Molti orologi sono dotati di un movimento al quarzo, che fornisce un cronometraggio molto accurato a un costo minimo. I cristalli di quarzo, comuni in molti dispositivi elettronici, forniscono un modo coerente di misurare il tempo in un'ampia gamma di condizioni ambientali. La batteria che alimenta la maggior parte degli orologi con movimento al quarzo può durare anni grazie all'efficienza energetica del cristallo.
Teoria del funzionamento
Il cristallo di quarzo crea un insieme costante di impulsi, tipicamente a una velocità di 32.768 oscillazioni al secondo (Hz). Un circuito elettronico monitora questo flusso di impulsi ed emette un impulso per ogni 32.768 impulsi di ingresso ricevuti. Questo impulso di uscita è ora alla frequenza di un impulso al secondo ed è il riferimento temporale per l'orologio. Il display si aggiorna una volta al secondo.
Cristallo di quarzo
Un cristallo di quarzo è un piccolo pezzo fabbricato o naturale
biossido di silicio. Questo cristallo ha una dimensione e un orientamento specifici e ha proprietà fisiche ben definite. Il biossido di silicio ha una proprietà piezoelettrica, il che significa che vibra quando esposto a una tensione elettrica. La vibrazione dipende dal taglio del cristallo ed è molto stabile nonostante le variazioni di temperatura.Circuito dell'oscillatore
Quando è collegato a un cristallo di quarzo, un circuito oscillatore genera un flusso costante di impulsi in base alla frequenza caratteristica del cristallo. Per un orologio, è comune una frequenza di 32,768 kHz. Una batteria alimenta il circuito dell'oscillatore che fornisce un'uscita a frequenza costante indipendente dalla temperatura, dalle fluttuazioni di tensione o dal movimento dell'orologio.
Dividi per circuito
L'uscita dell'oscillatore alimenta un circuito chiamato contatore. Questo circuito conta il numero di impulsi di ingresso che riceve ed emette un singolo impulso di uscita quando raggiunge un valore predeterminato. Per l'esempio a 32,768 kHz, viene utilizzato un contatore a 15 bit. Un contatore a 15 bit produce un impulso in uscita per ogni 32.768 impulsi in ingresso che riceve e quindi emette un impulso al secondo.
Visualizzazione del tempo
La visualizzazione dell'ora di un orologio con movimento al quarzo può essere analogica o digitale. Per un display analogico, un piccolo motore passo-passo muove la lancetta dei secondi 1/60 della circonferenza dell'orologio per ogni impulso. Un display digitale aggiorna le cifre dei secondi del display di una per ogni impulso.
