Einschwingdauer eines Quarzes

Hallo!

Weiß jemand, wie man die Einschwingdauer eines Quarzes, beispielswiese in einem Setup mit Microcontroller (Quarz, 2 Kondesatoren, Microcontroller), berechnen kann bzw. von welchen Parametern diese abhängt? In einschlägiger Literatur habe ich darüber leider noch nichts Brauchbares finden können und auch die Datenblätter der Quarzhersteller geben nicht Besonders viel her.

Vielen Dank im voraus!

Gruß, René

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Rene_G
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Rene_G schrieb:

e=20

nichts=20

ller=20

Hallo,

ich f=FCrchte die wird vom Quarz und von der Oszillatorschaltung abh=E4ng= en. So wird dann auch weder der Quarzhersteller noch der=20 Microcontrollerhersteller alleine dazu was genaues sagen k=F6nnen.

Aber innerhalb der Resetdauer die der Microcontroller mindestens braucht =

sollte der Quarz und der Oszillator schon angeschwungen sein.

Bye

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Uwe Hercksen

Ungefähr über die Güte Q der Gesamtschaltung als gespiegelte Exponentialfunktion:

A(t) = A0 (1- exp(- (omega t) / (2 Q) ) )

Das Omega ist wie gehabt 2 pi f_res, die Güte von einem Wald- und Wiesen-Quarz alleine liegt ca. bei

40000 bis 50000, das Loaded Q (Quarz mit Schaltung als Last) eher
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Oliver Bartels

Unterschiedlich. AVRs zum Bleistift kann man dahingehend tunen, daß sie schneller anfangen zu arbeiten. So von der Erinnerung her empfiehlt Atmel dabei die kürzeren Varianten ausdrücklich nicht für Quarzbetrieb, sondern für entweder internen RC-Generator oder einen Keramikschwinger. Letztere schwingen offenisichtlich deutlich schneller an als ein Quarz.

Wenn man den Controller weitgehend schlafen legen will, aber hin und weider aufwecken (um Strom zu sparen), kann das schon einigen Einfluß haben.

--
J"org Wunsch					       Unix support engineer
joerg_wunsch@interface-systems.de        http://www.interface-systems.de/~j/
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Joerg Wunsch

Das mit der Güte wurde ja schon erklärt: ungenaue Mikroprozessor- quarze werden schneller ihre endgültige Frequenz erreicht haben. Anderer Aspekt beim Einschalten des Gateoszillator ist die RC-Zeitkonstante R1 C1 die erstmal auf Vcc/2 hochgelaufen sein muß damit überhaupt was schwingt. Kleiner Kerko und 1 MOhm statt

10 MOhm ist schneller.

| \ --| *- | | / | | | +--R1---| | | +---Q---| | | C1 C2 | | GND GND

MfG JRD

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Rafael Deliano

Oliver Bartels schrieb:

[...]

Ein kleineres Problem dabei ist, A0 (Rauschen des Verstärkers bei der Schwingkreisfrequenz?) herauszufinden.

[...]

...wenn viel Verstärkung übrig ist.

Der Colpitts-Oszillator eines 68HC912D60A mit amplitudenabhängig geregelter Konstantstromquelle ist so schlapp, daß er mehrere Millisekunden braucht. Aber der uC rennt schon bei kleinsten Amplituden los und stürzt dann gerne mal ab, wenn das Rauschen schneller war als der max. mögliche Bustakt.

Servus

Oliver

--
Oliver Betz, Muenchen
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Oliver Betz

Nö.

Das A0 ist in dem Fall die durch den Amp. begrenzte maximale Amplitude bei *möglichst hoher* Verstärkung in der Rückkopplung.

Das ist im Grunde die auf den Kopf gestellte Formel für das Ausschwingen eines Resonators. Wenn man einen Quarz per Signalgenerator und Koppel-C einschwingen läßt, dann sieht das genau so aus, halt wie bei DC beim Kondensator, der über einen Widerstand ge- und entladen wird, betrachte den Quarz einfach als "Wechselstrom- Kondensator", die Schwingungsenergie ist auch nur Energie, der Resonator ein Energiespeicher und bei geringerer Amplitudendifferenz (am Ende) nimmt er entsprechend weniger Leistung auf, ebenso wie der C via R. Eben diese Kopplung drückt die Güte aus (ist die extrem hoch, dann ist die Kopplung zur Umwelt extrem gering, ergo fließt wenig Leistung), damit kommt wieder die typische Wachstums- Differentialgleichung raus, deren Lösung die Exponential- funktion ist.

  • Wichtig *:

Ich gehe dabei davon aus, dass der Oszillator Amp.

*hinreichend viel* Verstärkung hat, sodass er auch bei mittelmäßigen Amplituden am Eingang bereits am Ausgang in die Begrenzung geht.

Ansonsten siehe Ersatzschaltbild des Quarzes, der nimmt bei hoher Güte einfach nur begrenzt Energie auf, oder er hat halt keine Güte mehr ...

Das ist natürlich ein anderes Thema, wenn der Oszillator nix taugt ;-/

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
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Oliver Bartels

Oliver Bartels schrieb:

[A(t) = A0 (1- exp(- (omega t) / (2 Q) ) )]

Oha, hatte die Formel nicht lange genau angeschaut (und z.B. das "1-" übersehen). _Dieser_ Teil des "Anschwingens" ist aber doch i.d.R. irrelevant, weil das Ausgangssignal ja bereits volle Amplitude hat.

Solange das Ausgangssignal noch nicht begrenzt ist, steigt die Amplitude exponentiell (A(t)~e^(t/tau)), und dafür brauche ich eine Anfangsamplitude. Und die kann nur vom Rauschen kommen.

Kann sein, daß ich das jetzt wieder nicht 100% fertig gedacht habe.

Servus

Oliver

--
Oliver Betz, Muenchen
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Oliver Betz

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