Hallo, kleines, aber einfaches Problem, hoffe ich, und vielleicht hat einer von euch einen Tip zur Problemlösung. Ich setze in einer Schaltung einen Atmega328P in TQFP ein, einen 16MHz-Quarz https://www.yxcxtal.com/products-detail/ysx321sl (laut JLC 10ppm & 9pf) und habe nach der Faustformel "Geforderte Lastkapazität *2 - 5 bis 10pf" 8p2 in 0603 eingesetzt. Nun stellt sich raus das die Schaltungen alle ca. 15ppm zu langsam sind. Das ist an sich kein Problem, aber außerhalb der Specs des Quarzes. Ermittelt haben wir das, in dem ein 1pps-Signal über Stunden vom Controller mit den abgelaufenen Takten ausgegeben wurde, dabei sieht man das der Controller zu lahm ist und der 1pps-Wert langsam wandert. Das Problem ist: ich bin in DE, gefertigt wird bei JLC in China, Einsatz ist in USA weil der Kollege da keine Ahnung von Elektronik hat: ich hab ihm das Layout gemacht (SMD statt THT), er bestellt und lötet nur noch die Stecker nach, dann ab zum Einsatz. D.h. ich habe keine Platine zum testen und muss raten, welchen Kondensator ich einsetzen lassen muss damit das Ding ca. 10ppm Gas gibt um innerhalb der +-10ppm zu sein. Habt ihr da ne Idee? Soweit ich sehe müssen die Kondensatoren leicht kleiner werden. Aber wohin? 6p8? 4p7?
Jens M. schrieb: > Nun stellt sich raus das die Schaltungen alle ca. 15ppm zu langsam sind. > Das ist an sich kein Problem, aber außerhalb der Specs des Quarzes. Bei 25 Grad Celsius, richtig? Hats denn die?
Hallo, wurde denn auch die Temperaturabhängigkeit berücksichtigt? Es bringt ja nichts den Quarz nachzuziehen, wenn sich bei einer anderen Betriebstemperatur die Verhältnisse umdrehen oder so verschieben, dass es nicht besser wird. 10 Grad Unterschied können schon mehrere ppm bewirken.
4p7 ist zwar zu bevorzugen, aber bei zu kleiner Kapazität besteht die Gefahr von Schwingungsaussetzern.
Muss der Kollege halt probieren was passt. Anschwingprobleme gibt es meistens in Kälte.
Moin, Wenn der Berg nicht zum Prophet kommen will, vielleicht muss dann der Prophet zum Berg gehen: In dem Sinne: Vielleicht einen anderen Quarz fuer/mit groessere/r Lastkapazitaet hernehmen? Bei den Cs sieht's mir schon eh arg klein aus. Gruss WK
> Ermittelt haben wir das, in dem ein 1pps-Signal über Stunden vom > Controller mit den abgelaufenen Takten ausgegeben wurde, dabei sieht man > das der Controller zu lahm ist und der 1pps-Wert langsam wandert. Verstehe ich das richtig, dass du mit einem Allerweltsquarz innerhalb des gesamten Temperaturbereiches auf unter 15 ppm Ablage kommen willst?
Hi, Jens M. schrieb: > Nun stellt sich raus das die Schaltungen alle ca. 15ppm zu langsam sind. > Das ist an sich kein Problem, aber außerhalb der Specs des Quarzes. Wieso kommst du mit deinen Angaben darauf das sich die Werte ausserhalb der Spec des Quarzes bewegen. Es könnte so sein, aber es muss absolut nicht so sein. Um das zu wissen müsste man viel mehr über den Quarz wissen! Denn wie schon von OSZ oben angedeutet gibt es einiges was zu beachten ist. Insbesondere die Temperatur. Ausschlaggebend für die Frage auf welcher Frequenz ein mit der Angabe xxx MHz gekaufter Quarz tatsächlich schwingen kann sind dabei mehrere Dinge. Als erstes die Grundabweichung. Also wie weit ein gerade ausgelieferter Quarz bei genau den im Datenblatt angegebenen Betriebsbedingungen (Temperatur, Lastkapazität, Serien- oder Parallelresonanz) von der Nennfrequenz entfernt arbeiten kann. Dann die Temperaturdrift, also wie sich die Frequenz in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur ändert. (In der REgel gilt die Angabe der Grundabweichung für 25C) Dabei ist das keineswegs ein Linearer Verlauf sondern meist ein Wellenförmiger mit mehrmaligen PAssieren der "Nulllinie" Es ist also nicht unbedingt so das ein Quarz der für 25C hergestellt wurde bei 60C eine größere Abweichung hat als bei 50C. Tatsächlich kommt es sogar häufiger vor das es Verläufe gibt wo zb. bei 5C, 45C und 60C (willkürliche Beispielwerte!) genau dieselbe Frequenz errecht wird wie bei den angegebenen 25C, bei 35C und 15C aber die Abweichung maximal ist. Näheres sagt das spezifische Datenblatt für genau diesen Quarz. (Nicht ein bloßes Familiendatenblatt) Und dann gibt es noch die Drift durch Alterung. Diese ist in den ersten Betriebsstunden besonders groß, daher werden heute auch Quarze aus der Massenproduktion schon beim HErsteller künstlich vorgealtert. Wenn man deinem Link folgt, so sieht man das es diesen Quarz Standardmäßig mit 10 und 20ppm maximaler Grundabweichung gibt. (Oder Sonderwünsche) Diese haben Standardmäßig eine Temperaturdrift von 20ppm über den zulässigen Betriebstemperaturbereich. (Und wie geschrieben, die Abweichung kann irgendwo in der Mitte maximal sein, an den Enden des Bereiches liegt das Maximum nur selten... Meist nur wenn der Bereich in den Spezifiaktionen bewusst klein gehalten wird) Sobald der Quarz in deiner Schaltung also eine andere Temperatur als 25C hat, DANN muss du für die Mögliche Abweichung die Grundabweichung sowie die Temperaturdrift sowie die Alterung addieren um auf die tatsächlich mögliche Abweichung zu kommen. Die Alterung können wir bei Neugeräte mal aussen vor lassen, aber wenn du die Standardversion mit 10ppm (maximaler) Grundabweichung und 20ppm maximaler Temperaturabweichung hast, dann müsstest du, ohne zugriff auf die exakten Spezifikation Frequenz vs. Temperatur für jede Betriebstemperatur die nicht genau 25C ist von einer maximal möglichen Abweichung von bis zu 30ppm +/- ausgehen. Wird es dann wärmer oder kälter kann die Abweichung kleiner oder größer werden. (OK, bei Beispielsweise 24C oder 26C wird die Temperaturbedingte Abweichung jetzt nicht so nennenswert sein. Sind es aber da wo die Geräte laufen im Raum jetzt 18C oder 35C, dann wären -15ppm sicher nichts ungewönliches.) Du kannst jetzt durch änderung der Bauteilparameter natürlich den Quarz ein wenig beeinflussen. Aber um das zu BERECHNEN brauchst du wieder die Daten für GENAU diesen Quarz. Also Ausprobieren! Jedoch passt du damit den Quarz auch wieder nur auf die TEmperatur an bei der DU gerade arbeitest. Besser ist es daher auf Bauteile zurükzugreifen deren PArameter sich ebenfalls in einem bekannten Maß mit der Temperatur verändern. Und zwar so das sich die Auswirkungen der Änderungen aufheben. So wird das bei klassischen (rein Analogen) TCXO gemacht. (Oder früher bei Sendern- bzw. Empfängern mit frei schwingenden Oszillatoren!) Dazu muss man aber ebenfalls die genauen Quarzdaten haben. Es ist also alles nicht so trivial wie es klingt. Sofern es bei deiner Schaltung also nicht egal ist ob die Frequenz jetzt EINIGE 10ppm daneben liegt (Für sehr sehr viele Schaltung spielt das ja absolut keine Rolle) hast du somit jetzt erst einmal einiges an Arbeit. Und mit etwas Pech sogar ein Problem. Denn dann hast du dich bei der Wahl der Taktquelle falsch entschieden. Üblicherweise nimmt man bei solchen Anwendungen heute einen TCXO. Solche die ihre Gesamtabweichung über den gesamten Temperaturbereich unter 10ppm halten gibt es mitttlerweile auch in Kleinststückzahlen für untere einstellige Eurobeträge An deiner Stelle würde ich daher jetzt erst einmal bestimmen in welchem Temperaturfenster die Schaltungen später mal betrieben werden. ISt dies getan, dann bestimmt man wie groß die Abweichung überhaupt werden darf ohne das die Schaltung negativ beeinflusst ist. Dann wird experimentell ein Kondensator (Wert UND TEmperaturverhalten) bestimmt bei dem der Verlauf der Frequenz vs. Temperatur am besten passt. Und wenn es alles nichts hilft auf einen anderen Quarz mit besserem Temperaturverhalten umsteigen. Der könnte allerdings sogar teurer sein als ein entsprechender TCXO. Nur müsste man für einen TCXO halt auf der Platine Fädeln... (+Ub und GND) Gruß Carsten
Jens M. schrieb: > kleines, aber einfaches Problem, hoffe ich, und vielleicht hat einer von > euch einen Tip zur Problemlösung. Genau, man braucht nur ein wenig von dem Quarz abzuschleifen. Und abschleifen ist wesentlich einfacher als ranschleifen.
Wenn du neu bestellen musst, könntest du auf einen fertigen Oszillator umsatteln. Hilft dir jetzt nicht, aber so als Idee.
Jens M. schrieb: > Nun stellt sich raus das die Schaltungen alle ca. 15ppm zu langsam sind. > Das ist an sich kein Problem, aber außerhalb der Specs des Quarzes. > Ermittelt haben wir das, in dem ein 1pps-Signal über Stunden vom > Controller mit den abgelaufenen Takten ausgegeben wurde, dabei sieht man > das der Controller zu lahm ist und der 1pps-Wert langsam wandert. Was wird denn mit dem "genauen" Takt gemacht? Möglichweise kann man das per Software korrigieren, indem man statt einem einfachen /N Teiler in einer ISR eine DDS einbaut, welche eine sehr hohe Frequnzauflösung ermöglicht. Wenn es nur darum geht eine interne Uhr oder einen 1pps Puls genau zu machen, reicht das. AVR - Die genaue Sekunde / RTC
Andre schrieb: > Wenn du neu bestellen musst, könntest du auf einen fertigen Oszillator > umsatteln. Das ist sowieso der sinnvolle Weg, wenn man eine hohe Genauigkeit braucht. Denn mit einem Quarz gehen mehrer Einflussgrößen in die Genauigkeit ein: Quarz, Lastkondensatoren, Layout und Oszillatorschaltung des µC. Und alle diese Parameter sind unabhängig voneinander exemplar- / temperartur- und altersabhängig. Und damit ist das Ganze kaum kalkulierbar. Bei einem fertigen Oszillator ist das alles aus einer Hand.
2aggressive schrieb: > Bei 25 Grad Celsius, richtig? Hats denn die? Beim test waren's ca. 22°. Soweit mit bekannt ist die Kurve so gewählt das sie in dem Bereich flach läuft, sollte das soviel ausmachen? Osz schrieb: > 10 Grad Unterschied können schon mehrere ppm > bewirken. Die hatte es genau gerade nicht. Einsatz ist auch "bei Raumtemperatur", also 18-23°C tät ich sagen. Maximal 20+-5°C. Dergute W. schrieb: > Bei den Cs sieht's mir > schon eh arg klein aus. Die sind ja die "üblichen" für den Quarz, sollte es da so Probleme geben? Klar, wenn ich einen HC49 mit Standard 22pF nehme und bau da 8pF ein, dann wird's Ärger geben, aber dieser Winzling ist ja für "9pF" spezifiziert. Bürovorsteher schrieb: > Verstehe ich das richtig, dass du mit einem Allerweltsquarz innerhalb > des gesamten Temperaturbereiches auf unter 15 ppm Ablage kommen willst? Nein, wird haben bei einer Temperatur getestet, die im Einsatz relativ fix und relativ nahe am spezifizierten Wert des Quarzes liegt und uns gewundert das wir off-spec sind. Das Ding ist +-10ppm@25°C angegeben (gut, ob die Chinesen das einhalten...) und wir kommen bei 22° schon auf 15ppm. Wenn wir jetzt "draußen" gewesen wären, aber so? Carsten S. schrieb: > Näheres sagt das spezifische Datenblatt für genau diesen Quarz. (Nicht > ein bloßes Familiendatenblatt) Sehr interessante Ausführungen, danke! Und: Ich hab keins gefunden, alleine die von der Familie aweichende Angabe für die Kapazität und Toleranz ist mir auch schon aufgestoßen, aber issmanso. Carsten S. schrieb: > (OK, bei Beispielsweise 24C oder 26C wird die Temperaturbedingte > Abweichung jetzt nicht so nennenswert sein. Sind es aber da wo die > Geräte laufen im Raum jetzt 18C oder 35C, dann wären -15ppm sicher > nichts ungewönliches.) OK, danke. Das ist das erste Mal, das ich mich damit auseinandersetzen muss. Carsten S. schrieb: > Sofern es bei deiner Schaltung also nicht egal ist ob die Frequenz jetzt > EINIGE 10ppm daneben liegt 100ppm sollten kein Problem sein, uns ist es eben nur aufgefallen, das die ca. 10 Geräte die es gibt alle relativ gleich viel zu langsam sind und eben nicht wie bei üblichen Toleranzen mal so mal so. Carsten S. schrieb: > Solche die ihre Gesamtabweichung > über den gesamten Temperaturbereich unter 10ppm halten gibt es > mitttlerweile auch in Kleinststückzahlen für untere einstellige > Eurobeträge Aus technischen Gründen (das Inventory von JLC) gibt's ja nichtmal fertige Oszillatoren für 5V... Carsten S. schrieb: > ....experimentell.... Deswegen hab ich mich davon bislang schön entfernt gehalten... :D Ich hätte gar keine Messmittel dazu. Harald W. schrieb: > Genau, man braucht nur ein wenig von dem Quarz abzuschleifen. Der ist ja schon im Gehäuse gerade mal 3.2x2.5x0.7mm groß. Andre schrieb: > Wenn du neu bestellen musst, könntest du auf einen fertigen Oszillator > umsatteln. So hab ich das bislang gemacht, wenn es keine Vorgabe zu Quarz und den Caps gab. Fazit: Die Abweichung ist evtl. völlig normal und kein Grund zur Sorge. So lassen und gut. Interessant auch, das man immer "irgendeinen HC49/U mit 16MHz" und "2x22pf" nimmt, und das irgendwie geht, aber wenn man es einigermaßen richtig machen will muss man für jede einzelne Platine Stunden an Zeit und zumindest beim ersten Mal deutlich 4stellig Geld in die Hand nehmen. Ich hätte gedacht, das es für solche Standardfälle schon Vorgaben gibt, die man nehmen kann und die ausgetestet sind. Das ist ja eine Standardfrequenz, ein Standardchip, eine Standard-Quarz-Bauform... Jeder einzelne dieser drei Faktoren ist sicherlich deutlich in den Millionen wenn nicht Milliarden in Anwendung.
Dietrich L. schrieb: > Andre schrieb: >> Wenn du neu bestellen musst, könntest du auf einen fertigen Oszillator >> umsatteln. > > Das ist sowieso der sinnvolle Weg, wenn man eine hohe Genauigkeit > braucht. Überhaupt nicht! Wenn die Freuquenz um 50 ppm daneben liegt, gibt es keine Korrekturmöglichkeit mehr. Die Stromaufnahme ist zudem höher: standby kann man vergessen. Oder meinst Du einen TCXO? Dann sieh Dir aber auch die Preise dazu an. Mir ist nicht klar, wie man anhand von Datenblattwerten zu einer Serienproduktion kommt. Ein Musteraufbau mit Überprüfung der benötigten Eigenschaften ist "lästig" aber Pflicht!
Falk B. schrieb: > Was wird denn mit dem "genauen" Takt gemacht? Das fiel beim Testen auf, da Zeiten "gemessen" werden und alle Werte unkalibriert "zu kurz" waren, bei allen Modulen ca. gleich viel. Lässt sich ausgleichen, 100ppm sind sicher kein Problem. Das "alle sind etwa gleich zu kurz" brachte uns drauf das es einen Systemischen Fehler geben könnte. Der kann auch die etwa 3° zu niedrige Raumtemperatur gewesen sein, aber ich ging davon aus, das es in dem Bereich noch einen eher flachen Verlauf nimmt. Wir haben da noch keine Extreme gehabt... Dietrich L. schrieb: > Bei einem fertigen Oszillator ist das alles aus einer Hand. Wie ist denn da der Verlauf der Temperaturabweichung? Ich hab zwar schon SMD-Oszillatoren eingesetzt bei meinen Schaltungen, aber keine Daten über den Temperaturgang, wie bei diesem Quarz jetzt gibt's keine Daten. Klassischer Fall von "nie'n Kopp drum gemacht" ;)
Jens M. schrieb: > Die hatte es genau gerade nicht. Einsatz ist auch "bei Raumtemperatur", > also 18-23°C tät ich sagen. Maximal 20+-5°C. Das heist also, dass die sonstige Elektronik auf der Leiterplatte keine nennenswerte Wärme produziert? Sicher? 10 Grad sind auf einer Leiterplatte in der Regel gar nichts. Da reicht schon ein kleiner Verbraucher, der seine Wärme an die GND-Plane abgibt und diese dann von dort den Quarz aufwärmt. Wurde die Temperatur des Quarzes gemessen? Umgebungstemperatur ist irrelevant!
Jens M. schrieb: > Klar, wenn ich einen HC49 mit Standard 22pF nehme und bau da 8pF ein, > dann wird's Ärger geben, aber dieser Winzling ist ja für "9pF" > spezifiziert. Heißt 9pF Lastkapazität nicht, dass man zwei 18pF einbauen muss? Die liegen ja in Serie ... Kann sein, die Spec meint den einzelnen Kondensatorwert. Andererseits würde er noch langsamer laufen. > Interessant auch, das man immer "irgendeinen HC49/U mit 16MHz" und > "2x22pf" nimmt, und das irgendwie geht, aber wenn man es einigermaßen > richtig machen will muss man für jede einzelne Platine Stunden an Zeit > und zumindest beim ersten Mal deutlich 4stellig Geld in die Hand nehmen. Naja, wie oben schon gesagt, hängt auch einiges vom Layout ab. Am Besten man gibt das fertige Board dem Quarzhersteller und lässt es von dem bez. Beschaltung optimieren. Gehört eigentlich zum Service, wenn Stückzahlen dahinter stecken. Es betrifft nicht nur die Frequenz sondern z.B. auch das Anschwingverhalten. > Ich hätte gedacht, das es für solche Standardfälle schon Vorgaben gibt, > die man nehmen kann und die ausgetestet sind. > Das ist ja eine Standardfrequenz, ein Standardchip, eine > Standard-Quarz-Bauform... Aber keine Standard-Genauigkeitsanforderung! Die liegt eher bei 100ppm oder bestenfalls noch bei 50ppm.
m.n. schrieb: > Mir ist nicht klar, wie man anhand von Datenblattwerten zu einer > Serienproduktion kommt. Ein Musteraufbau mit Überprüfung der benötigten > Eigenschaften ist "lästig" aber Pflicht! Hoooo, ruhig brauner. Es geht um eine in THT veröffentlichte Hardware, die ich so umgebaut habe, das man die als Nichtelektroniker "fertig" bei JLC kaufen kann. Da müssen nur noch Stecker drauf, und das sollte ein "ich kann gerade so LEDs löten" hinbekommen, anstatt 40 Teile (Controller, Quarz, Caps, Spannungsregler, FETs, Dioden, Elkos) irgendwo zu kaufen und zu verbasteln. Das Zeug braucht man auch nicht in Mengen, also ist es schon schwer genug von den Widerständen je 1,2 oder 5 zu bekommen, und der Rest liegt rum. Eine Serie ist das noch lange nicht, das war eine Freundschaftsleistung für einen Forumsbekannten "von übern Teich", der am Ende 6 oder 7 von den Teilen in seinem Haus verbasteln will, und JLC liefert nunmal 10er Packs günstiger als man alleine die Teile von Mouser o.ä. bekommt, mit Bestückung und dem PCB noch dazu. Und da ich wie erwähnt keins der Geräte bei mir habe (bräuchte ich nicht, wäre also Geldverschwendung) kann ich halt keine Messung vornehmen (schon auch aus Equipmentgründen), eine Anpassung wäre teuer (weil mehrere Produktzyklen), aber aus reiner Neugier wollte ich wissen wie die Inbetriebnahme läuft. Und da kam eben raus das alle gleich weit in die gleiche Richtung getrimmt werden müssen, was mir komisch vorkam. Der Kollege vor Ort kann 0603 so gerade noch sehen. Umlöten ist daher keine Option, aber auch schon alleine aus Beschaffungsgründen.
Osz schrieb: > Das heist also, dass die sonstige Elektronik auf der Leiterplatte keine > nennenswerte Wärme produziert? Sicher? 10 Grad sind auf einer > Leiterplatte in der Regel gar nichts. Da reicht schon ein kleiner > Verbraucher, der seine Wärme an die GND-Plane abgibt und diese dann von > dort den Quarz aufwärmt. > > Wurde die Temperatur des Quarzes gemessen? Umgebungstemperatur ist > irrelevant! Mangels Möglichkeit & Wissen nicht. Und wenn das so extreme Abweichungen verursachen würde, dann braucht man auch keine Messungen machen, dann sind ja alle Angaben der Quarzhersteller sinnlos. Ist das echt so eine Raketenwissenschaft? HildeK schrieb: > Heißt 9pF Lastkapazität nicht, dass man zwei 18pF einbauen muss? Die > liegen ja in Serie Ja, aber die Pinkapazität und die LP kommt ja noch dazu. Das scheint aber so streuend zu sein, das "mein Design" und "dein Design" vollständig unvergleichbar sind, selbst bei identischem Schaltplan. HildeK schrieb: > Aber keine Standard-Genauigkeitsanforderung! Die liegt eher bei 100ppm > oder bestenfalls noch bei 50ppm. Dieser süße kleine "hochgenaue" Quarz kostet keine 10ct. Warum einen 100ppm einsetzen, wenn ich 10 bekommen kann? Die Anwendung erfordert das nicht, aber nuja...
Jens M. schrieb: > HildeK schrieb: >> Aber keine Standard-Genauigkeitsanforderung! Die liegt eher bei 100ppm >> oder bestenfalls noch bei 50ppm. > > Dieser süße kleine "hochgenaue" Quarz kostet keine 10ct. Warum einen > 100ppm einsetzen, wenn ich 10 bekommen kann? > Die Anwendung erfordert das nicht, aber nuja... Hast ja recht, aber vielleicht spezifiziert der Chinese etwas großzügig?
> ein wenig von dem Quarz abzuschleifen
Ja fast. Richtig gewesen waere: Abaetzen mit Flusssaeure.
Interessant waere ja, warum denn nun 20 ppm Abweichung stoeren.
Hi, Jens M. schrieb: > Dietrich L. schrieb: >> Bei einem fertigen Oszillator ist das alles aus einer Hand. > > Wie ist denn da der Verlauf der Temperaturabweichung? > Ich hab zwar schon SMD-Oszillatoren eingesetzt bei meinen Schaltungen, > aber keine Daten über den Temperaturgang, wie bei diesem Quarz jetzt > gibt's keine Daten. > Klassischer Fall von "nie'n Kopp drum gemacht" ;) Da gibt es verschiedenste Werte... Wenn man wenig Drift will nimmt mal halt einen der schon mehrfach erwähnten TCXO. Hier mal ein Low-Cost Beispiel: https://www.mouser.de/ProductDetail/Epson-Timing/TG2520SMN-160000M-MCGNNM3/?qs=GBLSl2AkirsRqLAXo34J%252Bw%3D%3D 16MHz, 1,5ppm Grundabweichung und 0,5ppm Über den Temperaturbereich Also 2ppm +/- Abweichung maximal. Egal wo man sich gerade Temperaturmäßig befindet. So lange es halt im erlaubten Fenster liegt. Preis: 1,51 Euro @ 1pcs. 1,15 Euro @ 100pcs. 0,90 Euro @ 1k pcs. Jens M. schrieb: > Interessant auch, das man immer "irgendeinen HC49/U mit 16MHz" und > "2x22pf" nimmt, und das irgendwie geht, aber wenn man es einigermaßen > richtig machen will muss man für jede einzelne Platine Stunden an Zeit > und zumindest beim ersten Mal deutlich 4stellig Geld in die Hand nehmen. Naja, ganz so ist es ja nicht! Es ist einfach nur eine Frage des Einsatzes des richtigen Bauteils für den richtigen Zweck. Der "Irgendein HC49/u mit 2x22pf" (Oder was auch immer) ist das richtige Bauteil wenn die damit erreichbare Genauigkeit für den ZWeck vollkommen ausreicht und es günstig sein soll. Das sind Milliarden Geräte wo genau diese Bedingung erfüllt ist. HAt man aber höhere Anforderungen, dann ist das halt das falsche Bauteil und dann wird es teuer weil es hingefummelt werden muss. Daher nimmt man dann gleich das richtige Bauteil. > Ich hätte gedacht, das es für solche Standardfälle schon Vorgaben gibt, > die man nehmen kann und die ausgetestet sind. > Das ist ja eine Standardfrequenz, ein Standardchip, eine > Standard-Quarz-Bauform... > Jeder einzelne dieser drei Faktoren ist sicherlich deutlich in den > Millionen wenn nicht Milliarden in Anwendung. Und dafür gibt es ja auch Standard-Vorgaben mit den dann die Standardfälle auch funktionieren. Du machst jedoch den logischen Fehler anzunehmen das +/-10ppm (oder 20/30/ sogar 50ppm) Gesamtabweichung (Grundabweichung, Temp- und Altersdrift zusammen) eine gestellte Anforderung bei den üblichen Standardanwendungen von diesen Quarzen sind. Da wo man solche Anforderungen hat greift man zu anderen Bauteilen wo alle kritischen Teile zusammen enthalten und aufeinander abgestimmt sind. Wenn es dann wirklich darauf ankommt zu solchen die gezielt auf eine geringe Temperaturdrift optimiert sind. Aber wenn es, wie du ja geschrieben hast, auch mit 100ppm noch funktioniert dann ist es mit den verwendeten Quarzen in Butter. Ok, wenn schon bei 2C da eine solche Abweichung ist, dann kann man natürlich noch einmal schauen ob da nicht doch noch eine kleine Verbesserung möglich ist. Aber man sollte dann auch noch mal andere "Fehlermöglichkeiten" in Betracht ziehen. Als erstes sollte man sich die Firmware mal sehr genau ansehen. Nicht da da irgendetwas im Sinne von "Takte vergessen" schiefläuft. Interrups usw. können da schon mal kritisch sein. Gerne vergessen wird beim Arbeiten mit Zählern zur Zeitmessung auch das, je nachdem wie man es macht, für das Rücksetzen/Setzen des Zählers ja auch etwas Zeit draufgeht. Oder wenn mit Vorteilern gearbeitet wird, was passiert bei dem konkreten µC wenn z.B. ein Vorteiler von :4 eingestellt wird, zweit Takte seit dem letzen Ausgangspuls gekommen sind und dann der Zähler zurückgesetzt wird. (Wird der Vorteiler beim verwendeten µC mit zurückgesetzt oder nicht) Das sind alles Dinge die bei den allermeisten Anwendungen nicht ins Gewicht fallen, sich aber ein kleine Nichtbeachtung durchaus mit der Zeit zu einem WErt kumulieren kann der bei genauer Messung auffällt. Ob und wie stark diese Faktoren eine Rolle spielen (können) hängt natürlich vom Programm im µC selbst ab. Hardwarezähler/Softwarezähler, Auswerteroutine usw. (Soll jetzt nur mal ein genereller Hinweis darauf sein wo sonst noch so Stolperfallen sein können) Oder gerade bei den AVR: Wenn da jetzt die Osc. Fuses falsch gesetzt sind und der daher nicht ganz stabil läuft. Bzw. die Pegel für die gewählten Fuses nicht so ganz passen. Ein Aussetzer hier und da kann die Folge sein... Usw. Es muss also nicht zwingend ein Problem mit dem Quarz sein. m.n. schrieb: > Überhaupt nicht! Wenn die Freuquenz um 50 ppm daneben liegt, gibt es > keine Korrekturmöglichkeit mehr. Die Stromaufnahme ist zudem höher: > standby kann man vergessen. > Oder meinst Du einen TCXO? Dann sieh Dir aber auch die Preise dazu an. Die Preise? Du meinst die unerschwinglichen 1,51 Euro (Einzelstück) für +/- 2ppm maximale Gesamtabweichung? Gruß Carsten
... schrieb: > Richtig gewesen waere: Milchglasplatte, Ceroyxd und etwas Wasser und dann schleifen. Geht prima. So haben früher arme Leute die FT-Quarze "justiert". Da "Dranschleifen" nicht geht mit einem HB-Bleistift auf der Quarzscheibe einen Strich ziehen senkt die Frequenz.
> Milchglasplatte, Ceroyxd und etwas Wasser und dann schleifen
Das ist fuer groessere Ablagen.
Fuer etwas weniger geht das mit Flusssaeure durchaus.
Man sollt nur sein Schnueffelstueck nicht darueber halten.
Das geht naemlich nicht gut aus.
HildeK schrieb: > Hast ja recht, aber vielleicht spezifiziert der Chinese etwas großzügig? Das ist gut möglich... ... schrieb: > Interessant waere ja, warum denn nun 20 ppm Abweichung stoeren. Stören tun die nicht. Das Originaldesign ist THT, der dort angegebene Quarz aus einer Digikeyliste hat 100ppm in den Daten stehen, also reichen meine 15ppm sicher voll aus. "Gestört" (eher gewundert) hat mich nur, das es eben keine Verteilung um den Sollwert gab, sondern alle gleich weit in die gleiche Richtung vom Sollwert abweichen. Zugegeben, eine Sample Size von 10 Geräten ist vielleicht nicht repräsentativ, aber alle 10 sind 13-16ppm zu lahm, im Mittel knappe 15ppm. Und da der Quarz +-10ppm im Papier stehen hat dachte ich das ich auch mal einen zu schnellen und einen passenden finde. Daher bin ich von einem Designfehler ausgegangen, denn mit dem Quarz habe ich keine Erfahrung. Carsten S. schrieb: > Du machst jedoch den logischen Fehler > anzunehmen das +/-10ppm (oder 20/30/ sogar 50ppm) Gesamtabweichung > (Grundabweichung, Temp- und Altersdrift zusammen) eine gestellte > Anforderung bei den üblichen Standardanwendungen von diesen Quarzen > sind. Zugegeben, ich bin davon ausgegangen, das es wie eine Widerstandstoleranz zu sehen ist und der Quarz bei "Standardeinsatz" (ok, leichter Temperaturabweichung) seine Frequenz mit dem angegebenen Wert trifft. Nebenbei, die Schaltung nimmt an 5V ca. 18mA und besteht zum Testzeitpunkt aus dem Controller und wenigen LEDs, viel Wärme kommt da m.E. nicht dazu, also Temp. der LP = Luft. Carsten S. schrieb: > Ok, wenn > schon bei 2C da eine solche Abweichung ist, dann kann man natürlich noch > einmal schauen ob da nicht doch noch eine kleine Verbesserung möglich > ist. Jau! ;) Carsten S. schrieb: > Als erstes sollte man sich die Firmware mal sehr genau > ansehen. Nicht da da irgendetwas im Sinne von "Takte vergessen" > schiefläuft. Das Testprogramm basiert auf Arduino gibt bei jedem L->H des 1pps den Wert von millis() aus. Das macht man über Stunden und sieht dann, das eben nicht immer 1000,2000,3000,......999000 kommt sondern 999, 1998, 2997... (übertrieben aber du verstehst). Über mehrere tausend Sekunden fehlen da dann ~20ms, da ist kein Jitter oder so. Ich würde sagen die Funktion ist ausreichend oft genug getestet und verliert keine Takte ;) Carsten S. schrieb: > Wenn da jetzt die Osc. Fuses falsch gesetzt > sind und der daher nicht ganz stabil läuft. Bzw. die Pegel für die > gewählten Fuses nicht so ganz passen. Ein Aussetzer hier und da kann die > Folge sein... Usw. Kann es sein, das die Fuses auf Full Swing stehen und der Quarz überlastet wird, und wenn man Low Power einstellt, geht er genauer? Ich würd davon ausgehen, das die Abweichung stärker wäre, wenn der Quarz "überbrüllt" würde. Ich schätze da sind Standardfuses drin, für den "großen" HC49U-Quarz. Carsten S. schrieb: > Die Preise? Du meinst die unerschwinglichen 1,51 Euro (Einzelstück) für > +/- 2ppm maximale Gesamtabweichung? Danke für den TCXO. Den müsste man leider selber aufbraten da JLC den nicht hat (deren Partnerbude LCSC hat ähnliches, aber der Bestückservice bietet die nicht an :( )...
Jens M. schrieb: > 2aggressive schrieb: >> Bei 25 Grad Celsius, richtig? Hats denn die? > > Beim test waren's ca. 22°. Soweit mit bekannt ist die Kurve so gewählt > das sie in dem Bereich flach läuft, sollte das soviel ausmachen? Soviel eher nicht. Zusätzliche 5ppm (5ppm Armbanduhrenvergleich sind zusätzliche 13 Sekunden pro Monat) klingt bei 3° Abweichung schon nach "viel". Ich hätte eher Aussentemperaturen (also saukalt) erwartet.
Mach mal den C auf der Eingangs-Seite des Oszillators 12pF und den Quarz auf der Ausgangsseite 22pF oder 27 pF, nach meiner Erfahrung führt eine asymmetrische Beschaltung zu besseren ppm-Werten. Es gibt auch eine AN eines Quarz-Herstellers dazu https://www.geyer-electronic.de/fileadmin/user_upload/frequenz/service/Quarz-Tutorial_de_2.3_Geyer.pdf Seite 12
Carl schrieb: > Mach mal den C auf der Eingangs-Seite des Oszillators 12pF und den Quarz > auf der Ausgangsseite 22pF oder 27 pF Whoa, das ist nun aber mal ganz was unerwartetes. Zudem man "nirgends" zwei verschiedene Quarze sieht, und als Wert bei 9pF angegebene Last dürfte sich ja so um 2x10pF relles Bauteil ergeben. Damit bin ich gefühlt schon "zu lahm", wenn ich jetzt noch mehr einbaue wird's doch noch langsamer?! Aber danke für den LEsestoff, muss ich mir mal einverleiben.
Jens M. schrieb: >> Mach mal den C auf der Eingangs-Seite des Oszillators 12pF und den Quarz >> auf der Ausgangsseite 22pF oder 27 pF Uff, das muss natürlich auch C auf der Ausgangsseite heissen. Ich habe das zuerst auch nicht geglaubt, habe es ausprobiert und war baff. Bestes Beispiel: Ein Uhrenquarz mit 12,5 pF und 20 ppm war mit 2x 27 pF beschaltet, Abweichung +42 ppm über 1 Monat gemessen, mit 15 und 33 pF Abweichung +12 ppm, konnte ich auch mit Quarzen mit 4-32 MHz verifizieren (alles Pierce-Oszillatoren in PICs, alles bei Raumtemperatur um 22°C).
Carsten S. schrieb: > Die Preise? Du meinst die unerschwinglichen 1,51 Euro (Einzelstück) für > +/- 2ppm maximale Gesamtabweichung? Daß es hier nur um ein paar Einzelstücke geht, kam ja erst auf indirekte Nachfrage heraus. Und beim Preisvergleich ist der Faktor 10 doch schon deutlich. Der zu zahlende "Preis" drückt sich aber auch in der Stromaufnhame aus, falls Batteriebetrieb und power-down benötigt werden. Lustigerweise stören die 15 ppm dann wohl doch nicht? Jens M. schrieb: > Hoooo, ruhig brauner. Kannst Du Deinen Arzt nicht erreichen?
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Der Temperaturgang ist sehr stark vom Quarzwinkel ab und der wird bei Billigquarzen nicht angegeben. Das Bild zeigt die Frequenz als Folge verschiedene Quarzwinkel und der Temperaturen. Das gilt für alle AT-Quarze - also nicht für z.B. Uhrenquarze, dort sieht es ganz anders aus.
m.n. schrieb: > Daß es hier nur um ein paar Einzelstücke geht, kam ja erst auf indirekte > Nachfrage heraus. Und beim Preisvergleich ist der Faktor 10 doch schon > deutlich. Ja, sorry. Bei nur ner Hand voll Platinen ist die Beschaffbarkeit wichtiger als der Preis, speziell wenn es um vollbestückte Boards geht. Ich kann nur einsetzen was JLC hat. Der verwendete Quarz ist nicht reingekommen weil er 10ppm hat sondern weil er im Vergleich der 16MHz-Quarze gleichzeitig in Mengen verfügbar, klein, günstig und dazu "genau" war. m.n. schrieb: > Der zu zahlende "Preis" drückt sich aber auch in der > Stromaufnhame aus, falls Batteriebetrieb und power-down benötigt werden. Da könnte man ja den Enable am XO nutzen, hat soweit ich sehe jeder. m.n. schrieb: > Lustigerweise stören die 15 ppm dann wohl doch nicht? Was an Jens M. schrieb: > Das ist an sich kein Problem, aber außerhalb der Specs des Quarzes. ist dir entgangen? Thomas R. schrieb: > Das Bild zeigt die Frequenz als Folge verschiedene Quarzwinkel und der > Temperaturen. Interessant, danke.
Setze mal die Fuses auf "Full Swing Crystal Oscillator". Der "Low Power Crystal Oscillator" ist recht heikel: "may be more susceptible to noise in noisy environments". Wenn es nur für Zeitmessungen ist, kann man auch in Software eine Korrekturrechnung machen und den Wert über eine genaue Referenz ermitteln und im EEPROM ablegen.
Jens M. schrieb: > m.n. schrieb: >> Lustigerweise stören die 15 ppm dann wohl doch nicht? > > Was an > > Jens M. schrieb: >> Das ist an sich kein Problem, aber außerhalb der Specs des Quarzes. > > ist dir entgangen? Oder ist das hier richtig? Jens M. schrieb: > ... schrieb: >> Interessant waere ja, warum denn nun 20 ppm Abweichung stoeren. > > Stören tun die nicht. Das Originaldesign ist THT, der dort angegebene > Quarz aus einer Digikeyliste hat 100ppm in den Daten stehen, also > reichen meine 15ppm sicher voll aus. Bei den ppm eines Quarzes muß man auch unterscheiden, ob es sich um die abs. Abweichung nach Bestückung oder die rel. Drift im Temperaturbereich handelt. Auf Letzteres beziehen sich wohl die 10 ppm Deines ausgesuchten Teils. Jens M. schrieb: > m.n. schrieb: >> Der zu zahlende "Preis" drückt sich aber auch in der >> Stromaufnhame aus, falls Batteriebetrieb und power-down benötigt werden. > > Da könnte man ja den Enable am XO nutzen, hat soweit ich sehe jeder. Abschalten ja, aber zum Einschalten fehlt dann jeglicher Takt. Entwickeln in D, Fertigung in CN und direkte Verwendung in USA klingt erst einmal nach Stückzahl und "sehr wichtig". Erst im Nachhinein klären sich einige Dinge, die, zuvor erwähnt, ganz andere Antworten ergeben hätten. Wenn Du Hilfe erwartest, gib (rechtzeitig) konkretere Details bekannt. Selbst in USA dürfte sich doch irgendwo eine Person finden lassen, die die Cs anpassen kann - bei den paar Platinen! Die letzten VCTCXOs mit 0,5 ppm, die ich beschafft hatte, waren auch über JLC verfügbar: https://lcsc.com/product-detail/SMD-Oscillators-XO_KDS-Daishinku-KDS-1XTV10000MDA_C253701.html. Bestand ist aber auf 0 geschrumpft. Bei dem Preis eigentlich kein Wunder ;-)
Peter D. schrieb: > Setze mal die Fuses auf "Full Swing Crystal Oscillator". Das dürfte aktiv sein, da ich den Bootloader aber nicht geladen habe, weiß ich das nicht genau. Ich schätze, das ist jetzt ein Arduino Nano oder Uno. Aber: bekomme ich da nicht Probleme mit dem Drive Level? Das Teil verträgt nur 100µW, im Gegensatz zu einem HC49. m.n. schrieb: > Oder ist das hier richtig? Beides ist richtig. Technisch gesehen dürften auch 100ppm ok sein, denn die Schaltung ist die SMD-Version einer THT-Schaltung die einen 100ppm-Quarz einsetzt und schon einige Male von anderen Leuten aufgebaut wurde. Weder ich noch der jetzige Benutzer haben Erfahrungen mit der Schaltung selber, und bei Versuchen hat sich rausgestellt das die 10 vorhandenen Teile alle etwa -15ppm abweichen, bei 22° Raumtemperatur. Was mir komisch vorkam, denn der Quarz ist mit 10ppm spezifiziert, was ich als Grundtoleranz annahm, wie bei einem Widerstand. Und wenn ich (für mich/evtl. weitere Nachbauer) durch eine kleine Änderung in der StüLi mehr erreichen kann, warum nicht? m.n. schrieb: > Bei den ppm eines Quarzes muß man auch unterscheiden, ob es sich um die > abs. Abweichung nach Bestückung oder die rel. Drift im Temperaturbereich > handelt. Auf Letzteres beziehen sich wohl die 10 ppm Deines ausgesuchten > Teils. Mangels Erfahrungen mit Quarzen und völlig ohne dich irgendwie beschuldigen zu wollen: Ist das so? Wenn ein Widerstand 10k 1% hat, dann ist der Temperaturgang da nicht drin, sondern die Grundabweichung bei x°C, keine Ahnung welche Temperatur aber es wird eine angegeben sein. Oder nicht? Wenn ein Quarz 16M +-10ppm @25° hat, dann verstehe ich das ebenso. Eine Streuung über die Temperatur muss wohl als Formel oder Graph angegeben werden, weil es wohl ein wenig komplexer ist als bei Widerständen, aber 3° mehr oder weniger machen so viel aus? Bei einem 10ppm-Quarz? m.n. schrieb: > Abschalten ja, aber zum Einschalten fehlt dann jeglicher Takt. Umschalten auf internen Oszillator vor Sleep? Ich bin eher der PIC-Typ, da ginge das so. Quasi low power IntRC wenns nicht drauf ankommt und externer Takt für Power und Genauigkeit. Aber ist ja in diesem Fall nicht gefordert, das Teil läuft am Netz oder gar nicht. Von daher wäre ein XO auch ok gewesen. m.n. schrieb: > Entwickeln in D, Fertigung in CN und direkte Verwendung in USA klingt > erst einmal nach Stückzahl und "sehr wichtig". Du dichtest da was rein. :D Ich habe einem 75-jährigen lötunkundigen Forenkumpel in USA ein wenig geholfen und das Layout so überbastelt das er nicht 40 THT-Teile bestücken muss (die er gar nicht beschaffen kann ohne Hilfe weil keine Ahnung) sondern seine paar Dinger in China bei JLC bestellen kann. Bleiben noch ein paar Stecker und das Bootloaderfrickeln, aber das ist dank Arduino gut erklärt und hat offensichtlich auch geklappt. Von gewerblich habe ich kein Wort geschrieben, und m.E. auch nichts was drauf schließen lässt. Manche Leute hier bekommen beinah wöchentlich Lieferungen von JLC, das ist auch alles privat ;) m.n. schrieb: > Selbst in USA dürfte sich doch irgendwo eine Person finden lassen, die > die Cs anpassen kann - bei den paar Platinen! Er hat niemanden gefunden, der ihm die THT-Muster zusammenfrickeln kann, trotz fertiger Gerberfiles für OSHPark und Digikey-Bestellliste. m.n. schrieb: > Die letzten VCTCXOs mit 0,5 ppm, die ich beschafft hatte, waren auch > über JLC verfügbar: Auch nett. Die hätte ich auch genommen, wenn 16M und Bestand.
Als Tipp: Der Kondensator am XIN hat deutlich mehr Einfluss auf die Frequenz als der am XOUT des Oszillators im MC. Es kann also sein, das es reicht, den einen Kondensator zu verkleinern.
Oder man nimmt an XTAL1 einen kleinen Trimmkondensator, der dann auch mit einem "normalen" Quarz genaue Frequenzen einstellbar macht. Jens M. schrieb: > m.n. schrieb: >> Die letzten VCTCXOs mit 0,5 ppm, die ich beschafft hatte, waren auch >> über JLC verfügbar: > > Auch nett. Die hätte ich auch genommen, wenn 16M und Bestand. Sparfüchse nehmen nach Möglichkeit 16,xxx MHz, da diese in größeren Stückzahlen (für GPS-Empfänger) eingesetzt werden und noch günstiger und besser verfügbar sind. Angsthasen brauchen aber immer noch einen Inverter (xx04), der den 1 Vss gekappten Sinus auf VCC-Pegel bringt. Sparfüchse stellen die 'Fuses' auf ext. Quarz ein und koppeln das Signal an XTAL1 mit 1 nF ein.
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