Quarzoszillator gibt nicht die richtige Frequenz an

Ich habe einen 48-MHz-Quarzoszillator ( siehe hier ), den ich als Taktgeber für meinen Mikrocontroller (EFM32GG332F1024) verwende. Als ich mir das Datenblatt für diesen Kristall ansah, schien es mir, dass die Lastkapazität 18 pF betragen sollte. Ich habe dies so verstanden, dass ich einen 18 pF-Kondensator von jedem Pin zur Masse haben sollte, aber ich bin mir nicht ganz sicher, ob das der Fall ist richtig denken.
Ein Diagramm unten zeigt meine Bedeutung:
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Beim Lesen habe ich eine Berechnung gefunden, um die Lastkapazität für jeden Pin zu berechnen, aber dies gibt mir einen Wert von 30-36 pF, sobald ich alle bekannten Werte eingegeben habe, und das erscheint mir zu hoch eines zu verwendenden Wertes.
C L 1 = C L 2 = 2 ( C L Ö A D C S T R A j )
Wo C L Ö A D = 18 P F Und C S T R A j = 2 5 P F

Das Problem, das ich habe, ist, dass der Oszillator nicht wie erwartet eine Frequenz von 48 MHz ausgibt, sondern nur 16 MHz, genau ein Drittel dessen, was er sein sollte, und ich bin mir nicht ganz sicher, warum das so ist.
Ich habe versucht, den Kristall zu wechseln und die Lastkapazität sowohl nach oben als auch nach unten zu ändern, und nichts scheint sich auf die Ausgangsfrequenz auszuwirken.

Ich bin mir nicht ganz sicher, was dieses Problem verursacht oder wie ich es beheben kann, da die Kondensatoren anscheinend nichts Unerwartetes tun. Wenn also jemand eine Idee zu diesem Problem hat, können Sie uns gerne Ratschläge / Lösungen geben.

Etwas Nützliches zu wissen könnte sein, dass ich die Frequenz mit einer x100-Sonde auf einem digitalen Oszilloskop messe, indem ich von einem der Kristallstifte zur Masse messe. Keiner der Stifte liefert den erwarteten Messwert, daher denke ich, dass es im Moment irrelevant ist, welcher welcher ist. Ich denke, ich liege richtig, wenn ich sage, dass der Kristall keine Polarität hat, da es nur ein zweipoliges Gerät ist, das aus dem Link am Anfang dieses Beitrags ersichtlich ist.

"Ich habe dies so verstanden, dass ich einen 18-pF-Kondensator von jedem Pin zur Masse haben sollte" - falsch - Sie benötigen ungefähr die doppelte Kapazität von jedem Pin, also 36 pF an jedem Pin.
Der Kristall ist nicht polarisiert, aber der Mikrocontroller ist es. Prüfen Sie den XOUT-Pin (den Ausgang, der den Kristall antreibt) anstelle des XIN-High-Z-Eingangs.

Antworten (1)

Erstens haben Sie einen Kristall, keinen Oszillator.

Majenkos Kommentare zum Lastkondensator sind korrekt, Sie sollten ungefähr 30 pF auf jeder Seite haben, aber das ist nicht Ihr größtes Problem (Probleme mit dem Lastkondensator können die Quarzfrequenz nur geringfügig ziehen).

Der Quarz ist ein 3. Obertontyp, daher schwingt er mit 1/3 der markierten Frequenz, es sei denn, Sie fügen einen abgestimmten Schaltkreis hinzu, um ihn dazu zu bringen, mit 48 MHz zu schwingen. Wie Sie dem Datenblatt entnehmen können , gehen die Grundquarze dieser Serie nur bis 30 MHz.

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Sie sollten einen solchen Hochfrequenzkristall sowieso nicht verwenden, wenn es einen anderen Weg gibt - die Verwendung einer im Mikro integrierten PLL zum Erhöhen eines Niederfrequenzkristalls ist ein gängiger Trick. Quarze sind am besten zwischen etwa 4 MHz und 20 MHz, höher oder niedriger, und es gibt Nachteile.

Wenn Sie aus irgendeinem Grund wirklich auf 48 MHz bestehen, sollten Sie vielleicht tatsächlich einen Oszillator kaufen , der den erforderlichen Quarz, die abgestimmte Schaltung und die Verstärkerschaltung in einem Paket enthält und garantiert funktioniert.

Ich habe mir angesehen, was Sie über den abgestimmten Schaltkreis gesagt haben. Der Mikrocontroller hat einen eingebauten "Pierce-Oszillator", der, wenn ich mich nicht irre, als abgestimmter Schaltkreis funktionieren würde.
Nein, es wird überhaupt nicht abgestimmt, außer durch den Quarz, der vorzugsweise auf 16 MHz schwingen möchte. Lesen Sie AN016 für empfohlene Fundamentalmodus-Quarze (und Vorbehalte) oder verwenden Sie einen externen Oszillator, da der mfr 3OT xtals nicht zu unterstützen scheint.