Autor Tema: Resistencia en serie en el oscilador a cuarzo de un microcontrolador  (Leído 2104 veces)

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Desconectado planeta9999

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Estoy tratanto de simplificar esquemas que uso con los STM32F4, y me encuentro con una resistencia en serie con el cuarzo del oscilador (Rext). Este esquema lo saqué de la Discovery con el STM32F407, lo que no tengo claro es si esa resistencia es realmente necesaria. He encontrado por internet otros esquemas sin esa resistencia, solo el cuarzo y los dos condensadores a masa de toda la vida.

En los Kinetis tampoco he encontrado esa resistencia en el oscilador a cuarzo, y con los PIC32 igualmente nunca puse una resistencia en serie con el cuarzo. Si que he encontrado esquemas en los que ponen una resistencia en paralelo con el cuarzo, normalmente de un valor alto (1Mohm o más)

¿ Alguien sabe si es imprescindible esa resistencia (RExt en los esquemas adjuntos), o en que casos se debe de poner ?. Me he leído la nota aplicativa AN2867 de ST, sobre diseño del oscilador, pero no lo acabo de ver claro.

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/c6/eb/5e/11/e3/69/43/eb/CD00221665.pdf/files/CD00221665.pdf/jcr:content/translations/en.CD00221665.pdf












« Última modificación: 09 de Enero de 2017, 21:01:57 por planeta9999 »

Desconectado KILLERJC

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Re:Resistencia en serie en el oscilador a cuarzo de un microcontrolador
« Respuesta #1 en: 09 de Enero de 2017, 23:18:14 »
Imprescindible no, necesaria a veces.

Te falto la parte mas importante que es el Drive Level, o basicamente la maxima potencia que puede manejar el cristal de cuarzo. (Pasado de este nivel el cristal sufriria o se dañaria )

Ejemplo aca hay un datasheet de un cristal

http://www.farnell.com/datasheets/321153.pdf

El drive level se calcula como dice el PDF, es decir la corriente maxima RMS al cuadrado por el valor de ESR ( este ultimo dado por el datasheet del cristal ).

El tema esta en que los metodos que habla el PDF uno debe medir la corriente que va al cristal, o en su defecto el voltaje en el pin de entrada de oscilacion.
El problema que veo en esto es:
- Necesitas una punta de corriente
- O necesitas una punta con muy baja capacidad 1pF, siendo las "comunes" de 17 +- 5pF

Estas puntas NO SON nada baratas. Luego usar un potenciometro para llegar a un valor acorde.

Otra forma es usar la formula de la imagen que pasaste que da un estimado, Aunque con los datos dados es posible llegar a calcular todo para que aun asi este dentro de los margenes necesarios. En si.. Si podes poner la resistencia, mejor. Siempre y cuando cumpla con la ganancia sea mayor unas 3 o 5 veces creo que pide. Podrias a llegar a calcular la Rext para que la ganancia sea justa. Ya con eso tendrias asegurada la oscilacion, aunque no podes saber a ciencia cierta si estas en los niveles aceptables del cristal. Pero mejor que no poner nada es.
« Última modificación: 09 de Enero de 2017, 23:33:01 por KILLERJC »

Desconectado planeta9999

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Re:Resistencia en serie en el oscilador a cuarzo de un microcontrolador
« Respuesta #2 en: 09 de Enero de 2017, 23:45:16 »
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Gracias Killerjc, ¿ entonces todo depende del cuarzo que se ponga, en algunos casos sería imprescinble y en otros se podría eliminar ?.

Bueno, pues por si acaso la dejaré, aunque solo ha he visto en los esquemas de los STM32, en los que usé con PIC32 y los actuales con Kinetis, ninguno lleva la resistencia en serie. Si que tengo alguno con una resistencia de 1Mohm en paralelo con el cuarzo. ¿ Sabes en que casos hay que poner la resistencia en paralelo ?.

Desconectado KILLERJC

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Re:Resistencia en serie en el oscilador a cuarzo de un microcontrolador
« Respuesta #3 en: 10 de Enero de 2017, 02:53:45 »
Usando el PDF que pasaste y haciendo una analogia, esa resistencia haria las veces de Rf, o de la resistencia de feedback. Esta resistencia se usa para el start-up del oscilador, para ponerlo en la parte lineal asi amplifica cualquier ruidoo escalon de tension al aplicar Vdd y que comience a oscilar.

Ahi aclara que los micros STM32 poseen esta resistencia de forma interna.
Para mi a mi modo de pensar y entender el circuito, y no lo tengo bien seguro (nada a ciencia cierta), pero imagino las siguientes situaciones donde deberías usar la misma:

- Debido a que como las resistencias ocupan mucho espacio de "silicio" ademas por los valores grandes que alcanzan para ciertas frecuencias ( en megaohms ) se dejan las mismas para que sean ubicadas de forma externa al IC.

- Otra razon seria que en la revision del silicio la resistencia que debia tener un valor no salio correctamente y deba suplirse de forma externa.

- Y por ultimo lo que se me ocurre es que al poner un cristal/resonador con una frecuencia baja y el mismos IC no tenga el rango de valor para esa resistencia, debas incluirla de forma externa ( imagino que quedando en paralelo con la Rf interna, de esa forma ayudar en el start-up )

En todos los casos el mismo datasheet deberia indicartelo cuando deberias incluirlo, o si es que "posiblemente" debas incluirlo.

EDIT: Buscando un poco y mirando algunos AN, veo uno de microchip en el cual habla de la resistencia en paralelo y dice:

Citar
If the oscillator fails to start, the loading capacitors may need adjustment, a higher gain oscillator mode may need to be selected or a 1 to 2 MΩ resistor may be required between the OSC1 and OSC2 pins (see Figure 4, R2).

Es decir que esa R2 externa y en paralelo es justamente para ajustar la ganancia para que quede en la zona lineal y puede generarse el auto start-up del mismo.
« Última modificación: 10 de Enero de 2017, 03:21:51 por KILLERJC »

Desconectado planeta9999

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Re:Resistencia en serie en el oscilador a cuarzo de un microcontrolador
« Respuesta #4 en: 10 de Enero de 2017, 04:29:08 »
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Ok, gracias.
Lo probaré todo, y si veo que es prescindible con un cuarzo concreto y funciona bien, lo quitaré del diseño final o igual lo dejo por si acaso, pero no lo instalo.


 

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