De nombreuses montres sont équipées d'un mouvement à quartz, qui permet un chronométrage très précis à un coût minime. Les cristaux de quartz, courants dans de nombreux appareils électroniques, offrent un moyen cohérent de mesurer le temps dans un large éventail de conditions environnementales. La batterie qui alimente la plupart des montres à quartz peut durer des années en raison de l'efficacité énergétique du cristal.
Théorie du fonctionnement
Le cristal de quartz crée un ensemble constant d'impulsions, généralement à un taux de 32 768 oscillations par seconde (Hz). Un circuit électronique surveille ce flux d'impulsions et émet une impulsion pour chaque 32 768 impulsions d'entrée qu'il reçoit. Cette impulsion de sortie est maintenant à une fréquence d'une impulsion par seconde et constitue la référence temporelle de la montre. L'affichage se met à jour une fois par seconde.
Cristal de quartz
Un cristal de quartz est un petit morceau de cristal fabriqué ou naturel dioxyde de silicone. Ce cristal a une taille et une orientation spécifiques et possède des propriétés physiques bien définies. Le dioxyde de silicium a une propriété piézoélectrique, ce qui signifie qu'il vibre lorsqu'il est exposé à une tension électrique. La vibration dépend de la taille du cristal, et est très stable malgré les changements de température.
Circuit d'oscillateur
Lorsqu'il est connecté à un cristal de quartz, un circuit oscillateur génère un flux constant d'impulsions basé sur la fréquence caractéristique du cristal. Pour une montre, une fréquence de 32,768 kHz est courante. Une pile alimente le circuit oscillateur qui fournit une sortie à fréquence constante indépendante de la température, des fluctuations de tension ou du mouvement de la montre.
Circuit divisé par
La sortie de l'oscillateur alimente un circuit appelé compteur. Ce circuit compte le nombre d'impulsions d'entrée qu'il reçoit et émet une seule impulsion de sortie lorsqu'il atteint une valeur prédéterminée. Pour l'exemple 32,768 kHz, un compteur de 15 bits est utilisé. Un compteur de 15 bits produit une impulsion de sortie pour chaque 32 768 impulsions d'entrée qu'il reçoit, et produit donc une impulsion par seconde.
Affichage de l'heure
L'affichage de l'heure d'une montre à mouvement à quartz peut être analogique ou numérique. Pour un affichage analogique, un petit moteur pas à pas déplace la trotteuse au 1/60e de la circonférence de la montre pour chaque impulsion. Un affichage numérique met à jour les chiffres des secondes de l'affichage par un pour chaque impulsion.