石英表工作原理和元件结构

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1、石英表工作原理和元件结构　　石英表是腕表种类之一，英文是quartzwatch。将石英晶体运用在钟表上是一种现代的发明，第一只石英表在1969年首度出现。工作原理　　和音叉会循某种规律振动一样，当石英晶体受到电池电力影响时，它也会产生规律的振动。　　石英晶体每秒的振动次数高达32768次，我们可以设计简易的电路来计算它振动的次数，当它数到32768次时，电路会传出讯息，让秒针往前走一秒。　　因为石英的振动相当规律，即使是便宜的石英表，一天之内的误差率也不会超过1秒。石英表也可叫做“石英振动式电子表”，因为它是利用石英片的“发振现象”。　　当石英接受到外部的加力电压，就会有变形及伸缩的性质，

2、相反，若压缩石英，便会使石英两端产生电力;这样的性质在很多结晶体上也可见到，称为“压电效应”。　　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，将石英表内的石英片上加电，石英便会以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32768次

3、。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。32768次振动被对半分割15次，以达到每秒产生一次脉冲。有了一秒这个时间的“原材料”，就能驱动钟表。　　石英晶体的应用使得手表可以大量生产，不但生产速度比以前快很多，价格也随之下降。每年约可制造5亿只手表，供应全球使用。元件结构　　石英表的集成电路，全名为互补型金属一氧化物一半导体集成电路(ComplementaryMetaloxide-Semiconductor)缩写成CMOS。它控制了电子表的所有功能。集成电路晶片面积约有10平方毫米，用金线或铝线点焊而接到电路板的引线石英表上再加黑色封胶保护。这

4、种集成电路的特点是集成度高，就是很小面积的硅片始容得下数千个晶体管，并且耗电极低。根据半导体过去质景的记录，在合理使用的情况下，集成电路损坏的机会很小，寿命应该是很长的。常见的电子表集成电路损坏，绝大部分都是由于使用时受外界(水汽、静电等)破坏引起。　　一般认为物质只有固体、液体和气体三种状态。这种看法并不完全正确，特别是对某些有机物来说，由固体变为液体并不是简单的转变，而要经过一个相当复杂的转变过程。例如，有机物在16℃时熔化，76℃时变成完全澄清的液体。此时，一方面具有液体的流动性，同时又具有液晶体的性质，即晶体所具有的光学特性和晶体电学特性，因此它是介于固体和液体之间的一种中间状态，

5、故称液晶体。液晶体一般由樟状柱形对称分子。　　石英，是一种氧化硅结晶体(SiliconOxide)可分为人造晶体和天然晶体两种，由于天然晶体含有杂质，所以电子表一般采用人造晶体。石英有这样的特点;当在晶体上施加电气时，晶体便产生机械变形，当在晶体上施加压力时，它便变形产生电气。这种现象叫做石英的压电效应。因它具有这种特性而且振荡频率高而稳定，所以，被视为理想的振荡器件而应用于电子表中。由于采用了石英晶体振荡子代替摆轮，使得电子表比机械表的走时精度提高了千百倍。　　微调电容与石英振子等组成电子手表的振荡电路，调节此电容的容量可以改变振荡频率，以达到标准的32768Hz。微调电容无论微调电容还

6、是振荡电容，容量越小，频率越高。说明，假定开始时动片与定片金属部分刚好对正，即0。这时电容量最大(35PF)，而频率最低。相对角度改变到某一点时，频率刚好为32768H正点，再到到最小电容5PF，这时频率相对亦为最高，这样循环改变，在实际调整时，变化当然不一定如理想曲线，但只要它出现有32768H.的调正点，使可达到调校的目的。　　升压、稳压与振荡电容部是陶瓷小电容，陶瓷介质与银一钯电极层迭合而成电容。瑞士手表用于升压与稳压的电容，其数值因CMOS不同而使用，或的电表。振荡电容又名补偿电容，因不同的振子负荷电容而使用不同数值。负荷电容CL为的振子;振荡电容为18PF，CL为的振子，振荡电容

7、虚选27PF。有些CMOS品片上已有内接振荡电容，只要选取合适振子，便不用外加振荡电容。