Ist dieses Quarz Layout gut?

[R2D2 (Gast)]

Guten Morgen zusammen,

ich will an meinem STM32 einen 16MHz Quarz anschließen. Der Wert der 
Stützkondensatoren beträgt 27pF. Wäre das angehängte Layout in Ordnung?

MfG

[TR.OLL (Gast)]

ja ist es

[Thomas (kosmos)]

Schau dir Mal Seite 18 und 19 an.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/atmel-2521-avr-hardware-design-considerations_applicationnote_avr042.pdf

[Willie Tanner (Gast)]

Den GND Anschluss von C210 würde ich auf die andere Seite legen, damit 
die beiden C's mir ihrer Masse nahe bei einander sind.

[Stefan F. (Gast)]

R2D2 schrieb:
> Der Wert der Stützkondensatoren beträgt 27pF.

Kommt mir bei 16 MHz sehr viel vor.

Brauchst du wirklich 16 MHz? Ich frage, weil 8 MHz Oszillatoren deutlich 
weniger anspruchsvoll sind.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

R2D2 schrieb:
> Der Wert der Stützkondensatoren
Das sind keine "Stützkondensatoren", sondern "Lastkapazitäten"...

> Wäre das angehängte Layout in Ordnung?
Wo ist der Massepin am µC, der zum Oszillaotr gehört? Sind die 
Masseanschlüsse der Kondensatoren dort möglichst kurz angebunden? Und 
ohne, dass noch ein 10A-PWM-Laststrom mit 10ns Flanken mit reinfunkt?

[R2D2 (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Wo ist der Massepin am µC, der zum Oszillaotr gehört? Sind die
> Masseanschlüsse der Kondensatoren dort möglichst kurz angebunden? Und
> ohne, dass noch ein 10A-PWM-Laststrom mit 10ns Flanken mit reinfunkt?

Ich habe GND von den Kerkos direkt mit der Massefläche verbunden. Ich 
habe gerade aber gesehen, was du meinst. Du hast das bei deinem Beispiel 
mit dem Massepins des µC verbunden.

http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz

MfG

[A. G. (grtu)]

Wie wäre es direkt mit einem Oszillator für einen Euro? Dann muss man 
sich um sowas keine Gedanken mehr machen.

[jo mei (Gast)]

R2D2 schrieb:
> ich will an meinem STM32 einen 16MHz Quarz anschließen.

Bist du sicher?

Funktionieren wird es sicher, aber alle Referenzdesigns
verwenden gerne 8MHz. Das ist vermutlich universeller da
es mehr Kombinationen (Vielfache von 8MHz) von Takt-
konfigurationen gibt.

Ich würde mir selbst klar begründen warum ich mit 16MHz
arbeiten will, wenn ich das nicht kann dann 8MHz nehmen.

[Wühlhase (Gast)]

jo mei schrieb:
> Das ist vermutlich universeller da
> es mehr Kombinationen (Vielfache von 8MHz) von Takt-
> konfigurationen gibt.

Zwischen 8MHz und 16MHz liegt nur der Faktor zwei, 8NHz sollten fast 
immer zu erreiche sein wenn man 16MHz vorne hat, ein Taktteiler durch 
zwei ist ja fast immer vorhanden.
Bei den meisten STM32, die ich bisher kenne, ist das absolut egal, da 
kommt nach dem externen Takt ein einstellbarer Teiler und danach eine 
PLL (die oft übrigens mit 2MHz gefüttert wird).


jo mei schrieb:
> Ich würde mir selbst klar begründen warum ich mit 16MHz
> arbeiten will, wenn ich das nicht kann dann 8MHz nehmen.

Und was ist deine klare Begründung, 8MHz immer vorzuziehen?

Bei den guten alten AVRs ist es genau gegenteilig: Runterteilen ist 
meistens kein Problem, dumm ist nur wenn man doch mal mehr braucht.
Dank PLL existiert das Problem bei STM32 nicht mehr, aber das ist ein 
Gedankengang dem ich schon mehr abgewinnen kann.

[jo mei (Gast)]

Wühlhase schrieb:
> Und was ist deine klare Begründung, 8MHz immer vorzuziehen?

Habe ich geschrieben. Kannst nicht lesen? Wer lesen kann
ist klar im Vorteil.

[Wühlhase (Gast)]

Also bitte, sich nur und immer wieder an Referenzdesigns 
langzuhangeln...ist das dein Ernst? Wenn man sich mit dem Material noch 
nicht auskennt - geschenkt. Aber findet bei dir denn keine 
Weiterentwicklung statt?
Kein Wunder daß wir uns immer mehr zu einem Dritte-Welt-Land entwickeln.

[Stefan F. (Gast)]

Ich habe mal gelesen, dass Quarze oberhalb von 16 MHz oft auf Oberwellen 
Schwingen müssen, was strengere Anforderungen an den gesamten Oszillator 
stellt.

[Frank K. (fchk)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich habe mal gelesen, dass Quarze oberhalb von 16 MHz oft auf Oberwellen
> Schwingen müssen, was strengere Anforderungen an den gesamten Oszillator
> stellt.

War früher mal, als es außer HC-49 nichts anderes gab. Bei den heute 
üblichen SMD-Gehäusen mit 3.2mm * 2.5mm und kleiner sind 25MHz 
Grundton-Quarze kein Problem. Kleine Geometrien -> höhere Frequenzen. 
Wenn Du aber einen 6 MHz Quarz mit diesen Abmessungen suchst (brauchen 
einige USB-Bausteine), suchst Du vergeblich. 7mm * 5mm ist da das 
kleinste, was ich gefunden habe.

fchk

[W.S. (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Der Wert der Stützkondensatoren beträgt 27pF.
>
> Kommt mir bei 16 MHz sehr viel vor.

Nö.

Veranschauliche dir mal die Schaltung: Der Quarz ist quasi eine riesige 
Induktivität in Reihe mit einer winzigen Kapazität.  Das soll nun 
schwingen und folglich braucht es auf beiden Seiten etwas, das als 
"Spannungs"-Quelle durchgehen kann, also ein C, das viel größer ist als 
die äquivalente Serienkapazität.

Bei den 78K4 von NEC hatte ich vor etwa 20 Jahren nen 32 MHz Quarz 
(Grundton) zusammen mit 2x 33pF als Ballast-C's. Das ist also nicht 
wirklich untypisch.

W.S.

[Stefan F. (Gast)]

Es wäre hilfreich, zu wissen, welcher Quarz hier genau benutzt wird. 
Dann kann man die Kapazitäten prüfen, anstatt zu raten und mit 
Erfahrungswerten zu vergleichen die hier vielleicht gar nicht passen.

[No Y. (noy)]

Nur weil da ne Lastkapazität im Datenblatt steht ist die nicht richtig. 
Hängt mit der parasitären Kapazität von Layout, IC usw zusammen. Und mit 
dem Quarz selbst. Man kann halt auch die Frequenz in gewissen Maßen über 
die Lastkapazität korrigirern...Am besten ausmessen lassen. Zb bei 
Jauch... Wenn es fürs Hobby ist dann grob "rechen" (dran denken für den 
Quarz sind die Lastkapazitäten in Serie geschaltet..) anhand Datenblatt 
und gut ist.. solange das Dingen anschwingt wird es reichen...
Für professionell sollte man Schwingsicherheit, Toleranzbudget und 
umgesetzte Leistung am Quarz bestimmen oder bestimmen lassen...

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

AN2867 zum Einstieg.
Und zwischen den Treiberausgang und den Quarz noch einen kleinen 
Widerstand, zumindest vorsehen.
An STM32F1..F4 sind 15pF und 150R meist nicht ganz verkehrt.
Optimale Ergbnisse erfordern natürlich das Lesen der Datenblätter aller 
beteiligten Bauteile.

[No Y. (noy)]

Und ggf. einen 1Meg parallel..

Oder hat der stm den intern?

[Bernd W. (berndwiebus)]

Hallo Wühlhase.

Wühlhase schrieb:
> Also bitte, sich nur und immer wieder an Referenzdesigns
> langzuhangeln...ist das dein Ernst? Wenn man sich mit dem Material noch
> nicht auskennt - geschenkt. Aber findet bei dir denn keine
> Weiterentwicklung statt?
> Kein Wunder daß wir uns immer mehr zu einem Dritte-Welt-Land entwickeln.

ISO 900x erzieht zu dieser Denkweise. Nur nichts machen, was vom 
Referenzdesign abweicht, sonst meckern die Vorgeseten.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

[Tom T. (tomth)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Brauchst du wirklich 16 MHz? Ich frage, weil 8 MHz Oszillatoren deutlich
> weniger anspruchsvoll sind.

Wieso sind 16 MHz anspruchsvoller als 8 MHz? Der Unterschied ist doch 
gering.
Oder übersehe ich etwas?

[Cable (Gast)]

Die Anbindung des 3V3 Stützkondensators ist auch nicht so toll.... Das 
kann man besser lösen.
Funktionieren wird es nat. Trotzdem.

[Stefan F. (Gast)]

Tom T. schrieb:
> Wieso sind 16 MHz anspruchsvoller als 8 MHz? Der Unterschied ist doch
> gering.

Habe ich weiter oben geschrieben: Weil die Quarze oberhalb von 8 MHz oft 
Oberwellenquarze sind, die schwingen sind etwas anspruchsvoller. Sie 
neigen bei falscher Schaltung dazu, auf der falschen Oberwelle oder gar 
auf der Grundwelle zu schwingen.

Es wurde aber auch ergänzt, dass es inzwischen 16 MHz Quarze gibt, bei 
denen das die Grundfrequenz ist.

Welchen Quarz der TO verwendet, wird wohl sein Geheimnis bleiben. Er 
lässt uns lieber raten um um heiße Luft diskutieren.

[Stefan (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Habe ich weiter oben geschrieben: Weil die Quarze oberhalb von 8 MHz oft
> Oberwellenquarze sind, die schwingen sind etwas anspruchsvoller. Sie
> neigen bei falscher Schaltung dazu, auf der falschen Oberwelle oder gar
> auf der Grundwelle zu schwingen.

Nenne mir einen, einen einzigen (lieferbaren) SMD-Oberwellenquarz für 
16MHz.

Vielleicht wirst du einen finden, aber von "oft" kann keine Rede sein.

PS: Wir schreiben das Jahr 2020.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Es wurde aber auch ergänzt, dass es inzwischen 16 MHz Quarze gibt, bei
> denen das die Grundfrequenz ist.
Bei den "normalen", von THT nach SMD abgewandelten Bauformen findet man 
Obertonquarze ab 24 MHz, Grundwellenquarze gibt es bis 40..45 MHz.
Bei den kleinen SMD-Bauformen ist diese "Grenze" nach oben verschoben: 
Grundwelle bis 48MHz, Oberwellenquarze ab 40MHz.
https://www.petermann-technik.de/produkte/quarz-konfigurator.html

Es liegt also nahe, zu vermuten, dass hier ein üblicher Grundwellenquarz 
eingesetzt wird.

[Stefan F. (Gast)]

Stefan schrieb:
> PS: Wir schreiben das Jahr 2020.

Ja doch, ich habe das schon vor Tagen kappiert

[Rene K. (xdraconix)]

Ich kapere mal den Thread :-D

16Mhz mit 18pf.

Ist dies so machbar? Das die Cs hinter dem Quarz sitzen? Oder ist das 
eher untypisch?

Wenn ich für einen Atmega2560 einen Quarzoszillator auswählen sollte? 
Welche würde ich denn idealerweise nehmen? Wäre dieser eine gute Wahl?

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B300/CFPS-72_ENG_TDS.pdf

Und wenn ja: Wie beschalte ich dann XTAL2 an der MCU? Offen lassen?

[Stefan F. (Gast)]

Rene K. schrieb:
> Welche würde ich denn idealerweise nehmen?

Ist ziemlich egal, Hauptsache Frequenz und Versorgungsspannung passen.

> Wie beschalte ich dann XTAL2 an der MCU?

Offen lassen, XTAL2 ist ein Ausgang.

[No Y. (noy)]

Das ganze GND da ist eher suboptimal. Erhöht die streukapazität...
Via direkt unterm Quarz besser weglassen...

[Bernd D. (Gast)]

Schau mal, vielleicht ist hier schon was Passendes für Dich dabei:

http://athlongenerator.com/pdf/non-pmg-12-4-3-50.pdf

[Schnitzel (Gast)]

Rene K. schrieb:
> Ich kapere mal den Thread :-D
>
> 16Mhz mit 18pf.
>
> Ist dies so machbar? Das die Cs hinter dem Quarz sitzen? Oder ist das
> eher untypisch?

Machbar ja, aber sollte man nicht tun wenn man sich zu den Profis zählt 
:-)

Zeichne doch mal ein wo die Ströme fließen, vielleicht wird dann klar 
warum das nicht die beste Lösung ist.

[Rene K. (xdraconix)]

No Y. schrieb:
> Via direkt unterm Quarz besser weglassen...

Das ist kein Via, das ist der Klebepunkt vom Quarz. Der Layer war noch 
eingeschaltet. ?

No Y. schrieb:
> Das ganze GND da ist eher suboptimal. Erhöht die streukapazität...

Das mit dem GND habe ich aber so aus der Design Guide ? Einzelne GND 
Plane unter dem Quarz und mit einem GND "Zaun" umschlossen. In meiner 
Design Guide haben sogar der C eine eigene GND Plane und "Zaun".

Schnitzel schrieb:
> Zeichne doch mal ein wo die Ströme fließen, vielleicht wird dann klar
> warum das nicht die beste Lösung ist.

Ja, deswegen hab ich ja gefragt, der Strom fließt von unten in die zwei 
C und geht dann erst zum Quarz und dann erst zum MC, der Rückstrom 
fließt dann vom MC erst zum Quarz und dann erst zum C. Ich bastel das 
mal um.

[Schnitzel (Gast)]

Rene K. schrieb:
> Schnitzel schrieb:
>> Zeichne doch mal ein wo die Ströme fließen, vielleicht wird dann klar
>> warum das nicht die beste Lösung ist.
>
> Ja, deswegen hab ich ja gefragt, der Strom fließt von unten in die zwei
> C und geht dann erst zum Quarz und dann erst zum MC, der Rückstrom
> fließt dann vom MC erst zum Quarz und dann erst zum C. Ich bastel das
> mal um.

Nix von unten in die zwei C, da lässt du die Hälfte weg... Zeichne mal 
mit Paint o.ä. mal den kompletten StromKREIS für einen Zustand ein :-)

Wenn man sich das mal aufgezeichnet hat, dann fällt es wesentlich 
leichter zu verstehen wie es besser wäre.

Habe dir mal ein Beispiel von mir angehängt. Bei diesem STM32F7 liegt 
halt das GND-Pin nicht so schön wie bei deinem IC. Dort kann man den 
Rückpfad auf dem kürzesten Weg direkt zurück ins IC leiten und damit die 
Schleife (Antenne!) klein halten.

[Schnitzel (Gast)]

Lothar hat dazu was geschrieben:

http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz

[Schnitzel (Gast)]

Zum Thema Masse-Insel am Quarz. Wie man auf dem Bild sieht macht es 
schon Sinn eine eigene Quarz-Masseinsel zu machen und den an einem 
geeigneten Punkt am IC anzubinden.

Keine Ahnung von wem das Bild ist, hatte ich noch auf einer 
Rechner-Sicherungs-CD. Wenn es irgendwelche Urheberrechte o.ä. verletzt, 
so bitte löschen. Danke.