Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik quarzoszillator mit 74HC14 / 74HC04


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von Tobias P. (hubertus)


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tach forum,
diemal ging es darum, einen kleinen quarzoszillator für 32.768 kHz 
aufzubauen. da das ding eine selbergebastelte uhr (mittels altera-cpld 
7064) betreiben soll, kommt es auf eine gute genauigkeit an, deshalb mit 
uhrenquarz.
nun habe ich folgendes gemacht:

einen invertierenden schmitt-trigger genommen, den quarz mit diesem 
verbunden, dann nochmal nen schmitt-trigger. etwa so:

      |\        |\
   ---| |o--+---| |o----> clock-ausgang
   |  |/    |   |/
   |        |
   +--Quarz-+

das ganze funktioniert zwar, und das mit erstaunlicher genauigkeit, 
ABER:
wenn ich das gerät einschalte, dann schwingt der taktgeber nicht von 
selbst an. ich muss dann immer zuerst mittels funktionsgenerator das 
ding in schwingung versetzen (also kurz ein paar impulse am eingang des 
1. schmitt-triggers), ab dann läuft es selbständig weiter.
was muss ich jetzt tun, damit der selber anschwingt?
ich hab bereits auf wikipedia nachgeschaut. die schaltung die dort 
abgebildet ist läuft leider nicht :(
hat jemand einen tipp?
grüsse
 tobias

von programinator (Gast)


Angehängte Dateien:

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Moin,

kann den im angehängten Datenblatt beschriebenen Aufbau sehr empfehlen, 
da ich diesen bereits im Einsatz habe.
Besonders der Stromverbrauch von kleiner 20uA ist beeindruckend. Wichtig 
ist nur, dass auch wirklich unbuffered Inverter verwendet werden.

Gruß
programinator

von Tobias P. (hubertus)


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@programinator:
danke für die schaltung. ich studier die gleich mal ;)
was meinst du mit "unbuffered inverter" ? was ist der unterschied zu 
solchen mit puffer?

gruss

von A.K. (Gast)


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von alfsch (Gast)


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1. sm (hc14) eignet sich nicht !!!!!!!
2. hc04 geht
3. optimal 74hcu04  : das u steht für "unbuffered", dh es ist eine 
einfache cmos inverterstufe
zum anschwingen: die schwingung gibts zuerst nicht, allenfalls etwas 
rauschen...das muss reichen, den quartz anzuregen und wenn der 
verstärker das jetzt verstärkt, schaukelt sich die schwingung 
auf....bingo.

von programinator (Gast)


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die unbuffered Gatter arbeiten im Linearbetrieb. D.h. sie verhalten sich 
wie Verstärker und nicht wie TTL-Logik.

von Tobias P. (hubertus)


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@alfsch:
warum eignet sich der HC14 nicht?
und: wie kann ich das ganze so dimensionieren, dass der quarz nach dem 
einschalten vom rauschen angeregt wird?
gruss

von Falk (Gast)


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HC14 is erstens ein "buffered" (gepuffertes) Gatter und zweites ein 
Schmitt-triger. Also alles hochgradig nichtlinear. Für einen sauberen 
Oszillator braucht man aber einen linearen Verstärker, deshalb 
unbuffered. Siehe den Anhang von programminator.

MFG
Falk

von A.K. (Gast)


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In dem TI Text ist ein hübschen Bild darüber drin, was bei gepufferten 
Gates in der linearen Region passiert.

von Tobias P. (hubertus)


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aber mit einem 74HC04 kann es gehen oder?

von Falk (Gast)


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JAIN. Besorg die lieber ein U Typ. 74HCU04, gibts z.B. bei Farnell.

MfG
Falk

von Michael (Gast)


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Ein HC04 geht auch ohne Probleme, nur die Stromaufnahme wird wegen der 
Querströme der Ausgangsstufe höher sein.
Allerdings vermisse ich in obiger Schaltung mindestens einen Widerstand 
(10M) vom Ausgang zum Eingang des Gatters.

von A.K. (Gast)


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CD4069UB geht auch.

von A.K. (Gast)


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Für Analogschaltungen wie Oszillatoren sind die ungepufferten Typen 
eindeutig vorzuziehen, auch wenn es mit den gepufferten Typen 
funktionieren kann.

Die Schaltung oben ist allerdings ungeeignet. Die Datasheets der 
erwähnten Gates enthalten üblicherweise ein entsprechendes Beispiel, 
wobei man hier aufgrund des schwächeren 32KHz Quarzes die Rs eher nach 
oben korrigieren sollte.

von Michael (Gast)


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> CD4069UB geht auch.

Und natürlich CD4007 :-)

von Stefan (Gast)


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Auf http://homepages.internet.lu/absolute3/tronic/digosz1.htm (Tipp!) 
wird auf das sichere Anschwingen eingegangen. Es wird dort empfohlen, 
eine ungerade Anzahl von CMOS Stufen zu verwenden.

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