Oszillator an Quarzeingang von Microcontroller betreiben?

Hier auf Seite 52 ist ein Beispiel, wie man den XTALIN-Eingang
beschalten soll, wenn der von einem externen Takt betrieben wird:
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Also einfach einen Spannungsteiler mit zwei Kondensatoren, da der
XTALIN-Eingang nur 1,8V verträgt. Ich plane allerdings einen Oszillator
einzusetzen, bei dem als "nominal" mögliche Last 15 pF steht (keine
Angabe für Maximum)
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Wenn ich die Schaltung mit den beiden Kondensatoren verwende und z.B.
zweimal 100 pF, ergibt das eine Last von 50 pF. Würde das noch gehen?
Ich will ja noch ein anderes IC parallel mit dem Takt versorgen (ohne
Spannungsteiler), was nochmal ca. 10 pF am Eingang hat und dann werden
die Leiterbahnen ja auch noch was haben und der XTALIN-Eingang selbst.
Meine Idee wäre, den Ausgang des Oszillators mit zwei SN74LVC1T45 zu
buffern, da ich die sowieso noch in der Schaltung woanders brauche.
Allerdings habe ich da im Datenblatt keine Angaben gefunden, wie hoch
die kapazitive Last sein darf. Liefert aber bis zu 24 mA, sodaß es wohl
unkritisch wäre. Aber würde ich gerne drauf verzichten, wenn es auch
direkt irgendwie nur mit dem Oszillator geht.
--
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Frank Buss
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Huargs. Mir wird schlecht ...
HF-Quellen unnoetig kapazitiv zu belasten macht wenig Sinn, keine Ahnung warum NXP sowas vorschlaegt. Warum nicht stattdessen einen Spannungsteiler mit Widerstaenden aufbauen und dann von dessen Mitte mit 100pF an XTALIN gehen? Ok, kostet 1-2c mehr an Bauteilen :-)
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Joerg
Ok, werde dann mal Widerstände vorsehen und die Abzweigung per Kondensator. Kann man ja immer noch anders bestücken, wenn es nicht geht :-)
Ich vermute wegen den 12 MHz sollten die was niedriger sein, zweimal 1k?
--
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Frank Buss
Joerg schrieb:
Möglicher Grund: Da der Eingang für die Beschaltung mit einem Quarz vorgesehen ist und in der hierzu empfohlenen Schaltung kein hochohmiger Widerstand über den Quarz erwähnt wird, wird XTALIN chipintern auf einen DC-Pegel vorgespannt, der vermutlich temperatur- und exemplarabhängig ist. Der erforderliche Duty-Cycle ist 40%-60%. Wenn man ein externes Taktsignal mit nicht allzu steilen Flanken AC-gekoppelt anlegt, ändert sich der Duty-Cycle bei Drift des DC-Eingangspegels nicht, wenn man das Taktsignal DC-gekoppelt einspeist, dann ja.
P.
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Peter Schneider
Nimm lieber 499 Ohm vom Oszillator zur Mitte und 249 Ohm von da nach Masse. Dann ist auch die Amplitude im gruenen Bereich. Das war jetzt unter Annahme einer 3.3V Versorgung des Oszillators, sonst den oberen Wert anpassen.
Wenn der Oszillator ungewoehnlich schwach auch der Brust ist gehen auch hoehere Werte aber sowas sollte der normalerweise packen.
--
Gruesse, Joerg 

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Joerg
Aber mit Jörgs Vorschlag würde es ja AC-gekoppelt eingespeist, mit dem recht geringen Nachteil, daß man drei statt zwei passive Bauteile braucht.
--
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Frank Buss
Frank Buss schrieb:
Ups, stimmt, den Kondensator habe ich überlesen.
P.
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Peter Schneider
Hallo,
wer weiß, was der Bursche für Eingangskapazitäten hat. Falls die wirklich recht hoch sind, würde ein passender Serienkondensator von ein paar pF schon reichen. Mit xx pF Last ist es jedenfalls unwahrscheinlich, dass die Quelle die Anforderungen an die Flankensteilheit noch hält. Alternativ geht auch ein Widerstand mit Diodenbegrenzer. Kostet halt noch mal 2pF für die Dioden.
Marcel
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Marcel Müller
Das schon, aber dann soll man es resistiv runterteilen und per C einkoppeln. Einen Oszillator bewusst kapazitiv belasten mag gehen, aber eine zuverlaessige Schltung kommt dabei nicht unbedingt raus.
--
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Joerg
Bisher war ich bei sowas immer rabiat und habe mich da im Bereich 50-100 Ohm bewegt, ohne Probleme - allerdings alles eher "Basteleien", keine durchdesignten Dinger :)
-ras
--
Ralph A. Schmid 

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Ralph A. Schmid, dk5ras
Am 19.12.2012 23:24, schrieb Frank Buss:
Das Datenblatt ist bezüglich der Beschaltung mit einem Quarz unvollständig.
Wenn du einen Oszillator für 3,3V nimmst, den mit einem C= 5pf...10pF an XTALIN schaltest, sollte es gehen. XTAL1 ist innen beschaltet.
--
mfg hdw
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Horst-D.Winzler
Warum? Was ist in kapazitiven Spannungsteilern schlecht? Die 100pF sind halt etwas üppig.
Super Idee, einen hochfrequenten Takt durch einen ohmschen Spannungsteiler zu schicken und den dann mit der Eingangskapazität des Pins zu belasten. Den muss man dann so niederohmig machen, dass der Oszillator noch stärker belastet wird.
Wenn schon, dann hochohmiger ohmscher Spannungsteiler und parallel dazu einen kapazitiven Teiler mit einigen pF. Allerdings muss man dann die Eingangskapazität des XTALIN bei der Auslegung berücksichtigen. u.U. reicht ein C von wenigen pF parallel zum oberen Widerstand.
Messtechnisch wird das etwas schwierig, weil die Tastkopfkapazität da eine wesentliche Rolle spielt.
Michael
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Michael S
Am 19.12.2012 23:24, schrieb Frank Buss:
Na ja, XTALIN ist intern als analoger Verstärker ausgelegt. Mir ist nicht klar, warum er bei externer Einspeisung des Oszillatorsignals nicht einfach mit einem Rechteck direkt angesteuert werden kann? Die 1,8V effektiv muß als Swing um die mittlere Betriebsspannung von 3,3V gesehen werden. Das wären dann 3,3/2V + 1,8V = 3,5V (eigentlich 4,2V).
Nominell bedeutet ja nicht, das er bei weniger Last Probleme verursach mußt. Schau dir doch mal das Ausgangssignal auf dem Oszi über eine Koppelkapazität von etwa 1,0pF an. Die Koppelkapazität richtet sich nach der Tastkopfkapazität (10pF?).
Versuchs doch einfach mal mit einer Koppelkapazität von etwa 10pF. Cg dürfte einige pF groß sein. Allerdings könnte es wegen der hohen Impedanz von XTALIN, besonders bei ungünstigem Layout, zu Störungen wg. Einstreuungen kommen. Eine niederohmige Kopplung wäre mir sympathischer. zB 1-10kOhm parallel dazu 10pF.
Wenn es Bedenken gegen eine direkte Kopplung gibt, dann wäre mir eine niederohmige Ansteuerung, wie beschrieben, lieber. Ich wüßte keinen Grund, warum das nicht gehen sollte. Zumindest wäre sie sicherer gegen Einstreuungen.
--
mfg hdw
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Horst-D.Winzler
Das Wort ueppig sagt es. Wenn man eine in Datenblaettern angegebene maximal kapazitive Belastung ueberschreitet gibt es keine Garantie mehr dass der Ausgangspuffer im Oszillator noch dauerhaft stabil bleibt. In einem guten Design-Review ginge sowas nicht durch.
Noe. Sieh Dir nochmal die vorgeschlagene Beschaltung im NXP Datenblatt an. Auch da hast Du einen Spannungsteiler, nur ist der kapazitiv. Ein 100pF Kondensator hat bei 12MHz ein Z von rund 130ohm. Bei 120MHz aber nur noch 13ohm, und dadurch kann der Buffer ins Schleudern kommen. Abgesehen davon dass seine Flanken verschleifen und Phase Noise der ganzen Chose in den Keller ginge.
NXP gibt an dass 200mV bis 1V RMS ok sei. Selbst wenn der Eingang 10pF haette dann liegt man mit dem Spannungsteiler noch immer im gruenen Bereich.
Belastung von Beuteilen weit ueber Datenblattgrenzen halte ich nicht fuer eine gute Sache. Es sei denn man weiss genau was die Effekte sind und hat das mit dem Hersteller abgeklopft.
Wozu ware das denn gut? Nur ein kleines C als viertes Bauelement zum oberen Widerstand koennte fuer die Flankensteilheit was bringen, nach Masse sollte man aber definitiv kein C haengen.
Dafuer hat man als Analogix doch FET-Probes :-)
--
Gruesse, Joerg 

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Joerg
Kapazitiv ist immer doof bei solchen Sachen. Ich sehe da einfach keinen Grund, sowas mache ich mit Widerständen, fertig, aus.
-ras
--
Ralph A. Schmid 

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Ralph A. Schmid, dk5ras
Ich kenne das immer so, daß XTALIN entweder einen Quarz oder eben den Ausgang eines Oszillators verträgt. Bei Verwendung eines Quarzes musst du ihn dann zwischen XTALIN und XTALOUT schalten, bei Verwendung eines Oszillators bleibt XTALOUT unbeschaltet.
Also sollte ein Spannungsteiler reichen.
Gerrit
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Gerrit Heitsch
Mir ist nicht klar, warum einen Spannungsteiler vor XTALIN? Warum keine direkte Ansteuerung?
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hdw
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horst-d.winzler
Weil der typische Oszillator mit 5V läuft und sein Ausgang auch diesen Pegel hat. Selbst wenn es Typen mit 3.3V gibt, der OP schrieb was von max. 1.8V für den Controller.
Gerrit
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Gerrit Heitsch
Lies nochmal die Stelle im NXP Datenblatt :-)
Max 1000mV RMS. Das waere bei einem Oszillator mit VCC von 3.3V ein Problem.
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Joerg
Halten wir uns mal an die Fakten. Der Eingang von XTALIN ist auf die Hälfte der Betriebsspannung stabilisiert. Das ist notwendig für eine analoge Verstärkung des Eingangsgatters. Die angegebenen 1,8V sind der Effektivwert. Der Scheitelwert beträgt somit 2,55Vs. Da es sich um C-Kopplung handelt ist Uss= 5,1Vss. Liegt also für 5V-Logik im normalen Bereich. Das spricht also nicht gegen eine direkte Kopplung.
--
hdw
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horst-d.winzler

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