Hickporn Luch石英手表-还有一点超频

我们非常习惯的某些事情,有时认为非常过时和简单的事情,可能比仔细研究要复杂得多。

在我看来,最令人意想不到的复杂事物虽然是看似过时的,但却是石英表和胶卷相机。 数百年来,世界工业生产的发展以及数十亿美元的研发投入使它们成为现实。

这次我们将忙于石英表。 作为患者-一枚手表“白俄罗斯之光”(Ray of Belarus),该手表在远古时代就向我赠送。

手表本身看起来简单而禁欲。 Wires-这是我的倡议,其结果将在文章结尾:



在反面,我们看到一个微电路,该电路从32768 Hz石英产生0.5Hz方波。 曲折线被馈送到具有疯狂的匝数(电阻2.5kOhm)的线圈上,从而使机械装置运动。 双向移动都会使箭头前进1秒钟。



靠近一点 齿轮的间距为200微米。 在这里,它们可能仍然被压模挤出,而这项技术正是通过离子蚀刻将其切出的 ,使用的是MEMS所使用的相同技术来生产:



当然,让我们仔细看一下芯片(可点击)。 乍一看,在最底部有一个石英振荡器,然后主要数字百果馅是65536的分频器,上部的“蛇”的作用尚不完全清楚。



金属蚀刻后:


如果有人想恢复完整的培训计划(我相信数十年来已经解决了很多技巧),请写下,为了方便起见,我会摘下金属,这里很厚,几乎看不到任何东西。

石英本身仍然存在:金属外壳中的经典音叉。 外壳用玻璃密封。 电极喷涂在晶体本身上:



在石英的边缘上可以看到一些奇怪的线。让我们仔细看一下(可单击):



增强224-176:



增强34-36:



具体地,石英频率通过脉冲激光来调谐。 在使用激光之前-在工厂,他们经过仔细的机械轻微抛光,直到到达那里为止(误差容限不超过0.004%-仍然是职业...)。

但是整个地区的这些金字塔是什么? 锯切石英时,要在晶体学方向的XY平面上进行切割,并且在任何操作(蚀刻,加工)中,晶体都喜欢在其晶格方向上分解,在这种情况下,晶体在Z方向上留下金字塔。

控制石英的切割平面-并让他征服了世界(以及压电效应的存在)。 选择石英晶格的切割方向,可以控制谐振频率误差的温度依赖性。 当根据XY进行音叉切割时,在25-30°C的范围内获得了频率误差图的“零”收缩,当戴在手臂上时,该误差几乎为零。

选择更复杂的石英截止方向,可以找到带有两个零交叉点的选项,这可以在较宽的温度范围内提供较小的误差。 这就是受欢迎的切片出现的方式-AT(占此类石英的99%)和SC(更适合于超稳定的“炉式”发电机,在高温下甚至具有“搁板”)。

完全机械表的机械振荡器具有更高的温度系数(很多因素取决于它-植物力,重力矢量的方向,磁场)。

出人意料的是,世界已经完成了一轮-并以其所有缺点和对外部世界的依赖回到机械MEMS振荡器 。 他们正在通过最严格的校准和数字补偿来应对温度依赖性。 为了达到高质量,这些高科技机械振荡器在真空中运行,这使其在氦气中的运行不稳定,氦气可以穿过硅壳(由于在2%的氦气中最新iPhone的感觉无法操作,因此可以听到此问题)。 所有这些都是为了减小尺寸(尤其是厚度)和提高可制造性而开始的。

但是石英由于其独特的性能(低CTE,压电效应,通过晶体切割方向,抖动来控制谐振频率曲线的形状与温度的关系)在可预见的将来仍将是不可缺少的。

出于好奇

当然,我尝试通过连接信号发生器来分散时钟。 如果时钟以幅度仅为1V的标称频率运行,则394x的加速已经需要4.8V,507.4x-7V,最后需要582x-10V。

600倍速,因此它在1秒内飞行了10分钟-不可能以任何方式挤压,但是每秒582次运动已经很大。

这些高频率是“共振的”,只有几赫兹,时钟将在这种设置频率下工作。 如果您从其退回1-2 Hz,时钟将朝相反的方向:


本文中最困难的部分不是在酸中蚀刻芯片,而是录制视频以便可以听到时钟的滴答声。 一个非常现代的世界已经习惯了噪音。 然后,我什至不得不将信号发生器带到下一个房间-否则,变压器的嗡嗡声会阻塞一切。



如果您喜欢这篇文章, 可以在Patreon上支持该项目,在zeptobars.com上阅读有关打开微电路的简短说明。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN432608/


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