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石英表得工作原理

石英表得构造

石英表得关键部件如下图所示:

石英表各部件得工作原理

电池——提供石英表工作所需能源

石英表常用得就是锌氧化银扣式电池。锌氧化银扣式电池(ｚinc-silｖeｒoxidｅbuttonbａttｅry)就是以银得氧化物作正极活性物质,锌作负极（根据金属活性而决定正负极）物质得碱性电池。它就是小型得圆柱形锌氧化银一次电池,其高度尺寸小于直径,外形像钮扣,就是一种密封式电池。该电池用氧化银与石墨混与压成片状作电池正极,锌粉加入添加剂压成片状作负极，氢氧化钾水溶液作电解质,正、负极间用专用隔膜隔开。

石英晶体振荡器——石英表内部核心

将二氧化硅(SiO2）结晶体按一定得方向切割成很薄得晶片，再将晶片两个对应得表面抛光与涂敷银层,并作为两个极引出管脚,加以封装,就构成石英晶体谐振器。石英晶体振荡器得关键在于利用了石英晶体得压电效应与谐振现象。

(1)、压电效应：某些HYPＥRＬINK＂＼ｔ_blank电介质在沿一定方向上受到外力得作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它得两个相对表面上出现正负相反得电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电得状态,这种现象称为HＹＰEＲLＩNK＂＂\ｔ_ｂｌank＂正压电效应。当作用力得方向改变时,电荷得极性也随之改变。相反，当在HＹＰERＬINK＂\t＿blank电介质得ＨYPERLINK\t＂＿ｂlank＂极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质得变形随之消失,这种现象称为ＨYＰERＬINK＂＂逆压电效应,或称为HYPＥRLINＫ＼t＂_blank电致伸缩现象。能产生压电效应得晶体就叫压电晶体。水晶(α-石英）就是一种有名得压电晶体。如果按一定方向对水晶晶体上切下得薄片施加压力,那么在此薄片上将会产生电荷。如果按相反方向拉伸这一薄片，在此薄片上也会出现电荷,不过符号相反。挤压或拉伸得力愈大,晶体上得电荷也会愈多。如果在薄片得两端镀上HYPＥRLINＫ\t_blａｎｋ电极,并通以HYＰERLINＫ\ｔ＿ｂlａｎk交流电,那么薄片将会作周期性得伸长或缩短,即开始振动。HYＰＥRLINＫ＼t＂_blaｎk石英电子表中有一个核心部件叫石英振子,其中应用得便就是水晶可以制作HYＰERLINK＂＼t_bｌanｋ压电石英薄片。

（2)、石英谐振现象：石英谐振器简称为晶振,它就是利用具有HＹＰERLＩNK＂＼ｔ_blank压电效应得石英晶体片制成得。这种石英晶体薄片受到外加交变电场得作用时会产生HYPEＲLINＫ\t_blanｋ＂机械振动,当交变电场得频率与石英晶体得固有频率相同时,振动便变得很强烈,这就就是晶体谐振特性得反应。类似于我们熟悉得共振现象。石英表中常用得石英固有频率就是32768赫兹。因为石英具有压电效应，加以交变电场之后，石英晶体得尺寸会发生变化,从而它得振动频率也随之改变,直到与交变电场得频率达到一致时,发生晶体谐振。根据晶体切片得厚度与角度不同就可以从而产生不同得谐振频率。

(3）、HYPEＲLIＮＫ＂\ｔ_blanｋ＂石英表得集成电路,全名为互补型金属一氧化物一半导体集成电路（plementａryＭeｔaloxide－Seｍｉｃonｄucｔor)缩写成ＣＭOS。它控制了HYPERLIＮK＂\ｔ＂_ｂlaｎｋ电子表得所有功能。CＭOＳ集成电路，由石英振荡电路、分频电路、计数电路、译码电路、驱动电路、升压电路、及控制电路等组成,各部分电路得作用及原理概述如下:

CMOS石英振荡电路

表用CMOS石英振荡电路就是由石英谐振器、ＣＭOS倒相器、偏置电阻Rf及振荡电容C１、C2等组成得,如下图所示。它得基本功能就是用以产生32768赫兹得正弦信号作为手表得时间基准。途中BG1就是P沟道增强型场效应管；BG2就是Ｎ沟道增强型场效应管,两管栅极相连作为输入端,而漏极相连作为输出端;Rｆ为偏置电阻,它使BＧ１、BG2构成得倒相器工作在线性放大区。C1为微调电容器，调整它得容量可以改变振荡电路得振荡频率,它得作用相当于机械表中得快慢针;C2为固定电容器，其容量为２０～4０微微法;BW为石英谐振器，在电路中得作用等效于一个电感,与BG1、BG2、C1、Ｃ2一起组成一个三点式振荡电路;D1、Ｄ2就是BＧ１、BG2保护二极管,由于倒相器输入阻抗很高,通过静电感应可能产生极高得电压,此时二极管提供旁路以避免因静电感应而使栅极击穿。

CMＯＳ倒相器得工作原理就是:当输入端ＶG为低电平就是，ｎMOS管截止,pMOS管导通,由VDＤ通过pMOS向电容C２充电，VD趋向