Warum sollte eine moderne Digitaluhr auf die Netzfrequenz angewiesen sein?

Ich bin beim Militär, stationiert in Dschibuti, Afrika. Wir erzeugen 240 V / 50 Hz an der Basis, aber einige Gebäude haben auch 120 V-Steckdosen, von denen ich annehme, dass sie an einer anderen Stelle an der Basis umgewandelt wurden, wahrscheinlich in der Diesel-Generatorstation. Ich gehe auch davon aus, dass es auch 50Hz ist (siehe unten).

Wir haben gerade eine neue Kaffeekanne mit einem 120-V-Stecker und einer Uhr / Zeitschaltuhr erhalten:

Nachdem ich zwei Tage lang die Uhr gestellt hatte, auf heißen Kaffee gehofft hatte, als wir bei der Arbeit ankamen und feststellte, dass die Uhrzeit auf dem Display nicht korrekt war, stellte ich fest, dass die Uhr wahrscheinlich 5/6 langsamer ist, da die Stromversorgung 120 V beträgt. 50Hz statt 60Hz. Ein bisschen Zeit bestätigte, dass die Uhr tatsächlich jede Stunde zehn Minuten langsamer ist.

Ich hätte gedacht, dass die interne Uhr eine einfache Quarzuhr ist, die mit gleichgerichtetem Gleichstrom läuft, aber das würde (ich nehme an) die Frequenz des Kristalls nicht beeinflussen. Ich vermute also, dass die Uhr ein anderer A / C-Kreis ist.

Gibt es einen Grund (Kosten?), Warum die Uhr auf einem 60-Hz-Signal basiert?

Warum? Sie treffen es genau, es ist auf ein Budget ausgelegt.

Die Netzfrequenz über lange Zeiträume ist oft sehr gut geregelt; Die Grafik auf dieser Seite in den Niederlanden zeigt eine Abweichung von nicht mehr als 40 Sekunden über 70 Tage. mehr als genau genug für einen blöden Kaffee Wecker / Timer. Sie können sehen, dass die kurzfristigen Schwankungen auftreten, zum Beispiel in dieser kleinen Echtzeitanzeige des britischen Stromnetzes.

Was die Verwendung der Netzfrequenz in einem Logikschaltkreis (oder mit einem Mikro) betrifft, ist dies wahrscheinlich ziemlich trivial. Führen Sie ihn (oder wahrscheinlich den Ausgang des Transformators) durch ein paar passive Elemente (hohe Widerstände), möglicherweise eine Diode (oder interne Klemmdioden) und einen Taktgeber. Wenn es auf ein Budget ausgelegt ist, ist es wahrscheinlich nicht isoliert, sodass Sie mit allerlei spaßigen, kostensparenden Methoden davonkommen können.

Langzeitstabilität und Uhrzeitsynchronisation - Quelle

Die Regelung der Netzfrequenz für die Genauigkeit der Zeitmessung war erst nach 1926 und der Erfindung der von einem Synchronmotor angetriebenen elektrischen Uhr üblich. Heutzutage regeln Netzbetreiber die tägliche Durchschnittsfrequenz so, dass die Uhren einige Sekunden vor der korrekten Uhrzeit stehen. In der Praxis wird die Nennfrequenz um einen bestimmten Prozentsatz angehoben oder abgesenkt, um die Synchronisation aufrechtzuerhalten. Im Laufe eines Tages wird die durchschnittliche Frequenz innerhalb weniger hundert Teile pro Million auf dem Nennwert gehalten. Im Synchronnetz Kontinentaleuropas wird die Abweichung zwischen Netzphasenzeit und UTC (basierend auf der internationalen Atomzeit) täglich um 08:00 Uhr in einer Leitstelle in der Schweiz berechnet. Die Zielfrequenz wird dann von 50 Hz nach Bedarf um bis zu ± 0,01 Hz (± 0,02%) eingestellt. um einen langfristigen Frequenzdurchschnitt von genau 50 Hz × 60 Sek × 60 Min × 24 Stunden = 4.320.000 Zyklen pro Tag zu gewährleisten. In Nordamerika wird immer dann, wenn der Fehler 10 Sekunden für den Osten, 3 Sekunden für Texas oder 2 Sekunden für den Westen überschreitet, eine Korrektur von ± 0,02 Hz (0,033%) angewendet. Zeitfehlerkorrekturen beginnen und enden entweder zur vollen oder zur halben Stunde

Warum sollten Sie sich auf diese Methode verlassen - es ist eine bewährte Methode und sie driftet kaum in massiven Zeiträumen heraus - wenn sie driftet, dann, weil sie entweder fehlerhaft ist oder die Mechanismen in der Schweiz versagt haben (Europa)?

Mangel an Wartung muss ein wirklich guter Grund sein, obwohl die Häufigkeit, mit der die Servicetechniker für unsere Getränkeautomaten zu erscheinen scheinen, dies ausschließt !!

Wie jemand mir einmal über TV-Design Anfang der 1970er Jahre sagte, wenn man einen "Widerstand retten kann, der ein Held ist", handelt es sich bei der Unterhaltungselektronik für den Hersteller um einen FOB-Preis, nicht um den Preis, den man als Verbraucher zahlt.

Ein Gerät wie eine Kaffeemaschine, die einen signifikanten Strom schaltet, schaltet häufig am Nulldurchgangspunkt des Netzzyklus, um Störungen zu reduzieren. Bei einer ohmschen Last fließt zu diesem Zeitpunkt kein Strom, sodass keine Interferenz erzeugt wird. Sie werden vielleicht bemerken, dass manchmal das Einschalten von Dingen wie Lichtern, die einen einfachen Schalter ohne Nulldurchgangserkennung haben, TVs, Audiogeräte usw. in geringem Maße beeinträchtigt.

Sobald die Wechselstromleitung bereits überwacht wird, um diesen Punkt zu finden, wird sie im Wesentlichen zu einer "freien" Taktquelle. In Ländern, in denen die Frequenz genau überwacht und Anpassungen vorgenommen werden, um die Langzeitgenauigkeit aufrechtzuerhalten, ist sie über einen langen Zeitraum auch viel genauer als eine Quarzuhr.