石英钟 (Quartz Clock)

定义

石英钟利用石英 (二氧化硅, SiO2) 晶体的压电效应,当施加电压时晶体以恒定频率振动。标准石英振荡器的振动频率为 32,768 Hz (2 的 15 次方),电子线路将该频率进行 15 次分频后产生 1 Hz 脉冲,即每秒一次。典型精度约为每月正负 15 至 30 秒。

历史

第一台石英钟于 1927 年在贝尔实验室研制成功。1969 年精工发布了 Astron,即世界上第一块石英手表,引发了钟表行业所谓的“石英危机”。机械表需要精湛工艺和昂贵零件,而石英表以低廉的电子元件提供了更高的精度,从 1970 年代起迅速普及。

影响精度的因素

石英钟的精度受温度影响。晶体的谐振频率会随温度变化而产生轻微偏移,典型的手表用振荡器在 25 摄氏度左右最为稳定。高精度石英型号 (年误差在正负 10 秒以内) 内置了温度补偿电路。此外,老化效应会导致晶体频率随时间逐渐漂移,因此建议每隔几年更换电池时重新校准时间。