Quarz vs. Quarzoszillator vs. Keramikschwinger

Anfänger schrieb:
> * Wann soll ich den Quarz benutzen? (wenn die Schaltung klein sein
> soll?)

Genauer als ein Keramikresonator.

Anfänger schrieb:
> * Wann soll ich den Quarzoszillator benutzen? (wenn man mehrere ICs mit
> dem gleichen Takt versorgen will?)

ja bei mehrereren taktbedürftigen Elementen und oder sehr hohe 
Genauigkeit (größer als bei Resonator und Quarz) (meist < 100 ppm)

Anfänger schrieb:
> * Wann soll ich den Keramikschwinger benutzen?

billig, keine besondere Anforderungen an die Genauigkeit

Anfänger schrieb:
> Da kann ich doch gleich den internen Takt benutzen oder?

Der Resonator ist trotzdem noch genauer als der interne RC-Oszillator.

Anfänger schrieb:
> Heisst das nach Genauigkeit sortiert: Quarzoszillator > Quarz >
> Keramikschwinger > intern. Takt?
>

Quarzoszillator = Quarz > Keramikschwinger > intern. Takt?

> Wie sieht preislich aus? Ist der Keramikschwinger teuer oder billiger
> als Quarz plus 2 Kondensatoren?

Der Keramikschwinger ist etwas billiger als ein Quarz. Als Hobbyanwender 
ist das fuer dich aber fast belanglos. Das sind Cent Betraege und erst 
bei Stueckzahlen sinnvoll.

Anfänger schrieb:

> Heisst das nach Genauigkeit sortiert: Quarzoszillator > Quarz >
> Keramikschwinger > intern. Takt?

Ja.

> Wie sieht preislich aus? Ist der Keramikschwinger teuer oder billiger
> als Quarz plus 2 Kondensatoren?

Billiger und kleiner.

Er schwingt ausserdem erheblich schneller an, was bei stromsparenden 
Anwendungen ein entscheidender Vorteil sein kann.

Anfänger schrieb:

> Ähm, warum ist hier Quarzoszillator = Quarz?

Weil beide mit der Genauigkeit eines Quarzes aufwarten.

Jörg Wunsch schrieb:

>> Ähm, warum ist hier Quarzoszillator = Quarz?
>
> Weil beide mit der Genauigkeit eines Quarzes aufwarten.

Aber man darf hoffen, dass der Hersteller des Quarzoszillators die 
Kondensatoren passend zu Quarz und parasitären Kapazitäten dimensioniert 
hat. Wenn man einen Quarz einsetzt, dann ist das nicht unbedingt 
gewährleistet.

Anfänger schrieb:
> Das heisst der einzige Vorteil des Quarzoszillators gegenüber Quarz ist,
> dass man damit mehrere ICs speisen kann?

Nicht ganz. Ab 25MHz ist ein Quarzoszillator einem Qartz vorzuziehen.
Ab da gibt es nur noch Oberwellenquarze. Und die richtig zum Schwingen 
zu bringen ist fuer einen Anfaenger nicht so ganz einfach. Auch ist es 
so das der Hersteller des Oszillators dir die Genauigkeit garantiert was 
bei einem Quarz nicht immer gegeben ist (Kondensatoren , 
Leiterbahnfuehrung , Temperatur)

A. K. schrieb:
> Aber man darf hoffen, dass der Hersteller des Quarzoszillators die
> Kondensatoren passend zu Quarz und parasitären Kapazitäten dimensioniert
> hat.

Dafür hat man dann permanent bspw. 99,9992 MHz (realer gemessener
Wert für einen mit "100,0000 MHz" bezeichneten Oszillator), während
man beim externen Quarz zumindest die Chance hat, ihn wenigstens für
eine bestimmte Temperatur per Trimmer auf den Sollwert zu ziehen.

Für mehr Genauigkeit sollte man zum TCXO und danach zum OCXO greifen.

Anfänger schrieb:

> Das heisst für die Anfänger wie mich gibt es eigentlich keinen Grund
> einen Quarzoszillator zu kaufen?

Your choice. Die Kriterien wurden genannt. Ob die auf eine Anwendung 
zutreffen solltest du selber wissen.

For Allerweltsanwendungen tut es jedenfalls ein Quarz.

Fehlt nur noch der Quarzofen.

Volker

Anfänger schrieb:

> Das heisst für die Anfänger wie mich gibt es eigentlich keinen Grund
> einen Quarzoszillator zu kaufen?

Für Anfänger gibt es oft genug nichtmal einen Grund, vom RC-Oszillator
wegzugehen. ;-)  Solange du unter Bürobedingungen arbeitest, genügen
heutige RC-Oszillatoren zumindest für RS-232 allemal und problemlos.

Anfänger schrieb:
> Das heisst für die Anfänger wie mich gibt es eigentlich keinen Grund
> einen Quarzoszillator zu kaufen?

Wenn du nur einen uC betreibst dessen Takt <25MHz ist und du keine 
besonderen Anforderung hast (Temperatur , Zuverlaessigkeit) und die 
passenden Kondensatoren auswaehlst:  Dann kannst du mit einem Quarz 
gluecklich und alt werden.

Volker Zabe schrieb:
> Fehlt nur noch der Quarzofen.

OCXO, hatte ich schon genannt.

Danach kommt dann das Rb-Normal. :-)

Jörg Wunsch schrieb:

> Für mehr Genauigkeit sollte man zum TCXO und danach zum OCXO greifen.

Womit wir da wären:
 OCXO
 TCXO
 getrimmter Quarz
 Quarzoszillator
 Quarz in Standardschaltung
 Keramikschwinger
 intern. Takt

Volker Zabe schrieb:
> Fehlt nur noch der Quarzofen.

Wenn schon dann das Caesium Frequenznormal.

Jörg Wunsch schrieb:

> Für Anfänger gibt es oft genug nichtmal einen Grund, vom RC-Oszillator
> wegzugehen. ;-)  Solange du unter Bürobedingungen arbeitest, genügen
> heutige RC-Oszillatoren zumindest für RS-232 allemal und problemlos.

Wobei unter "heutigen RC-Oszillatoren" allerdings solche in aktuellen 
Controller-Generationen zu verstehen sind. Der olle aber weiterhin sehr 
beliebte Mega gehört nicht dazu, selbst wenn er erst gestern aus der Fab 
kam.

Anfänger schrieb:

> Was ist OCXO bzw. TCXO?

Quarzoszillatoren für Anspruchsvolle. Einer davon ist 
temperaturkompensiert, der andere auf konstante Temperatur aufgeheizt 
(Quarzofen). Google hätte aber auch geholfen.

Anfänger schrieb:

> Ich wollte Atmega88 benutzen. Das heiss für RS232 brauche ich doch einen
> Quarz?

Nicht zwingend. Der Mega88 ist die neue Generation, der Mega8 die alte.
Wobei ich für produktive Zwecke dennoch zu Quarz oder KerSchw tendiere.

A. K. schrieb:
> Der olle aber weiterhin sehr
> beliebte Mega gehört nicht dazu, selbst wenn er erst gestern aus der Fab
> kam.

Unter Labor-/Bürobedingungen haben selbst ATmega8 und ATmega128 kein
Problem, mit ihrem RC-Oszillator eine UART zu betreiben, sofern man
sie mit 5 V betreibt (weil der RC-Oszillator für diese Spannung
kalibriert worden ist).

Nimmt man einen ATmega88 oder ATmega1281 stattdessen, dann geht die
Chose auch dann noch, wenn man von 5 V auf 3 V runtergeht.

Wohlgemerkt: das ist nicht garantiert, aber "bastlertauglich".

Anfänger schrieb:
> Das heiss für RS232 brauche ich doch einen
> Quarz?

Da ein Quarz rund 20 .. 30 Cent kostet bau den ein und gut ist.

Jörg Wunsch schrieb:

> Unter Labor-/Bürobedingungen haben selbst ATmega8 und ATmega128

Yep. Und wenns nur um Debug-Ausgaben geht mache ich das auch so. Wenn 
die Schnittstelle allerdings produktiv eingesetzt wird, dann neige ich 
auch bei neueren Controllern zu Quarz oder Keramik, sofern problemlos 
machbar.

Bloss würde ich einem Anfänger nicht gleich diesen Floh mit dem internen 
Osz. ins Ohr setzen wollen, sonst gibts bei der nächsten Frage bzgl. 
Problemen bei UART sofort Prügel vom Forum (wie konnstest du bloss...) 
;-).

A. K. schrieb:

>> Unter Labor-/Bürobedingungen haben selbst ATmega8 und ATmega128
>
> Yep. Und wenns nur um Debug-Ausgaben geht mache ich das auch so. Wenn
> die Schnittstelle allerdings produktiv eingesetzt wird, dann neige ich
> auch bei neueren Controllern zu Quarz oder Keramik, sofern problemlos
> machbar.

Ansonsten RC-Oszillator nachkalibrieren, aber das ist in der Tat
mehr Aufwand als ein Quarz.  Cliff Lawson hat mal beschrieben, dass
sie das in einer Anwendung nach dem Timing des ersten ankommenden
carriage return vom Host gemacht haben; damit kann man dann sogar
"autobauding" (wie früher bei den Modems) realisieren.

Die Frage hier drehte sich ja um ein Anfängerprojekt, und da ist man
meiner Meinung nach einfach erstmal mit dem RC-Oszillator "aus der
Dose raus" gut genug bedient für das bisschen RS-232.  Damit spart
man sich das Risiko eines "Verfusens" des Controllers und kann sich
die Manipulation der Fuses aufheben bis zu dem Zeitpunkt, da man mit
dem Controller und dem Programmierwerkzeug besser vertraut ist.

Allerdings würde ich einem, der heute mit AVRs anfängt, auch nicht mehr
zum ältlichen ATmega8 raten sondern eher zu einem ATmega88 bzw. besser
noch zu einem seiner pinkompatiblen größeren Geschwister (ATmega168,
ATmega328).  Das Thema, dass das Tutorial dahingehend überarbeitungs-
würdig ist, hatten wir ja gerade im AVR-Studio-5-Thread.

Anfänger schrieb:

> * Quarzoszillator
>(temperaturunanhängig?),

Nö. Zur Temperaturabhängigkeit siehe dessen Datasheet.

Anfänger schrieb:

> * Keramikschwinger
> ** Vorteile: am billigsten, gerade genau genüg für UART, wenn man
> einschaltet dann schwingt schneller als ein Quarz
> ** Nachteile: gerade genau genüg für UART
> ** Für Anfänger gibt es keinen Grund sowas zu benutzen.

Doch: billiger noch als Quarz, man braucht sich keine Gedanken um
die Lastkapazitäten machen wie beim Quarz.  Erst, wenn man in
Richtung USB guckt, ist der (gerade so) nicht mehr genau genug,
für RS-232 hat man noch mehr als eine Größenordnung an
Genauigkeitsreserve.

> * Intern. Takt
> ** Vorteile: man braucht keine externe Bauteile, genau genug für UART
> wenn man neuere uC-Generationen wie etwa Atmega88 benutzt.

Weiterer Vorteil: man muss nicht mit den Fuses am AVR herumopern.
Da hat sich schon manch einer den Takt "abgeschossen", und danach
geht dann kein ISP mehr, weil das einen funktionierenden Takt braucht.

12MHz gibts auch noch, wenngleich nicht unbedingt bei Reichelt, aber 
darüber sind mir noch keine vor die Füsse gefallen. Zudem gibts von 
denen weit weniger verschiedene Werte als bei Quarzen.

Anfänger schrieb:
> Ich habe gerade in Reichelt.de nach Resonator gesucht aber ab 8 Mhz ist
> es schluss? Gibt es keinen für 16 oder 20 Mhz?

Nun, Reichelt ist nicht das Maß der Elektronik. ;-)

Wenn ich bei einem Distri (hier: RS) in die Liste gucke, gibt es sie
bis 40 MHz hinauf (mal abgesehen von SAW-Resonatoren, die es dann
für den unteren bis mittleren UHF-Bereich gibt).

Anfänger schrieb:
> Stimmt das?

Ja, passt schon so, wenngleich es ein wenig zu stark verallgemeinert
ist.

So, nun fang' endlich an, den LED-Blinker zu bauen. :-))

Anfänger schrieb:
> Für Anfänger wird immer Reichelt empfohlen :(

Ja, weil sie einigermaßen preiswert sind und problemlos an Privat-
leute versenden.  Allerdings kann man mittlerweile auch als Privat-
person über den "HBE-Shop" bei Farnell etwas kaufen, wenn man mal
irgendwas sucht, was es im 08/15-Angebot von Reichelt nicht gibt.

Für den Resonator würde ich allerdings nicht erst so einen Aufstand
machen, sondern wirklich einfach einen Quarz nehmen, wenn ich einen
brauche.

Anfänger schrieb:

> dabei UART benutzen will, sollte man einen Keramikschwinger kaufen, da
> man hier keine Gedanken über Lastkondensatoren machen muss.

"Sollte" ist mir zu stark, aber es ist jedenfalls eine Alternative.

> * Ab 16 Mhz sollte man einen Quarz benutzen aber dabei achten dass man
> richtige Kondensatoren bekommt.

Viele machen sich über die Kondensatoren wenig Gedanken und setzen 
jahrelang immer die gleichen 27pF oder 33pF ein, ohne jedesmal ins 
Datasheet vom Quarz zu schauen. Der exakte Wert ist meist nicht so 
immens wichtig, es sei denn es wird eine Uhrzeit draus.

Anfänger schrieb:

> Manchmal will man ja wissen warum man unbedingt einen Quarz nehmen soll.

Irgendwann solltest du mal anfangen in medias res zu gehen. Du kannst 
noch unendlich viele Fragen stellen, Fehler wirst du trotzdem machen. 
Versprochen!

MicroSD schrieb:
> Wenn dir die BWLer vorschreiben, dass das Gerät unbedingt ein paar Cent
> billiger werden muss, weil sie sich dann nen neuen Sportwagen leisten
> können,

Aber nur wenn ich auch einen bekomm. Sonst bleibt der Quarz drauf.

Anfänger schrieb:

> Was ich komisch finde ist, dass dabei benutzte IC 6322A laut Datenblatt
> max. für 50 Mhz spezifiziert ist, aber der Typ einen 100 Mhz Quarz
> ranpappt.

Nö, ist doch laut Text nur 100 mHz. :-))

Anfänger schrieb:

> Was ich komisch finde ist, dass dabei benutzte IC 6322A laut Datenblatt
> max. für 50 Mhz spezifiziert ist, aber der Typ einen 100 Mhz Quarz
> ranpappt.

Wird er Glück gehabt haben.

Allerdings war das eigentlich vergebliche Liebesmüh: 100-MHz-
Oszillatoren gibt es sehr wohl auch zu kaufen.  Nur Tante Reichelt
Nachf. haben halt keine.

Carsten schrieb:

> Die Keramikresonatoren als µC Taktgeber haben meiner Ansicht nach
> auf privaten Schaltungen gar nichts verloren. Die sind überhaupt nur
> in einem schmalen Toleranzbereich wirklich Sinnvoll - Da wo die
> Stabilität des Keramikschwingers noch ausreicht - der interne RC
> aber nicht mehr.

Da lässt du einen Aspekt außer acht: wenn man mehr Genauigkeit
braucht, als der RC-Oszillator bietet, aber trotzdem einen möglichst
schnellen Start nach dem Schlafen.  Die Anschwingzeit eines Quarzes
ist 10x so groß wie die eines Resonators, und diese Zeit ist "Totzeit"
bezüglich des Energieverbrauchs: der Controller kann in dieser Zeit
noch nichts tun, zieht aber bereits heftig Strom.  Wenn eine
Applikation ganz viel schläft und nur kurz aufwacht, um möglichst
wenig Energie zu verbrauchen, dann spielt das plötzlich eine Rolle.

Wenn das Timing allerdings ringsum egal ist, dann kommt man in dieser
Situation mit dem RC-Oszillator in jedem Falle noch besser weg, denn
der schwingt praktisch auf der Stelle an.  Von der Energieökonomie
kann es dann oft besser sein, als genaue Zeitbasis parallel einen
32768-Hz-Quarzoszillator laufen zu lassen (der dann mit wenigen
Mikroampere Betriebsstrom dauerhaft durchläuft), dafür aber den
Haupttakt vom RC-Oszillator zu nehmen.

Allerdings ist das alles kein Stoff mehr für ein Anfängerprojekt. ;)

@  Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>Die Frage hier drehte sich ja um ein Anfängerprojekt, und da ist man
>meiner Meinung nach einfach erstmal mit dem RC-Oszillator "aus der
>Dose raus" gut genug bedient für das bisschen RS-232.

KEINE SEKUNDE! Die Millionen Threads zum Dauerschreithema "Mein UART 
geht nicht" beweisen es!

> Damit spart
>man sich das Risiko eines "Verfusens" des Controllers und kann sich

Das spart man sich mit einem externen Quarzoszillator, so wie er 
sinnvollerweise im Tutorial drin ist.

>Allerdings würde ich einem, der heute mit AVRs anfängt, auch nicht mehr
>zum ältlichen ATmega8 raten sondern eher zu einem ATmega88 bzw.

Vollkommen egal, ein Anfänger ist mit beiden mehr als ausreichend mit 
Lernstoff versorgt.

MFG
Falk

@  Anfänger (Gast)

>Vielleicht findet jemand Zeit und überarbeitet das AVR-Tutorial. Die
>Stelle über den extern. Takt verwirrt einen Anfänger wie mich.

So besser?

http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment#Erg.C3.A4nzende_Hinweise_zur_Taktversorgung_.28kann_.C3.BCbersprungen_werden.29

Jörg Wunsch schrieb:
> als genaue Zeitbasis parallel einen
> 32768-Hz-Quarzoszillator laufen zu lassen

Und damit kann man dann den RC-Oszillator kalibrieren falls notwendig. 
Dann funktioniert auch der UART. Ist aber nix für Anfänger, das stimmt.

Falk Brunner schrieb:

>>Die Frage hier drehte sich ja um ein Anfängerprojekt, und da ist man
>>meiner Meinung nach einfach erstmal mit dem RC-Oszillator "aus der
>>Dose raus" gut genug bedient für das bisschen RS-232.
>
> KEINE SEKUNDE! Die Millionen Threads zum Dauerschreithema "Mein UART
> geht nicht" beweisen es!

Wie viele davon rühren von der Ungenauigkeit des RC-Oszillators
bei Standardbedingungen?

Zumindest für aktuelle Hardware: keiner.

Lass mich raten, in den allermeisten Fällen haben die Leute die
CKDIV8-Fuse übersehen und auch nicht dran gedacht, den clock
prescaler manuell zu setzen.  Das geht dann mit dem Quarz oder
Quarzoszillator genauso in die Hose.

Ich habe in den letzten 5 Jahren keinen einzigen AVR in den Fingern
gehabt, der bei "Normalbedingungen" (also die, für die der Oszillator
auch kalibriert war) nicht in der Lage gewesen wäre, aus der Kiste
raus mit RS-232 zu kommunizieren.  Probleme gab's damals nur mit den
alten ATmega128, die wir mit 3 V betrieben haben, aber das ist halt
auch schon 5 Jahre her.