Ist dieser quarzoszillator für meinen Baustein geeignet?

Flo schrieb:

> Nun frage ich mich ob ich diesen Baustein ohne weitere Beschaltung als
> an Vdd, Gnd und den Output an Xin von dem ADS1211 packen kann und das
> läuft?

Warum tut es die Beispielschaltung nicht? Die ist in der Regel auch bei 
µC so gängig.

Es sieht so aus, als ob du einen Fertigoszillator an Xin klemmen kannst. 
Xout bleibt dann meist offen, wie es bei µC oft auch ist.

> Ausgangspegel  HCMOS, TTL

bedeutet, das Signal ist geeignet für CMOS und TTL.

Apropos: Für meine ersten µC-Schaltungen hatte ich auch noch kein Oszi. 
Dafür klemmte ich ersatzweise einen CMOS 4060 an solche Schaltungen, und 
sehe am untersten Teilerausgang bspw. eine LED blinken. Provisorium, für 
alles ist es natürlich nicht geeignet.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Warum tut es die Beispielschaltung nicht?

Dank zuerst einmal für deine Antwort!
Das Problem am normalen Quarz ist, dass ich diese Kurvenform nicht mit 
dem Logic Analyzer sehen kann. Und den besitze ich eben!

Flo schrieb:

> Wilhelm Ferkes schrieb:
>> Warum tut es die Beispielschaltung nicht?
>
> Dank zuerst einmal für deine Antwort!
> Das Problem am normalen Quarz ist, dass ich diese Kurvenform nicht mit
> dem Logic Analyzer sehen kann. Und den besitze ich eben!

Auch nicht an XOUT?

OK, ich kenne die Innenschaltung der ADC-Quarzschaltung nicht. 
Normalerweise ist da ein Inverter drin, es kann aber auch ein Widerstand 
nach geschaltet sein. Dann bekommt man am Ausgang kein schönes Rechteck, 
eher Sinus, auch mit schwächerer Amplitude.

Man kann die Quarzschaltung dahin gehend erweitern, indem man an den 
ersten Fußpunkt hinter Xout vom Kondensator zur Masse einen 
NPN-Transistor wie bspw. BC547 einfügt, der das Signal verstärkt. An den 
Kollektor schließt man einen Pullup-Widerstand an, der Transistor 
arbeitet als Schalttransistor, und erhält so aus dem Sinus dann auch ein 
Rechtecksignal. Das wird verwendet, wenn man noch andere 
Digitalbausteine mit dem selben Takt versorgen will.

Ich hab hier zig Fertigoszillatoren herum liegen, meistens sogar aus 
alten Computern recycelt. Die machen alle durch die Bank ein 
5V-Rechtecksignal, habe noch nichts anderes gesehen.

Du solltest dir aber klar darüber sein, daß Fertigoszillatoren teils 
erhebliche Stromaufnahmen haben. Es gibt da verschiedene, beispielsweise 
auch temperaturstabilisiert, die haben schon mal höheren Energiebedarf. 
Da mußt du dich etwas schlau machen, weiß ich jetzt aus dem Kopf nicht 
so alles im Detail.

Hast du denn keinen µC, von dem du einen Takt in den ADC einspeisen 
könntest?

Danke für die Infos soweit, Wilhelm!

Da das ganze sowieso am am µC hängt kann ich den Takt natürlich darüber 
einspeisen. Aber ich kriege mit meinem µC nur eine PWM mit stabilem 
Duty-Cycle bis 1-2 Mhz hin. Deswegen wollte ich es mal so probieren. 
Aber das mit dem Xout wusste ich bis dato noch nicht, ich werde das 
ausprobieren!!

Vielen Dank!

Flo schrieb:

> Aber das mit dem Xout wusste ich bis dato noch nicht, ich werde das
> ausprobieren!!

Hast du mal einen Link oder sonstige Quelle auf das Datenblatt, damit 
ich selbst hinein schaue?

Hat dein µC keinen externen Quarz? Davon könntest du Takte für weitere 
Peripheriebausteine wie den ADC ableiten, dann ist auch taktmäßig alles 
schön synchron.

Manche µC haben noch einen Pin, der sich z.B. CLOCKOUT nennt, und man 
ihn per Software frei schalten kann. Z.B. die wenn auch älteren 80C535. 
Bei 12MHz Quarz bekommt man dort saubere 2MHz raus.

Sehr gerne:

ADS1211 Datenblatt:
http://www.ti.com/lit/ds/sbas034b/sbas034b.pdf

Habe gerade mal einen Aufbau zum Test gemacht, und nichts gesehen auf 
dem LA auf Xout, aber das muss nichts heissen, da das nur auf die 
Schnelle war.

Jetzt schaue ich nach deinem Vorschlag mit dem CLKOUT.

Vielen Dank für deine Bemühungen!

Flo schrieb:

> Jetzt schaue ich nach deinem Vorschlag mit dem CLKOUT.

Ich befürchte, viele µC haben sowas auch nicht. Könnten aber per Timer 
einen Clock an einem Pin generieren.

Aber Danke für das Datenblatt. Habe da mal auf die Schnelle auch gar 
nichts zur Quarzbeschaltung gefunden, außer der Standardschaltung, die 
du oben schon zeigtest. Es wird ein Standard-Pierce-Oszillator sein, wie 
er in allen ICs mit Quarz existiert. Bei diesen Schaltungen mißt man mit 
dem Oszi auch schon einen Sinus an Xout, das Rechtecksignal wird durch 
die Quarzschaltung zu stark gedämpft. Meine Messungen waren bspw. mal am 
8051.

Die Treiberleistung von Xout fand ich noch nicht, das Datenblatt ist 
aber auch etwas umfangreich.

Falls du einen externen Quarz am µC hast, und sich die Schaltung bzw. 
Layout noch ändern lassen, da kann man was machen. Mit Transistor oder 
CMOS-Gatter den Takt ableiten und verstärken.

Ich habe das (Ableitung Quarztakt) in irgendwelcher alter Literatur 
Büchern drin, muß suchen. Vielleicht auch was von Hand aufmalen und 
fotografieren und hier hoch laden. Weiß aber nicht, ob das heute noch 
alles klappt.

Eine weitere Idee wäre ein Fertigoszillator für µC und ADC gemeinsam. 
Aber das kann man ja hier mal diskutieren, und schauen.

Wie ich sah, möchtest du ja sicher schon eine höhere Frequenz haben, der 
Baustein macht 0,5..10MHz.

> Vielen Dank für deine Bemühungen!

Ein Dank wäre nett, wenn überhaupt mal was funktioniert. Sonst ist es 
wie bei einer Bekannten, die x-mal die Führerscheinprüfung wiederholte, 
und vorher immer eine Party machte. ;-)

Also im Moment ist es so, dass dies mein erstes richtiges Projekt ist 
und ich den µC auf einem Evaluation Board sind.
Hier zu sehen:
http://www.st.com/jp/com/MULTIMEDIA_RESOURCES/IMAGE/BOARD_PHOTO/stm32f4_discovery.jpg

Clock-In und Clock-Out sind auch nach außen geführt über die Pins PH0 
und PH1, wenn ich das richtig sehe. Die restliche Schaltung ist Momentan 
auf nem Steckbrett.. Ich könnte nun natürlich so einen Quarzoszillator 
kaufen, aber die Möglichkeit, die du genannt hast hört dich eigentlich 
besser an. Nachdem, wie du ja gesagt hast, so ein fertiger Baustein auch 
ganz ordentlich Strom zieht.
Der Mikrocontroller läuft bei 3,3 Volt, der ads1211 bei 5V.

Also falls du mal Zeit hast die Tage (keinen Stress) kannst du ja mal in 
deinem Buch schauen!

Einen schönen Sonntag!

Flo schrieb:

> Clock-In und Clock-Out sind auch nach außen geführt über die Pins PH0
> und PH1, wenn ich das richtig sehe.

Es gibt jetzt sicher eine Reihe an Möglichkeiten:

1. Quarzoszillator kaufen. Das einfachste, schnellste und sicherste, um 
einen Rechteck-Takt auf den Analyzer zu bekommen.

2. Schaltung wie im Datenblatt aufbauen. Allerdings bekommt man da nur 
Sinusschwingungen, kein Rechteck.

3. Heraus geführten Takt des STM-Boardes verwenden.

4. Einen Timer oder PWM auf dem STM-Board programmieren, so daß dieser 
von selbst los läuft, und die CPU und Interrupts überhaupt nicht weiter 
belastet.

5. Suchen, ob der STM-Controller den Quarztakt oder Systemtakt nicht 
schon digital an einem Pin ausgeben kann.

6. Es gibt noch allerhand weitere Möglichkeiten. Bspw. einen schnellen 
Komparator an die beiden Quarzanschlüsse, HF-Verstärker, usw..



Zu 1:
Ist zunächst für Versuch und Test sicher die einfachste, problemloseste, 
und schnellste Lösung.

Zu 2:
Bei dieser Schaltung kann man einen NPN-Transistor z.B. BC547 als 
Verstärker in den Oszillator schalten, und zwar an der Xout-Seite, der 
das Signal verstärkt, und ein Rechteck formt. Dazu schaltet man den 
Emitter an Masse, die Basis an den Kondensator, dort wo er normalerweise 
an Masse liegt. Antiparallel zu B-E, wo die erste Halbwelle durch geht, 
eine Diode z.B. 1N4148 für die zweite Halbwelle. Der Kollektor kommt 
über einen Pullup-Widerstand z.B. 1k an VCC. Am Kollektor sollte dann 
ein Rechtecksignal erscheinen. Wenn das Signal stärker belastet wird, 
kann man noch einen Puffer wie z.B. 74HC04 dran schalten.

Zu 3:
Schauen, ob PH0 und PH1 die Signale am Quarz sind, oder bereits weiter 
verarbeitete fertige Rechtecksignale. Gibt es eine Beschreibung dazu? 
Eines von beiden ist dann ein Output, wie Xout am ADC. Man kann mal 
versuchen, das Signal dort z.B. über einen 10pF-Kondensator 
auszukoppeln. Xin und Xout verbindet man über einen Widerstand etwa in 
der Größenordnung 100..1000k miteinander. Damit sollte an Xout die 
Spannung VCC/2 anliegen, das sollte man mit einem Multimeter messen 
können. Das Ding ist jetzt ein Linearverstärker, funktioniert fast wie 
ein invertierender OP. Allerdings ein schlechter, nur in einem schmalen 
Bereich um die halbe Betriebsspannung herum. Jetzt die andere Seite des 
10pF mit Xin verbinden, und das Ding sollte dann mit dem Takt des 
STM-Boardes schwingen. Einen Rechteck bekommt man hier allerdings nicht, 
nur Sinussignale.

Es könnte passieren, daß hier die Quarzschaltung auf dem STM-Board etwas 
belastet wird. Es ist ja kein Verstärker drinne. Auskoppelkondensator 
Größenordnung 10pF sollte er aber vertragen. Damit sind dann auch die 
verschiedenen Betriebsspannungen entkoppelt.

Zu 4:
Diese Lösung würde ich elegant finden, wenn es einen Timer gibt, der 
z.B. eine PWM im MHz-Bereich machen kann.

Zu 5:
Wäre ebenfalls elegant.



Auf dem Board würde ich jedenfalls zunächst überhaupt nicht herum löten.
Da kann man sicherlich schnell was irreparabel beschädigen, z.B. Lötpads 
abreißen. Nur als allerletzte Notlösung.

Den STM32F4 kenne ich (noch) nicht, da mußt du dich selbst etwas durch 
wursteln. Es ist auch unmöglich, als Fremder in ein paar Minuten damit 
vertraut zu werden, zumal, wenn man auch die Hardware gar nicht im Hause 
hat.

Auf MHz-Frequenzen am Steckbrett bitte auch immer mal ein Auge werfen.

Interface der zwei Bausteingruppen 3,3V (µC) und 5V (ADC):

Der ADC hat TTL-kompatible Digitalinputs, und kann direkt mit 3,3V aus 
dem µC angesteuert werden. Umgekehrt sollte der µC 5V-tolerante Inputs 
haben. Dort ist eine Mindestspannung Out High mit 2,4V angegeben, aber 
die kann eben auch bis zu 5V werden. Das muß ich aber noch mal nach 
sehen.

Gerade für solche Basteleien wäre ein Oszi auf Dauer sicher 
unentbehrlich. Besonders, um auch mal Signalformen am Quarzoszillator 
anzuschauen, ob sie sauber sind. Besonders, weil die paar Bauteilwerte R 
und C von mir etwas geschätzt sind. Ich habe es aber selbst nur so aus 
anderen Quellen. Es ist wie bei der Quarzbeschaltung: Die beiden 
Kondensatoren haben fast immer die selbe Größenordnung, irgendwas 
zwischen 10 und 33pF. Das ist oft nicht näher erläutert. Wenn man das 
genauer wissen will, muß man sich in Quarzschaltungen einarbeiten.

Wenn noch was unklar ist, bitte gerne weiter fragen! Evtl. kann ich was 
aufmalen oder in LTspice zeichnen, wenn meine Textbeschreibung oben zu 
unverständlich ist. Ansonsten, wie gesagt: Oben genannten Oszillator 
bestellen, wenn es erst mal unkompliziert, schnell und problemlos werden 
soll, und man anderweitig kein geeignetes Rechtecksignal direkt aus dem 
µC heraus bekommen kann.  Besonders, weil du noch kein Oszi hast, und 
die analogen Signale nicht sehen kannst. Der Oszillator-Output kommt 
direkt an den Pin Xin, sonst weiter nichts.