Många klockor är utrustade med en kvartsrörelse, vilket ger mycket noggrann tidsåtgång till en minimal kostnad. Kvartskristaller, vanliga i många elektroniska enheter, ger ett jämnt sätt att mäta tid över ett brett spektrum av miljöförhållanden. Batteriet som driver de flesta kvarts-rörelse klockor kan i förra år på grund av kristallens energieffektivitet.

Operationsteori

Kvartskristallen skapar en konstant uppsättning pulser, vanligtvis med en hastighet av 32.768 oscillationer per sekund (Hz). En elektronisk krets övervakar denna ström av pulser och matar ut en puls för varje 32.768 ingångspulser som den mottar. Denna utgångspuls är nu vid en frekvens av en puls per sekund och är tidreferensen för klockan. Displayen uppdateras en gång per sekund.

Quartz Crystal

En kvartskristall är en liten bit av antingen tillverkad eller naturligt förekommande kiseldioxid. Denna kristall är en specifik storlek och orientering och har väldefinierade fysikaliska egenskaper. Kiseldioxid har en piezoelektrisk egenskap, vilket innebär att den vibrerar när den utsätts för en elektrisk spänning. Vibrationen beror på kristallens skärpa och är mycket stabil trots ändringar i temperaturen.

Oscillatorkrets

Vid anslutning till en kvartskristall genererar en oscillatorkrets en stadig ström av pulser på kristallens karakteristiska frekvens. För en klocka är frekvensen 32.768 kHz vanlig. Ett batteri driver oscillatorkretsen som ger en konstant frekvensutgång oberoende av temperatur, spänningsfluktuationer eller rörelse av klockan.

Uppdelningsomgång

Utgången från oscillatorn matar in i en krets som kallas en räknare. Denna krets räknar upp antalet ingångspulser som mottas och utfärdar en enda utgångspuls när den når ett förutbestämt värde. För 32.768 kHz-exemplet används en 15-bitars räknare. En 15-bitars räknare ger en utgångspuls för varje 32.768 ingångspulser som den mottar, och utmatar därför en puls per sekund.

Tidskärm

Tidskärmen för en kvarts-rörelseklocka kan vara analog eller digital. För en analog bildskärm flyttar en liten stegmotor den andra handen 1 /60th av klockans omkrets för varje puls. En digital bildskärm uppdaterar bildens sekundersiffror med en för varje puls.