Hi,
im Quarzdatenblatt gibt es den dynamischen Widerstand R1 oder den
Equivalenten Serienwiderstand ESR. Wenn jetzt ein Hersteller R1 angibt
anstatt des ESR, dann gehe ich davon aus das der R1 beim Abgleich des
Quarzes ermittelt wurde und bei Serienresonanzfrequenz gilt. Wenn ich so
einen Quarz dann z.B. am Mikrocontroller in Parallelresonanz betreibe
kann ich den ESR berchnen mit:
2
ESR = R1 (1+C0/CL)
-> welcher Wert gilt für die Verlustleistungberchnung? Eigentlich der
ESR, kann mir jemand erklären wie das zusammenhängt? Ist das der
Wirkanteil der Shuntkapazität?
-> wenn ich jetzt also ein Datenblatt habe bei dem der Herstller R1
statt ESR spezifiziert, kann/muss ich dann davon ausgehen das bei
Parallbetrieb die Nennfreuqenz um die berühmeten 0.02% höher liegt?
Danke! Gruß, Holger
Ob der geeignet ist, siehst du daran, für welche Lastkapazität er geschliffen wurde. Ist eine angegeben, dann ist er für einen Pierce-Oszillator ausgelegt, also für deinen Mikrocontroller geeignet.
Danke für die Antwort. CL ist angegeben. Aber auch R1 und nicht der ESR. Deshalb meine Vermutung/Frage ober der Herstellerabgleich auf Nennfrequenz nicht bei Serienresonanz gemacht wurde?
>CL ist angegeben. Aber auch R1 und nicht der ESR. Deshalb meine >Vermutung/Frage ober der Herstellerabgleich auf Nennfrequenz nicht bei >Serienresonanz gemacht wurde? Der eine nennt das Ding R1, der andere ESR. Das sind ja nur Namen. Hast du einen Link zum Datenblatt?
Also: Wenn die aktuelle Schaltung den Quarz in Serienresonanz fährt, gilt: P = U²/R1 denn UC1 und UL1 kompensieren sich gerade. ansonsten gilt P = U²/ESR, denn nur u ist an den Quarzanschlüssen direkt messbar. Abseits von der Resonanzfrequenz des Quarzes kann man den Serienresonanzkreis aus R1,L1,C1 durch ein LR-Glied mit dem durch die Frequenzverschiebung aus dem LC entstehenden L und dem Widerstand ESR ersetzen. Je weiter man von der Serienresonanz entfernt in Parallelresonanz arbeitet, desto größer wird der aus R1 entstehende Wert für ESR, denn der LC-Teil des Quarzes wird zunehmend zu einem L ( durch die Frequenzverschiebung). BTW: üblicherweise werden doch nur C0,C1,CL und R1 in Quarzdatenblättern angegeben? ESR höchstens mal in einer Beispielrechnung zur Quarzverlustleistung.
ok. dann ist in Serienresonanz R1 = ESR In der Schaltung betreiben wir dann in Parallelresonanz. Die "messbare" Spannung über den Quarz gehört aber zur Scheinleistung. Die Wirkverlustleistung entsteht also an R1 und sieht auch weniger Spannung. http://www.hongkongcrystal.com/ewebeditor/uploadfile/20110224121919738.pdf
Hier wird doch ESR angegeben... Der Quarz sollte übrigens deutlich mehr als 50µW aushalten, wenn ihn der µC treiben können soll.
... der war für Peter. Aha, Citizen ist jetzt TXC. Citizen CS20: http://www.datasheetarchive.com/cs20*-datasheet.html#datasheets
Dass hongkongcrystal den Serienwiderstand mit ESR bezeichnet und nicht, wie allgemein üblich als R1 (siehe Citizen), war mir nicht bekannt. Der mit der Gleichung Re = R1 (1 + C0/CL) auszurechnende Widerstand ist nicht das ESR von hongcongcrystal. Bei Parallelresonanzbetrieb wird R1 auf den Wert Re hochtransformiert. Re wird für die Berechnung der Leitungsbelastung des Quarzes benötigt. ( P = U²/Re )
mmmh? was ich eigentlich vermutet hatte:
-> wenn Citizen R1 angibt dann ist das der bei Serienresonanz während
Kalibration ermittelte Wert. Danach kommt der Krsiatll in das
spezifische Gehäuse und kriegt ein dementsprechendes C0, der
resultierende ESR ist dann:
2
ESR = R1 (1+C0/CL)
und der ist dann zu verwenden bei der Verlustleistungsrechnung (= Dein
Re)
Wenn jetzt HKC nur den ESR angibt, hatte ich vermutet das die das bei
Parallelresonanz ermittelt haben und der Gehäuseeinfluss schon
berücksichtigt ist (?). Das werde ich bei HKC anfragen.
Bei Deinem P = U²/Re gefällt mir nicht so, das man da annehmen könnte U
wäre die Spannung über die Quarzanschlüsse. Wenn U das ist dann doch
eher: Scheinleistung = U² / XL
Das Verhältnis von U zu U_ESR ist das gleich wie XL zum ESR (bzw. Dein
Re)
Ina, Peter: danke für Eure Beiträge
Natürlich ist U die Spannung über den Quarzanschlüssen. Die Scheinleistung ergibt sich dann aus U²/XC von CL. Die von HKC angegebenen Werte für den ESR sind durchaus in der für solch kleine Quarzscheiben üblichen Größe von R1. Vergleiche doch einmal die Werte aus dem Citizen-Datenblatt und dem von HKC. So weit sind die nicht auseinander. Der Wirkleistungsanteil ist annähernd zu berechnen: erst einmal aus CL und XCL den Strom berechnen. Und dann I²/R1. An R1 bzw liegt ja U nicht direkt an, man muss erst einmal aus der Reihenschaltung von R1 und XCL den Strom berechnen. Werte mit den Annahmen: R1 = 100Ohm, CL = 10pF, f= 10MHz, U = 2V : (ungefähre Werte, da nur näherungsweise gerechnet, ohne Zeigerbild usw.) XCL = 1590V, Re = 1,7kOhm , I = 1,8 mA , Pblind = 2,4mW, Pwirk = 0,032mW
Du hast oben halt immer "P" geschrieben, das ist für mich immer
Wirkleistung. Bei mir in der Rechnung ist "XL" nicht ok (von C"L"),
korrekt wäre eher ZCL
Zur Rechnung ....
U = Ueff.
1
Blindwiderstand von CL: Xc = ---------------
2 x pi x f x CL
R1 und Xc stehen im Zeigerbild 90 Grad zueinander.
2 2
Scheinwiderstand Zc = root(XC + R1 ) ist das Dein Re ????
2
Blindleistung = U / Zc
Mit der Blindleistung und den Kreisfunktionen aus dem Widerstandsdreieck
bekomme ich die Wirkleistung. (wenn man C0 mal aussen vor lässt)
Shi* !! Scheinleistung = U / Zc Mit der Scheinleistung und den Kreisfunktionen aus dem Widerstandsdreieck bekomme ich die Wirkleistung. (wenn man C0 mal aussen vor lässt)
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