首先,你的石英表是否可调?最近的手表不是。如果不是,您只能测量手表的稳定性,而不能对其进行校准。
一些较旧的石英表在振荡器电路中包含一个小值可调微调电容器。有了这样的手表,您可以用合适的螺丝刀调整微调器,从而调整手表走时率。
许多较新的石英手表都是通过脉冲跳跃来校准的。这个想法是,石英晶体以略高的频率开始,然后单独调整手表以在特定时间段内丢弃(忽略)一定数量的脉冲。如果晶振为 32768 Hz(通常情况)且脉冲调整周期为 16 秒,则手表速率可以在大约 524000 个脉冲中调整一个部分,或优于 2 PPM。60 秒的调整周期提供 0.5 PPM 的可设置性——每年大约 16 秒。将设定期间的时间延长至几分钟使得可设定性更佳。
现在,许多使用这种技术的石英表在出厂时都经过一次校准,脉冲跳跃计数存储在 ROM 中,手表永远不会再进行调整。但一些高精度石英表提供了一种调整脉冲跳跃计数的方法,制表师可以调整这些方法,以在它们漂移(石英晶体老化时发生)时将其恢复到原始规格范围内。
调整手表的简单(但耗时)方法是将手表放在某个特定方向,现在测量其当前时间误差,让它运行一周,然后再次测量误差。然后微调微调器,再测量一周。届时,您将知道您的第一次调整方向是否正确,以及随着您所做调整的大小,报时大致改变了多少。现在重复该过程,直到调整足够接近。
为此,您需要某种足够准确的测量时间误差的方法。只需使用http://time.gov获取当前时间可能精确到几十毫秒以内 - 如果您尝试测量的错误是每周的秒数,那很好。
如果您从手表接收到电子信号(麦克风接收到第二个“滴答”声或线圈接收到来自电机的磁场),则您可以使用触发-将手表与更准确的参考进行比较扫频示波器。GPS 接收器板(不是手持式 GPS 接收器)通常有一个 1 PPS 的输出,它与每秒的开始同步,在一微秒左右。
这些高精度参考使进行几乎交互式的调整成为可能。例如,如果您有一个来自 GPS 接收器的 1 PPS 信号并使用它来触发您的示波器,并且在示波器的另一个通道上显示了来自手表的每秒一次的“滴答声”,您可以观看一个信号向前或向后移动。例如,如果手表时基误差为 1 PPM,则每月误差约为 2.6 秒 - 比大多数指定为每月 15 或 30 秒的石英表要好得多。然而,1 PPM 的误差将导致两个信号每秒漂移 1 微秒。尽管来自 GPS 的 1 PPS 信号有些嘈杂,但几分钟的观察就会告诉您哪个方向手表在漂移。
GPS 纪律振荡器 (GPSDO) 是一个更好的参考。GPSDO 计算出它在世界上的位置(可能需要 24 小时),然后使用 GPS 系统准确计算当前时间。然后,它将通过计算来自本地振荡器(通常为 10 或 20 MHz)的脉冲而得出的时间与 GPS 时间进行比较,并缓慢控制本地振荡器以长期与 GPS 时间保持同步。在短期内,GPS 信号仍然有些嘈杂,但本地振荡器的稳定性消除了这一点。从长远来看,振荡器会保持正确的时间。当此振荡器分频至 1 PPS 时,该输出的时序通常会精确到几十纳秒。