浅谈我对 SD 机芯的看法

cosly · 发表于广东深圳 2020-12-24 15:46:26

本帖最后由 cosly 于 2022-4-7 17:32 编辑

自打年初入手 GS 的当家花旦 SBGA211 后，一直对其搭载的 SD 机芯颇为好奇。除了和腕表之家的表友们探讨，还阅读了大量的资料，从通俗易懂的科普文章到晦涩难懂的专利文献。在这近一年中，我对SD机芯的认识也发生了不小的变化，现在就来说说当下我对 SD 机芯的看法。

如果要说明 SD 机芯的本质属性，称其为“发条驱动的石英表”较为准确。石英表能在精度上碾压机械表的根本原因在于：前者用于调速的振荡器的振频远比后者的高。手表在从机械表向石英表进化的过程中，发生过两次技术上的飞跃与提升振荡器的频率有关。第一次技术上的飞跃：采用电力驱动振荡器的方式取代机械驱动振荡器的方式。由此诞生的音叉表将振荡器的振频从几赫兹提升到几百赫兹，可以将精度控制在月误差一分钟甚至半分钟以内。但是，受制于纯机械的变速方式，音叉表的振频和精度也只能到此为止了。随后，第二次技术上的飞跃催生出了石英表：引入电子的变速方式补充机械的变速方式。石英表将振荡器的振频从几百赫兹提升到几万赫兹，精度更是进一步大幅提升。石英表能让振荡器的振频这么高，主要在于两个关键的部件，一是石英晶振，二是分频电路。前者意味着用电力驱动振荡器，后者代表电子的变速方式。接下来，让我们简略回顾一下 SD 机芯的工作原理。发条通过轮系驱动发电机的磁车，发条存贮的一部分机械能被转化为电能，发电机的线圈输出电能给集成电路和石英晶振供电。石英晶振输出振频为32768赫兹的信号，该信号被集成电路里的分频电路处理后输出振频为8赫兹的参考信号。集成电路里的控制电路以参考信号为基准将磁车的转速控制为8圈/秒，从而控制表针走时。SD 机芯以石英晶振和分频电路输出的参考信号为调速基准，本质上是石英机芯无疑。

如果要描述 SD 机芯的表观特性，称之为“采用电磁擒纵的机械表”较为贴切。这是因为 SD 表的使用佩戴体验与机械表相仿：能驱动厚重表针的同时顺滑扫秒，能通过背透看到大量的机械部件，能体验上发条的感觉。了解 SD 机芯运针方式的关键点在于了解控制电路制动磁车的方式：间歇性地短路发电机线圈。当线圈被短路时，其中会通过很大的电流，进而激发出很强的磁场，对磁车施加很强的制动力。此时，机械能先转化为电磁能，随即在线圈上转化为热能耗散掉。发电机线圈每秒被短路256次，控制电路通过调节线圈处于短路状态的时长占比将磁车的转速控制为8圈/秒。如果发条接近满链，其输出的扭力较大，需要对磁车施加较强的制动，线圈被短路的时长占比较高；如果发条接近空链，其输出的扭力较小，只需对磁车施加较弱的制动，线圈被短路的时长占比较低。发电机，整流器，集成电路和石英晶振被合称为三能整律器，每秒制动轮系256次。SD 机芯的秒针会有运行速度的快慢交替，但不会完全停下；机械机芯的秒针则是做步进运行，走一步停一下。有表友可能会问：将制动频率设置的这么高（256赫兹）就是为了秒针扫秒顺滑美观吗？非也。这样做的真正原因在于，只有足够高的制动频率才能解决如下的两个技术难点：（1）即使发电机线圈有很高的时长占比处于被短路的状态，依然能够为集成电路和石英晶振提供充足稳定的电力；（2）即使发电机线圈有很高的时长占比处于被短路的状态，依然能通过其输出的电信号侦测出磁车的转速。所以对 SD 机芯而言，顺滑扫秒完全是技术上的需求，只是顺便满足了很多表友的审美要求。

石英机芯，Spring Drive 机芯和机械机芯的各部件关联图。单向箭头表示能量传递的方向。双向箭头表示存在与能量传递方向相反的信号传递，其中能量是从左向右传递。

Spring Drive 机芯的结构简图。集成电路中包含分频电路和控制电路。前者对石英晶振输出的信号做分频处理后输出参考信号，后者依据参考信号控制磁车的转速。

ON 表示制动开关接通，发电机线圈被短路；OFF 表示制动开关切断，发电机线圈输出电能。强制动状态，线圈被短路的时长占比高；弱制动状态，线圈被短路的时长占比低。

我们现在探讨一下 SD 机芯的实用价值。赤羽郝和于1977年提出 SD 机芯设想的初衷是：保持石英表精度的同时，省去频繁更换电池的麻烦。然而随着石英表的节能技术和充电技术的发展，等 SD 机芯于20世纪末问世时，石英表的电池更换周期完全可以做到与 SD 机芯的保养周期一样长。SD 机芯的机械部分和电子部分都比石英机芯更复杂，所以它有更大的尺寸和更高的制造成本。相比于马达驱动的方式，发条驱动的方式会带来更大的轮系负荷，让 SD 机芯更加依赖保养，有更高的维护成本。SD 机芯能达到普通石英机芯的精度，将月误差控制在15秒甚至10秒以内。但即使采用高品质的石英水晶和温度补偿电路也无法让它达到年差石英机芯的精度，这可能是 SD 机芯的机电耦合方式带来的固有缺陷。从以上几点可以看出，纯粹作为计时工具，SD 机芯没有存在的价值。

那 SD 机芯为何还被投入商用并发展至今呢？也许我们可以从历史中窥见一丝端倪。精工于1969年掀起的石英风暴不仅重创了瑞士制表业，也干掉了自家的机械表产业，GS 和 KS 于1970年代中期双双停产。与此同时，即使在石英风暴最猛烈的时候，依然有部分瑞士厂商坚持以生产机械表为主，百达翡丽和劳力士就是其中的典型代表。接下来，瑞士人在海耶克的带领下于1980年代中期在制表业掀起了一阵时装表风潮，让人们的焦点从机芯转向外观，从精准转向美观。随着手表的主要功能逐步由计时转向装饰，工艺面向更强的机械表在1990年代开始迅速复兴。回归的机械表以工艺品甚至艺术品的面目出现，迅速占领利润更高的高端市场。精工被瑞士人的组合拳反击打得找不着北，眼里看着的是机械表复兴后的市场需求，手里攥着的却是人才和设备几乎流失殆尽的机械表产业。本质上是石英表用起来像机械表的 SD 表由此登上了历史舞台，它被包装成精度远胜普通机械表的超级机械表，阻击高档瑞士机械表。经过二十多年的闭关修养，精工的高端机械表逐渐恢复了元气，精工于2020年推出了划时代的 9SA5 和 T0 机芯。曾经给机械机芯护法的 SD 机芯的未来会如何呢？从目前的形势看，不会在短时间内消亡。但精工很可能逐渐降低其在产品中出现的比例，用机械机芯填补这个份额。

随着对 SD 机芯的了解逐步深入，其吸引我的强烈光环也逐步褪去，SBGA211 身上的一些我不喜欢的点也逐渐显露出来。首先，9R65 机芯不能日历瞬跳，每天午夜前后，日历窗要翻大半个钟头的白眼。其次，机芯正面的动显对表盘的美观有破坏作用，这一点也是表友们诟病最多的。再次，采用魔术杠杆上链的自动陀噪音较大，破坏了 SD 机芯营造的宁静氛围。最后，受魔术杠杆装置的影响，手卷上链的手感太过于生涩，比 9S65 机械机芯差很远。

Ramos4 · 发表于浙江金华 2020-12-24 16:19:29

放弃SD倒不至于，精工高端表都是SD机芯。GS的机械精度太差了，我的9s64每天快15秒，9s85每天慢10秒，而且都不是个例。还是SD省心，如果不在乎机芯类型的话

cosly · 发表于广东 2020-12-24 16:22:43

Ramos4 发表于 2020-12-24 16:19
放弃SD倒不至于，精工高端表都是SD机芯。GS的机械精度太差了，我的9s64每天快15秒，9s85每天慢10秒，而且都不是个例。还是SD省心，如果不在乎机芯类型的话

啥时候精工的机械机芯能修炼到劳的水平，可能就离放弃sd不远了。

虚壹而静 · 发表于江苏 2020-12-24 17:26:32

UR 发表于 2020-12-24 17:18
本帖最后由 UR 于 2020-12-24 17:24 编辑

核心观点版：
sd本质是石英表，用着像机械表，初心是做一块不用换电池的石英表，结果是为了对抗复兴的机械表而被包装成更牛逼的机械表或称第三类表。

不美名其曰第三种机芯，拿什么竞争啊。

yuang8017 · 发表于重庆 2020-12-24 17:29:17

楼主好专业，SD本质就是石英表，我记得天梭之前有个人工电能的机芯好像是PRC200的表款吧，不知道是不是和SD差不多

cosly · 发表于广东 2020-12-24 17:50:04

yuang8017 发表于 2020-12-24 17:29
楼主好专业，SD本质就是石英表，我记得天梭之前有个人工电能的机芯好像是PRC200的表款吧，不知道是不是和SD差不多

人动电能和sd的区别还是非常大的。前者马达驱动表针，后者发条驱动表针。

haizen · 发表于上海 2020-12-24 17:55:23

楼主好文，赞！

精工三大系列，我只买了年差5秒的石英和手卷的机械，唯独没买SD。原因和楼主说的差不多，要想方便、容易打理并且走时精度高，石英最好，一块电池走三年，换电池的成本也是三者中后期费用最低的。买手卷机械，是因为我手头全是自动机械，想入一枚手卷机械把玩，看中的又太贵，正好231各方面符合我需求，还有一个原因就是精工的自动陀太丑。

231的走时精度，比我手头另外两个牌子的机械表差一些，但也在官方给定的范围内。建议楼主不要每天上满链，满链后走时会快一些，让发条保持在中等动力比较好，官方也是建议每天上链20圈，我个人一般每天上链30圈-40圈，然后再通过摆位来校正走时误差。

110米飞人慕斯 · 发表于澳大利亚 2020-12-24 18:44:07

技术帖学习了

y21431743 · 发表于湖北武汉 2020-12-24 19:15:10

很专业顶一波，sd其实就是石英，没毛病。走动得时候没任何声音，亲身感受一下。那一刻本质在心里明白，

cosly · 发表于广东深圳 2020-12-24 19:17:59

y21431743 发表于 2020-12-24 19:15
很专业顶一波，sd其实就是石英，没毛病。走动得时候没任何声音，亲身感受一下。那一刻本质在心里明白，
[来 ...

已经用SBGA211感受了大半年，就是自动陀的噪音有些煞风景，如果手卷就很好了。

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