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Thema: Frage zu Quarzen

  1. #1
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    Frage zu Quarzen

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    Moin,

    manchmal wünscht man sich ja einen stabilen, recht genauen Takt bei dem einem dann der wunderbare NE555 mit den 5% Toleranz bei den externen Widerständen nicht mehr recht zufrieden stellen kann.
    Bei Mikrocontrollern verbaut man nun ständig Quarze, die dort ja für einen solchen Takt sorgen.
    Wie funktionieren Quarze eigentlich? (Dass es Piezoelektrische Elemente sind, bei denen Ladungsverschiebungen das Kristallgitter defomieren, glaube ich zu wissen) Wie gewinnt man denen aber einen Takt ab? Gibt es einen bestimmten IC, wo man einen Quarz an zwei Anschlüsse lötet und auf einem dritten kommt dann der Takt heraus? Kann ich einen Quarz etwa direkt an einen Takteingang irgendeines Bautteils legen? Oder müßte ich einen aufwendigen Schwingkreis bauen, der erst durch den Quarz stabilisiert wird? Fragen über Fragen, ich hoffe jemand kan mir helfen.

    Gruß,

    Jörn

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ja, perfekt.

    Quarze werden bei Prozessoren eingesetzt, in denen ein Oszillator drin ist.

    Die andere Möglichkeit ist, einen Oszillator selbst zu entwickeln der dann auf sicheres Anschwingen und Möglichkeit des Schwingens auf Oberwellen überprüft werden muß.
    Was ist das Ziel?
    Manfred

  3. #3
    Benutzer Stammmitglied
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    Das Ziel ist ein möglichst guter Takt an einem IC, der nur einen Takteingang bseitzt. Ein NE555 kommt wegen seines nicht optimal bestimmten Taktes nicht in Frage.

    Jörn

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    warum nimmst du nicht fertige quarzoszillatoren? schau mal bei conrad unter quarzoszillatoren nach, die gibt es in verschiedenen frequenzen und sind äußerst leicht zu handhaben. spannug drann und frequenz steht am ausgang, zudem auch noch mit ttl pegel.
    viele grüße
    stageliner

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    ODer bei www.Reichelt.de ,ist um einiges günstiger als Conrad!

  6. #6
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    Also einen super genauen Schwingkreis zu bauen bedarf schon einiges an Kenntnissen. Da greift man wirklich am besten auf fertige Lösungen zurück. Schwingkreise nehmen sehr schnell ekelhafte Gestalten mit Spulen und Kondensatoren ein, welche alle genau aufeinander abgestimmt sein müssen um möglichst gute Takteigenschaften, und ein sicheres Anschwingverhalten zuerhalten.

  7. #7
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    Das Hauptproblem bei einem Quarz ist die mangelnde Temperaturstabilität...

    Gute Dienste leisten da Quarzofen (TCXO), die sind meist auf 1ppm bis 0,1ppm genau...

    Normale Quarze sind da deutlich schlechter (rund 10-30ppm und relativ große Temperaturabweichung), Quarzoszillatoren sind größtentils nochmal deutlich schlechter (50-100ppm).

    Natürlich ist das alles im Vergleich mit einem RC-Glied, mit oder ohne NE555, gradezu genial gut... Wenn du nur einen Takt für eine Digitalschaltung brauchst, reicht dir ein Quarzoszillator vollkommen aus, wenn du nen Referenztakt für einen Frequenzzähler brauchst, führt dich fast nichts um nen TCXO herum...

  8. #8
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Das Hauptproblem bei einem Quarz ist die mangelnde Temperaturstabilität... Quarzofen (TCXO)
    Temperature Compensated Crystal Oscillators (TCXO)
    Temperature Controlled Crystal Oscillators (TCXO)

    Ich habe nochmal nachgesehen: "Compensated" und "Controlled" haben als Beschreibung der Abkürzung TXCO etwa gleich viele Treffer bei Google.

    Die normalen Quarzoszillatoren haben schon eine mehr oder weniger gute Temperaturkompensation. Eine gute erreicht eine Abweichung von weniger als 10^-6 und ist beim Einschalten eines Gerätes schon einsatzbereit während der Ofen erst seine Anlaufzeit braucht. Im Endergebnis ist der Ofen sicher besser.

    Oder kurz: so schlecht wie ein reiner Quarzkristall sind die ungeheizten Quarzoszillatoren nun auch nicht.

    Manfred

  9. #9
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    aber wie genau funktioniert das so ein quarz
    ich meine wird da eine refferenz schwingung angelegt und der quarz moduliert die? oder wie geht das von statten

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Zitat Zitat von Hannebambel
    aber wie genau funktioniert das so ein quarz
    ich meine wird da eine refferenz schwingung angelegt und der quarz moduliert die? oder wie geht das von statten
    Jede Oszillatorschaltung funktioniert im Prinzip wie ein rückgekoppelter Verstärker. Auch ein Quarzoszillator.

    Wenn du z.B. bei einem Audioverstärker den Ausgang auf den Eingang zurück koppelst, indem du z.B. das Mikro an den Lautsprecher hältst, dann fängts mörderisch an zu pfeifen. Quarzoszillatoren "pfeifen" nur üblicherweise auf Frequenzen, die weit außerhalb den menschlichen Hörvermögens liegen

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