Hur mycket drivning kan antas vara lagom till en kristall i området 15..20MHz?
Anledningen till frågan är jag inte vill "köra sönder" kristallen. Har lyckats med detta tidigare i en oscillator bestående av en 74HCT00 och lite annat. Den fungerade flera år 24/7, men plötsligt var det tvärnit med trasig kristall...
I databladet till PIC nämns att det eventuellt kan krävas ett seriemotstånd, men de hänvisar bara till kristalltillverkare utan att lämna exempel på typiska värden. Det står inte ens hur mycket den vill ha in från kristallen för att fungera säkert. Det hade ju gett en viss vägledning att veta.
Driveffekt till kristaller?
Vad jag har förstådd är det största problemet när drivsteget switcher mycket snabbt, de övertoner det ger kan ju bara lagra energi i kristallen. Vill du alltså skapa en långtidsstabil oscillator borde du testa ett seriemotstånd och hur högt det kan vara med bibehållen funktion och sedan ta hälften eller 1/3-del av detta för att klara åldersdegradering.
Visst kan man räkna på det men det finns så pass många okända faktorer att man ändå får ett ungefärligt resultat, dessa okända faktorer är bristfälliga data på kristallen, strökapaciteter osv.
Men vill du ha en enkel handregel: 4,7k-10k borde fungera bra.
Visst kan man räkna på det men det finns så pass många okända faktorer att man ändå får ett ungefärligt resultat, dessa okända faktorer är bristfälliga data på kristallen, strökapaciteter osv.
Men vill du ha en enkel handregel: 4,7k-10k borde fungera bra.
Flesta kristaller vill inte ha mer än 500 µW förlusteffekt och din händelse - Marta - är precis vad som händer om man överdriver kristallen med felutfall från 3 - timmar från första start till 30 år senare tidsmässigt slumpmässigt. Andra effekter är att ksristallen kan steppa i frekvens till någon närliggande kristallspurios som med tiden växer till sig och är 'gynnsammare' än orginalfrekvenser och man kan får jäkligt svårfelsökbara effekter om frekvensen bara flytta sig lite...
Hmm... just detta var en av de första av mina inlägg på det här forument http://elektronikforumet.com/forum/view ... t=kristall
om jag mins rätt så använder man 1-15 kOhm för kristaller typiskt 10 MHz i TTL/HCT-sammanhang medans för klockkristaller ala 32768 Hz så pratar man om från 150 kOhm till tom. 1 MOhm serieresistans för att kristallen inte skall överdrivas.
när jag simulerade lite på detta på en 16 MHz för ett antal år sedan så var det minimum 600 Ohm för att det inte skulle drivas högre än 500µW (typisk max drivnivå för kristaller), men i simulatorn hade jag svårt att få igång det på rimlig tid om det var över 1 kOhm - i verkligheten fungerar den nog till över 10 kOhm serieresistans. Utan serieresistans så kunde kristallen drivas ända upp till 7-8 mW kristallförlust och det tål dom inte i längden.
Det slarvas oehört på den här punkten och det är förvånande att det håller så bra som det ändå gör.
---
Kristaller är 'relativt' enkla att mäta upp och räkna på om man vill göra detta (ja om man inte skall ha med spurioserna också - dom går inte att simulera på ett bra sett övh.) - kristallmodellen handlar om 4 komponenter och genom att mäta dess paralellresonansfrekvens, serieresonansfrekvens - dämpningen av signalen genom kristallen vid seriresonansfrekvensen så kan man få ut dess interna resistans - avstånden mellan serie och parallellresonanse så kan man få ut paralellcapacitansen och och mäta bandbredden på serieresonansen så kan man räkna ut dess Q-värde, det fanns några trix till för att få ut Cs och Ls också indirekt (har dom inte i huvudet) - givetvis allt mätt i en 50 Ohms miljö som tex. med en nätverksanalysator.
Hmm... just detta var en av de första av mina inlägg på det här forument http://elektronikforumet.com/forum/view ... t=kristall
om jag mins rätt så använder man 1-15 kOhm för kristaller typiskt 10 MHz i TTL/HCT-sammanhang medans för klockkristaller ala 32768 Hz så pratar man om från 150 kOhm till tom. 1 MOhm serieresistans för att kristallen inte skall överdrivas.
när jag simulerade lite på detta på en 16 MHz för ett antal år sedan så var det minimum 600 Ohm för att det inte skulle drivas högre än 500µW (typisk max drivnivå för kristaller), men i simulatorn hade jag svårt att få igång det på rimlig tid om det var över 1 kOhm - i verkligheten fungerar den nog till över 10 kOhm serieresistans. Utan serieresistans så kunde kristallen drivas ända upp till 7-8 mW kristallförlust och det tål dom inte i längden.
Det slarvas oehört på den här punkten och det är förvånande att det håller så bra som det ändå gör.
---
Kristaller är 'relativt' enkla att mäta upp och räkna på om man vill göra detta (ja om man inte skall ha med spurioserna också - dom går inte att simulera på ett bra sett övh.) - kristallmodellen handlar om 4 komponenter och genom att mäta dess paralellresonansfrekvens, serieresonansfrekvens - dämpningen av signalen genom kristallen vid seriresonansfrekvensen så kan man få ut dess interna resistans - avstånden mellan serie och parallellresonanse så kan man få ut paralellcapacitansen och och mäta bandbredden på serieresonansen så kan man räkna ut dess Q-värde, det fanns några trix till för att få ut Cs och Ls också indirekt (har dom inte i huvudet) - givetvis allt mätt i en 50 Ohms miljö som tex. med en nätverksanalysator.
Nu har jag anslutit ett seriemotstånd på 4k7, 22p kondingar, och det fungerar fint. Hur stor driveffekten är vet bara kristallen, får hoppas den är nöjd...
En märklig sak visade sig som jag skulle vilja ha en förklaring på av Er experter. När jag mäter på oscillatorns ingångspinne är där 1Vtt enligt mitt scope, direkt på kristallen efter motståndet 1.5Vtt, direkt på oscillatorns utgångspinne så stannar oscillatorn! Varför? Kortsluter jag motståndet är där 5Vtt.
Kretsen är en 12F683. Enligt databladet pinne 2 in och pinne 3 ut. HS-mode, $30F2 i config word. OSCCON $68.
En märklig sak visade sig som jag skulle vilja ha en förklaring på av Er experter. När jag mäter på oscillatorns ingångspinne är där 1Vtt enligt mitt scope, direkt på kristallen efter motståndet 1.5Vtt, direkt på oscillatorns utgångspinne så stannar oscillatorn! Varför? Kortsluter jag motståndet är där 5Vtt.
Kretsen är en 12F683. Enligt databladet pinne 2 in och pinne 3 ut. HS-mode, $30F2 i config word. OSCCON $68.
Vanligen stoppar kristallen när man mäter på ingångspinnen, jag har bara i ett fall sett att den stoppar när jag mätte på utgångspinnen och det var då en speciell (gammal) lågeffekt oscillator med ett 32KHz kristall.
Och jag hänger mig lite på "...på kristallen efter motståndet 1.5Vpp..." då motståndet ska sitta på UTGÅNGEN av oscillatorn för att göra någon nytta.
Och jag hänger mig lite på "...på kristallen efter motståndet 1.5Vpp..." då motståndet ska sitta på UTGÅNGEN av oscillatorn för att göra någon nytta.
Motståndet sitter givetvis på utgången, om nu pinne 3 är utgång vill säga...
Jag trodde först det var vänt baklänges, men databladet säger det är rätt och har inte hittat någon errata om detta hellre. Har dessutom till slut testat genom att lägga 0/1 på den förmodade ingången och fått ut inverterad signal på utgången. Så där är inte längre något tvivel.
Den stannar av att mäta på utgången. Har även provat att "mäta" med en träpinne för att utesluta mekaniskt problem och det störs den inte av. Däremot stannar den av att en mellanstor skruvmejsel med isolerat skaft hålls mot pinnen.
Jag trodde först det var vänt baklänges, men databladet säger det är rätt och har inte hittat någon errata om detta hellre. Har dessutom till slut testat genom att lägga 0/1 på den förmodade ingången och fått ut inverterad signal på utgången. Så där är inte längre något tvivel.
Den stannar av att mäta på utgången. Har även provat att "mäta" med en träpinne för att utesluta mekaniskt problem och det störs den inte av. Däremot stannar den av att en mellanstor skruvmejsel med isolerat skaft hålls mot pinnen.
oscilloskopproben lastar ganska mycket kapacitivt på 10 MHz - kanske nere i några hundra Ohm även med 10x probe - och med seriemotståndet så har du minskat gainet på inverteraren rent systemmässigt och den ytterligare nivåsänkningen och faslägesändringen pga probe-lasten kanske gör att allt stannar.
När jag simulerade på 16 MHz så var det minst 600 Ohm för att inte överlasta kristallen men startproblem började vid över 1 kOhm.
det du kanske bör kolla är hur mycket mer serieresistans du kan stoppa in och oscillatorn fortfarande vill starta, så att du inte ligger för nära gränsen - men samtidigt inte välja för lågt värde, typ lite under 1 kOhm.
det fins något som heter temperaturdrift hos drivern och det hela bör vara inom start och användbart område mellan typ -40 - +80 grader eller så
När jag simulerade på 16 MHz så var det minst 600 Ohm för att inte överlasta kristallen men startproblem började vid över 1 kOhm.
det du kanske bör kolla är hur mycket mer serieresistans du kan stoppa in och oscillatorn fortfarande vill starta, så att du inte ligger för nära gränsen - men samtidigt inte välja för lågt värde, typ lite under 1 kOhm.
det fins något som heter temperaturdrift hos drivern och det hela bör vara inom start och användbart område mellan typ -40 - +80 grader eller så
Jo, jag vet att proben lastar en hel del. Det är 14MHz och med 15p blir det kring 750 ohm.
Motståndet är antagligen med dräglig marginal, 10k fungerar, 15k är lite ostadigt, så det blev 4k7. Någon noggrannare test blir det inte på amatörnivå.
Det som förvånar är att med proben efter motståndet så fungerar den, men stannar om den sätts före. Det brukar gå att mäta en CMOS-utgång utan att saken där den finns slutar fungera. Fast oscillatorer är ju lite speciellt.
Där kan också sitta något okänt i kretsen som ger dessa fenomen. Det är ju inte en vanlig inverterare, utan oscillatorn kan ställas in i tre olika lägen med config-word. Finns ett svagt avsett för 32768 "stämgaffelkristall" och ett för medelhög drivning, men inte tillräcklig för denna kristall.
Förresten, en helt annan sak, vad kan en kristallkapsling tänkas heta som ser ut som en vanlig HC18 med lödtrådar, men där alla mått är förminskade?
Motståndet är antagligen med dräglig marginal, 10k fungerar, 15k är lite ostadigt, så det blev 4k7. Någon noggrannare test blir det inte på amatörnivå.
Det som förvånar är att med proben efter motståndet så fungerar den, men stannar om den sätts före. Det brukar gå att mäta en CMOS-utgång utan att saken där den finns slutar fungera. Fast oscillatorer är ju lite speciellt.
Där kan också sitta något okänt i kretsen som ger dessa fenomen. Det är ju inte en vanlig inverterare, utan oscillatorn kan ställas in i tre olika lägen med config-word. Finns ett svagt avsett för 32768 "stämgaffelkristall" och ett för medelhög drivning, men inte tillräcklig för denna kristall.
Förresten, en helt annan sak, vad kan en kristallkapsling tänkas heta som ser ut som en vanlig HC18 med lödtrådar, men där alla mått är förminskade?
-
bengt-re
- EF Sponsor
- Inlägg: 4829
- Blev medlem: 4 april 2005, 16:18:59
- Skype: bengt-re
- Ort: Söder om söder
- Kontakt:
Har man så kan man mäta bra med en riktig aktiv HF-probe.
Brukar jag köra med - lastar kristallen nästan försummbart - tycker man denna lösningen är för dyr så kan man köra med en passiv 100ggr probe - lastar mer, men kostar också mindre...
BTW: 20MHz och ytis kristall så brukar 820 ohm och 2 MOhm mellan in och ut fungera ferfekt till 5 V pic - kör man 3,3V så har jag gått ner till 560 ohm - utan att mäta dock, bara baserat på något råd som ja ginte minns varifrån jag fiåttt....
Brukar jag köra med - lastar kristallen nästan försummbart - tycker man denna lösningen är för dyr så kan man köra med en passiv 100ggr probe - lastar mer, men kostar också mindre...
BTW: 20MHz och ytis kristall så brukar 820 ohm och 2 MOhm mellan in och ut fungera ferfekt till 5 V pic - kör man 3,3V så har jag gått ner till 560 ohm - utan att mäta dock, bara baserat på något råd som ja ginte minns varifrån jag fiåttt....
Några aktiva RF-probar finns knappast inom mina budgetramar, det är Hameg HZ-51 tror jag de heter som används. Dessvära 15p eller något sådant vill jag minnas. Philips originalprobar hade bara 8p tror jag.
Får prova att ha det så här, det händer inget större om den skulle stanna p.g.a. otillräclklig marginal, eller röka en kristall.
Angående kistallkåpan så är denkrympt åt alla hållen, det är inte en "avsågad" HC-18. I det här fallet är det mindre bottenmått som skulle vara bra, på höjden är där massor av plats Har haft en drös surpluskristaller med blandade frekvenser, men de är slut nu och jag skulle vilja ha tag i fler.
Får prova att ha det så här, det händer inget större om den skulle stanna p.g.a. otillräclklig marginal, eller röka en kristall.
Angående kistallkåpan så är denkrympt åt alla hållen, det är inte en "avsågad" HC-18. I det här fallet är det mindre bottenmått som skulle vara bra, på höjden är där massor av plats Har haft en drös surpluskristaller med blandade frekvenser, men de är slut nu och jag skulle vilja ha tag i fler.
