Hallo Leute, wer kann mir denn mit meinem Problemchen helfen?? Wie wird eigentlich ein Quarz vom Mikrocontroller angeregt? Geschieht es durch eine PLL, die durch eine Frequenz das Quarz in Resonanz bringt oder wird das Quarz nur mit einer Gleichspannung angeregt?? Danke schon mal für eure Antwort. Viele Grüße Kade
@ Kade (Gast) >Wie wird eigentlich ein Quarz vom Mikrocontroller angeregt? Durch einen Verstärker, der durch den Quarz rückgekoppelt wird. In uC meist ein Pierce-Oszillator, welcher aus einem einfachen invertierenden Gatter besteht. http://www.mikrocontroller.net/articles/Oszillator http://de.wikipedia.org/wiki/Oszillator#Oszillatoren_in_der_Elektronik >Geschieht es >durch eine PLL, Nein, die nutzt den Takt vom Quarz als Referenz und vervielfach diesen. >oder wird das Quarz nur mit einer Gleichspannung angeregt?? Nö. MFg Falk
Hallo Falk, ich hab noch eine Frage zu deiner Antwort. Wie fängt das Quarz denn zu schwingen an? Am Anfang ist doch kein Takt da, der das Quarz anregt? wie würde eine solche Schaltung als Blockdiagramm denn aussehen? ich hab die Transistorschaltung von deinem Link nicht ganz verstanden. Mfg Kade
Kade schrieb: > Wie fängt das Quarz denn zu schwingen an? Am Anfang ist doch kein Takt > da, der das Quarz anregt? Doch, der Einschaltmoment. Der Quarz bekommt hierdurch einen Kick und fängt an zu schwingen. Erst dann bekommt er durch die Rückkopplung immer wieder einen Kick und bleibt am Schwingen - und zwar mit nahezu konstanter Frequenz.
Die Sache beginnt mit dem wenigen Rauschen, was immer da ist. Es wird verstärkt, nochmal verstärkt, nochmal verstärkt (und so weiter), und dann ist irgendwann der Quarz eingeschwungen. Geht bei analogen Quarzoszillatoren so, und auch bei den uC-Oszillatoren. Die Frequenz wird dann erreicht, wenn der Quatz auf der gewünschten Frequenz die korrekte Impedanz "sieht", auf diese Weise lassen sich auch die Oberwellenoszillatoren starten.
Stimmt jetzt die obere oder untere Antwort? Und wenn es schwingt, wird dann durch die pierce schaltung das quarz am schwingen gehalten oder durch eine rückkopplung des Quarztaktes? Und welche rolle spielt die PLL der MCUs dabei? Gar keine? gruß kade
Auf den "Einschalt-Zacken" kann man sich nicht verlassen, also stimmt die Rausch-Antwort. Wenn der Quarz eingeschwungen ist, DANN kann die PLL ihre Arbeit beginnen. Die Hersteller lassen dafür normalerweise eine ganze Menge Zeit, siehe Datenblätter....
Wenn der Quarz keinen Einschaltimpuls abkriegt, wird er stattdessen durch das Rauschen angeregt da dauert es eben ein Bisschen länger mit dem Hochschwingen. beide Erklärungen treffen also zu. Der Quarz schwingt dann so lange hoch bis der Verstärker in die Begrenzung kommt oder eine Regelung einsetzt. Ob eine PLL angeschlossen ist, sollte auf die Einheit Quarz mit Oszillator möglichst wenig Wirkung haben. Wegen des Hochschwingens, das um so länger dauert, je höhere Güte der Quarz hat, sollte die Startzeit des Kontrollers möglichst groß eingestellt sein. 64ms start-up-time ist empfehlenswert.
Kade schrieb: > Und wenn es schwingt, wird dann durch die pierce schaltung das quarz am > schwingen gehalten oder durch eine rückkopplung des Quarztaktes? Pierce-Schaltung bezieht sich auf die Art der Rückkopplung. Die meisten Mikrocontroller enthalten keine PLL, die bei diversen Prozessoren als Frequenzverfielfacher dienen.
> Stimmt jetzt die obere oder untere Antwort? Das mit dem Rauschen stimmt. Der Verstärker, der den Quarzt zum Schwingen bringen soll, legt zwangsweise immer etwas rauschen an die Quartzanschlüsse. Jener wiederum filter alles weg ausser der Freqeunz, auf der er eines Tage schwingen wird. Also wird im Endeffekt nur die Quarztferqeunz verstärkt. Und das kann ganz schön lange dauern, aus der d.s.e FAQ: > Wie lange dauert es bis der Quartzoszillator eines uC sauber läuft ? Von: Oliver Bartels, Oliver Betz, Uwe Hercksen, Rafael Deliano Typischerweise kommt so ein uC Quarzoszillator bei z.B. 8 MHz in <1ms hoch, die Amplitude ist dann aber noch nicht völlig stabil. Berechenbar ungefähr über die Güte Q der Gesamtschaltung als gespiegelte Exponentialfunktion: A(t) = A0 (1- exp(- (omega t) / (2 Q) ) ) Das Omega ist wie gehabt 2 pi f_res, die Güte von einem Wald- und Wiesen-Quarz alleine liegt ca. bei 40000 bis 50000, das Loaded Q (Quarz mit Schaltung als Last) eher <10000 je nach Chip und Schaltung. Keramikschwinger schwingen offensichtlich deutlich schneller an als ein Quarz. Anderer Aspekt beim Einschalten des Gateoszillator ist die RC-Zeitkonstante (R parallel zum Quartz, C nach Masse) die erstmal auf VCC/2 hochgelaufen sein muß damit überhaupt was schwingt. Kleiner Kerko und 1 MOhm statt 10 MOhm ist schneller. Der Colpitts-Oszillator eines 68HC912D60A ist so schlapp, daß er mehrere Millisekunden braucht. Aber der uC rennt schon bei kleinsten Amplituden los und stürzt dann gerne mal ab, wenn das Rauschen schneller war als der maximal mögliche Bustakt.
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