x tal oscillator

mel

Golden Member

Ik was aan het experimenteren met een 10 MHz xtal en een CD 4011.De gewone schakeling, 2 poorten met een kristal daartussen en terugkoppeling met een c.
Prima, tot ik mn counter er op aansloot. Op de labvoeding gaf dat ding netjes bij 8 volt 10 MHz en een beetje,zodra ik de spanning opschroefde naar 12 volt, zei de counter 15 MHz! Dus ik kon met de voedingsspanning de frequentie veranderen, lijkt me niet echt gewenst.Heeft iemand een idee hoe dit komt?Of heb ik (weer)iets fout gedaan?

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Meestal is er een serie en/of parallelweerstand nodig omhet kristal niet te oversturen...

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

Golden Member

heb ik gedaan, 1k par .aan het xtal.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
Frederick E. Terman

Honourable Member

Je counter zal zich wel vertellen. Hang er maar eens een scoop aan.
Of luister op 15 MHz: zit hij er echt? :)

Even draaien aan 'trigger' roept de counter meestal wel tot de orde.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Fan van Samsung (en repareer ook TV's). :)

Op 2 september 2021 13:12:09 schreef mel:
heb ik gedaan, 1k par .aan het xtal.

Dat zal wel in serie zijn? (1k parallel is wel heeel erg laag, meestal is dat iets van 1M).

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

Ha mel,

Zo,n oscillator met een gate is voor jou toepassing timing D.C.F. niet bruikbaar dit zijn de slechtste type oscillatoren :(
Waarom niet een BC547 maar dat even terzijde ik denk dat de opmerking van Frederick de spijker op de kop is 8)7
Wat er kan gebeuren is het volgende ( niets aan de hand ) maar je frequentie teller heeft geen idee waar het over gaat die telt tot de hoogste frequentie klaar.
Bij het verhogen van de voedingsspanning komt er meer spanning uit je gate en niet te vergeten de golfvorm veranderd door het clippen, als je op 12 V werkt zal er een blokgolf staan van zo'n 10 V ik denk dat dit te veel voor je teller is die produceert allerlei producten en telt zoals benoemd tot hij niet meer verder kan !
Probeer even een potmeter er tussen zodat je de spanning kan reduceren.......

Groet,
Henk.

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

Een Kristal heeft meer dan 1 oscillatie frequencties.
Mogelijk bereik je met de hogere spanning de omgeving waarbij het 2e resonantiepunt wordt bereikt.

https://www.electronics-tutorials.ws/oscillator/crystal.html

mel

Golden Member

Het " ding" loopt vrolijk mee met de spanning...en ja, ik heb ook condensators geplaatst, en je ziet op de scoop ook de frequentie veranderen...
Maar ik ga rustig verder met experimenteren, en het is deze keer GEEN DCF frequentiereferentie ;),dit voor Electron .dit is een ander project :)
(DE E van VERON staat er niet voor niks :P )En voor FET: ja hij zit er echt :).En op de scoop ziet het signaal er uit als een redelijk nette sinus.. wat eigenlijk een blok hoort te zijn.

[Bericht gewijzigd door mel op 2 september 2021 14:47:58 (13%)]

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
Frederick E. Terman

Honourable Member

Als je trouwens echt 1k óver het kristal hebt geplaatst, is het de vraag of het niet gewoon een RC-oscillator is geworden. :)
Maar dat zie je vanzelf aan de stabiliteit.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

10MHz is voor een CD4011 ook wel erg hoog (met zijn hoge transition rise/fall time van 3.75uS/V op 5v voeding)

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

Kijk eens wat 'ie doet met een 74HCU04 gate. Vooral dat 'unbuffered' is van belang als je een kristal oscillator wilt bouwen met een inverter!

Trouwens, vergeet niet dat de uitgangsspanning van die 4011 vrolijk meeloopt met de voeding. Dat betekent dat je het kristal aan het sturen bent met 12V. Dat vinden kristallen sowieso helemaal niet grappig!

[Bericht gewijzigd door MNM(tm) op 2 september 2021 15:38:49 (41%)]

Fan van Samsung (en repareer ook TV's). :)

Op 2 september 2021 14:38:26 schreef mel:
wat eigenlijk een blok hoort te zijn.

Nee. Het hoort heel aardig een sinus te zijn!

De inverter in de chip krijg je door de 1M parallelweerstand (voor zover ik hierboven heb gezien moet je die nog steeds "upgraden"!) in z'n lineaire gebied.

Toen ik aan een project werkte waarbij dit schema gemaakt werd (zomer 1986: ik deed de software, maar iemand anders was met de hardware bezig) moesten we een HCU gebruiken: De unbufferd CMOS versie. Wij gebruikten toen de 74HCU04. De klassieke 74HC04 heeft een inverter om het signaal "netjes voor binnen chip gebruik" te maken, dan een inverter op de chip, en dan de output driver, ook een inverter, maar dan lomp genoeg om dingen buiten de chip aan te kunnen sturen. De HCU laat de input en interne inverter weg.

edit: Oh... terwijl ik aan het typen was begint MNM ook over dezelfde 74HCU04.. :-) We zitten op 1 lijn. :-)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ha mel,

Het was dan ook een invalshoek, ik denk aan hetzelfde als @Frederick E. Terman welke waarden condensatoren gebruik je en een of twee gates :D

Voor @SuperPrutser er is wel een tweede resonantie punt maar die ligt bij een 10 MHz 1e boventoon ( grondtoon ) gelukkig geen 5 MHz verder !

PS: @rew druk mij op iets wat ik vergeten ben aan je te melden ( alles tussendoor ) :+
Dat is de weerstand deze is veel te laag misschien vergeten de open-loop versterking van de inverterende gate mee te nemen als ik uitga van een standaard kristal.......

Cp = CL = 30 pF
Co = 7 pF
R = 40 Ω @ 10 MHz

Rp = 1 / [ 40 x ( 2 x π x 10 x 106)2 x ( 30 x 10-12 + 7 x 10-12)2]

Uit de berekening volgt : Rp = 20 kΩ
Het is belangrijk dat de Zi ( RF / α ) gelijk is aan de Rp

Zi = Rp = 20 kΩ
Zi = RF / α = 20 kΩ
RF = 20 kΩ x α

Voor een cmos gate met een open loop versterking van 100 wordt de waarden van de terugkoppel weerstand als volgt berekend :

RF = 20 kΩ x 100 = 2 MΩ

Deze weerstand mag hoger gekozen worden zodat het kristal deze hogere ingangsimpedantie gemakkelijk kan aansturen.
De belastingcapaciteit is zoals aangegeven 30 pF dit betekend 15 pF aan beide kanten !
Even oscillator op boardje gezet 10.0045 MHz dat is niet goed maar gezien de constructie prima :D

Groet,
Henk.

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

Golden Member

ik heb het ic zelf ontkoppeld met 10 nF, en verder heb ik geexperimenteerd met diverse c,s van 10 p tot 10 n.
Maar wat FET zegt, denk ik dat het idd zoiets het geval is, ik ga verder experimenteren ;) En ik heb iets gemaakt met 2 gates

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Als je helemaal geen orde-van-grootte weet kan het tricky zijn om de juiste waardes te vinden. En mogelijk is er eea stuk voordat je de juiste waardes probeert.

De load condensatoren moeten orde-van-grootte 12-20pF zijn.
Daar gaat dan van af dat je op een netjes ontworpen printje iets van 4-7 pF aan capaciteit nauwlijks kan voorkomen. Ingangs-capaciteit van de chip nog eens iets van 7pF....

Doe je het op een breadboard, dan zal het breadboard wel ongeveer genoeg capaciteit leveren. Denk aan 0-10pF wat je bij moet plaatsen.
Voor 0-5 pF: twist x cm montagedraad om mekaar (1pF=1cm).

Ontkoppelen doe je met een 100nF condensator.

Edit: Even dat we op 1 lijn zitten:

hier staat het schema:

https://newbedev.com/using-cmos-schmitt-trigger-inverters-in-quartz-cr

Ik wilde net gaan typen, precies wat de eerste regel onder het plaatje is. (met de rest wordt een schmitt trigger buffer gemaakt).

tweede puntje: Die CD4011 die heeft als feature: "Buffered inputs and outputs" volgens het eerste datasheet wat ik vond. Dat is voor hogere snelheden niet zo handig. Waar dat begint weet ik niet. Ik zou iets van 2MHz schatten.

Om het kristal te sparen (= heel te houden!) zou je kunnen kijken of je een 10k of 1k weerstand in serie tussen de output en het kristal-en-load-condensator kan hangen.

Ik vind trouwens dat "newbedev" het goed getekend heeft: Het weerstandje van 1M staat welliswaar elektrisch parallel aan het kristal, maar hij zit er om de inverter naar z'n lineaire gebied te sturen: hij hoort bij de inverter, niet bij het kristal! Zou ik verkeerd gedaan kunnen hebben. :-)

[Bericht gewijzigd door rew op 2 september 2021 16:52:53 (44%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
mel

Golden Member

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..