In einer Schaltung, die ich gerade erstelle, ist es leider nicht möglich den externen Quarz nahe an der µC (tiny2313) zu legen. Die Länge der Leitungen beträgt je ca 600mil. Wo sollen die Kerkos hin? Nahe an den Quarz, dann ist es min 1500 mil über die Massefläche bis zum Massepin, oder direkt an die Pins (geht da ich SMD Kerkos nutze) dann ist die Strecke deutlich kürzer. Vielen Dank für eure konsruktiven Kommentare! Grüße Timo
>In einer Schaltung, die ich gerade erstelle, ist es leider nicht möglich >den externen Quarz nahe an der µC (tiny2313) zu legen. Muß aber! Wenn es nicht geht, dann ändere etwas anderes, bis es geht! Kai Klaas
naja gaaanz soweit weg ist er IMHO auch nicht. Ich hab mal ein Bild angehängt. Es ist mir auch klar dass die Leitungen unter dem Quarz auch nicht das Gelbe vom Ei sind, aber das ganze Leben ist ein Kompromiss... Das halbtransparente ist ein LED Display, deshalb kann der Quarz nicht näher an den Tiny, man sieht aber schön das links genug Platz wäre um die Kerkos zu plazieren... Grüße Timo
Also so bis 2cm Entfernung habe ich es schon oft gemacht und es gab keine Probleme. Die Kondensatoren sollten möglichst nahe an den Quarz.
@Timo S. (kaffeetas) >den externen Quarz nahe an der µC (tiny2313) zu legen. Die Länge der >Leitungen beträgt je ca 600mil. Wenn man den Leuten einen Gefallen tun will, gibt man sowas in mm an ;-) Also 15mm sind zwar nicht perfekt, aber an einem AVR noch ohne grosse Probleme machbar. Die Kondensatoren kann man da plazieren wo man will, der Wellenwiderstand und andere Effekte spielen hier keine Rolle. MFG Falk
Hallo Timo, so wie du es gemacht hast, ist es kein Problem. Ein etwas grösserer Bildausschnitt wäre gut, um den Platz für deine Cs besser einschätzen zu können. Wenn es platzmäßig nicht gehen sollte, dann bleibt dir ja noch Platz auf Bottom für deine Cs (falls du selber lötest). Gruss Uwe
naja hab halt Kästchen gezählt im 25mil raster. ;-) Bei der Platzierung der Kondensatoren ging es mir auch eher um evtl Störungen die ich erzeuge und oder einfange. Wenn ich die an die linke Bildseite lege sind Sie wesenlich näher am Massepin des Tiny. Laut Homepage Lother Miller sollte der "Quarzgnd" möglichst gut an am Controller GND Pin angeschloßen sein. Intuitiv mache ich die Kondensatoren immer zum Quarz, und bei den ATMegas ist dann ja auch meist ein GND Pin in der Nähe. Ich denke ich werd einfach hier und dort welche vorsehen und dann ggf umlöten. Klar das SMD Quarze hier schön wären aber die hier hab ich noch hier und nur wegen einem Quarz bestellen.... Grüße Timo
@ Falk Brunner (falk)
>Wenn man den Leuten einen Gefallen tun will, gibt man sowas in mm an ;-)
Sehr schön gesagt! Auch wenn mir Deine ewigen "Bild-Formate-Beiträge"
nicht gefallen, muß ich hier mal zustimmen, und die unbedingte
Einhaltung der Si-Einheiten fordern. (Abgesehen von dem "fordern" meine
ich das ernst).
guude
ts
Also, selbst bei 16 MHz ist es immer noch Kurzwelle, die Wellenlänge beträgt fast 19m, da kommt es auf wenige Millimeter nicht an. Einstrahlempfindlich ist der Oszillator bestimmt nicht, schau Dir mal die Amplituden bei schwingendem Quarz an, die kann so schnell nichts erschüttern. Auch Übersprechen hast Du nicht zu befürchten, da müßtest Du schon einige dm Parallelführung zum nächsten Portpin layouten, wer macht das schon? Das kannst Du IMHO grad so lassen, wie im Bild dargestellt. Gruß...Bert
@Bert >Also, selbst bei 16 MHz ist es immer noch Kurzwelle, die Wellenlänge >beträgt fast 19m, da kommt es auf wenige Millimeter nicht an. > >Einstrahlempfindlich ist der Oszillator bestimmt nicht, schau Dir mal >die Amplituden bei schwingendem Quarz an, die kann so schnell nichts >erschüttern. > >Auch Übersprechen hast Du nicht zu befürchten, da müßtest Du schon >einige dm Parallelführung zum nächsten Portpin layouten, wer macht das >schon? Ja klar, die Verfasser von Application Notes, so wie dieser hier http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc4279.pdf die kürzeste Abstände im Bereich des Pierce Oszillators empfehlen, sind ja auch alles Deppen. Die sind so deppert, daß sie nicht mal wissen daß die Wellenlänge bei 16MHz 19m beträgt. Und dann der Quatsch, daß unter den Oszillator-Bauteilen keine anderen Signale geroutet werden sollen. Oder die Geschichte mit der eigenen Abschirm-Massefläche unter dem Quarz, die nicht mit der Ground-Plane verbunden werden soll, sondern direkt zum Ground-Pin des Mikrocontrollers gehen soll. Alles Quatsch. Auch diese CE-Messungen sind quatsch. Ist doch egal, wenn die Leiterbahnen ein bißchen strahlen und wenn der Pierce Oszillator nicht genau auf der richtigen Frequenz schwingt. Von so einer strahlenden Leiterbahn ist noch kein Flugzeug abgestürzt und mit der Präzision kann man es auch wirklich übertreiben. Und völliger Quatsch ist, daß der Oszillator auch Startprobleme haben soll, wenn die Bauteile zuweit auseinander liegen. Das ist ja vollkommen lachhaft. Mann, schon mal überlegt wie lange eigentlich 19m sind? Schon mal ne Platine mit 19m Länge gesehen? ?!? Kai Klaas
Vielleicht sind diese App notes hilfreich: "Best Practices for the PCB layout of Oscillators" http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8128.pdf http://www.nordicsemi.com/files/Product/white_paper/Crystal_Oscillator_White_Paper_v1_0.pdf http://www.zilog.com/docs/appnotes/tn0013.pdf Fuer Uhrenquarzoszillatoren: http://www.ramtron.com/files/application_notes/AN402%20-%20RTC%20Oscillator%20Guide.pdf Bei Uhrenquarzen ist es wichtig sich immer genau an die Anweisungen im Datenblatt zu halten. Diese Art Oszillatoren sind sehr stoerempfindlich. Zusaetzlich haben Schaltungskapazitaeten einen grossen Einfluss auf die Ganggenauigkeit der RTC. In meinen Layouts versuche ich immer die Masse Seite der Quarz Cs auf dem kuerzesten praktischen Weg zum uC Massepin zurueckzufuehren. Bei PIC uC ist der Massepin bequemerweise immer naechstliegend zu den XTALPins. Ich habe mit normalen Parallel Resonzquarzen noch niemals irgendwelche Probleme gehabt. Es ist normalerweise guenstig den Komplex uC GND pin und Cs als Masseflaeche auszufuehren, aber die Masseflaeche bei (und unter) den Quarzuleitungen zu vermeiden. Parallelfuehrung anderer Signalleitungen mit den Quarzzuleitungen ist um unerwuenschte Verkoppelungen zu vermeiden, abzuraten. Leitungskreuzungen sind allerdings meistens tolerierbar. PIC, AVR uC haben bei mir ohne Ausnahme immer auf SK10 Steckplatten montiert funktioniert solange die Quarz Cs auf kuerzesten Weg am Massepin des uC angeschlossen wurden. (Frequenzbeereich 1.8-20MHz) Um Stoerungen durch Verkoppelungen der Oszillatorleitungen mit anderen Leitungen zu vermindern, wird oft empfohlen einen "Guardring" herum um die XTAL pins und Quarz vorzusehen. Nach Moeglichkeit immer das Datenblatt nach Ausfuehrungsanweisungen durchzulesen. Viele uC Datenblaetter haben spezifische Hinweise zur Implementierung des uC Quarzoszillators. Wie schon oben gesagt ist die Entfernung der Quarzanschluesse von der Schaltung nicht zu wichtig solange die Quarzuleitungen kapazitaetsarm ausgefuehrt sind. Gruss, Gerhard P.S. Steine werfen ist verboten;-))
@ Kai Klaas bleib mal praktisch. Die Leute, die die Apps-Notes schreiben, sind natürlcih keine Deppen, aber die gehen das schon etwas tiefer in die Materie rein, für höhere Ansprüche. Wenn hier der Oszi nur den µC treiben soll, und der Takt für keine weiteren Aufgaben herhalten muß, wo es auf besondere Qualitäten ankommt, dann kommts auch nicht auf die paar cm an (der Vergleich mit der Wellenlänge ist immer sinnvoll, um sowas abschätzen zu können). Und wenn der Quarz nicht anschwingt, dann liegts an Quarzstreuungen (Güte), oder evtl. schlechter Oszischaltung an sich, nicht an Leitungen im unteren cm-Bereich. Ich habe bisher relativ einfache µC-Schaltungen immer auf der Experimentierplatine vorgetestet (Platine mit IC-Sockel, und Lötösen drumherum). Die längsten Strippen dadrauf haben um die 6cm Länge - bis jetzt war das noch nicht quarzfeindlich. Und wenn einer nicht schwingen wollte, tat er es auf einer Platine mit nur paar mm Leitung idR. auch nicht mit demselben IC (es sei denn, er ist gerade so an der Grenze zum Schwingungseinsatz, wo Änderungen der Umgebung sich auswirken können).
Hallo Gerhard, >Parallelfuehrung anderer Signalleitungen mit den Quarzzuleitungen ist um >unerwuenschte Verkoppelungen zu vermeiden, abzuraten. Leitungskreuzungen >sind allerdings meistens tolerierbar. Hier kann es nur heißen: Abstand halten! >Um Stoerungen durch Verkoppelungen der Oszillatorleitungen mit anderen >Leitungen zu vermindern, wird oft empfohlen einen "Guardring" herum um >die XTAL pins und Quarz vorzusehen. Ja, das ist wirklich sinnvoll. Man darf nicht vergessen, daß der Eingang des Pierce-Oszillator in der Regel sehr hochohmig ist, auch mit Gegenkopplungswidestand zur Linearisierung. Kleinstes Rauschen oder kapazitiv eingekoppelte Störspitzen machen, daß das Eingangsgatter früher oder später als die korrekte Periodendauer des Quarztaktes umschaltet. Das ist aber katastrophal, weil dann in der nächsten Periode nicht mehr die für die Aufrechterhaltung der Schwingung dringend erforderliche 360°Phasenverschiebung stimmt. Bedenkt man wie extrem schmalbanding ein guter Quarz arbeitet, dann können bereits kleinste Störungen am Eingang des Pierce-Oszillators verheerende Auswirkungen haben. Deswegen darf dort kein fremdes Signal in die Nähe geführt werden und muß auf möglichst kompakten Aufbau der Oszillatorschaltung geachtet werden. Deswegen ist auch Guarding dort so extrem wichtig. Was den Ausgang des Pierce-Oszillators angeht, muß man bedenken, daß man im Gegensatz zum Eingang dort kein näherungsweises Sinussignal vorfindet, sondern ein Rechteck mit steilen Flanken. Der Inverter eines guten Pierce-Oszillators ist immer von der schnellen Truppe, weil man nicht möchte, daß die Phasendrehung, die aus der endlichen Durchlaufverzögerungszeit resultiert, einen nenneswerten Anteil an der 360° Gesamtphasendrehung ausmacht, weil die Durchlaufverzögerungszeit von vielen Parametern wie Temperatur, Versorgungsspannung, etc, abhängt und darunter letztlich die Stabilität der Frequenz leiden würde. Ein Rechtecksignal am Ausgang des Pierce-Oszillators bedeutet aber ein hochreichendes Spektrum, daß keineswegs nur auf die "Kurzwelle" beschränkt bleibt. Gerade die Harmonischen sind es, weswegen man die vom Ausgangsstrom des Pierce-Oszillator aufgespannte Fläche so klein wie irgend möglich halten sollte. Zusätzlich erschwerend kommt dann noch hinzu, daß der Ausgangsstrom aufgrund des Burdenkondensators von 22...33pF dort besonders groß ist. Jeder Millimeter im Bereich des Pierce-Oszillators, der falsch geroutet wurde, wird beiden CE-Messungen sichtbar. Das muß nicht unbedingt das "Aus" bedeuten, kann in kritischen Fällen aber, in denen beispielsweise kein Abschirmgehäuse vorhanden ist, oder der Pierce-Oszillator am Rand einer Platine, schlimmstenfalls im Bereich der das Board verlassenden Kabel sitzt, sehr wohl darüber entscheiden, ob der Abstrahlungstest bestanden wird oder nicht. Wer schlau ist, routet den empfindlichen Oszillator-Bereich immer zuerst und hält mit den anderen Signalen Abstand. Kai Klaas
Hallo Jens,
>bleib mal praktisch.
Ich entwickle Meßtechnik-Platinen für den rauhen Industrie-Einsatz. Wenn
eine meiner Schaltungen ausfallen würde und mein Chef bei der
Überprüfung der Platine dann feststellt, daß ich 6cm Leitungen zu den
Quarzen geroutet habe, obwohl überall steht, daß sie kürzest möglich
auszuführen sind, habe ich meine letzte Platine geroutet! Auch wenn die
zu langen Quarzleitungen vielleicht garnicht für den Ausfall
verantwortlich waren.
War das praktisch genug?
Kai Klaas
@ Kai Klaas (Gast)
>War das praktisch genug?
Sehr praktisch ;-)
Aber wie schon gesagt: wenn es nicht drauf ankommt, brauchste auch nicht
so auf die Noten gucken. Ich sag' ja nicht, daß Du die Leitungen in der
Serie 6cm lang machen sollst. Ich sage nur, daß diese Frage sehr von den
Anforderungen abhängt (wie so vieles andere auch). Du kannst ja einen
Guardring drum machen - aber bei 0815-Schaltungen unnötig. Genau so auch
kürzestmögliche Quarzstrippen.
Ich mache die Quarzstrippen auch immer möglichst kurz - einfach aus
Prinzip - aber möglichst auch andere Strippen um den IC herum. Aber wenn
mal irgendetwas bißchen länger ausfällt, dann ist das auch kein großes
Drama, wenn es an diesem Punkt keine größeren Anforderungen gibt.
Hallo Jens,
>Aber wenn mal irgendetwas bißchen länger ausfällt, dann ist das auch >kein großes
Drama, wenn es an diesem Punkt keine größeren Anforderungen >gibt.
Das ist natürlich richtig. Es kommt immer drauf an, aus welcher Warte
man so etwas sieht.
Ich wollte einfach nur den Blick schärfen für eine Problematik, die oft
unterschätzt wird. Wenn man sich beispielsweise die Datenblätter vieler
RTCs anschaut, dürften diese eingebauten Uhren von PCs eigentlich
garnicht so falsch gehen. Was die aber in der Realität teilweise für
Abweichungen haben, ist schon erschreckend...
Kai Klaas
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