Veel horloges zijn uitgerust met een quartz uurwerk, wat zorgt voor een zeer nauwkeurige tijdmeting tegen minimale kosten. Kwartskristallen, gebruikelijk in veel elektronische apparaten, bieden een consistente manier om de tijd te meten over een breed scala aan omgevingsomstandigheden. De batterij die de meeste horloges met quartz uurwerk van stroom voorziet, kan jaren meegaan vanwege de energie-efficiëntie van het kristal.
Theorie van de werking
Het kwartskristal creëert een constante reeks pulsen, typisch met een snelheid van 32.768 oscillaties per seconde (Hz). Een elektronisch circuit bewaakt deze stroom pulsen en geeft één puls af voor elke 32.768 ingangspulsen die het ontvangt. Deze uitgangspuls heeft nu een frequentie van één puls per seconde en is de tijdreferentie voor het horloge. Het display wordt één keer per seconde bijgewerkt.
Kwarts kristal
Een kwartskristal is een klein stukje van ofwel vervaardigd of natuurlijk voorkomend
Oscillator Circuit
Bij aansluiting op een kwartskristal genereert een oscillatorcircuit een gestage stroom pulsen op basis van de karakteristieke frequentie van het kristal. Voor een horloge is een frequentie van 32,768 kHz gebruikelijk. Een batterij voedt het oscillatorcircuit dat een constante frequentie-output levert, onafhankelijk van temperatuur, spanningsschommelingen of beweging van het horloge.
Delen door Circuit
De uitgang van de oscillator wordt in een circuit gestoken dat een teller wordt genoemd. Dit circuit telt het aantal ingangspulsen dat het ontvangt en geeft een enkele uitgangspuls af wanneer het een vooraf bepaalde waarde bereikt. Voor het voorbeeld van 32.768 kHz wordt een 15-bits teller gebruikt. Een 15-bits teller produceert één uitgangspuls voor elke 32.768 ingangspulsen die hij ontvangt, en geeft daarom één puls per seconde af.
Tijdweergave
De tijdweergave van een horloge met quartz uurwerk kan analoog of digitaal zijn. Voor een analoge weergave verplaatst een kleine stappenmotor de secondewijzer 1/60ste van de omtrek van het horloge voor elke puls. Een digitaal display werkt de secondencijfers van het display met één bij voor elke puls.