Verifiera om kristall svänger eller ej

[Magnus_K]

Hej hej,

Får ingen fart på maskineriet här och tänkte jag skulle mäta upp så kristallen svänger först och främst.
Har dock för mig att det är lite klurigt pga kapacitansen i oscilloskop's-proben.

Det är en FL0800011Q 8MHz från Diodes Inc (datablad) och jag har kopplat enligt nedan schema.

Testade och mätte både i 10x och 1x-läget men inget som svänger.

Skärmklipp.PNG

[YD1150]

Vad har du för oscillator till den?
Testat något högre kapacitans, 22-33pF
En 10x probe bör fungera om du mäter
på oscillatorns utgång.

[Magnus_K]

Det är min okunskap som ställer till det.
Har fått för mig att om man belastar en kristall men "rätt" kapacitans så svänger den.
Oscillatorn, eller vad som på bilden benämns XTAL1 och XTAL2, är oscillator-pinnar på en MCU (ATmega328P).

Testade nu att mäta på ett Arduino-kort och 10x-läget fungerar, så jag har antagligen inte konfigurerat min MCU riktigt.

[xxargs]

ofta kan man 'sniffa' utan att beröra med probspetsen för att se att den svänger - processor-ocillatorer baserad på en inventerare är nästan alltid en pierce-oscillator konstruktion och arbetar i området mellan kristallens serie och parallell-resonans och använder kristallen som en stor induktans i oscillatokopplingen.

[Icecap]

Och mäter man på ingången till oscillatorn stoppar den oftast, mäter man på utgången i 10X läget brukar det fungera OK.

Alltså: kolla på båda pinnar (en åt gången) och se om det svänger ELLER svänger kort innan den släcks.

[4kTRB]

Om jag inte minns fel så ska C7 resp. C8 fasvrida 45 grader vardera vid vald frekvens. Kristallen fasvrider 180 eller om det var 90 vid resonans. Du har RC-krestar från processorn sett med en kristall därimellan. Om du vet R från databldet kan du beräkna C.

[4kTRB]

Om du har en radio att rätta in frekvensen med eller övertoner så går det höra om det svänger.

[Icecap]

Lastkondingarna fungerar som ett AC-mäsigt mittuttag vilket ger en sorts avstämd spole med de två ändra fasförskjutna 180°.

[4kTRB]

I spice kan du simulera en kristall och ett RC nät på båda sidor om kristallen, då kan du kika på strömmens fasförskjutning.

[xxargs]

hf-mässigt skall båda jordade kondingarna betraktas som seriekopplade och kristallen i kopplingen arbetar som en induktans enligt

https://en.wikipedia.org/wiki/Pierce_os ... LLATOR.jpg

och det hela fungerar som en PI-filter där signalgenomsläppet och fasläget för återkopplingen är precis rätt för positiv feedback är i en mycket liten frekvensområde - det gör också kopplingen relativt okänslig för icke sinus-form på sin matade sida vilket passar bra för oscillatorer som genererar fyrkantvåg


Lastkapacitansen utanför kristallen är i dagens kristaller på 20 eller 32 pF för stämplad frekvensvärde, som ligger nära kristallens parallellresonans (och kristallen då är arbetande induktiv i kopplingen och är som mest induktiv strax innan det når kristallens parallellresonans) och i detta räknas jordningskondingarnas kapacitans (räknat som seriekopplat 22pF//22pF = 11 pF) och drivlogikens, kapacitans på sina in och utgångar, kretskort och ledningskapacitans mm.

kristallen uppvisar induktiv egenskap i ett mycket smalt frekvensområde, typisk 1 -10 kHz bandbredd (mellan dess serie-resonanspunkt och parallellresonans-punkt - ju högre Q-värde ju närmare är punkterna varandra) och för frekvenserna över och under denna så visar kristallen bara kapacitiv egenskap.

[TomasL]

Det är min okunskap som ställer till det.
Har fått för mig att om man belastar en kristall men "rätt" kapacitans så svänger den.
Oscillatorn, eller vad som på bilden benämns XTAL1 och XTAL2, är oscillator-pinnar på en MCU (ATmega328P).

Testade nu att mäta på ett Arduino-kort och 10x-läget fungerar, så jag har antagligen inte konfigurerat min MCU riktigt.

Du måste konfigurera processorn för att använda kristalloscillatorn, annars funkar det inte.

Ett problem du kan få är att oscillatorn inte svänger, men börjar svänga när du sätter dit oscillatorproben.
Vill minnas att man alltid skall mäta på den drivande utgången (hmm, eller vad det tvärtom) dessutom skall man använda prober med så låg kapacitans som möjligt, jag själv använder prober med 1pF kapacitans när jag mäter på kristaller.

[Magnus_K]

Ledsen att jag inte återkopplat.
Har försökt att komma tillbaka med något vettigt men jag blir fortfarande inte klok på det här.
Klarar inte av att "sniffa" upp någon oscillation på distans och när jag mäter direkt på MCU'ns pinnar så är det stendött.
Däremot så har jag verifierat ungefär 22 gånger nu att den är konfigurerad för extern oscillator och även verifierat att den inte är hjärndöd genom att vifta på en pinne, som lillahuset skulle sagt.

[Icecap]

Nu vet jag inte hur det är på en ATmega men på PIC finns det en inställning som rör extern kristall: LP (Low Power) kontra HP (High Power).

Skillnaden är att en 32768Hz kristall inte får drivas "normalt" då de då med tiden svänger sönder pga. sättet kristallen är utformat på varför de ska drivas med LP-inställning.

HP inställningen är till för "vanliga" kristaller vilket en 8 MHz kristall definitivt tillhör.

Jag räknade en del i sin tid och kom fram till att med strökapacitanser skulle den enhet jag då pillade med - med en 4 MHz kristall - ha belastningskondensatorer på 18pF.

Men medan jag skriver detta inser jag att upplysningarna är mycket sparsamma från din sida.
* Är det ett färdigt mönsterkort som används eller experimentkort eller labplatta? Detta har STOR betydelse för strökapacitanser osv.
* Du skriver att du har gjort ett programsnudd som toggler en pinne - har du verifierat att hastigheten på denna toggling är stabil?
* Motsvarar hastigheten på togglingen ung. vad som kan förväntas?

[Klas-Kenny]

Visa hur du har ställt dina fuses, så är det lättare att avgöra ifall något där är fel trots allt.

[Marta]

Är det Ditt runda kort Du har i en annan tråd?
Har Du kontrollerat att där inte är kortis mot jord eller tvärs över kristallen?
Prova med att hålla en annan kristall tvärs över. Testa med några olika frekvenser. Kristaller är hyfsat lätta att destruera så den kan mycket väl vara sönder. Är Du säker på att kristallens lödningar är OK? SMD med dolda pads är luriga saker. Väldigt många av lödningarna som syns där är inte OK, gäller mer än de Du påpekat.

Genom att göra padsen till t.ex. kristallen stora så det är möjligt att sätta ner en stadig lödspets kan den lödas på annat sätt än med hetluft. Ett stort hål under chips med pad gör det också möjligt att stoppa ner en lödspets och löda dem från baksidan.