Acest articol va vorbi despre structura de ceasuri de cuarț și rezonator de cuarț. Poate că va fi un subiect destul de complicat pentru a înțelege. Vă rugăm să rețineți că articol este principiul de funcționare de ceasuri quartz nu este un exemplu al mecanismului existent și pe un model abstract și dur primitiv care arată doar esența lucrării bolshinsvo ceasuri electronice și cuarț.
În acest articol, vreau să risipească inexactitățile în ceea ce privește schema dispozitivului de ceasuri quartz pe care l-am întâlnit pe alte site-uri, dar mai mult pe aceasta mai jos.
De exemplu, ia în considerare cel mai simplu mișcarea de cuarț, este alcătuită din:
- Unitatea electronică cu un controler și un rezonator de cuarț
- Acumulator (nu este disponibil foto)
- stepper motor (bobina stator și un rotor cu un magnet permanent)
- săgeți pinion de antrenare
Pare a fi simplu, unitatea de control electronic furnizează un impuls electric la bobina statorului și rotorul are o cifra egală cu o secundă. Dar cum unitatea de control electronic „știe“ că timpul pentru a transforma rotorul.
Să considerăm schema de funcționare a cel mai simplu ceas electronic unitate de cuarț, este alcătuită dintr-un rezonator de cuarț (dreptunghi verde) și microcontrolerul (pătrat roșu).
Acum, ia în considerare mai detaliat principiul de funcționare și a aparatelor de rezonator de cuarț.
In imagine a descoperit un rezonator de cuarț Din păcate, nu am fost în stare să deschidă fără a deteriora cuarțul, care este cel mai frecvent utilizat în ceasuri de mână.
Activitatea rezonator de cuarț se bazează pe efectul piezoelectric.
Esența efectului piezoelectric - o forță electromotoare piezoelectric generat atunci când stoarcere sau întindere (vibrație) a corpului solid (piezoelectric) și invers, atunci când se aplică tensiunea piezoelectric va fi stoarse sau să se extindă. Foarte important, acest efect se produce numai la momentul comprimării sau întindere.
Orice rezonator cuarț constă dintr-un singur cristal de cuarț tăiat într-un anumit fel și atașat cu plăci de metal care sunt conectate la contactele. In mod specific ore rezonatoare sunt utilizate cu un cristal plat sub forma unei diapazon (sub formă de litera «Y» sau «U») cu avionul atașat cu plăci de metal la care sunt conectate terminale. Sam cuarț dielectrică - adică, un curent electric nu conduce.
Și acum mergem la inima activității acestei componente. Există o sugestie că un rezonator de cuarț în sine generează frecvență constantă, atunci când se aplică un curent continuu. Acesta nu este, de fapt, totul este mult mai complicat.
După cum sa menționat mai sus, un efect piezoelectric apare numai la momentul comprimării sau extensia piezoelectric. De exemplu, dacă momentan aplică o sarcină electrică la constatările pe cristal de cuarț rezonator cuarț comprimat (EMF). Dar, în acest moment, va fi din nou ca cuarț decomprima va crea taxa opusă polaritate (EMF) asupra constatărilor, desigur, mult mai mică decât a fost depusă inițial. TE întâmpla o oscilație. Fluctuațiile poate fi mai important ca, în acest caz (dacă nu electrocharge machiaj din exterior), acestea sunt amortizate armonios. Toate acestea se întâmplă într-un timp foarte scurt. Aceasta este aproximativ la fel ca și o lovitură la un diapazon. Cristal de cuarț poate varia de la o singură frecvență, indiferent de amplitudine.
Indiferent de cuarț oscilație a constantă și nu amortizată, este necesar să se asigure o constantă hrănire aceste vibrații externe, de exemplu, un curent electric de o anumită frecvență.
Acum ne mișcăm de ce un rezonator numit un rezonator. Aproape de cristal de cuarț are o frecvență vibrații mecanice. Așa cum am dat exemplul de mai sus, cu un diapazon. De asemenea, are propria sa frecvență mecanică, adică, indiferent de modul în care a fost lovit, el va emite un sunet și aceeași notă (frecvență). Cu cuarț toate la fel. Dacă trimiteți concluziile unui curent electric sau de o frecvență (în limite rezonabile) dioxid de siliciu vor varia mecanic (în acest moment în mod constant, spre deosebire de taxa pe termen scurt) numai cu specificul lor de frecvență (de rezonanță), generatoare de forță electromotoare și emf. Dar dacă concluziile de cuarț se aplică curent exact frecvența la care rezonează cristalul, consumul de energie al care este transformată într-o operație (în oscilație de cuarț) vor fi minime, în contrast cu alte frecvențe. Aproximativ flux de cuarț prin toate celelalte decât rezonanta la care rezistența va crește dramatic frecvențele. Toate acestea ne amintește de activitatea circuitului de oscilație, dar de cuarț oferă factor de o calitate mult mai bună.
Una dintre sarcinile microcontrolerului pentru a menține frecvența concluziilor de cuarț la care rezonează bazate pe impedanță la o anumită frecvență.
TE microcontroller este sincronizat cu un cuarț deoarece cuarț este cunoscut faptul că frecvența este cunoscută și timpul scurs pentru o anumită cantitate de oscilație de cuarț. Cel mai des utilizat în cuarț ceas de frecvență egală cu 32768 Hz. La această rată, vă puteți asigura performanțe bune în măsurarea timpului de precizie.
O altă sarcină a microcontrolerului la „numararea“ oscilațiile de cuarț, o secundă și este aplicată o tensiune pe bobina stator pentru deplasarea mâna a doua.