18新利最新登入石英手表的工作原理

石英表实际使用石英晶体保持时间。18新利最新登入他们怎么能那么准确?找出为什么石英使得这样一个伟大的门将。看到神奇的手表的照片

在1970年代,“石英表”横空出世的最新高科技产品。最初,这些手表有红色领导显示器和他们在美国的成本约为500美元。从那时起,石英表已经演变这一个液晶显示器或传统的机械(小时和分针)运动显示的时间,而且价格大幅下降。并不少见发现石英手表盒麦片给免费!您可能会看到玫瑰石英美丽的粉红色的各种廉价的晶体和美丽辊在超市。

你可曾想过为什么它被称为石英手表吗?或者为什么石英表比上发条的手表更准确吗?在这个版本的18新利最新登入HowStuffWorks,您将学习所有关于神奇的电子现象称为石英晶体,以及它如何形成石英表的心!18新利最新登入

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在石英

上发条的手表技术本身是一个了不起的作品!一个持续的研发努力的一部分,始于14世纪的结束。多年来,不同的创新上发条的手表更小、更薄、更可靠、更准确,甚至自动上发条的!

你找到的组件在今天的上发条的手表已经存在几个世纪以来:

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  • 一个春天提供电源
  • 某种形式的振动质量提供扫描基线
  • 两个或两个以上的
  • 一个枚举拨从表面上看
  • 齿轮慢下来的滴答速率振动质量和连接质量和春天的表盘上的手

看到18新利最新登入摆的时钟是如何工作的这些不同部分的描述。

1960年代末,布罗瓦手表公司公司签订的了第一步远离振荡平衡轮,它使用了晶体管振荡器保持一个音叉。这块手表哼着一些几百赫兹(Hz,周期每秒)而不是定时!齿轮、车轮仍然音叉的机械运动转换成手的运动,但被两个主要步骤:

  1. 平衡轮和春季的替代单一材料谐振器:音叉
  2. 主要发条弹簧的更换电池

钟表制造公司在1960年代末是注定要寻找下一步——这种技术会给更好的时间比音叉。集成电路很新,但是价格下降迅速,晶体管的数量在增加。发光二极管也是新的。仍有几个问题需要解决:找到一个新的时间元素和设计一个集成电路,使用很少的力量让手表运行在一个微小的内部电池。

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石英晶体的

没有问题,时间元素的选择。石英晶体可能是数千倍的时间比音叉和石英晶体已经存在很多年了。只有类型和晶体的频率需要选择。困难是在集成电路技术的选择,功能足够低功率

石英晶体在经常使用多年来给一个精确的频率广播发射器,无线接收器和电脑。其准确性来自一组惊人的巧合:石英——这是二氧化硅最喜欢沙——是影响大多数溶剂和仍然是水晶数以百计的度。属性使其电子奇迹是,压缩或弯曲时,它生成一个电荷电压在其表面。这是一个相当常见的现象压电效应。同样的,如果一个电压应用、石英将弯曲或改变其形状非常轻微。

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如果一个贝尔是由磨削单晶石英,它将环后几分钟了。几乎没有能量损失材料。一个石英贝尔——如果形状的晶体轴在正确的方向上,将振荡电压在其表面,和振动的速度受温度影响。如果在晶体表面电压选择和镀电极和放大晶体管或集成电路,它可以铃声保持中时就响了。

一个石英贝尔可以,但不是最好的形状,因为太多的能量耦合的空气。最好的形状直条或者一个磁盘。酒吧的优势保持相同的频率提供长度比宽度保持不变。石英棒可以很小,以相对较低的频率振动,32赫兹(千赫)通常是选择手表不仅对大小,还因为把从晶体频率的电路的几个脉冲每秒显示更高频率的需要更多的权力。权力是一个大问题对于早期手表,和瑞士花了数百万试图提出集成电路技术将从1到2 MHz更稳定磁盘晶体产生。

现代石英手表现在使用低频酒吧或tuning-fork-shaped晶体。通常,这些晶体是由镀石英薄片的集成电路和化学蚀刻的形状。的主要区别好的和冷漠的时间保持初始频率准确度和精度的角度切石英表对水晶轴。的数量污染这是允许通过封装内部的晶体表面看还会影响精度。

最初的电子手表晶体频率放大噪声。这个构建或再生振荡——它开始水晶响了。然后观察晶体振荡器的输出转换为脉冲适合数字电路。这些把水晶的频率,然后把它翻译成正确的格式显示。(见18新利最新登入数字时钟的工作原理分规和显示驱动程序的详细讨论。)与手,或石英表,分规创建一秒脉冲,驱动微小电动马达,该马达连接到标准齿轮驱动的手。

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关于作者

德怀尔道格拉斯频率精度有限公司的创始人,为全球电子行业提供咨询和设计服务。他一直参与频率控制自1960年代中期以来,发表文章晶体振荡器,温度补偿晶体振荡器,oven-controlled晶体振荡器,声表面波振荡器,和工业石英晶体制造技术。钟表的历史以来一直是一个感兴趣的他参与了石英表的设计。

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