Hur prova ut en fungerande oscillator?

[hanzibal]

Hejsan!

Jag får ofta problem med att få oscillatorer att funka i labbkort (breadboard) när det gäller USB-anslutna projekt som alltså matas av PC.

Ofta är det 12Mhz kristall med två kondensatorer parallellt till jord. Man bör ju löda dessa komponenter men att tillverka PCB i prototypstadiet och prova ut oscillatorkomponenter på känns klumpigt. Byggde en liten oscillatorkrets att sticka ner i breadboard men den funkar inget vidare heller.

Har läst en del app-notes från Microchip, bl.a. dessa:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/A ... ACT001.PDF
http://ww1.microchip.com/downloads/en/A ... 00949a.pdf

Det finns ju en formel men jag vet ju inte hur stor strökapacitans jag har. Jag frågar mig om det verkligen skall vara så svårt att få till det, kanske är det andra saker som strular i mina projekt, verkar inte som om andra har några större problem. Använder avkopplingskondensatorer och tycker att matning ser ok ut.

Tänkte kolla om någon kanske har några bra generella knep när det gäller anpassning av oscillatorkretsar?

[sodjan]

Som du säger så *brukar* det inte vara några större problem
att "få igång" vanliga standard kristaller. Sedan kan det finnas
andra krav om de ska fungera över större temp och spännings
intervall o.s.v. Men mer än så är ju svårt att säga eftersom det
inte framfår riktigt vilken typ av problem som du får. Och om du
aldrig får problem med icke-USB anslutna projekt...

[hanzibal]

Problemet är att oscillatorn antingen inte startar alls eller bara går ett kort ögonblick.

När jag tänker efter så gäller det generellt och alltså inte bara USB-anslutna grejor.

Jag är ute efter någon slags tumregel eller liknande baserad på åratal av egen praktisk erfarenhet som jag själv saknar. Kanske finns inte sådan tumregel.

[Icecap]

Om det rör sig om FTDI-kretsar finns det ju nämnd i databladet att man bör parallellkoppla kristallen med ett 1Mohm motstånd, iaf. för vissa av kretsarna.

Jag har dock aldrig haft detta problem med att kristallen inte fungerar.

[hanzibal]

Har testade med snart sagt otaliga kristaller och även satt 1Mohm över kristallen. Använder vanlig HC49/S.

Det är svårt att titta på oscillatorn på scope eftersom jag bara har 10x-prob som ju påverkar kretsen rätt mycket.

Kanske kan man t.ex. anta att ett labbkort har en viss strökapacitans eller liknande? Det är denna sorts tumregler jag är ute efter men vet ju inte om det finns.

Hur gör ni andra när ni dimensionerar komponenter till era oscillatorer?

[bearing]

Är det alltså en MCU med kristall ansluten som problemet gäller?
Inte en färdig oscillator som är kristallbaserad?
Eller gäller det generellt IC med ansluten kristall?

Det brukar finnas Fuses/Config-bitar som ställer in hur "hårt" kristallen ska drivas. Har du kikat på dom?

5V från USB är möjligtvis inte tillräckligt ren för att användas. Kanske går att lösa med enkel avstörning med "ferrite balun" och 1uF keram. En annan väg är att reglera ned spänningen till 3,3V.

Jag bruka ha max 2cm ledare mellan kristallen och kretsen, och använda 22pF parallellt med kristallen. Eftersom att rekommenderat intervall brukar gå upp mot ca 30pF finns det marginal för ca 10pF strökapacitans.

[Icecap]

Jag använder 10x-prob också och har aldrig haft problem med att mäta på Xout - förutom då vid 32768Hz RTC-kristaller.

[jesse]

Använd en extern oscillator med en CMOS-utgång som du kopplar vidare till kretsen och så programmerar du kretsen så den använder extern klocka. Använd en tredubbel ledare för V+, GND och klocksignal. Den externa oscillatorn monterar du på ett litet experimentkort ihop med avkopplingskondensator och bygger in i en liten plåtlåda. Matning (3.3 eller 5V) , jord och signal (klocka) ska gå i samma kabel och inte med en massa olika lösa sladdar i luften.

[hanzibal]

Har också tänkt på att bygga en extern klockakrets men inte alla chip har stöd för detta.

Är det alltså en MCU med kristall ansluten som problemet gäller?
Inte en färdig oscillator som är kristallbaserad?
Eller gäller det generellt IC med ansluten kristall?

Det är ingen särskild grej utan generellt, jag har märkt att jag lägger ner oproportionerligt mycket tid på att få mina oscillatorer att snurra och börjar tröttna relält på denna förhållandevis lilla (men viktiga) detalj. Använder USB-kabel med ferritblock. Om en 12Mhz kristall skall ha 30pF lastkapacitans och om jag räknar på 10pF strökapacitans så bör jag alltså använda kapacitanser på 40pF om jag fattat rätt?

Jag använder 10x-prob också och har aldrig haft problem med att mäta på Xout - förutom då vid 32768Hz RTC-kristaller.

Ok, då bör jag också kunna göra det.

Läste någonstans att "brusiga miljöer" kan göra det lättare för oscillatorn att komma igång, särskilt från sleep mode om det är en MCU.

[bearing]

Om en 12Mhz kristall skall ha 30pF lastkapacitans och om jag räknar på 10pF strökapacitans så bör jag alltså använda kapacitanser på 40pF om jag fattat rätt?

Nej då ska du ha 20pF. Strökapacitanserna beter sig som kondensatorer mellan kristallens pinnar och allt som är i närheten, som i de flesta fall har samma effekt som en kondensator till jord, de uppträder alltså som kondensatorer i parallell med lastkapacitansen.

[sodjan]

Jag har under 10+ år aldrig kört med annat än 22pF tillsammans
med olika kristaller av olika/okänt ursprung och aldrig haft problem
med just att oscillatorn inte startar.

> ...så bör jag alltså använda kapacitanser på 40pF om jag fattat rätt?

40pF låter lite högt, om du faktiskt kör med det så prova med lägre.

[hanzibal]

Brukar testa med allt möjligt från 10pF till 47pF.

Formeln jag använder är (C1 * C2)/(C1 + C2) + Cströ = Clast. Med C1=C2=C, Cströ=10pF och Clast=30pF så får man C=40pF. Formeln är hämtad från den första Microchip-PDF:en ovan.

Väl i färdigt kretskort spelar det mindre roll vilket värde på C som jag använder.

sodjan: Så vill jag också ha det, kanske är det andra saker som strular för mig.

[sodjan]

Jag kanske ska tillägga att det i mitt fall i princip enbart har
varit PIC baserade labbkopplingar. Jag har ingen aning ifall
det är rellevant. Jag har dock för mig att det har strulat om
man råkar köra "LF" (< 4 MHz) istället för "HF" inställningen
om man har en 20 MHz kristall, men minnet är suddigt där...

[Sikmeister]

Hur drar du jorden tillbaka från kondensatorerna? Ledaren mellan kristallerna och processorns jordben ska vara så kort som möjligt. Det kan jag tänka mig är svårt att få riktigt bra på ett labbkort.

[sodjan]

Vem frågar du ?