実際にわからなかった部分
ブロック図は、水晶からモーターへ何かが渡されるレリーフェースのように見えますが、実際にはそうではありません。そのギャップを越えるものはほとんどありません。ここでは、エネルギーが実際に形を変える場所の2か所と、意図的に変化しない1か所を再描画しています。
00 / 修正
電池から2つの別々の経路が出ます。細い経路は水晶を振動させ続け、約 4 ナノワット を維持します。一方、太い経路はモーターを駆動し、約 0.9 マイクロジュール ごとに駆動します。それらの間には、有用な電力を持たない3番目の線があります。それは1秒ごとに1回だけ発生する論理信号、now です。
このすべての内容から残すべき1つのこと: クォーツは時計であり、エンジンではありません。機械的な要素が水晶から時計の手に伝わることはありません。時計内の2つの機械的システム、振動するフォークと回転するローターは、互いに接続されていません。
01 / 最初のエネルギー変換
クォーツは、中心対称性を持たない格子構造にSiO₂が存在しています。電場でシリコンと酸素のサブラットを逆方向に押し、それらが対称に戻らないため、単位セルの形状が変化します。これは逆ピエゾ電気効果であり、クォーツにおけるその大きさは d₁₁ ≈ 2.3 pm/V で、1ボルトあたり2ピコメートルの変形、原子直径の100分の1程度です。
02 / ストレッチを曲げに変える
単に長さが増えるだけのチネは役に立ちません。電極はパターン化されており、チネの断面の左半分では電場が一方に、右半分ではその反対方向に作用しています。一方が伸びて、もう一方が収縮し、そのようなバーは曲がるしかないのです。
03 / 電子的なものではないアンプ
1サイクルの推力は、チネ先端で約 20 pm に相当します。実際の移動距離は約 1 µm です。その5万倍の差はトランジスタではありません。それは Q によるものです。なぜなら、推力は動きに正確に同期して届き、それぞれが前の動きに加わって、サイクルごとの投入エネルギーがサイクルごとの損失エネルギーと等しくなるまで増幅されます。そのバランス点は、約 Q 倍の単一推力の変位に達するのです。
ループを明確に述べる。 電極に電荷が発生する。インバータはその電荷信号を増幅し、同じ電極へ戻すが、その位相は、歯がさらに曲がるようにする。損失は振幅に比例してエネルギーを除去し、増益は一定の割合でエネルギーを追加する。その両者が交わる振幅が、その動作の定常状態である。結晶は同時にセンサとアクチュエータであり、これは、単一のインバータで十分であると考えられる理由だ。
04 / 物理的に何が通過するかないギャップ
このギャップは予想外だった。結晶とモーターの間には、ただのディビデーションチェーンしか存在せず、ディビデーションは力、トルク、または意味のあるエネルギーを伝達しない。電圧は1秒間に1回、低い状態から高い状態に変化する。その変化が、時計の時間測定部分の唯一の出力である。
よって、頭の中にあるイメージは、結晶 → モーター ではなく、バッテリー → モーター である。結晶はワイヤのそばにストップウォッチを持ち、その場に立っていると考えるべきだ。
05 / 2秒間の変換
ここではエネルギーが実際に2回、形を変える。電気エネルギーから磁気エネルギー、そして磁気エネルギーから機械エネルギーへ。コイルは約12,000回の巻きで、非常に小さな電流でも利用可能な磁動力を作り出す。軟鉄のスタターは、そのフラックスを運び、ロータの両端の小さな面に集中させるために存在する。
数値の計算は、できるだけ確認した結果、正しいようです。 ロータは約 1.4 mm の幅で、1.5 mm の長さなので、その体積は 2.3 × 10⁻⁹ m³ です。SmCoで、残留磁気約 1 T をもつと、磁化は 8 × 10⁵ A/m となり、モーメントは m ≈ 1.8 mA·m² になります。一万二千回の巻きで、116 µA を流すと、1.4 安ペア（アンペア・ターン） となり、総空隙が数tenths of a millimetre（ミリメートルの数分）の場合、反発を考慮した結果、空隙磁場は数ミリテスラに達します。その結果、τ = mB ≈ 3.5 µN·m となり、これは実験ページのステップシミュレーションが、ダンテントバリアを越えるために必要なピークトルクと一致します。
06 / 3回目の変換で、唯一の普通の変換
ロータにトルクが生じると、私の目には、その以降は、時計作りの普通の作業に過ぎません。ロータは180°まで振動し、ステータのボア内の溝がそれをその位置に保持し、減速機構によりその半回転は60倍に縮められて秒針に、さらに720倍に縮められて時針に変換されます。
07 / チェーン、再確認
パターン電極に電圧を印加すると、水晶格子がピコメートル（10⁻¹² m）の範囲で歪み、そして、針の中央面で磁場が反転するため、その歪みは伸びではなく、湾曲として現れます。
駆動信号が運動と同相に到達するため、約5万回のそのピコメートルの推力が累積され、損失が追いつくまで、最終的に先端はちょうど32 768 Hzで約1マイクロメートルの移動を実現します。
その湾曲によって、同じ電極に電荷が発生し、1つのインバータがそれを増幅して戻し、そのループは自立して維持されます。周波数は、針の幾何学的構造によって決まり、電気的な要素とは無関係です。
15段のフリップフロップでその周波数を1Hzに分割します。出力は1本の線に電圧のエッジとして現れ、意味のあるエネルギーを含んでいません。それは電池とモーターコイルの間のスイッチを開放するための信号になります。
12,000回の巻き上げによる電流は、永久磁石ロータに数ミリテスラの磁場を生じ、ロータはその磁場と一致するように回転し、ステータの溝はその半回転後にそのロータを捕らえ、そして電車はその値を6度のダイアルに分割する。