硬核动画时间从哪来晶振是如何记录时间的

如果世界上没有时钟,让你来做出世界上第一块时钟,你会怎么做?我们知道一天有24小时,一小时有60分钟,一分钟有60秒,可以得出一天有86400秒,也就是将一天时长平均分割为86400份。接下来就是找出某个物件,要做到一天平均持续的跳动86400次,每动一次记录一次,然后每60次记录为一分钟,每记60分钟记为一小时,跳完就是一天,时钟的技术模型就有了。那么问题来了,什么样的东西能做到保持一天平均跳动86400次呢?假设用单摆,单摆的特性,不管悬挂的物体有多重,在长度不变的情况下,摆动一个来回的时间都是相同的。通过实验,单摆长控制在0.994米,就能实现单次摆动时间约为1秒,这就是早期钟摆式时钟的圆形,一天摆动86400次,但这种时钟最大。大的缺点就是依靠地心引力,重力偏差一点点,摆动幅度就会受影响。比如在海面上或者在地球,不同的位置都会出现明显误差,一天差十几秒,一周就差几分钟,所以摆钟并不是最好的方案。那在物理上还有什么东西能做到平均规律的跳动呢?这是块石英晶体,如果给它施加压力使其形变,它的两侧会产生电压放电。同理,给石英施加电压,它反而会产生形变,这就是石英晶体的压电效应。将音切割成类似音叉的形状,施加交流电会产生机械振动,振动同时两端会输出对应频率的振动电压,这个电压非常精确稳定。带上壳封装起来就是电磁电路中的晶振,这是晶振的符号,将晶振放在这个电路中,通电后,晶振开始小幅度震荡,上边是反向放大器,通电时电路产生多个无规则噪声,会被放大器放大,这些波形传递到晶振。其中和晶振震荡频率相差太远的波形无法通过,而最贴近晶振震荡的波形会作用在晶振上,然后产生新的震荡波形反馈回放大器,然后再次放大,然后继续作用在金针上。经过多轮循环后,最终放大器输出的波形和金振震荡的波形变成相同,也就是谐振频率。通过晶振的切割工艺,将晶振做成最高一秒钟震动32768次。接下来搭建一套分频器系统,输入32768Hz频率的脉冲信号,第一个分频器输出除以2等于每秒16384个脉冲信号,在下一个分频器同样遵循除以2继续输出,连续传输到第15次,这时输出频率正好是1Hz的脉冲信号。从最开始的金振震荡32768Hz频率,最后时间非常规律,平稳的输出一秒一个脉冲信号。利用这个信号再告诉马达,动一次马达,接着秒针就能看到平均一秒一秒的走起来了,剩下的只要利用齿轮的原理,加上分针和时针,一个完整的时钟就做出来了。我是电子工程师,华哥,很简单,对吧?

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