32,768kHz Quarz an 74HC4060...

[Michael S.]

Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ich habe hier auf Lochraster mit bedrahteten Bauteilen einen Aufbau gemacht:

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

schwang das Teil fleißig mit 50MHz. Alles Mögliche probiert, hat nichts
gebracht.
Dann das hier gefunden:
http://www.geocities.ws/k7hkl_arv/Cheap_Watch_Crystal_Oscillator.pdf

Und ja, wenn man den Serienwiderstand auf 470k hochdreht, dann sieht man
das erste mal 32kHz.
Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz natürlich
so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich der
Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg, die
das ganze dann noch verschlimmert.

Der Quarz schwingt zwar mit 32kHz, aber der Zähler des 4060 zählt pro
Quarzperiode 10-20 Steps weiter, einfach weil CLKI mehrfach triggert und
im Chip selbst kein auf diese niedrige Frequenz angepasster
Schmitt-Trigger vorhanden ist.

Mag sein, dass man das per SMD stabiler bekommt. Vertrauen würde ich der
Sache aber nicht mehr.

Achja, die 1Meg auf 10Meg zu vergrößern, bringt auch nix.

Sonst noch Ideen?

Michael

 

[Kurt]

Am 23.07.2022 um 22:31 schrieb Michael S.:

Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ich habe hier auf Lochraster mit bedrahteten Bauteilen einen Aufbau
gemacht:

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

schwang das Teil fleißig mit 50MHz. Alles Mögliche probiert, hat nichts
gebracht.
Dann das hier gefunden:
http://www.geocities.ws/k7hkl_arv/Cheap_Watch_Crystal_Oscillator.pdf

Und ja, wenn man den Serienwiderstand auf 470k hochdreht, dann sieht man
das erste mal 32kHz.
Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz natürlich
so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich der
Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg, die
das ganze dann noch verschlimmert.

Der Quarz schwingt zwar mit 32kHz, aber der Zähler des 4060 zählt pro
Quarzperiode 10-20 Steps weiter, einfach weil CLKI mehrfach triggert und
im Chip selbst kein auf diese niedrige Frequenz angepasster
Schmitt-Trigger vorhanden ist.

Mag sein, dass man das per SMD stabiler bekommt. Vertrauen würde ich der
Sache aber nicht mehr.

Achja, die 1Meg auf 10Meg zu vergrößern, bringt auch nix.

Sonst noch Ideen?

Michael

Hast du Abblockkondensatoren angebracht?

Kurt

 

[Michael S.]

Am 23.07.2022 um 23:00 schrieb Kurt:

Am 23.07.2022 um 22:31 schrieb Michael S.:
Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ich habe hier auf Lochraster mit bedrahteten Bauteilen einen Aufbau
gemacht:

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

schwang das Teil fleißig mit 50MHz. Alles Mögliche probiert, hat
nichts gebracht.
Dann das hier gefunden:
http://www.geocities.ws/k7hkl_arv/Cheap_Watch_Crystal_Oscillator.pdf

Und ja, wenn man den Serienwiderstand auf 470k hochdreht, dann sieht
man das erste mal 32kHz.
Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz
natürlich so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich
der Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg,
die das ganze dann noch verschlimmert.

Der Quarz schwingt zwar mit 32kHz, aber der Zähler des 4060 zählt pro
Quarzperiode 10-20 Steps weiter, einfach weil CLKI mehrfach triggert
und im Chip selbst kein auf diese niedrige Frequenz angepasster
Schmitt-Trigger vorhanden ist.

Mag sein, dass man das per SMD stabiler bekommt. Vertrauen würde ich
der Sache aber nicht mehr.

Achja, die 1Meg auf 10Meg zu vergrößern, bringt auch nix.

Sonst noch Ideen?

Michael

Hast du Abblockkondensatoren angebracht?

Ja, 100n direkt neben dem IC. Ist halt DIP mit Vcc und GND schräg
gegenüber. Kurz angebunden ist anders

Michael

 

[Kurt]

Am 23.07.2022 um 23:09 schrieb Michael S.:

Am 23.07.2022 um 23:00 schrieb Kurt:
Am 23.07.2022 um 22:31 schrieb Michael S.:
Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und
stabil an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ich habe hier auf Lochraster mit bedrahteten Bauteilen einen Aufbau
gemacht:

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

schwang das Teil fleißig mit 50MHz. Alles Mögliche probiert, hat
nichts gebracht.
Dann das hier gefunden:
http://www.geocities.ws/k7hkl_arv/Cheap_Watch_Crystal_Oscillator.pdf

Und ja, wenn man den Serienwiderstand auf 470k hochdreht, dann sieht
man das erste mal 32kHz.
Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz
natürlich so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich
der Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg,
die das ganze dann noch verschlimmert.

Der Quarz schwingt zwar mit 32kHz, aber der Zähler des 4060 zählt pro
Quarzperiode 10-20 Steps weiter, einfach weil CLKI mehrfach triggert
und im Chip selbst kein auf diese niedrige Frequenz angepasster
Schmitt-Trigger vorhanden ist.

Mag sein, dass man das per SMD stabiler bekommt. Vertrauen würde ich
der Sache aber nicht mehr.

Achja, die 1Meg auf 10Meg zu vergrößern, bringt auch nix.

Sonst noch Ideen?

Michael

Hast du Abblockkondensatoren angebracht?

Ja, 100n direkt neben dem IC. Ist halt DIP mit Vcc und GND schräg
gegenüber. Kurz angebunden ist anders

Michael

Als nächstes könnte ein Steuereingang nicht festgelegt sein.

Kurt

 

[Leo Baumann]

Am 23.07.2022 um 22:31 schrieb Michael S.:

Mag sein, dass man das per SMD stabiler bekommt. Vertrauen würde ich der
Sache aber nicht mehr.

Vielleicht baust Du einen quarzstabilisierten Sinusoszillator und
erzeugst mit der 2ten Schaltung aus dem pdf ein 50-50-Rechteck:

https://www.bartelsos.de/_media/sonstige-projekte/sinus_rechteck_wandler.pdf

Das soll sehr sauber funktionieren.

Keine Ahnung wofür Du das brauchst ...

Grüße

 

[Rolf Bombach]

Michael S. schrieb:

Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

HCMOS und 32 kHz, kann gefühlsmässig nicht gut gehen. \"Langsamer\" OpAmp geht
wohl besser.
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an75f.pdf
Seite 16.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Michael S.]

Am 24.07.2022 um 00:00 schrieb Leo Baumann:

Am 23.07.2022 um 22:31 schrieb Michael S.:
Mag sein, dass man das per SMD stabiler bekommt. Vertrauen würde ich
der Sache aber nicht mehr.

Vielleicht baust Du einen quarzstabilisierten Sinusoszillator und
erzeugst mit der 2ten Schaltung aus dem pdf ein 50-50-Rechteck:

https://www.bartelsos.de/_media/sonstige-projekte/sinus_rechteck_wandler.pdf


Das soll sehr sauber funktionieren.

Mag sein. Meine Frage war: Geht es mit dem 74HC4060 vielleicht doch mit
einem Spezialtrick?

> Keine Ahnung wofür Du das brauchst ...

Für ein heimisches Bastelprojekt, bei dem ein ATmega zyklisch quarzgenau
aus dem Tiefschlaf geholt werden soll und möglichst wenig Strom
verbraucht werden soll.
Die Motivation ist hier ne ganz andere wie im Job. Im Job würde ich
diese Schaltung jetzt beerdigen und mir was anderes ausdenken.

Privat: Naja, das ganze Projekt ist über viele Stunden nun fertig auf
Lochraster aufgebaut und ich habe nun wenig Lust, das nochmal zu tun.
Motivation: Das mit möglichst wenig Umbauaufwand und Teilen aus der
Bastelkiste doch noch zum Laufen zu bekommen.


--
Michael

 

[Michael S.]

Am 24.07.2022 um 00:16 schrieb Rolf Bombach:

Michael S. schrieb:
Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

HCMOS und 32 kHz, kann gefühlsmässig nicht gut gehen.

Das sehe ich jetzt auch. Habe mir vorher darüber keine Gedanken gemacht,
da sich meine Erfahrung mit Quarzoszillatoren arg in Grenzen hält.
Immerhin: Wieder was gelernt.

\"Langsamer\" OpAmp

geht
wohl besser.

Sicher. Mir gehts für dieses Hobbyprojekt nun eher darum, die mühsam
zusammengelötete Lochrasterplatine mit möglichst wenig Aufwand doch noch
zu retten.

Anders gehts ganz sicher, klar.

--
Michael

 

[Michael S.]

Am 23.07.2022 um 23:15 schrieb Kurt:

Hast du Abblockkondensatoren angebracht?

Ja, 100n direkt neben dem IC. Ist halt DIP mit Vcc und GND schräg
gegenüber. Kurz angebunden ist anders

Michael

Als nächstes könnte ein Steuereingang nicht festgelegt sein.

Gibt nur noch den Reset. Der hängt auf GND.


--
Michael

 

[olaf]

Michael S. <michaely@bigfoot.de> wrote:

hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ja, ist aber schon >20Jahre her.

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

Sollten das nicht eher 10Meg sein?

Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz natürlich
so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich der
Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg, die
das ganze dann noch verschlimmert.

Hast du einen 100:1 Tastkopf? Ich meine das 32khz so sensibel sind
das man auch schon mit einem 10:1 nicht mehr aussagekraeftig messen
kann.

Achja, die 1Meg auf 10Meg zu vergrößern, bringt auch nix.
Sonst noch Ideen?

Probier mal verschiedene Quarze. Es gab bei den 32ern zwei unterschiedliche
Typen. Der eine wollte bei mir auch nicht recht.

Ach so...vermutlich hatte ich damals auch einen HC4060 sondern einen CD4060.

Olaf

 

[olaf]

Michael S. <michaely@bigfoot.de> wrote:

Sicher. Mir gehts für dieses Hobbyprojekt nun eher darum, die mühsam
zusammengelötete Lochrasterplatine mit möglichst wenig Aufwand doch noch
zu retten.

Dann probier es doch mal mit einem Cd4060.

Olaf

 

[Michael S.]

Am 24.07.2022 um 07:57 schrieb olaf:

Michael S. <michaely@bigfoot.de> wrote:

hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ja, ist aber schon >20Jahre her.

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

Sollten das nicht eher 10Meg sein?

s.u.

Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz natürlich
so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich der
Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg, die
das ganze dann noch verschlimmert.

Hast du einen 100:1 Tastkopf? Ich meine das 32khz so sensibel sind
das man auch schon mit einem 10:1 nicht mehr aussagekraeftig messen
kann.

Ich habe an den Teilerausgängen gemessen, da sollte die Rückwirkung
keine Rolle mehr spiele.

Achja, die 1Meg auf 10Meg zu vergrößern, bringt auch nix.
Sonst noch Ideen?

Probier mal verschiedene Quarze. Es gab bei den 32ern zwei unterschiedliche
Typen. Der eine wollte bei mir auch nicht recht.

Habe hier schon fleißig hin und hergetauscht, allerdings noch da, als es
gar nicht wollte. Probier ich vielleicht nochmal.

Ach so...vermutlich hatte ich damals auch einen HC4060 sondern einen CD4060.

Müsste ich mal prüfen, ob der pinkompatibel ist, mit 3,3V auskommt und
auch vom Stromverbrauch her passt.


--
Michael

 

[Arno Welzel]

Michael S.:

Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ich habe hier auf Lochraster mit bedrahteten Bauteilen einen Aufbau gemacht:

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

schwang das Teil fleißig mit 50MHz. Alles Mögliche probiert, hat nichts
gebracht.
Dann das hier gefunden:
http://www.geocities.ws/k7hkl_arv/Cheap_Watch_Crystal_Oscillator.pdf

Und ja, wenn man den Serienwiderstand auf 470k hochdreht, dann sieht man
das erste mal 32kHz.
Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz natürlich
so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich der
Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg, die
das ganze dann noch verschlimmert.

Auf der o.G. Seite steht auch:

\"While this circuit will work OK for HF crystals, the much smaller LF
type watch crystals do not require, and cannot stand, such a high level
of drive. With cheap tuning­-gork type watch crystals this circuit will
cause them to oscillate in strange off­frequency modes...just before
they totally fail due to the stress from being overdriven.

Using the circuit on the right will result in a much more successful LF
oscillator and should not destroy your watch crystals\"

Möglicherweise hat der Quartz beim ersten Versuch Schaden genommen.


--
Arno Welzel
https://arnowelzel.de

 

[Gerhard Hoffmann]

Am 24.07.22 um 07:57 schrieb olaf:

Michael S. <michaely@bigfoot.de> wrote:

hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

Ja, ist aber schon >20Jahre her.

Begonnen mit
2x22pF Lastkapazität
1Meg wwischen Pin 10 und 11
2k2 Serienwiderstand

Sollten das nicht eher 10Meg sein?

Aber stabil ist das nicht. Die Flanken an CLKI sind bei 32kHz natürlich
so matschig, dass sich der Eingang viel zu lange im Bereich der
Schaltschwelle rumtreibt. Hinzu kommt die Gegenkopplung von 1Meg, die
das ganze dann noch verschlimmert.

Diese Stimmgabelquarze sind relativ hochohmig in der
Serienresonanz. Da findet sich schnell ein Parallelweg
für die Rückkopplung. Versuch mal, den C am Invertereingang
größer zu machen, und zwar so, dass das bei 50 MHz
auch wirkt. Sinn wäre, den loop gain bei 50 MHz zu beschädigen.

Die 1 oder 10 Meg sind keine RF-Gegenkopplung sondern sollen
die Vorspannung machen, damit der Inverter als invertierender Verstärker
funktionieren kann,

Disclaimer: Ich habe mich bisher erfolgreich von Gatter-
oszillatoren ferngehalten.

Ich hatte mal einen Studienkollegen, der hat später Herz-
schrittmacher-Design mit full custom chip inclusive einer
6502-Variante gemacht. Da schätzen die Patienten stromsparendes
Arbeiten, wenn jeder Batteriewechsel eine Operation bedeutet.

Gruß,
Gerhard

 

[olaf]

Gerhard Hoffmann <dk4xp@arcor.de> wrote:

Disclaimer: Ich habe mich bisher erfolgreich von Gatter-
oszillatoren ferngehalten.

Ja, bei normalen Gattern kann das ja zu interessanten
Problemen fuehren wenn man keinen unbuffered Inverter
hat, aber vom extra dafuer vorgesehenen Anschluss eines
4060 sollte man erwarten das es damit geht.

Auf jedenfall sollte man mal einen Temperaturzyklus
damit durchziehen und schauen ob er bei jeder Temperatur
auch anschwingt. .-)

6502-Variante gemacht. Da schätzen die Patienten stromsparendes
Arbeiten, wenn jeder Batteriewechsel eine Operation bedeutet.

Mach mal 4-20mA Geraete, da schaetzt du das auch.
Aber Schaltungen auf moeglichst geringen Stromverbrauch
zu optimieren macht auch irgendwie Spass.

Olaf

 

[Leo Baumann]

Am 24.07.2022 um 00:16 schrieb Rolf Bombach:

Michael S. schrieb:
Hi,
hat hier schonmal jemand einen 32kHz Uhrenquarz erfolgreich und stabil
an einem 74HC4060 zum Laufen gebracht?

HCMOS und 32 kHz, kann gefühlsmässig nicht gut gehen. \"Langsamer\" OpAmp
geht
wohl besser.
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an75f.pdf

Seite 16.

Das ist wohl die am wenigsten aufwendige Lösung ...

 

[Volker Bartheld]

On Sun, 24 Jul 2022 13:25:47 +0200, olaf wrote:

[...] Schaltungen auf moeglichst geringen Stromverbrauch
zu optimieren macht auch irgendwie Spass.

Ressourcensparende Designs sollte man heutzutage eigentlich jedem
Entwickler mit dem Hammer einbläuen, vollkommen egal, ob es um
Antriebsmotoren, Medizingeräte, Werkzeug, Elektronik oder Software bzw.
um Energieverbrauch, Rohstoffe, Gewicht, Größe, usw. geht.

Ich finde es immer ganz lehrreich, auch mal ein Stück Software für
vollkommen anachronistische Computer mit Minimalhardware zu schreiben
[1] oder quasi von der Pike auf eine elektronische Schaltung zu
entwerfen, auch wenn es die als Schüttgut vom freundlichen Asiaten
gibt.

Dave ist für Zuhörer manchmal ein bisserl anstrengend, speziell, wenn er
seinen piepsigen Herzkasperl kriegt. Auf seinem YouTube-Kanal gab es
dennoch für mich Einiges zu lernen [2], Bescheidenheit inklusive.
Letzteres scheint vielen Entwickler abhanden gekommen. Etwas mehr
Verantwortungsbewußtsein könnte auch nicht schaden, wenn man sich all
die schnell zusammengehackten Geräte anschaut, die kaum aus dem
Alphastatus herauskommen.

Aber der Kunde checkts halt (meist) nicht und die Kohle fließt auch so.

Volker

[1] https://spectrumcomputing.co.uk/entry/36999/ZX-Spectrum/The_Ring_of_the_Inka-Sir_Clive_Edition
[2] https://www.youtube.com/watch?v=QrYYGS0uZlU&list=PL8D3B363139B67FF3

 

[olaf]

Volker Bartheld <news2022@bartheld.net> wrote:

Ressourcensparende Designs sollte man heutzutage eigentlich jedem
Entwickler mit dem Hammer einbläuen, vollkommen egal, ob es um

Das ist so plakativ vereinfacht leider Unsinn weil auch die
Entwicklungszeit eine Resource ist und wenn ich eine Schaltung so
entwickel das sie 20% weniger Strom verbraucht, aber fuer 5Euro mehr
Bauteile braucht dann muss der Kunde das auch kaufen wollen.
Die Realitaet ist also leider relativ komplex.

dennoch für mich Einiges zu lernen [2], Bescheidenheit inklusive.
Letzteres scheint vielen Entwickler abhanden gekommen. Etwas mehr
Verantwortungsbewußtsein könnte auch nicht schaden, wenn man sich all
die schnell zusammengehackten Geräte anschaut, die kaum aus dem
Alphastatus herauskommen.

Nein, leider falsch. Wie ein Geraet auszusehen hat wird in aller Regel
nicht vom Entwickler definiert. Ich hab da schon den absurdesten
Unsinn zu hoeren bekommen. Und noch schlimmer, das kann sogar sinnvoll
sein wenn der Kunde genau so einen Unsinn unbedingt kaufen will. Aber
am schlimmsten, bei komplexen Maerkten kann der absurde Unsinn sogar
absolut korrekt sein weil der Kunde wohlmoeglich mehr Ahnung hat als
man selber als Entwickler.

Es gilt sicherlich nicht fuer jedes einzelne Geraet, aber im Mittel
bekommt der Kunde schon das was er verdient/haben will. Das die
Qualitaet im Consumerbereich in Deutschland so niedrig ist liegt am
Kunden selber. Ueber jahrzehnte wurde nur so billig wie nur moeglich
gekauft und entsprechend wird jetzt entwickelt.

Olaf

 

[Andreas Neumann]

olaf wrote:

Es gilt sicherlich nicht fuer jedes einzelne Geraet, aber im Mittel
bekommt der Kunde schon das was er verdient/haben will. Das die
Qualitaet im Consumerbereich in Deutschland so niedrig ist liegt am
Kunden selber. Ueber jahrzehnte wurde nur so billig wie nur moeglich
gekauft und entsprechend wird jetzt entwickelt.

Oh, jetzt ist der Kunde schuld daß man nahezu nur noch Chinesenschrott
kaufen kann.
Danke für die Aufklärung.
Not.

 

[Arno Welzel]

Andreas Neumann:

olaf wrote:

Es gilt sicherlich nicht fuer jedes einzelne Geraet, aber im Mittel
bekommt der Kunde schon das was er verdient/haben will. Das die
Qualitaet im Consumerbereich in Deutschland so niedrig ist liegt am
Kunden selber. Ueber jahrzehnte wurde nur so billig wie nur moeglich
gekauft und entsprechend wird jetzt entwickelt.

Oh, jetzt ist der Kunde schuld daß man nahezu nur noch Chinesenschrott
kaufen kann.

Indirekt - ja.

Danke für die Aufklärung.
Not.

Du willst es halt nicht hören. Aber wenn ein Hersteller mit
Billigprodukten mehr Umsatz macht als mit qualitativ hochwertiger Ware,
dann wird er logischerweise die Billigprodukte verkaufen.

Hochwertige Ware ist dann nur noch ein Nischenprodukt und keinesfals
selbstverständlich.


--
Arno Welzel
https://arnowelzel.de