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Quarzoszillator dimensionieren
Gast
#455316
Hallo, wir müssen einen 100kHz-Quartzoszillator bauen, aber ich hab keine Ahnung wie man den dimensioniert... Unser Lehrer hat uns eine Schaltung mit 2 NANDs, 4R und 3C gegeben, jedoch ist die für ein 1MHz Quarz... Kann ich die Größen so lassen oder muss ich die neu dimensionieren, und wenn nein, wie? danke
Gast
#455347
Ohne die Schaltung kann man dazu nur sagen: Ja,es muss auf jeden Fall neu dimensioniert werden.An mindestens einer Stelle formen die R und C nähmlich ein Zeitglied (Kondensator lädt/entlädt sich über einen Widerstand). Am NAND sind dann wahrscheinlich die 2 Eingänge verbunden und am Ausgang befindet sich eine R-C-Kombi die den invertierten Ausgangspegel nach einer Verzögerungszeit t an das zweite NAND übergibt wo sich das Spiel wiederholt.An einem der Ausgänge kann man dann z.B. einen Schmitttrigger dranhängen an dessen Ausgang man dann UNGEFÄHR die berechnete Frequenz abgreifen kann.Um genau auf den gewünschten Wert zu kommen ist dann allerdings ein Poti anstatt eines Widerstands nötig,mit dem nachgeregelt werden kann. Das ganze ist dann übrigens kein Quarzosszillator,da eben jenes Bauelement nicht in der Schaltung benötigt wird.Für einen Quarzosszillator ist mindestens eine Verstärkerschaltung(OPV) und ein Filter nötig.
Gast
#455348
Und Quarzoszillatoren dimensioniert man in Längeneinheiten, denn da bestimmen die geometrischen Abmessungen die Frequenz.
Gast
#455440
Das ich n 100kHz-Quarz brauch ist mir auch klar ;) ja, so ähnlich sieht die Schaltung aus, bloß statt dem Poti ist da eine Ziehkapazität, die wird dann wohl für die genaue Regelung sein Ich hab die Schaltung mal angehängt... Statt dem Schmitt-Trigger haben die n NAND genommen, wird dann wohl so gehen, unser Lehrer kann dann ja nich meckern wenn nich, der hat uns das ja gegeben ;) Kann mir denn bitte einer erklären wie ich die Cs und Rs für 100kHz berechne, bzw. Formeln dafür geben? Thx
Angehängte Dateien:
Gast
#455444
Hallo, die Schaltung ist in durchaus üblich gewesen. Die NAND werden als "lineare" Verstärker betrieben, die Eingangsspannung wird mit dem Spannungsteiler in den verbotenen Bereich gelegt. Vermutlich schwingt sie auch ohne Änderungen mit einem 100kHz-Quarz an. Ob man die Schaltung sinnvoll berechnen kann, weiß ich nicht. Die konkreten Daten des NAND gehen stark in die Funktion ein. Man konnte auf diese Art ein 7400 durchaus als Kopfhörer-NF-Verstärker mißbrauchen... Gruß aus Berlin Michael
Gast
#455448
Hi, schau dir die SW mal an. Damit solltest du eigentlich deine Schaltung simulieren können. Mit der Studentenversion sollte es ausreichend sein. http://www.aplac.com/ Gruß
Gast
#455472
Thx, mit APLAC komm ich noch nich so zurecht, muss ich mir dann n anderes, mal angucken... Wenn Michael sagt, dass das so gehen müsste, mach ich das einfach mal so... Oder hat da jemand bedenken, dass das nich geht? ;) Normale Gatter sind so ziemlich das schlimmste, was man nem Quarz antun kann. Sie schwingen gerne auf alles mögliche, nur nicht auf der Quarzfrequenz. Und wenn doch, dann sind sie mindestens 2 Zehnerpotenzen unstabiler, als ne Transistorschaltung. In MC-Blockschalbildern ist zwar oft ein Digital-Inverter als Oszillatorsymbol gezeichnet, aber die sind speziell für den Analogbetrieb dimensioniert (niedrige Verstärkung, hohe Ausgangsimpedanz, interne Gegenkopplung). Nimm nen Transistor, anbei ne einfache Schaltung. Bei 100kHz mußt Du eventuell größere Kondis (100pF) nehmen. Peter
Gast
#455500
Hallo, ich weiß zwar nicht, wie sich heutige 100kHz-Quarze verhalten, früher waren die in einer Dreipunktschaltung nicht zum Schwingen zu überreden. Üblich war ein 2-Stufiger Verstärker mit dem Quarz im Rückkopplungszweig in Serienresonanz. Daß die Stabilität mit dem Mißbrauch der NAND-Gatter leidet, stimmt prinzipiell. Kommt aber drauf an, was man vorhat. Diese Schaltungen wurden selbst als Zeitbasis für Frequenz für Frequanzzähler oder als Eichpunktgeber benutzt, mit entsprechend geringeren Anforderungen an die Genauigkeit. CMOs-Gatter nehmen, die Widerstände so hoch wählen, daß der Quarz gerade noch sicher anschwingt, das nachfolgende Gatter macht die Sache lastabhängig genug. Ich bin mir jetzt nicht sicher, warum Schaltungen, die vor 30 Jahren schon gingen, heute ihren Zweck nicht mehr erfüllen sollen, wenn sie den gewünschten Anforderungen genügen. Gruß aus Berlin Michael
Gast
#455501
Hallo, als Nachtrag immernoch gut zu lesen das Quarzkochbuch: http://www.qsl.net/dk1ag/buch.html Gruß aus Berlin Michael
Gast
#455504
Stimmt ! Quarzkochbuch = BIBEL ! Immer wieder gerne her genommen. Gruß
Gast
#455513
Drum verwendete man zumindest früher dafür gerne "unbuffered CMOS", also CD4049UB/CD4069UB, heute mögen dafür die 74HCU04 zuständig sein. Das sind nämlich die von Peter erwähnten Varianten für den Analogbetrieb.
Gast
#455539
Also das soll schon für einen Frequenzzähler sein Muss also nicht ganz genau sein, hauptsache das schwingt, kann man ja mit der Kapazität einigermaßen einstellen... CMOS solln wir nicht verwenden, weiß ich jetzt auch nicht mehr genau weshalb Aber so wie die Schaltung jetzt ist, sollte der auch mit ca. 100kHz schwingen, oder? Mehr will ich ja gar nich ;) Michael U. wrote: > Ich bin mir jetzt nicht sicher, warum Schaltungen, die vor 30 Jahren > schon gingen, heute ihren Zweck nicht mehr erfüllen sollen, wenn sie den > gewünschten Anforderungen genügen. Sie sind heute nicht anders als damals, sie waren damals auch schon Mist. Ich hatte mir damals nen 8-stelligen Frequenzzähler (8*74192) gebaut und auch in gutem Glauben 2 7400-Gatter mitm 1MHz Quarz verwuselt. Die letzten 3 Digits zappelten wie wild beim Messen atomuhrstabilisierter Zeilenfrequenz oder Pilotton. Dann den Transistor reingebaut und alle Digits standen wie in Stein gemeißelt. Peter
Gast
#456352
Hi NGB, schau dir evtl. mal LTspice/SwCADIII von Linear.com an. Scheint etwas einfacher zu sein und du solltest es damit simuliert bekommen. Gruß
Gast
#456362
Ein Quarz für 100 kHz ist anders aufgebaut, als einer für 1 MHz http://www.axtal.com/data/buch/Kap2.pdf der ähnelt eher den Uhrenquarzen auf 32 kHz.
Gast
#456471
Wenn der Oszillator auch in der Praxis genutzt werden soll, solltest du mal hier gucken: https://www.elektronik-fundgrube.de/ Unter Oszillatoren / TCXO findest du einen mit 12,8 MHz und 1ppm. Schmitt-Trigger/Komparator dahinter und mit 7 FF durch 128 teilen, fertig sind die 100kHz. Die Genauigkeit dürfte wesentlich besser als ein Selbstbau sein. Arno Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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