mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quarz an XTAL - Kondensatoren unbedingt erforderlich?


Autor: Packover (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich ham mal ne Frage.

Ist es möglich die beiden Kondensatoren an dem Quarz wegzulasssen?
Was wird passieren?

Schwingt der Quarz an oder nicht? Bzw. wird der uPC (AVR ATmega8) so 
funktionieren?

Danke

Autor: Horst (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Ist es möglich die beiden Kondensatoren an dem Quarz wegzulasssen?

klar.


Schau im Datenblatt nach:
Internal Calibrated RC Oscillator

Autor: Mat (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kondensatoren brauchst du, für den externen Quarz jedenfalls, für den 
internen natürlich nicht.

Autor: Peter R. (pnu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>interner Quarz
internen Quarz gibts beim atmega8 nicht

>Schwingen ohne C's
meistens reichen die Streukapazitäten an den Anschlüssen zum Schwingen 
aus.- aber eben nur meistens
Die geringfügig ungenaue Frequenz macht bei Kontroller-Anwendungen 
meistens nichts aus.

Autor: Schrotty (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Funktionieren würde es eventuell schon, aber die Schaltung arbeitet dann 
wahrscheinlich nicht im richtigen Arbeitspunkt.
Was da rauskommt, ist mit ziemlicher Sicherheit kein "schöner" Sinus, 
sonderen irgendein Signal, das mit der entsprechenden Frequenz schwingt.
Wenn du Pech hast, dann schwingt das System auch gar nicht auf der 
Grundfreqenz sondern auf irgendeiner Harmonischen.

Autor: Lutz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>Was da rauskommt, ist mit ziemlicher Sicherheit kein "schöner" Sinus,
>>sonderen irgendein Signal, das mit der entsprechenden Frequenz schwingt.
Wär ja auch doll, wenn da ein Sinus rauskommen würde.

Autor: Schrotty (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Lutz:
Wenn er Glück hat und die Anpassung durch die Streukapazitäten zufällig 
stimmt, dann hat er schon nen Sinus.. allerdings ist die 
Wahrscheinlichkeit recht gering..

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lutz schrieb:
> Wär ja auch doll, wenn da ein Sinus rauskommen würde.
Ich habe noch keinen Quarz gesehen, der im Rechteck schwingt - alle nur 
Sinus. Ein Rechteck wird erst durch die zusätzliche Beschaltung draus 
(Schmitt-Trigger).

Autor: Reinhard Kern (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

was genau bringt dich auf die Idee, dass du die interne 
Oszillator-Schaltung besser verstehst als die Leute, die das Datenblatt 
geschrieben haben?

Gruss Reinhard

Autor: Schrotty (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Reinhard:
Hier ist doch die ganze Zeit die Rede von einem EXTERNEN Quarz und ob 
dieser ohne Kondensatoren schwingt oder nicht.
Und mein Statement dazu war, dass eben eine Anpassung erfolgen muss, 
dass der EXTERNE Schaltungsteil zusammen mit dem INTERNEN Schaltungsteil 
ein schwingfähiges Gebilde ergibt. Und diese Dimensionierungen können in 
keinem Datenblatt vorgegeben sein, da sie unter anderem von den Daten 
des Quarzes abhänging sind.
Ausnahme wäre natürlich, wenn im µC Datenblatt exakt angegeben ist, mit 
WELCHEM Quarz eines bestimmten Herstellers der µC zu betreiben ist.

Ohne das Datenblatt gelesen zu haben, bin ich mir ziemlich sicher, dass 
der µC den Treiber für einen Pierce-Oszillator bereitstellt, denn beim 
Colpitts-Oszillator würde sich die Frage nicht stellen, ob man die 
Kondensatoren weglassen kann (dann hinge der Quarz in der "Luft")

@Christian:
Ich hab auch noch keinen Quarz gesehen, der im Rechteck schwingt. 
Genausowenig wie ne Schaukel im Rechteck schwingt, tut dies ein Quarz.
Durch eine totale Überlastung des Quarz lässt sich sicher eine "Art" 
Rechteck erzwingen, doch dies macht der Quarz sicher nur sehr kurzzeitig 
mit und verabschiedet sich dann für immer.

Autor: Conlost (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Und diese Dimensionierungen können in
>keinem Datenblatt vorgegeben sein, da sie unter anderem von den Daten
>des Quarzes abhänging sind.

>Ohne das Datenblatt gelesen zu haben


Im Datenblatt des ATmega8 auf Seite 27, Figure 11, Tabelle 4
kann man sehen welche Kondensatorwerte empfohlen werden.

Autor: Schrotty (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Diese Werte in dem DB können (immer noch, ohne das DB gelesen zu haben) 
nur Schätzwerte sein, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zum 
Erfolg führen.

Die Kondensatoren sind so zu Dimensionieren, dass sie in Summe mit aller 
Streukapazitäten eine Ersatzkapazität ergeben, die dem CL des Quarzes 
entspricht. CL ist also eine Eigenschaft des Quarzes, die bestimmend für 
die Dimensionierung der Kondensatoren ist. Allerdings muss bei der 
Dimensionierung der Kondensatoren auch die Kapazität der Pins des µC 
berücksichtig werden.
Daher KANN weder im DB des µC noch im DB des Quarz eine sichere Aussage 
über den richtigen Kondensator gemacht werden. Denn beide Komponenten 
ZUSAMMEN ergeben ein schwingfähiges Gebilde, und beide Komponenten 
ZUSAMMEN müssen als Ganzes betrachtet und dimensioniert werden.

Da Quarze mit ähnlicher Frequenz auch ähnliche CL haben, kann natürlich 
ein grober Schätzwert im DB des µC angegeben werden, mit dem es 
WAHRSCHEINLICH funktioniert.
Das ist dann für die Leute, für die ein Pierceoszillator Vodoo ist, der 
auf wundersame Weise irgendwie schwingt und den man am Besten einfach 
irgenwo her abschreibt und dann hofft, dass er schwingt.

Autor: User (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie soll ein Bastler denn ein Datenblatt von einem Quarz finden, den er 
vor Jahren irgendwo ausgelötet hat ;)

Autor: Schrotty (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@User:

genau aus diesem Grund sind bei dem ATmega auch Vorschläge gemacht, mit 
welchen Kapazitäten der Bastler ein bisschen rumbasteln könnte, bis es 
dann vielleicht irgendwie schwingt.

Was ich damit generell zum Ausruck bringen wollte ist einfach die 
Tatsache, dass die eingangs gestellte Frage nicht pauschal mit Ja oder 
Nein beantwortet werden kann. Es kann sein, dass es schwingt, muss aber 
nicht. Und über die Qualität und Stabilität der Oszillatorschaltung kann 
man so erst recht keine Aussage machen.

Nur noch ein Tipp am Rande:
Versuche, die Kapazitäten so groß zu machen, dass es schwingt, aber mach 
sie nicht zuu groß, denn dann könnte es dir passieren, dass du die 
maximal zulässige Verlustleistung des Quarzes übersteigst und dieser 
sich dann irgendwann in einen Haufen Krümel im Blechmantel verwandelt 
:-)

Autor: Robert B. (goldcap) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie wärs wenn du statt Vermutungen anzustellen, mal wirklich in das 
Datenblatt schaust. Die Angaben dort sind nicht nur für "Bastler".

Zufällig hat dies schon jemand für nen anderen Thread verwendet

http://www.mikrocontroller.net/attachment/58836/AVR042.pdf

Ist Original von Atmel und für die gesamte AVR 8bit Architektur.

Da gibts so ein schönes Diagramm im Abschnitt "5.3 Safety Factor".

Es schadet aber auch nicht den gesamten Abschnitt 5 zu lesen.

Autor: Michael U. (amiga)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Schrotty schrieb:
> genau aus diesem Grund sind bei dem ATmega auch Vorschläge gemacht, mit
> welchen Kapazitäten der Bastler ein bisschen rumbasteln könnte, bis es
> dann vielleicht irgendwie schwingt.

ein Glück, daß meine AVR und meine Quarze Deine Postings nicht gelesen 
haben.
Die schwingen einfach mit 2x 22p an den Füßen fröhlich und stabil vor 
sich hin.
Egal, ob Mega8, 88, 16, 32, 162, 644 usw.
Egal, ob 20Mhz, 16, 10, 8, 4 oder sonstwas.
Egal, ob neu oder ausgelötet.

Natürlich werden die um ein paar Herz daneben liegen, ist aber mir und 
dem AVR egal und falls es mal stört (und ich eine geeignete 
Referenzfrequenz auftreibe), kann ich immernoch einen 10-40pF Trimmer 
statt des einen 22p nehmen.

Will damit sagen: man kann die Theorie auch übertreiben.

Zur Frage: warum sollte man die Kondensatoren weglassen wollen und damit 
darauf hoffen müssen, das die Schalt- und IC-Kapazitäten zufällig 
passen?

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Schrotty (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Robert, wie wäre es, wenn Du mal das von dir beigefügte PDF liest??
Denn da steht klipp und klar drin:

"The value to look for in the data sheet of the crystal is CL" (S.8 
Mitte)

Weiterhin steht auf S.10 Kap 5.4:
"The recommendations here will work well in most applications, but there 
is no way to provide general values for the external capacitors that can 
be guarantee to work with all resonators."

Ergo:
ATMEL sagt: "Hol dir den Wert von CL aus dem DB des Quarzes und 
dimensionier das ganze dann entsprechend. Und falls du das nicht kannst, 
dann hast hier ein paar Vorschläge, die in den meisten Fällen 
funkltionieren, aber eben nicht garantiert funktionieren"

So und jetzt erklär doch DU mir mal bitte, ob ich in meinen Ausführungen 
jemals etwas anderes behauptet habe. Im Gegeneteil: ich würde sogar 
behaupten, dass ich sich meine Anmerkungen ziemlich mit denen in dem von 
dir beigefügten Link decken.

Autor: Schrotty (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Michael
>Die schwingen einfach mit 2x 22p an den Füßen fröhlich und stabil vor
>sich hin.

Stabil? Woher weisst du das? hast es gemessen? oder nur vermutet?

>Will damit sagen: man kann die Theorie auch übertreiben.

Stimmt, aber spätestens wenn man an nem Punkt angelangt ist, an etwas 
NICHT mehr funktioniert, ist es ganz gut, man hat sich mit der Theorie 
befasst.
Darum sage ich ja: Für Bastler ist diese Herangehensweise sicher ok, für 
Serienentwicklungen sicher NICHT. Ich selbst habe es schon erlebt, dass 
Oszillatoren nach nem halben Jahr plötzlich nicht mehr liefen und hab 
gesucht und gerechet und am ende festgestellt, dass Ptot überschritten 
war (mit 33pf-Kondensatoren). Nach Öffnen des Quarzes hat sich das auch 
in Form winziger Haarrisse auf dem Kristall bestätigt.  Bis dahin hatte 
ich mich auch nicht mit der Theorie befasst und sah es wie du: "Wenn 
schwingt, dann gut"
Seitdem seh ich das mit ein bisschen "Theorie" im Vorfeld gar nicht so 
schlimm :-)

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Packover,

>Ist es möglich die beiden Kondensatoren an dem Quarz wegzulasssen?
>Was wird passieren?

Durch die Burdencaps erhält der Pierce-Oszillator erst die notwendige 
Phasendrehung in der Gegenkopplung. Da die Burdencaps außerdem viel 
größer sind als die undefinierten Streukapazitäten, wird der Einfluß 
letzterer auf die Schwingfrequenz erheblich vermindert. Ich habe das 
Ganze schon mal früher aufgeschrieben:

http://www.8052.com/forum/read/79811

Kai Klaas

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.