Kas ir kvarca kustība pulksteņos?

Daudzi pulksteņi ir aprīkoti ar kvarca kustību, kas nodrošina ļoti precīzu laika skaitīšanu ar minimālām izmaksām. Kvarca kristāli, kas ir izplatīti daudzās elektroniskajās ierīcēs, nodrošina konsekventu laika mērīšanas veidu visdažādākajos vides apstākļos. Akumulators, kas darbina lielāko daļu kvarca kustības pulksteņu, var kalpot vairākus gadus, pateicoties kristāla energoefektivitātei.

Kvarca kristāls rada nemainīgu impulsu kopu, parasti ar ātrumu 32 768 svārstības sekundē (Hz). Elektroniskā ķēde uzrauga šo impulsu plūsmu un izvada vienu impulsu par katru saņemto 32 768 ieejas impulsu. Šis izejas impulss tagad ir viena impulsa sekundē un ir pulksteņa laika atskaites punkts. Displejs tiek atjaunināts reizi sekundē.

Kvarca kristāls ir neliels vai nu izgatavots, vai dabiski sastopams gabals silikona dioksīds. Šis kristāls ir noteikta izmēra un orientācijas, un tam ir skaidri definētas fizikālās īpašības. Silīcija dioksīdam piemīt pjezoelektriskā īpašība, tas nozīmē, ka tas vibrē, pakļaujoties elektriskajam spriegumam. Vibrācija ir atkarīga no kristāla griezuma un ir ļoti stabila, neskatoties uz temperatūras izmaiņām.

Savienojot ar kvarca kristālu, oscilatora ķēde rada vienmērīgu impulsu plūsmu, pamatojoties uz kristāla raksturīgo frekvenci. Pulkstenim 32,768 kHz frekvence ir izplatīta. Baterija darbina oscilatora ķēdi, kas nodrošina pastāvīgu frekvences izvadi neatkarīgi no temperatūras, sprieguma svārstībām vai pulksteņa kustības.

Oscilatora izeja tiek ievadīta ķēdē, ko sauc par skaitītāju. Šī shēma saskaita saņemto ieejas impulsu skaitu un izdod vienu izejas impulsu, kad tas sasniedz iepriekš noteiktu vērtību. 32,768 kHz piemērā tiek izmantots 15 bitu skaitītājs. 15 bitu skaitītājs rada vienu izejas impulsu katram saņemtajam 32 768 ieejas impulsam, un tāpēc izdod vienu impulsu sekundē.

Kvarca kustības pulksteņa laika displejs var būt analogs vai digitāls. Analogam displejam mazs soļu motors katru pulsu pārvieto otro roku 1/60 no pulksteņa apkārtmēra. Digitālais displejs atjaunina displeja sekundes ciparus par katru impulsu.