石英手表的工作原理

的上发条的手表是一项了不起的技术!它是始于14世纪末的持续研发努力的一部分。多年来，不同的创新使上发条手表更小，更薄，更可靠，更准确，甚至自动上发条!

你在今天的上发条手表中发现的那些部件已经存在了几个世纪:

看到摆钟的工作原理对这些不同部分的描述。

到了20世纪60年代末布罗瓦手表公司公司签订的第一步离开了摆动的平衡轮——它使用了晶体管振荡器有一个音叉。这只手表以几百赫兹(Hz，周期每秒)发出嗡嗡声，而不是滴答声!齿轮和轮子仍然把音叉的机械运动转变为手的运动，但已经采取了两个主要步骤:

上世纪60年代末，一家钟表制造公司注定要寻找下一个发展方向——一种比音叉更能计时的技术。集成电路在当时是很新的，但价格正在迅速下降，晶体管的数量也在增加。发光二极管也是新出现的。但仍有几个问题需要解决:找到一种新的计时元件，设计一种集成电路，使手表只需要很小的电源就能运行。

对于时间元素的选择没有任何问题。石英晶体在计时方面可能比音叉好几千倍，而且石英晶体已经存在了很多年。只需要选择晶体的类型和频率。困难在于选择能够充分发挥作用的集成电路技术低功率．

石英晶体已经在常规使用多年，为所有人提供一个准确的频率广播发射机，无线电接收器和电脑．它们的准确性来自于一系列惊人的巧合:石英二氧化硅就像大多数沙子一样，它不受大多数溶剂的影响，在华氏数百度的温度下仍然保持晶态。使它成为电子奇迹的特性是，当它被压缩或弯曲时，它会产生电荷或电压在其表面。这是一个相当普遍的现象，叫做压电效应．同理，如果a电压使用时，石英会轻微弯曲或改变其形状。

如果一个贝尔是通过研磨石英单晶成形的，在敲击后会响几分钟。这种材料中几乎没有能量损失。如果石英钟的形状与晶轴方向正确，那么它的表面就会有一个振荡电压，而振荡速率不受温度的影响。如果晶体上的表面电压被电镀的电极取下，并被晶体管或集成电路放大，它就可以被重新施加到铃铛上，使它保持铃声。

石英钟是可以做的，但它不是最好的形状，因为它与空气耦合了太多的能量。最好的形状是直条或者一个磁盘．只要长宽比不变，棒子的优点是保持频率不变。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。功率是早期手表的一个大问题，瑞士花了数百万美元试图提出集成电路技术，以从1到2兆赫分解更稳定的磁盘晶体产生。

现代石英表现在使用低频棒形或音叉形水晶。通常，这些晶体是由像集成电路一样镀薄的石英薄片制成，并用化学方法蚀刻成型。好的时间保持和无关的时间保持的主要区别是初始频率精度和石英薄片相对于晶轴的切割角度的精度。的数量污染即允许通过封装到晶体表面内的手表也会影响精度。

手表的电子元件最初会在晶体频率上放大噪音。这将构建或重新生成振荡——水晶开始响了。手表晶体振荡器的输出被转换成适合于数字电路的脉冲。它们将晶体的频率分解，然后将其转换成合适的显示格式。(见数字时钟是如何工作的有关分频器和显示驱动器的详细讨论。)或者，在有指针的石英表中，分频器产生一秒的脉冲，驱动微小的电动马达，此电机连接标准齿轮驱动手。

欲了解更多信息，请查看下一页的链接。