Guten Abend, ich stehe gerade wieder mal vor dem Problem, die Lastkondensatoren für den Quarz an einem AVR auszuwählen. Nun gibt es ja die aus der Application Note https://www.microchip.com/content/dam/mchp/documents/MCU08/ApplicationNotes/ApplicationNotes/atmel-2521-avr-hardware-design-considerations_applicationnote_avr042.pdf bekannte Gleichung C = 2 × C_L - (C_Leiterbahnen + C_µC-Pins), wobei C dem Wert der beiden Kondensatoren entspricht und C_L der kapazitiven Nennlast aus der Quarz-Spezifikation. Auch im Artikel AVR-Tutorial: Equipment: Quarz (https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment#Quarz) wird diese genannt. So weit, so gut. Wenn ich den üblichen Wert C_L = 32 pF einsetze sowie C_Leiterbahnen+C_µC-Pins = 10 pF (Maximalwert aus der AppNote) annehme, erhalte ich C = 54 pF. Ein Normwert von 56 pF wird aber in keinem Beispiel, das ich je gesehen habe, eingesetzt – stattdessen werden immer 22 bis höchstens 33 pF verwendet, auch in der o.g. Application Note von Atmel/Microchip wird dieser Bereich empfohlen. Wie kommt nun diese Differenz zwischen dem Berechnungsergebnis und den in der Praxis eingesetzten Werten zustande?
Johannes F. schrieb: > Wenn ich den üblichen Wert C_L = 32 pF einsetze Das ist nicht der übliche Wert. Üblich sind 18 pF. https://www.conrad.de/de/p/euroquartz-quarzkristall-quarz-hc49-us-hc49-4h-16-000-mhz-18-pf-l-x-b-x-h-3-68-x-10-26-x-3-5-mm-1-st-155145.html
Johannes F. schrieb: > So weit, so gut. Wenn ich den üblichen Wert C_L = 32 pF einsetze Es gibt hier keinen "üblichen Wert", sondern nur den Wert aus dem DB des konkreten Quarzes. Basta. > sowie > C_Leiterbahnen+C_µC-Pins = 10 pF (Maximalwert aus der AppNote) annehme Man kann hier nix annehmen. Die Kapazitäten der µC-Pins sind auch wieder aus dem DB zu entnehmen (diesmal natürlich dem des µC). Auch wieder: Basta. Und die der Leiterbahnen muß man entweder berechnen oder (mit hinreichender Erfahrung) schlicht schätzen. > erhalte ich C = 54 pF. Tja, so ist das beim Rechnen: Bullshit in -> Bullshit out. > Wie kommt nun diese > Differenz zwischen dem Berechnungsergebnis und den in der Praxis > eingesetzten Werten zustande? Alles klar soweit?
Stefan F. schrieb: > Johannes F. schrieb: >> Wenn ich den üblichen Wert C_L = 32 pF einsetze > > Das ist nicht der übliche Wert. Üblich sind 18 pF. Selbst dann wären es noch 26…31 pF – warum werden aber nahezu überall 22 pF genommen, und nicht 27p oder 33p? Und bei Reichelt gibt es viele mit C_L = 30…32 pF: https://www.reichelt.de/standardquarz-grundton-3-6864-mhz-iqd-lfxtal003263-p245410.html?search=3%2C6864 https://www.reichelt.de/standardquarz-grundton-7-372800-mhz-7-3728-hc49u-s-p32844.html?search=7%2C3728 https://www.reichelt.de/standardquarz-grundton-14-745600-mhz-14-7456-hc49u-s-p68890.html?search=14%2C74 Dieter D. schrieb: > https://www.mikrocontroller.net/articles/Quarze_und_AVR Da steht auch nicht mehr, als ich schon eingangs geschrieben hatte. Und es wird ebenfalls CL = 32 pF als Beispiel gewählt und man kommt auf C = 59 pF. Was in keiner Schaltung so vorkommt. C-hater schrieb: > Johannes F. schrieb: >> So weit, so gut. Wenn ich den üblichen Wert C_L = 32 pF einsetze > Es gibt hier keinen "üblichen Wert", sondern nur den Wert aus dem DB des > konkreten Quarzes. Basta. Mit „üblich“ meinte ich „bei den meisten Quarzen, deren C_L ich bisher gelesen habe“. Natürlich sind die verschieden, aber viele Quarze haben eben höhere Werte wie z.B. diese 32 pF und meine Frage lautet daher, warum dennoch fast immer diese 22 pF für die Cs genommen werden. C-hater schrieb: >> sowie >> C_Leiterbahnen+C_µC-Pins = 10 pF (Maximalwert aus der AppNote) annehme > Man kann hier nix annehmen. Die Kapazitäten der µC-Pins sind auch wieder > aus dem DB zu entnehmen (diesmal natürlich dem des µC). Auch wieder: > Basta. Und wo stehen die im Datenblatt? In jenem des ATmega48/88/168 finde ich nur die wenig hilfreiche Angabe „Capacitance for each I/O pin … 10 pF Max.“ – also nur Maximalwert, nix typisch. C-hater schrieb: >> Wie kommt nun diese >> Differenz zwischen dem Berechnungsergebnis und den in der Praxis >> eingesetzten Werten zustande? > Alles klar soweit? Nein, leider nicht ...
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Johannes F. schrieb: > Selbst dann wären es noch 26…31 pF – warum werden aber nahezu überall > 22 pF genommen, und nicht 27p oder 33p? Ich gehe mal davon aus, dass niemand hier die Beweggründe all der Autoren kennt, deren Werke du gesehen hast. Zumal unklar ist, welche du meinst. Im Hobby Umfeld gucken die Leute oft von Evaluations- und Arduino-Boards ab. Auf dem Arduino Uno werden 22 pF verwendet.
> C = 59 pF. Was in keiner Schaltung so vorkommt
Die beiden Kondensatoren parallel geschaltet sollen 59 pF ergeben. Du
lötest 2 Kondensatoren zu je 22-33 pF ein.
Die Application Note AN2519 empfiehlt "For the standard high-frequency crystals, the recommended capacitor value range is in the range of 22 pF - 33 pF" und die internen Kapazitäten an den XTAL Pins "can be estimated to be 5pF - 10pF".
Xanthippos schrieb: > Die beiden Kondensatoren parallel geschaltet Wo werden die denn parallel geschaltet? Vom Quarz aus gesehen, liegen die beiden Kondensatoren mit Masse in der Mitte in reihe! Gruß Jobst
π × 👍: https://www.crystek.com/documents/appnotes/PierceGateLoadCap.pdf https://www.ctscorp.com/wp-content/uploads/Appnote-Crystal-Basics.pdf https://microchip.my.site.com/s/article/Calculating-crystal-load-capacitor
Ich habe nie weiter darüber nachgedacht und seit vielen Jahren beim AVR 2x18pF benutzt. Und es hat IMMER funktioniert. Es könnten langsam mehr als 100.000 Platinen sein. Wer anfängt Platinen-/Leiterbahnkapazitäten einzurechnen hat eh ein Design/Verständnisproblem. Ganz anders sieht es bei 32kHz-Quarzen aus - 6 oder oder 10pF können da schon der Unterschied zwischen funktioniert und spinnt sein, da muss man genauer schauen.
Stefan F. schrieb: > Im Hobby Umfeld gucken die Leute oft von Evaluations- und Arduino-Boards > ab. Auf dem Arduino Uno werden 22 pF verwendet. Hmm, das mit dem Abgucken dachte ich mir auch schon so ... Stefan F. schrieb: > Die Application Note AN2519 empfiehlt "For the standard high-frequency > crystals, the recommended capacitor value range is in the range of 22 pF > - 33 pF" und die internen Kapazitäten an den XTAL Pins "can be estimated > to be 5pF - 10pF". Da kommt dann die Frage auf: warum bis 33 pF? Kann die interne Oszillatorschaltung nicht mehr kapazitive Last treiben? H.Joachim S. schrieb: > Ich habe nie weiter darüber nachgedacht und seit vielen Jahren beim AVR > 2x18pF benutzt. Und es hat IMMER funktioniert. Es geht ja nicht nur darum, ob es funktioniert, sondern auch, wie zuverlässig und mit welcher Frequenzabweichung (die Nennfrequenz des Quarzes wird ja nur bei genau der vorgeschriebenen C_L erreicht).
Johannes F. schrieb: > ich stehe gerade wieder mal vor dem Problem, die Lastkondensatoren für > den Quarz an einem AVR auszuwählen Wozu heute noch Quarze? Ein moderner AVR braucht keine.
Martin W. schrieb: > Ein moderner AVR braucht keine. Richtig, sie erzeugen ihren genauen Takt aus dem Rauschen im Äther.
Hallo, Johannes F. schrieb: > Es geht ja nicht nur darum, ob es funktioniert, sondern auch, wie > zuverlässig und mit welcher Frequenzabweichung (die Nennfrequenz des > Quarzes wird ja nur bei genau der vorgeschriebenen C_L erreicht). Die Nennfrequenz ist sicher intressant, wenn man eine freilaufende Quarzuhr bauen will. Mal die Abweichungen betrachten und sich fragen, wo eine Abweichung auf z.B. 16,000010 MHz real stört. Wenn der Quarzoszillator mit 2x 22pF statt 2x27pF nicht sicher im nötigen Temperaturbereich schwingt, hat man ohnehin ein Problem. Das ist letztlich alles temperaturabhängig. Bei mir sind ab 2-3MHz Quarz auch immer 2x 22pF dran bei AVR o.ä. Wenn es genau werden muß, kommt einen 1x 10-40pF Trimmer statt des einen C dran. Macht aber nur Sinn, wenn man eine genauere Meßmöglichkeit hat und sich über Temperarurbereich und Temperaturkoeffizienten der Bauteile Gedanken gemacht hat. Also bei meinen Projekten praktisch nie. Gruß aus Berlin Michael
Ich werfe mal die TI App-Note mal ins Rennen. https://www.ti.com/lit/an/swra372c/swra372c.pdf Die beiden C's bilden die Cl (Load-Kapazität) des Quarzes, die der Quarz-Hersteller, abhängig vom Quarz, sehen will. Meist liegt die Cl bei 20-30pF für die 0815-Quarze. In diesem Zusammenhang ist das Quarz-Kochbuch als pdf im Netz lesenswert. Markus Nachtrag, auch noch: https://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00826a.pdf und https://www.qsl.net/dk1ag/buch.html
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Ich nehme bisher auch 2x22pF. Bei neuen Projekten nehme ich aber fertige Oszillatoren. Die laufen stabiler und sind störunempfindlicher.
Nach ein Link, mit Infos zu dem o.g. Problem. https://www.axtal.com/cms/iwebs/download.aspx?id=87532 Markus PS.: Das PDF zum Quarz-Kochbuch finde ich im Netz nicht mehr. Habe es doch noch gefunden. https://www.axtal.com/cms/iwebs/download.aspx?id=87538
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Peter D. schrieb: > Bei neuen Projekten nehme ich aber fertige Oszillatoren. Die laufen > stabiler und sind störunempfindlicher. Genau. Ein Quarz statt Quarzoszillator nur dann, wenn es wg. Batterie- bzw. Akkubetrieb erforderlich ist.
Ingo L. schrieb: > Richtig, sie erzeugen ihren genauen Takt aus dem Rauschen im Äther. Keinesfalls. Der interne Taktgenerator ist inzwischen längst hinreichend genau für die allermeisten Zwecke. Die Quarz-Verwendung scheint bei manchem Spezialisten hier der Kategorie "Ham wa schon immer so gemacht" zu sein :)
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Martin W. schrieb: > Der interne Taktgenerator ist inzwischen längst hinreichend > genau für die allermeisten Zwecke. Naja, „für die allermeisten Zwecke“ wage ich zu bezweifeln. Für UART i.d.R. immer noch zu ungenau, und für Zeitmessung etc. erst recht.
Michael U. schrieb: > Die Nennfrequenz ist sicher intressant, wenn man eine freilaufende > Quarzuhr bauen will. Du kannst aber auch davon ausgehen, dass zumindest im Mittel ein Quarz bei seiner Nenn-Lastkapazität die größte Wahrscheinlichkeit hat, genau zu sein. Oder anders herum: wenn er (einigermaßen) genau ist, dann hat er auch das sicherste Anschwingverhalten. Schon daher sollte man sich bemühen, die Lastkapazität halbwegs im Sollbereich zu halten, selbst wenn einem die exakte Frequenz nicht so wichtig ist.
H.Joachim S. schrieb: > Wer anfängt Platinen-/Leiterbahnkapazitäten einzurechnen hat eh ein > Design/Verständnisproblem. Wer sowas beruflich macht, der schickt ein Exemplar seiner Leiterplatte zum Quarzhersteller. Der legt dann die Mittenfrequenz fest, auf die der Quarz geschliffen wird damit er in der Applikation auf Nennfrequenz schwingt, sowie die Lastkapazitäten und die Treiberleistung (die "fuse bits" im Controller bzw bei Motorola der Serienwiderstand) für optimale Anschwingreserve. Und ja, die Quarzhersteller messen die Anschwingreserve statt mit Schätzwerten zu rechnen.
Michael U. schrieb: > Mal die Abweichungen betrachten und sich fragen, wo > eine Abweichung auf z.B. 16,000010 MHz real stört. Das wäre gerade einmal eine Abweichung von 0,625 ppm – selbst mit TCXO nur schwer zu schaffen. Ein nicht datenblattgerecht belasteter Quarz kann leicht um 1.000 ppm, also 0,1 %, in der Frequenz abweichen. Das wären dann schon mal 16,010 statt 16,000 MHz. Nutzt man bekanntlich z.B. im Amateurfunk absichtlich zum „Ziehen“ der Frequenz mit Drehko/C-Trimmer aus.
Markus W. schrieb: > Ich werfe mal die TI App-Note mal ins Rennen. > https://www.ti.com/lit/an/swra372c/swra372c.pdf > > https://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00826a.pdf > https://www.qsl.net/dk1ag/buch.html > https://www.axtal.com/cms/iwebs/download.aspx?id=87532 > https://www.axtal.com/cms/iwebs/download.aspx?id=87538 Vielen Dank für die Links, werde ich mir in Ruhe ansehen. Jörg W. schrieb: > Schon daher sollte man sich bemühen, die Lastkapazität halbwegs im > Sollbereich zu halten, selbst wenn einem die exakte Frequenz nicht so > wichtig ist. Genau das dachte ich auch, und war u.a. die Motivation für diesen Thread. Ich werde in Zukunft fertige Quarzoszillatoren einsetzen, auch wenn die ein Vielfaches eines einzelnen Quarzes kosten. Für die vernünftige Dimensionierung der Last-Cs fehlen mir einfach zu viele Informationen bzw. derzeit noch die Messmöglichkeiten.
Johannes F. schrieb: > Da kommt dann die Frage auf: warum bis 33 pF? Kann die interne > Oszillatorschaltung nicht mehr kapazitive Last treiben? Weil das zu den gängigen Quarzen passt. Zu große Kondensatoren senken die Frequenz ab, viel zu große machen den Oszillator instabil, und viiiiiieeeeeeel zu große legen ihn ganz lahm.
Martin W. schrieb: > Der interne Taktgenerator ist inzwischen längst hinreichend > genau für die allermeisten Zwecke Bei bestimmten Modellen. Diese Aussage nützt dem TO aber gar nichts, wenn er ein anderes Modell verwendet. Wenn du eine Uhr bauen willst, oder ein Gerät, dass in einem weiten Temperaturbereich stabil laufen muss (z.B. wegen UART), wirst du mit deinem neuartigen R/C Oszillator ebenfalls nicht glücklich.
Steve van de Grens schrieb: > Wenn du eine Uhr bauen willst, oder ein Gerät, dass in einem weiten > Temperaturbereich stabil laufen muss (z.B. wegen UART), wirst du mit > deinem neuartigen R/C Oszillator ebenfalls nicht glücklich. Für UARTs sind Keramik-Resonatoren ein guter Kompromiss. Da sind die Kondensatoren gleich integriert und sie sind nicht so anspruchsvoll vom Anschwingverhalten. Und es sind 2 bis 3 Bauteile weniger und entsprechend weniger Fläche und dadurch nochmal unempfindlicher.
Bauform B. schrieb: > Für UARTs sind Keramik-Resonatoren ein guter Kompromiss. Leider gibt es die m.W.n. nur mit „glatten“, aber keinen „Baudratenfrequenzen“ wie z.B. Vielfachen von 3,6864 MHz (wer eine Bezugsquelle kennt, bitte schreiben!) – was die Verwendung mit UART wieder problematisch macht, falls man auf Standard-Baudraten angewiesen ist.
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Johannes F. schrieb: > Leider gibt es die m.W.n. nur mit „glatten“, aber keinen > „Baudratenfrequenzen“ wie z.B. Vielfachen von 3,6864 MHz (wer eine > Bezugsquelle kennt, bitte schreiben!) Hat jeder ordentliche Katalogdistri, auch mit doppelter oder vierfacher Frequenz. https://www.digikey.de/de/products/filter/resonatoren/174?s=N4IgjCBcoExgrABiqAxlAZgQwDYGcBTAGhAHsoBtEAZgDoA2ADnoAIBZACQC8QS6n23XjQYBOQTxIB2WtSkThMudQUkwAFlpT1q8Ju2tOkvVvgKAuiQAOAFyggAqgDsAljYDyGNgSx4ArgBOBCAAviQAtDAoIOiQNgF%2BxGSUIPAg5iGZQA
Johannes F. schrieb: > Leider gibt es die m.W.n. nur mit „glatten“, aber keinen > „Baudratenfrequenzen“ wie z.B. Vielfachen von 3,6864 MHz (wer eine > Bezugsquelle kennt, bitte schreiben!) – was die Verwendung mit UART > wieder problematisch macht, falls man auf Standard-Baudraten angewiesen > ist. Für Baudraten nutze ich meist 18.432 MHz. Damit lassen sich die klassischen Bitraten ganzzahlig erzeugen. Die sind problemlos verfügbar: https://www.murata.com/en-eu/search/productsearch?cate=cgsubResonators&partno=cstne*v*l
https://no.rs-online.com/web/p/ceramic-resonators/1062878 https://www.reichelt.de/smd-resonator-3-58-mhz-cstcc-3-58-p42486.html?&trstct=pos_1&nbc=1 https://www.tme.eu/de/details/cstcr7m37g53-r0/keramikfilter-und-resonatoren-smd/murata/
H. H. schrieb: > Hat jeder ordentliche Katalogdistri, auch mit doppelter oder vierfacher > Frequenz. > > https://www.digikey.de/de/products/filter/resonatoren/174?s=N4IgjCBcoExgrABiqAxlAZgQwDYGcBTAGhAHsoBtEAZgDoA2ADnoAIBZACQC8QS6n23XjQYBOQTxIB2WtSkThMudQUkwAFlpT1q8Ju2tOkvVvgKAuiQAOAFyggAqgDsAljYDyGNgSx4ArgBOBCAAviQAtDAoIOiQNgF%2BxGSUIPAg5iGZQA Jörg W. schrieb: > https://www.tme.eu/de/details/cstcr7m37g53-r0/keramikfilter-und-resonatoren-smd/murata/ OK danke, dann muss ich meinen „Horizont“ wohl mal auf andere Händler/Distributoren ausweiten … bisher immer nur Reichelt oder Conrad … Dachte immer, dass die meisten größeren Distris nur Geschäftskunden beliefern.
Reichelt hat halt nur 3.68 MHz, TME zumindest 7.32 (14.7 haben sie zwar in der Liste, aber nur 2000 Stück auf Bestellung …). Ansonsten hier im Markt-Forum gucken, es findet sich immer mal wieder jemand, der eine Mouser-Sammelbestellung durchzieht.
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Aber mittlerweile macht man doch UART sowieso 1 MBaud :-) (oder bei meinem RockPi 4 jetzt 1.5 MBaud).
Jörg W. schrieb: > Ansonsten hier im Markt-Forum gucken, es findet sich immer mal wieder > jemand, der eine Mouser-Sammelbestellung durchzieht. Bei Mouser hab ich auch gerade geschaut: https://www.mouser.de/c/passive-components/frequency-control-timing-devices/resonators/ Werde vielleicht dort mal bestellen bei Gelegenheit. Vielen Dank für die Tipps. :-)
Martin W. schrieb: > Die Quarz-Verwendung scheint bei > manchem Spezialisten hier der Kategorie "Ham wa schon immer so gemacht" > zu sein :) Bei den alten P80C31 und Nachfolger (AT89C51) hatte ich auch nie Probleme gehabt. Daß sich Quarze zickig anstellen, ist mir erst bei den späteren ATmega aufgefallen, wo der Full-Swing-Mode wegrationalisiert wurde. Mit dem Oszi ist auch schön zu sehen, daß am Quarz nur wenige 100mV anliegen statt V_pp = 5V bei den alten MCs. Und beim ATmega328PB sind 20MHz mit Quarz gar nicht mehr erlaubt, die 20MHz gehen nur noch mit Quarzoszillator.
Ich habe bei Mouser gekuckt: Keramik hat etwa gleichen Preis wie Quarz. Zwei Kondensatoren kosten 1 bis 2 Cent. Da Quarz viel genauer als Keramik, hat Keramik offensichtlich wenig Sinn.
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Johannes F. schrieb: > Da steht auch nicht mehr, als ich schon eingangs geschrieben hatte. > Und es wird ebenfalls CL = 32 pF als Beispiel gewählt und man kommt auf > C = 59 pF. Was in keiner Schaltung so vorkommt. Du sagst du findest kein Beispiel wo der Wert ungefähr deinem Ergebnis entspricht. Ich gebe dir ein solches Beispiel. Du sagst was soll ich damit da kommt das gleiche raus wie bei mir aber das kommt in keiner Schaltung vor. Hast du Pech beim Denken?
Maxim B. schrieb: > Da Quarz viel genauer als Keramik, hat Keramik offensichtlich wenig > Sinn. Nur, wenn der Preis dein einziges Kriterium ist. Es gibt aber noch weitere, bspw. die Anschwingzeit. Die ist bei den Keramikresonatoren aufgrund ihrer geringeren Güte sehr viel kürzer. Kann wichtig sein, wenn man alle nasenlang aus dem Sleep aufwachen will: dann ist die während der Anschwingzeit verbrauchte Energie nutzlos verplemperte.
Peter D. schrieb: > Bei den alten P80C31 und Nachfolger (AT89C51) hatte ich auch nie > Probleme gehabt. :-)) Damals hat auch EMV noch keinen interessiert. Der Quarz bekam 5 V auf die Mütze und gut ist. Drive level dependence interessiert bei der Größenordnung auch keinen mehr. > Mit dem Oszi ist auch schön zu sehen, daß am Quarz nur wenige 100mV > anliegen statt V_pp = 5V bei den alten MCs. > Und beim ATmega328PB sind 20MHz mit Quarz gar nicht mehr erlaubt, die > 20MHz gehen nur noch mit Quarzoszillator. Erlaubt ist es schon, aber der Hersteller gibt keine Empfehlung bezüglich der einzustellenden Treiberleistung (Fusebits). D.h. wenn man das macht, sollte man in jedem Fall die Oszillatorschaltung mit dem Quarzhersteller abstimmen. Der spezifiziert die Lastkapazitäten und die Einstellung der Fusebits. Das Datenblatt dient nur zur ersten Orientierung und liefert Werte, die für gängige Quarze bei mittleren Temperaturen meistens passen. Genauer kann Atmel das nicht machen, denn die kennen den im Einzelfall verwendeten Quarz nicht.
Dieter D. schrieb: > Du sagst du findest kein Beispiel wo der Wert ungefähr deinem Ergebnis > entspricht. Ich gebe dir ein solches Beispiel. Du sagst was soll ich > damit da kommt das gleiche raus wie bei mir aber das kommt in keiner > Schaltung vor. Hast du Pech beim Denken? Und wo ist dieses Beispiel? Die Rechnung ist die gleiche wie im Artikelabschnitt AVR-Tutorial: Equipment: Quarz, und dort stehen 2 × 22p im Schaltplan, obwohl das Ergebnis der Rechnung 59 pF lautet. Die Rechnung allein ist noch kein Beispiel einer Schaltung. Hast du Pech bei der Kommasetzung?
Naja, wenn ich jetzt mal nur bei Reichelt nach diesen 14,… MHz Quarzen suche, bekomme ich einen, der mit 32 pF Last angegeben ist und drei, die mit 16 pF angegeben sind. Wenn du einen der letzten drei nimmst, liegst du mit 22-pF-Kondensatoren ganz gut im Rennen. Man muss sich ja nun nicht gerade die mit den fettesten Lastkapazitäten aussuchen. Oft genug limitieren die MCU-Hersteller auch die maximale kapazitive Last an den Pins, schon deshalb sind Quarze, die weniger brauchen, praktikabler.
Soul E. schrieb: > :-)) Damals hat auch EMV noch keinen interessiert. Der Quarz bekam 5 V > auf die Mütze und gut ist. Das war aber deutlich besser bezüglich EMV. Es stand auch in den AVR Datenblättern, daß es ohne Full-Swing-Mode Probleme bezüglich EMV geben kann und die VCC besonders sauber sein soll. Bezüglich EMI sind die 5V auch kein Problem, da schön sauberer Sinus, d.h. kaum Oberwellen.
H.Joachim S. schrieb: > Ganz anders sieht es bei 32kHz-Quarzen aus - 6 oder oder 10pF können da > schon der Unterschied zwischen funktioniert und spinnt sein, da muss man > genauer schauen. Steve van de Grens schrieb: > Weil das zu den gängigen Quarzen passt. Zu große Kondensatoren senken > die Frequenz ab, -> Ich habe keine dran und meine Uhr läuft etwas langsam, 5min / Quartal. Uhrenquarz am Atmega 328 PDIP direkt an den Pins auf FR2 Lochraster. Hat mich auch mal interessiert, wie man das per Last-C korrigiert, aber die beiden Antworten verwundern mich...? Klaus.
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2023-03-22_15-58.png
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Klaus R. schrieb: > Uhrenquarz am Atmega Die gängigen 32 kHz Uhrenquarze sind für geringe Lastkapazitäten ausgelegt, als die bisher diskutierten Quarze im MHz Bereich. Da reichen mit etwas Glück schon die Kapazitäten der Leiterbahnen und im IC. Hier z.B. 10 pF: https://www.reichelt.de/mini-uhrenquarz-32-768-khz-10-ppm-3x8-mm-tc38-0-032768-p1089.html
...ok, würde aber bedeuten, dass 2x2 Lötpunkte auf Lochraster schon so viel mehr C haben, dass Klaus R. schrieb: > Zu große Kondensatoren senken >> die Frequenz ab, greift? Das kann ich mir iwie kaum vorstellen da der Quarz ja bei den üblichen Designs noch "entfernter" ist. Vll kann ich die Frequenz ja mit Oszi und Spule testhalber "lastfrei abgreifen". Klaus.
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Steve van de Grens schrieb: > Da reichen > mit etwas Glück schon die Kapazitäten der Leiterbahnen und im IC. Die ATmega48A usw. schalten intern Kondensatoren hinzu (siehe Anhang). Ich hab mal den Fehler gemacht, den ATmega48A auch noch eine Mulitplexanzeige treiben zu lassen. Im Power-Save lief die interne RTC schön genau. Aber mit Anzeige ging sie 1min/d vor. Ein externer RTC-Chip mit eingebautem Quarz hat schon seine Vorteile.
Klaus R. schrieb: > ...ok, würde aber bedeuten, dass 2x2 Lötpunkte auf Lochraster schon so > viel mehr C haben ... Die Schlussfolgerung ist nicht richtig. Dein Quarz lief zu langsam, nicht alle Quarze der Welt. Das kann auch an der Materialqualität liegen. Es kann auch sein, dass dein Oszillator mangels passender Kondensatoren instabil schwingt. > Vll kann ich die Frequenz ja mit Oszi und Spule > testhalber "lastfrei abgreifen". Die meisten Mikrocontroller können die Frequenz auf einem Pin ausgeben.
Peter D. schrieb: > Ein externer RTC-Chip mit eingebautem Quarz hat schon seine Vorteile. In der Tat. Auch wenn man die interne RTC benutzen will, lohnt sich ein externer 32kHz-Oszillator, z.B. der OM-7604-C7. Der braucht bei normalen Temperaturen 1µA und ist nicht größer als ein Quarz. Wenn das noch zu groß ist: OM-7605-C9, 1.6 x 1.0 x 0.6mm.
Stefan F. schrieb: > Klaus R. schrieb: >> ...ok, würde aber bedeuten, dass 2x2 Lötpunkte auf Lochraster schon so >> viel mehr C haben ... > > Die Schlussfolgerung ist nicht richtig. Dein Quarz lief zu langsam, > nicht alle Quarze der Welt. Das kann auch an der Materialqualität > liegen. Es kann auch sein, dass dein Oszillator mangels passender > Kondensatoren instabil schwingt. ...oder er wurde falsch ausgewählt. Jeder Quarz ist für eine bestimmte Lastkapazität ausgelegt, und wenn die schon durch Controller und Leiterbahnen überschritten wird, dann passt das nicht. Auch wenn Bauform und Frequenz im Katalog erstmal ok sind. Bei größeren Serien sollte man die Auswahl und Auslegung dem Quarzhersteller überlassen. Für Bastler machen die das leider nicht, da hilft manchmal nur trial & error.
Soul E. schrieb: > Für Bastler machen die das leider nicht, da > hilft manchmal nur trial & error. Eine praktikable Methode wäre wohl, einfach die Frequenz per Fuse-Einstellung an dem entsprechenden Clock-Output-Pin ausgeben zu lassen (bzw. ein Pin in Software zu togglen, mit entspr. Teilungsverhältnis), mit hinreichend genauem Frequenzzähler (mit DCF-Normal etc.) zu messen, und dann einfach per Variation der Lastkapazität die Frequenzabweichung zu minimieren. Die damit empirisch erhaltene Kapazität dürfte dann ja auch gleichzeitig das zuverlässigste Schwingverhalten sicherstellen. Man braucht halt nur ein Messmittel mit besserer Genauigkeit als der des Quarzes.
Johannes - dir ist aber schon klar, dass die bereits auf der Platine vorhandenen 10pF von den empfohlenen 32pF abzuziehen sind?
Johannes F. schrieb: > Wenn ich den üblichen Wert C_L = 32 pF einsetze sowie > C_Leiterbahnen+C_µC-Pins = 10 pF
Wolfgang H. schrieb: > Johannes - > dir ist aber schon klar, dass die bereits auf der Platine vorhandenen > 10pF von den empfohlenen 32pF abzuziehen sind? Wolfgang – dir ist aber schon klar, dass die beiden Kondensatoren vom Quarz aus gesehen in Reihe liegen und deshalb *den doppelten Wert von C_L* abzüglich der Streu-/Pinkapazitäten haben müssen? Siehe die Gleichung ganz oben in meinem Eröffnungsbeitrag.
Hallo, bei der externen Soundkarte Xonar U7 gab es das Problem, dass sie irgendwann im kalten Zustand nicht mehr ging. Wenn man sie im Winter eine Zeitlang auf den Heizkörper gelegt hatte, ging sie wieder. Nun haben Leute herausgefunden, dass, wenn man die Kondensatoren für den Quarz entfernt, die Soundkarte wieder problemlos läuft. Meine Soundkarte hatte dieses Problem auch und ich habe gestern mal nur einen Kondensator entfernt. Das hat aber gereicht, nun geht sie wieder. Also selbst bei Profis kann es passieren, dass sie einen ungünstigen Wert für die Kondensatoren auswählen. MfG egonotto
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...krass, da muss man erstmal hinter kommen! Klaus.
Manfred L. schrieb: > Also selbst bei Profis kann es passieren, dass sie einen ungünstigen > Wert für die Kondensatoren auswählen. Naja, die C-Werte, die sich entsprechend der Lastkapazität des Quarzes ergeben, sind halt das eine. Die maximale Lastkapazität, die insbesondere der Ausgang des Oszillators zu treiben in der Lage ist, ist das andere. Insofern tut man gut daran, sich keinen Quarz auszusuchen wie im Beispiel des Eingangspostings, bei dem man dann heftige 56 pF an die Pins pappen müsste, um dessen Nominallast zu erreichen, sondern lieber einen, der auf viel weniger Last-C ausgerichtet ist. Auch, wenn in den AVR-Datenblättern nichts explizit als "nicht mehr als XXX pF" genannt ist, wenn da eben bei den Oszillatoreinstellungen ein Bereich von 12 … 22 pF genannt ist, dann verbietet sich damit ein Quarz, der 56 pF benötigen würde.
Jörg W. schrieb: > wenn da eben bei den > Oszillatoreinstellungen ein Bereich von 12 … 22 pF genannt ist In der Application Note AVR042 https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/atmel-2521-avr-hardware-design-considerations_applicationnote_avr042.pdf steht wiederum »For the standard high frequency crystals, the recommended capacitor value range is in the range of 22pF - 33pF.« Wenn man beide Vorgaben erfüllen will, muss man sich also wohl Quarze suchen, die mehr oder weniger genau C_L = (22 pF + C_Streu + C_µC-Pins) / 2 sehen wollen, was maximal(!) C_L = (22 pF + 10 pF) / 2 = 16 pF ergibt, wenn man den Maximalwert 10 pF aus der Application Note einsetzt.
Naja, solange man irgendwo in dem Bereich bleibt, geht das sicher. Die 56 pF aus dem Ausgangsbeispiel halte ich nur bereits für arg grenzwertig. Einen solchen Quarz würde ich persönlich eher nicht nehmen.
Okay, zu dem Schluss bin ich nun auch gekommen. Werde Quarze künftig nicht mehr bei Reichelt bestellen (dort gibt es die meisten bedrahteten Quarze nur mit Angaben von 20 pF aufwärts). Suche mir gerade bei Mouser welche zusammen mit 10 … 16 pF. A propos, haben diese früher üblichen größeren Quarze im HC-18-Gehäuse eigentlich irgendwelche Vorteile gegenüber den heutzutage verbreiteteren kleinen Bauformen a la HC-49/U? Es müsste ja Gründe geben, die das große Gehäuse rechtfertigen, sodass die noch hergestellt werden, oder?
Johannes F. schrieb: > A propos, haben diese früher üblichen größeren Quarze im HC-18-Gehäuse > eigentlich irgendwelche Vorteile gegenüber den heutzutage verbreiteteren > kleinen Bauformen a la HC-49/U? Sie könnten im Prinzip eine höhere Güte haben. Ob sie's auch tatsächlich haben, wäre dann aber die erste Frage und die zweite, ob das für dich irgendeinen Nutzen hätte. ;-)
Die Güte ist bei den großen Bauformen besser. Für uC-Anwendungen ist das aber egal.
OK, vielen Dank. Ich habe nun bei Mouser einige (bedrahtete) Typen von IQD mit C_L-Werten von 10..15 pF herausgesucht. Falls jemand Interesse hat:
1 | mouser.de-Best.-Nr. f/MHz CL/pF |
2 | 449-LFXTAL033206BULK 4 15 |
3 | 449-LFXTAL030431BULK 7.3728 10 |
4 | 449-LFXTAL031818BULK 8 12 |
5 | 449-LFXTAL017907BULK 10 12 |
6 | 449-LFXTAL054686BULK 16 12.5 |
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