根据维基百科:
许多时钟使用 32.768KHz 晶体。这是因为晶体小于 1Hz 晶体吗?
如果 1.0 Hz == 1.0 秒。那么,为什么需要划分呢?
根据维基百科:
许多时钟使用 32.768KHz 晶体。这是因为晶体小于 1Hz 晶体吗?
如果 1.0 Hz == 1.0 秒。那么,为什么需要划分呢?
主要原因是 1 Hz 晶体在物理上必须非常大。晶体是一块以特定频率机械振动的石英。由于夸脱表现出相当强的压电效应,这些振动也会产生电信号,反之亦然。
不久前,将一个物理上很小的晶体降低到 33 kHz 的谐振频率是一个突破。诀窍是像音叉一样塑造石英。这允许比相同尺寸的固体石英块慢得多的振荡。然而,再扩大 4.5 个数量级将使晶体变得更大。
很难想象 1 Hz 晶体的用途是什么,考虑到以更快的频率开始然后用计数器分频是多么便宜和容易。33 kHz 已经很慢了,如果运行得更慢,您将不会获得任何显着的节能效果。事实上,从 1 Hz 方波中滤除谐波并仍然为产生该频率所需的尺寸晶体提供驱动将需要更多的功率。这没有任何意义。换句话说,一个带有驱动电路和数字计数器的 33 kHz 晶体比带有驱动电路的 1 Hz 晶体更小、更便宜,并且功耗更低。
除了制作 1 Hz 晶体的实际问题外,每个晶体都会有一定程度的抖动。如果您有一个 1Hz 晶体来生成 1 秒的滴答声,那么该抖动的每一位都会在您的时钟中显示为错误。如果您从更高的频率开始并进行分频,则该错误会最小化。
例如,具有 1% 抖动的 1Hz 晶体会给您 1 秒 +/- 1% 的滴答声。具有 1% 抖动的 1kHz 时钟经过三个除以 10 的芯片将为您提供 1 秒 +/- 0.001 % 的滴答声。
编辑: http ://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/Clock-Division-WP.pdf对此进行了很好的讨论。特别注意图 6 中随着除法增加的相位噪声降低,下表显示了以时间表示的抖动保持不变。
生活中的大部分“身体状况”不会影响 32k xtal。我们的身体生活在最高几十赫兹的低频率(听力除外),一个 1Hz 的 xtal 会出现一些共振颠簸。还考虑到它将近一英里长(根据布赖恩·德拉蒙德的说法)为我解决了这个论点。
好吧,也许蝙蝠会打扰 32k xtal?
由于环境问题,漂移也存在问题。来自维基:
晶体的频率特性取决于晶体的形状或“切割”。通常切割音叉晶体,使其频率随温度变化为以 25 °C 为中心的抛物线曲线。这意味着音叉晶体振荡器将在室温下谐振接近其目标频率,但当温度从室温升高或降低时会减慢。32 kHz 音叉晶体的常见抛物线系数为 −0.04 ppm/°C²。
在实际应用中,这意味着使用常规 32 kHz 音叉晶体构建的时钟将在室温下保持良好的时间,在高于(或低于)室温 10 摄氏度时每年损失 2 分钟,在室温下每年损失 8 分钟。由于石英晶体,高于(或低于)室温20摄氏度。
实际上,1Hz 的晶体意味着温度的最轻微变化,将导致时钟每天以分钟为单位快或慢,而不是纳秒。一年多来,这将使它成为有史以来最不准确的时钟之一,无需每日调整。
这只是温度。压力(和高度)、湿度和振动也会发挥作用。因此,除非晶体处于完全受控的环境中,否则普通的日常计时使用是不切实际的。