Кварцевый осциллятор: маленький объект с большим ударом

Как мы все знаем, механические часы относительно дороги, с диапазоном точности от пяти до десяти секунд в день. Для сравнения, кварцевые часы намного дешевле, но могут поддерживать высокую точность, с ежемесячной погрешностью всего около двух-трех секунд. Почему же это так? Это из-за наличия кварцевого генератора в кварцевых часах.

Что такое кварцевый осциллятор?

Кварцевый кварцевый генератор-это тип резонаторного устройства, изготовленный с использованием пьезоэлектрического эффекта кристаллов кварца. Тонкий срез вырезается из кристалла кварца под определенным углом, серебряные слои наносятся на две соответствующие поверхности в качестве электродов, и каждый электрод сваривается подводящей проволокой, которая соединяется со штырями. Вместе с герметизирующим покрытием это представляет собой кварцевый кристаллический резонатор, обычно называемый кварцевым генератором или просто кварцевым или кварцевым генератором.

Поскольку выходная частота кварцевого генератора является очень стабильным частотным сигналом, его называют сердцем электронных систем, позволяя различным системам выполнять задачи в течение указанного времени.

История развития кварцевого осциллятора

С момента появления цифровых схем концепция кварцевого генератора была вокруг. Самые ранние осцилляторы были построены с использованием резисторов и конденсаторов. Позже было обнаружено, что кварцевый материал обеспечивает очень качественный коэффициент, включая хорошую стабильность и фазовый шум, а также отличные рабочие параметры колебаний.

Поскольку кварцевый материал имеет высокое значение Q (значение Q является фактором качества, параметром, отражающим стабильность частоты. Чем выше значение Q, тем выше стабильность.), его свойства значительно улучшают рабочие параметры кварцевого материала. С прошлого века кварцевые генераторы стали широко использоваться. Благодаря достижениям в производственных параметрах и схемах разработка различных параметров генератора значительно улучшилась.

Роль кварцевого осциллятора в кварцевых часах

Генерация стабильных частотных сигналов

Кварцевый генератор использует пьезоэлектрический эффект и механическую вибрацию кристалла кварца для генерации электрического сигнала с чрезвычайно точной и стабильной частотой. Частота этого сигнала обычно установлена на 32768 Гц, но более высокочастотные осцилляторы также используются в некоторых высокоточных часах.

Этот высокочастотный вибрационный сигнал обеспечивает часам точную привязку времени, обеспечивая точное хронометраж.

Преобразование ссылки времени

Высокочастотный сигнал, генерируемый кварцевым генератором, необходимо дополнительно обработать, чтобы преобразовать его в низкочастотный сигнал, подходящий для требований хронометража часов (например, 1 Гц, т. Е. Раз в секунду).

Этот процесс обычно достигается с помощью схемы частотного разделения, которая делит сигнал 32768 Гц на импульсный сигнал 1 Гц, используемый для управления стрелками часов или цифровым дисплеем.

Повышение точности хронометража

Частота колебаний кварцевого генератора намного выше, чем частота колебаний балансировочного колеса и пружины волос в традиционных механических часах (обычно от 2,5 до 5 Гц). Более высокая частота колебаний означает более высокую точность хронометража.

Поэтому точность хронометража кварцевых часов значительно улучшается, обычно сохраняя высокую степень точности.

Кварцевый генератор действует как «сердце» в кварцевых часах, обеспечивая стабильную и точную привязку времени. Его высокочастотные колебания и возможность точного хронометража сделали кварцевые часы широко используемыми и признанными в современном обществе.