Mis on kvartsi liikumine kellades?

Paljud kellad on varustatud kvartsliigutusega, mis tagab minimaalse kuluga väga täpse ajaarvamise. Kvartskristallid, mis on levinud paljudes elektroonikaseadmetes, võimaldavad ühtlast viisi aja mõõtmiseks paljudes keskkonnatingimustes. Enamiku kvartsliigutusega käekellade toiteallikaks olev aku võib kristalli energiatõhususe tõttu kesta aastaid.

Kvartskristall loob pideva impulsside komplekti, tavaliselt kiirusega 32 768 võnkumisi sekundis (Hz). Elektrooniline vooluahel jälgib seda impulsside voogu ja väljastab ühe impulssi iga vastuvõetud 32 768 sisendimpulsi kohta. See väljundimpulss on nüüd sagedusel üks impulss sekundis ja see on kella ajareferents. Ekraani värskendatakse üks kord sekundis.

Kvartskristall on väike tükk kas valmistatud või looduslikult esinevat ränidioksiid. See kristall on kindla suuruse ja orientatsiooniga ning sellel on täpselt määratletud füüsikalised omadused. Ränidioksiidil on piesoelektriline omadus, see tähendab, et see vibreerib elektrilise pingega kokkupuutel. Vibratsioon sõltub kristalli lõikumisest ja on temperatuuri muutustest hoolimata väga stabiilne.

Kvartskristalliga ühendatuna tekitab ostsillaatori ahel kristallile iseloomuliku sageduse põhjal püsiva impulssvoo. Kella jaoks on levinud sagedus 32,768 kHz. Patarei toidab ostsillaatori vooluahelat, mis tagab püsiva sagedusväljundi, sõltumata kella temperatuurist, pinge kõikumisest või kella liikumisest.

Ostsillaatori väljund suunatakse vooluahelasse, mida nimetatakse loenduriks. See vooluahel loeb vastuvõetud sisendimpulsside arvu ja väljastab ühe väljundimpulsi, kui see jõuab eelnevalt määratud väärtuseni. Näite 32,768 kHz puhul kasutatakse 15-bitist loendurit. 15-bitine loendur toodab ühe väljundimpulsi iga vastuvõetud 32 768 impulssimpulsi kohta ja väljastab seetõttu ühe impulsi sekundis.

Kvartsliikuriga kellakell võib olla analoogne või digitaalne. Analoogekraani jaoks liigutab väike samm-mootor teist kätt iga impulsi puhul 1/60 kella ümbermõõdust. Digitaalne ekraan värskendab ekraani sekundite numbreid iga impulsi kohta ühe võrra.