Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Externer Quarz notwendig?


von Fragezeichen (Gast)


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Ich habe einen ATmega8.
Brauchen die inzwischen immer noch einen externen Quarz, oder sind die 
internen Oszillatoren präzise genug geworden? Und wo steht im Datasheet, 
wie hoch der interne Oszillator taktet? Ich lese da nur 0-16MHz und dem 
Verbrauch bei 4MHz.
Und: kann ich dann auch einen 20MHz Quarz anschließen oder eben nur 
einen bis max. 16MHz?
Ich finde nichts aktuelles und in dem Bereich tut sich ja eigentlich 
ständig etwas.

Ich würde mich über eine Antwort freuen. ^^

von Bernhard S. (gmb)


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Fragezeichen schrieb:
> Brauchen die inzwischen immer noch einen externen Quarz, oder sind die
> internen Oszillatoren präzise genug geworden?

Der interne Oszillator ist ein R-C Oszillator und mit 3% bei 25°C 
angegeben. Da ändert sich auch in Zukunft nichts, wenn die Genauigkeit 
nicht reicht, dann brauchst du einen Quarz oder Quarzoszillator.

> Und wo steht im Datasheet, wie hoch der interne Oszillator taktet?

Unter "System Clock and Clock Options" und dann "Calibrated Internal RC 
Oscillator". 8 MHz kann er maximal.

> Und: kann ich dann auch einen 20MHz Quarz anschließen oder eben nur
> einen bis max. 16MHz?

Der Atmega8 ist bis 16 MHz spezifiziert ... 20 MHz kann er also nicht.

: Bearbeitet durch User
von Rolf M. (rmagnus)


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Fragezeichen schrieb:
> Ich habe einen ATmega8.
> Brauchen die inzwischen immer noch einen externen Quarz, oder sind die
> internen Oszillatoren präzise genug geworden?

Die haben noch nie einen Quarz gebraucht. Die hatten schon immer einen 
internen Oszillator. Was du mit "präzise genug" meinst, hast du leider 
vergessen zu erwähnen.

> Und wo steht im Datasheet, wie hoch der interne Oszillator taktet?

Da wo man es erwarten würde: Im Kapitel "Calibrated Internal RC 
oscillator". Das beginnt mit dem Satz: "The calibrated internal RC 
Oscillator provides a fixed 1.0MHz, 2.0MHz, 4.0MHz, or 8.0MHz
clock."

> Und: kann ich dann auch einen 20MHz Quarz anschließen oder eben nur
> einen bis max. 16MHz?

Anschließen kannst du ihn, aber dass der Prozessor damit funktioniert, 
ist nicht garantiert, da er nur bis 16 MHz spezifiziert ist. Ob in der 
Praxis 20 Mhz trotzdem kein Problem sind, kann ich dir nicht sagen. Das 
größte Problem beim Übertakten ist wohl der Flash, der dann nicht mehr 
mitkommt.

> Ich finde nichts aktuelles und in dem Bereich tut sich ja eigentlich
> ständig etwas.

Bei neueren Prozessoren schon, aber dadurch ändern sich die 
Spezifikationen älterer Prozessoren nicht.

von Stefan F. (Gast)


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Für serielle UART Kommunikation brauchst du mindestens einen 
Keramik-Resonator. Der interne R/C Oszillator eignet sich nicht 
zuverlässig.

Für USB brauchst du einen Quarz.

von Georg (Gast)


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Fragezeichen schrieb:
> Quarz, oder sind die
> internen Oszillatoren präzise genug geworden?

Die Frage ist, was ist "präzise genug?". Quarz-Genauigkeit wird 
gebraucht für serielle Verbindungen und für Uhrenfunktionen sowieso. Man 
kann zwar bei vielen Contollern den Taktgenerator feintunen oder die 
Zeitkonszanten individuell anpassen, aber für eine Serienfertigung ist 
das eher unpraktisch, weil das mit einem Quarz nicht notwendig ist und 
so ruinös sind die Kosten für einen Quarz ja auch nicht.

Braucht man keine genauen Zeiten oder Taktraten reicht jeder Taktgeber. 
Fälle, in denen keine Quarzgenauigkeit gebraucht wird, ein interner 
Taktgeber aber genau genug ist sind eigentlich eher selten und mit einem 
Quarz ist man auf der sicheren Seite.

Georg

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Die Halbleiterhersteller werden bei bestehenden Produkten auf keinen 
Fall eine Änderung der Temperaturabhängigkeit durchführen, denn das 
könnte bei manchen Kunden zu erheblichem Unmut führen. Ggf. werden 
dadurch nämlich irgendwelche Kompensationsmaßnahmen ausgehebelt.

Mir ist ein Produkt bekannt, bei dem der Fertigungstest so schnell nach 
dem Löten erfolgt, dass die Baugruppen noch nicht komplett abgekühlt 
sind. Der Oszillator wird also leicht verstimmt kalibriert und justiert, 
damit er dann bei Raumtemperatur seine Sollfrequenz erreicht.

Bei Nachfolgeprodukten kann es natürlich einen komplett anderes 
Temperaturverhalten sowie Exemplarstreuungen geben.

von Stefan F. (Gast)


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> Fälle, in denen keine Quarzgenauigkeit gebraucht wird, ein interner
> Taktgeber aber genau genug ist sind eigentlich eher selten

Mir fallen da spontan ein:

Bunte Lichterketten
Sound und Licht Effekte für Spielzeuge
Treppenhaus-Licht-Timer
Temperaturschalter

Eigentlich alles, was weder UART noch USB basierte Schnittstellen hat.

von Georg (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Mir fallen da spontan ein:
>
> Bunte Lichterketten

Da habe ich mich ungenau ausgedrückt - ich meinte Anwendungen, bei denen 
man zwar keinen Quarz braucht, aber einen ziemlich genau abgeglichenen 
internen Taktgeber verwenden kann. Bei einer Lichterkette sind die 
Abweichungen völlig egal, es sei denn man überprüft sie mit einer 
Stoppuhr oder so ähnlich. Das würde ich dann aber schon unter 
Zwangsneurose einstufen. Ich kenne jemand, der dreht durch, wenn nicht 
alle seine Uhren innerhalb einer Sekunde gleich gehen.

Georg

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo,

ich kenn das Problem vom Xmega, der ist noch nicht soo alt. Der 
RC-Oszillator wird bei Raumtemperatur kalibriert. Eine RS232 Verbindung 
zwischen zwei Controllern funktioniert bei Raumtemperatur praktisch 
immer. Bei starken Temperaturänderungen driften die Frequenzen jedoch 
deutlich weg, sodass die Hälfte der kommunizierenden Paare bei <0°C die 
Verbindung verliert.

Manchmal driftet die eine Frequenz nach oben, die andere nach unten. 
Eine RS232-Verbindung läßt maximal einen Fehler von 3% zu. Bekam der 
Hauptcontroller einen Quarz, konnte der zweite mit dem RC-Takt betrieben 
werden. Dabei gab es keine Ausfälle mehr.

Bernd

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