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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ladekapazitäten bei Keramikresonator


Autor: matt (Gast)
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Hallo,

Ich bin auf der Suche nach Informationen zu Keramikresonatoren. Ich 
möchte gerne einen ZTB 400 Keramikresonator als Taktquelle für eine 
Schaltung auf Basis eines Tiny12 benutzen, nur blicke ich bei dem 
Datenblatt nicht so ganz durch. Wieso werden da zwei verschiedene 
Kondensatorgrößen angegeben? Oder sind gar nicht zwei verschiedene 
Größen gemeint, sondern das sind Grenzwerte?

Ich habe es so probiert, wie es in Datenblatt steht (einmal 120pF, 
einmal 470pF), hat nicht funktioniert. Dann den 120pF auch gegen einen 
470pF getauscht, und siehe da, die Schaltung läuft. Bei welcher Frequenz 
der Resonator jetzt genau schwingt kann ich nicht sagen, aber dem 
Verhalten der Schaltung (ist nur ein einfacher Timer) nach auf jeden 
Fall im Toleranzbereich.

Nun würde ich gerne verstehen, was da passiert, und wieso?

Vielen Dank für eure Tipps,
matt

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Die Standardschaltung im Datenblatt benutzt einen Inverter im IC als 
Verstärker, mit einer Phasendrehung von 180 Grad. Damit eine 
Rückkopplung entsteht, wird durch die beiden Kondensatoren noch zweimal 
um 90 Grad phasenverschoben. (Zur Schwingbedingung gehören 360 Grad 
Phasendrehung )

Nun sind aber die Kondensatoren Blindwiderstände, die den Ausgang des 
Verstärkers und den Ausgang des Resonators belasten. Je größer C, desto 
mehr Strom muss der Verstärker liefern. Bei zu großem C also kein 
Schwingen mehr.

Bei zu kleinen C's entsteht durch Ri von Verstärker und Resonator 
weniger als 90 Grad Phasenverschiebung, auch das kann zum Abreißen der 
Schwingung führen.

Die C's erzeugen aber auch einen Versatz der Schwingfrequenz, deswegen 
sollte man einen vom Hersteller angegebenen C-Wert einhalten.

Hier reicht die Verstärkung des Inverters gerade so aus, beim 
Vertauschen der C's ergibt sich wohl eine etwas bessere 
Leistungsanpassung und deswegen höhere Verstärkung.

Autor: matt (Gast)
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Vielen Dank für deine Antwort Peter.

Ist es dann so, dass sich hinter den XTAL 1/2 Pins des Tinys eine solche 
Inverterschaltung versteckt, oder ist das nur ein Beispiel des 
Resonatorherstellers?
Woher weiß ich, welcher der beiden Kondensatoren nun an welchen XTAL Pin 
muss?

Schönen Gruß,
matt

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Ja, an den Pins X1 und X2 hängt meistens eine einfache Inverterstufe, 
die z.B durch einen Widerstand von 1 MOhm auf Verstärkerbetrieb gebracht 
wird.

Welcher der beiden Kondensatoren an den Ausgang geschaltet werden muss, 
hängt von den Eigenschaften des Inverters ab, das weiß nur der 
Hersteller des IC, deshalb das Datenblatt beachten. Meistens macht ein 
Vertauschen keinen Unterschied, in Einzelfällen hilft nur probieren. 
Sowieso findet man meistens den Vorschlag, beide C's gleich groß zu 
machen.

Neugierigerweise könnte man als Bastler C1 und C2 soweit vergrößern oder 
verkleinern (Drehkondensator) bis die Schwingung abreißt, und dann einen 
Wert verwenden, der für sicheres Schwingen sorgt.

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