Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lastkapazität Quarz, mal wieder


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von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Das Thema ist nicht neu, ich weiß.

Im Datenblatt des von mir verwendeten Quarzes (CFPX-180 mit 16 MHz, 
https://www.iqdfrequencyproducts.com/products/details/cfpx-180-9-32.pdf) 
steht "Load Capacitance 8.0pF to 75.0pF".
Verstehe ich das richtig, dass der Hersteller davon ausgeht, dass das 
nun mit 10pF genauso gut läuft wie mit 68pF? Frequenzabhängig scheint 
die Angabe nicht zu sein, auf S. 2 des Datenblatts sind die 
frequenzabhängigen Daten, da steht aber auch nichts.

"Shunt Capacitance" ist vermutlich die Kapazität zwischen Beinchen und 
Leitungen, oder?

Das Ding hängt an einem MSP430F2955, falls das von Interesse sein 
sollte.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Max G. schrieb:
> Verstehe ich das richtig, dass der Hersteller davon ausgeht, dass das nun
> mit 10pF genauso gut läuft wie mit 68pF?

Genauso, wie er dann irgendeine Frequenz zwischen 10 und 200 MHz mit
einer Toleranz von 10 bis 50 ppm erzeugt. :-)

Merkst du was?  Das sind Bestell-Optionen …

Da du vermutlich den Quarz gar nicht selbst beim Hersteller bestellen
willst, musst du gucken, welche Option derjenige, von dem du ihn zu
kaufen gedenkst, denn tatsächlich bestellt hat.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Manchmal ist´s so einfach...

Mouser schreibt "Ladekapazität: 16 pF". Abgesehen von der wie üblich 
miserablen Übersetzung mache ich dann mal irgendwas zwischen 22pF und 
33pF rein.

Danke und gutes Neues!

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Max G. schrieb:
> Abgesehen von der wie üblich miserablen Übersetzung mache ich dann mal
> irgendwas zwischen 22pF und 33pF rein.

Eher 22 pF, die Pins am Controller bringen ja auch noch Kapazität ein.

von HST (Gast)


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Die Parallelresonanz von Schwingquarzen ist von der äußeren 
Parallel-Kapazität ("Cload") abhängig. Daher wird die gewünschte 
Nennfrequenz bei der spezifizierten Cload erreicht.

Wenn Cload beim Quarzoszillator kleiner als spezifiziert gewählt wird, 
ist die Frequenz dann höher, bei Cload > Spec., liegt sie niedriger. 
Durch Variation von Cload ist die Schwingfrequenz abgleichbar ("Ziehen" 
des Quarzes).

Die "Shunt-Capacitance" C0 ist die dem Quarz eigene, interne 
Parallelkapazität.

Bei Quarzen, deren Serienresonanz spezifiziert wird, ist deren Frequenz 
mit einer in Serie liegenden Kapazität ziehbar.

von nachtmix (Gast)


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HST schrieb:
> Wenn Cload beim Quarzoszillator kleiner als spezifiziert gewählt wird,
> ist die Frequenz dann höher, bei Cload > Spec., liegt sie niedriger.
> Durch Variation von Cload ist die Schwingfrequenz abgleichbar ("Ziehen"
> des Quarzes).

Der Effekt ist aber sehr gering und kann in vielen Fällen vernachlässigt 
werden. Weniger als 1 Promille.
Um die Genauigkeit einer Quarzuhr zu erreichen sollte man schon den 
richtigen Kapazitätswert anstreben, evtl auch mit einem Trimmer, aber 
für die Steuerung einer Waschmaschine oder das Timing einer RS-232 
Schnittstelle, sind die Frequenzabweichungen völlig bedeutungslos.

Auch sollte man sein Augenmerk darauf legen, dass der Quarzoszillator 
unter allen vorkommenden Bedingungen (Temperatur, Versorgungsspannung, 
Exemplarstreuengen des µC) sicher anschwingt.
Das ist nämlich nicht selbstverständlich, insbesondere dann, wenn man 
auf hohe Genauigkeit Wert legt.

von HST (Gast)


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> Der Effekt ist aber sehr gering und kann in vielen Fällen vernachlässigt
> werden. Weniger als 1 Promille.

1 Promille sind schon 10kHz bei 10MHz ;-))

Anbei eine ältere Simulation für einen realen 10MHz-Quarz. Wenn man es 
mit dem Ziehen übertreibt, geht die Güte in den Keller.

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