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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quarz oder InternOszi?


Autor: Daniel B. (scheinleistung)
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Hallo,

Ich möchte PWM Signale auswerten und erzeugen (ATMEGA16 16Mhz), soweit 
ich weis ist da die Genauigkeit vom internen Oszilator gut genug, ich 
lege aber auch Wert darauf dass die Schaltung EMV technisch einwandfrei 
wird. Stimmt es dass der interne Oszilator EMV technisch mehr stört als 
wenn man das ganze mit einem externen Quarz aufbaut? Mir geht es vor 
allem darum andere elektronische Geräte im Umfeld (u.a. Modellbau 
Empfänger 35Mhz) so wenig wie möglich (gar nicht) zu stören und da gibt 
es ein Gerücht dass man dann den internen Oszi nicht benutzen soll. Was 
meint Ihr dazu?

Autor: Bensch (Gast)
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Nein, die Höhe der Störstrahlung ändert sich nicht, nur die Frequenz. Du 
musst drauf achten, dass keine Oberwelle in deinem Empfangsbereich 
liegt. Das lässt sich mit einem Quarz natürlich leichter realisieren, 
weil die Frequenz genauer uns stabiler ist

Autor: Daniel B. (scheinleistung)
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Danke für die schnelle Antwort!

Wenn ich den ATMEGA16, egal ob intern oder mit Quarz, auf 16MHz 
betreibe, komme ich Oberwellentechnisch bei 32Mhz raus, das sind 3Mhz 
Abstand zum 35Mhz Band. Ist das "weit" genug weg oder sollte ich 
versuchen den Abstand zu maximieren? Zum Bsp würde ich mit einer Taktung 
von 14Mhz (k.A. ob das mit dem ATMEGA16 jetzt geht) den Abstand 
(Oberwellen) zum 35Mhz Band verbessern: 28Mhz - 42Mhz.

Autor: Bensch (Gast)
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Kommt auf den Empfänger an, sollte aber mit 16M gehen.
Zusätzlich sollten alle Taktflanken weich sein, d.h. nicht zu steil. 
Also notfalls mit RCs langsamer machen, denn deren Oberwellen sind kaum 
kalkulierbar.

Autor: Daniel B. (scheinleistung)
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Ich frag mal ganz frech ohne das Datenblatt schon genauer gelesen zu 
haben: Kann man die Flankensteilheit im ATMEGA einstellen oder muss man 
das "von hand" machen (eben RC Glied)?

Autor: Chris L. (kingkernel)
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Und ein AVR kann intern bis 8MHz getaktet werden, nicht bis 16MHz

Autor: tt (Gast)
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Ohne gescheites Platinenlayout solltest du auf den externen Quarz 
verzichten.
Ohne EMV KnowHow ist aber eh alles nur Raten.

Autor: sous (Gast)
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> Kann man die Flankensteilheit im ATMEGA einstellen oder muss man
>das "von hand" machen (eben RC Glied)?

Kann man leider nicht einstellen.

Autor: gast (Gast)
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Sollte für Servicezweche eine serielle Kommunikation über die UART 
geplant sein, so könnte natürlich die Lösung mit dem internen 
RC-Oszillator ausscheiden, da dieser u.U. nicht genau genug arbeitet 
bzw. bei Temperatureinflüssen stärker in der Frequenz driftet. Es gibt 
zwar die Möglichkeit den Oszillator zu justieren, aber hier hängt es 
davon ab wie aufwendig es evtl. in einer späteren Massenproduktion ist.

Mein Vorschlag wäre folgender :

Nimm zuerst einen externen Quarz bzw. Resonator und bringe die Schaltung 
fertig. Ein anschließender EMV-Test zeigt die evtl. Schwächen der 
Schaltung. Erst danach gilt es nach zu optimieren.

Schritt 1 wäre es, das 1ste Layout so umzuflaschen das es mit dem 
interen RC-Takt läuft. Sollte der EMV-Test dann noch immer negativ sein, 
so liegts erstmal nicht an der Takt-Geschichte .

Autor: Jupp (Gast)
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Jedes Stück Leiterbahn, welche zeitlich veränderliche Signale führt, 
strahl Energie an die Umgebung ab. Ein Quarz wird über mehr oder weniger 
lange Leiterbahnen an den Controller angeschlossen, somit strahlt diese 
Anordnung mehr und ist ungünstiger bez. des EM-Verhaltens.

Autor: Daniel B. (scheinleistung)
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Danke für die vielen Anregungen! Dann werde ich das ganze quarzgesteuert 
designen, die EMV Regeln beim Design sind mir bekannt zumindest einige. 
Eine tolle Comunity habt Ihr hier! Wird mir bei meinen Studiarbeiten 
sicher hilfreich sein!

Autor: Robert Teufel (robertteufel)
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Muss auch noch meinen Senf dazu geben. Ein Quarz ist VIEL kritischer im 
Bezug auf Oberwellen, weil die ganze Engerie in einem sehr engen 
Frequenzbanz konzentriert ist. Der interne Osc. jittert ein wenig, das 
ist ein wahrer Segen fuer EMV, die Energie ist verteilt ueber ein 
Spektrum. Falls die PWM nicht absolut genau sein muss, sondern nur die 
Aenderungen (relativ) wichtig sind, tust Du Dir selbst eine riesigen 
Gefallen, wenn Du den internen Osc. nimmst. Ist in einer verseuchten 
Umgebung weniger stoeranfaellig und einfacher zu designen. Der einzige, 
im Zweifelsfall sehr grosse Nachteil ist die fehlende Genauigkeit, 
mindest bei allen mir bekannten Atmel Oscillatoren, und festgelegt zu 
sein auf eine bestimmte Frequenz. On-Chip Oscillatoren von Silicon Labs 
sind zum Beispiel extrem genau, brauchen dadurch aber etwas mehr 
Ruhestrom.

Gruss, Robert

Autor: Marcel (Gast)
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hi

auch ich hab noch was zu sagen...... also die sache mit emv und quarzen 
ist sone sache die zwar kritisch ist aber irgentwie auch nicht! das hört 
sich zwar komisch an ist aber wie folgt zu erklären:

der quarz hat seine energie auf einer frequenz, z.b. 8mhz, was ihn in 
diesem bereich emv techisch sehr kritisch erscheinen läßt, aber die 
energie an oberwellen sollte hier gering sein. (bei höheren frequenzen 
sieht es anders aus) d.h. für deiner 35MHz ist das egal
du solltest jedoch trotzdem darauf achten das du unter dem quarz ne 
massefläche hast die sternförmig an die gesammt masse geht (optimierung 
der emv)

Generell würde ich, was deine system emv angeht folgenden tipps geben:

leitungen kurz halten
ordentlich stecker c's nutzen
diese emv wirksam anbinden (auch für esd nützlich)
flanken verschleifengruß marcel
duko's vermeiden
unterm uc nen masse pad platzieren
keine unangebundenen leitungen rum liegen lassen (remove dead cooper)
bei einzel stückzahlen nen metalgehäuse um deine schaltung (mit masse 
anbindung)

gruß
marcel

Autor: Bensch (Gast)
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> Der interne Osc. jittert ein wenig, das ist ein wahrer Segen fuer EMV,

Wenn man EMV-Messungen macht, ja. Die abgestrahlte Leistung wird über 
einen Frequenzbereich verschmiert und die GEMITTELTE Amplitude sinkt.
Aber: Wenn ich eine bestimmte Frequenz störe, tu ich dies bei Spread 
Spectrum zwar nur in einem Bruchteil der Zeit, aber mit derselben 
Spitzenamplitude. Dafür verseuche ich aber auch noch die 
Nachbarfreuenzen.
Ist gut für die Gerätezulassung, aber faktisch bringt's nichts.

Also, Quarz nehmen und dafür sorgen, dass ich keine Oberwelle auf der 
interessierenden Frequenz hab. Davon abgesehen, ist das Hauptproblem 
nach wie vor die Flankensteilheit aller anderen Signale, denn deren 
Frequenzspektrum ist schlecht berechenbar.

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