” I have a 16 MHz quartz crystal that I’ve hooked up with a Pierce oscillator circuit (diagram attached) and which oscillates at the wrong frequency, around 40 kHz.”
“A Schmitt trigger won’t work in this kind of circuit. Use a 74HC04 instead. I think the first inverter in your CMOS Crystal Oscillator circuit has to be linear, and should be unbuffered.”
“Thank you, that was the problem.”
Krátke zhrnutie je takéto: nikdy nepoužívat Schmittove hradlá a radšej nikdy nepoužívať buffered typy. Pokiaľ možno používať CMOS typy, Pierce topológiu oscilátora a vyhýbať sa LS alebo ešte starším TTL. Prvý stupeň oscilátora by mal pracovať v lineárnom režime. Pre oscilátory sú výhodné špeciálne unbuffered typy ako napr. 74HCU04, 74LVCU04. Čo sú buffered a unbuffered je vysvetlené napr. v "Texas Instrument - Application Report SCHA004 - October 2002". Ďalšie výborné zdroje informácii o oscilátoroch sú "Texas Instrument -Application Report SZZA043 - January 2004" a šlabikár oscilátorov "Fairchild Semiconductor Application Note 118 October 1974".
Ja som sa trošku pohral s oscilátormi v rámci návrhu NCB48 a nakoniec som použil hotový oscilátor. Ono je to tak, buďto má čip vlastný oscilátor (8085, 8048, 74HCT4060), alebo to nebude robiť to čo má:-) Výrobca to má väčšinou zvládnuté na stopro a my len pripojíme kryštál a pár pasívnych súčiastok, alebo použijeme hotový oscilátor, alebo prídeme s nejakým nie moc dobrým riešením. Lenže nie vždy sa podarí nájsť požadovaný hotový oscilátor na trhu, TTL oscilátory už vymierajú a aj výber frekvencií je nižší ako u samotných kryštálov. Tiež môže nastať situácia, že potrebujeme tri rôzne oscilátory, ale kúpiť sa dajú len po 10 kusov. Namiesto kupovania 30ks by bolo lepšie mať univerzál 3ks a osadiť si ich podľa potreby.
Preto som sa rozhodol vyskúšať obvody od Philipsu špecificky navrhnuté pre oscilátory. Prvý je 74LVC1GX04. Kombinuje v sebe funkčnosť buffered a nebuffered hradiel 7404, je typu CMOS, funguje od 1.65V do 5.5V a je v miniatúrnom puzdre TSOP6.
Navrhol som dve doštičky. Jedna má vývody ako štandardný Half-Can TTL oscilátor a má rozmery DIP-8. Napájanie +5V je klasika pin 8, GND je pin 4, výstup je pin 5. Pin 1 je NC. Osadil som ju do NCB48. Používa 1206 SMD rezistory a kondenzátory. Preto je obtiažne na nej experimentovať a hľadať použiteľné hodnoty pasívnych súčiastok.
Druhá doštička je experimentálna, osadzuje sa klasickými odpormi a kondenzátormi. Ja som ju osadil iba zdierkami zo socketov. Takže môžem bez letovania vymieňať súčiastky a hľadať rozsah použiteľných hodnôt.
Druhý obvod, ktorý som vyskúšal je 74HCT6323A. Puzdro SOT96-1, rozsah napájania 3-6V. Je trošku drahší, ale obsahuje preddeličku. Preto sa môže použiť kryštál, ktorý kmitá na násobku požadovanej frekvencie. Podobne ako u 74LVC1GX04 som vytvoril dve verzie. Jedna je s vývodmi ako Full-Can TTL oscilátor a má rozmery DIP-14. Používa 1206 SMD súčiastky.
Druhá verzia je zase experimentálna, osadená zdierkami na rýchlu výmenu klasických súčiastok.
Použitý kryštál 16.666MHz a zapojenie preddeličky /2 dáva na výstupe z oscilátora 8.333MHz so striedou perfektných 50%. Namiesto 2k2 rezistoru som musel použiť kondenzátor 47p (fungoval aj 68 a 75), presne ako sa píše v datasheete. Rozmermi aj frekvenciou pasuje do Atari XF-551.
Všetky doštičky sa dajú objednať na OSH Park https://oshpark.com/profiles/archeocomp
