Quarz

Hallo,

ich bin gerade dabei den Quarz zu verstehen und mag einen Oszillator mit einem 2^15Hz Uhrenquarz aufbauen.

Dabei habe ich aber noch ein paar Fragen. So ich es richtig verstanden habe betreibt man den Quarz dort wo er Induktiv ist. Daher meine erste Frage: Warum kann man ihn nicht in dem Kapazitiven Teil betreiben indem man eine Induktivität paralell oder in Serie schaltet?

Im Datenblatt wir die max. Shunt Kapazität angegeben. Was ist damit gemeint? Ist es die Kapazität die ich im Rückkopplungszeig einsetze um eine Phasenverschiebung von 180° zu erreichen?

Andererseits wird noch die Belastungskapazität mit 10pF angegeben. deutet das darauf hin das man ihm maximal 10pF paralell schalten darf wenn man ihn in Paralellresonanz betreibt?

Und dann noch der Serienwiderstand. Aus dem großen Quarzkochbuch werde ich nicht so recht schlau was der bedeutet. Aber ich habe irgenwo gelesen das damit nicht der Widerstand im Ersatzschaltbild gemeint ist.

Habe ich richtg verstanden das man den Quarz nur im Induktiven Bereich betreibt und deswegen nicht wirklich von einer Serienresonanz sprechen kann? Oder gibt es doch eine Schaltung wo der Quarz wirklich in seiner Serienresonanz, also als reeller Widerstand, betrieben wird? (Wie wird dann der Rest von der 2PI Phasenverschiebung erzeugt? Der Quarz macht nur PI/2 und ein Invertar schafft nur PI. Es fehlen also noch PI/2 um die barkhausensche Regel zu erfüllen)

Danke Martin L.

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Martin Laabs
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Das Buch ist ideal wenn man Quarzhersteller werden will. Für Anwender ist es eher nicht optimal.

  • Inverter macht 180 Grad.
  • Bei 4MHz macht er aber auch 47HC04 wegen seiner Durchlaufzeit schon einige Grad mehr.
  • Ausgangswiderstand des Inverter plus erster Kerko machen RC-Tiefpaß der sich Richtung 90 Grad dreht ( erreicht er natürlich nicht ).
  • Hinter dem Quarz ( der Induktivität spielt ) ist noch ein Kerko. Als LC-Tiefpaß dreht er sich Richtung 180 Grad ( erreicht er natürlich auch nicht ) Phasendrehung hat man also mehr als genug. Aber durch die beiden Tiefpässe verliert man Verstärkung.

Hat offensichtlich was mit Güte und damit der Frequenzstabilität zu tun die mit dem Teil erreichbar ist. Und wenn er zu groß ist ( z.B. weil man Quarz durch billigeren Keramikresonator ersetzt hat ), kann er auch das Anschwingen verhindern.

Es gibt eine echte kleine parallel zum RLC-Filter die einen nicht unmittelbar interessieren muß. Es gibt eine fiktive grössere von 20pF oder 40pF. Das ist die Kapazität die der Fertigungsautmat hat wenn der Quarz abgegeglichen wird. Das muß die Kapazität sein die die Schaltung haben sollte, damit der Quarz genau auf der Sollfrequenz ist.

MfG JRD

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Rafael Deliano

OK. Und welches Buch/PDF wäre da zu empfehlen? Es gibt ja tausende Apnotes zu Quarzoszillatoren. Ich habe aber noch keine gefunden die es umfassend erklärt.

Ich verwende gerade einen Opamp als Inverter. Und bei 32kHz ist die Phasenverschiebung vernachlässigbar.

Aber dieser Kondensator verändert die Resonanzfrequenz. Der Quartz schwingt dann also als Paralellschwingkreis.

Ja, sonst wäre es ja zu viel. Aber auch da wieder ein Kondensator. Beide zusammen wirken dann ja wie eine paralelle Kapazität.

Wie lasse ich ihn in reiner Serie schwingen?

Tschüss Martin L.

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Martin Laabs

"Martin Laabs" schrieb im Newsbeitrag news:bqfvd4$22hjct$ snipped-for-privacy@uni-berlin.de...

schaltet?

## Guten Tag Martin schau mal hier rein

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Gruss Guido

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Guido Wienands

Rafael Deliano schrieb:

Jedenfalls nicht so wie es die Bezeichnung "Kochbuch" impliziert... Das Konzept in der Art des "Op-Amp Kochbuchs oder des C-Mos Kochbuchs" (D. Lancaster) erf=FCllt es in keinster Weise, der Name ist sehr ungl=FCcklich gew=E4hlt= =2E Praktische Schaltungen zum "mal eben" nachstricken, "ich brauch mal schnell 65,4321 MHz" sind halt nicht drin. Daf=FCr halt viel Theorie und Grundlagen die man im=

"normalgebrauch" nicht unbedingt ben=F6tigt, wenns dann aber der ultrastabile phasenrauscharme Oszillator sein soll, kann man viel draus lernen, aber auch nicht in kurzer Zeit. Und wie oft der Anwender z.B. die Dichtheit der Geh=E4use selber pr=FCft.= =2E. man wei=DF es nicht.

Jorgen

=E4t

r
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Jorgen Lund-Nielsen

Viele davon lesenswert. Wissen ist meist nicht in einem Buch abgelegt sondern muß aus vielen Mosaikteilen zusammengesetzt werden.

Im allgemeinen hat ein kompensierter OP saftige Phasendrehung, aber bei 32kHz ist die tatsächlich unkritisch.

Das ist das was der Hersteller sammt der definierten Parallelkapazität vorgibt:

+-Quarz--+ ---+ +--- +---C1---+ C1 = 20pF

Das ist äquivalent:

+-Quarz---+ ---+ +--- +-C2-+-C2-+ C2 = 40pF | GND

Das schwingt ( meistens ), ist aber sehr unelegant, weil der niederige Ausgangswiderstand des 74HC04 den Kerko C3 niederknüppelt:

+----74HC04-----| | | +------R1-------+ | | | +-Quarz---+ | ---+ +--- +-C2-+-C3-+ | GND

Das schwingt wegen hoher Phasendrehung/Dämpfung manchmal nicht ist aber sinnvoll:

+----74HC04-----| | | +------R1-------+ | | | R2 100 .. 1k | +-Quarz---+ | ---+ +--- +-C2-+-C3-+ | GND

Das ist möglich, um die Phasendrehung des 74HC04 zu kompensieren:

+----74HC04-----| | | +------R1-------+ | | | C4 | +-Quarz---+ | ---+ +--- +-C2-+-C3-+ | GND

Wenn man in obigen Schaltungen statt Quarz Induktivität reintut, funktionieren sie auch. Es genügt für diese Schaltungen sich Quarz als schmales Bandpaßfilter mit induktivem Verhalten vorzustellen. Bezüglich der internen RLC-Kombination in der Literatur sollte man vorsichtig sein: das ist die elektrische Analogie zu einer mechanischen Funktion. Diese Analogien kommen recht schnell an ihre Grenzen. Wie jemand in den 50er Jahren mal weise bemerkte hätten sonst Mechaniker, Akustiker & Elektrotechniker identische Schaltpläne.

MfG JRD

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Rafael Deliano

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