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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche Lastkapazität für folgenden Quarz?


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Autor: Al Bundy (Gast)
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Moinsen,

ich wollte Lastkapazitäten an den folgenden Quarz anschließen:

https://www.mouser.de/ProductDetail/CTS-Electronic-Components/416F24022IKR?qs=sGAEpiMZZMsBj6bBr9Q9afuiqEJyJJRy6wktx9DFFGBZXpMrFDFkqQ%3D%3D

Wie berechnet man die Lastkapazitäten dazu? Könnte mir jemand zu diesem 
Thema vielleicht auch Literatur empfehlen?

MfG

Autor: Sebastian R. (sebastian_r569)
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"Beschreibung: Quarze 24.0MHz 20ppm -40C +85C *8pF*"

Ich habe da so eine Vermutung... Zusammen mit der Beschreibung des "K" 
im Datenblatt zum 416F24022IKR...

: Bearbeitet durch User
Autor: Linu (Gast)
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Angenommen, nur mal angenommen deine Recherche ergibt eine Lastkapazität 
von 8pF, dann musst du berücksichtigen, dass die beiden Cs bei einem 
Colpitts aus sicht des Quarzes in Serie geschaltet sind. Wenn beide 
gleich größ sind, müsste man also 2x16pF nehmen. Wenn jeweils noch 1pf 
Eingangskapazität oder Leiterplattenkapazität hinzukommen, dann eben nur 
2x15pF.

Autor: Al Bundy (Gast)
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Sebastian R. schrieb:
> "Beschreibung: Quarze 24.0MHz 20ppm -40C +85C *8pF*"
>
> Ich habe da so eine Vermutung... Zusammen mit der Beschreibung des "K"
> im Datenblatt zum 416F24022IKR...

Ist denn Lastkapazität gleich "Load Capacitance"?

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Al Bundy schrieb:
> Ist denn Lastkapazität gleich "Load Capacitance"?

Auf leo.org kannst du das leicht nachprüfen :)

Autor: W.S. (Gast)
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Al Bundy schrieb:
> Wie berechnet man die Lastkapazitäten dazu?

Normalerweise garnicht. Fast alle Quarze im MHz-Bereich schwingen sauber 
bei Kapazitäten von 10..39 pF - lediglich die resultierenden Frequenzen 
sind nicht exakt auf der Nennfrequenz, sondern haben damit Ablagen so im 
Bereich von +/- 100..200 Hz mal ganz grob gesagt.

Falls du jedoch einen exakten Frequenzabgleich haben willst, dann mußt 
du wenigstens einen der beiden Kondensatoren abgleichbar machen. Also in 
solchem Falle Trimmer 2..6pF vorsehen.

W.S.

Autor: M.A. S. (mse2)
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Al Bundy schrieb:
> Thema vielleicht auch Literatur empfehlen?

Das Quarzkochbuch:

https://www.axtal.com/Deutsch/TechnInfo/Quarzkochbuch/

Autor: Peter R. (pnu)
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W.S. schrieb:
> Falls du jedoch einen exakten Frequenzabgleich haben willst, dann mußt
> du wenigstens einen der beiden Kondensatoren abgleichbar machen. Also in
> solchem Falle Trimmer 2..6pF vorsehen.

abgesehen von den Kosten, Trimmer sind recht anfällige Bauelemente wg. 
Verschmutzung usw.

Man sollte die leichte Frequenzabweichung per Software berücksichtigen, 
indem man z.B. bei Uhren einige "Schaltsekunden" je Tag vorsieht. Oder 
bei Zeitmessungen das mit der "falschen" Frequenz ermittelte Ergebnis 
rechnerisch korrigiert.

Autor: Peter R. (pnu)
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Mit den Oszillatorschaltungen eines Mikrokontrollers zusammen bekommt 
man sowieso keine "exakte" Frequenz zusammen. Außerdem gibt es außer Uhr 
oder Zeit/Frequenzmessung kaum eine Kontrolleranwendung, wo es notwendig 
ist, eine Frequenz zu verwenden, die innerhalb eines 0,1% engen Bereichs 
liegt, also innerhalb 500ppm- Abweichung. und das wird selbst bei 
Billigquarzen kaum überschritten.

: Bearbeitet durch User
Autor: jemand (Gast)
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Linu schrieb:
> Angenommen, nur mal angenommen deine Recherche ergibt eine Lastkapazität
> von 8pF, dann musst du berücksichtigen, dass die beiden Cs bei einem
> Colpitts aus sicht des Quarzes in Serie geschaltet sind. Wenn beide
> gleich größ sind, müsste man also 2x16pF nehmen. Wenn jeweils noch 1pf
> Eingangskapazität oder Leiterplattenkapazität hinzukommen, dann eben nur
> 2x15pF.

Das Problem ist, dass der Oszillator selber auch noch eine Kapazität 
hat. Die ist selten bekannt.

Im Endeffekt ist das hald berechnen (so wie du schon geschrieben hast) 
und dann hinziehen. Also Lastfrei (!!!) Frequenz messen und dann 
Kapazität anpassen, bis die Frequenz genau stimmt. Dazu braucht man 
einen Frequenzzähler.
Lastfrei kann man an einem Timerausgang messen, beispielsweise.


Man sollte nicht vergessen, die hinprobierte Kapazität dann auch an 
mehreren Exemplaren zu verifizieren.

Man sollte aber schon sagen, dass man das nur tut, wenn es nötig ist. 
Für den  Hausgebraucht reicht der berechnete Wert aus.

Viel wichtiger ist zu berechnen, ob der Quarz überhaupt zuverlässig 
anschwingen kann. Wie das geht, kann man (als Beispiel) hier nachlesen:
https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/c6/eb/5e/11/e3/69/43/eb/CD00221665.pdf/files/CD00221665.pdf/jcr:content/translations/en.CD00221665.pdf
Und ja, das ist nötig, man tut das. Gehört einfach dazu.

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