Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Quarzoszillator mit 74HCT00 nicht stabil


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von Andreas S. (bastelmax)


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Ich habe vor Jahren die gleiche Schaltung mit einen 74LS00
und einen 12 MHz Quarz aufgebaut - keine Probleme und am
Ausgang liegt die Quarzfrequenz sauber an.
Also so einfach geht es dann doch nicht - gleiche Schaltung wurde 1:1 
allerdings mit einen 74HCT00 zum Testen ausgelöteter Quarze aufgebaut.
Die Schaltung schwingt wild und keine sauberes Signal am Ausgang.
Meine Vermutung ist,es liegt an den HCT Typ - andere Schaltschwellen.
Meine Frage : hat schon jemand erfolgreich diese Schaltung mit einen
74HCT00 nach - / aufgebaut oder kann mir auf die Sprünge helfen ?

: Bearbeitet durch User
von Vanye R. (vanye_rijan)


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Das was du da machst ist grundsaetzlich kacke. Du brauchst 74HCU...


Vanye

von Andreas S. (bastelmax)


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Vanye R. schrieb:
> Du brauchst 74HCU...

Danke - wieder was gelernt.
Also "unbuffered" - die gibt es aber nich so einfach.
Ich muss mal schauen wo ich die bestellen kann.
Wenn nichts hilft,muss ich ein paar 74LS00 wie damals
beschaffen (damit lief die Schaltung ja).

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Aus den 4000ern gibts auch UB-Typen, und die sind gängiger.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Wenn nichts hilft,muss ich ein paar 74LS00 wie damals
> beschaffen (damit lief die Schaltung ja).

Du wirst es vermitlich auch mit HC ans laufen bekommen. Die Frage ist 
nur, ueber den gesamten industriellen Temperaturbereich? Bei jeder 
Temperatur auch anschwingend? Fuer irgendwas auf dem Basteltisch waer 
ich da pragmatisch, bei Dingen die danach in Stueckzahlen verkauft 
werden eher nicht.

Und du kannst ja auch den eigentlichen Oszilato diskret machen und da 
noch eine Buffer hinter. Oder du bist ganz pragmatisch und kaufst 
einfach einen fertigen Oszillator in der Dose wie heute die meisten.

Vanye

von Michael B. (laberkopp)


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Andreas S. schrieb:
> Die Schaltung schwingt wild und keine sauberes Signal am Ausgang

Versorgungsspannung nicht aalglatt und super abgeblockt.

Diese Oszillatoren sind superkritisch, halten sie doch über die 4k7 die 
Gatter im analogen Umschaltbereich.

Das wiederum führt zu maximaler Stromaufnahme der CMOS Gatter, oft 
schlechter als ein 74LS.

Diese Oszillatoren waren schon früher Murks und sind heute nicht besser. 
Halt das Ergebnis wenn ein Digitalmensch sich an Analogelektronik 
versucht.

Es gibt haufenweise fertige Oszillatoren, teils frequenzprogrammierbar.

von Thomas U. (charley10)


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Michael B. schrieb:
...
...
>
> Diese Oszillatoren waren schon früher Murks und sind heute nicht besser.
> Halt das Ergebnis wenn ein Digitalmensch sich an Analogelektronik
> versucht.
>
> Es gibt haufenweise fertige Oszillatoren, teils frequenzprogrammierbar.

Wollte DAS der TO?

von Andreas S. (bastelmax)


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Also noch einmal danke an Alle !
Wen dass ein neues Projekt wäre, würde ich einen fertigen
Oszillator in SMD nehmen.
Mir geht es einfach darum Restbestände die so noch vorhanden sind zu
nutzen.
Irgendwann hat man dann soviel Zeugs in seiner "Bastelkiste" das man
den Überblick verliert.
Ein paar 74LS00 extra zu bestellen lohnt nur,wenn man zusätzlich
noch etwas anderes braucht (das ist aber derzeitig bei mir nicht der 
Fall).
Ich werde dann wohl doch Plan B nehmen und ein paar 74LS00 organisieren.

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Hunderttausende Arcadeplatinen takten zuverlässig mit 74LS04 oder 
74U04...

HC Logik nimmt man da nirgends.

von Georg M. (g_m)


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von Andreas S. (bastelmax)


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Wolfgang R. schrieb:
> HC Logik nimmt man da nirgends

Gegenfrage : gab es diese schon in den 70er / 80er ?

Da lag ich mit meiner Vermutung richtig ...
Auch die Schaltung mit den 74LS00 war damals Standard.
"Unbuffered" konnte ich bis jetzt noch nicht finden
und werde daher wohl bei den 74LS00 bleiben

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)



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Hier im Anhang sind viele Beispiele von Quarzoszillatoren.
Such dir den besten aus. Man braucht sich nicht nur an
eine einzige Schaltung klammern. Ich baue immer gerne
den rauscharmen 4MHz Quarzoszillator mit Transistor auf.

von Clemens L. (c_l)


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Andreas S. schrieb:
> "Unbuffered" konnte ich bis jetzt noch nicht finden

74LVC2GU04, SN74LVC2GU04

Wenn es DIP sein muss: SN74HCU04, CD74HCU04, MC74HCU04, MM74HCU04

Für einen Pierce-Oszillator gibt es integrierte Treiber wie den 
(SN)74LVC1GX04.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> 74LVC2GU04, SN74LVC2GU04

Genau. Warum nicht einfach mal was aktuelles verwenden und nicht diesen 
Opaschroenz? :-D

Einmal eine Rolle von den Singlegattern und man hat bis zum Tod 
ausgesorgt. Oder notfalls nur einmal 100Stk kaufen.

Vanye

von (prx) A. K. (prx)


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Andreas S. schrieb:
> Gegenfrage : gab es diese schon in den 70er / 80er ?

Die 74HC waren in den 80ern bereits verbreitet.

von Peter D. (peda)


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Wolfgang R. schrieb:
> Hunderttausende Arcadeplatinen takten zuverlässig mit 74LS04 oder
> 74U04...

Weil da auch niemanden interessiert, wie stabil die Frequenz ist. Sobald 
da irgendwas schwingt, läuft das Spiel.

Aber z.B in einem Meßgerät wirst Du niemals diese Schrottschaltung 
finden.

Sehr gute Erfahrungen habe ich mit der Colpits-Schaltung mit BJT in 
Kollektorschaltung gemacht. Steht stabil, wie ne 1000-jährige Eiche.

https://www.axtal.com/cms/iwebs/download.aspx?id=87532

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Peter D. schrieb:
> Weil da auch niemanden interessiert, wie stabil die Frequenz ist.

Die Oszillatorfrequenz geht direkt in HSYNC und VSYNC ein. Das will da 
niemand, dass das Bild wabert... Das ist natürlich keine 
Referenzfrequwnz für Messanwendungen, aber es funktioniert stabil!

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Aber z.B in einem Meßgerät wirst Du niemals diese Schrottschaltung
> finden.

Korrekt! Aber ab da wird es eine Kunst je nachdem was man noch fuer 
Randparameter hat und das wird dann in der Regel auch nicht mehr
in Foren diskutiert. .-)

Vanye

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wikipedia nennt "Das große Quarzkochbuch" als Quelle:
https://www.axtal.com/Deutsch/Support/Quarzkochbuch/DASGROSSEQUARZKOCHBUCH/
Kapitel 6 Seiten 16-19 ist der Pierce-Oszillator beschrieben. Leider ist 
kein direkter Link möglich, das PDF landet erst mal auf der Festplatte.

"Oft neigen die linearisierten Gatter auch zu unkontrollierten wilden 
Schwingungen"

von Cartman E. (cartmaneric)


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H. H. schrieb:
> Aus den 4000ern gibts auch UB-Typen, und die sind gängiger.

Das muss aber ein besonders glücklicher 12 MHz Quarz sein, wenn der
mit unbuffered 4000er CMOS bei 5 V Betriebsspannung schwingt.

von H. H. (hhinz)


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Cartman E. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Aus den 4000ern gibts auch UB-Typen, und die sind gängiger.
>
> Das muss aber ein besonders glücklicher 12 MHz Quarz sein, wenn der
> mit unbuffered 4000er CMOS bei 5 V Betriebsspannung schwingt.

Hat man auch mit 16MHz noch in Serie so gebaut, allerdings mit nur einem 
Gatter.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Vanye R. schrieb:
> Und du kannst ja auch den eigentlichen Oszilato diskret machen und da
> noch eine Buffer hinter.

Zwei BC_Irgendwas, die Schaltung müsste aus den 70er Jahren Funkschau 
stammen und hat klaglos gespielt.

von Jens G. (jensig)


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Andreas S. schrieb:
> Die Schaltung schwingt wild und keine sauberes Signal am Ausgang.
> Meine Vermutung ist,es liegt an den HCT Typ - andere Schaltschwellen.

JA, aber auch an den fehlenden Abblock-Cs in unmittelbarer 
(elektrischer) Nähe ...

von Cartman E. (cartmaneric)


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Jens G. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Die Schaltung schwingt wild und keine sauberes Signal am Ausgang.
>> Meine Vermutung ist,es liegt an den HCT Typ - andere Schaltschwellen.
>
> JA, aber auch an den fehlenden Abblock-Cs in unmittelbarer
> (elektrischer) Nähe ...

Der würde wohl auch nicht helfen.

Haben HCTs nicht Eingänge mit eingebauter Hysterese?
Da gibt es dann keine linearen Bereiche, die sich als Verstärker
missbrauchen lassen.

Das invertierende HCT-Gatter will doch nur die parasitäre Kapazität
an seinem Eingang umladen. Das schwingt natürlich irgendwie auch.
Aber anders als gedacht.

von H. H. (hhinz)


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Cartman E. schrieb:
> Haben HCTs nicht Eingänge mit eingebauter Hysterese?

Es gibt solche, aber nicht bei HCT00.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Cartman E. schrieb:
>Haben HCTs nicht Eingänge mit eingebauter Hysterese?

Die haben eingangseitig TTL-Pegel, also 74LSxx,
und Ausgang 74HCxx Pegel.

von Cartman E. (cartmaneric)


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H. H. schrieb:
> Cartman E. schrieb:
>> Haben HCTs nicht Eingänge mit eingebauter Hysterese?
>
> Es gibt solche, aber nicht bei HCT00.

Der AHCT00 hat sie aber.

von Clemens L. (c_l)


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Cartman E. schrieb:
> Haben HCTs nicht Eingänge mit eingebauter Hysterese?

Seit 2022 haben SN74HC- und CD74HC-Chips ein bisschen Hysterese (weil 
die Eingänge der neuen Dies mit kleineren Strukturen sonst zu sehr zum 
Schwingen neigen würden).

https://mm.digikey.com/Volume0/opasdata/d220001/medias/docus/5337/PCN20211220002.1.pdf

https://e2e.ti.com/support/logic-group/logic/f/logic-forum/1190035/cd74hc04-there-is-hysteresis-in-the-chip-of-a-specific-lot

von Cartman E. (cartmaneric)


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Clemens L. schrieb:
> Cartman E. schrieb:
>> Haben HCTs nicht Eingänge mit eingebauter Hysterese?
>
> Seit 2022 haben SN74HC- und CD74HC-Chips ein bisschen Hysterese (weil
> die Eingänge der neuen Dies mit kleineren Strukturen sonst zu sehr zum
> Schwingen neigen würden).

Ja, dass macht auch das Fehlverhalten als Quarzoszillator plausibel.

von Michael B. (laberkopp)


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Cartman E. schrieb:
> dass macht auch das Fehlverhalten als Quarzoszillator plausibel.

Ich denke, der schwingt dann gar nicht mehr.

von Mani W. (e-doc)


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Andreas S. schrieb:
> Ich habe vor Jahren die gleiche Schaltung mit einen 74LS00
> und einen 12 MHz Quarz aufgebaut - keine Probleme und am
> Ausgang liegt die Quarzfrequenz sauber an.
> Also so einfach geht es dann doch nicht - gleiche Schaltung wurde 1:1
> allerdings mit einen 74HCT00 zum Testen ausgelöteter Quarze aufgebaut.

Und die anderen zwei Gatter hängen in der Luft, Abblockkondensator 
fehlt?

von Cartman E. (cartmaneric)


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Michael B. schrieb:
> Cartman E. schrieb:
>> dass macht auch das Fehlverhalten als Quarzoszillator plausibel.
>
> Ich denke, der schwingt dann gar nicht mehr.

Der dominante Anteil der Rückkopplung einer Oszillatorschaltung
bestimmt wesentlich das Schwingverhalten. Eine Hysterese lässt nun
gewissermassen einen zweiten Relaxationsoszillator entstehen.
Die Hysterese mag zwar sehr klein sein, aber dennoch ausgesprochen
wirksam, wie man am Ergebnis sieht.

von Mani W. (e-doc)


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Das größte Übel liegt an offenen Eingängen unbenutzter Gatter und
fehlenden Stützkondensatoren (Abblockkondensatoren)...

von Andreas S. (bastelmax)


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Mani W. schrieb:

> Und die anderen zwei Gatter hängen in der Luft, Abblockkondensator
> fehlt?

Eingänge der Restgatter sind auf 5V gelegt - hängen daher nicht in der 
Luft.
Abblockkondensatoren sind vorhanden (100nF am IC) und noch ein Elko
in der 5V Versorgung.
Ich habe zum Testen einige 74LS00 bestellt und werde sehen wie die sich 
verhalten.
Es kann auch sein,dass ich einfach mit den jetzigen IC Pech habe
(China Fake ?).

von Clemens L. (c_l)


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Andreas S. schrieb:
> Es kann auch sein,dass ich einfach mit den jetzigen IC Pech habe

Kannst du uns seine genaue Bezeichnung verraten?

von Andreas S. (bastelmax)


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Clemens L. schrieb:
> Kannst du uns seine genaue Bezeichnung verraten?

siehe Foto anbei.
Die 74HCT00 sind noch im Gurt - betreffs ESD habe ich durch die
Abdeckung fotografiert.
Ersatz 74LS00 sind noch nicht eingetroffen, ich werde aber
weiter berichten.

von H. H. (hhinz)


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Andreas S. schrieb:
> siehe Foto anbei.

Keine Fälschungen.

von Andreas S. (bastelmax)


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H. H. schrieb:
> Keine Fälschungen.

Kleine Frage : welche Merkmale sind für eine Fälschung relevant ?

von Manfred P. (pruckelfred)


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H. H. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> siehe Foto anbei.
> Keine Fälschungen.

Wem gehört denn dieses Hersteller-Logo?

von H. H. (hhinz)


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Andreas S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Keine Fälschungen.
>
> Kleine Frage : welche Merkmale sind für eine Fälschung relevant ?

Ich sehe das einfach, kann es nicht detailliert beschreiben.


Manfred P. schrieb:
> Wem gehört denn dieses Hersteller-Logo?

Nexperia.

Beitrag #7875432 wurde vom Autor gelöscht.
von Old P. (Firma: nix) (old-papa)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wikipedia nennt "Das große Quarzkochbuch" als Quelle:
> https://www.axtal.com/Deutsch/Support/Quarzkochbuch/DASGROSSEQUARZKOCHBUCH/

Oder auf meiner Datenhalde als komplette PDF:
https://www.old-papa.eu/Dokumente/Quarzkochbuch.pdf

Old-Papa

von Thorsten S. (thosch)


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Mal ehrlich: Warum soll man sich das Theater mit einer selbstgestrickten 
Oszillatorschaltung für diskrete Quarze heute noch antun?

Einfach einen integrierten Quarzoszillator nehmen und es gibt keine 
Probleme.
Keine Anschwingprobleme in der Kälte, kein Theater mit Lastkapazität, 
Schwingreserve und Quarzbelastung.
Der Oszillatorhersteller hat schon alles passend dimensioniert 
zusammengebaut und das Teil funktioniert einfach, zuverlässig und genau.

von Old P. (Firma: nix) (old-papa)


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Thorsten S. schrieb:
> Mal ehrlich: Warum soll man sich das Theater mit einer selbstgestrickten
> Oszillatorschaltung für diskrete Quarze heute noch antun?

Vielleicht um was dabei zu lernen?

> Einfach einen integrierten Quarzoszillator nehmen und es gibt keine
> Probleme.
> Keine Anschwingprobleme in der Kälte, kein Theater mit Lastkapazität,
> Schwingreserve und Quarzbelastung.
> Der Oszillatorhersteller hat schon alles passend dimensioniert
> zusammengebaut und das Teil funktioniert einfach, zuverlässig und genau.

Wobei "genau" bei den (billigen) Dingern auch relativ ist. Es gibt 
genaue, doch nicht für Appel und Ei beim Ali....

Old-Papa

von Johann K. (klammerj)


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Mir wurde da mal der CD 4007 empfohlen. unbuffered, CMOS 
ein/ausgangslevel.

von Thorsten S. (thosch)


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Beim Ali kauft man sowas ja auch nicht. Ich kaufe meine Teile bei 
Mouser, Digi-Key oder notfalls auch mal bei Reichelt. Und bei modernen 
SMD CMOS Quarzoszillatoren etwas zu bekommen, was ungenauer als 50 ppm 
ist, da muß man sich schon richtig Mühe geben...
Oft gibts die noch wesentlich genauer.

von Thorsten S. (thosch)


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Old P. schrieb:
> Vielleicht um was dabei zu lernen?

Ja, aber dann würde ich mit 'nem Transistor einen Colpitts-Oszillator 
bauen und nicht mit Logikgattern einen Pierce-Oszillator.

von Old P. (Firma: nix) (old-papa)


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Thorsten S. schrieb:
> Old P. schrieb:
>> Vielleicht um was dabei zu lernen?
>
> Ja, aber dann würde ich mit 'nem Transistor einen Colpitts-Oszillator
> bauen und nicht mit Logikgattern einen Pierce-Oszillator.

Genau diese Erfahrung wird er machen, also was lernen....

Old-Papa

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