電子表發(fā)明

山崎淑夫:發(fā)明液晶電子手表

1965年山崎淑夫大學畢業(yè)。日本青年總是很喜歡任職于大企業(yè)，他們認為這樣比較牢靠。當時的山崎淑夫第一想去豐田汽車，第二是喜歡東芝，第三是松下。但他的指導教授卻給 他寫了一封信，推薦他去一家名叫精工舍的小公司上班。他猶豫了很久，但最終還是聽從了教授的意見。這家制表公司今天的全稱便是大名鼎鼎的精工愛普生的母公司。

這一去，他便在這家當時名不見經傳的精工制表公司一直干到今天，當年的青年如今已是一頭華發(fā)。然而很多時髦青年今天看到這位老人，可能還不知道自己的手腕上就戴著人家的發(fā)明--山崎淑夫是液晶顯示電子表的發(fā)明人。小小的電子表是山崎一生最引以為豪的發(fā)明。

"我進入精工公司后一直從事研制工作，沒日沒夜地做，周圍的雇員都是一樣拼命的。" 每當向媒體或者后輩說起這件成功的往事，山崎總是感到十分欣慰，"研究定位在新手表的研制上，當時還有很有日本企業(yè)沉迷于機械式手表的成功，但是我認為消費者期待更好用的手表。"

為了新手表，他一個人單槍匹馬苦苦鉆研，經常是在別人下班以后還在廢寢忘食地反復試驗。精工制造的老社長注意到了這個勤奮的年輕人，給了他很多關照。大約失敗了數(shù)百次之后，4年后的精工拿出了第一塊液晶顯示電子手表。

就在產品即將投放市場前夕，社長還在問山崎，問他有沒有把握成功，言下之意是如果沒把握，馬上收手還來得及，但山崎堅定地回答有把握。精工企業(yè)遂投入了巨資，打出了"精工表"品牌。在1973年，精工制造開發(fā)出世界上第一塊液晶顯示式數(shù)字石英手表"精工石英06LC"。

事實證明，液晶電子表以其精確、廉價、節(jié)電和款式多樣化的優(yōu)點，廣受青睞，帶動了手表行業(yè)的一場革命，精工表的利潤迅速提升，其他日本廠家也紛起效尤。精工制造也是憑借了小小的電子表，一舉趕上東芝和松下。

山崎淑夫由此悟出了道理:世上無難事，關鍵是事在人為。一個公司起初沒有名氣并不可怕，可怕的是自甘墮落，不思進取。"只要有不斷創(chuàng)新的思想，腳踏實地不斷努力，企業(yè)就會由小變大，產品就會由不知名到躋身于世界知名品牌之列。"山崎以自己的切身體會啟迪著后來人。

一提到時鐘，大家一定會想起振動。機械表利用的是機械振動，電子表當然是利用電學振蕩。最早的振蕩電路是由電感器和電容器構成，稱為LC電路，但其頻率穩(wěn)定性卻不大好，后來，科學家們用石英晶體代替LC振蕩器，就大大提高了頻率穩(wěn)定性。石英為規(guī)則的六邊形晶體。在石英晶體上按一定方位切割下的薄片叫做石英晶片。石英晶片有一個奇妙的特性:若晶片上加以機械力，則在相應的方向上就會產生電場。這種物理現(xiàn)象稱為"壓電效應"。當在石英晶片的極板上接上交流電場。當外加交變電壓的頻率與石英晶片的固有頻率相等時，就會產生共振。這種現(xiàn)象稱為"壓電共振"。利用這種穩(wěn)定的振蕩特性，人們就創(chuàng)造出了精度極高的電子表和石英鐘。

電子表是20世紀50年代才開始出現(xiàn)的新型計時器。最早的一款電子表被稱做"擺輪游絲電子表"，它誕生于1955年。這種手表用電磁擺輪代替發(fā)條驅動，以擺輪游絲作為振 蕩器，微型電池為能源，通過電子線路驅動擺輪工作。它的走時部分與機械手表完全相同，被稱為第一代電子手表。1960年，美國布洛瓦公司最早開始出售"音叉電子手表"。這種手表以金屬音叉作為振蕩器，用電子線路輸出脈沖電流，使機械音叉振動。它比擺輪式電子手表結構簡單，走時更精確，被稱為第二代電子手表。1969年，日本精工舍公司推出了世界上最早的石英電子表。石英電子表的出現(xiàn)，立刻成為了鐘表界主流產品，它走時精確，結構簡單，輕松地將一、二代電子表，甚至機械表淘汰出局。石英表又稱"水晶振動式電子表"，因為它是利用水晶片的"發(fā)振現(xiàn)象"來計時的。當水晶受到外部的加力電壓，就會產生變形和伸縮反應;如果壓縮水晶，便會使水晶兩端產生電力。這樣的性質在很多結晶體上也可見到，稱為"壓電效果"。石英表就是利用周期性持續(xù)"發(fā)振"的水晶，為我們帶來準確的時間。

電子表可分為數(shù)字式石英電子手表、指針式石英電子手表及自動石英表和光動能手表

1.數(shù)字式石英電子手表

石英晶體的壓電效應和兩極管式液晶顯示相結合的手表，其功能完全由電子元件完成。

2.指針式石英表

石英表的能源來自氧化銀扣式電池，氧化銀扣式電池向集成電路提供特定電壓之后，通過其中的振蕩電路和石英諧振器使石英振子起振，形成振蕩電路源。從振蕩電路中輸出的頻率為32768赫茲的電信號進入分頻電路后經過16級分頻產生出0.5Hz的脈沖信號，再經過窄脈沖電路輸出脈沖信號進入驅動電路中去放大，并且形成交替變化的雙向脈沖信號，從而驅動步進電機作間歇性轉動，進一步帶動傳動輪系，使表針準確地顯示時間。

電池-----提供能源，確保電路正常工作。

電路部分-----提供頻率和功率穩(wěn)定的電脈沖，推進步進電機轉動。

X步進電機-----把電子器件部分輸出的電能轉換成機械能。

傳動輪系-----把電機轉了輸出的機械能轉動逐級傳遞給秒輪、分輪、時輪、撥歷輪。

走針機構-----帶動指針轉動指示時間。

撥針機構-----調校時間和日歷、周歷、還具有止秒功能。

3、自動石英電子表

它是自動表與石英表的結合體，其動力來源來自配戴者手臂的擺動帶動表內的自動盤轉動，所產生的動能推動內制的微型發(fā)電馬達轉化為能源，為表內的石英裝置提供充足電力，多余的電能則會被微型電容器儲存起來。這種利用機械能轉化為電能的設計，在經過現(xiàn)今技術的不斷改良后，充滿能量時，可持續(xù)運作達數(shù)十天之久。自動石英表結合自動表的上鏈方便性與石英表的精準，且無須使用電池，更加環(huán)保，已有越來越多品牌制作這類型手表。

注意事項:要定期保養(yǎng)，并且避免將表放置于有磁性的地方。瑞士天梭表和日本精工表都是較出名的自動石英表。

4. 太陽能電子表

太陽電池是使用純度極高的硅片制成的，這種硅片經過特殊處理形成兩層極薄的薄層，當陽光或燈光照射到硅片表面，就能把光能轉變?yōu)楣怆娏骷肮怆妷?。電流由電壓高的太陽電池流至電壓低的手表電池而得以充電。為了防止太陽電池所流入手表的電壓太高，內部有二極管及電阻來充當緩沖器以便保護手表電池及壽命。

注意事項:定期檢查當然是免不了的，另外要注意，更換電池時必須使用塑料或竹鑷子夾取，使用金屬鑷子易造成短路。光動能手表工作原理:首先通過太陽能晶片將光能轉換成電能，并將電能儲存在可循環(huán)使用的鈦鋰離子充電電池中，再由電池發(fā)出的電能通過集成電路產生脈沖信號到線圈并產生磁力驅動步進馬達，由電能轉換成動能，推動齒輪轉動并帶動指針來指示時間，充滿電后黑暗中可運行40-180天左右，走時精確，充電電池壽命10年。

5.多功能電子手表

"多功能電子手表"的機芯是手表設計制造技術和精密工藝的極品之作，這類電子手表除了顯示時間之外，它更是集中了其他多種功能。如顯示月相和季節(jié)，并可設定每小時、每十五分鐘響鬧報時，具有萬年歷等。這種手表的結構繁密，其設計就像房子，是層疊式的。最底層是地牢，是時間裝置，顯示時、分、秒;第二層是報時打簧裝置，設計精密的型號可以每小時、每刻鐘、每五分鐘報時，甚至可以在每一刻鐘后逐分報時。機芯由1400至1800塊零件，個別只有千分之一毫米大小，每一部分均經頂級師傅切割、打磨和琢造。就技術、科技和手工造詣而言，世上只有數(shù)家歐洲鐘表廠集備諸種條件，可以制造少數(shù)手表。放眼當今業(yè)界，懂得制造這些"復雜功能表"的匠師。人數(shù)不足一百。而技藝高超的制表師傅制造一只此類機芯，一般要花上六至十二個月。

6.LED電子表

LED手表是用環(huán)保炫麗的LED燈來顯示時間，突顯個性化、藝術化的設計理念,LED手表的款式各異，甚至完全顛覆傳統(tǒng)手表的讀時觀念。深圳龍科美在LED手表方面有著獨到的技術和設計制作理念。LED手表跟其他手表最大的區(qū)別就是手表機芯內部裝有LED燈和LED顯示屏，主要功能在于LED顯示效果。如今，手表的用途已遠遠超過了最初顯示時間的功能，而是通過它的華美與精致，來凸顯佩戴者的氣質，給人增光添彩。

電子表，以電池為能源代替發(fā)條，不用手上弦，有多種結構，外形同機械手表，統(tǒng)稱電子手表，根據結構形式與發(fā)明的先后，電子表分為四代。

第一代是擺輪游絲電子手表，是以擺輪游絲作為振蕩器，以微型電池為能源，通過電子線路驅動擺輪工作。

第二代是音叉電子手表，是以金屬音叉作為振蕩器，用電子線路輸出脈沖電流，使機械音叉振動。

第三代是指針式石英電子手表，是利用石英諧振器作為振蕩器，通過電子分頻器后驅動步進馬達帶動輪系和指針。

第四代是數(shù)字式石英電子表，它也是采用石英諧振器作為振蕩器，不同的是它經過分頻、計數(shù)和譯碼后利用顯示器件以數(shù)字的形式來顯示時間。

前三代電子手表均帶有傳統(tǒng)的機械指針機構，而第四代采用大規(guī)模集成電路，完全脫離了傳統(tǒng)的機械結構的全電子手表。

電子表元件結構說明:

一、電池是電子手表的能源裝置。它給集成電路、步進電機的工作提供電能。

二、石英諧振器(也稱石英振子)是電子手表的振蕩系統(tǒng)。它與集成電路組成石英振蕩器，產生穩(wěn)定度高的電信號，作為石英電子手表的時間基準。振蕩頻率一般為32768Hz。

三、集成電路是將石英振蕩器產生的高頻電信號，經過挫形，變成方波，再通過分頻電路使高頻電信號降到0. 5Hz(周期為2s)的準確信號，然后通過窄脈沖形成電路和驅動電路，形成時間間隔為Is的雙向脈沖輸出。用它來驅動步進電機。

四、步進電機是石英電子手表的能量轉換機構，它將由集成電路輸入的電能轉換成磁能，再將磁能轉換成機械能來推動輪系轉動。步進電機通常是在雙向脈沖的驅動下，進行步進運動的。石英瑞士手表振蕩器每1s發(fā)出一個驅動脈沖，轉子轉動180。，步進電機則2s轉1圈。傳動輪系接受步進電機的機械能，使其運轉。通過各對齒輪傳動比的匹配，最后使秒輪、分輪和時輪按一定的轉速轉動，從而達到準確計時的目的。

五、撥針機構是用來校對時、分針及調整日歷、周歷機構的。它與機械阿瑪尼手表不同的是在柄軸拉出后，秒針即停止運動。

六、微調電容是用來校準石英振蕩器頻率漂移所造成的誤差，亦對手表走時快慢進行微量調整的，相當于機械手表中的快慢針。但新型的石英電子手表均已不采用微調電容了，一般采用固定電容(已與石英諧振器匹配好快慢的電容)。更先進的是采用邏輯調頻電路，使用邏輯控制方法來實現(xiàn)。這樣就節(jié)省了一個外接元件。

電源-----晶體振蕩產生32768HZ頻率------分頻------整流------濾波------模數(shù)轉換-----輸出

電子元器件

無方向器件(無源器件):

電阻:單位:歐姆

電容:單位:法拉

電感:單位:亨

有方向器件(有源器件):電解電容、 二極管 、三極管、蜂鳴器

機芯結構:

電源(電池)部分、PCB、元器件、膠罩、五金

檢測環(huán)境、設備、方法。

精度、工作電流、靜態(tài)電流、功能。(使用壽命)

PCB---COB---焊錫----測試-----EL片----LCD----入罩----上板(上五金片)----測試----上電池----功能測試-----貼電池貼紙。

白板:1、首先電池是否有電，無電，更換電池;有電，將機芯AC點短路即可。2、電池有電，短路任不好的，修理PCB。

斷字(缺劃):1、可能是螺絲松動，打緊螺絲即可;2、駁馬條上有污物，重裝去除污物即可;3、LCD或PCB壞，更換以上元件。

按燈字閃或無字:1、電池無電，更換電池;2、電池電壓正常，按燈字閃，是亮燈干擾，增加干擾電容;

電子手表計時準確，不用每天上弦，價格便宜，很受消費者喜愛，但由于它全是電子器件，佩帶時與機械表有些不同要求。用液晶顯示的電子表，在陽光曝曬或長期高溫條件下容易老化;受潮后，最容易發(fā)生故障;受劇烈振動時，晶液玻璃和石英晶體容易損壞。使用一年左右，發(fā)現(xiàn)手表數(shù)字亂跳，顯時模糊或計時功能不正常時，應更換新電池，以免電池漏液損破電子器件，為了節(jié)省電池，應盡量少用照明燈和鬧時裝置。