¿Por qué un reloj digital moderno depende de la frecuencia de la red?

¿Por qué? Lo logras exactamente, está diseñado con un presupuesto.

La frecuencia de la red a lo largo de escalas de tiempo a menudo está muy bien regulada; el gráfico en esta página de los Países Bajos muestra una desviación de no más de 40 segundos en 70 días; más que lo suficientemente preciso para una alarma / temporizador de reloj de café Dopey. Puede ver que la variación a corto plazo rebota, por ejemplo, en este indicador en tiempo real de la Red eléctrica del Reino Unido.

En cuanto a la forma en que probablemente utiliza la frecuencia de la red eléctrica en un circuito lógico (o con un micro), es probable que sea bastante trivial. Simplemente ejecútelo (o probablemente la salida del transformador) a través de un par de pasivos (resistencias de alto valor), tal vez un diodo (o confiar en diodos internos de sujeción), y bam, reloj. Si se está diseñando con un presupuesto, probablemente no esté aislado, por lo que puede salirse con todo tipo de métodos divertidos para ahorrar costos.

  

Estabilidad a largo plazo y sincronización del reloj - fuente

     

La regulación de la frecuencia del sistema de potencia para la precisión del cronometraje no era habitual hasta después de 1926 y la invención del reloj eléctrico accionado por un motor síncrono. Hoy en día, los operadores de red regulan la frecuencia promedio diaria para que los relojes permanezcan a unos pocos segundos de la hora correcta. En la práctica, la frecuencia nominal aumenta o disminuye en un porcentaje específico para mantener la sincronización. En el transcurso de un día, la frecuencia promedio se mantiene en el valor nominal dentro de unos pocos cientos de partes por millón. En la red síncrona de Europa continental, la desviación entre el tiempo de fase de la red y el UTC (basado en el Tiempo Atómico Internacional) se calcula a las 08:00 cada día en un centro de control en Suiza. La frecuencia objetivo se ajusta hasta ± 0,01 Hz (± 0,02%) desde 50 Hz, según sea necesario, para garantizar un promedio de frecuencia a largo plazo de exactamente 50 Hz × 60 s × 60 min × 24 horas = 4,320,000 ciclos por día. En América del Norte, cuando el error supera los 10 segundos para el este, 3 segundos para Texas o 2 segundos para el oeste, se aplica una corrección de ± 0.02 Hz (0.033%). Las correcciones de error de tiempo comienzan y terminan en la hora o en la media hora

¿Por qué confiar en este método? es una forma probada y, además, apenas se deriva en períodos de tiempo masivos. Si se desplaza es porque es defectuoso o porque los mecanismos en Suiza han fallado (Europa)

La falta de mantenimiento debe ser una muy buena razón, aunque la cantidad de veces que los tipos de servicio parecen aparecer para nuestra máquina de bebidas ¡eso lo descarta!

Como alguien me dijo una vez sobre el diseño de televisores a principios de la década de 1970, si puedes guardar un "resistor, eres un héroe", la electrónica de consumo para el fabricante es el precio FOB, no el precio que pagas como consumidor.

Un dispositivo como una cafetera que cambia una corriente considerable a menudo cambia en el punto de cruce por cero del ciclo de la red para reducir la interferencia. Para una carga resistiva en ese punto, no hay flujo de corriente, por lo que no se generará ninguna interferencia. Es posible que note que a veces las cosas que se encienden como luces que tienen un interruptor simple sin detección de cruce por cero se interpondrán en pequeña medida con los televisores y equipos de audio, etc.

Una vez que la línea de CA ya está siendo monitoreada para encontrar ese punto, esencialmente se convierte en una fuente de reloj "gratis". En los países que controlan la frecuencia de cerca y realizan ajustes para mantener la precisión a largo plazo, también será mucho más preciso durante un largo período que un reloj de cristal de cuarzo.