Hallo zusammen,
ich suche nach Quarzen mit großem Ziehbereich zum Einsatz in einem VCXO
(der mit einem CDCE913 realisiert wird). Der Ziehbereich eines Quarzes
wäre anhand eines Datenblatts erkennbar, wenn die Serienkapazität des
elektrischen Ersatzschaltbildes angegeben wäre. Ich habe aber solche
Angaben noch nie gesehen (soweit ich mich erinnern kann), und
"Durchprobieren" von einer Reihe von Quarzen würde ich gerne vermeiden.
Also die Frage: Hat jemand Erfahrung damit und kann mir einen Tipp geben
(außer so was Kluges wie z. B. "Kauf dir einen fertigen VCXO", "Wieso
denn ein großer Ziehbereich, das braucht doch niemand" oder gar "schau
doch mal bei xxx nach", wenn nicht definitiv bekannt ist, das dort so
etwas zu finden ist).
Im Grunde ist meine Frage damit vollständig, aber ich möchte die
(verständliche) Neugier Einiger befriedigen: Es geht um einen VCXO mit
24,576 und 22,5792 MHz. Audio, werden die Eingeweihten wissen. Entweder
als 2 getrennte VCXOs oder als ein umschaltbarer. Letzteres könnte man
mit nur einem CDCE913 mit nur einen Quarz realisieren, aber dann
arbeitet er als Synthesizer, also voraussichtlich mit mehr Jitter. Der
nutzbare Ziehbereich soll bei ca. +/- 100 ppm der Nennfrequenz, gerne
mehr, liegen. Wegen diverser anderer Abweichungen (Ungenauigkeit,
Alterung, Temperatur) ist in der Praxis eher ein Bereich von insgesamt
ca. +/- 150 ppm empfehlenswert.
Ich würde solche VCXOs liebend gerne als fertige Bauteile kaufen, wenn
es sie denn gäbe. (Hier mal die momentane Auswahl bei Mouser:
https://www.mouser.de/Passive-Components/Frequency-Control-Timing-Devices/_/N-6zu9eZ1yzvvqx?P=1z0wnr9Z1z0wnsv&Keyword=vcxo&FS=True.
Bei Digi-Key ist tatsächlich ein Päärchen gelistet. Von dem einen Typ
sind nur 11 Stück am Lager, und der Ziehbereich (wenn das mit APR
gemeint ist) ist nur +/-50 ppm.
Ich habe sogar einige solcher VCXO-Paare, die wurden mir mal als Muster
gefertigt, aber für eine kleine Serie sind es zu wenige und für eine
kundenspezifische VCXO-Fertigung ist die Serie wieder zu klein. Selbst
Quarze gleicher Baureihe mit 24,576 und 22,5792 MHz werden nicht gerade
im Überfluss angeboten.
Ich habe mit einem Versuchsaufbau mit dem CDCE913 ein bisschen Erfahrung
gesammelt: Schlechtestes Ergebnis mit einem Quarz im 3,2 x
2,5er-Gehäuse: Kaum mehr als 30 ppm Ziehbereich (insgesamt, nicht +/-!),
bestes Ergebnis mit einem HC49U mit ziemlich genau dem Wunschwert 300
ppm. Hersteller und Typ: Leider unbekannt. Bevorzugte Bauform: 3,2 x 2,5
oder 5 x 3,2, aber da muss ich damit rechnen, dass ich, wenn es
überhaupt was gibt, nicht noch so einen Sonderwunsch frei habe.
Bei Interesse weiterführende Doku von TI: SCAA085A, SCAS849G.
DZDZ
24,576 und 22,5792 MHz können auch Audio-Eingeweihte nicht aus einem
VCXO holen.
Brauchbare VCXOs wirst du mit der VC-Spannung um eher weniger, als
-/-100 ppm (hier: +/- 2 kHz) verstellen können.
Nimm 2 VCXOs.
Hab keine Lust nachzurechnen, ob man die beiden Frequenzen mit VCXO +
PLL und aufwändiger Teilerschaltung erzeugen könnte. - Wäre auch
nutzlos, weil es auf der Platine umfangreicher und teurer, als 2 VCXOs
wäre.
Jacko schrieb:> Hab keine Lust nachzurechnen, ob man die beiden> Frequenzen mit VCXO + PLL und aufwändiger> Teilerschaltung erzeugen könnte.
Könnte man. Die Frequenzen verhalten sich wie
147 : 160; der größte Primfaktor ist 7. Man kann also
mit Vervielfachen, Filtern und Teilen beide Frequenzen
aus einer Quelle ableiten.
Will man aber nicht wirklich :)
Oh Jacko, was soll das heißen:
> 24,576 und 22,5792 MHz können auch Audio-Eingeweihte nicht> aus einem VCXO holen.
Die Frequenzen sind nicht mit VCXOs machbar? Natürlich kann man 24,576
und 22,5792 MHz aus VCXOs holen. Oder nicht beide gleichzeitig bzw.
umschaltbar? Mit normalen nicht. Aber mit einem CDCE913 geht es.
Und was veranlasst dich zu der Behauptung, dass VCXOs mit der
VC-Spannung um eher weniger, als -/-100 ppm (hier: +/- 2 kHz) verstellt
werden können? Einer meiner Versuche ergab mit einem 27 MHz Quarz einen
Ziehbereich von +/- 4,1 kHz. Wenn das nicht +/-150 ppm sind...
Und warum meinst du habe ich geschrieben:
>Also die Frage: Hat jemand Erfahrung damit und kann mir einen Tipp>geben (außer so was Kluges wie z. B. "Kauf dir einen fertigen VCXO"
? Warum schreibst du:
>Nimm 2 VCXOs.
Ok, du hast auch nicht weiter gelesen:
>Ich würde solche VCXOs liebend gerne als fertige Bauteile>kaufen, wenn es sie denn gäbe.
Und
> beiden Frequenzen mit VCXO +> PLL und aufwändiger Teilerschaltung erzeugen könnte. - Wäre auch> nutzlos, weil es auf der Platine umfangreicher und teurer, als 2 VCXOs
kann man auch nur aus Unwissenheit behaupten. Ich habe alle Infos dazu
zur Verfügung gestellt, aber wenn du keine Lust oder Zeit hast, sie dir
anzusehen, solltest du dich vielleicht aus dem Thema heraus halten.
Das war jetzt echt ein Mehrfach-Schuss in den Ofen. Schlecht gezielt.
Egon D. schrieb:> Könnte man. Die Frequenzen verhalten sich wie> 147 : 160; der größte Primfaktor ist 7. Man kann also> mit Vervielfachen, Filtern und Teilen beide Frequenzen> aus einer Quelle ableiten.
Ja, genau das macht der CDCE913 "so nebenbei" auch. VCXO und
Synthesizer mit interner PLL.
> Will man aber nicht wirklich :)
Wie ich erläutert hatte: Für mich wäre es auch nur Plan B, wenn ich
einen passenden 22,5792 MHz-Quarz nicht bekomme. Oder wenn mir
Jitter-Messungen gelingen, die die Unbedenklichkeit eines Synthesizers
bestätigen. (Bei 24,576 MHz würde der CDCE913 ohne den internen
Synthesizer arbeiten, also als reiner VCXO.)
Ich hoffe, dass sich hier jemand findet, der weiß, ob bzw. welcher
Hersteller Quarze anbietet, die für VCXOs ausreichend spezifiziert sind,
s.o... Es gibt 'ne ganze Menge solcher Leute.
DZDZ
Der Zahn der Zeit schrieb:> Ich habe alle Infos dazu zur Verfügung gestellt,
Eigentlich nicht. Der Zweck Deines Unterfangens
bleibt (mir) absolut unklar.
Der Zahn der Zeit schrieb:> Einer meiner Versuche ergab mit einem 27 MHz Quarz einen> Ziehbereich von +/- 4,1 kHz. Wenn das nicht +/-150 ppm sind...
Es gibt sogar Autos mit verschiedenem Wendekreis. Bei 180km/h ist das
nicht mehr so wichtig...
Evtl. hilft dir das 'Quarzkochbuch' von Herrn Neubig:
http://www.rainers-elektronikpage.de/Grundlagen-der-Quarztechnik/osckochbuch.pdf
Die wohl berühmteste Anwendung von gezogenen Quarzen im Funkbereich ist
der Oszillator im ICOM IC-202 und IC-402.
Hier war der Trick, das eine recht grosse Spule in Reihe mit dem Quarz
geschaltet war, der damit erstmal deutlich unter seiner Nennfrequenz
schwang. Ein in Serie geschalter Drehko zog ihn dann wieder hoch.
Allenfalls kann man sich auch ueberlegen, wie falsch die Quarzfrequenz
fuer Musik sein darf, bevor man's merkt. Ich sag einfach mal, dass 0.01%
(100ppm) nicht hoerbar sind. Wahrscheinlich ist auch 0.1% (1000ppm)
nicht hoerbar.
Jetzt ist G. schrieb:> Wahrscheinlich ist auch 0.1% (1000ppm)> nicht hoerbar.
Sicher nicht. Schon wenn man, wie üblich, zwei digitale (einfache)
Geräte hat - eines zum Aufnehmen, das andere zum Abspielen - ist die
Ablage größer. Und 1% ist schon die Spanne der Stimmfrequenz des A
(440Hz) bei verschiedenen Musikgruppen/-stilen und -epochen.
Es mag Menschen geben, die es hören, ob mit 440Hz oder mit 444Hz
gestimmt wurde, viele sind es aber nicht ...
Jetzt ist G. schrieb:> Allenfalls kann man sich auch ueberlegen, wie falsch die Quarzfrequenz> fuer Musik sein darf, bevor man's merkt. Ich sag einfach mal, dass 0.01%> (100ppm) nicht hoerbar sind. Wahrscheinlich ist auch 0.1% (1000ppm)> nicht hoerbar.
Die Theorie sagt:
SNR = 20 log(1/(2*PI*freq*jitter)
Also 100 Pikosekunden Jitter bei 20 kHz Signalfrequenz reduzieren
das SNR auf ca. 100 dB.
ABER: Moderne DACs mit Multi-Bit Sigma-Delta Architektur haben
intern Gegenmassnahmen, um die Anforderungen an den Clock Jitter
zu entschärfen.
Ich habe noch kein DAC Demoboard gesehen, das beim Clock
besonderen Aufwand treibt.
Die besten DACs erreichen mit Wald-und-Wiesen Quarz > 120 dB SNR...
Dazu kommt, dass natürlich kein Mensch bei 20kHz 100 dB
Dynamikumfang hört, und dass das Jitter Rauschspektrum
sehr gutmütig ist, es ist flach über die Frequenz wie bei
thermischem Rauschen.
HildeK schrieb:>> Wahrscheinlich ist auch 0.1% (1000ppm)>> nicht hoerbar.
Das ist im besten Fall bei Sinustönen im empfindlichen
Bereich von ca. 2kHz noch hörbar.
Der Zahn der Zeit schrieb:> ich suche nach Quarzen mit großem Ziehbereich zum Einsatz in einem VCXO> (der mit einem CDCE913 realisiert wird). Der Ziehbereich eines Quarzes> wäre anhand eines Datenblatts erkennbar, wenn die Serienkapazität des> elektrischen Ersatzschaltbildes angegeben wäre. Ich habe aber solche> Angaben noch nie gesehen (soweit ich mich erinnern kann), und> "Durchprobieren" von einer Reihe von Quarzen würde ich gerne vermeiden.
Meines Wissens nach hängt der Ziehbereich mehr von
der Oszillatorschaltung ab, als vom Quarz.
Daher findest du da keine Angaben.
Aber da +-100ppm oft als Genauikgkeit der geschliffenen Quarzfrequenz
angegeben wird, kannst du daraus schliessen, dass sich der Quarz
in der richtigen Schaltung um zumindest +-100ppm ziehen lässt.
udok schrieb:> Das ist im besten Fall bei Sinustönen im empfindlichen> Bereich von ca. 2kHz noch hörbar.
Bei Jitter ja, bei fester Ablage glaube ich es nicht.
(Wobei dein Zitat nicht von mir war :-) ).
Matthias S. schrieb:> Die wohl berühmteste Anwendung von gezogenen Quarzen im Funkbereich ist> der Oszillator im ICOM IC-202 und IC-402.> Hier war der Trick, das eine recht grosse Spule in Reihe mit dem Quarz> geschaltet war, der damit erstmal deutlich unter seiner Nennfrequenz> schwang. Ein in Serie geschalter Drehko zog ihn dann wieder hoch.
Das Buch habe ich nicht. Das könnte sich teilweise mit dem
Beitrag "A WIDE RANGE VXO - wie funktioniert das?" decken. Neu für mich,
interessant, aber nicht in diesem Zusammenhang.
Es geht mir nicht um irgendeinen VCXO, es geht mir um einen Quarz mit
großem Ziehbereich, weil das eingesetzte IC nichts anderes akzeptiert.
udok schrieb:> Meines Wissens nach hängt der Ziehbereich mehr von> der Oszillatorschaltung ab, als vom Quarz.
Die Oszillatorschaltung ist zweifellos auch ein wichtiger Faktor. Das
von mir gewählte IC dürfte aber keine schlechte Wahl sein. Jetzt muss
ich noch eine gute Wahl für den Quarz bzw. die beiden Quarze finden.
Jetzt ist G. schrieb:> Allenfalls kann man sich auch ueberlegen, wie falsch die Quarzfrequenz> fuer Musik sein darf, bevor man's merkt.
Niemand käme wohl auf die Idee, die Wiedergabegeschwindigkeit im
Sub-Promillebereich einstellbar zu machen, und schon gar nicht analog
mit einem VCXO. Ich auch nicht, da sind wir uns absolut einig. Es geht
um phasenstarre Synchronisation zweier Quarz-generierter Takte. Und der
Ziehbereich sollte größer sein, als der größte anzunehmende Fehler des
Referenztaktes. Wenn jetzt jemand sagt: "Prima Salamitaktik, die
Information kommt scheibchenweise": Auch dieses Informations-Scheibchen
ist absolut irrelevant, denn:
Ich hoffe lediglich, dass sich hier jemand findet, der weiß, ob bzw.
welcher Hersteller Quarze anbietet, die für VCXOs ausreichend
spezifiziert sind, s.o... Es gibt 'ne ganze Menge solcher Leute.
DZDZ
> Es geht um phasenstarre Synchronisation zweier Quarz-generierter Takte.
Entweder der Quarztakt wird mit uebertragen und per pll gelockt, oder es
ist nicht phasenstarr. Zwei Quarze sind nicht phasengelockt. So einfach
ist das.
Der Zahn der Zeit schrieb:> Es geht> um phasenstarre Synchronisation zweier Quarz-generierter Takte.
Ein Nicht-Quarz-VCO, synchronisiert mit einer PLL wird
dir bei geeigneten PLL-Parametern ein Signal mit eben-
solchen Phasenrauschen/Jitter liefern. Das kann heutzutage
jeder gute PLL-Baustein (mir fällt dazu gerade der ADF4002
ein).
Unnötig sich da mit einem breitfrequent gezogenen Quarz
zu verkünsteln.
Der Ziehbereich eines Quarzes hängt direkt mit seiner Bandbreite
zusammen.
Bei größerer Bandbreite kann man ihn weiter verstimmen.
Um die Bandbreite zu erhöhen könne man das Gehäuse aufmachen, sodass
Luft reinkommt und den Resonator dämpft.
Nachteil: man verliert die Frequenzstabilität
Denke nicht, dass die Aufgabenstellung durch Quarz-Ziehen sinnvoll
lösbar ist.
LG,
Alex
Jetzt ist G. schrieb:>> Es geht um phasenstarre Synchronisation zweier Quarz-generierter Takte.>> Entweder der Quarztakt wird mit uebertragen und per pll gelockt, oder es> ist nicht phasenstarr. Zwei Quarze sind nicht phasengelockt. So einfach> ist das.
Bullshit. Die ganze Welt macht das immer und immer wieder, und ich habe
es auch schon mehrfach gemacht. Musste das sein?
Der Zahn der Zeit schrieb:>> Meines Wissens nach hängt der Ziehbereich mehr von>> der Oszillatorschaltung ab, als vom Quarz.> Die Oszillatorschaltung ist zweifellos auch ein wichtiger Faktor. Das> von mir gewählte IC dürfte aber keine schlechte Wahl sein. Jetzt muss> ich noch eine gute Wahl für den Quarz bzw. die beiden Quarze finden.>> Jetzt ist G. schrieb:>> Allenfalls kann man sich auch ueberlegen, wie falsch die Quarzfrequenz>> fuer Musik sein darf, bevor man's merkt.> Niemand käme wohl auf die Idee, die Wiedergabegeschwindigkeit im> Sub-Promillebereich einstellbar zu machen, und schon gar nicht analog> mit einem VCXO. Ich auch nicht, da sind wir uns absolut einig. Es geht> um phasenstarre Synchronisation zweier Quarz-generierter Takte. Und der> Ziehbereich sollte größer sein, als der größte anzunehmende Fehler des
Der Ziehbereich hängt vor allem von der Schaltung ab, der Quarz ist
zweitrangig.
Und ja blöde Salamitaktig...
Denn (fast) kein Mensch zieht in so einer Anwenung den Quarz.
Normalerweise läuft da ein RC/LC/Gatterlaufzeit Schwingkreis (=VCO),
der sich auf den Quarz oder auf eine externe Referenz aufsynchronisiert.
udok schrieb:> Der Ziehbereich hängt vor allem von der Schaltung ab, der Quarz ist> zweitrangig.
Bullshit. Siehe meine Versuchsergebnisse. Die selbe Oszillatorschaltung,
ähnlich Frequenz, bester Ziehbereich 300 ppm, schlechtester 30 ppm.
udok schrieb:> Denn (fast) kein Mensch zieht in so einer Anwenung den Quarz.
Bullshit. Üblich und Stand der Technik.
udok schrieb:> Normalerweise läuft da ein RC/LC/Gatterlaufzeit Schwingkreis (=VCO),> der sich auf den Quarz oder auf eine externe Referenz aufsynchronisiert.
Das wäre zumindest eine bessere Alternative als ein einfacher VCO wie in
der 4046.
udok schrieb:> Selber Bullshit - geh doch zu deinem Quarzschleifer deins Vertrauens,> anstatt hier zum zu sabern
Noch ein brillantes Argument. Habe ich dich getroffen? Dann ist ja gut.
Wie du mir, so ich dir. (Beitrag darf gelöscht werden.)
Jetzt ist G. schrieb:>> Es geht um phasenstarre Synchronisation zweier>> Quarz-generierter Takte.>> Entweder der Quarztakt wird mit uebertragen und> per pll gelockt, oder es ist nicht phasenstarr.> Zwei Quarze sind nicht phasengelockt. So einfach> ist das.
Grober Unsinn.
Eine PLL enthält einen spannungsgesteuerten
Oszillator (VCO) -- und das kann natürlich in
Spezialfällen auch ein spannungsgesteuerter
QUARZoszillator (VCXO) sein.
Dass ich das i.d.R. nicht für besonders sinnvoll
halte, steht auf einem völlig anderen Blatt.
HildeK schrieb:> Es mag Menschen geben, die es hören, ob mit 440Hz oder mit 444Hz> gestimmt wurde, viele sind es aber nicht ...
Jeder, der ein halbwegs ordentliches intonatorisches Gehör hat. Also
jeder, der ein Streichinstrument vernünftig spielen kann.
Ich höre auch problemlos, ob das a' jetzt 442Hz oder 440Hz hat, im
direkten Vergleich kann man auch 1Hz noch unterscheiden (Vergleich,
nicht gleichzeitig, da geht natürlich noch deutlich mehr).
Der oben schon genannte Bernd Neubig hat eine etwas exotische
Alternative zu Quarzoszillatoren:
http://www.axtal.iwebfree.de/cms/iwebs/download.aspx?id=71588
"GaPO4 and Langasite (LGS) Resonators" haben laut dieser Studie
ähnliches Phasenrauschen wie Quarze, aber einen größeren Ziehbereich,
hier sind es -500...+1500ppm
Sven D. schrieb:> Schau dir mal den Si5351 an und was Silicon Labs noch so hat> https://www.silabs.com/products/timing/clocks
Danke, aber soweit ich erkennen kann, haben die keine VCXO-Funktion.
Deren interne PLL ist für die Synthesizer-Funktion, die gibt es im
CDCE913 auch, aber ich brauche dessen VCXO-Funktion für die PLL, die ich
extern mit definierten Eigenschaften (-> AES3) realisieren muss.
Egon D. schrieb:> Dass ich das i.d.R. nicht für besonders sinnvoll> halte, steht auf einem völlig anderen Blatt.
Einverstanden wegen "i.d.R.". Hier geht es einerseits eine besonders
saubere Clock, deswegen XO, andererseits sind nur einige wenige
Standard-Frequenzen "einzufangen", die ihrerseits auch mit XOs generiert
werden. Ich hoffe, das überzeugt dich :-)
Christoph db1uq K. schrieb:> http://www.axtal.iwebfree.de/cms/iwebs/download.aspx?id=71588
Das kann ich leider nicht öffnen, das ist irgendwie ein .pdf.html...?
Ist das http://axtal.homepage.t-online.de/info/FCS2003.pdf?
Mir fallen da noch YIG-Oszillatoren ein, die auch eine extrem gute
Signalqualität bei einem großen Abstimmbereich haben, aber das ist eine
ganz andere Welt.
Zu einem VCXO von IDT gibt es diese Appnote:
https://www.idt.com/document/apn/using-idts-integrated-vcxo-products-man05
Da steht drin, dass die mechanisch grossen Quarze am besten ziehbar
sind:
"The special requirements of a VCXO crystal are best
met with a full size AT-cut round quartz crystal blank.
Unfortunately, this blank will only fit into the traditional
full size HC/49U metal can or the smaller UM1."
Georg A. schrieb:> Da steht drin, dass die mechanisch grossen Quarze am besten ziehbar> sind:
Interessantes Dokument, danke! Wird gespeichert. Es deckt sich
weitgehend mit meiner Erfahrung. Der kleine im 3,2x2,5er-Gehäuse hatte
nur 30 ppm, einer im HC-49U-Gehäuse (nicht im größeren HC-49) 300 ppm.
Mittlerweile habe ich Lieferant und Datenblatt eines der Quarze der
TI-Applikation aufgetrieben. Der wäre auch nur in einem 5x3,2er-Gehäuse.
Aber die Lieferbarkeit... Nur Muster oder ab 1000er Rolle... Muster
nicht mal mit der passenden oder einer ähnlichen Frequenz... Seufz!
Mit der Größe des Quarzgehäuses hat die Ziehfähigkeit erst mal nix zu
tun.
Sie wird mit dem Quadrat des Obertons schlechter. Dritter Oberton ->
Ziehbereich 1/9. 5. Oberton -> Ziehbereich 1/25.
Zwischen 20 und 30 MHz kann ein "blind" gekaufter Quarz Grundwelle oder
3. Oberton sein. Mit steigender Frequenz wird ein Quarz zunehmend dünn
und damit zerbrechlich; ein Obertonquarz ist dann 3 oder 5 oder 7 mal so
dick und entsprechend stabiler.
Man kann einen Obertonquarz üblicherweise auch auf der Grundwelle
betreiben. Er liegt dann aber frequenzmäßig deutlich daneben, muss also
i.d.R. passend hergestellt werden.
Wenn man einen großen Ziehbereich haben will, ist es besser, einen
Grundwellenquarz zu benutzen und nachträglich zu verdoppeln /
verdreifachen.
Quarze haben eine Kapazität C0, das sind ein paar pF für die Halterung
und die Kapazität zwischen den beiden Metallisierungen. Die stört, kann
aber mit einer Parallelspule zu einem Parallelkreis ergänzt werden und
fällt dann zumindest bei Serienresonanz aus der Rechnung.
Ein übertrieben großer Ziehbereich ist schlecht für das Phasenrauschen
und kann das Anschwingverhalten verschlechtern, je nach
Frequenzeinstellung.
Gruß, Gerhard
Ich würde den Bernd Neubig mal anschreiben.
Bei dem hatte ich mal ein VCXO mit folgenden Daten bestellt.
100MHz +-50KHz Einstellbereich über den Abstimmeingang.
Der sitzt bei mir im Swob5 für das schmalbandwobbeln.
Bernd kann dir sicherlich auch was passendes anbieten.
Ralph Berres
Klassische Musik schrieb:> HildeK schrieb:>> Es mag Menschen geben, die es hören, ob mit 440Hz oder mit 444Hz>> gestimmt wurde, viele sind es aber nicht ...>> Jeder, der ein halbwegs ordentliches intonatorisches Gehör hat. Also> jeder, der ein Streichinstrument vernünftig spielen kann.
444Hz statt 440Hz sind natürlich auch stattliche 9090ppm. So einen
schlechten Quarz gibt es auf der ganzen Welt nicht.
Wäre der Fehler 100ppm, dann wären es 440,044Hz statt 440Hz. Und das
hört der beste Musiker nicht.
Also behaupte ich, hörst du das höchstens im Vergleich. Wenn ich dir ein
dir gut bekanntes Musikstück alleine vorspiele, das um 0,9% zu schell
läuft, hörst du das nicht.
Ralph B. schrieb:> Ich würde den Bernd Neubig mal anschreiben.
Der wird jetzt schon zum zweiten Mal erwähnt. Vielleicht kann der mich
schlauer machen.
Techno Musik ;-) schrieb:> 444Hz statt 440Hz
Das ist natürlich eine OT-Diskussion. Das ist ok. Mir geht es ja nicht
darum, Wiedergabegeschwindigkeiten oder Tonhöhen zu verändern.
Es sind jetzt ein paar möglicherweise geeignete Quarze auf dem Weg zu
mir. Mal sehen, ob was passendes dabei ist.
Wieder einer der üblichen Threads in denen jemand eine kongrete Frage
stellt und von Klugscheißern mit Verbaldiarrhoe zugeschissen wird.
Hier jetzt Deine Antwort, da ich mich auch gerade mit dem Thema befasse:
Quarze im HC49(U) Gehäuse haben einen höheren Ziehbereich. Gut
Ergebnisse sollte man mit einer spezifizierten Kapazität von ca. 13pF
erziehlen. Der CDCE pulled zwischen -70% und +30%. Damit dürfte die
Nominalfrequenz nicht in der Mitte liegen. Unter Umständen eine
"falsche" Kapazität im Chip programmieren. Muß man austesten.
Ohne auf die technuschen Hintergründe gerade parat zu haben gebe ich
folgenden Hinweis:
Im Amateurfunk werden neben den oben genannten Icom-Geräten gezogene
Quarzoszillatoren im Bereich einfachr QRP-Geräte eingesetzt. Dort wird
bei einigen Anwendungen der Ziehbereich dadurch erweitert, dass 2 Quarze
parallel geschaltet werden.
Ich habe selbiges mit Quarzen von 3,785 MHz und 7,030 MHz probiert und
in beiden Fällen den Ziehbereich deutlich erweitert - genaue Werte habe
ich scheinbar nicht dazu dokumentiert.
Hallo und Danke für die neuen Antworten!
Mittlerweile bin ich auch deutlich fortgeschritten und komme zu dem
selben Ergebnis, das Thomas "voraussagt" und was sich in vorherigen
Antworten schon abzeichnete. Nach einer Reihe von Versuchen mit kleinen
SMD-Quarzen habe ich mal einen "großen" HC49/US eingesetzt, und das war
der Durchbruch. Danach habe ich das Konzept mit dem CDCE verworfen, weil
ich mit diskreten Varicaps mit extremer Charakteristik (SMV1355) mit nur
3 V Steuerspannung einen viel höheren Einstellbereich bekomme. Als
Oszillator ist ein 74HCT1GX04 vorgesehen, und als I-Tüpfelchen kann ich
für meine beiden Frequenzen sogar mit PIN-Dioden zwischen 2 Quarzen
umschalten. Der Ziehbereich incl. aller möglichen Reserven ist deutlich
höher, als ich angestrebt hatte. Die jetzt von mir gewählten Quarze sind
beide aus der selben Baureihe und ab Lager lieferbar (gar keine einfache
Forderung) und haben eine höhere Lastkapazität von 18 pF. Das ist wegen
der hohen max. Kapazität der SMV1355 und wegen der zusätzlichen
Streukapazität durch die PIN-Dioden-Umschaltung besser.
Was bei Parallelschaltung von Quarzen passiert, müsste ich mir mal
überlegen. Sollen das zwei gleiche sein oder mit leicht
unterschiedlichen Frequenzen? In Parallel-Resonanz als Bandfilter mit
einem Koppel-C vielleicht?
Der Zahn der Zeit schrieb:> Was bei Parallelschaltung von Quarzen passiert, müsste ich mir mal> überlegen. Sollen das zwei gleiche sein oder mit leicht> unterschiedlichen Frequenzen? In Parallel-Resonanz als Bandfilter mit> einem Koppel-C vielleicht?
Das ist ein riesen Thema beim QRP-Amateurfunken (Senden mit gewollt
kleiner Leistung).
Habe früher auch damit experimentiert, wie man Quarze am besten ziehen
kann.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/18/Schwingquarz-Ersatzschaltbild.png/180px-Schwingquarz-Ersatzschaltbild.png
Wenn man einen C in Serie zum Quarz schaltet, erhöht sich die Frequenz.
Wenn man eine L in Serie zum Quarz schaltet, erniedrigt sich die
Frequenz.
Wenn man einen C und eine L in Serie zum Quarz schaltet, vergrößert sich
oftmals der Ziehbereich.
Wenn man zwei Quarze parallel schaltet, erhöht sich deren
Schwing-Frequenz leicht.
Wie weit ein Quarz sich überhaupt ziehen lässt hängt auch von seiner
Bauart ab.
Allgemein liest man öfter den Satz "Ein Quarz ist maximal im Bereich
zwischen seiner Serienresonanzfrequenz und seiner
Parallelresonanzfrequenz ziehbar".
Meine Experimente mit dem Ziehen von Quarzen habe ich eingestellt, als
der SI5351 auf den Markt kam (ca. 1€):
http://www.elektronik-labor.de/Arduino/VFO.html
Keramikresonatoren lassen sich übrigens normalerweise viel besser
(weiter) ziehen als Quarze.
AFU schrieb:> Das ist ein riesen Thema beim QRP-Amateurfunken (Senden mit gewollt> kleiner Leistung).
Mir sind leider grade keine englischen Schlagworte dazu eingefallen. Auf
Youtube gibt es jedenfalls allerlei englisch-sprachige Videos zum Thema
'Quarze ziehen'...
(vielleicht die hier: ham radio crystal resonator shift)
AFU schrieb:> https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/18/Schwingquarz-Ersatzschaltbild.png/180px-Schwingquarz-Ersatzschaltbild.png>> Wenn man einen C in Serie zum Quarz schaltet, erhöht sich die Frequenz.>> Wenn man eine L in Serie zum Quarz schaltet, erniedrigt sich die> Frequenz.
Alles das weiß ich, aber es dürfte für andere Leser hier neu und
interessant sein. Es liegt daran, dass ein Quarz sich (bei
Vernachlässigung der Streukapazität Cp) oberhalb seiner
Serienresonanzfrequenz induktiv und unterhalb kapazitiv verhält. Dabei
steigt der Blindwiderstand bei geringen Abweichungen von der
Serienresonanzfrequenz extrem schnell an. In den üblichen Grafiken zum
Impedanzverlauf wird das bis zur Missverständlichkeit verzerrt
dargestellt.
Eine Kapazität parallel zum Quarz ergibt zusammen mit dessen induktiven
Blindwiderstand einen Parallelschwingkreis. Dessen minimale Frequenz
wird mit einem großen Kondensator erreicht, der den sehr geringen
induktiven Blindwiderstand kompensiert - tiefer geht es nicht.
Die unvermeidbare Streukapazität kann nicht unterschritten werden und
bestimmt daher die maximale Frequenz des Parallelschwingkreises.
Prinzipiell gilt das gleiche für in Reihe geschaltete Induktivitäten in
Serienschwingkreisen, nur mit anderen Vorzeichen.
Der Ziehbereich ist größer, wenn die interne Serienkapazität größer und
die Induktivität kleiner ist (was bei gleichem Serienwiderstand eine
geringere Güte bedeutet). Irgendwie naheliegend. Das ist offensichtlich
bei größerem Quarz-"Volumen" bzw. -Gehäuse der Fall und wurde weiter
oben schon mal näher erläutert.
(Das musste ich mir mal von der Seele schreiben - bisher habe ich das
noch nie selber formuliert.)
> Allgemein liest man öfter den Satz "Ein Quarz ist maximal im Bereich> zwischen seiner Serienresonanzfrequenz und seiner> Parallelresonanzfrequenz ziehbar".
Das ist jetzt leicht einsehbar. Wobei mit einer (festen) Induktivität in
Reihe und einer (variablen) Parallel-Kapazität der Ziehbereich größer
werden müsste - oder?
> Wenn man zwei Quarze parallel schaltet, erhöht sich deren> Schwing-Frequenz leicht.
Das wäre nur mit der externen Streukapazität, die sich jetzt beide
Quarze teilen, erklärbar.
Der SI5351 wäre für einen Frequenz-Synthesizer gut, aber um einen VCO
phasenstarr an eine andere Frequenz zu koppeln eher nicht, soweit ich
erkennen kann. Da käme eher von TI die CDCE-Reihe in Frage, und bestimmt
viele andere auch.
> crystal resonator shift
"to pull" ist im Englischen gebräuchlich. Pull-range etc..
Das ganze Thema ist Bullshlt.
Sieht man schon daran, dass keiner auf die Idee kommt,
OCXOs mit einem weiten (z.B. 300 ppm) Ziehbereich anzubieten.
> der ein Streichinstrument vernünftig spielen kann
Klavierspieler wissen auch wie sich ein A anhört.
Wenn die Schleife gelockt ist, wird nur um wenige ppm,
wenn ueberhaupt gezogen.
Ziemlich konfuse Diskussion. Unabhängig von einer Anwendung ist die
Ziehbarkeit von Quarzen schon im hier erwähnten "Quarzkochbuch" von G.
Neubig beschrieben (als pdf im Inet).
Der Ziehbereich ist durch den Abstand von Serien- zu Parallelresonanz
eines Quarzes limitiert. Anbei eine Simulation für einen typischen 10MHz
Standardquarz (HC18 bzw. HC49).
Die Serienresonanz kann durch eine Induktivität in Serie zum Quarz nach
unten justiert werden (die Parallelresonanz ändert sich dabei nicht).
Dabei wird allerdings die Güte und Frequenzstabilität sehr schnell
schlechter.
Als Faustformel kann man damit eine Variation der Serienresonanz von
maximal 0,1% erreichen - allerdigs nur bei Quarzen hoher Güte.
Geht nur bei Grundton-Quarzen, da bei Quarzen im Oberton die dynamische
Kapazität Cm extrem klein wird (-->Abstand Fs zu Fp zu klein).
Na ja, konfus würde ich das weniger nennen. Eher normal. Ja, viele
Antworten haben mit der Frage wenig zu tun, was nicht unbedingt schlimm
ist, manche Leser haben sie offensichtlich nicht einmal verstanden (und
reißen die Klappe umso weiter mit Begriffen wie "Bullshit" auf), aber es
gab auch viele treffende und zielführende Antworten, wie deine hier
auch.
Nur eine Korrektur dazu habe ich: Quarze mit hoher Güte lassen sich
schlecht ziehen. Wenn man statt eines Quarzes in den üblichen
Schaltungen LC-Schwingkreise, die bekanntermaßen eine wesentlich
geringere Güte haben, einsetzt, was in der Regel einfach möglich ist,
bekommt man sehr hohe Ziehbereiche. Das wollte ich in meiner Anwendung
nun auch wieder nicht, denn es geht mir um möglichst jitterarme
Taktsynchronisierung bzw. -rekonstruktion. Ein Kompromiss könnte ein
Keramikresonator (-> geringere Güte) sein, wie AFU schrieb, nur die wird
es wohl kaum in mit Frequenzen geben, die ich brauche.
0,1%, also 1000 PPM, halte ich allerdings auch bei den geeignetsten
Quarzen für ausgeschlossen. 100 PPM (+/-50%) sind ohne Suche nach
besonderen Bauteilen machbar.
Der Zahn der Zeit schrieb:> denn es geht mir um möglichst jitterarme> Taktsynchronisierung bzw. -rekonstruktion.
Dann würde ich mal vorschlagen du spezifizierst mal genau
was du unter "möglichst jitterarm" verstehst. In Termen
von Phasenrauschen und Nebenlinienfreiheit.
Wenn das zur Zufriedenheit ausfällt könnte man dir einen
DDS vorschlagen ....
Aber ich fürchte dass du bei "möglichst jitterarm" bereits
an den Grenzen deiner Vorstellung angekommen bist (denn ich
sehe nichts Spezifischeres). Wenn nicht dann freut es mich
und die Diskussion kann womöglich in einer anderen Ziel-
richtung weitergehen.
Ich verstehe, dass nicht jeder gelesen hat, was vorher geschrieben
wurde. Hättest du es getan, wüstest du, dass ich mein Ziel in einer Maß,
mit dem ich sehr zufrieden bin, schon längst erreicht habe.
Aber ich gebe dir Recht: Formulierungen wie "möglichst gut" mag ich auch
nicht. Theoretisch bedeutet das an die Grenzen des technisch irgendwie
noch Machbaren zu gehen, egal was es kostet, selbst wenn man dafür zwei
Caesium-Fontänen in eine ferne Galaxie transportieren müsste.
"Möglichst" sollte heißen: "In einem ökonomischen Rahmen optimal". Einen
normalen Quarzoszillator halte ich in meinem ökonomischen Rahmen für
optimal. Er liefert auch als VXCO nicht weniger als das, was ich
erreichen will. Z. B. deutlich sauberere Signale, als ein einfacher
RC-VCO oder LC-VCO.
DDS, glaube mir, kenne ich seit vielen Jahren und habe sie selber schon
entwickelt (aber noch nie fertig gekauft). Hier kommt ein DDS aus
mehreren Gründen defintiv nicht in Frage. Ich habe aus guten Gründen
nicht gefragt, wie ihr externe Takte synchronisieren bzw. regenerieren
würdet, sondern nach Quarzen mit großem Ziehbereich. Dafür bräuchte man
eigentlich nichts zu spezifizieren, es ist eine prinzipielle und auch
beantwortete Frage.
Und glaube mir, dass es hier auch Fragen gibt, bei denen man nicht
unterstellen muss, dass der Fragesteller auf dem Holzweg ist.
Ansonsten ist dein Angebot zur Hilfe natürlich prinzipiell zu
begrüßen(!).
@ Zahn der Zeit
Ich wollte eigentlich keine Diskussion über Quarzparameter lostreten,
sondern nur Basisinformation geben. Trotzdem zur weiteren Klarstellung
noch etwas:
>Nur eine Korrektur dazu habe ich: Quarze mit hoher Güte lassen sich>schlecht ziehen. Wenn man statt eines Quarzes in den üblichen>Schaltungen LC-Schwingkreise, die bekanntermaßen eine wesentlich>geringere Güte haben, einsetzt, was in der Regel einfach möglich ist,>bekommt man sehr hohe Ziehbereiche.
Selbstverständlich lassen sich LC-Kreise beliebig "ziehen" (=abstimmen),
da sich L und C direkt verändern lassen. Das ist bei Quarzen so gar
nicht möglich, weil Lm und Cm durch die mechanischen Eigenschaften
definiert sind und ohnehin ein extremes L/C-Verhältnis aufweisen. Daher
kann nur die elektrische Ersatzschaltung indirekt und sehr eingeschränkt
beeinflusst werden.
Quarze sollten aber in der Praxis eine möglichst hohe Güte aufweisen,
weil sich beim Ziehen diese an den Grenzen sehr stark verringert (d.h.
Abfall der Oszi-Amplitude bis zum Aussetzen der Schwingung). Kannst du
sehr leicht selbst ausprobieren.
>0,1%, also 1000 PPM, halte ich allerdings auch bei den geeignetsten>Quarzen für ausgeschlossen.
Kannst mir glauben, das ist selbst bei Standard-Quarzen sehr wohl
möglich.
Eins von vielen Beispielen ist beim Referenz-Oszi des Synthesizers im
Elecraft K2 Transceiver-Bausatz zu sehen, bei dem der 12,1MHz-Quarz um
bis zu 12-14kHz abstimmbar ist. Weiß ich, weil ich ein solches Gerät
selbst aufgebaut habe. Siehe Ausschnitt aus der Gesamtschaltung. Ist
übrigens eine raffinierte Schaltung, die den Amplitudenabfall durch
Änderung der Rückkopplung sehr gut kompensiert (2.Varicap im
C-Spannungsteiler).
So, ich seile mich wieder ab. Viel Erfolg mit alternativen
Lösungsansätzen für dein Projekt.
Hi,
die Diskussion, die du nicht lostreten wolltest, ist für mich eher der
interessanteste Teil dieses Threads.
Zunächst zu der Schaltung: Ich bin einigermaßen überzeugt davon, dass
das mit dem Ziehbereich in dieser Schaltung stimmt. Dem Quarz ist eine
Induktivität in Reihe geschaltet, die Streukapazität parallel, das gibt
einen weiteren Schwingkreis bei ca. 12 MHz, der zusammen mit dem Quarz
durchaus plausibel etwas bildet, was sich weiter als der reine Quarz
ziehen lässt. Das ist interessant und neu für mich, aber im Moment
brauche ich diese Lösung nicht mehr. Sollte in Zukunft noch einmal so
ein Thema bei mir vorbei kommen, hoffe ich, mich daran zu erinnern.
Wobei mir einfällt: Weiter oben schrieb ich im Beitrag #5837606:
> Das ist jetzt leicht einsehbar. Wobei mit einer (festen) Induktivität in> Reihe und einer (variablen) Parallel-Kapazität der Ziehbereich größer> werden müsste - oder?
Bingo. Hatte ich es doch schon geahnt.
Dann noch mal zur Ziehbarkeit in Abhängigkeit von der Güte.
Wahrscheinlich müssen wir hier die Begriffe und Voraussetzungen
definieren, um einig zu werden.
Meine Definition der Güte: Reziprok zur Bandbreite oder Verhältnis
Verlustwiderstand und Blindwiderstand der Blindelemente bei
Resonanzfrequenz. Daraus ergibt sich: Bei gleichem Verlustwiderstand Rs
steigt die Güte mit sinkenden Cs und steigendem Ls. (Demnach hat ein
LC-Schwingkreis eine sehr viel kleinere Güte als ein Quarz.)
Meine Voraussetzung: Die Schaltung besteht aus nur einem Quarz, dem die
Streukapazität und die Ziehkapazität parallel geschaltet ist. Betrachtet
wird die Parallelresonanz, die Serienresonanz liegt unter diesen
Voraussetzungen fest.
Wir sind uns sicherlich einig, dass unter diesen Voraussetzungen der
Ziehbereich zwischen der Parallelresonanz ohne Ziehkapazität
(Ziehkapazität = 0) und der Serienresonanz (Ziehkapazität -> unendlich)
liegt. Weil ich mir nie sicher bin, habe ich diese Situation mal
simuliert und finde meine Aussage bestätigt.
Rot: 5 mH mit 0,2 pF: Größere Güte, geringerer Ziebereich
Grün: 1 mH mit 1 pF: Geringere Güte, weiterer Ziebereich
Das Anschwingverhalten, das du auch erwähntest, ist auch nicht
unerheblich, aber bei dieser Betrachtung nicht enthalten, denn es ändert
natürlich nichts am Prinzip.
Ausdrücklichen Dank für deinen Beitrag! (Und den Erfolg mit meinem
Lösungsansatz hatte ich schon:-)
DZDZ
Oh je, doch noch etwas Arbeit ;-)).
Tja, das ist so eine Sache mit der Interpretation von Simulationen.
1. Man muss aufpassen, um die Leerlaufgüte (Qu) nicht mit der
"Betriebsgüte" (Qb) zu verwechseln (da fallen viele Leute drauf rein).
2. In deiner Simulation besitzen beide Kreise ein Qu von unendlich. Qb,
also die äußere Belastung wird durch die 1kOhm erzeugt.
3. Deine Modelle liegen mit ihren Parametern um den Faktor 5
auseinander, was bei Quarzen in diesem Frequenzbereich unmöglich ist
(5mH bei 5MHz erfordert einen Durchmesser der Quarzscheibe von ca.
3-4cm, bei 1mH ca. 7-9cm). Auch die Realisierung mit LC-Kreisen ist
unmöglich. Das Bild entspricht ja auch nicht einem Ziehen, sondern
einfach einem Frequenzversatz von 2kHz durch die unterschiedlichen Cm in
Serie mit 1nF.
4. Das Modell entspricht auch nicht einer normalen Oszillatorschaltung.
Daher kann man damit auch ganz seltsame Ergebnisse "erzielen". Hab' mal
damit herumgespielt.
Dass durch das Ziehen eines Quarzes mit hoher Güte (nicht bei
Qu=unendlich!) die Betriebsgüte und damit die Schwingfähigkeit
verringert wird, steht außer Frage.
Interessant wird's, wenn man bei beiden Schaltungen die Relation der
Reaktanzen gleich macht - also 5nF bei 1mH/1pF statt 1nF. Dann ist die
Parallelresonanz identisch, aber Qb erhöht sich bei der konstanten
1kOhm-Belastung wegen des kleineren L/C-Verhältnisses. Ich habe in der
Simulation auch die Parallel-C variiert, um den Zieheffekt zu zeigen.
Hier gibt's im Prinzip keine richtige Grenze, weil die Kreisgüte ja
unendlich ist (also kein Abfall der Amplitude wie in der Praxis).
Noch einmal: Die Kreisgüte Qu sollte möglichst hoch sein, um den
Ziehbereich möglichst groß zu machen, bevor die Schwingungen abreißen.
Bei Quarzen steigt der Ziehbereich auch, je größer Cm ist (bei Neubig
C1), bzw. je kleiner Lm ist. Das gilt auch für deine Schaltung. Das hat
aber beim Quarz sehr enge Grenzen (Durchmesser der Quarzscheibe beim
AT-Schnitt).
Ich habe mal einen Auszug aus dem Quarzkochbuch (Kap.2) zu deiner Info
angehängt, auch meine Simulation der modifizierten Schaltung. Dazu noch
ein pdf über die Messung von Quarzparametern.
Jetzt könnte ich auch noch mehr ins Detail gehen, aber ich hasse die
Tipperei (ich habe mich die letzten 40 Jahre intensiv mit Quarzen, deren
Messung und Anwendung in Filtern beschäftigt). Beim Quarz im K2 liegen
L=12µH und die Ziehkapazität beide in Reihe mit dem Quarz. Es wird also
primär die Serienresonanz fs verschoben. Die 12µH bilden mit den
Kapazitäten keinen Schwingkreis, der auch nur in der Nähe von 12MHz
liegt. Die 12µH dienen dazu, die Serienresonanz fs nach unten zu
justieren, wobei fp konstant bleibt. Daurch wird der Ziehbereich
erweitert, weil der Abstand fs zu fp vergrößert wird. Ein Quarz schwingt
immer im induktiven Bereich, also zwischen fs und fp. Der Synthesizer
vom K2 ist übrigens außerordentlich rauscharm.
Noch viel Spaß, ich hoffe dass das reicht. Ansonsten gibt es massig
Literatur darüber im Inet. Das Thema gehört eigentlich in den Bereich
HF-Technik.
Kleiner Nachtrag.
Die Güte eines Kreises steigt nicht ohne weiteres mit größerem L,
sondern der Resonanzwiderstand steigt (XL*Qu). Die Spulengüte erreicht
je nach Wicklungsart und eventuellem Kernmaterial ein Maximum und kann
dann mit weiter steigender Induktivität durch größere Verluste sogar
wieder abfallen. Das wird oft mit dem erzielbaren
Leerlauf-Resonanzwiderstand verwechselt. Darüber gibt es haufenweise
Literatur.
Die Leerlaufgüte üblicher Spulen (Luft oder auf entsprechenden
Ringkernen) liegt bei Qu=50 bis 300. Exotische Luftspulen in Eimergröße
können ein Qu von 800 erreichen.
Ein Quarz dagegen ist ein mechanischer Schwinger mit extrem hoher Güte,
die so von 25000 (sehr schlecht!) bis 10^6 reicht. Meine Standardquarze
(ca. 25ct/St) vom Typ HC18/HC49 weisen im Bereich von 4-12MHz ein Qu von
100k bis 250k auf. Quarze besitzen also eine rund 1000x höhere Güte als
LC-Kreise.
Dieser Zusammenhang hat aber nichts mit der Ziehfähigkeit zu tun. Bei
LC-Kreisen kann ich unabhängig von der Kreisgüte L und C und damit die
Frequenz beliebig direkt verändern (typisches Beispiel:
Drehkondensator). Das geht bei Quarzen aus den o.g. Grund eben nicht.
Hier kann ich nur extern am Ersatzschaltbild begrenzt herumfummeln
(Parameter-Transformation).
Glückwunsch zur Lösung deines Problems - das ist ja die Hauptsache.
Grundsätzliches gilt: Je besser der Quarz umso geringer sein
Ziehbereich.
Tricks um einen möglichst großen Ziehbereich zu bekommen sind: Quarze
gleicher Frequenz parallel schalten,Quarze ohne Fassung direkt kurz
einlöten, Spule und Drehko in Serie. Aber Achtung: Der Temperaturgang
der Spule macht den VXO unter umständen wenn man übertreibt instabil.
Hier muß man wohl Entscheidungen treffen.Ich habe eine 14060MHz Quarz
solo schon um über 100KHz gezogen. Im Qrp- Funkbereich werde VXO´S heute
noch gerne verwendet.Infos zu Experimenten in Sache Quarze ziehen gibt
es genug im Netz.
MfG
Sorry, nochmal aufgewärmt.
>Grundsätzliches gilt: Je besser der Quarz umso geringer sein>Ziehbereich.
Quellen für dieses "Axiom"??
Bin kein Experte in Glaubensfragen und als technischer Atheist kein
Missionar. Da halte ich mich eher an die Experten und meine eigenen
Erfahrungen/Messungen (die deinen Experimenten bis auf obige Behauptung
im Prinzip absolut nicht widersprechen).
Anbei ein Bild - der Ziehbereich ist generell rein durch die Reaktanzen
und nicht durch die Quarzgüte bestimmt. Alle Quellen und Gleichungen der
Experten auf diesem Gebiet (B.Neubig, Dr.F.Sohre, Meinke-Gundlach,
Zinke-Brunswig, usw.,usw.) zeigen das. Bei Quarzen mit niedriger Güte
reißt eben die Schwingung durch zunehmende Dämpfung früher ab - der
Ziehbereich kann daher sogar geringer werden.
BTW, die schmaler werdenden Kurven sind kein Zeichen für zunehmende
Güte, sondern sind durch die Annäherung an die Parallelresonanz bedingt.
Aber das ist alles nicht sooo wichtig, die Sonne geht deswegen trotzdem
im Osten auf 8-).
herbert schrieb:> Grundsätzliches gilt: Je besser der Quarz umso geringer sein> Ziehbereich.
Die Aussage gefällt mir auch nicht. Was soll den besser sein? Aber
vermutlich meint er das Selbe wie ich.
HST, ich halte dich für deutlich kompetenter bei diesem Thema, aber ich
würde doch gerne mit dir zu einem Konsens kommen. Dafür müssen wir einig
sein, wovon wir sprechen. Also:
1. Ich vermeide jetzt konsequent den Begriff der Güte.
2. Ich spreche (schreibe) nur von Resonanzfrequenzen des Quarz-Systems,
aber nicht von dem Anschwingverhalten einen Oszillators(!). Das, was
du oben dazu schreibst, halte ich richtig, aber darum geht es mir
nicht(!).
Also: Man nehme einen Quarz mit Cs, Ls und meinetwegen auch Rs
(letzterer spielt für Resonanzfrequenzen keine - oder fast keine -
Rolle, solange es überhaupt Resonanz gibt.)
Der Quarz hat eine Serienresonanzfrequenz, die sich aus Cs und Ls
ergibt.
Jetzt kommt der unvermeidliche Cp hinzu. Mit ihm zusammen gibt es auch
eine Parallelresonanz. Es gibt in meiner Betrachtung keine weiteren
Bauelemente, insbesondere kein L.
Einverstanden bis hierhin?
Bei steigendem Cp sinkt die Parallelresonanzfrequenz. Bis theoretisch(!)
zur Serienresonanzfrequenz.
Einverstanden?
Cp lässt sich nicht verkleinern. Könnte man es, würde die
Parallelresonanzfrequenz steigen.
Ok?
Aber man kann die selbe Serienresonanzfrequenz des Quarzes auch mit
größerem Cs und kleinerem Ls erreichen. Bei gleichem Cp bekommt das
System dann ebenfalls eine größere Parallelresonanzfrequenz.
Einverstanden? Wenn ja, sind wir durch. Die Frequenzbereich, innerhalb
dessen sich die Parallelresonanzfrequenz einstellen lässt (->
Ziehbereich) ist bei größerem Cs und kleinerem Ls also größer.
Wie gesagt, ich spreche nicht vom Ziehbereich eines Oszillators, und
auch nicht von irgendeiner Güte.
Freilich könnte man jetzt eine Güte ins Spiel (mit dem Feuer) bringen:
Als Verhältnis von XR (= Rs) zu XL bzw. XC und bei gleichem Rs in beiden
Fällen hätte der zweite Quarz eine kleiner Güte. So würde ich das mit
Güte interpretieren, aber mir scheint, dass ist eher irritierend. Die
Annahme, dass beide Rs gleich sind, ist irrelevant. Also bitte "Güte"
wieder vergessen.
HST schrieb:> Anbei ein Bild - der Ziehbereich ist generell rein durch die Reaktanzen> und nicht durch die Quarzgüte bestimmt.
Jau, einverstanden.
DZDZ
Ich bin jetzt kein ausgewiesener Quarzexperte ,aber irgendwo abseits von
"Wortspielereien" muss sich ein 1,50 Euro Quarz von einem für 25 Euro
oder mehr bei Gleicher Frequenz und Bürde unterscheiden. Die
Massenfertigung bei Computerquarzen wird es nicht alleine sein? Es gibt
sicher auch Fertigungsbedingte Einflüsse auf das Verhalten eines
Quarzes. Aber die Erbauer zb, von qrp CW Sendern werden immer versuchen
das ganze mit billigen Massenquarzen zu machen.
Ein ausgewiesener Quarzexperte bin ich auch nicht (das ist eher HST),
aber 25 € für einen Quarz kenne ich nicht. Bei Mouser kostet der
teuerste von 21000 (!) Quarzen weniger als 10 €, wobei kein besonderer
Grund für diesen Preis erkennbar ist. Die billigsten in kleinen
Stückzahlen kosten dagegen -,15 € und nur ca. 100 der 21000 Quarze
kosten über 1,50 €. Meine lagen bei -,25 €. Egal, ich will deine Antwort
nicht angreifen, es geht dir schließlich um die Unterschiede, nicht um
die absoluten Zahlen. Aber mich interessierte doch, ob es serienmäßig
besonders teure Quarze gibt und was die zu bieten haben. Wirklich
nichts?
Natürlich gibt es fertigungsbedingte Einflüsse auf das Verhalten eines
Quarzes, die nennt man Soll- oder Nennwertabweichungen (oft
fälschlicherweise auch Toleranzen). Vielleicht meinst du konstruktiv
bedingte Einflüsse auf das Verhalten, und um genau die geht es mir. Wie
muss ein Quarz beschaffen sein, damit ich einen Quarzoszillator bauen
kann, dessen Frequenz ich mehr als üblich ziehen kann. (Den "Quarz
ziehen" geht nicht - auch so eine oberflächliche Formulierung). Und wie
erkenne ich solche Quarze, denn in den Datenblättern steht das nicht
drin. Aber, wie so oft geschrieben, das habe ich für mich gelöst, ich
kenne die Antworten, und habe mein Ziel erreicht (bis zu +/-200 PPM mit
nur VariCaps, deutlich mehr als ursprünglich erhofft).
Nebenbei: Viele Antworten hier kamen aus der Richtung Oszillatoren für
Funkgeräte. Bei mir geht es um Taktgeber mit Rechtecksignal für
Digitalschaltungen. Prinzipiell ändert das aber nichts an den
physikalischen Zusammenhängen.
Der Zahn der Zeit schrieb:> Ein ausgewiesener Quarzexperte bin ich auch nicht (das ist eher HST),> aber 25 € für einen Quarz kenne ich nicht. Bei Mouser kostet der> teuerste von 21000 (!) Quarzen weniger als 10 €, wobei kein besonderer> Grund für diesen Preis erkennbar ist. Die billigsten in kleinen> Stückzahlen kosten dagegen -,15 € und nur ca. 100 der 21000 Quarze> kosten über 1,50 €. Meine lagen bei -,25 €. Egal, ich will deine Antwort> nicht angreifen, es geht dir schließlich um die Unterschiede, nicht um> die absoluten Zahlen. Aber mich interessierte doch, ob es serienmäßig> besonders teure Quarze gibt und was die zu bieten haben. Wirklich> nichts?
HST weiß das ganz sicher ,dass man sich Quarze auch nach Angaben
fertigen lassen Kann.
Der Zahn der Zeit schrieb:> die nennt man Soll- oder Nennwertabweichungen (oft> fälschlicherweise auch Toleranzen).
;-)
Der Zahn der Zeit schrieb:> (Den "Quarz> ziehen" geht nicht - auch so eine oberflächliche Formulierung).
;-)
@Zahn der Zeit
na, das weitet sich aus hihi. Ich bin auch nicht DER Fachmann, sondern
habe mich mit diesem faszinierenden Bauteil Quarz hauptsächlich wegen
Quarzfiltern beschäftigt. Es ist schon toll, dass man heute mit diesen
billigen Quarzen extrem gute Filter mit einer simplen Topologie
("Ladder") bauen kann.
>Jetzt kommt der unvermeidliche Cp hinzu. Mit ihm zusammen gibt es auch>eine Parallelresonanz. Es gibt in meiner Betrachtung keine weiteren>Bauelemente, insbesondere kein L.>Einverstanden bis hierhin?>Bei steigendem Cp sinkt die Parallelresonanzfrequenz. Bis theoretisch(!)>zur Serienresonanzfrequenz.>Einverstanden?>Cp lässt sich nicht verkleinern. Könnte man es, würde die>Parallelresonanzfrequenz steigen.>Ok?
Ja, alles ok.
>Einverstanden? Wenn ja, sind wir durch. Die Frequenzbereich, innerhalb>dessen sich die Parallelresonanzfrequenz einstellen lässt (->>Ziehbereich) ist bei größerem Cs und kleinerem Ls also größer.
Ich beziehe mich auf Quarze im MHz-Bereich mit AT-Schnitt. Die
Parallelresonanz fp kann leider nur begrenzt durch Erhöhung von Cs
verschoben werden, weil unweigerlich auch Cp größer wird. Das übliche
Verhältnis von Cp/Cs liegt irgendwo bei 200-250, wobei zur groben
Abschätzung ein Wert von so um 220 genommen wird. Bei sog. Low-Profile
Quarzen ist Cs ca. 3x kleiner - hier liegt Cp/Cs so bei 300. Die Quarze
besitzen nämlich auch noch eine unvermeidliche (relativ konstante)
Streukapazität von 1pF+/-0,5pF zum Gehäuse parallel zu Cp.
Bei Oszillatorquarzen wird das alles normalerweise nicht spezifiziert,
sondern nur die Bürdekapazität für die Nennfrequenz (liegt immer
zwischen fs und fp). Daher ist eine Messung des Quarzes immer sinnvoll
(fs, fp, Cp usw).
Ich habe spaßeshalber zwei extreme Simulationen angehängt, die wohl
selbsterklärend sind. Der Abstand von fs zu fp ist mitentscheidend für
die Ziehfähigkeit.
Ich würde einmal sagen, dass ein maximaler Ziehbereich von 1000ppm noch
ok ist, wenn man Oszillatoren mit hoher Güte haben möchte (--> kleines
Seitenbandrauschen). Deine +/-200ppm sind locker erreichbar. Ein
extremer Ziehbereich wäre für unkritische Taktgeneratoren evtl. noch ok,
wobei allerdings die Frequenzstabilität durch die geringe Güte von Lz
leidet (wie Herbert schon erwähnt hat).
Meines Wissens gibt es keine speziellen Quarze für hohe Ziehfähigket.
Es gibt natürlich auch sauteure Quarze mit besonders guten Werten (meist
bei 1 oder 5MHz). Die werden in kommerziellen Frequenznormalen verwendet
(OCXO). Große Scheiben z.B. in Linsenform im Vakuum mit Güten bis 2
Millionen.
@Herbert
Meine etwas flapsige Bemerkung bezog sich auf meine Einstellung, in der
Technik nichts zu glauben, was nicht belegbar ist.
Richtig, das mit den Preisen ist kein Widerspruch. Es ist ja schon ein
Unterschied, ob Quarze für Computer zig-millionenfach produziert werden,
oder eben für eine Einzelanfertigung mit Wunschparametern 25€ gefordert
werden. Die billigen Quarze haben trotzdem überwiegend eine erstaunlich
hohe Güte. Natürlich gibt es darunter dann auch Ausreißer mit mickrigen
Daten bis zu Ausschuss. Da ich ich die Quarze ohnehin auf alle wichtigen
Parameter ausmesse, ist das kein Problem. Anbei ein solches Beispiel.
100St. kosten 20-25€, daraus kann man schon Quarzsätze für 3 bis 5
Filter mit bis zu 12 Polen aussuchen. Ist aber hier O.T.
So, ich hoffe, dass alle Klarheiten beseitigt sind ;-).
HST schrieb:> Da ich ich die Quarze ohnehin auf alle wichtigen> Parameter ausmesse, ist das kein Problem.
Mussst du ja auch wenn du Ladderfilter damit bauen willst. Gleiche
Frequenz und gleiches Anschwingverhalten sind schon mal wichtig für ein
gutes Ladderfilter. Im übrigen gibt es da irgendwo so einen
"Filterpapst"dessen Namen ich vergessen habe. Der schreibt "Kochbücher
"dafür.
