Många klockor är utrustade med en kvartsrörelse, vilket ger mycket exakt tidtagning till en minimal kostnad. Kvartskristaller, som är vanliga i många elektroniska enheter, ger ett konsekvent sätt att mäta tid över ett stort antal miljöförhållanden. Batteriet som driver de flesta kvartsurar kan hålla i flera år på grund av kristallens energieffektivitet.
Teori om operation
Kvartskristallen skapar en konstant uppsättning pulser, vanligtvis med en hastighet av 32 768 svängningar per sekund (Hz). En elektronisk krets övervakar denna ström av pulser och matar ut en puls för varje 32 768 ingångspulser den mottar. Denna utgångspuls har nu en frekvens på en puls per sekund och är tidsreferensen för klockan. Displayen uppdateras en gång per sekund.
Kvartskristall
En kvartskristall är en liten bit av antingen tillverkad eller naturligt förekommande kiseldioxid. Denna kristall har en specifik storlek och orientering och har väldefinierade fysiska egenskaper. Kiseldioxid har en piezoelektrisk egenskap, vilket betyder att den vibrerar när den utsätts för en elektrisk spänning. Vibrationen beror på kristallens skärning och är mycket stabil trots temperaturförändringar.
Oscillatorkrets
När den är ansluten till en kvartskristall genererar en oscillatorkrets en stadig ström av pulser baserat på kristallens karakteristiska frekvens. För en klocka är en frekvens på 32,768 kHz vanligt. Ett batteri driver oscillatorkretsen som ger en konstant frekvensutgång oberoende av temperatur, spänningsvariationer eller rörelse hos klockan.
Divide-by Circuit
Oscillatorns utmatning matas in i en krets som kallas en räknare. Denna krets räknar antalet ingångspulser som den tar emot och avger en enda utgångspuls när den når ett förutbestämt värde. För 32,768 kHz-exemplet används en 15-bitars räknare. En 15-bitars räknare producerar en utgångspuls för varje 32 768 ingångspulser den tar emot och matar därför ut en puls per sekund.
Tidsvisning
Tidsvisningen för en kvartsrörelse kan vara analog eller digital. För en analog display flyttar en liten stegmotor sekundvisaren 1/60 av klockans omkrets för varje puls. En digital display uppdaterar skärmens sekundersiffror med en för varje puls.