Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 74AHC1G421: 32kHz Quarz schwingt nicht


von Master S. (snowman)


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Hallo zusammen

Ich habe einen 74AHC1G4210 (*1) und beschalte den gemäss Datenblatt mit 
22pF/100pF/100kOhm/2.2kOhm und einem 32.768kHz Quarz (13FC13500004 *2). 
Der Quarz schwingt nicht. (Versorgungsspannung 5.0V)

Ändere ich die Widerstände von 100kOhm/2.2kOhm auf 680kOhm/4.7kOhm dann 
schwingt er auch nicht. Ersetze ich nun den Quarz durch einen 
ABS07AIG-32.768KHZ-T *3 dann schwingt er. Beide Quarze haben 12.5pF 
Ladekapazität. Ich weiss somit nicht, woran es liegt, dass es jetzt 
läuft, resp. ich habe keine Ahnung, wie stabil resp. wie "sicher" es 
ist.

Ich kann zwar das Datenblatt des 74AHC1G4210 lesen, verstehe es aber 
nicht. z.B. R1 "depends on..." --> ja, das hilft mir nun überhaupt nicht 
weiter, welche R- und C-Werte ich nehmen soll.

Kann mir jemand weiterhelfen, wie ich einen 32.768kHz hier sicher zum 
Schwingen bringe?

Danke


*1: https://www.mouser.ch/datasheet/2/916/74AHC1G4210-1318166.pdf
*2: 
https://wmsc.lcsc.com/wmsc/upload/file/pdf/v2/lcsc/2404180925_Seiko-Epson-Q13FC13500004_C32346.pdf
*3 https://www.mouser.ch/datasheet/2/3/ABS07AIG-3318435.pdf

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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OV-7604-C7 ist praktisch ein Quarz mit eingebautem Oszillator, im 
gleichen Gehäuse wie der Epson-Quarz. Ohne externe Widerstände und 
Kondensatoren. Einfach 5V anschließen und er liefert ein 32kHz Rechteck. 
Und braucht mit max. 1.1µA bei 85°C wahrscheinlich weniger Strom. Zum 
Beispiel Mouser 428-202237-MG01.

https://www.microcrystal.com/en/products/khz-oscillators

von Peter D. (peda)


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Die Dimensionierung ist für Quarze im AT-Cut (1MHz..50MHz).
Für 32kHz muß alles deutlich hochohmiger sein, z.B. 10M..22M parallel 
und 22k..220k in Reihe. Die Kondensatoren max 22pF.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Master S. schrieb:

> Ich habe einen 74AHC1G4210 (*1) und beschalte den gemäss Datenblatt mit
> 22pF/100pF/100kOhm/2.2kOhm und einem 32.768kHz Quarz (13FC13500004 *2).
(...)
> Beide Quarze haben 12.5pF Ladekapazität.

M.W. setzt sich die Lastkapazität, die der Quarz "sieht", aus der 
Reihenschaltung der beiden Kapazitäten aus Deinem Schaltbild sowie der 
Parallelschaltung der Streukapazitäten zusammen. Deine Lastakapazität 
beträgt hier also min. 18pF. Ersetze doch mal die 100pF durch 22pF, ggf. 
R1 entsprechend vergrößern.

Grüßle,
Volker

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Master S. schrieb:
> Beide Quarze haben 12.5pF Ladekapazität.
Das englische "Load" bedeutet hier nicht "Ladung", sondern "Last".

: Bearbeitet durch Moderator
von Peter D. (peda)


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Bauform B. schrieb:
> OV-7604-C7 ist praktisch ein Quarz mit eingebautem Oszillator, im
> gleichen Gehäuse wie der Epson-Quarz.

Ich setze auch nur noch Oszillatoren ein, bzw. RTCs mit internem Quarz.
Der Vorteil ist, externe Komponenten beeinflussen nicht die Frequenz. 
Und sie schwingen auch viel sicherer an.

von Master S. (snowman)


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Danke für die Antworten! :-)

> Für 32kHz muß alles deutlich hochohmiger sein, z.B. 10M..22M parallel
> und 22k..220k in Reihe. Die Kondensatoren max 22pF.
Ich habe 3x 1M im Pi-Bauweise auf das 0603-Pad hinbekommen also 3M (mehr 
ging nicht), der Parallel-R auf 100k gemacht und beide 22pF  --> hat 
leider nicht funktioniert.

> OV-7604-C7 ist praktisch ein Quarz mit eingebautem Oszillator
Ja, ist eine Lösung, aber auch teurer. Vielleicht bei der nächsten 
Version, aber nun muss ich erstmal 5 Prototypen mit dem Quarz zum Laufen 
kriegen. Frequenzstäbilität ist nicht wichtig, wichtiger ist, dass es 
bei allen Temperaturen schwingt.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Du prügelst den armen kleinen Uhrenquarz mit viel zu viel Leistung. Gut 
möglich, dass er schon kaputt ist.

von Bauform B. (bauformb)


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Master S. schrieb:
>> OV-7604-C7 ist praktisch ein Quarz mit eingebautem Oszillator
> Ja, ist eine Lösung, aber auch teurer.

Nicht so sehr, wenn du die exotischen 22MΩ und xxpF mitzählst, die man 
nur für diesen Oszillator gebrauchen kann. Von der Fehlersuche im Winter 
auf der Zugspitze garnicht zu reden ;)

von Master S. (snowman)


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H. H. schrieb:
> Du prügelst den armen kleinen Uhrenquarz mit viel zu viel
> Leistung. Gut möglich, dass er schon kaputt ist.

Hey super. Danke. Mit diesen Werten funktioniert es! :-)
Den 15M habe ich mit bedrahteten Widerständen "zusammengebastelt" und 
die Enden des Konstrukts auf die 0603-Pads gelötet - abenteuerlich, aber 
als Funktionsnachweis okay. --> Dann werde ich also nur noch ein paar 
15M im 0603 beschaffen müssen; den Rest habe ich im Sortiment.

Danke an alle für die super schnelle Hilfe!!

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