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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 3,3V Quarz an 5V µC? Geht das mittels Widerstand?


Autor: Thomas O. (kosmos)
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Ich habe eine µC Schaltung die mit 5V läuft (ATMega16M1, MCP2551) da 
hier auch Fets angesteuert werden sollen möchte ich mit der Spannung 
nicht so weit runter. Es gibt aber kaum kleine 5V SMD Quarze.

Kann man hier etwas tricksen in dem man den Strom durch den Quarz 
mittels Widerstand begrenzt oder hat man da mit anderen Problemen zu 
rechnen. Wäre der Pegel evtl. nicht mehr ausreichend das ein Takt 
erkannt wird?

Oder hat vielleicht schonmal jemand 5V SMD Quarze entdeckt die kleiner 
als diese HC49 Bauform ist?

Autor: Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Ein Quarz ist ein passives Bauelement, das sich nicht sonderlich für 
eine Betriebsspannung interessiert. Dem Quarz ist es ziemlich wurscht, 
ob er an einem µC angeschlossen ist, der mit 5V oder mit 3V betrieben 
wird.

Meinst Du möglicherweise einen Quarzoszillator?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Rufus Τ. F. schrieb:
> Ein Quarz ist ein passives Bauelement, das sich nicht sonderlich für
> eine Betriebsspannung interessiert. Dem Quarz ist es ziemlich wurscht,
> ob er an einem µC angeschlossen ist, der mit 5V oder mit 3V betrieben
> wird.
>
> Meinst Du möglicherweise einen Quarzoszillator?

Da stimmt leider heutzutage nicht mehr. Die meisten der kleinen 
SMD-Quarze vertragen nur noch 1/10 der Verlustleistung gegenüber 
größeren Quarzen, z. B. 100uW. Das ist zu wenig für 5V Betrieb bei 
16MHz, wenn der Oszillator da mit voller Amplitude arbeitet.

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Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Oder hat vielleicht schonmal jemand 5V SMD Quarze entdeckt die kleiner
>
als diese HC49 Bauform ist?
http://www.reichelt.de/Quarze-SMD-Keramikgehaeuse/2/index.html?ACTION=2&LA=2&GROUPID=4003

MfG Spess

Autor: Rudolph R. (rudolph)
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Für den 16M1 benutze ich NX3225GB, die sind schön niedlich:
http://www.digikey.de/product-detail/de/ndk/NX3225GB-16M-STD-CRA-2/644-1233-1-ND/4914476

Leider spontan nicht verfügbar und die gibt es auch nirgendwo sonst 
"einfach so" zu kaufen.

Noch zu neu und daher noch gar nicht zu bekommen sind die NX2016GB:
http://www.ndk.com/en/products/search/crystal/1190939_1494.html

Die sind nur wenig größer als 0805, das macht das Design noch etwas 
entspannter. :-)


Etwas blöder von Hand zu löten aber auch okay:
http://www.reichelt.de/Quarze-SMD-Keramikgehaeuse/16-000000-MT/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=101037&GROUPID=4003&artnr=16%2C000000-MT
http://www.reichelt.de/Quarze-SMD-Keramikgehaeuse/16-000000-X22/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=101044&GROUPID=4003&artnr=16%2C000000-X22

Edit: der 16M1 hat übrigens nur einen Low-Power Oszilator

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Helmut S. schrieb:
> Das ist zu wenig für 5V Betrieb bei
> 16MHz, wenn der Oszillator da mit voller Amplitude arbeitet.

Wer tut soetwas auch. Nicht ohne Grund gibt es bei vielen 
Mikrocontrollern für den Betrieb des Oszillators den Unterschied 
zwischen "Low Power Crystal Oscillator" und "Full Swing Crystal 
Oscillator".

Autor: Thomas O. (kosmos)
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Hallo, danke für die Zahlreichen antworten, sind ja ein paar 
interessante kleine Bauteile dabei.

Jetzt nochmal zum Thema Quarzoszillatoren da ich davon auch einen 3,3V 
Typen da habe. Kann ich diesem mittels Widerstand einen passenden 
Spannungsabfall auf 3,3V-3,6V erzeugen um dann mit den µC zu takten der 
mit 5V läuft oder reicht der Pegel hierzu nicht?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Thomas O. schrieb:
> Hallo, danke für die Zahlreichen antworten, sind ja ein paar
> interessante kleine Bauteile dabei.
>
> Jetzt nochmal zum Thema Quarzoszillatoren da ich davon auch einen 3,3V
> Typen da habe. Kann ich diesem mittels Widerstand einen passenden
> Spannungsabfall auf 3,3V-3,6V erzeugen um dann mit den µC zu takten der
> mit 5V läuft oder reicht der Pegel hierzu nicht?

Schalte einfach einen Kondensator (1nF...100nF) zwischen 
Oszillatorausgang und Eingang des Mikrocontrollers XTAL1. Durch den 
Kondensator bliebt der DC-Arbeitspunkt an XTAL1 erhalten.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Thomas O. schrieb:
> kaum kleine 5V SMD Quarze.
Thomas O. schrieb:
> Quarzoszillatoren da ich davon auch einen 3,3V Typen
Jetzt musst du aber mal kurz aufpassen:   Quarz != Quarzoszillator


> Kann ich diesem mittels Widerstand einen passenden Spannungsabfall auf
> 3,3V-3,6V erzeugen
Nicht, wenn die Stromaufnahme nicht hinreichend konstant ist. Kannst du 
das über den gesamten Temperaturbereich garantieren?

> um dann mit den µC zu takten der mit 5V läuft oder
> reicht der Pegel hierzu nicht?
Dem uC-Takteingang werden die 3,3V aus dem Quarzoszillator sehr 
wahrscheinlich reichen.

Aber machen wir doch mal einen kleinen Schritt zurück:
> Quarzoszillator ... Kann ich diesem
Welchem?
Evtl. steht nämlich im Datenblatt mehr als du daraus herauslesen 
kannst...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Helmut S. (helmuts)
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Helmut S. schrieb:
> Thomas O. schrieb:
>> Hallo, danke für die Zahlreichen antworten, sind ja ein paar
>> interessante kleine Bauteile dabei.
>>
>> Jetzt nochmal zum Thema Quarzoszillatoren da ich davon auch einen 3,3V
>> Typen da habe. Kann ich diesem mittels Widerstand einen passenden
>> Spannungsabfall auf 3,3V-3,6V erzeugen um dann mit den µC zu takten der
>> mit 5V läuft oder reicht der Pegel hierzu nicht?
>
> Schalte einfach einen Kondensator (1nF...100nF) zwischen
> Oszillatorausgang und Eingang des Mikrocontrollers XTAL1. Durch den
> Kondensator bliebt der DC-Arbeitspunkt an XTAL1 erhalten.

Nachtrag
Besser nur 1nF nehmen wegen der Einschwingzeitkonstate T = R*C.
der interne R an XTAL1 dürfte 10MegOhm oder höher sein. Dadurch ergibt 
sich eine Zeitkonstante von 10ms oder höher mit 1nF. Man könnte das 
Einschwingen beschleunugen indem man z. B. einen 100kOhm Spannungsteiler 
an +5V-XTAL1-Masse einbaut.

: Bearbeitet durch User
Autor: Thomas O. (kosmos)
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ich habe beide Bauteile hier, da ich erst Bedenken wegen des 
Anschwingens hatte hatte ich auch einen Quarzoszillator bestellt. Bin da 
auch mal durcheinander gekommen.

Quarzoszillator 3,3V
http://www.mouser.com/ds/2/3/ASV-24925.pdf

der Quarz
http://www.mouser.com/ds/2/3/abm2-44771.pdf

Ich hatte in einem Datenblatt folgenden Satz gefunden
/Sometimes a resistor is inserted between the amplifier output
and the crystal in order to limit the power applied, avoiding the 
destruction of the crystal/

Jetzt stellt sich mir die Frage wann wird es für den Quartz gefährlich?

Beim Quarzoszillator werde ich es einfach ausprobieren, Spannungsteiler 
oder Widerstand um auf 3,3V runterzukommen und dann mal sehen ob dem µC 
der Aufgrund von FET Ansteuerung mit 5V läuft der Taktpegel reicht.

Autor: m.n. (Gast)
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Thomas O. schrieb:
> Beim Quarzoszillator werde ich es einfach ausprobieren, Spannungsteiler
> oder Widerstand um auf 3,3V runterzukommen

Nimm eine rote LED, um den Spannungsabfall zu erreichen. Die 3,3 V 
natürlich mit 100 nF abblocken.

Helmut S. schrieb:
> Besser nur 1nF nehmen

Das reicht aus.

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