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Como todos sabemos, los relojes mecánicos son relativamente caros, con un rango de precisión de aproximadamente cinco a diez segundos por día. En comparación, los relojes de cuarzo son mucho más baratos, pero pueden mantener una alta precisión, con un error mensual de solo dos o tres segundos. ¿Por qué es así? Es por la presencia de un oscilador de cristal de cuarzo en el reloj de cuarzo.
Un oscilador de cristal de cuarzo es un tipo de dispositivo resonador fabricado con el efecto piezoeléctrico de los cristales de cuarzo. Se corta una rebanada delgada de un cristal de cuarzo en un ángulo específico, las capas de plata se aplican a sus dos superficies correspondientes para servir como electrodos, Y cada electrodo está soldado con un cable de plomo que se conecta a los pasadores. Junto con la cubierta de encapsulación, esto constituye un resonador de cristal de cuarzo, comúnmente conocido como oscilador de cristal de cuarzo o simplemente oscilador de cristal o cristal.
Debido a que la salida de frecuencia por el oscilador de cristal es una señal de frecuencia muy estable, se conoce como el corazón de los sistemas electrónicos, lo que permite que varios sistemas completen tareas dentro del tiempo especificado.
Desde la llegada de los circuitos digitales, el concepto del oscilador de cristal de cuarzo ha existido. Los primeros osciladores se construyeron utilizando resistencias y condensadores. Más tarde, se descubrió que el material de cuarzo proporciona un factor de muy alta calidad, que incluye buena estabilidad y ruido de fase, y excelentes parámetros de rendimiento de oscilación.
Porque el material de cuarzo tiene un alto valor Q (el valor Q es el factor de calidad, un parámetro que refleja la estabilidad de frecuencia. Cuanto mayor sea el valor Q, mayor será la estabilidad.), sus propiedades mejoran en gran medida los parámetros de rendimiento del material de cuarzo. Desde el siglo pasado, los osciladores de cristal de cuarzo han sido ampliamente utilizados. Con los avances en los parámetros y circuitos de producción, el desarrollo de varios parámetros del oscilador ha experimentado una mejora significativa.
El oscilador de cuarzo utiliza el efecto piezoeléctrico y la vibración mecánica del cristal de cuarzo para generar una señal eléctrica con una frecuencia extremadamente precisa y estable. La frecuencia de esta señal generalmente se establece en 32.768Hz, pero también se utilizan osciladores de frecuencia más alta en algunos relojes de alta precisión.
Esta señal de vibración de alta frecuencia proporciona al reloj una referencia de tiempo precisa, lo que garantiza un cronometraje preciso.
La señal de alta frecuencia generada por el oscilador de cristal de cuarzo debe procesarse más para convertirla en una señal de baja frecuencia adecuada para los requisitos de cronometraje del reloj (como 1Hz, es decir, una vez por segundo).
Este proceso generalmente se logra a través de un circuito de división de frecuencia, que divide la señal de 32.768Hz en una señal de pulso de 1Hz que se usa para impulsar las manos del reloj o la pantalla digital.
La frecuencia de oscilación del oscilador de cuarzo es mucho más alta que la frecuencia de oscilación de la rueda de equilibrio y la toma de pelo en los relojes mecánicos tradicionales (Hz típicamente de 2,5 a 5). Una mayor frecuencia de oscilación significa una mayor precisión de cronometraje.
Por lo tanto, la precisión de cronometraje de los relojes de cuarzo se mejora enormemente, manteniendo generalmente un alto grado de precisión.
El oscilador de cuarzo actúa como el "corazón" en los relojes de cuarzo, proporcionando una referencia de tiempo estable y precisa. Su oscilación de alta frecuencia y su precisa capacidad de cronometraje han hecho que los relojes de cuarzo sean ampliamente utilizados y reconocidos en la sociedad moderna.
