht.
Du kennst die reale Lastkapazität in der Schaltung nicht und kannst die
Frequenz nicht hinreichend genau messen.
Er wird also nicht auf der Sollfrequenz schwingen (Abgleich der
Lastkapazität) und die Frequenz temperaturabhängig ändern (nicht
kompensierter Temperaturgang der Schaltung).
Gruß aus Berlin
Kann man da irgendwelche Worst Case - Aussagen machen, wieviele ppm
schaltungbedingte Frequenzabweichung (incl. temperaturbedingte
Abweichung) ich auf die Quarz-Specs draufschlagen muss ?
Einfach einen guten Quarzoszillator einbauen, der das alles kann. Zieht
zwar etwas viel Strom, ca 20mA oder so, aber dann passt's. Dessen
TTL/CMOS Ausgang an den Xtal Anschluss des Porozessors und gut ist.
Solche (bessere) Quarz-specs lassen sich nur mit Oszillatoren einhalten,
die diskret aufgebaut sind da kann der Einfluss der Beschaltung auf
wenige ppm eingegrenzt werden (mit Anfangsabgleich durch Trimmer).
Mit einer Kontroller-Oszillatorschaltung lassen sich gute Quarz-specs
nicht einhalten. Für solche Oszillatoren ist nur spezifiert, dass die
Quarze schwingen.
Übrigens: Bei Quarzfrequenzen, die an die Obergrenze des Kontrollers
herankommen siehts sowieso schlecht mit der Genauigkeit aus.
Also bleibt erstmal nur Plan B: externer Oszillator, vom Hersteller
spezifiziert.
Plan B wäre Plan A mit (SW-basiertem) Abgleich @ 25°C. Dann bliebe nur
noch der Temperaturgang der gesamten Oszillatorschaltung übrig.
Plan C ist TCXO-basiert. Nur habe ich da noch keinen mit passender
Frequenz (12 Mhz oder 14,7456 MHz) UND Spannung (5V CMOS-Pegel)
gefunden.
Wahrscheinlich muss ich da ein 3,3V-Teil nehmen, und einen Pegelwandler
hintendran setzen.
Der 80C535 ist übrigens ein -40/+85°C /16 MHz der hier mit 12 MHz läuft.
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