SMD kristal

Beste forumleden,

Vandaag zijn er piepkleine kristallen voor SMD montage. Ik experimenteerde met twee 18,432 MHz modellen. Het "grote" type (11,5 x 4,7 mm) werkt prima; zowel in een 1 transistor schakeling als over een smitt trigger ic.
Het kleine model (3,2 x 2.5mm) krijg ik op die manier niet in trilling. Het gaat over dit kristal: https://be.farnell.com/multicomp/mcsjk-7u-18-432-10-30-80-b-30/crystal…

Mijn vraag:
- Is dit een bijzonder type kristal dat eventueel anders moet worden aangestuurde dan de klassieke kristallen ?

Het kristal is niet defect. Vervangen door een ander geeft geen verbetering.

Ha Eduard2,

Wat gebruik je als start onderdelen rondom de Schmitt trigger inverter ?

Ik zou voor zo'n kristal al dan niet kwarts 270 Ω en 10 pF gebruiken en 1 MΩ van uit naar in.
Dus 1 keer 1 MΩ 1 keer 270 Ω en 2 keer 10 pF kan je dat voorstellen of even tekenen :?

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Ik gebruik die altijd (alleen van Abracon). De output is natuurlijk ook heel klein (nominaal 10µW).
Shunt/load capaciteit 5pF/10pF. (vaak is de capaciteit van de printspoortjes al genoeg...)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Beetje off-topic maar ik heb (ook) de laatste jaren steeds meer moeite om nieuwe kristallen betrouwbaar aan het slingeren te krijgen. Steeds vaker schakel ik over naar complete oscillators.

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.

Ha bprosman,

Altijd de specificatie in de gaten houden dat soort kristallen voor lage frequenties zijn geen kwarts maar keramisch ( piëzo ) daar is niets mis mee maar zijn minder gevoelig.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

dag Henk, Arco,

Henk beschrijft precies 1 van de opstellingen die ik heb gebouwd. 1M tussen ingang en uitgang van een smitt trigger inverter. (1 van de 6 uit een 74HC14) Vanaf de uitgang 270 ohm naar het kristal. Doorheen het kristal terug naar de ingang en aan beide kanten van het kristal 10 pF naar massa. Ook met 27 ohm ipv 270 komt er geen leven in de brouwerij.

@ arco: Heb je een voorbeeld schakeling waarin je dit soort kristal aan de praat krijgt ? Het valt uit te vlooien hoeveel de versterking van een tegengekoopelde smitt trigger bedraagt. Op die manier kan via het Miller effect de ingangsweerstand van de versterkertrap worden becijferd. Ik neem aan dat de 10 µW in die weerstand worden afgeleverd.

Vriendelijke groeten,

Eduard

Ik gebruik altijd chips met een interne oscillator... ;)
Als je Abracon kristallen gebruikt, kun je het circuit naar ze toe sturen, ik kreeg binnen een uur antwoord op een probleem...
Wat leesvoer van Abracon:

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Ha Eduard2,

Ik heb je data blad geopend het kristal mag een load capaciteit van 10 pF sturen dat betekend dat je de twee condensatoren beide 4,7 pF mag maken probeer even !

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Dag Henk,

Eerst het goede nieuws. De schakeling geeft u gelijk. Ik deed de test met het smitt trigger ic. Met twee keer 10 pF is er geen leven in te krijgen. Met twee keer 5pF oscilleert hij rotsvast op de gewenste 18,432 MHz.

Vermoedelijk begrijp ik "load capaciteit" verkeerd. De twee condensatoren staan in serie met op het knooppunt een verbinding naar de massa. Ik interpreteer dat zoals bij een colpitts oscillator; twee condenasatoren in serie over de spoel. De spoel is dus belast met de halve capaciteit van de condensator.

Zo kom ik bij een meer algemene vraag: Wat is de load capaciteit van een kristal ? Vaag herinner ik me dat krsitallen, al naargelang de hoek waaruit ze uit het kwarts zijn gesneden andere eigenschappen hebben. Er bestaan kristallen die je met een trimmer best een eind kan meesleuren in frequentie. Is de load capaciteit die waarde van parallelcondensator waarbij de oscillatiefrequentie precies gelijk is met de waarde opgegeven door de fabrikant ?

Hartelijk dank voor uw hulp,

Eduard

Is de load capaciteit die waarde van parallelcondensator waarbij de oscillatiefrequentie precies gelijk is met de waarde opgegeven door de fabrikant ?

Ja, maar dan inclusief de capaciteit van de printspoortjes (bij goede layout iets van 1.5...4pF)
Abracon heeft zelfs 'condensatorloze' kristallen. Load is < 4pF, de baantjes alleen zijn al genoeg... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Dag Arco,

Ook dit kristal doet het prima zonder condensatoren.

Toch ben ik er nog niet uit over die capaciteit. Ik begrijp niet waarom die condensatorwaarden moeten opgeteld worden. Eerst had ik daar 2 keer 22 pF staan met de bedoeling om in serie dicht bij de 10 te komen.

Zou het kunnen dat de 5 pF die nu aan de ingang van de smitt trigger staat samen met de ingangscapaciteit van het ic en de strooicapaciteit al te hoog wordt. 18,432 MHz is mogelijk aan de hoge kant voor een 74HC14.

Het fijne weet ik er nog niet van maar het werkt stabiel.

Vriendelijke groeten,

Eduard

Ik begrijp niet waarom die condensatorwaarden moeten opgeteld worden.

Omdat voor wisselstroom al deze condensatoren parallel staan.

Als je dus 2 x 22pF direct aan je kristal hebt dan krijg je 2 x 22pF + capaciteit van de printsporen + capaciteit van het ic. En als 10pF het maximale is dan heb je al heel snel teveel capaciteit.

Voor wisselstroom is een condensator gewoon een belasting je belast het kristal hier dan ook mee, als de belasting te groot is kan het kristal niet elektrisch resoneren.

Op 1 november 2020 18:37:51 schreef benleentje:
..Omdat voor wisselstroom al deze condensatoren parallel staan.
...

Ik vind dat toch geen bevredigende verklaring. Ze staan alleen parallel als het xtal zelf voor ~ een kortsluiting is. En in dat geval zijn de C's helemaal geen load voor het xtal. Wat TS zegt is dat ze in serie staan, en dat deelt de cap. Zo heb ik het ook altijd begrepen/aangenomen, maar of het klopt, geen idee.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein

Eerst had ik daar 2 keer 22 pF staan met de bedoeling om in serie dicht bij de 10 te komen.

Als dat TH condensatoren zijn wel zo kort mogelijk monteren, anders komt de capaciteit van de aansluitpootjes er ook nog bij.
(en bijna 20MHz is erg hoog voor een standaard 74hcxx)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Ha Eduard2,

Goed te horen dat het werkt maar dat kon eigenlijk niet anders :D
Even kijken jij heb het over een Colpitts oscillator maar de schakeling met de inverter is een Pierce oscillator circuit.

De inverter heeft weinig of niets meer met de digitale bouwsteen van doen dit komt door de feedback..... het is nu een versterker geworden met een versterking tussen de 12....20 dB.
Ook houd dit in dat de Ft verder gaat als in de situatie van verzadigde trappen jij haalt op je sloffen 40 MHz.

De condensatoren staan parallel maar twee keer 5 pF is 10 pF toch :o

Het is niet verplicht om de twee condensatoren dezelfde waarde te geven sterker de condensator in combinatie met de weerstand zorgt voor een laagdoorlaatfilter om harmonische te onderdrukken !

Er zijn uiteraard ook vele nadelen aan dit patent denk aan ruis maar het starten kan tricky zijn .
Verder gelieve er op te letten dat je keuze op een inverter valt die geen Schmitt trigger is want die heeft twee niveaus en dan werkt het niet :( verder succes.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Bedankt Henk,

Het gaat in orde komen maar ik zie op internet zowel schakelingen met een smitt trigger als met een gewone inverter. Vandaag gebruikte ik een smitt triger en dat werkt. Morgen zal ik de proef eens overdoen met een gewone inverter. Een teruggekoppelde inverter is duidelijk een versterker met een beperkte versterking. In de smitt trigger zit een niet lineair gedrag en dat is moeilijker te begrijpen. Ik zorg voor een terugmelding op dit forum.

vervolg:

Met een gewone inverter (geen smitt trigger) werkt de oscillator prima. Ook zonder condensatoren werkt het. De frequentie is dan ongeveer 3kHz hoger dan
de stempel op het kristal. Ik kan eventueel de linkse condensator nog iets vergroten omdat de frequentie 1 kHz hoger dan verwacht uitvalt. Voor deze toepassing is de nauwkeurigheid meer dan voldoende.
Dit is het uiteindelijke schema:

Vriendelijke groeten,

Eduard

[Bericht gewijzigd door Eduard2 op 2 november 2020 16:20:25 (30%)]