Ako zvolit kondenzatory pre krystal k MCU?

[romiadam]

Cavte,

S krystalom moc nemam skusenosti, nakolko som doteraz stale vyuzival interny osclator MCU.

Chcem sa opytat, ako ja zistim ci k danemu krystalu treba este kondenzatory, alebo su integrovane vo vnutri?

Teraz mam konkretne tento krystal:ABS25 (32.768kHz)
http://www.farnell.com/datasheets/18560 ... 1548025038

Tento napr. ma v sebe integovane kondenzatry
http://www.farnell.com/datasheets/45562 ... 1548025038

Toto ma myli. Mozem to brat tak (ako fakt) ze krystal je vzdy bez kondenzatorov a rezonatory su vzdy s kondenzatormi?


Dalsia moja otazka je ze v datasheete krystalu sa pise load capacitance 12,5pF a v datasheete pre MCU pre LP rystal sa pise 68-100pF

Teraz ktora informacia je spravna? datasheet od krystalu alebo od MCU?

Pre ten ABS25 som tam dal 2x68pF a MCU nabehne niekedy za 4 sek a niekedy az za 8 sekund. Je to v poriadku pre 32KHz krystal? Alebo tam ma dat radsej 12,5pF?

V tomto mam este gulas...nakolko som doteraz pouzival iba interny oscilator MCU.

[hpeter]

trochu rozdiel medzi keramickym rezonatorom a krystalom. najma v presnosti.
nechapem o co ide, to ako 32khz krystal urceny pre rtc alebo hodinky pouzivas ako hlavny clock?
nemaju to byt x-mhz ?

[maskrtnik01]

Dobrý večer,

Dúfam že sa môžem pridať do témy. Aj ja teraz riešim problém ako určit kondíky k rtc oscilátoru v stm32. Kryštál teda 32768Hz. Kondíky?

MCU má možnosť vyslat von 1Hz signál, ale prišiel som na to neskoro, je už na doske, ktorá s týmto nepočíta. Pri tqfp48 nie je šanca sa bezpečne trafiť s hrotom sondy na pin.

Takže mi ostáva len jeden spôsob. Napájkovať kondenzátory(trimer v 1206 asi nebude) a merať priamo v oscilátore - tam sa neprejaví probe effect(kapacita sondy)?

Ešte že hlavný zdroj času je gps, takže tá presnosť nie je kritická, vlastne uvažujem nad tým že proste použijem interný 40kHz oscilátor.0

[joži]

nechapem jednu vec, prečo ked potrebujete presnosť to neriesite TCO/TCXO krystalovym oscilatorom, ktory ma pulzny vystup a nepotrebuje na vystupe žiadnu zatažovaciu kapacitu. Stejne ak chcem dosiahnuť čo najpresnejši beh oscilatora MCU z krystalu stejne treba doladiť presnu kapacitu tych kondenzatorov. Tie su tam ako zataž. druha vec je to že možeš mať aj neviem aky presny kryštal, ale ked urobiš bug v chybu v programe tak ti to može meškať aj tak... navyše ten krystalovy oscilator je aj teplotne stabilizovany.....

taktiež nechapem vyznam v taktovaní MCU na 32kHz frekvencii....

[budvar10]

@romiadam
Približný vzorec pre výpočet veľkosti kondenzátorov ku kryštálu:

CL - CS = C1xC2/(C1+C2)

CL - XTAL load capacitance = 12,5pF podľa prospektu ABS25 (toto je ekvivalent kapacity kryštálu, nie odporúčaná hodnota pre C1, C2)
CS - stray capacitance - toto nie je jednoduché určiť (prívody ku kryštálu, spôsob umiestnenia...) povedzme nejaká hodnota 5pF-12pF
C1, C2 - toto hľadáš

toto ale platí pre vyššie frekvencie.

Nenapísal si aký MCU. Výrobca by mohol mať odporúčanie/dokument ohľadne návrhu oscilátora.
Z mojej skúsenosti, hodinový XTAL sa pripája väčšinou priamo bez kondenzátorov, 68pF sa mi zdá dosť veľa.

https://www.st.com/content/ccc/resource ... 221665.pdf

[maskrtnik01]

https://www.tme.eu/sk/details/stm32f051 ... ectronics/
https://www.tme.eu/sk/details/32.768k-1 ... 02996bulk/

A taká debilina, keď som spájkoval 100nF blokovacie C, podarilo sa mi jedny dať ku kryštálu. Takže budú musieť ísť von.

[Amaterr]

2017

[romiadam]

Diki za reakcie.
Pointa mojej otázky bola že ak mám hoci aký kryštál či už 32.768kHz, 1Mhz, 4Mhz, 8 Mhz alebo 20Mhz kondenzátory vyberám podľa datasheetu krystalu alebo datasheetu MCU, tam píšu myslím 56-100pF pre 32.768 kHz.
Momentálne pracujem s PIC12F675 ale to môže byť úplne iný MCU.

budvar10: diki za ten vzorec. Pre počítam to. Taktiez v tom linkyu co si dal som nasiel tuto vetu: "The startup time of a 32.768 kHz crystal ranges from 1 to 5 s" Takze tych 4-7 sekundstartu bude normalne. Mozno ak znizim kapacitu kondenzatorov, tak to nabehne skor...neviem, uvidim...

Keď už sa to nakuslo, čo je najpresnejšie ako zdroj hodinového signalu?

Amaterr: to mám tie obvody pripájať k MCU?
Však bežne sa tam dáva len kryštál a dva kondenzatory. Alebo toto ma nákup výhodu oproti kryštál A dvom kondenzatorom?

jozi: "prečo ked potrebujete presnosť to neriesite TCO/TCXO krystalovym oscilatorom"
lebo o tom nevieme... ja som doteraz stale pouzival interny oscilator MCU. Zatial som nepotreboval externy. A teraz spoznavam tajomstva externeho oscilatora...

[budvar10]

Samozrejme treba vyberať podľa MCU, tam by mal byť spôsob pripojenia definovaný. Tí čo píšu datasheet ku kryštálu nemajú šajn o tom aký bude obvod oscilátora. Ako som písal, tých 12,5pF to je load kapacita v náhradnom obvode pre kryštál.

Keď už sa to nakuslo, čo je najpresnejšie ako zdroj hodinového signalu?

Toto je ťažko povedať. Trh ponúka rôzne možnosti. Aj obyčajný malý kryštál z hodiniek môže byť veľmi presný. Existujú aj špičkové tepelne kompenzované kryštály alebo oscilátory. Otázka je čo potrebuješ a čo za to dáš.

Podľa DS k PIC12F675 to vyzerá tak, že tá hodnota 68-100pF je OK. Podobne to má aj STM32. Pri tej kapacite je normálne, že štart bude aj niekoľko sekúnd. Čím väčšia kapacita, tým stabilnejšia frekvencia avšak pomalší nábeh. Rozdiel v kapacite kondenzátorov bude spôsobovať drift +/-.

Obrázok 9-2 v DS - použitie externého zdroja hodinového signálu. Dal by sa napr. použiť DS3231. Je lacný, veľmi presný a po pripojení na napájanie má 32768Hz na výstupe by default.

[romiadam]

Ako som už spominal, ja som doteraz používal interný oscilátor MCU a s ním MCU nabehol ihned. Teraz keď som tam mal ten 32.768kHz kryštál, nabehol az po cca 3-6 sekundách. Prvý moment som myslel že neide. Potom som si myslel že je to tou veľkosťou kondenzatorov. A teraz som sa dočítal že to je normalne.

[Amaterr]

nuz , myslim si , ze v tom CPU budu tiez opet len nejake hradla , ..

[peterple]

Diki za reakcie.
Keď už sa to nakuslo, čo je najpresnejšie ako zdroj hodinového signalu?

za mojej mladosti to bolo takto nejako:

1. Atómové hodiny
2. DCF77 nosná
3. riadkový rozklad ČST1 (tiež bol synchronizovaný s atómovými hodinami)
4. Kryštálom riadený oscilátor.

Dnes:

1. Atómové hodiny (ale tikajú tam iné atómy ako pred tridsiatimi rokmi)
2. GPS
3. DCF77 nosná
4. TCO/TCXO
5. Kryštálom riadený oscilátor.

Keď som vyrábal svoje prvé hodiny s jednočipom tak som používal kryštál 4,192,304Hz
Vtedy ich tuto dokonca držali skladom
https://www.sos.sk/krystaly?category=21 ... current=93
Sú to špeciálne kryštály pre časomernú techniku o čom svedčí tých 7 platných miest. Navyše je to dobre delitelné dvomi až na 1Hz lebo je to 2^22. U iných kryštálov sa zvykne f garantovať tak na 4 platné cifry.
Samozrejme som to mal ešte s možnosťou nastavenia kapacitným trimrom. Len v tom čase bol problém presného normálu a vtedy prišiel na rad ten rozkladový kmitočet z prvého federálneho kanálu. A AR bolo také udelátko čo ho vedelo nabrať indukčnou cestou z vychylovacích cievok TV prístroja. Potom to stačilo vytvarovať a super presná časová základňa bola na svete. Nasledoval jeden obvod 8253, ktorý to delil a hradloval druhý 8253 čo meral f z toho MCU. Meranie trvalo hodne dlho (už neviem presne ako) ale vďaka tomu sa dala fosc nastavit na 4194304,0Hz. Takéto hodinky mali odchýlku max 1sekundu za mesiac. Potom som sa zmohol na čítač čo to isté dokázal namerať za 10sek.

[zdeno6505]

za mojej mladosti to bolo takto nejako...

Zabudol si na OMA 50 kHz.

[Amaterr]

A rada MM xxxxx , sietovych 50Hz

[peterple]

Ale nezabudol. Jednak som to nikdy nepoužil, jednak to už vykapalo rovnako ako vtedajšie super tuper značky ako Tesla (Technicky slabšie). Na vojne som sa stretol s nejakými záložkami čo robili v Pragotrone a čo s tou OMA robili systémy presného času, dokonca riešili nejaké mobilné záležitosti.
Tak teda kto chce v prvom zozname bod 2. DCF77 a OMA 50.

Dúfam že sieťová 50Hz je naozaj myslená len ako vtip. Na to sa nedá spoľahnúť ani dnes. Stačí jedno Kosovo a ide do kelu celá európa.

[joži]

Neviem k comu potrebujes presny zdroj hodin v tvojej aplikacii. Nieco sa mi mari ze si riesil nejake meranie vlhkosti v kvetinaci.... v podstate to je jedno. Ale myslim si ze skor by bolo rozumnejsie merat v nejakom casovom intervale, nieco podobne som riesil nedavno ja som meral teplotu. Ako timer tam ma tpl 5010 ktory mi vyvolava externe prerusenie podla nastaveneho casu. Cely cas procesor spi iba ked od timera pride impulz vykona sa obsluha teplomerov posle sa cez radio a uspi sa. Spotrebu som meral ta bola okolo 10uA tusim. Teplomer testujem uz druhy mesiac aj v mrazoch(kje vonku) napajane je to 3,6V litiovou baterkou. Po 2 mesiacoch pri vysielani radia poklesne napatie na baterke na 3,58V. Posielam udaje kazdu minutu priblizne...

[romiadam]

Neviem k comu potrebujes presny zdroj hodin v tvojej aplikacii.

Teraz momentalne k nicomu. To sme odbocili od temy ale budem to potrebovat do buducna pre inu vec, tak zistujem ako sa veci maju.
K tomu kvetinacu asi pouzijem interny 4Mhz a watchdog, alebo LP krystalovy oscilator 32.768kHz, ktory zere asi 40 uA (preto som sa tu pytal na ti kondenzatory ku krystalu k MCU). Musim pomerat spotrebu s watchdogom ked MCU spi, lebo s LP krystalovy oscilator 32.768kHz ma spotrebu 40uA a potom sa rozhodnut co bude lepsie. Jozi, nemeral si spotrebu toho timera tpl 5010? To tiez nie je zly napad zobudzat MCU externym timerom. Lebo ten sledovac vlhkosti pody v kvetinaci pojde na baterku. Nech to vydrzi aspon rok na dvoch mozno troch AA alebo AAA.


Povodne som chcel vediet ako je to stymi kondenzatormy. Takze zhrniem tu povodnu otazku ohladom kondenzatorov k MCU a ku krystalu:

Ak pouzijem krystal treba kondenzatory dat take ake odporuca vyrobca MCU (ak nepouzijem vlastny externy oscilator - vid schemy vysie). Da da tiez pouzit ten vzorec co tu je vyssie. Spravne?

A ohladne toho presneho oscilatora:

Momentalne je najpresnejsie a najjednoduchsie pouzit pre presny cas TCO/TCXO? Spravne?

nakolko Atomove hodiny robit nebudem, ani GPS prijimac a ani DCF77 prijimac. Staci mi to raz za cas (1x za pol roka) dostelovat manualne.

Prave pozeram, ze krystaly maju standardne toleranciu 10-20ppm, kdezto TCO/TCXO maju 0,28 - 5 ppm (takze uz viem odkial fuka vietor a teraz som pochopil reakciu od joži » 21 Jan 2019, 20:19 )

Takze ak spravne konstatujem, tak jednoznacne je lepsie pouzit k MCU TCO/TCXO ako krystal.

[joži]

Podla datashertu ma to tplko 35nA. Viac ti zozerie mcu pripadne ona periferia ktora bude spat. Ja tam mam hope rf modul ten vie aj sleepmode tak zerie do 10 uA ked spi

[romiadam]

Diki za info. "Zoznamim" sa s tym timerom....

[joži]

Dokonca je to aj watchdog akonahle neodpovies na wake signal zhodi ti reset vstup procesora .... nemusis vobec riesit ani wd v mcu