石英钟机芯工作原理.docx

东亿达玻璃制品有限公司创建于2008 年，是一家玻璃深加工企业，下辖配套企业两 个及厦门东亿达玻璃制品（贸易）有限公司和漳州东亿达玻璃制品有限公司生产基地，是中 国石英钟表企业优质玻璃供应商公司不断追求世界级的制造水平，始终坚持以先进制造技 术改造传统产业，主要生产设备引进了自动电脑切割机、磨边机、自动丝网印刷机、钢化炉、 全自动电脑热弯炉等，构建了完整的制造体系，可专业生产各种规格的玻璃，并可根据客户 需求，专业订做产品质量严格把关，层层控制，高质量的产品赢得国内外客户的青睐，部 分产品出口至日本、美国、俄罗斯、加拿大、韩国、日本、澳大利亚等国家公司网址： 一、石英钟机芯的构成及功能尽管石英钟的种类很多，但无论是座式、挂式，还是有闹时、无闹时功能的，其内部石 英钟机芯结构都大同小异二、石英钟机芯由机械传动和电子电路两大部分构成，方框图如附图所示1. 石英晶振：其功能相当于机械钟的摆轮游丝，使电路产生稳定频率的振荡信号，是保 证走时精度的关键元件一般来说，晶振的频率越高，经分频后的秒脉冲精度越高，走时也 就越准目前，市面流行的石英钟晶振频率分两类：一类为低频式，其振荡频率为32.768kHz； 另一类为高频式，其振荡频率为4.1943MHz。

为减少外界影响和增强抗震、抗冲击能力， 制造时把振子密封在圆柱形的金属或玻璃壳内，仅留出引脚2. 集成电路：与外围元件共同产生准确的基准频率，输出稳定的驱动信号和闹时信号 集成电路一般均为 CMOS 器件，具有工作电压低、功耗小、抗干扰能力强、寿命长等特点 其内部含振荡、分频、窄脉冲形成、驱动和控制等部分和晶振一样，也分高频与低频应用 两类3. 微调电容：其功能类似机械钟的快慢调校针，是为消除石英晶振的谐振频率本身的误 差以及分布电容对振荡频率的影响而设计，采用外接电容来修正振荡频率，以此满足走时的 精度石英钟走时偏快时，可增大该电容容量，相反，则减小电容容量4. 步进电机：功能是将电能转换为机械能，电机定子线圈的铁芯均为高导磁率的坡莫合 金材料线圈的直流阻值，因不同的产品有所差异，一般为350〜500Q5. 讯响器件：是将闹钟信号或报时信号转换为声响的器件在集成电路的控制下，讯响 信号发生电路输出并经放大后推动蜂鸣器或扬声器发声6. 石英钟机芯工作过程简述：接通电源后，集成电路与其外围的石英晶振、调整电容等 产生标准的 4194304Hz 或 32768Hz 振荡信号，经集成电路内部的分频电路、窄脉冲形成电 路处理后，通过驱动电路将脉冲信号加到步进电机，步进电机在秒脉冲驱动下，其定子线圈 产生的磁场随脉冲的交替变化而变化，转子以每秒作 180°的步距角转动，进而带动传动齿 轮使整个机械轮系及指针运作，显示时间。

设定闹时功能后，在运转到设定的时间时，集成 电路输出音频信号至讯响器件，发出闹时信号石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点不论是老式石英钟或是新式多功能石英钟 都是以石英晶体振荡器为核心电路，其频率精度决定了电子钟表的走时精度石英晶体振荡 器原理的示意如图3所示，其中VI和V2构成CMOS反相器石英晶体Q与振荡电容C1及 微调电容 C2 构成振荡系统，这里石英晶体相当于电感振荡系统的元件参数确定了振频率 一般Q、C1及C2均为外接元件另外R1为反馈电阻，R2为振荡的稳定电阻，它们都集 成在电路内部故无法通过改变C1或C2的数值来调整走时精度但此时仍可用加接一只 电容 C 有方法，来改变振荡系统参数，以调整走时精度根据电子钟表走时的快慢，调整 电容有两种接法：若走时偏快，则可在石英晶体两端并接电容C,如图4所示此时系统总 电容加大，振荡频率变低，走时减慢若走时偏慢，则可在晶体支路中串接电容C如图5 所示此时系统的总电容减小，振荡频率变高，走时增快只要经过耐心的反复试验，就可 以调整走时精度因此，晶振可用于时钟信号发生器。