Langzeitstabilität CMOS Oszillator

"Peter Heitzer" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...

Nein.

Eher 30%, denn die Schaltschwellen ändern sich, du hast ja nicht mal einen Inverter mit Schmitt-Trigger genommen sondern einen stumpfen 4011er,

und bei deinen massiven 7 sec bei der Kapazitäten im Mikrofaradbereich und Widerständen im Megaohmbereich werden Leckströme auf verdreckter Platine und in Bauteilen mehr als die möglichen 10nA ausmachen.

Mach's bei solchen Zeiten wie alle (falls es nicht gleich ein uC wird): Nimm einen Quartz, als Oszillator tuts CD4060.

Du meinst vermutlich 40106 Schmitt?

Altern tun die Dinger nicht besonders, aber die Hysterese ist temperaturabhaengig.

Gemessen habe ich das noch nicht weil meine immer in Servo-Schaltungen sassen wo das egal war. Kann mir jedoch nicht vorstellen dass Du 2% halten kannst, im Leerlauf war einiges an Temperaturdrift zu sehen. Warum nicht einen CD4060 mit Uhrenquarz oder einem anderen Quarz?

Linear Technology hat R-Set Oszillatoren welche um 1% schaffen, aber die kosten eine Ecke mehr.

Exactamente.

Wir muessen wohl beinahe dieselbe DNA haben. Nur bei den Genen fuer Politik, da muss beim Clonen was in die Hose gegangen sein :-)

Nein, 4001 vierfach Nor.

Weil ich es mit sowenig ICs wie möglich machen möchte. Sportlicher Ehrgeiz, das verstehst du doch :-) Die Schaltung an sich funktioniert, nur die 7s Eingangstakt sind bzgl. Konstanz ein Problem. Könnte ein 555er bessere Werte bringen? Evtl. könnte ich dann anstelle des 4001 einen Doppeltimer verwenden und den

1. Timer als FF verwenden.

Einen Quarz würde ich nicht nehmen, wenn es nicht allzu genau sein braucht und wären ja schon zwei Bauteile. Ein PIC10F200 für 60 Cent hat einen 4 MHz internen Oszillator, der auf +/-1 % genau ist bei Raumtemperatur und sogar noch +/-2 % von 0°C bis 85°C über fast den gesamten Versorgungsspannungsbereich, zumindest laut Datenblatt.

Das wird nicht gut als RC Oszillator, nimm lieber CD40106 wenn es schon so ein Freischwinger sein muss. Ein Suedlaender hatte mal den besten Kommentar als ich Verdacht hegte und den Kunden nach einer Messung der Stabilitaet eines Oszillators auf deren Board fragte: "I hoab's jetz g'messn. Teifi, des is jo wia a Handkaes'" :-)

ich

Vermutlich ja, aber da ich noch nie in meinem Leben einen 555 eingesetzt habe ueberlasse ich das anderen.

Oder gleich einen uC nehmen :-)

ch

Ich kann die Zeichnung nicht so genau erkennen, aber wenn Du die Standardschaltung mit einem Kondensator und 2! Widerst=E4nden nimmst, kompensiert sich die Schaltschwelle heraus. Es gab da sogar mal einen Applikationsbericht, wo steht, das diese Kompensation sogar bei Spannungs- und Temperaturschwankungen recht gut funktionierte, sodas von da her die 1...2% durchau erreichbar sind. Wie gross allerdings die Parameter-Schwankungen Deines RC-Glieds sind, weiss ich eher nicht. Gruss Harald

Hallo Jörg,

Die Schaltschwellen sind hier eher unkritisch, da sie in beide Richtungen gebraucht werden, ändert sich dadurch nur das Impuls-Pause-Verhältnis. Einen Einfluß auf die Frequenz sollte eine Drift der Schaltschwelle also nicht haben

- gerade weil sie keine Hysterese haben.

Nee, das passt schon. Das ist ja keiner der Sorte, die von der Hysterese und einer Verzögerten Gegenkopplung leben. Bei den verwendeten Kondensatoren empfiehlt es sich aber dem ersten Eingang ein Serienwiderstand in Größe von ca 100 k zu verpassen, um der Kondensatorentladung durch die Schutzdioden Einhalt zu gebieten. Das Potential wird am Kondensator geht ja regelmäßig über die Spannungsversorgungsgrenzen hinaus.

Die Periode kann in guter Näherung zu 2,2 RC angenommen werden. Bei 7 s macht das ein Widerstand von ca 3M3. Das sollte schon gehen, aber da kommt miit jeder verschmutzung und Feuchte im Substrat gleich Freude auf... Ich sehe die Probleme weniger beim Halbleiter, denn beim Kondensator und dem mechanischen Aufbau.

Das wäre zweifelsohne der sinnvollere Weg

Aber einen riesigen und sündhaft teuren Kondensator dafür spendieren? Diese sportliche Disziplin kannte ich jetzt noch nicht. Wenn keine Rollex spielt, was es lacostet, dann macht man das elegant mit einem µC. Die gibts mit allem inclusive.

Was alle Welt immer wieder mit dem ollen 555 hat? Ich hab den auch noch so gut wie nie gebraucht, genau einmal, und da ist er auch schon wieder herausgeflogen...

Wenn seine sportliche Disziplin die Vermeidung von ICs ist, dann käme allenfalls noch eine diskrete Version mit FETs in Frage.

Marte

Stimmt. Da muss er aber zwei Widerstaende nehmen. Was das kostet ... :-)

Mir sind die Dinger nicht so sympatisch weil sie bei Einstrahlstoerungen zickig werden koennen. Im Umschaltmoment geht das beim ersten Gatter mal kurz durch den linearen Bereich.

Ja, muss man aufpassen. CMOS Ausgaenge koennen bei genuegender Versorgungsspannung genuegend Zunder liefern dass die Substratdioden an die Grenzen geraten.

Im Fruehtau zu Berge sind's dann morgens nur fuenf Sekunden :-)

Oder mit Unijunction Transistor, oder Tunnel Diode ...

So ein ATtiny ist ja nun wirklich kein Kostenfaktor mehr. Vor allem, da er die gesamte restliche Schaltung auf die Kodierschalter reduziert. Dazu noch ein 78-Byte-Miniprogramm, fertig ist die Laube. Quarze kosten auch nicht mehr die Welt.

Als Timer ist der nicht so der Bringer, aber man kann ihn gut als Pegelwandler einsetzen, wenn man den Referenzpin auf kleineren Pegel zieht. Ausserdem liefert das Teil immerhin 200 mA und ist billich. Allerdings nicht eben schnell. Ich kannte mal einen Nadeldrucker, da wurde der Druckkopf mit 555 bzw. 556 direkt angesteuert.

Einen hab ich noch: Du nimmst als Oszillator einen 4060, hinter dessen Q14 einen 4020 als Zaehler. Die Dioden-Schalter-Mimik erzeugt mittels Pullup ein Reset des 4060, ein Reset des 4020 startet neu. Braucht auch nur zwei Standard-Cmos und ist recht stabil, da der Eingang des 4060 speziell hierfuer konstruiert ist. Und er kann mit 4,66 KHz takten, was die Sache stabiler macht und messtechnisch besser zu erfassen. Aber was die Langzeitstabilitaet angeht... ?

MaWin schrieb:

Hallo,

aber bedenke dabei auch das bei Zeiten von 15 h und 45 min ein Quarzfehler von 100 ppm zu einem Zeitfehler von 5,6 Sekunden führen kann. Wenn wir für die Lösung ohne Quarz mal pauschal 1000 bis 10000 ppm ansetzen sind das 56 Sekunden bis 9 Minuten und 45 Sekunden.

Bye

"Uwe Hercksen" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.dfncis.de...

Daher ist seine Forderung, genauer als 1% zu sein, damit die Abweichung nicht 10 Minuten beträgt, ja auch nachvollziehbar, aber genauer als 1 Minute wird's wohl nicht sein müssen, also ein Quartz (oder Keramikresonator) ausreichend.

fraglicher ist, ob er die Taktfrequenz mit einem Poto verstellen wollte, dann wird's mit dem Quartz ohne uC natürlich nichts.

Aber ich habe seine Frage so verstanden, als ob er die Zeit schalten wollte.

Hallo Jörg,

Ne, nicht wirklich. Wenn die Dinger anfangen zu kippen, dann geht das ohne wenn und aber rüber, weil dann der Kondensator ja das Potential auf der Eingangsseite massiv hochhebt/runterdrückt.

Das andere Problem ist, dass dei zeitkonstante dann hinten und vorne nicht mehr passt, 10 MOhm als Serienwiderstand dürfte bei seinen Vorstellungen eher passen.

UJT ist tatsächlich was für exoten ;-) Für so was banales lässt sich ein UJT allerdings mit zwei simplen Transistoren ersetzen.

Marte

Bei solchen Schaltungen sollte man beachten dass der Reset beim CD4060 auch den Oszillator stoppt. Zum einen weil man dann die Taktzyklen waehrend des Reset-Pulses abziehen muss. Zum anderen, falls man Quarze verwendet ist das mit dem Wieder-Anspringen so eine Sache, dabei vergeht auch eine meist nicht genau definierbare Zeit an schlabbrigen bis gar keinen Takten.

Nur so kraeftig wie der Ausgang des zweiten Gatters kann. CD4000er sind nicht gerade der Michelin-Man was die Ausgaenge angeht.

Solange niemand in 10m Umkreis duschen geht und die Tuer auflaesst :-)

Die Folienkondensator (WIMA MK?) habe ich aus Schlachtplatinen. Ich will verwenden was so rumliegt.

Das mit dem 4060 ist mir auch schon eingefallen. Für den POR muß ich dann aber etwas tricksen, damit beim Einschalten nicht die Zeit abläuft. Die Mimik mit R/S-FF ist mir irgendwie sympathischer.

Ach so, ich war der Meinung, dass der Timer beim Einschalten starten soll. Da haette es ein R-C-Glied parallel zum Resettaster beim 4020 getan. Es soll also erst nach dem Betaetigen einer Taste die Zeit ablaufen?