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三款石英钟机芯的拆解剖析(图片依赖症慎入)

 梦幻人9bznslka 2019-08-05
        随着时代的发展,计时发生也在发生着翻天覆地的变化。石英钟以自身的优良性能取代了传统的机械钟表,占据了主流市场。石英钟以计时准确、小巧玲珑、价格低廉、安装方便、性能优异、防磁防震的优点倍受人们的喜爱。下面是几款石英钟机芯的拆机。
    第一款是从住宅楼后过道中捡到的,它的外壳较差,估计不是好货。撬开两侧的塑料卡扣,石英钟机芯就乖乖地撬开了。在机芯的顶端是电路部分,电路相当简单,但有较高的技术含量,电路板是一个长条形的胶木板,上面除了一个IC,一个晶振和几条导线以外什么都没有。机芯的输出端连接一个匝数很多的线圈,线圈中间有一个较小的铁芯能将磁信号传导在旋转磁铁上,磁铁就会偏转。如果信号始终变化,则磁铁就会不停的旋转,带动齿轮旋转走时。IC是石英钟机芯的核心,它内部有控制电路和驱动电路,能将晶振的高频振荡转换为周期为2s的交变电流,驱动电磁机构走时。
    这款石英钟机芯有一个独特之处就在于它的铁芯,铁芯是由几片硅钢片组合成的,导磁能力强。它的缺点是耗电量大,走时噪声大,同时材料也较次,不耐用。
    第二款机芯是从破平房里捡到的。有一天我心情好,就到破烂不堪的破平房里淘宝。淘到了一对耳机喇叭、一块石英钟机芯和一个手机充电器(将在下文中说明)。其中的石英钟机芯做的很精致,外壳较坚固,费了我九牛二虎之力才撬开。里面的电路板是黄色的,很精致,上面的铜线很清晰,犹如一件艺术品,很有怀旧感。导线夹在了电路板的两侧,连接很牢固,有效地防止意外断电。所用的材料较好,上面除了IC和晶振以外还有一个瓷片电容器,保证了走时的准确性。这款石英钟机芯的电磁部分较前一款精致,线圈绕线比较整齐,同时还有一块绝缘胶带粘贴防止线圈脱落。铁芯上有Japan的字样,估计它是日本进口的。它的机械部分打磨比较光滑,走时噪声较小,且防止磨损,延长寿命。这款机芯的走时很准,几个月也不用校对时间。同时这款机芯的耗电量较小,减少电池的更换,有利于环保。
    第三款机芯也是从破平房里捡到的。这款机芯较前两款机芯有一个独特之处,就是在后盖上有一个机械开关,能控制磁铁的转动,设计的比较贴心。它的外壳也比较坚固,撬开很费力。电路板较粗糙,电路板和电源导线采取触接的方式,有一点像Nokia的手机充电器,但连接不是很可靠,容易意外断电。这款产品的电磁组件较精致,绕线整齐,其独特之处是线圈导线两端连接在2个铜制接线柱上,连接较可靠,不易断线。这款机芯的左上方留有较大的空间,可供升级使用。这款机芯的机械部分集中在机芯底部。除此之外,这款机芯的外壳上有一个向日葵娃娃脸,能给人带来好心情,也是其美妙之处。
    关于石英钟机芯的机械机构的工作原理,这里有必要说明。首先,磁铁在交变磁场(有交变电流产生,大小和方向时刻变化)的作用下会旋转,通过齿轮啮合机构驱动变速机械减速后,将动力传递到与秒针连接的轴,使秒针转动,同时秒针的速率减小,功率不变。然后连接秒针的轴又会驱动变速机械,将动力传递到与分针连接的轴,使分针转动,速率减小为原来的六十分之一,功率不变。最后分针驱动最后的变速机械,将动力传递到与时针连接的轴,驱动时针转动,速率为前者的十二分之一,功率不变,这样机械就有了计时功能。这种设计随着钟表的发明延续了几百年,直到数字时代的来临才改变了这个格局。还有一点,石英钟机芯的电源功率等于时针输出功率与电路损耗、机械损耗之和,因此打磨光滑的齿轮和设计较好的电路板有利于降低损耗,减少电池的更换,从而利于环保。
    时间可贵如黄金,匆匆如流水。我们要合理利用一点一滴的时间,使我们的生活更充实,更有意义。别看一个小小的石英钟,它使我们把握好每一分每一秒,合理利用时间。

附:一款山寨机充电器的拆解
    这款手机充电器有一个可爱的造型,USB接口的位置与其他充电器不同,它的铭牌上有3c认证,估计是一款良心货。我把它作为了音箱的电源,出乎我所料,扬声器中有较大的50Hz交流声。我比较好奇,用钥匙费劲全身力气将其撬开,里面的电路设计突出了山寨风格,但还是勉强通过了3c认证。交流导线很细,通过保险电阻器连接桥式整流电路,滤波电路和标准的山寨手机充电器无异,只有一个电解电容器,容值为2.2μF,难怪我听见了交流声。振荡部分的元器件都为插件,没有任何贴片元件,采取了古老的格局颇有怀旧感。
    变压器和山寨充电器没有区别,采用了普通骨架和绿色的绝缘胶带,次级线圈使用普通的漆包线,但经过浸漆工艺,勉强符合标准。初次级距离是5mm,能通过认证标准。
    次级电路用一个二极管作整流,并联220μF电解电容器滤波,效果稍逊。这款充电器有一个简单的稳压电路,提供相对稳定的电压。
    我猜想这款充电器是为山寨机设计的,品牌手机都注意形象,充电器的输出质量较高。山寨机价格低廉,充电器就有所欠缺了。

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