ich versuche mich im Moment mit Atemls µCs und hab mir hierzu die Schaltung für die "SP12-Hardware" auf
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zusammengebaut. Als Quarz habe ich mir 2 verschiedene Typen besorgt und zwar
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und
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Nun hab ich allerdings Probleme mit den Kondensatoren, was sicherlich auch darauf beruht, daß ich nicht weis, was genau die Angaben bei Reichelt bedeuten. Was bedeutet bei den Quarzen beispielsweise "Cl: 32 pF" und "Rsmax: 30 Ohm". Wenn ich in die Schaltung 33pF Kerkos einbaue, dann schwingt das 9,...MHz-Quarz nicht (sauber), dafür aber, wenn ich die Kondensatoren ganz weg lasse und sozusagen am µC nur das Quarz zw. XTAL1 und XTAL2 hänge. Beim 3,...MHz Quarz sieht die Sache etwas anders aus, das schwingt nur dann sauber, wenn ich das Gehäuse anfasse, mittels Kondensatoren ist da garnix zu machen.
Was genau mache ich denn da falsch? Kennt jemand vielleicht ne Seite im Internet, die die Problematik mit den Quarzen und den Kondensatoren besser beschreibt, mit Google konnte ich leider nichts brauchbares finden?
"Christian Lande" schrieb im Newsbeitrag news:d99ls5$j8u$02$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...
Beide Quartze sollten problemlos mit 2 33pF Lastkondensatoren arbeiten, ich tippe eher auf Probleme beim Aufbau.
Die de.sci.electronics FAQ:
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nennt
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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
Was heißt nicht sauber? Mit dem Oskar gemessen ? Bei einem "schlechten" Oszilloskope kann mitunter die Spannung zusammen brechen.
Kondensatoren ganz weg lasse und sozusagen am µC nur das Quarz zw. XTAL1 und
Also normalerweise ist das ganz unkritisch.... Ist nach dem brennen des AVR die CKOPT Fuse gesetzt? Sind die Fuses für den Quarz richtig gesetzt? Sind die beiden Ziehkapazitäten(hier 27p) mit Masse verbunden?
wenn ich das Oszi an ein Beinchen des Quarzes hänge, dann ist die Schwingung sofort sauber (gleicher Effekt, wie wenn ich das Quarzgehäuse anfasse). Mir ist an alten Quarzen mal aufgefallen, daß bei diesen das Metallgehäuse wohl mit Masse verbunden war und zwischen den zwei Beinchen eine Kapazität geschalten war, ist das gängige Praxis oder eher veraltet oder auf bestimmte Quarztypen beschränkt?
Ich hab mir ein kleines Testprogramm programmiert, das auf einen Ausgang eine bestimmte Frequenz legt (durch ein-/ausschalten) und diese kann ich ohne "Störung" des Quarzes messen und eben diese ist nicht sauber, berühre ich das Quarz erhalte ich allerdings mit Oszi gemessen das gewünschte Ergebnis.
ich habe noch ein paar andere Quarze getestet und konnte feststellen, daß ich etwa ab 6MHz eine saubere Ausgangsfrequenz am programmierten Ausgang erhalte, ohne Kondensator und ohne anfassen, alles darunter funktioniert nur mit anfassen, aber nicht mit Kondensator.
Ich habe die Schaltung auf einer Lochrasterplatine gefädelt und teilweise auch nur kurze Lötbrücken (mittels Lötzinn) gezogen, kann es daran liegen? Möglicherweise bilden diese ja überall kleine Kapazitäten, die sich irgendwie störend auswirken?
Bis zu den Fuses bin ich noch nicht vorgedrungen, davon hab ich noch keine Ahnung, ich hab bisher nur die kleinen Beispielprogrammchen auf
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durchgetestet und eben jenes Problem festgestellt. Ich bin davon ausgegangen, daß der kleine Kurs ohne weiteres Wissen nachvollziehbar ist..?
ja, die Kapazitäten sind genau wie auf dem Schaltbild geschalten, hab das eben nochmal sicherheitshalber nachgemessen.
kannst Du mir da ein paar Tips geben, was falsch gelaufen sein könnte, wo könnte ich mit der Fehlersuche beginnen und was sind denn so typische Anfängerfehler?
sorry, hab zuvor ewig rumgegoogelt, aber auf die FAQ bin ich leider nicht gekommen.
Ach ja, was bedeuten denn eigentlich nun die Angaben der Kapazität und des Widerstands bei Reichelt? Ich vermute mal, die 32pF ist die Kapazität der beiden Lastkondensatoren, aber wozu ist Rsmax von 30 Ohm gedacht?
Zunächst einmal: was Du aus dem Quarz-Datenblatt brauchst, ist die Bürdekapazität. Das ist die Kapazität, die über den Quarz gelegt werden muß, damit er auf der Sollfrequenz schwingt. Wenn man zwei Kapazitäten nimmt, die jeweils nach Masse gehen, ist zweimal die doppelte Kapazität einzusetzen, weil die Kondensatoren in Reihe geschaltet sind. Die Bürdekapazität nennt man auch Lastkapazität (Cload).
Also als Beispiel: Bürde = 30pF. Macht 2 Kos a 60pF. Davon abgezogen jeweils die Schalt-und Eingangskapazität (ca. 10pF), macht 50pF. Also würde ich erstmal 2 x 47pF einbauen.
Problem dabei: die Quarzhersteller wollen ganz gerne mit großer Bürdekapazität arbeiten (30pF), die aktuell bei Mikroprozessoren verwendeten Oszillatoren können aber u.U. den dazu nötigen Strom nicht treiben. Also bist Du gut beraten, wenn Du Quarze mit einer Bürde von
13-15pF einsetzt. Da landest Du meist bei Kondensatoren mit 18-22pF.
Warum Dein 3MHz Quarz nur bei Berührung schwingt? Du induzierst ein Störsignal, das läßt den Quarz anschwingen. Probier doch mal einen Widerstand von 100K bis 1MOhm quer über die beiden Oszillator-Anschlüsse!
das mit dem Widerstand hat keine Besserung gebracht, gleiches Problem wie vorher. Auch spielt es keine Rolle, ob ich 2x16pF oder 2x33pF einsetze, die Schwingung ist immer irgendwie mies. Es sieht so aus, als ob die Schwingung immer wieder aussetzen würde, so daß der µC ständig resettet wird?!? Mir kommt es auch irgendwie so vor, als wären für die Störungen die Kondensatoren verantwortlich, denn wenn ich ein 10MHz Quarz verwende, das wie beschrieben von selbst anschwingende und die Kondensatoren stecke, hab ich sofort die Störungen. Sind möglicherweise Keramikkondensatoren die falsche Wahl?
Ich hab jetzt nochmal mit unterschiedlichen Quarzen gespielt und festgestellt, daß das Problem bis 5MHz existiert, ab 6MHZ schwingen die Quarze selbständig an und liefern eine saubere Schwingung, ohne Kondensator oder sonstiges. Ich hab auch mal als Stromversorgung einen Akku verwendet, um eine saubere Versorgungsspannung sicherzustellen (ansonsten verwende ich geglättete 5V aus meinem PC-Netzteil), aber auch hier ergibt sich dasselbe Problem.
(Christian Lande) 21.06.05 in /de/sci/electronics:
Also, igrendwie fehlt mir da ein 100nF KerKo. Die 100uF sind ja nennt gemeint...Aber sonne butterweiche Spannung? Nicht alle Parallelschnittstellen haben 5V und niederohmige Pull ups, wie sie diese "Schaltung" (Je länger ich drauf schau desto übler wird mir...)
Es sind wirklich keramische Kondensatoren und keine Stryoflex? Wie lang sind die Drähte geblieben?
Nicht sauber "an"? "durch"? wie und wo(mot) gemessen? 100:1 Teiler?
Ich lese da: "Außerdem ist aber auch eine Stromversorgung aus der parallelen Schnittstelle "möglich, die bei 4MHz Taktfrequenz völlig ausreicht. "Bei mehr braucht man aber eine echte 5-Volt-Quelle."
Wenn Du beim Igor-USB-Plug schaust: Der lässt die C's auch weg. (Und taktet den AT90S23-10 mit 12MHz...und schmeisst 5V auf die USB-Datenleitungen, aber: Super simples Teil und "geht".)
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Die Schaltung ist ziemlich "heiss", bei Fehlern ind der Schaltung dampft Dir u.U. die parallel Schnittstell weg. Es gibt viele bessere AVP pgrammier Schaltung im Netz für diesen Zweck.
Blocke aufjedenfall mal die Versorgungsspannung am IC mit einem 100nF C ab. Achte auf sauber Masseführung. Und lege die 5V extern an! Wie sieht die Versorgungsspannung jetzt aus? (Ohne Oszi hast Du nahezu keine Chance bei einer solchen Schaltung.) Kann Deine Schnittstelle überhaupt den Strom liefern? Rainer
ja, ohne entsprechende Fachbegriffe vermutlich etwas schwierig zu erklären, aber prinzipiell schwingt das 9,216MHz Quarz einwandfrei, wenn ich keine Kondensatoren verwende und das Oszi nur wie beschrieben zw. XTAK1 und XTAK2 reinhänge. Sobald ich Kondensatoren verwende, die ich auf Masse lege, fangen die Probleme an (bei kleineren Quarzen immer vorhanden, egal ob mit oder ohne Kondensatoren). Die auf einen Ausgang programmierte Frequenz (eigentlich 2 Frequenzen, ich hab 'n kleines Martinshorn programmiert) messe ich mit nem Oszi (10:1 Teiler) ist dann nicht mehr sauber, sondern beide Töne erscheinen vermischt auf dem Display, offenbar so als ob der µC ständig nen Reset bekommt (bzw. wie wenn ich das Quarz ab- und wieder aufstecken würde, nur eben viel zu schnell um das per Hand durchzuführen). Das wirkt sich natürlich auch auf den Ton aus, man kann dann zwar die beiden Töne noch erahnen, erhält aber in erster Linie nur noch rauschen. Sobald ich das Oszi auf ein Quarzbeinchen hänge, ist das Problem weg und das Teil schwingt sauber durch.
Schnittstelle
ich verwende eine externe 5V-Quelle, da es ohne beim Programmieren zu viele Probleme gab.
ja, ich kenne diese Seite auch, der macht sichs aber auch einfach mit dem
12MHz, das schwingt nämlich bei mir ohne Kondensatoren auch wunderbar, aber das muß doch mit nem 4MHz Quarz genauso gehen, oder?
ja, ich hab mir auch den "Kanda"-Dongle aufgebaut, der verwendet sicherheitshalber ein 74HC125, obwohl der SP12 hier auch wunderbar funktioniert.
ab.
ja, mach ich bereits (oder eben sogar gleich mit Akku), bringt aber auch nicht den gewünschten Erfolg.
Was verstehst Du darunter genau? Ich will jetzt mal nicht ausschließen, daß ich keine "saubere Masseführung" habe.
keine
ja, ich verwende bereits externe Versorgungsspannung und auch ein Oszi, die Versorgungsspannung ist aber vermutlich nicht das Problem, da's ja wie beschrieben selbst mit Akku nicht funktionieren will.
(Christian Lande) 22.06.05 in /de/sci/electronics:
Die Kondensatoren sollen verhindern, das der Quarz auf einer Oberwelle schwingen kann IIRC Gerade bei 4MHz müsste das funktionieren...es sei denn die Reichelt-Quarzes sind (neuerdings) Mist.
Akku? Der akku kan den C nicht ersetzen.
Sternförmig, massiv, kurz. Müsste eigntlich in der FAQ stehen.
Ein Akku ist nicht unbedingt besser als ein stabilisierts Netzteil, aber ok, wahrscheinlich brummfrei.
Ansonsten: Wenn Du ne Digiknipse hast, mach zwei Fotos von dem Aufbau, eins von oben und eins unten und poste den URL. Vielleicht schaut sich das ja wer an und kommentiert es?
jetzt hatte ich die Bilder schon fertig und auch hochgeladen, da fällt mir beim wiederanstecken plötzlich auf, daß die Probleme in Abhängigkeit vom angesteckten ISP-Dongle kommen und gehen... Wenn ich das verdammte Teil abstecke, dann läufts auch mit den 3,...MHz und 4MHz Quarzen und auch mit dem 10er inklusive der beiden Kondensatoren. Somit liegt das Problem nicht am Testboard, sondern am Programmer, den ich mir aber erst noch genauer ansehen muß.
Recht herzlichen Dank für den "Tip" mit den Bildern, sonst wär ich da vermutlich nie drauf gekommen :)
Vielen Dank auch an all die Anderen, die mir mit ihren Tips versucht haben zu helfen.
herzlichen Dank für den Tip, aber nein, es sind alle Pins beschalten. Ich werde das Teil heute einfach nochmal komplett zerlegen und neu aufbauen, es sind ja nur eine Hand voll Verbindungen.
Dumme Frage : Bist Du sicher, dass Du pF vrewendet hast ? Nicht aus versehen nF, dann wird die HF einfach kurzgeschlossen und der Schwinkreis ist im Eimer...
Andere Vermutung : Sind die Verbindungen kurz genug ? Wenn's zu lang ist, hast Du zuviel Induktivität und es läuft erst recht nix.
ja, doch ich stöpsle zum Testen nur um. Mein Programm erzeugt auf PD4 ein Signal von ca. 400 Hertz (nicht über Timer, sondern über banale for-Schleifen erzeugt), bei 10MHz. Das ändert sich natürlich in Abhängigkeit vom gesteckten Quarz, was auch nicht weiter stört, da es sich mit dem Oszi ja super nachmessen läßt, obs vom Verhältnis her noch paßt.
ich hab da mal ne Zeit lang gegoogelt, aber wohl irgendwie nicht gefunden, was Du mir da sagen wolltest?!?
Wie beschrieben funktioniert das Teil nach abstecken des Programmers sofort anstandslos, sogar wenn ich die Quarze wärend des Betriebs umstecke tut das Teil jetzt genau was es soll.
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