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钟表需要什么石英晶体振荡器

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-07-10

  石英晶体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。

  个人电脑按照石英晶体振荡器产生的时序信号(即时钟)控制CPU和电路等元件。虽然个人电脑时钟也使用这种石英,但是由於石英品质上的问题,常常不能准确计时

  石英晶体具有一个有趣的特性,就是指在一侧导入正电流,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。

  问题就在於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8.64秒,而1个月则会相差4分钟。石英手表不准也是这个原因。

  令人苦恼的是,石英晶体有一个性质是温度越高,误差就越大。由於个人电脑中有很多发热元件,因此个人电脑时钟更容易走时不准,根本无法与石英手表相提并论。

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