Hallo Leute,
was muss ich beachten, wenn ich einen Röhrenquartz (z.B dies hier:
http://www.ebay.de/itm/2000KHz-2MHz-Vacuum-packaged-crystal-/200843181506?pt=Vintage_Electronics_R2&hash=item2ec32fbdc2
)
an einen Mikrocontroller anschließen möchte. Normalerweise schaltet man
zwei Kondensatoren (10-22pF) zu einem herkömmlichen Quartz parallel. Wie
sieht es bei den alten Röhrenquartzen aus? Durch die größeren Abmaße des
Schwingquarzes sollten sich doch die xTal Kondensatoren auch verändern,
oder habe ich unrecht?
Grüße
Rein logisch - wusste bis eben nicht, dass es sowas gibt - müsste der
Kondensator größer bemessen werden. Ich würde es aber einfach testen.
Erst mal den Standardwert, dann den 1,5 fachen und den doppelten. Dann
sollte die Richtung klar sein, denke ich.
Denn passieren kann da (eigentlich) nichts - ausgenommen fallen lassen.
Lukas T. schrieb:> Rein logisch - wusste bis eben nicht, dass es sowas gibt - müsste der> Kondensator größer bemessen werden.
Diese Logik mußt du aber mal erklären.
Inwiefern hängt die Gehäuseform mit der spezifizierten Lastkapazität
zusammen?
Ich möchte von dir was lernen.
David ... schrieb:> warum nutzt man die?
Die Langzeitstabilität von Quarzen im Glasgehäuse ist besser, da sie
praktisch keine Luft saugen. Durch Metallgehäuse diffundiert langsam
Luft.
Quarz schrieb:> David ... schrieb:>> warum nutzt man die?>> Die Langzeitstabilität von Quarzen im Glasgehäuse ist besser, da sie> praktisch keine Luft saugen. Durch Metallgehäuse diffundiert langsam> Luft.
Wo wird soetwas kommerziell eingesetzt?
Quarz schrieb:> Die Langzeitstabilität von Quarzen im Glasgehäuse ist besser, da sie> praktisch keine Luft saugen. Durch Metallgehäuse diffundiert langsam> Luft.
Mal dumm gefragt (ich weiß es wirklich nicht)
Schwingt der Quarz dann langsamer weil die Luft ihn am schwingen
hindert?
David ... schrieb:> Wo wird soetwas kommerziell eingesetzt?
Überall da, wo man ohne externe Referenz (GPS oder DCF77) eine hohe
Langzeitstabilität braucht, z.B. in Satelliten.
Eumel schrieb:> Mal dumm gefragt (ich weiß es wirklich nicht)> Schwingt der Quarz dann langsamer weil die Luft ihn am schwingen> hindert?
Bei Billigquarzen sind die Elektroden aus Silber. Das oxidiert beim
Eindringen von Luft. Silber diffundiert auch in die Quarzscheibe und
verändert damit die Frequenz. Bessere Quarze haben darum noch eine
Nickelschicht zwischen dem Silber und der Quarzscheibe.
Bei den oben fotografierten Quarzen besteht die Elektrode aus Gold. Da
gibt es diese Probleme nicht.
Quarz schrieb:> Bei Billigquarzen sind die Elektroden aus Silber. Das oxidiert beim> Eindringen von Luft.
Die üblichen HC49 Quarze sind nicht mit Luft gefüllt, sondern mit einem
Schutzgas.
Daß es die auch aus Glas gibt, ist ja ulkig. Und kein Pumpstutzen ist zu
sehen, da wird wohl Luft drin sein.
Ein bischen blind? Der Pumpstutzen ist die Spitze oben.
Aber was anderes: das ist wirklich ein hochwertiger Quarz, was soll der
am Mikrocontroller? Das ist Perlen vor die Säue.
Außerdem erreicht er seine hohe Stabilität nicht am internen Oszillator
des uC
Quarz schrieb:> David ... schrieb:>> Wo wird soetwas kommerziell eingesetzt?> Überall da, wo man ohne externe Referenz (GPS oder DCF77) eine hohe> Langzeitstabilität braucht, z.B. in Satelliten.
Wozu dann das Vakuum? Wie beim Satelitten Luft eindringen kann, musst du
mir jetzt aber erklären...
Stefan Noack schrieb:> Wozu dann das Vakuum? Wie beim Satelitten Luft eindringen kann, musst du> mir jetzt aber erklären...
Eventuell möchte man die Frequenz auf der Erde abgleichen.
"Außerdem erreicht er seine hohe Stabilität nicht am internen Oszillator
des uC"
Schlimmer: ggf macht man den damit kaputt.. die meisten
Oszillatorschaltungen nach uC-Art übersteuern den Quarz ja :)
Andy D. schrieb:> "Außerdem erreicht er seine hohe Stabilität nicht am internen Oszillator> des uC">> Schlimmer: ggf macht man den damit kaputt.. die meisten> Oszillatorschaltungen nach uC-Art übersteuern den Quarz ja :)
So einen großen Quarz nicht.
Dafür sind aber einige der kleinen modernen SMD-Bauformen nicht mehr
ohne weiteres für 5V tauglich.
Peter Dannegger schrieb:> Quarz schrieb:>> Bei Billigquarzen sind die Elektroden aus Silber. Das oxidiert beim>> Eindringen von Luft.>> Die üblichen HC49 Quarze sind nicht mit Luft gefüllt, sondern mit einem> Schutzgas.>> Daß es die auch aus Glas gibt, ist ja ulkig. Und kein Pumpstutzen ist zu> sehen, da wird wohl Luft drin sein.
Wenn aber das Gehäuse undicht ist, kommt es zum Austausch des
Schutzgases (90% Stickstoff und 10% Helium) mit feuchter Luft. Dann ist
es vorbei mit der Langzeitstabilität und es kommt zu
Taupunkterscheinungen.
Solche undichten Quarze zeigen bei 0°C einen Frequenzsprung. Darum
enthalten hochwertige Quarze niemals Luft.
Die Gehäuse von Allglasquarzen werden im Vakuum induktiv verschmolzen.
Dazu haben sie am Boden einen Ring aus Kovar, siehe Foto.
Durch das Vakuum wird die Langzeitstabilität gegenüber einer
Schutzgasfüllung weiter erhöht.
Lukas K. schrieb:> Wie sind denn diese Glasquarze so verglichen mit üblichen TCXOs oder> Ofenquarzen?
Die Verwendung von Glasgehäusen ist nur eine von vielen Massnahmen zur
Erhöhung der Frequenzstabilität.
Bei Edelquarzen werden z.B. zusätzlich:
# langsam gezüchtetes, weniger verunreinigtes Quarz verwendet - das
enthält weniger mechanische Spannungen
# Quarzhalterung ohne mechanische Spannungen verbaut
# Voralterung durch Temperieren
# Elektroden aus Gold statt Silber ...
Hochwertige Großserienquarze haben eine Alterung von ca. 1ppm/Jahr, bei
Präzisionsquarzen sind ca. 1ppb/Jahr erreichbar.
Bei der Quarzalterung spielen allerdings verschiedene Mechanismen eine
Rolle:
Einige Mechanismen führen zur Frequenzerhöhung, andere zur Verringerung
der Frequenz.
Diese Prozesse laufen z.T linear mit der Zeit, andere haben einen
exponentiellen Einfluss.
Früher (TM) gab es auch FT-Quarze. Da müssen sich ja hier den
Spezialisten sämtliche Körperhaare sträuben, wenn sie nur dran denken.
Und die Dinger haben auch funktioniert. Die konnte man sogar noch selbst
abgleichen, mit Milchglasplatte und Eisenoxyd, einmal reiben sind 200Hz
mehr :-)
Naja, da waren die Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit und
-stabilität auch nicht so hoch wie jetzt.
Jedes popelige GSM-Handy muss seine Sendefrequenz und sein Timing mit
einer Genauigkeit von 0.1 ppm einhalten, sonst fliegt es aus dem Netz.
Georg G. schrieb:> Früher (TM) gab es auch FT-Quarze. Da müssen sich ja hier den> Spezialisten sämtliche Körperhaare sträuben, wenn sie nur dran denken.> Und die Dinger haben auch funktioniert. Die konnte man sogar noch selbst> abgleichen, mit Milchglasplatte und Eisenoxyd, einmal reiben sind 200Hz> mehr :-)
...und was machte man, wenn man 100Hz zu viel abgerieben hatte?
Konnte man dann auch wieder was dran reiben?
Gruss
Harald
Oldskool (Gast)schrieb:
"Hallo Leute,
was muss ich beachten, wenn ich einen Röhrenquartz (z.B dies hier:
Ebay-Artikel Nr. 200843181506*)an einen Mikrocontroller anschließen
möchte. Normalerweise schaltet man zwei Kondensatoren (10-22pF) zu einem
herkömmlichen Quartz parallel. Wie sieht es bei den alten Röhrenquartzen
aus? Durch die größeren Abmaße des Schwingquarzes sollten sich doch die
xTal Kondensatoren auch verändern, oder habe ich unrecht?
Grüße"
Keine Ahnung was den TO zu dieser Frage bewegt hat. Möglicherweise hat
er ja extreme Anforderungen an sein Bastelprojekt (Weltraum?). Die
gestellte Frage ist allerdings noch nicht beantwortet. Leider kann ich
ihm da auch nicht weiterhelfen (ausser im Datenblatt des Quarzes, falls
vorhanden, nachzuschauen).
Harald Wilhelms schrieb:> ...und was machte man, wenn man 100Hz zu viel abgerieben hatte?> Konnte man dann auch wieder was dran reiben?
Na klar, Bleistift der Härte "B", einen Strich auf einer Seite machen.
Quarze sind reine Mechanik, Masse und Elastizitätsmodul.
nur Geblubber schrieb:> Möglicherweise hat> er ja extreme Anforderungen an sein Bastelprojekt (Weltraum?).
Wenn er sich schon "Oldskool" nennt hat das ganze vielleicht auch nur
optische / "sentimentale" Gründe - ist doch auch relativ egal ^^
Helmut S. schrieb:> Schau nach max. drive level und vergleiche. Bei einem 5V Oszillator> kommt man über 100uW.
Wenn ich dies richtig sehe (siehe auch AN2867 von STM) ist das nicht
richtig. Der Drive Level wird nicht allein durch die Betriebsspannung
des Oszillators sondern von der Lastkapazität, der Kapazität des
Quarzes, des ESR als auch dem Serienwiderstand bestimmt. Nach meinen
Berechnungen sollte das mit 5V und Quarzen mit Drive Level 100uW
einzustellen sein. Wir setzen für die STMs Quarze in Bauform 2,5x3,5
ein, da sollte das noch kritischer sein. Den Berechnungen nach aber ohne
Probleme.
rgds
"ohne weiteres" :)
Einen Uhrenquarz kann man ja auch an 5V betreiben - aber eben mit
weiterem.
Und in mancher Literatur findet man die Meinung dass die üblichen
Oszillatorschaltungen in Digital-ICs generell Mord am Quarz sind.
Wenn Dir beim gemeinen digitalen Pierce-Oszillator Dein Drive-Level zu
hoch erscheint, dann schaltest Du einen Widerstand in Reihe mit dem
Inverter-Ausgang. Der bildet zusammen mit dem ausgangsseitigen
Kondensator einen Spannungsteiler und reduziert die Energie.
Zu Zeiten des TTL-Kochbuchs war das noch üblich
http://www.maximintegrated.com/images/appnotes/2154/2154Fig01.gif
aber heutzutage, wo über 0.1ct-Beträge in der BOM gefeilscht wird, ist
dieses Bauteil aus der Mode gekommen und man fährt Vollgas.
Viele Controller bieten auch eine Einstellmöglichkeit für die
Drive-Leistung. Im Datenblatt hat das manchmal komische Namen, da muss
man die Fusebits einfach durchprobieren und messen.
Oft ist auch ein spezieller low-Energy-Oszillator ("Uhren-Takt")
vorhanden. Der ist für die alten Stimmgabeln gut geeignet.
Andy D. schrieb:> Und in mancher Literatur findet man die Meinung dass die üblichen> Oszillatorschaltungen in Digital-ICs generell Mord am Quarz sind.
Kannst du mir dazu Literatur empfehlen?
