Mikä on kvartsiliike kelloissa?

Monet kellot on varustettu kvartsiliikkeellä, joka tarjoaa erittäin tarkan ajanoton pienillä kustannuksilla. Kvartsikiteet, jotka ovat yleisiä monissa elektronisissa laitteissa, tarjoavat yhdenmukaisen tavan mitata aikaa monissa ympäristöolosuhteissa. Useimpia kvartsiliikkukelloja käyttävä akku voi kestää vuosia kiteen energiatehokkuuden vuoksi.

Kvartsikide luo vakion joukon pulsseja, tyypillisesti 32 768 värähtelyä sekunnissa (Hz). Elektroninen piiri valvoo tätä pulssivirtaa ja antaa yhden pulssin kutakin vastaanotettua 32 768 tulopulssia kohti. Tämä lähtöpulssi on nyt taajuudella yksi pulssi sekunnissa ja on kellon aikaraja. Näyttö päivittyy kerran sekunnissa.

Kvartsikide on pieni pala joko valmistettua tai luonnossa esiintyvää Piidioksidi. Tämä kide on tietty koko ja suunta, ja sillä on tarkasti määritellyt fysikaaliset ominaisuudet. Piidioksidilla on pietsosähköinen ominaisuus, eli se värisee, kun se altistetaan sähköjännitteelle. Tärinä riippuu kiteen leikkauksesta ja on erittäin vakaa lämpötilan muutoksista huolimatta.

Yhdistettynä kvartsikiteeseen oskillaattoripiiri tuottaa tasaisen pulssivirran kiteen ominaistaajuuden perusteella. Kellolle 32,768 kHz: n taajuus on yleinen. Akku virtaa oskillaattoripiiriä, joka tarjoaa tasaisen taajuuslähdön lämpötilasta, jännitteen vaihteluista tai kellon liikkeestä riippumatta.

Oskillaattorin lähtö syötetään piiriin, jota kutsutaan laskuriksi. Tämä piiri laskee vastaanottamiensa pulssien määrän ja antaa yhden lähtöpulssin saavuttaessaan ennalta määrätyn arvon. Esimerkissä 32,768 kHz käytetään 15-bittistä laskuria. 15-bittinen laskuri tuottaa yhden lähtöpulssin jokaista vastaanotettua 32 768 tulopulssia kohti ja antaa siksi yhden pulssin sekunnissa.

Kvartsiliikkeen kellon aikanäyttö voi olla analoginen tai digitaalinen. Analogista näyttöä varten pieni askelmoottori liikuttaa sekuntia 1/60 kellon kehästä jokaiselle pulssille. Digitaalinen näyttö päivittää näytön sekuntien numerot yhdellä kullekin pulssille.