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Antonello91

Disturbi oscillatore 12MHz

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Antonello91

Buona sera

Sto costruendo velocemente un prototipo per una scheda tra le altre cose devo mettere un microcontrollore e un clock, per ora realizzo su millefori per fare un po' di tst iniziali. Sicuramente è un problema ben noto, ma ho qualche fastidio con dei disturbi condotti dal quarzo a 12MHz. Mi ritrovo accoppiato il segnale del clock sui pin adiacenti a quelli ove ho connesso l'oscillatore. Sono i pin dell'oscillatore secondario del microcontrollore. Il quarzo l'ho connesso a quelli del principale.

 

Ho inserito condensatori da 100nF sui due pin di alimentazione positiva e ciascuno portato con singola connessione verso la massa principale (ora è quella del programmatore connesso via usb al pc).

Allo stesso modo ho inserito l'oscillatore ai pin del micro. Su ciascun capo del quarzo ho inserito un condensatore da 15pF e 18pF (non ho qui a disposizione i 22pF usuali) verso massa. Ho rispettato lo schema del datasheet.

Le 2 masse del micro le ho connesse insieme e poi le ho portate alla massa principale.


In pratica ho connesso ciascun condensatore verso massa principale (sul programmatore) con una linea separata dalle altre.

Il livello del disturbo è di 10mV, ma si vede chiaramente la forma dell'oscillatore: è un onda quadra con periodo pari alla frequenza del clock.

 

Mi interessa molto fare bene pratica con la questione dei disturbi per questo vorrei chiedervi suggerimenti. Sto partendo dal caso della millefori perchè penso sia la condizione più svantaggiosa possibile, in un pcb si possono inserire piani di massa (e separazione tra massa analogica da quella digitale) che in qualche modo possono essere di aiuto se ben utilizzati.

Al posto dei condensatori da 15 e 18pF ho provato anche a mettere 2 da 100pF ma l'effetto è ancora peggiore, il disturbo va su tutti i pin del micro nel lato affacciato al quarzo.

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Livio Orsini
  1. Che micro stai usando?
  2. Questo acoppiamento probabilmente dipende in modo quasi esclusivo dal cablaggio. usando una millefori i collegamenti si effettuano saldando i fili di collegamento. Dipende quindi dalla lunghezza dei fili, dei reofori dei componenti, e dal loro percorso.
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Antonello91

Grazie per la risposta!
Pic 24 (16bit). Nel cablaggio ho cercato di fare fili corti massimo 4cm. Ho cercato di ridurre lo spazio e di separare quelli diretti alla massa ed alimentazione da quelli dell'oscillatore. L'oscillatore è a meno di un centimetro dal microcontrollore, direttamente allineato ai pin di connessione.

Tutti i pin del micro hanno un disturbo rumore molto basso, addirittura paragonabile ad altre schede demoboard costruite in modo più rigoroso (tipo Arduino per esempio).

Il problema è presente solo sugli ultimi pin del pic, appena dopo quelli dell'oscillatore. Credo abbiano anche la funzione di connessione del secondo oscillatore (se impostati dai registri di configurazione); a me questa funzione non serve, vorrei invece sfruttarli come linee digitali.

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Livio Orsini
9 minuti fa, Antonello91 scrisse:

Pic 24 (16bit).

 

Perchè non metti la sigla completa? E' un segreto di stato?:)

 

10 minuti fa, Antonello91 scrisse:

(tipo Arduino per esempio).

 

Ecco arduino non è proprio da prendere ad esempio come layout ottimale per rispettare le direttiv EMC.

 

11 minuti fa, Antonello91 scrisse:

Il problema è presente solo sugli ultimi pin del pic, appena dopo quelli dell'oscillatore

 

Scusa ma sei un po' ambiguo. Solitamente per questo tipo di micro si collega il quarzo direttamente ai 2 pins appositi, con 2 piccol capacità verso massa. I reofori del quarzo devono essere lunghi quanto è necessario per attraversare lo spessore della schda. La distanza dal micro deve essere ridottissima con le piste dirette sui pins.

 

Potrebbe anche essere un problema di misura; a volte è l'oscilloscopio che capta disturbi specialmente se il punto di massa a cui è ancorato il coccodrillo è lontano dal punto di  misura.

Al dila di questi disturbi di ampiezza 10 mVpp, hai notato funzionamenti incerti da parte del controllore?

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gabri-z
1 ora fa, Antonello91 scrisse:

ho cercato di fare fili corti massimo 4cm.

 

Questa lunghezza può creare problemi a frequenze molto più basse , figuriamoci ai 12 MHz

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Antonello91

No affatto PIC24FJ128GB202 (non è neanche supportato dalle librerie XC16... ma è un'altra questione).
Ecco altro difetto di Arduino!

Le piste le ho fatte il più diretto possibile. Dunque è meglio avvicinare ancora di più il quarzo? I condensatori che ho usato sul quarzo (da 15 e 18) anzichè 22pF possono infulenzare parecchio?
 

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Antonello91

4cm è la lunghezza minima possibile per andare dal pin Vdd verso la connessione all'alimentatore senza passare direttamente sopra la zona del quarzo. Le piste dell'oscillatore sono a dire tanto 0.6cm

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dott.cicala

Non vedo quali problemi possa causare del rumore con ampiezza di 10mv pep.

 

Se i pin "disturbati" li usi come I/O digitali, non risentiranno assolutamente di quel segnale.

Se li usi come AD essendo un 12bit, avrai qualche conteggio dovuto a quel rumore...

ma a quel punto per gestire bene AD a 12bit e sfruttarne al massimo la risoluzione bisogna curare layout e cablaggi col mondo esterno e il primo step, se non si conoscono i trucchi che difficilmente si possono elencare alla cieca,  è abbandonare la millefori.

 

Sempre che poi non sia come ha già detto Livio e lo ritengo estremamente probabile

2 ore fa, Livio Orsini scrisse:

Potrebbe anche essere un problema di misura; a volte è l'oscilloscopio che capta disturbi specialmente se il punto di massa a cui è ancorato il coccodrillo è lontano dal punto di  misura.

 

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Livio Orsini
3 ore fa, dott.cicala scrisse:

ma a quel punto per gestire bene AD a 12bit e sfruttarne al massimo la risoluzione bisogna curare layout e cablaggi col mondo esterno e il primo step, se non si conoscono i trucchi che difficilmente si possono elencare alla cieca,  è abbandonare la millefori.

 

Proprio per questo motivo anni fa, assieme a 2 amici del forum, abbiamo costruito una scheda universale per pic che supporta pic e disp a 12, 24 e 40 pins purchè dip.

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