Quels sont les oscillateurs d'horloge?
Les oscillateurs d'horloge sont des circuits électroniques utilisés pour chronométrer certains événements. Ils peuvent être utilisés pour contrôler la vitesse à laquelle la trotteuse d’une montre clignote. Ces dispositifs peuvent être fabriqués à partir d'un certain nombre de matériaux, bien que le matériau le plus courant et le plus précis soit le cristal de quartz. Ces appareils utilisent un stimulus électronique pour créer un mouvement mécanique.
L'application d'un courant électrique à un oscillateur d'horloge provoque sa vibration ou son oscillation à sa fréquence naturelle. La fréquence naturelle des matériaux couramment utilisés dans ces circuits est étroite et stable. La fréquence d'oscillation rigide signifie que les ingénieurs peuvent utiliser les informations numériques relatives à cette fréquence pour déterminer la synchronisation des oscillateurs d'horloge. La fréquence peut être utilisée pour marquer les secondes ou d'autres unités de temps à l'aide d'une formule mathématique simple et de la fréquence connue de l'appareil. Les ordinateurs, les émetteurs radio et les récepteurs radio utilisent des oscillateurs d'horloge pour contrôler la synchronisation.
Le temps peut être mesuré en utilisant des oscillateurs d'horloge. Le matériau de l'oscillateur, qu'il s'agisse de quartz, de céramique ou d'un autre matériau stable, oscille à un taux prévisible lorsqu'un stimulus électrique lui est appliqué. La fréquence propre de l'oscillateur peut changer en fonction de la forme, de la taille et de la coupe du matériau, ce qui signifie que l'oscillateur doit être testé et étalonné avant utilisation. La plupart des oscillateurs d’horloge utilisés dans les montres ont la forme d’un diapason.
Le cristal de quartz est l’appareil le plus utilisé dans les oscillateurs d’horloge car il possède une fréquence propre très précise. Le cristal de quartz n’est pas particulièrement réactif aux produits chimiques, de sorte que très peu de changements se produisent dans sa structure, ce qui rend les oscillateurs à cristal de quartz précis pendant un grand nombre d’années. Bien que la température et la pression puissent affecter la gamme de signaux captés, les adaptations apportées au cristal et à son circuit peuvent atténuer les effets de ces modifications externes.
Le principe utilisé dans les oscillateurs d’horloge a été découvert pour la première fois par les frères Curie en 1880. L’effet piézoélectrique, la conversion de l’électricité en mouvement mécanique ou l’inverse, l’effet piézoélectrique inverse. Cette méthode de génération de mouvement était beaucoup plus stable que les modèles plus anciens, qui reposaient uniquement sur la mécanique. L'une des premières industries à avoir adopté le concept de l'effet piézoélectrique a été l'industrie horlogère, qui est passée de montres mécaniques qui nécessitaient un remontage à des oscillateurs à horloge à cristal, qui maintenaient l'heure avec une très faible dégradation.