Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quarz mit falscher Lastkapazität dennoch irgendwie nutzbar?


von E-Technik-DAU (Gast)


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Ich habe hier eine RTC (DS1302) die einen Quarz mit C_L=6pF haben will, 
die Lastkapazität ist schon in der RTC drinn.
Ich habe Quarze bestellt aber mit 12pF, weil ich dachte die C_L wäre 
jeweils für einen der Lastkondesatoren, im Schaltbild des Datasheets 
steht bei jedem der Kondensatoren jeweils C_L neben dem 
Kondensatorsymbol, im Text steht aber dass CL 6pF ist. Woanders habe ich 
später gelesen dass damit immer die Summe der beiden Kondensatoren 
gemeint ist.

Ich habe die Uhr mal testweise mit dem falschen Quarz getestet, sie geht 
pro Tag um 6s vor, egal ob mit Hauptstromquelle (3,3V) oder 
Backupbatterie (2 fastleere NiMH Akkus) betrieben. Ich habe auch nicht 
das Problem, dass sie bei jedem Auslesen gleich um 1s mehr vor geht wie 
in anderen Threads mit der DS1307 beschrieben, ich lese sie jede Sekunde 
erneut aus und vergleich mit der Referenzzeit. Ich habe sie auch schon 
nur einmal pro Tag ausgelesen, macht keinen Unterschied, es ist einfach 
der falsche Quarz. Aber dass das gleich soviel Abweichung pro Tag ergibt 
hätte ich nicht gedacht.

Gibt es es einen Trick wie man dennoch die Quarze mit 12,5pF nutzen 
kann?  Will ungern extra welche bestellen weil ich noch so viele übrig 
habe aber wie gesagt leider mit der falschen Lastkapazität.

von Kuli (Gast)


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E-Technik-DAU schrieb:
> Gibt es es einen Trick wie man dennoch die Quarze mit 12,5pF nutzen
> kann?  Will ungern extra welche bestellen weil ich noch so viele übrig
> habe aber wie gesagt leider mit der falschen Lastkapazität.

Ich blick nicht durch, wie du welche Kapazität brauchst. Jedenfalls 
haben zwei 12pF Cs eine Gesamtkapazität von 6pF. Vielleicht hilft es.

von dummscwaetzer (Gast)


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db quarz? Ist der überhaupt so genau?(Temperatur, Alterung, ...) 6s am 
tag geht doch.

von J. T. (chaoskind)


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Kuli schrieb:
> Jedenfalls
> haben zwei 12pF Cs eine Gesamtkapazität von 6pF

oder 24pF....

von foo (Gast)


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E-Technik-DAU schrieb:
> habe die Uhr mal testweise mit dem falschen Quarz getestet, sie geht
> pro Tag um 6s vor,

Dann solltest du doch noch Kapazität hinzufügen, damit sie langsamer 
wird.

von HildeK (Gast)


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j. t. schrieb:
> Kuli schrieb:
>> Jedenfalls
>> haben zwei 12pF Cs eine Gesamtkapazität von 6pF
>
> oder 24pF....

Nein, 6pF. Die liegen beim Wechselstromersatzschaltbild in Serie.

von E-Technik-DAU (Gast)


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Hier mal das Datasheet. Blockschaltbild Seite 3.

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS1302.pdf

von E-Technik-DAU (Gast)


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dummscwaetzer schrieb:
> db quarz?
Was meinst du damit? Die ppm? Ist mit +20ppm angegeben.
Äquivalenter Widerstand: 35kOhm

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wenn die Uhr zu schnell läuft, kannst du den Quarz mit Last-C doch noch 
runtertrimmen. Probiers mit 2 Stück 5,6 pF Keramik, wie foo auch schon 
erwähnte.

: Bearbeitet durch User
von Lattice User (Gast)


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Du kannst versuchen extern noch 6pF zwischen die beiden Anschlüsse des 
Quarzes löten.

Kann natürlich sein, dass der DS1302 nicht genügend Power hat das zu 
treiben, aber einen Versuch ist es Wert.

von E-Technik-DAU (Gast)


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Matthias Sch. schrieb:
> Probiers mit 2 Stück 5,6 pF Keramik, wie foo auch schon
> erwähnte.
Ich habe nur 18er und 22er pF.

Jetzt habe ich gerade gesehen dass ich in der Kiste mit Platinen zum 
Ausschlachten welche mit Uhrenquarzen drauf dabei sind, vielleicht hat 
ja einer davon den passenden Wert. Passende Kondensatoren sind keine 
dabei, bzw. das meiste in SMD.

von Lattice User (Gast)


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E-Technik-DAU schrieb:
> Matthias Sch. schrieb:
>> Probiers mit 2 Stück 5,6 pF Keramik, wie foo auch schon
>> erwähnte.
> Ich habe nur 18er und 22er pF.
>

3 18er in Serie sind auch 6pF

von E-Technik-DAU (Gast)


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Lattice User schrieb:
> 3 18er in Serie sind auch 6pF
Ja stimmt, ist mir später auch eingefallen, dass man mehrere in Reihe 
schalten kann und dass bei Cs in Reihe das wie bei Widerständen die 
parallel geschaltet sind gerechnet wird. Dann bekommt man genau auf 6pF 
mit den drei 18pF, pro Seite.

Habe aber erst mal einen 18pF je Quarzpin gegen Masse beschaltet, wie 
man das bei MCs und deren Quarzen macht, das läuft jetzt schon 12h mit 
0s Differenz, scheint genau zu passen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Wie schon vorher vorgeschlagen, schalte 5.6pF Cs auf beiden Seiten vom 
Quarz an Masse und gut ist es. Ohne genauen Abgleich wird der RTC 
allerdings wahrscheinlich immer noch etwas ungenau sein und ein Trim-C 
wäre auf jedenfall für eine bessere Genauigkeit sehr nützlich.

Wenn Du aber keine solchen Cs hast kannst Du Dich auch behelfen indem Du 
ein Stueck Flachkabel(ribbon cable) als abgleichbaren Kondensator 
nimmst. Trenne ein Paar (2) Drähte davon ab, ungefähr 2-3cm lang und 
löte das Drahtpaar dann am Eingang und Masse an. Dann verfolge mal die 
Genauigkeit und wenn die Rtc dann zu langsam läuft, schneide vorsichtig 
das Drahtpaar am offenen Ende etwas ab und wiederhole diese Prozedur bis 
es stimmt. Sonst ginge es allerdings mit einem gutem Trimmer besser.

Solch eine Drahtanordnung nennt man im Englischen "gimmick capacitor" 
und wurde früher sogar von der Industrie oft zum Feinabgleich verwendet.

Ich habe mal eine Trimmerschaltung bei einem DS1307 eingebaut und konnte 
den RTC damit genau abgleichen.

Such mal im Internet nach dem Begriff "Gimmick Capacitor"

http://www.google.ca/imgres?imgurl=http://www.sm0vpo.com/begin/gimmic2.jpg&imgrefurl=http://www.nostalgiaair.org/forums/Messages/836/M0105836.htm&h=240&w=320&tbnid=VNI0rGZn4wvkEM:&zoom=1&docid=IhL3DA_ayRES1M&ei=WZWMVIfXGIqbyQSh3oKwDA&tbm=isch&ved=0CCUQMygIMAg

Diese Art kannst Du durch Drehen des Drahtzwists genau einstellen.

Mfg,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von michael_ (Gast)


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Üblich ist auch ein kleines Stück Kupferlackdraht, auf den man dünneren 
Draht als zweite Platte draufwickelt.
Durch abzwicken kann man den genauen Wert einstellen.

von Dirk K. (dekoepi)


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Interessanter Thread. Meine DS1307 gehen trotz Austausch des Quarzes 
gegen einen garantierten 12,5pF am Tag 5-7S vor.
Meine DS1302 macht am Tag 5,5-6s wett; die korrigiere ich automatisch 
einmal täglich um etwa 5S und habe jetzt stabil seit mehr als 4 Wochen 
keine Sekunde mehr oder weniger. Das wird natürlich blöd, wenn der µC 
keinen Saft mehr hat und die RTC auf Backup läuft.
Die Idee mit einkürzbarem Draht klingt nett.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Dirk K. schrieb:
> Interessanter Thread. Meine DS1307 gehen trotz Austausch des Quarzes
> gegen einen garantierten 12,5pF am Tag 5-7S vor.
...

Dirk,

versuche mal die Beschaltung wie ich sie habe:

Ich habe bei einem Projekt die Quarzbeschaltung beim DS1307 mit einem 
Trimm-C wie untenstehend abgleichbar gemacht und erziele jetzt bei 
normaler Raumtemperatur im Monat besser als eine halbe Minute 
Genauigkeit oder um 10ppm. Ist nicht großartig, aber es geht nicht 
besser. Wenn's genauer sein soll, dann könnte man den DS3232 oder 
ähnlich nehmen um sich die umständliche FW gestützte 
Temperaturkompensation zu ersparen.

DS1307
--------+
     X1 |-(1)---||-----+       20pF (grün)
        |       68p    |           \
        |              |           /\
     X2 |-(2)---|o|----.---||----||---+
--------+      32Khz      22pF  /    _|_
              (12.5pF)               \\\\

Mit dieser Schaltungserweiterung läßt sich die Frequenz sehr genau 
einstellen. Abgleichbereich mit den benutzten Komponenten im Mustergerät 
war +0.7Hz bis -0.13Hz oder +21ppm  bis -4ppm. Der Berechnung nach hätte 
der Abgleichbereich symmetrisch um die Nennfrequenz sein sollen. Da der 
Quarz schon von Anfang nicht ganz genau auf der Frequenz war und wegen 
der Aufbau bedingten Zusatzkapazitäten hat sich der Abgleichbereich 
entsprechend  verschoben. Ohne die extra Beschaltung lag bei dem Quarz 
und Aufbau der Fehler um +0.45Hz oder 3s/Tag.


mfg,
Gerhard

von E-Technik-DAU (Gast)


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Ich habe jetzt mal mit mehren 18pF in Reihe getestet,
also immer n x 18pF in Reihe, je Quarzpin, gegen Masse, Temperatur mehr 
oder weniger konstant.
1
 
2
3
      18pF    n-te-18pF
4
Masse--||--   ...   ---+---- X1   Anschlus RTC
5
                       |
6
                       -
7
                       O Quarz
8
                       -
9
       18pF  n-te-18pF |
10
Masse--||-- ... --||---+---- X2  Anschluss RTC


n | x s pro Tag
--------------
1 | +2
2 | +2
3 | +2.5

Die jeweilige Testreihe lief mehrere Tage und habe das auf 1 Tag 
umgerechnet. Habe auch schon andere Quarze mit dem gleichen Cl probiert, 
kein Unterschied.
Vielleicht noch erwähnenswert: Ich habe das auf einem Steckbrett 
aufgebaut,
dort spielen die Kontakte evt. auch eine Rolle, oder?

Entweder habe ich da was falsch verstanden (siehe Schaltbild) oder das 
Ganze funktionert so einfach nicht.
Ich dachte mit n=3 müsste die Abweichung am geringsten sein, ist aber 
genau umgekehrt. Liegt das an meinem Aufbau auf einem Steckbrett?

von Rene H. (Gast)


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Gerhard O. schrieb:
> Wenn Du aber keine solchen Cs hast kannst Du Dich auch behelfen indem Du
> ein Stueck Flachkabel(ribbon cable) als abgleichbaren Kondensator
> nimmst. Trenne ein Paar (2) Drähte davon ab, ungefähr 2-3cm lang und
> löte das Drahtpaar dann am Eingang und Masse an. Dann verfolge mal die
> Genauigkeit und wenn die Rtc dann zu langsam läuft, schneide vorsichtig
> das Drahtpaar am offenen Ende etwas ab und wiederhole diese Prozedur bis
> es stimmt. Sonst ginge es allerdings mit einem gutem Trimmer besser.

Danke Gerhard!!! Sehr interessanter Beitrag!!

Grüsse,
René

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