什么是石英闹钟

什么是石英闹钟

什么是石英闹钟，你了解生活中的闹钟原理么，生活中的石英闹钟也可叫做水晶振动电子表，因为它是利用水晶片的发振现象产生声音，以下分享什么是石英闹钟？一起来了解下吧！

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石英闹钟也可叫做「水晶振动电子表」，因为它是利用水晶片的「发振现象」。当水晶接受到外部的加力电压，就会有变形及伸缩的性质，相反，若压缩水晶，便会使水晶两端产生电力；这样的性质在很多结晶体上也可见到，称为「压电效果」。石英表就是利用周期性持续「发振」的水晶，为我们带来准确的时间。

首先，将石英表内的水晶片上加电，水晶便会以32768赫兹的周波数，正确地振动；然后必须将此频率化成1Hz（电流一秒间的一次变化）的信号电流周波数。

再增加些信号的幅度（由于因振动而产生的电流甚弱），跟着些信号电流再发动转子齿轮，表上的秒针便会随之发动，之后分针，时针的跳动则关乎于机械结构上的原理，如：秒针跳动60下，分针便会跳一下所有石英表都装有一粒电池。它为一块集成电路和一个石英谐振器提供能量，每秒振动317621次。

还有比这更快的。集成电路是表的“大脑”。它控制着石英谐振器的振动，并起着分频器的作用。32712次振动被对半分割15次，以达到每秒产生一次脉冲。有了一秒钏这个时间的“原材料”，就能驱动显示器。何为模拟针显示为了把集成电路脉冲转化成运动，模拟指针式石英表上装有一个增速马达，包括一个电磁转子，每承受一下脉冲，就旋转180度，也就是一秒钟。

转子连接着由三个齿轮组成的拖动系统，驱动三根指针（时针、分针和秒针），把时间显示在表盘上。还可以加上一个显示屏，显示星期、日期以及流逝的时间。固体状态石英表在固体状态的石英表中，以一秒为单位的脉冲被传送到集成电路的秒针部分，这个部份负责将液晶显示模的液晶线组织起来，形成一个数字。

这种类型在表类物件中是为常见。在制表业中，这通常是用于生产大规模的极为便宜的产品。亚洲的生产厂家已经垄断了这一领域。在更为精致的手表款式中，"固体状态"根据安装在里面的存储器的大小，具有大量的功能：如电话号码，预约登记簿等。混合石英表这种类型的石英表具有两种显示功能，即模指针式和数字式，后者提供附属的信息，如星期与日期、精确计时功能、时区。这种手表装有一块集成电路和一微型发动机。

闹钟发明者埃里克·沙舒瓦介绍说，人体睡眠有一定周期，在睡眠程度最浅的时候闹铃，人最容易结束睡眠，醒来时心情较好头脑也较清醒。

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原理

石英晶体的传感器的核心是传感元件——压电石英晶片。其工作原理是压电效应，即石英晶体在某些方向受到机械应力后，便会产生电偶极子,相反， 若在石英某方向施以电压，则其特定方向上会产生形变，这一现象称为逆压电效应。若在石英晶体上施加交变电场，则晶体晶格将产生机械振动，当外加电场的频率和晶体的固有振荡频率一致时，则出现晶体的谐振。

由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小，这样仅需很弱的外加电场即可产生形变，这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生谐振。其振荡能量损耗小，振荡频率极稳定。这些再加上石英优良的机械、电气和化学稳定性，使它自40年代以来就成为石英钟、电子表、电话、电视、计算机等与数字电路有关的频率基准元件。

石英晶体具有一个有趣的特性，就是在一侧导入正电流，同时在另一侧导入负电流后，负电流一侧会收缩并弯曲成U字形。如果定时交替在石英晶体两侧导入正、负电流，石英晶体就会产生振荡。石英晶体就是根据这种振荡计时的。个人电脑内置的石英晶体每秒振荡1431万8180次。石英钟的工作原理就是如此。

缺点

问题就在于石英晶体在品质上存在缺陷，品质差就很难按照正确的振荡数振荡。天然石英晶体的杂质含量和形态等大多并不统一，因此就要使用人造石英晶体。不过，均匀地进行石英生产难度很大。精度高则每秒误差在正负10万分之一秒以内，精度低每秒误差甚至达到1万分之一秒。

1万分之一秒也许感觉并不大，但是从计算上来讲，每天的误差就是0864秒，而1个月则会差约半分钟。石英手表不准也是这个原因。

种类

石英晶体振荡器

电波钟表，也称为无线控制计时钟表（英文名称为：Radio controlled timepieces）。电波钟表作为一个系统的技术原理是：首先，由标准时间授时中心将标准时间信号进行编码（商业码则进行加密），利用低频（20KHz——80KHz）载波方式将时间信号以无线电长波发播出去。

电波钟表通过内置微型无线电接收系统接受该低频无线电时码信号，由专用集成芯片进行时码信号解调，再由计时装置内设的控制机构自动调节钟表的计时。

通过这样一个技术过程，使得所有接收该标准时间信号的钟表（或其他计时装置）都与标准时间授时中心的标准时间保持高度同步，进而全部电波钟表显示严格一致的时间。电子钟表的工作原理是根据“电生磁、磁生电”的物理现象设计而成。即由电能转换为磁能，再由磁能转换为机械能，带动时分针运转，达到计时目的。

1、晶体管摆轮钟 以干电池为能源，用晶体管作为开关，摆轮游丝为振荡系统，统一机芯为J1型，外形与普通闹钟一样。

2、晶体闹钟 与晶体管摆轮钟一样性能，加上一个由电能供给的闹时装置。

3、晶体管摆钟 用电子电路控制摆作为振荡元件，外形与机械摆钟相似。

4、石英钟 用“石英晶体”作为振荡器，通过电子分频去控制马达运转，带动指针。走时精度很高。品种有台钟、挂钟、日历钟、闹钟、音乐钟、落地钟，也有汽车钟、舰船钟、天文钟等各种技术用钟。

5、数显钟 也用石英晶体作为振荡器，直接用发光管或液晶显示时间，不用机械传动。具有时、分、秒、日历、周历、月历等多种功能。

6、电子表 以电池为能源代替发条，不用手上弦，有多种结构，外形同机械手表，统称电子手表，根据结构形式与发明的先后，电子表分为四代：

第一代是摆轮游丝电子手表，是以摆轮游丝作为振荡器，以微型电池为能源，通过电子线路驱动摆轮工作。

第二代是音叉电子手表，是以金属音叉作为振荡器，用电子线路输出脉冲电流，使机械音叉振动。

第三代是指针式石英电子手表，是利用石英谐振器作为振荡器，通过电子分频器后驱动步进马达带动轮系和指针。

第四代是数字式石英电子表，它也是采用石英谐振器作为振荡器，不同的是它经过分频、计数和译码后利用显示器件以数字的形式来显示时间。 前三代电子手表均带有传统的机械指针机构，而第四代采用大规模集成电路，完全脱离了传统的机械结构的全电子手表。种类不同，原理不同，但万变不离其宗。

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