好久沒有寫關於鐘錶的文章了
今天我們要深入機芯,一探這個講述時間的謎樣世界裡到底藏著什麼秘密
首先我們要知道鐘錶機芯的結構是由三個系統完成的
一個是提供能源的系統(譬如:發條盒,電池等)
一個是提供傳輸的系統(譬如:各個大小不一的齒輪組等)
一個是表現出時間指示的系統(譬如:時,分,秒針或液晶顯示等)
這三個系統將鐘錶的多樣化,顯現無疑
同時也迷戀著許多人在深奧的知識與有限的時間中,探索其妙不可喻的關連
一開始,我們先從提供能源的方式來區分
手錶的能源裝置如果是來自"發條盒",我們就稱這樣的錶為"機械錶"
而使"發條盒"儲存能量的方式又可分為"手上鏈"和"自動盤"兩種
顧名思義,"手上鏈"就是用手去旋轉錶耳,然後再利用連動裝置上緊發條啦
而"自動盤"則是利用一個可隨手部自然擺動而自動旋緊發條的裝置
這類機械錶的價值不斐,以後再就機械錶的錶芯專章研究吧:)
另一種提供能源的方式是利用"電池"
如果是利用電池提供能量來驅動手錶計時功能的,我們一般都稱為"石英錶"或"電子錶"
但這兩種又有點小小的區別
主要在於"石英錶"最後仍是驅動齒輪組,以指針顯示時間
而"電子錶"則以"計數器,編碼電路"取代齒輪,最後再以液晶顯示時間
所以"電子錶"有時又可稱為"數字錶"
從上面的分類大概可以將手錶分為"手上鏈機械錶","自動盤機械錶","石英錶"和"電子錶"等
今天則先就較簡單的"石英錶"和"電子錶"開始解剖
讓我們一窺藏在錶面下的秘密呀...
那咱們就從"石英錶"的工作原理開始談起吧...
在真的進入"石英錶"的世界前,當然要先知道"石英"所扮演的角色
"石英晶體"有一個很重要的性質被應用在鐘錶計時裡,即"壓電特性"
"壓電特性(震盪特性)"即是你通電於石英晶體時,石英晶體會產生規律的振動
這就像你對音叉加壓(你打一下音叉),則音叉就來回擺動產生一定的頻率一樣
(而石英的振動頻率為32768Hz)
好啦!了解了"石英"的"壓電特性"後,咱們就開始今天的旅程吧...
"石英錶"首先由電池提供電能給"石英晶體",此時在"石英晶體"上就將電能轉換成動能啦!
而"石英晶體"就將這樣的頻率訊號,交給"分頻電路(CMOS積體電路)"
由"積體電路"將得到的訊號分頻為1Hz的信號電流輸出給"步進馬達"
而"馬達"是電流磁效應的機構,就將"積體電路"傳來1Hz的電訊號轉換成動能訊號
此時,再由"馬達"帶動"齒輪組"轉動時,分,秒針而顯示出時間
這一連串的過程,就形成了你所看到的"石英錶"啦:)
因為"石英錶"是利用"積體電路"將頻率調整成1Hz再對"步進馬達"輸出以帶動齒輪
所以你看到的"石英錶",它秒針的跳動是一秒一跳的
不像"機械錶"的秒針是連續動作的
好啦!現在先整理一下"石英錶"的工作原理,免得大家頭昏腦脹的
1.電池(提供電能給"石英晶體","CMOS積體電路"及"步進馬達")
2.石英晶體(利用"壓電特性"將電能轉成一定頻率的動能)
3.CMOS積體電路(接收"石英震盪器"的頻率脈衝,使其分頻成1Hz的時脈信號)
4.步進馬達(將"積體電路"提供的驅動脈衝,使馬達產生一定頻率的轉動)
5.齒輪組及指針(由馬達帶動以顯示時間)
如果"石英錶"的工作原理明瞭了,那"電子錶"就容易懂啦!
"電子錶"和"石英錶"的最大不同,在於最後顯示時間的方式不同
"電子錶"是將"石英錶"中"步進馬達"和"齒輪組"所表現的指針計時
改為由"驅動電路"和"光顯示板"所表現的液晶數字計時
也就是說當"CMOS積體電路"將振動信號分頻成1Hz的時脈信號後
此時將這個信號交給"計數器,編碼電路"上,產生計時功能
然後再將結果輸出至液晶顯示板LCD以顯現時間
所以可以這麼說,"石英錶"和"電子錶"是表現法的不同呀...
好啦!寫到這兒,再將"電子錶"的工作原理,做一個整理吧:)
1.電池(提供電能給"石英晶體","CMOS積體電路"及"步進馬達")
2.石英晶體(利用"壓電特性"將電能轉成一定頻率的動能)
3.CMOS積體電路(接收"石英震盪器"的頻率脈衝,使其分頻成1Hz的時脈信號)
4.驅動電路(利用計數器,編碼電路將每秒脈衝變為顯示板上的數字)
5.光顯示板LCD(利用液晶顯示以表示時間)
這就是坊間常見的"石英錶"與"電子錶"的內結構呀:)
有機會不妨將錶拆開來看看,看看裡面藏著什麼有趣的秘密
要記得哦!人類跟萬物最大的不同在於人類在手上面的演化是極進步的
沒有哪一種動物能像人類這麼完美的使用自己的手
而人類的手同時也是迫使腦進步的原動力哦!(這個以後有空再談)
說了那麼多,你知道我想表達的意思吧:)
就是勇敢的拆吧,把藏在眼前的秘密翻開來看,你就會進步的很快...
加油嘍!祝你拆解順利:)
哦!對了!要記得拆的順序,因為你還要組回來呢:)
補記:
1.石英晶體幾乎不受溫度的影響,所以從赤道旅行到北極,不會有時間上的誤差
2.石英震盪在5~8年間會衰退
3.CMOS積體電路有低耗電能的特性,但怕靜電的干擾
4."步進馬達"是"石英錶"與"電子錶"最大的差別,因為"步進馬達"使得"石英錶"輸出的是"類比訊號",而"電子錶"輸出的是"數位訊號"
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