Hallo, was sagt der ERS-Wert bei Schwingquarzen aus? (ESR = EQUIVALENT SERIES RESISTANCE) Z.B. hier: https://www.mouser.de/datasheet/2/427/xt49m-1763016.pdf Ist das der Ohm-Wert, den ein Schwingquarz annimmt, wenn es auf der Serienresonanz betrieben wird (also wenn ein Wechselstrom mit der Serienresonanzfrequenz angelegt ist)? Sind in der Praxis niedrigere oder höhere ESR-Werte besser, wenn man das so sagen kann?
https://www.axtal.com/Deutsch/TechnInfo/Quarzkochbuch/ aber da finde ich auf die Schnelle nichts zu ESR
Danke Christoph! Bei Wikipedia habe ich auch nichts gefunden. Wie ist das beispielsweise bei Ladderfiltern oder bei diskreten Quarzoszillatoren, wie wirkt sich dort der ERS-Wert aus?
Erik schrieb: > Sind in der Praxis niedrigere oder höhere ESR-Werte besser, wenn man das > so sagen kann? Kann man, niedriger ESR bedeutet höhere Güte. https://www.itwissen.info/lex-images/quarz-schaltzeichen-und-ersatzschaltbild.png
Christoph db1uq K. schrieb: > ...da finde ich auf die Schnelle nichts zu ESR.. Im Kapitel 2 vom Kochbuch wird Erik fündig: --> Erweitertes Ersatzschaltbild Außerdem (speziell, wenn es um Filter geht): https://www.bartelsos.de/_media/filter/quarzfilter/quarzfilter_rev2a.pdf
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Hier wird die Thematik des Quarz Verhaltens detailliert angegangen: https://www.ti.com/lit/an/snla290/snla290.pdf?ts=1624979354040&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00826a.pdf https://www.microchip.com/forums/m49934.aspx http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00949a.pdf https://www.st.com/resource/en/application_note/cd00221665-oscillator-design-guide-for-stm8afals-stm32-mcus-and-mpus-stmicroelectronics.pdf
Erik schrieb: > Ist das der Ohm-Wert, den ein Schwingquarz annimmt, wenn es auf der > Serienresonanz betrieben wird Es ist der ohmsche Anteil der Gesamtimpedanz. Der Ideale Schwingkreis hat einen Anteil von 0 und damit eine unendliche Impedanz im Resonanzfall. Da sowohl Quarz als auch Leitungen aber Verluste produzieren, gibt es immer einen Durchlassstrom, parallel zum Sperrstrom (AC).
Markus W. schrieb: > Erik schrieb: >> Ist das der Ohm-Wert, den ein Schwingquarz annimmt, wenn es auf der >> Serienresonanz betrieben wird > >...Es ist der ohmsche Anteil der Gesamtimpedanz..... Ich meine, dass man lieber doch die Fälle - Serienresonanz und - Parallelresonanz unterscheiden sollte. ;-)
Serien- und Parallelresonanz sind das Stichwort. Das Ersatzschaltbild eines Quarzes besteht aus Ls, Cs & Rs in Reihe, dazu parallel Cp. Typ. für einen 3MHz-Quarz: Ls = 0,32 H, Cs = 0,0088 pF, Rs = 100 Ohm, Cp = 5 pF Daraus ergibt sich 2,999 MHz (Serienresonanz) bzw. 3,002 MHz (Parallelresonanz). Bei beiden ist die Impedanz real (die Ortskurve schneidet x-Achse) aber nur bei der Serienresonanz ist die Impedanz gleich Rs. Bei Parallelresonanz ist die (ohmsche) Impedanz natürlich viel höher als Rs.
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ESR : Verlustwiderstand bei der Serienresonanz eines Quarzes. Wenn der Quarz mit einem Oszillator zusammenarbeitet, gibt es eine Obergrenze für den ESR, bei dem der Oszillator nicht mehr (an)schwingt, halt wegen der Verluste im Quarz. Diese Grenze ist vom Oszillator vorgegeben. Bei Frequenznormalen bestimmt der ESR des Quarzes die Reinheit der erzeugten Schwingung: je kleiner der ESR desto geringer der Rauschanteil im erzeugten Sinus, da der ESR eine Rauschquelle in der Oszillatorschaltung ist. Bei Filtern kann man davon ausgehen, die Quarze hätten keinen nennenswerten Serienwiderstand. Die Bandbreite bzw. Welligkeit wird da im Wesentlichen durch die beiden Abschlusswiderstände an Eingang und Ausgang bestimmt. Der ESR des Quarzes bringt meist nur eine geringe Dämpfung im Durchlassbereich des Filters Generell: je geringer der ESR desto hochwertiger ist der Quarz.
@ Peter: in deinem gesamten Beitrag kommt es mir so vor, als wenn du vom Resonanzwiderstand des Quarzes sprichst. Oder täusche ich mich?
Markus W. schrieb: > Erik schrieb: >> Ist das der Ohm-Wert, den ein Schwingquarz annimmt, wenn es auf der >> Serienresonanz betrieben wird > > Es ist der ohmsche Anteil der Gesamtimpedanz. ... und damit letzlich der Verlustwiderstand, der über die Schärfe der Resonanz entscheidet. In Oszillatorschaltungen mit (aus Stabilitätsgründen) wenig Verstärkungsüberschuss kann ein zu hoher ESR verhindern, dass der Oszillator überhaupt schwingt. Deshalb schreiben z.B. manche Hersteller von µC im Datenblatt vor, dass der ESR des Quarz- oder Keramikresonators einen bestimten Wert nicht überschreiten darf. P.S.: Erik schrieb: > Sind in der Praxis niedrigere oder höhere ESR-Werte besser, wenn man das > so sagen kann? Niedrigere. Aber Vorsicht: Ein niedriger ESR, also eine hohe Schwingkreisgüte, führt auch dazu, dass in dem Resonator eine enorme Blindleistung pendelt. Das kann dazu führen, dass der Quarz schon mit geringer Treiberleistung zu Bruch geht. Der 32kHz Stimmgabelquarz einer Armbanduhr z.B. hat eine Güte von 80.000 . Eine so hohe Güte braucht man, wenn die Uhr pro Tag nur 1 Sekunde falsch gehen soll. Das bedeutet andererseits, dass bei einer Antriebsleistung von nur 1µW bereits 80mW mechanische Energie in dem Winzling zirkulieren!
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