Podłączenie kwarca do mikrokontrolerów itp. zawiera standardowo 2
kondensatory.

Pytanie jest takie: Czy te kondensatory są jakoś potrzebne generatorowi?

Producent specyfikując kwarc podaje Load Capacitance = 27p i w typowej
aplikacji podłącza dwa kondensatory 18p - czyli kwarc je widzi jako 9p.
Chciałbym zastosować kwarc o Load Capacitance = 16p. Aby f było jak
najbardziej zgodne powinienem zmniejszyć pojemność widzianą przez kwarc o
11p.

Wie ktoś, czy pominięcie tych kondensatorów może się jakoś zemścić ?

Problemem dodatkowym jest mój poziom zaufania do informacji podanych przez
producenta (Wiznet). W innym miejscu karty katalogowej W5200 pisze, że do
wyjścia wewnętrznego stabilizatora 1V8 podłączyć tantala, a potem na
schemacie maluje ceramika, a gdzie indziej "Connect a capaciotor of 10.1uF
to the ground."
Chciałem zapytać, ale jak wszedłem na ich stronie w Q&A i w wyszukiwarce
wpisałem tantalum to nie wiedziałem potem czy się śmiać, czy płakać. Na
przykład na pytanie, czy jakiś inny scalak (chyba W5100) rzeczywiście
potrzebuje mieć do wyjścia 1V8 podłączone dwa tantale 10u i 3u3
odpowiedzieli: Łączymy dwa bo trudno jest zdobyć kondensator o odpowiedniej
pojemności, ale jak masz taki to użyj jeden. A odpowiedzi na wszystkie
pytania o stabilność ich wewnętrznego stabilizatora 1V8 są absolutnie nie na
temat.
W każdym razie odpuściłem sobie pytanie o cokolwiek i nie mam pojęcia czy te
ich dane kwarca to nie są w ogóle ze sufitu i moje kombinowanie aby dobrać
pojemność może jest od początku bez sensu.
P.G.

do góry

W dniu 2012-11-19 17:09, Piotr Gałka pisze:> Podłączenie kwarca do
mikrokontrolerów itp. zawiera standardowo 2
> kondensatory.
>
> Pytanie jest takie: Czy te kondensatory są jakoś potrzebne generatorowi?

Zacznę od podania literatury:
http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/T
ECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00221665.pdf
http://cache.freescale.com/files/microcontrollers/do
c/app_note/AN1706.pdf
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00943
A.pdf
http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00849
a.pdf

>
> Producent specyfikując kwarc podaje Load Capacitance = 27p i w typowej
> aplikacji podłącza dwa kondensatory 18p - czyli kwarc je widzi jako 9p.
> Chciałbym zastosować kwarc o Load Capacitance = 16p. Aby f było jak
> najbardziej zgodne powinienem zmniejszyć pojemność widzianą przez kwarc
> o 11p.
>
> Wie ktoś, czy pominięcie tych kondensatorów może się jakoś zemścić ?

Oczywiście może, a błędy w projekcie w obwodzie oscylatora kwarcowego są
niestety częste.

Te kondensatory MUSZĄ być, jeśli nie w postaci elementów dyskretnych, to
w postaci np. pojemności wejściowej układu (czasami wystarczającej).

Brak wzbudzania lub leniwe wzbudzanie (lub co gorsza obwód wzbudza się w
prototypie, ale u użytkownika w gotowym produkcie bywa, że nie).
Spora odchyłka od nominalnej częstotliwość drgań lub zupełnie inna
częstotliwość drgań.
Zbyt duża energia drgań, co może powodować, podobno, nawet uszkodzenie
rezonatora kwarcowego.

Z praktyki: najczęściej błędy objawiają się (generator nie wzbudza się)
w urządzeniach dobrze ekranowanych, zasilanych z baterii, gdzie moment
załączenia jest łagodny. Widziałem jeden projekt PCB z długą ślepą
ścieżką od oscylatora -- antena pewnie miała wyłapać szumy co by
generator wzbudzić. Poradniki sugerują również rozważenie wstawienia
rezystora o wysokich szumach.
Badaj pracę obwodu oscylatora objawowo (tj. czy widać efekty jego pracy
np. w postaci startu systemu), a nie przy pomocy oscyloskopu --
przyłożenie sondy do kwarca zwykle obudzi takiego leniucha.
Przebadaj zachowanie (budzenie się) w skrajnych temperaturach i w
warunkach małych zakłóceń.
Zbadaj czy częstotliwość drgań jest taka jak chcesz.

ps. uwzględnij pojemności wejściowe układu do którego podłączony jest kwarc

pzdr
mk

do góry

{ciach}
Teoria niczego sobie, ale...
Dałem spokój z tymi kondensatorami przy produktach Atmela serii AT89S52
oraz 8253 (tylko takie modele robiły mi problem).
Skubane nie chciały wejść na 24MHz, tylko wzbudzały się na jakiejś...
mogę szacować 1/9-tej?
Wszystko działało, tylko doczekać się reakcji sterowania nie można było :)

Irek.N.

do góry

Użytkownik "mk" <reverse_lp.pw@myzskm> napisał w wiadomości
news:50aa7d11$0$1317$65785112@news.neostrada.pl...
>
> Zacznę od podania literatury:
> http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/T
ECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00221665.pdf
> http://cache.freescale.com/files/microcontrollers/do
c/app_note/AN1706.pdf
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00943
A.pdf
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00849
a.pdf
>
Dzięki.
W tym ostatnim trochę mnie dziwi, gdy piszą o wartościach Rs rzędu 40k (nie
więcej jak 100k), a jednocześnie, że zazwyczaj nie jest potrzebny.

To wszystko fajnie, gdy się ma jakieś informacje o tym co siedzi we wnętrzu
scalaka, a Wiznet unika jak ognia podania jakichkolwiek analogowych
informacji.
A te co podają są albo sprzeczne (tantal/ceramic), albo śmieszne (z jaką
dokładnością chcą mieć tego 10.1 uF :-) ).
Skoro specyfikują kwarca z CL=27pF, a kondensatorami dostarczają 9pF to
należałoby się spodziewać, że resztę (18pF) daje scalak i to mi się wydaje
coś dużo, bo by oznaczało, że każdy z pinów ma po 36pF do masy.
Dlatego sądzę, że bezmyślnie wpisali parametry jakiegoś kwarca i chyba tak
założę.

Kiedyś dawno w jakiejś AppNocie TI znalazłem, żeby wstawiać Rs rzędu
100om...1k aby zmniejszyć (ze względu EMC) impulsy prądu pobierane przez
generator (przy założeniu, że wyjście generatora to zwykły push-pull)
(dlatego dziwi mnie te 40k tutaj). Osobiście w obwód generatora wstawiam
ferryte bead 1k, i wydaje mi się, że niezbyt przeszkadzając generatorowi
ograniczam harmoniczne, ale poza "wydaje mi się" nie sprawdzałem tego.

>
> ps. uwzględnij pojemności wejściowe układu do którego podłączony jest
> kwarc
>
Brak danych poza intuicją.
P.G.

do góry

Hello Piotr,

Tuesday, November 20, 2012, 2:17:02 PM, you wrote:

[...]

> A te co podają są albo sprzeczne (tantal/ceramic), albo śmieszne (z jaką
> dokładnością chcą mieć tego 10.1 uF :-) ).

Stawiam orzechy przeciw starym skarpetom, że w oryginale było
tantal/ceramic 10+.1 uF a jakiś nagorliwy redaktor poprawił tekst
usuwajac plusik.

[...]


--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

do góry

On 20.11.2012 14:17, Piotr Gałka wrote:
> To wszystko fajnie, gdy się ma jakieś informacje o tym co siedzi we
> wnętrzu scalaka, a Wiznet unika jak ognia podania jakichkolwiek
> analogowych informacji.

Może po prostu nie mają inżyniera pod ręką a ludzie od sprzedaży się nie
znają?

> A te co podają są albo sprzeczne (tantal/ceramic), albo śmieszne (z jaką
> dokładnością chcą mieć tego 10.1 uF :-) ).

10.1 uF oznacza 10u (tantal,ceramik) + 100n(ceramik).

--
Pozdrawiam
Michoo

do góry

Użytkownik "RoMan Mandziejewicz" <r...@p...pl.invalid> napisał w
wiadomości news:1308466785.20121120143917@pik-net.pl.invalid...
>
>> A te co podają są albo sprzeczne (tantal/ceramic), albo śmieszne (z jaką
>> dokładnością chcą mieć tego 10.1 uF :-) ).
>
> Stawiam orzechy przeciw starym skarpetom, że w oryginale było
> tantal/ceramic 10+.1 uF a jakiś nagorliwy redaktor poprawił tekst
> usuwajac plusik.
>
To są dwie różne sprawy.
1.
Pin wyjścia wewnętrznego stabilizatora 1V8 (bez informacji czy to jest
Low-Drop, czy nie) jest opisany: "Be sure to connect tantalum capacitor (bez
podania wartości) for output frequency compensation, and selectively (nie
wiem co ma znaczyć) connect 0.1uF capacitor for high frequency noise
decoupling.
Natomiast na fragmencie schematu malują tu zwykły z opisem 3.3uF/2012 -
czyli 0805 i bez 0.1uF i dalej koralik do innych pinów na których już są te
0.1uF.
2.
Pin nazwany XTAL VDD ma rysunek z dwoma kondensatorami do GND (10uF/2012 i
0.1uF) i opis "Connect a capacitor of 10.1uF to the ground." I to wygląda
tak jakby to był oryginalny opis więc chyba byś te orzechy przegrał ;-).

Przypuszczam, że mógł to malować ten sam "elektronik", który na pytanie:
"Hello, for the W5300, you say the 1.8V regulator output must use a 3.3uF
tantalum capacitor. Can we use a multi layer ceramic capacitor instead (eg
10uF), or will this make the regulator go unstable?"
odpowiedział:
"In our assumption, there is not any special problem in the operation.
However, tantalum is superior in frequncy and size. So, we are
recommending."
A na kolejne:
"Hello - it may be your assumption, but we need confirmation.
The ESR (electrical series resistance) of the multi-layer ceramic capacitor
is much lower than the tantalum capacitor, which may be a problem for
stability. The series inductance is much lower. The high frequency
capacitance is higher. The tantalum capacitor is a 'softer' capacitor. The
high tantalum ESR may add a pole in the regulator feedback passband
response, which may be useful. However for low ripple, and transient
response the ceramic capacitor is better.
Please confirm, the MLCC can be used."
Już nie raczył odpowiedzieć.

Dla mnie jakaś paranoja z którą się jeszcze dotychczas nie spotkałem.
P.G.

do góry

W dniu 2012-11-20 14:17, Piotr Gałka pisze:>
> Użytkownik "mk" <reverse_lp.pw@myzskm> napisał w wiadomości
> news:50aa7d11$0$1317$65785112@news.neostrada.pl...
>>
>> Zacznę od podania literatury:
>>
http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/T
ECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00221665.pdf

>>
>>
http://cache.freescale.com/files/microcontrollers/do
c/app_note/AN1706.pdf
>> http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00943
A.pdf
>> http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00849
a.pdf
>>
> Dzięki.
> W tym ostatnim trochę mnie dziwi, gdy piszą o wartościach Rs rzędu 40k
> (nie więcej jak 100k), a jednocześnie, że zazwyczaj nie jest potrzebny.

Rezystor ma za zadanie ograniczać amplitudę oscylacji. Zbyt duże
oscylacje powodują zniekształcenia, a nawet mogą uszkodzić rezonator.
Jeśli w obwodzie generatora mamy ładne sinusy to rezystor nie jest
potrzebny. O wartości rezystancji dalej.

>
> To wszystko fajnie, gdy się ma jakieś informacje o tym co siedzi we
> wnętrzu scalaka, a Wiznet unika jak ognia podania jakichkolwiek
> analogowych informacji.
> A te co podają są albo sprzeczne (tantal/ceramic), albo śmieszne (z jaką
> dokładnością chcą mieć tego 10.1 uF :-) ).
> Skoro specyfikują kwarca z CL=27pF, a kondensatorami dostarczają 9pF to
> należałoby się spodziewać, że resztę (18pF) daje scalak i to mi się
> wydaje coś dużo, bo by oznaczało, że każdy z pinów ma po 36pF do masy.
> Dlatego sądzę, że bezmyślnie wpisali parametry jakiegoś kwarca i chyba
> tak założę.

Takie czasy... :/

Pojemności możesz oszacować poprzez zastosowanie kwarca o znanym CL i
taki dobór kondensatorów dodatkowych by otrzymać częstotliwość nominalną
kwarca. CL kwarca to nic innego jak pojemność współpracująca z kwarcem
przy jakiej otrzymuje się częstotliwość rezonansową określoną nominałem.

Skoro Wiznet nie podaje wszystkich parametrów potrzebnych do poprawnego
opracowania projektu, a w jakiś sposób jesteś na niego skazany, to niech
chociaż dają ci gwarancję, że krzem układu zostanie nie zmieniony, albo
o wszelkich zmianach w krzemie będziesz informowany (i za każdym razem,
albo ryzykujesz, albo przeprowadzasz badania obwodu oscylatora np.
skrajne temperatury, czy badanie marginesu rezystancji szeregowej). :/

Dobrym pomysłem wydaje się w takiej sytuacji zastosowanie po prostu
zewnętrznego generatora.

Co do podawanych w datasheetach parametrów:
Nowy projekt, badania ok. Dalej -- seria próbna. Sygnał z produkcji, że
w kilku sztukach (na kilkadziesiąt) serii próbnej nie pracuje zegar.
Szybko ustalam, że oscylator nie startuje (tudzież nagle staruje po
przytknięciu sondy oscyloskopu). Zaglądam na www producenta i
datasheeta, i jeszcze raz analizuję obwód oscylatora. I zonk... dałem za
duże pojemności w stosunku do wartości określonych w datasheecie... Po
powrocie do domu coś mnie tchnęło, że przecież nie wziąłem tych
pojemności z sufitu -- jeszcze raz zaglądam do datasheeta -- tym razem
zarchiwizowanego: no i tam inne wartości niż w datasheecie na stronie
www! Fakt, że datasheet którym się posługiwałem na etapie projektu miał
status "preliminary".

>
> Kiedyś dawno w jakiejś AppNocie TI znalazłem, żeby wstawiać Rs rzędu
> 100om...1k aby zmniejszyć (ze względu EMC) impulsy prądu pobierane przez
> generator (przy założeniu, że wyjście generatora to zwykły push-pull)
> (dlatego dziwi mnie te 40k tutaj). Osobiście w obwód generatora wstawiam
> ferryte bead 1k, i wydaje mi się, że niezbyt przeszkadzając generatorowi
> ograniczam harmoniczne, ale poza "wydaje mi się" nie sprawdzałem tego.

Jak wyżej napisałem: rezystancją szeregową ograniczamy oscylacje co
powinno zmniejszać oscylacje, zwłaszcza gdy są tak duże, że przebieg
mocno zniekształcony, co również może mieć wpływ na EMC.

Reguła kciuka jest taka, że całkowita rezystancja Rs (rezystancja
wyjściowa wzmacniacza plus ewentualny rezystor wyjściowy) powinna być
zbliżona do rezystancji kwarca w rezonansie (wartość powinna być
dostępna w dokumentacji kwarca).
Obecnie producenci układów tak dobierają ową rezystancję wyjściową
wewnętrznego wzmacniacza, że nie ma zwykle potrzeby stosowania rezystora
przy typowych elementach. Jeśli producent przewiduje różnorodne kwarce,
to np. udostępnia regulację rezystancji wyjściowej wzmacniacza poprzez
np. fuse-bity.
Kwarce z zakresu > 1 MHz mają zwykle rezystancję strat wyraźnie mniejszą
niż 1k, ale już dla kwarców zegarkowych 32768 Hz wartość kilkunastu,
kilkudziesięciu kilo jest typowa.

Jeśli wstawiasz 1k to warto sprawdzić rezystancję graniczną przy jakiej
generator jeszcze startuje. Jeśli rezystancja graniczna jest większa
najmniej 3 krotnie nad to co wstawiłeś to ok. Jeśli praca ustaje
wcześniej, to znaczy że margines bezpieczeństwa jest naruszony.

>> ps. uwzględnij pojemności wejściowe układu do którego podłączony jest
>> kwarc
>>
> Brak danych poza intuicją.

No to badania albo zewnętrzny generator albo ryzyko :-)

pzdr
mk

do góry

> response the ceramic capacitor is better.
> Please confirm, the MLCC can be used."
> Już nie raczył odpowiedzieć.
>
> Dla mnie jakaś paranoja z którą się jeszcze dotychczas nie spotkałem.
> P.G.

Daje sie elektrolit lub tantal + typowo rownolegle 100n.
Tantal jak ma ma chodzic dlugo, elektrolity ida na projekty
ekonomiczne, mowa o projektach z cyfrowka.
10.1uF co bez problemu mozna wychwycic jest bledem.
Po co kondensatory przy kwarcach? To pytanie podchwytliwe czy jak?
Nawet jak kwarc wpadnie w oscylacje to odchylka od F nominalnej bedzie
tragiczna.

Ostatnio montowalem kilka miernikow czestotliwosci i bez zastapienia
jednego kondensatora trymerem,
nie widze mozliwosci poprawnego zestrojenia. Tak jeszcze dopytam bo
tego nie spotkalem, czy u kogos poprawnie pracuje generator wbudowany
w uC z rezonatorem nie obciazony pojemnoscia 2x18pF lub wieksza?
Pomijajac obciazenie wbudowane w AVRy, wlaczane fuse bitami.


>Wie ktoś, czy pominięcie tych kondensatorów może się jakoś zemścić ?
Zapewne odchyli od F nominalnej, o ile? Z teorii jestem noga.

do góry

jan kowalski wrote:
[..]
> Tantal jak ma ma chodzic dlugo

Tak mi się przypomniało, naprawiałem kiedyś analogowe radiotelefony,
zwało się to RSŁA, notorycznie zwarć dostawały tantale na zasilaniu. Nie
wnikaliśmy w przyczynę.

--
AlexY
http://nadzieja.pl/inne/spam.html
http://www.pg.gda.pl/~agatek/netq.html

do góry