(纪养培)无微调手表,是一种廉价的低档的电子手表,它的结构和功能都较为简单,多数是三位半五功能显示(月、日、时、分、秒)。它的特点是省掉了振荡电路中的外接电容元件,主要是省去了微调电容,也有的连振荡电容也不用。这种手表的走时精度较差,每天误差有的达几秒至几十秒,一般都是偏快。
无微调手表虽然走时精度较差,但因价格低廉,不少读者有这种手表,并经常有读者来信询问如何进行改善。本文就无微调手表及其精度调整问题, 作一简单介绍。
无微调手表的识别
打开表壳后盖,如发现基片(线路板)上有约为φ4mm的缺口或圆孔空着(如图 1),或者在基片上找不到微调电容,则可确认为无微调手表。

无微调手表的走时误差因表而异。由于组装在振荡电路中的有关元件的质量差异和参数不一,精度误差范围并不相同,有的可以接近于正常,也有的稍快几秒,乃至每天快20秒以上的。如若走时偏慢或者每天快30~60秒以上,则应考虑还有其它的故障因素,并不单纯是无微调所造成。
无微调手表的工作原理
没有微调电容和振荡电容时,液晶手表的振荡电路为什么仍能正常工作呢?请看图2振荡电路元件组成图,上有CMOS反相器K、石英晶体Q、反馈电阻R\(_{f}\)、稳频电阻RD以及振荡电容C\(_{D}\)、微调电容CG等元件。其中石英晶体和微调电容为外接元件。而振荡电容则不一定,有的是直接制作在集成电路里面,有的是用固定电容外接在基板上。它们的作用分别是:石英晶体为主振频率元件,振荡电容和微调电容为反馈电容,CMOS反相器为放大和倒相元件,电阻R\(_{f}\)和RD分别为反馈偏置电阻和稳频电阻。

手表振荡电路是典型的电容三点式晶体振荡器,其交流等效电路如图3所示。在等效电路中,石英晶体Q呈感性,振荡反馈主要通过电容分压来进行,只要反相器具有一定的放大倍数,电路就能起振。

由于石英晶体本身静电容的存在,以及反相器输入端的CMOS栅电容、保护二极管结电容和其它分布电容的存在,形成了并联于C\(_{G}\)两端的电容 C'G,而在C\(_{D}\)两端存在着线间分布电容C'D。无微调手表虽然省去了C\(_{G}\)和CD,但因有C'\(_{G}\)和C'D在振荡回路中起着反馈电容的作用,所以电路仍能起振和工作。但因C'\(_{G}\)和C'D的容量很小,它使石英晶体应有的负载电容明显地减小了,造成回路频率的显著上升,产生了较大的走时误差。
走时精度的补救方法
从以上分析可知,无微调手表一般只要健全元件,其走时精度可得到恢复或提高。下面介绍几种常用的补救方法。
1.恢复微调电容和振荡电容。
微调电容的外形和尺寸如图4所示,它由调节螺钉、动片和定片组成,它的容量范围为5~35pF连续可调。微调电容的引脚,有动片脚和定片脚之分。动片脚和调节螺钉相连,只要将万用表拨至电阻挡测量,和调节螺钉相通的一脚即为动片脚,而另一脚则为定片脚。振荡电容的外形和尺寸如图5所示,常为容量固定的陶瓷电容,其容量可在8~39pF之间选用。在无法确知手表中是否装有振荡电容时,外加振荡电容不要超过30pF。


熟悉了对微调电容和振荡电容的要求以后,还要认准它在基片上的焊接位置。我们可以参阅图2,得知微调电容和振荡电容的一端和电池正极端(V\(_{DD}\))相连,而另一端分别接在石英晶体两个不同引脚的连线上。在各种不同图形的基片上,只要找到石英晶体的引脚连线,就可通过前已提到的缺口和圆孔,确定微调电容位置。再在石英晶体的另一引脚布线上,找到空脚焊区部位,确定振荡电容位置。例如在图6所示的基片中,我们可以根据上述方法,顺利地找到微调电容和振荡电容的确切位置,并将它们一一焊上。

焊接元件时,微调电容的引脚应剪短,特别要注意两脚不能焊错,动片脚应接电池正极(V\(_{DD}\))端,定片脚接石英晶体的引脚端。并注意将调节螺钉面向表壳后盖面,才能便于调校。用烙铁焊接微调电容时,不要加热过甚,以防两端电极银层游离脱落。另外,元件焊接时还应注意上锡量不要太多,更不要拉出毛刺和引起搭锡,防止产生不必要的短路和装配接触不良等现象。
经焊接电容后的表芯,可放在校表测试仪器上测量频率或日差,用无感起子慢慢旋动微调电容的调节螺钉,直至调整到日差为±0.5秒以内。如无仪器时亦可采用实走调校的方法,根据表机实走误差,不断改变微调电容动片的角度,仔细凑合到满意为止,当然这种方法只能进行粗调。
2.采用代用元件。
业余条件下,正规元件有时不易买到,那么,只要基片上的位置允许,可采用小型代用元件,如圆片电容、独石电容等。应选择容量符合要求、温度系数小和损耗小的电容。
代用元件最好备有若干档容量,在5~39pF之间按5pF或10pF分档配齐,以利调校走时误差时供选择使用。
调校时容量和误差的相互关系是:如果走时偏快,就增加电容容量;如果走时偏慢,就减少电容容量。
3.省去振荡电容,只用微调电容。
无微调手表中的振荡电容,往往内接在CMOS集成电路中,也有的外接在基片上,所以究竟有无振荡电容较难识别。考虑到振荡电容的调频效果不甚明显,总调范围仅为1~2秒/天,而微调电容则大得多,总调范围达10~20秒/天。因此在业余条件下,为减少装配焊接的困难,可以省去振荡电容,只加接一个微调电容就可以了。要是采用微调电容代用元件的话,一般每天走快15~20秒时只要加接一个15~20pF的电容就可以获得较为满意的走时精度。但是,如要取得较高的精度,最好通过实验或仪表来确定。
微调电容代用元件的焊接位置如图7所示,可从基片微调电容位置两端引出接脚,把代用元件焊在基片的背面(单面敷铜板的环氧面),以便于调换、焊接电容,并且装配余地较大,便于安装。但要做好引脚之间、以及引脚与表壳后盖之间的绝缘隔离工作,以防发生短路和漏电,一般用绝缘纸隔开即可。
