Pourquoi une horloge numérique moderne se baserait-elle sur la fréquence du réseau?

Je suis dans l'armée, stationnée à Djibouti, en Afrique. Nous générons une alimentation de 240 V / 50 Hz sur la base, mais certains bâtiments ont également des prises de 120 V, qui, je suppose, sont transformées ailleurs sur la base, probablement à la centrale diesel. Je suppose également qu'il s'agit également de 50 Hz (voir ci-dessous).

Nous venons de recevoir une nouvelle cafetière avec une prise 120V et une horloge / minuterie:

Après deux jours de réglage de l'horloge, en espérant du café chaud lorsque nous arrivons au travail et en trouvant que l'heure sur l'écran était incorrecte, je me suis rendu compte que l'horloge est probablement 5/6 lente en raison du fait que la puissance est de 120 V / 50 Hz au lieu de 60 Hz. Un peu de timing a confirmé que l'horloge est en effet de dix minutes lente toutes les heures.

J'aurais pensé que l'horloge interne serait une simple horloge à quartz fonctionnant en courant continu rectifié, mais cela n'affecterait pas (je suppose) la fréquence du cristal. Je suppose donc que l'horloge est un circuit A / C différent.

Y a-t-il une raison (coût?) Que l'horloge repose sur un signal à 60 Hz?

Pourquoi? Vous frappez exactement, il est conçu sur un budget.

La fréquence du réseau sur de longues échelles de temps est souvent très bien régulée; le graphique sur cette page des Pays-Bas montre une dérive de pas plus de 40 secondes sur 70 jours; plus que suffisamment précis pour une alarme / minuterie dopey. Vous pouvez voir que la variation à court terme rebondit, par exemple dans cette petite jauge en temps réel soignée du réseau électrique britannique.

En ce qui concerne la façon dont il utilise probablement la fréquence du secteur dans un circuit logique (ou avec un micro), c'est probablement assez trivial. Il suffit de le faire fonctionner (ou probablement la sortie du transformateur) à travers quelques passifs (résistances de haute valeur), peut-être une diode (ou compter sur des diodes à pince interne), et bam, horloge. S'il est conçu sur un budget, il n'est probablement pas isolé, vous pouvez donc vous en sortir avec toutes sortes de méthodes amusantes et économiques.

Stabilité à long terme et synchronisation d'horloge - source

La régulation de la fréquence du réseau électrique pour la précision de l'indication de l'heure n'est devenue courante qu'après 1926 et l'invention de l'horloge électrique entraînée par un moteur synchrone. Aujourd'hui, les opérateurs de réseau régulent la fréquence moyenne quotidienne afin que les horloges restent à quelques secondes de l'heure correcte. En pratique, la fréquence nominale est augmentée ou diminuée d'un pourcentage spécifique pour maintenir la synchronisation. Au cours d'une journée, la fréquence moyenne est maintenue à la valeur nominale à quelques centaines de parties par million. Dans le réseau synchrone de l'Europe continentale, l'écart entre le temps de phase du réseau et l'UTC (basé sur le temps atomique international) est calculé à 08h00 chaque jour dans un centre de contrôle en Suisse. La fréquence cible est ensuite ajustée jusqu'à ± 0,01 Hz (± 0,02%) à partir de 50 Hz selon les besoins, pour garantir une fréquence moyenne à long terme d'exactement 50 Hz × 60 sec × 60 min × 24 heures = 4 320 000 cycles par jour. En Amérique du Nord, chaque fois que l'erreur dépasse 10 secondes pour l'est, 3 secondes pour le Texas ou 2 secondes pour l'ouest, une correction de ± 0,02 Hz (0,033%) est appliquée. Les corrections d'erreur de temps commencent et se terminent à l'heure ou à la demi-heure

Pourquoi s'appuyer sur cette méthode - c'est une méthode éprouvée et elle dérive à peine sur des périodes de temps massives - si elle dérive, c'est parce qu'elle est défectueuse ou que les mécanismes en Suisse ont échoué (Europe)

Le manque d'entretien doit être une très bonne raison, bien que le nombre de fois que les gars du service semblent apparaître pour notre type de règles de machine à boissons cela !!

Comme quelqu'un m'a dit un jour à propos de la conception de téléviseurs au début des années 1970, si vous pouvez enregistrer une "résistance, vous êtes un héros", l'électronique grand public pour le fabricant est à propos du prix FOB et non du prix que vous payez en tant que consommateur.

Un appareil comme une cafetière qui commute un courant important commutera souvent au point de passage à zéro du cycle d'alimentation pour réduire les interférences. Pour une charge résistive à ce point, il n'y a pas de courant qui coule donc il n'y aura pas d'interférence générée. Vous remarquerez peut-être que parfois, allumer des choses comme des lumières qui ont un simple interrupteur sans détection de passage à zéro interfère dans une faible mesure avec les téléviseurs et les équipements audio, etc.

Une fois que la ligne CA est déjà surveillée pour trouver ce point, elle devient essentiellement une source d'horloge «libre». Dans les pays qui surveillent la fréquence de près et effectuent des ajustements pour maintenir une précision à long terme, elle sera également beaucoup plus précise sur une longue période qu'une horloge à quartz.