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2025-07-11T14:03:54Z

Allgemeines

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Ein '''Uhrenquarz''' ist ein spezieller [[Schwingquarz]], der als [[Taktgeber]] unter anderem in [[Quarzuhr]]en und [[Echtzeituhr]]en Verwendung findet. Seine [[Frequenz]] beträgt 32,768 kHz = 32 768 [[Hertz (Einheit)|Hz]] = 215 Hz<ref name="Sch" /><ref name="Hei" /> (in der für Deutschland und Österreich genormten [[Schreibweise von Zahlen]]). Er wird in Form einer miniaturisierten [[Stimmgabel]] ausgeführt und in ein zylindrisches Gehäuse (Durchmesser typ. 2 … 3 mm) mit Drahtanschlüssen oder in einen quaderförmigen [[Surface-mounted device|SMD]]-Baustein eingebaut.
[[Datei:Inside QuartzCrystal-Tuningfork.jpg|mini|Nahaufnahme eines Uhrenquarzes (ohne Gehäuse)]]

== Allgemeines ==
[[Datei:Uhrenquarze-P1010636.JPG|mini|Eingebaute Uhrenquarze]]
Uhrenquarze schwingen aufgrund der besonderen Form mit einer vergleichsweise sehr niedrigen Grundfrequenz. Der Stromverbrauch elektronischer Schaltungen in der verbreiteten [[Complementary Metal Oxide Semiconductor|CMOS-Halbleitertechnik]] nimmt bei steigender Taktfrequenz zu. Durch die Wahl einer niedrigen Frequenz können besonders stromsparende [[Quarzoszillator]]en mit Batterieversorgung realisiert werden, wie sie bei Uhrensystemen und Quarzuhren üblich sind. Die Leistungsaufnahme eines Uhrenquarzes liegt bei maximal 1 μW.<ref name="qu1" /><ref name="qu2" /> Als Oszillatorschaltung für Uhrenquarze wird üblicherweise die [[Pierce-Schaltung]] verwendet.

Die Frequenz eines Uhrenquarzes ist außerdem wegen ihrer einfachen Teilbarkeit festgelegt, um den für Uhrensysteme wesentlichen Sekunden[[Puls (Elektrotechnik)|puls]] ableiten zu können. Die Halbierung einer Frequenz ist schaltungstechnisch mittels eines [[Flipflop#T-Flipflop|T-Flipflops]] mit geringem Aufwand möglich. Eine [[Reihenschaltung]] von 16 T-Flipflops kann so aus der Quarzfrequenz von 215 Hz die Frequenz von 0,5 Hz generieren, die bei elektro-mechanischen Quarzuhren zur Ansteuerung des [[Lavet-Schrittmotor]]s dient. Jeder Phasenwechsel ruft einen Sprung des Motors hervor, der das Werk über das Sekundenrad antreibt.

Uhrenquarze sind im [[Quarzschnitt]] ''X'' oder ''XY'' ausgeführt. Die Stimmgabel wird aus dem [[Quarz]] mechanisch durch Sägen oder mittels Ätztechniken geformt. Auf die Zinken werden die metallischen [[Elektrode]]n aufgedampft, die mit den äußeren Anschlüssen verbunden werden.

Die relative [[Grenzabweichung]] bei der [[Bezugswert|Bezugstemperatur]] von 25 °C liegt im Bereich von 20 [[parts per million|ppm]].<ref name="qu1" /><ref name="qu2" /> Der Temperatureinfluss auf die Frequenz wird typischerweise durch eine [[Parabel (Mathematik)|Parabel]] wiedergegeben.

:<math>\frac{\Delta f}f = -a \cdot (t - t_{25})^2</math>

mit einer Parabelkonstanten <math>a</math>, deren Wert bei Uhrenquarzen im Bereich von 0,04 ppm/°C2 liegt.<ref name="qu1" /><ref name="qu2" /> In der Umgebung der Bezugstemperatur <math>t_{25}</math> ist der Einfluss besonders gering. Eine Abweichung von <math>t_{25}</math> (d. h. der typischen Umgebungstemperatur 25 °C) um ±5 °C bewirkt eine Frequenzabweichung um −1 ppm.

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor = Bernd Neubig, Wolfgang Briese
|Titel = Das große Quarzkochbuch
|Verlag = Franzis’ | Ort = Feldkirchen | Jahr = 1997 | ISBN = 3-7723-5853-5 | Online = https://www.qsl.net/dk1ag/buch.html }}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Sch">Elmar Schrüfer, Leonhard M. Reindl, Bernhard Zagar: ''Elektrische Messtechnik: Messung elektrischer und nichtelektrischer Größen.'' Hanser, 11. Aufl., 2014, S. 326</ref>
<ref name="Hei">Joachim Heintze: ''Lehrbuch zur Experimentalphysik, Band 3: Elektrizität und Magnetismus.'' Springer, 2016, S. 60</ref>
<ref name="qu1">{{Internetquelle | url=http://www.knap.at/datenblaetter/qua/qua_nic_sxct2f-wk.pdf | titel=Technisches Datenblatt SXCT2-S | kommentar=PDF; 65 kB | titelerg=SMD-Uhrenquarz | zugriff=2010-09-03 | archiv-url=https://web.archive.org/web/20180218090342/http://www.knap.at/datenblaetter/qua/qua_nic_sxct2f-wk.pdf | archiv-datum=2018-02-18}}</ref>
<ref name="qu2">{{Internetquelle | url=http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/156007-da-01-en-QUARZ_MH32768C.pdf | titel=Technisches Datenblatt MH32768C/L | titelerg=Zylindrischer Uhrquarz | zugriff=2018-02-17 | archiv-url=https://web.archive.org/web/20190412082518/http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/156007-da-01-en-QUARZ_MH32768C.pdf | archiv-datum=2019-04-12}}</ref>
</references>

[[Kategorie:Passives Bauelement]]
[[Kategorie:Uhrentechnik]]

Uhrenquarz - Versionsgeschichte

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