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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quarz 32kHz springt auf höhere Frequenz


Autor: tom (Gast)
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Hallo Forum
Vielleicht kann mir jemand in diesem Forum folgende Phänomen erklären 
und ggf. Vorschläge zur Abhilfe machen.
Ich habe einen Samsung Controller (jaja, kein Atmel) mit externem 32kHz 
Quarz für eine RTC. Der Quarz ist mit 12pF als load beschaltet und dann 
direkt an die Oszillatoreingänge des Controllers. Das ganze funktioniert 
bei Raumtemperatur soweit. Wenn ich allerdings die Schaltung auf -10°C 
runterkühle springt die Quarzfrequenz auf ca. 200kHz. Die genaue 
Temperatur hab ich jetzt nicht gemessen wann der Quarz auf die 200kHz 
springt. Woran kann das liegen und wie kann ich hier Abhilfe schaffen.

Gruß und Danke im Voraus
Tom

Autor: Peter R. (pnu)
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Quarze haben immer verschiedene Schwingungsformen, außer den 
ungeradzahligen oberwellen noch viele andere. (Biegeschingung, 
Scherschwingung...)
Mit einer breitbandig arbeitenden Oszillatorschaltung wird  die 
Schwingung einsetzen, die die niedrigsten Verluste hat.

Eine Möglichkeit (selten) besteht darin, dass durch Wärmedehnung 
verursachte Verspannungen des Quarzes eine andere Schwingungsform 
erleichtern, dass also die Biegeschwingung erschwert und eine andere 
Schwingung erleichtert wird.

Die andere Möglichkeit besteht darin, dass sich der Frequenzgang des 
Oszillators ändert. z.B. ein Koppelkondensator bekommt zu kleine 
Koppelkapazität oder der Innenwiderstand des Verstärkers erhöht sich, 
sodass mit kapazitiver Last zusammen eine Grenzfrequenz verschoben wird. 
Dann kann es sein, dass die Verstärkung bei 32 kHz nachlässt wahrend die 
Verstärkung bei 200 kHz erhalten bleibt.

Autor: Peter R. (pnu)
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Das Repertoire der Tricks:
-versuchsweise Koppelkapazitäten ändern
-Lastkapazitäten ändern
-Gegenkopplung in der Verstärkerschaltung ändern, damit sie weniger 
tempabhängig wird.
-einen Widerstand (100 k bis einige MOhm) parallel zum Quarz schalten.

Schau da mal in den Datenblättern zu CMOS-IC's wie 4060 nach, da werden 
um den Quarz herum scheinbar obskure Widerstände geschaltet. Einfach mal 
die Beschaltung eines 4060 am uC ausprobieren.

Autor: Anja (Gast)
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tom schrieb:
> Woran kann das liegen und wie kann ich hier Abhilfe schaffen.

Vermutlich wird der Quarz mit zu großer Leistung (übersteuert) 
betrieben. -> den Oszillator für LOW-Frequency konfigurieren oder einen 
Serienwiderstand an den Ausgang des Oszillators setzen um die Leistung 
zu begrenzen.

Gruß Anja

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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im extremfall den quarz wärmen. vielleicht hast du ja ein bauteil in der 
schaltung was die nötige (verlust)wärme erzeugt.

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