機(jī)械表在經(jīng)過這么多年的發(fā)展歷史之后,外觀方面可以有很多的設(shè)計(jì)思路與風(fēng)格,但是不論陀飛輪或者是擒縱機(jī)構(gòu)如何改進(jìn),都免不了要受外界因素的影響,精度的提升空間已經(jīng)是很小的了。擺輪游絲振蕩系統(tǒng)的振蕩頻率從原來的2.5HZ,提高到5HZ、6HZ。8HZ以至10HZ,已經(jīng)達(dá)到了它本身能力的極限了。
為了進(jìn)一步提高手表的精確度,鐘表研究人員,開始著手研制提高手表振蕩頻率的電子手表。電子手表的發(fā)展經(jīng)過以下幾個(gè)階段:
第一代:擺輪游絲式電子手表
瑞士物理學(xué)家馬克思·黑策爾(Max Hetzel)是歷史上第一個(gè)以小電池為能源,用晶體管來控制,不斷向擺輪游絲提供振蕩能量的人,從而誕生了世界上第一代電子手表。鑒于仍以擺輪游絲為振蕩源,所以它仍克服不了機(jī)械手表的缺點(diǎn)——頻率無法提高。其走時(shí)精度只能達(dá)到±3分/月,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
第二代:音叉式電子手表
馬克思·黑策爾(Max Helrel)于一九五四年至一九六O年設(shè)計(jì)研制了阿克隆(Accutron)音叉式電子手表,把頻率較高的音叉作為手表振蕩源。其頻率高達(dá)10 0HZ,突破了手表的傳統(tǒng)技術(shù),從而開始了手表工業(yè)的第一次技術(shù)革命,打開了振蕩源頻率從2.5HZ到幾百萬HZ的高頻石英手表發(fā)展的大門。
隨著音叉手表的發(fā)展,其頻率提高到360-480HZ,手表走時(shí)誤差達(dá)到±1分/月以下,比擺輪游絲式電子手表的走時(shí)精度提高了很多。但由于音叉的振動(dòng)頻率受制造音叉的材料的影響,走時(shí)精度仍不太高。再加之這種手表結(jié)構(gòu)復(fù)雜,防震性不好,有一定位差,所以音叉手表問世以后,實(shí)際上并沒有批量投產(chǎn)即被石英電子手表所取代。
擺輪游絲式電子手表和音叉式電子手表,其驅(qū)動(dòng)電路是基本相同的,均利用線圈與磁路之間相互的電動(dòng)作用。
第三代:石英電子手表
一九六二年,瑞士紐沙泰爾“電子鐘表中心(CEH)”拿出了第一批樣機(jī)"f32 i"型石英電子手表。它的諧振器是一根象火柴棒似的石英棒,振動(dòng)頻率為819 2HZ,采用了集成電路。這一成果是電子手表決定性的躍進(jìn),打開了手表石英化的大門,使走時(shí)誤差提高到±1分/年。
石英電子手表隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,而不斷得到改進(jìn)和提高。按照其振動(dòng)頻率的高低,石英電子手表又可分為三代。
第一代石英電子手表
上述'ct321v型樣機(jī)屬于第一代石英電子手表。由于工藝不能解決電能問題,當(dāng)時(shí)只能采用頻率低(8192HZ)的石英棒(石英頻率8~10KHZ)。
第二代石英電子手表
隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了功耗極小的CMOS集成電路,使電子手表能夠采用32768HZ(即215)頻率較高的石英棒。這就是第二代石英電子手表。目前普遍大批量生產(chǎn)的指針式和顯示型石英電子手表就屬于這一代。
第三代石英電子手表
又稱為高頻石英手表。一九七O年瑞士歐米加(Omega)表廠制造了世界上第一塊頻率高達(dá)2359296HZ(即2.4MHZ)的高頻石英電子手表,并于一九七三年以"Megaquartz2400"型的正式產(chǎn)品出售。日本西鐵城已制成了4.2MHZ的石英電子手表。