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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR @16MHz im Außeneinsatz -> Quarz oder Quarzoszilator?


Autor: Bernhard (Gast)
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Ich möchte einen AVR über einen FT232 im Außeneinsatz betreiben.
Dass bedeutet, dass er mit Temperaturen zwischen -20°C und +40°C 
klarkommen muss.
Ich habe gelesen dass Quartze mitunter empfindlich auf größere 
Themperaturschwankungen reagieren und dann nicht anschwingen.
Stimmt dass?
Sollte in diesem Anwendungsfall zur Sicherheit ein Quarzoszilator 
angesagt, oder funktioniert da ein normaler Quarz genauso Problemlos?

Gibt es bei Temperaturschwankungen eventuell Probleme mit der 
Taktfrequenz bzw. dem UART?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Bernhard (Gast)

>Ich habe gelesen dass Quartze mitunter empfindlich auf größere
>Themperaturschwankungen reagieren und dann nicht anschwingen.
>Stimmt dass?

Nicht ganz. Wenn der Oszillator im AVR was taugt, schwingt der auch bei 
-40C an.

>Sollte in diesem Anwendungsfall zur Sicherheit ein Quarzoszilator
>angesagt, oder funktioniert da ein normaler Quarz genauso Problemlos?

Sollte eigentlich beides OK sein. Es sei denn, du hast einen 
Quarzoszillator, welche expliziot für tiefe Temperaturen gebaut ist.

>Gibt es bei Temperaturschwankungen eventuell Probleme mit der
>Taktfrequenz bzw. dem UART?

Nur wenn man den internen RC-Oszillator nutzt. Man kann aber auch einen 
12 MHz Takt vom FT232 ausgeben lassen und als Takt für den AVR nutzen, 
der ist dann auf jeden Fall genau genug.

MFG
Falk

Autor: Tilo L. (katagia)
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oder ungenau genug. Wenn die 12MHZ vom FT232 und vom AVR als Gemeinsame 
Basis verwendet werden, wirken sich Schwankungen auf beide gleich aus, 
wodurch der Fehler kompensiert wird.

Autor: Archgans (Gast)
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Außerdem...haste mal innen Ostillator reingeschaut? Da ist gnau dasselbe 
drin, wie in der Kombination uC und Quarz. Es sei denn, du nimmst nen 
temperaturkompensierten...

Autor: Bernhard (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Nicht ganz. Wenn der Oszillator im AVR was taugt, schwingt der auch bei
> -40C an.
Woher weis ich ob der Oszillator im AVR etwas taugt?

Falk Brunner schrieb:
>>Sollte in diesem Anwendungsfall zur Sicherheit ein Quarzoszilator
>>angesagt, oder funktioniert da ein normaler Quarz genauso Problemlos?
> Sollte eigentlich beides OK sein. Es sei denn, du hast einen
> Quarzoszillator, welche expliziot für tiefe Temperaturen gebaut ist.
Gut zu wissen.

Falk Brunner schrieb:
>>Gibt es bei Temperaturschwankungen eventuell Probleme mit der
>>Taktfrequenz bzw. dem UART?
> Nur wenn man den internen RC-Oszillator nutzt. Man kann aber auch einen
> 12 MHz Takt vom FT232 ausgeben lassen und als Takt für den AVR nutzen,
> der ist dann auf jeden Fall genau genug.

Tilo Lutz schrieb:
> oder ungenau genug. Wenn die 12MHZ vom FT232 und vom AVR als Gemeinsame
> Basis verwendet werden, wirken sich Schwankungen auf beide gleich aus,
> wodurch der Fehler kompensiert wird.
Genau aus diesem Grund will ich ja einen externen Tackt verwenden.
Den FT232 will ich nicht als Tacktquelle nutzen, da der Prozessor auch 
laufen soll wenn der FT232 nicht ordnungsgemäß am PC angemeldet bzw. 
nicht am PC angeschlossen ist.

Archgans schrieb:
> Außerdem...haste mal innen Ostillator reingeschaut? Da ist gnau dasselbe
> drin, wie in der Kombination uC und Quarz. Es sei denn, du nimmst nen
> temperaturkompensierten...
Ich dachte, dass die Kondensatoren oder was da im Oszillator verbaut 
wird genauer angepasst sind und dadurch der Arbeitsbereich bei 
Temperaturschwankungen nicht so schnell verlassen wird.

Dann werde ich einmal eine Schaltung mit normalen Quarzen machen und 
einmal im Gefrierschrank bzw. draußen im Freien testen.

Autor: quaaaaaaz (Gast)
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Hallo.
Also Quarz bei -40°C .. 125°C ist kein Hexenwerk. Ist in jedem 
vernünftigen KFZ Steuergerät so drin.

Man muss beim Quarzoszillator die Anschwingreserve/Schwingungssicherheit 
richtig wählen, dann funktioniert er bei tiefen und hohen Temperaturen.

Hier ist beschrieben, wie man die bestimmt (Kapitel Messung der 
Schwingungssigerheit SF):
http://imperia.mi-verlag.de/imperia/md/upload/arti...


Am besten geht es so, dass man einen zusätzlichen Serienwiderstand 
einbaut und dann nachmisst, ob die Schaltung bei tiefen Temperaturen 
noch anschwingt.

Autor: Anja (Gast)
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quaaaaaaz schrieb:
> Also Quarz bei -40°C .. 125°C ist kein Hexenwerk. Ist in jedem
> vernünftigen KFZ Steuergerät so drin.

Wobei ich schon bei höheren Frequenzen erlebt habe daß tatsächlich 
Anschwingprobleme bei tiefen Temperaturen unter -20 Grad auftreten 
können.
Ich weiß aber nicht mehr ob es ein 16 oder 20 MHz Quarz war.

-> ich würde in der Quarzfrequenz möglichst niedrig bleiben und ggf. 
eine PLL verwenden.
Ein Oszillator hilft in dem Fall auch nur wenn er für die Temperatur 
spezifiziert ist.

Gruß Anja

Autor: Gerd (Gast)
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Anja schrieb:
> Ich weiß aber nicht mehr ob es ein 16 oder 20 MHz Quarz war.

Paar Jährchen her? Die 16er hatten mich auch mal diesbezüglich 
beschäftigt.

Wenn im Datenblatt z.B. für den Industriebereich -40....+85 Grad 
"Operational Range" angegeben sind, sollten die für den eingebauten 
Quarz gelten, macht ja sonst keinen Sinn.

Gruß Gerd

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