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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ladekapazität (Quarz)


Autor: Hannes Wagner (Gast)
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Hallo,
ich wollte nur kurz nachfragen, wie ich die Größe der Kondensatoren am 
Quarz rausbekomme. Ist das mit der Ladekapazität gleich zu setzen?
Hab schon gelesen, dass die Kondensatoren den Grundton verändern können. 
Ich brauch aber möglichst exakt 12MHz.

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=5;GROUP=B41;G...

Müssen dann 20pF Kondensatoren an den Quarz?

LG Hannes

Autor: Christian R. (supachris)
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Der Quarz "sieht" die beiden Last-Kondensaoren in Reihe. Parallel dazu 
die Kapazität der IC-Pins und eventuelle parasitäre Kapazitäten von 
Leiterbahnen usw. Die Last-Kondensatoren müssen daher jeweils das 
doppelte der im Datenblatt angegebenen Cl des Quarzes haben, abzüglich 
der o.g. minimalen Pin- und Streu-Kapazitäten. In zweiter Linie ist noch 
drauf zu achten, was der Oszillator im IC maximal an Last versträgt, ist 
aber meistens viel mehr als der Quarz haben will. Bei 20pF, was der Q 
sehen will, solltest du also möglichst nah an 2x 40pF heran. 33pf wäre 
wohl sinnvoll.

Autor: Hannes Wagner (Gast)
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Danke erstmal für die Antwort!

Allerdings wird im AVR-Tutorial ein 4MHz Quarz (Ladekapazität 20pF) mit 
22pF Kondensatoren benutzt. Das verwirrt mich etwas!

Autor: Peter R. (pnu)
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Die Kondensatoren können, von der Oszillatorschaltung her, recht weit 
vom Sollwert abweichen. Einzige schlimme Folge ist erst einmal, dass der 
Oszillator nicht mehr schwingt, wenn es sehr kalt wird oder die 
Betriebsspannung nicht mehr stimmt. Die Frequenz wird immer noch recht 
genau sein, 0,05 Prozent (500ppm) Abweichung vom Sollwert werden kaum 
überschritten.

Genaue Werte für die C's braucht man erst, wenn man Abweichungen unter 
100ppm braucht, dann sollte man aber mit einem C-Trimmer die genaue 
Frequenz einstellen können, um die Fertigungstoleranz auszugleichen.

Dabei kommt man aber auch schon in den Bereich der Temperaturdrift, so 
etwa 20ppm plusminus um den Wert bei 25 Grad herum.

Das Tutorial legt gar keinen so großen Wert auf exakte Frequenz, für 
Kontrolleranwendungen liefern Quarze praktisch immer "exakte" Werte, 
auch wenn die C's um 30 oder mehr Prozent größer oder kleiner sind als 
irgendwelche Sollwerte.

Wenn man kleinere Werte als Kapazität in der Schaltung verwendet, 
schwingt diese auch bei Quarzen noch, die höheren Verlustwiderstand 
haben. Man liegt insoweit auf der sichereren Seite gegen "schlechte" 
Quarze, auch wenn die Frequenz dann nicht ganz genau stimmt.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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"Ladekapazität" ist übrigens eine miserable Übersetzung des englischen
Begriffs "load capacitance".  "load" sollte man hier als "Last"
übersetzen.

Hannes Wagner schrieb:
> Allerdings wird im AVR-Tutorial ein 4MHz Quarz (Ladekapazität 20pF) mit
> 22pF Kondensatoren benutzt.

Die gesamte Lastkapazitätrechnung sieht etwas anders aus: schalte
zu den beiden 22-pF-Kondensatoren erstmal rechnerisch die Kapazitäten
der Leiterbahnen bis zum Oszillator sowie der Eingangsschaltungen im
AVR parallel.  Das Datenblatt macht keine Angaben für letzteres, aber
vielleicht 8 pF könnte ein realistischer Wert sein, plus weitere je
5 pF für die Leiterzüge.  Damit ergeben sich an jedem Anschluss
(22 + 5 + 8) pF = 35 pF.  Diese wiederum aus beiden Zweigen sind aus
Sicht des Quarzes in Reihe geschaltet, d. h. der Quarz "sieht" eine
Lastkapazität von 17,5 pF.

Autor: Hannes Wagner (Gast)
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OK, ich bedanke mich mal für die Antworten!
Das hat mir schon sehr geholfen!

LG Hannes

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