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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Quarzoszillator mit HCF4060


Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Hallo,
für eine Binäruhr brauche ich einen Quarzoszillator, den ich nur mit
"Logik-Bausteinen" aufbauen kann, also 74xx und diese Art von ICs.
Dazu habe ich mir den HCF4060 heraus gepickt.
Im Datenblatt zum HCF4060 sind zwei Widerstände  eingezeichnet.
Ich frage mich, wozu diese da sind. Ein AVR mit Quarz braucht die ja 
nicht oder hat der die intern?
Könnt ihr mir da helfen?
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: ingo (Gast)
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Hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Quarzoszillator#Pierc...
findest Du eine diskrete Schaltung, die Du auch mit dem Eingangsinverter 
des 4060 aufbauen kannst. Ist auch in Datenblättern vieler Hersteller 
als Appli angegeben.
mfG ingo

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Danke für den Tipp!
Der Widerstand zwischen den beiden Anschlüssen sorgt also dafür, dass 
der Ausgang des Inverters ordnungsmaäß auf den Eingang kommt.
Der Widerstand in Serie zum Quarz begrenzt einfach nur den 
Ausgangsstrom.
Kann ich also einfach für den Rückkoplungswiderstand 1MOhm nehmen und 
für den anderen 1 kOhm, oder muss ich 15MOhm und 330kOhm nehmen?
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: A. K. (prx)
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Valentin Buck schrieb:

> Ich frage mich, wozu diese da sind. Ein AVR mit Quarz braucht die ja
> nicht oder hat der die intern?

Den Rückkopplungswiderstand hat er eindeutig intern. Den 
Serienwiderstand zur Leistungsbegrenzung wahrscheinlich auch, 
beispielsweise indirekt als Innenwiderstand eines leistungsschwach 
dimensionierten Inverters.

Autor: mhh (Gast)
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Der Widerstand vom Aus- zum Eingang bringt das Gatter in den 
Multivibratorbetrieb und erleichtert das Anschwingen auf der 
Quarzfrequenz.

Valentin Buck schrieb:
> Kann ich also einfach für den Rückkoplungswiderstand 1MOhm nehmen und
> für den anderen 1 kOhm, oder muss ich 15MOhm und 330kOhm nehmen?

Das wirst Du einfach testen müssen, da das je nach Hersteller variieren 
kann. Der von-bis-Bereich ist aber groß genug, so daß sich gewisse Werte 
etabliert haben. Ich sehe es unkritisch.

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Ok, danke!
Dann probier ich es einfach mal aus.
Das mit dem AVR ist auch interessant.
Genug Platz auf der Platine, um möglicherweise eine Endlötaktion zu 
starten ist auch noch.
Eine Frage noch:
Der HCF4060 im SOIC-Gehäuse hat keine Einkerbung und keine abgeflachte 
Gehäuseseite.
Ich nehme mal an, dass ich den einfach so einlöten muss, dass die 
Schrift lesbar ist, also Pin 16-9 oben sind oder irre ich mich?
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: mhh (Gast)
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Valentin Buck schrieb:
> keine abgeflachte
> Gehäuseseite.

Die Abflachung ist nicht an den kurzen Kanten, sondern an den langen. 
Schau bitte noch mal.

Ansonsten müsste das mit der Schrift auch passen.

Autor: Peter R. (pnu)
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Üblich ist ein Strich als Markierung an der Seite an der die Pins 1 und 
16 (bzw. 1 und 14) sind. Wenn also die Schrift lesbar ist, ist der 
Strich links

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Ahh, jetzt sehe die abgeflachte Gehäuseseite.
Dann sollte das passen.
DANKE!!!
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: ingo (Gast)
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Den Längswiderstand (1-10k) brauchst Du nur bei niedrigen 
Quarzfrequenzen (32768Hz). Im MHz-Bereich reicht der Querwiderstand 
(1-10M) den Quarz und die beiden Kondensatoren. Evtl schwingt er sogar 
ohne die beiden letztgenannten, dann aber garantiert einige PPM zu hoch 
in der Frequenz.
mfG ingo

Autor: A. K. (prx)
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ingo schrieb:

> Den Längswiderstand (1-10k) brauchst Du nur bei niedrigen
> Quarzfrequenzen (32768Hz).

Oder bei hoher Betriebsspannung.

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Naja, ich verwende ja einen 32,768 kHz Uhrenquarz bei 5V.
Ich werde einfach mal 1MOhm Querwiederstand ausprobieren.
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: A. K. (prx)
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Grad bei den Uhrenquarzen ist ein Serienwiderstand empfehlenswert, sonst 
wird der Quarz auf lange Sicht überlastet.

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Ok, dann werde ich mich mal mit einem Kiloohm versuchen.
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Naja, ich verwende ja einen 32,768 kHz Uhrenquarz bei 5V.

Motorola hat für diese Frequenz in einem Datenblatt mal folgende 
Bauteile empfohlen:

18M, 750k, 82p und 20p. Der äquivalente Serienwiderstand Rs des 
Uhrenquarz wurde dabei zu 6k2 angenommen.

Uhrenquarze verkraften in der Regel nur sehr kleine Leistungen, da sie 
auf minimalen Stromvberbrauch getrimmt sind. Ohne den Serienwiderstand 
wirst du den Uhrenquarz schrotten!

Der 750k Widerstand macht aber noch etwas anderes, er dreht mit dem 82p 
Cap die Phase so, daß der Pierce-Oszillator überhaupt schwingen kann.

Kai Klaas

Autor: A. K. (prx)
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Siehe Datasheet vom MC14060

Autor: Kai Klaas (Gast)
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http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC14060-D.PDF

Valentins HCF-Typ ist von ST und ist vergleichsweise schnell, meiner 
Erinnerung nach, die Datenblatt-Empfehlung also duchchaus übertragbar. 
Statt der 18M geht natürlich auch ein viel leichter erhältlicher 10M 
Widerstand. Sogar ein 1M Widerstand sollte eigentlich noch 
funktionieren.

Kai Klaas

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Nee,
mit einem Megaohm funktionierts nicht.
Ich hatte jetzt die Kombination 1kOhm und 1 MOhm, und das wird nichts.
Ich werd einfach mal einen höheren Widerstand ausprobieren!
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Valentin Buck (nitnelav)

>Ich hatte jetzt die Kombination 1kOhm und 1 MOhm, und das wird nichts.

Das sind die typischen Werte für Quarze ab 1 MHz. 32 kHz ist wie bereits 
mehrfach gesagt eine ganz andere Liga und muss DEUTLICH hochohmiger 
sein.

MfG
Falk

Autor: Hans P. (hans_p)
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Ich habe einen 4060 Quarz Oscillator gebaut indem ich einfach anstelle 
des
Kondensators,in der unten stehenden Schaltung, einen 32,768 khz 
eingebaut habe und funktioniert.
Was spricht dagegen ??? eine hohe Genauigkeit ist nicht nötig,ich muss 
den Quarz nicht ziehen.

Wäre nett wenn mir einige Experten antworten. Danke.

http://www.kpsec.freeuk.com/images/4060rc.gif

Autor: rackandboneman (Gast)
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Die 32.768kHz-Quarze aus der Uhrentechnik sind stark miniaturisierte 
Stimmgabelquarze und verschleissen im Nu wenn sie in "normale" 
Oszillatorschaltungen einbaut.

Autor: Peter R. (pnu)
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www.kpsec... : funktionieren tuts ja, aber ich hätte Angst um den Quarz.

Mit einem Verstärkerstufe bei 12V Betriebsspannung kann man mit 
Serienresonanz einen 32-kHz-Quarz zum Platzen bringen. (selbst 
"ausprobiert", wahrscheinlich gehts auch bei 5V)

Deshalb sollte der Quarz entweder mit kapazitiver Last arbeiten oder dem 
Logikgatter muss ein Widerstand in reihe geschaltet werden. In der 
Schaltung mit  www.kpsec....kann es bei falschen Werten von R1 und R2 
dazu kommen. Es fehlt nämlich die kapazitive Komponente bei der 
Beschaltung des Quarzes.

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