为什么手表要用32.768K晶体

手表石英晶体就像石英晶体中的“经典”.它的频率总是正好是32.768K晶体.但为什么这个价值呢?这个问题站在我们的新系列“问工程师”的开头,我们在其中阐述了我们的频率控制技术的技术背景.

我们的第一个问题的答案可以在石英晶体的历史中找到.贝尔电话实验室是当今电信集团AT＆T的前研究部门,是该领域的先驱之一.最初,他们的研究主要集中在稳定射频,但很快就发现石英晶体对时间测量也很有用.1928年,美国人自豪地推出了世界上第一款石英控制腕表.

Watch Crystal设定了新的精密标准

在此突破之前,所有钟表都是纯机械式的.通过安装石英晶振和使石英振荡的相应能源,首次引入了电子元件.它起作用:新的石英表比纯粹的机械比赛运行得更精确.

但是石英晶体实际上实现了什么功能呢?简而言之,石英晶体确保手表“知道”一秒钟持续多久.这是通过产生恰好一赫兹的频率来实现的.赫兹是频率的常用测量单位.它表示周期信号中每秒重复进程的数量;在这种情况下,秒针在钟面上的一个位置前进.

看起来像一个音叉:手表水晶确保最高的精度

为什么频率总是32,768赫兹?

32,768赫兹钟表水晶的独特标准频率来自哪里?要理解这一点,您必须知道石英晶体的频率取决于其形状和大小.自然频率只有一赫兹的石英会如此之大,它更适合“大本钟”钟楼而非腕表.显然,这在生产和使用方面是不切实际的.出于这个原因,开发了一个特殊技巧.

观看频率为32,768赫兹的晶体相对容易生产.内置于watch,其原始频率使用所谓的T触发器或纹波计数器进行分割.每个T触发器可以将石英的频率减半.如果这些T触发器中的15个串联连接,则32,768赫兹的输出频率恰好等于一赫兹.因此,经典石英晶体的频率最终是简单的算术运算和石英生产的一般条件的结果.

大众市场的精确频率

几十年过去了,石英表最终进入了大众市场.1969年,日本公司SEIKO晶振推出市场上第一款商用石英手表.然而,460,000日元的成本相当于一辆小型车的成本.但发展很快:到20世纪70年代中期,石英手表已经比纯机械机芯的“传统”手表便宜.