浅谈 SD 机芯（附所有型号的机芯简介）

cosly · 发表于广东 2020-8-13 07:22:36

本帖最后由 cosly 于 2022-3-19 19:25 编辑

精工发明的 Spring Drive 机芯常被表友们称为第三类机芯。其调速机构最终依赖于石英晶振，所以它有和普通石英表一样的精度。同时它最大限度地保留了机械机芯的结构，迎合了机械表复兴之后的市场需求。由于技术实现上的困难， Spring Drive 机芯在临近21世纪才问世。本贴就来介绍一下这种传统与现代交织的机芯。感谢 tcgcsuper 表友搜罗了几乎所有 Spring Drive 机芯的数据，我们为每个型号的机芯搜集了一个初期搭载该机芯的表款的图片供表友们参考，所有的手表照片均源于网络。

我们先来说说 Spring Drive 机芯的工作原理。Spring Drive 机芯保留了机械机芯的动力机构，传动机构和指示机构，用同步调速机构代替了擒纵调速机构。同步调速机构包括发电机，整流器，集成电路和石英晶振等部件。发电机的转子是一个永磁车轮，秒轮经过两个增速齿轮与其相连；发电机的定子是电磁铁，它的线圈与集成电路相连。这个发电机起到两方面的作用。一方面，发电机将发条释放的一部分机械能转换成电能，该电能中的一部分就可以激活集成电路和石英晶振；另一方面，永磁车轮会受到电磁制动力的作用，这个制动力能防止发条过快的释放能量。发电机输出的交流电被分成两部分。一部分交流电被整流器转换为直流电，用于与给集成电路和石英晶振供电；另外一部分交流电用于侦测永磁车轮的转速。石英晶振会产生一个振荡频率为32768赫兹的信号，分频器对该信号做12次分频处理，输出一个振荡频率为8赫兹的参考信号。模数转换器将用于侦测永磁车轮转速的一小股交流电转换为数字信号并消除噪声，计数器会比较该信号和参考信号的脉冲频率。如果发现交流电的频率高于8赫兹，集成电路将调大永磁车轮受到的平均制动力，从而降低永磁车轮的转速和交流电的频率；如果发现交流电的频率低于8赫兹，集成电路将调小永磁车轮受到的平均制动力，从而提高永磁车轮的转速和交流电的频率。经过反复的比较和调节，交流电的频率将趋于8赫兹，此时永磁车轮的转速为8圈/秒。集成电路是通过调节发电机的负载来调节电磁制动力的。当制动开关接通时，发电机的输出端被短路，发电机线圈里的电流很大，导致电磁制动力很大；当制动开关断开时，发电机输出电能，发电机线圈里的电流很小，导致电磁制动力很小。制动开关每秒通断256次，通过调节其通断的时长占比就可以达到调节平均制动力的目的。简单来说就是调速机构每秒点放刹车256次，通过调节每次点刹车的时长来控制轮系和表针的运行速度。所以秒针的运行也不是绝对匀速，而是每秒加速减速256次。Spring Drive 机芯是拥有机械躯体和石英大脑的机芯，如果需要实现复杂功能则在其机械部分做文章。尽管 Spring Drive 机芯和电池石英机芯都是以石英晶振的振荡周期为计时标准，但两者的动力结构完全不同，可参看下面的示意图。

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永磁车轮的转速。

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。

精工的工程师赤羽郝和关于 Spring Drive 机芯的想法始于1977年，当时希望能造出有石英表精度但是不需要更换电池的机芯。精工为此于1982年，1993年和1997年展开过三轮研发。但前两波研发造出的原型机的续航时间很短，无法达到日常使用的要求。直到1997年底，赤羽郝和的团队才研发出续航时间达到48小时，能够投入实用的原型机。次年，该原型机正式在巴萨尔表展亮相。遗憾地是，赤羽郝和也在这一年不幸地离开了人世。精工于1999年推出了首枚商用的手卷 Spring Drive 机芯 7R68。以 7R68 为基础而开发出的机芯见下面的表格，它们的日误差都在1秒以内。

1999年，精工推出了三款搭载 Spring Drive 机芯的腕表，其中两款为普通精工一款为贵朵。两款普通精工均搭载 7R68 机芯，一款为钢表，另一款为金表。图中所示为钢款精工 SBWA001 。

7R68 的两个避震分别用于永磁车轮和与永磁车轮相咬合的增速齿轮。

贵朵于1999年推出的 GBLG999，铂金表壳，搭载 7R78 机芯。

7R78 应该是用于贵朵的 7R68。

贵朵于2002年推出的 GBLH998，K金表壳，搭载 7R88 机芯。

7R88 与 7R78 似乎只有打磨装饰上的不同。

2000年由精工爱普生建立的微型艺术工坊可以说是伴随着 Spring Drive 机芯的诞生而诞生的。2003年，微艺工坊推出了其处女作 GBLJ999，铂金表壳，搭载 7R99 机芯。7R99 是 7R88 的无历镂空版，机芯上有手工雕刻的花纹。涡轮型镂空的下面是发条盒。从手表正面还能看到两个避震。

从手表背面还能看到发条盒里的发条。

微艺工坊于2005年推出了 GBLK999，K金表壳，搭载 7R89 机芯。7R89 是 7R88 的无历月相版，其月相部位为银制。

微艺工坊的作品明显比普通作品的工艺更复杂精细。

2006年，微艺工坊推出了其成名作 GBLQ998，K金表壳，搭载 7R06 机芯。这枚小自鸣表有两个独立的发条，分别用于走时和报时。机芯正面的那个那个发条是用于报时的。其左边的动显用于走时的发条，其右边的动显用于报时的发条。表盘下部的指针显示报时模式。顺时针和逆时针旋转表冠分别给两个发条上链。

GBLQ998 为密底。

在表壳后盖之下还有一个金属防尘网罩，据说是由微机电技术加工而成。防尘网罩下面才是机芯，其背部是一个用来发音的铃铛。

拿掉铃铛之后的 7R06 机芯的背面与 7R68 的背面几乎一样。由此可见，7R06 是在 7R68 的基础上加上了自鸣功能。

微艺工坊于2008年推出了 GBLR999，铂金表壳，搭载 7R08 机芯。该机芯带有独特的扭力回收系统，在不改变发条的情况下，其动力由48小时提升至60小时。

扭力回收系统由一组轮系和一个类似计时码表所采用的离合装置构成。当发条的动力充足扭力过剩时，该系统处于工作状态，条盒轮通过一组轮系回卷大钢轮。在此阶段，发条释放动力的速度为条盒轮与大钢轮的转速之差。当发条的剩余动力降低到一个临界值时，动显装置控制离合装置切断回卷轮系。此后，发条释放动力的速度恢复为条盒轮的转速。由于条盒轮的转速受调速机构的控制保持恒定，发条在有回卷阶段比在无回卷阶段释放动力的速度慢。

2009年，为纪念 Spring Drive 机芯诞生10周年，贵朵推出了一金两钢共三款大日历手表，均搭载 7R87 机芯。7R87 是 7R88 的大日历版。图中这枚腕表是钢款 GCLP997。

7R87 与 7R88 在打磨装饰上类似。

2011年，微艺工坊推出了十进制三问表 GBLS998，K金表壳，搭载 7R11 机芯。传统三问报时是时，刻，分；十进制三问报时是时，十分，分。后者更符合现代人的读时习惯。该机芯采用双发条驱动，动力提升至72小时，但每次启动三问功能会消耗掉3至5小时的动力。右下方的风扇型镂空下面是控制音锤敲击频率的限速器。它利用空气阻力工作，和 Spring Drive 机芯的调速机构一样寂静无声。GBLS998 是微艺工坊的巅峰之作。

GBLS998 利用两根盘绕在机芯侧面的圆弧型钢条发音，所以不影响从背面观赏机芯。机芯的两个音锤分别敲击两根钢条发出音调不同的声音。另外，以永磁车轮和线圈的位置为参照，表冠的位置大约被挪动了120度。

微艺工坊于2014年推出了 GBLR999 的后继型 GBLT999，铂金表壳，搭载 7R14 机芯。GBLT999 是纪念贵朵系列创立40周年和 Spring Drive 机芯诞生15周年而推出的表款之一。

7R14 沿用了 7R08 的扭力回收系统，动力同为60小时，只是动显指针被移到了手表背面。

2019年，为纪念 Spring Drive 机芯诞生20周年，大精工推出了三金一钢共四款手表。其中两款搭载 9R02 机芯的铂金手表来自于微艺工坊，SBGZ001 是表壳有纹路的款式。

9R02 由 7R14 发展而来，继续延用了扭力回收系统的同时还采用了双发条驱动，动力延长到84小时。

另有一金一钢两款手表则搭载 9R31 机芯，SBGY003 是其中的钢款。

9R31 是 9R02 的简化版，保留了双发条，去掉了扭力回收系统，动力降为72小时。

9R02 和 9R31 对比图。

前面提到的都是造型精致优雅的手卷 Spring Drive 机芯，适合赏玩。如果考虑实用性，还是自动机芯更佳。大精工就曾经一度只采用自动机芯，对手卷机芯无爱。精工从1999年开始了自动 Spring Drive 机芯的研发，在试制了几枚原型机后，于2004年发售了首枚商用的自动 Spring Drive 机芯 9R65。精工为 9R65 研发了全新的调速机构，更有效地利用了表壳内部的空间，为自动上链装置腾出了位置。以线圈的布置为例，7R68 的两个线圈平齐离机芯中央更近，9R65 的两个线圈被错开一小段靠近机芯边缘。另外，以 spron510 合金为材质的发条更为强劲，单发条就能达到72小时动力，能够轻松撑过双休日。9R65 的魔术杠杆上链装置则十分高效。所有基于 9R65 开发的机芯见下面的表格，它们的日误差都在1秒以内。其中少数高精度版采用了高品质的石英晶体，日误差不超过0.5秒。

2004年，大精工发布了首款采用自动 Spring Drive 机芯的手表 SBGA001，搭载 9R65 机芯。

从两个避震的位置就可以看出 9R65 采用了完全不同于 7R68 的结构。

精工于2005年推出的 Galante 系列是伴随着自动 Spring Drive 机芯的诞生而诞生的。该系列主打性感路线，可惜将于2020年全线停产。图中的 Galante 系列手表为 SBLA003，搭载 5R66 机芯。5R66 是9R65 的 GMT 版。

Galante 也是精工的高端系列，机芯的装饰不错。

同样诞生于2005年的 Galante 系列手表 SBLA009，搭载 5R65 机芯。

5R65 应该是用于非大精工的 9R65。

精工于2005年推出的 SNS005，搭载 5R64 机芯。5R64 是 5R65 的小秒针版。也许是因为小秒针无法体现出 Spring Drive 机芯顺滑扫秒的特质，5R64 很快就停产了。

这应该是打磨装饰最少的那类 Spring Drive 机芯了。

精工于2006推出的 SNR011，搭载 5R67 机芯。5R67 为 5R65 的无历月相版。

同为普通精工，限量版的机芯明显要打磨装饰得好一些。

贵朵于2006年推出的 GCLL997，搭载 5R77 机芯。

5R77 应该是用于贵朵的 5R67。

大精工于2006年推出的 SBGE001，蓝宝石玻璃表圈，搭载 9R66 机芯。这款表是大精工对运动表款的早期尝试。

SBGE001 为密底，防水200米。

9R66 应该是用于大精工的 5R66。

2007年，精工开始将 Spring Drive 机芯用于计时码表领域。搭载 9R86 机芯的大精工 SBGC001 在这一年诞生。

9R86 的计时部分采用导柱轮和垂直离合的设计，看起来挺高级。

Galante 系列的计时码表 SBLA027 也在2007年诞生，搭载 5R86 机芯。

5R86 应该是用于非大精工的 9R86。

2007年，精工推出了又一个高端系列 Izul。可惜该系列只维持了两年，仅出产过采用 5R85 机芯的四款手表。图中的 SDAA003 为其中之一。5R85 是 5R86 的无 GMT 版。

5R85 也只在 Izul 系列的表款上出现过。

SBGA055 是精工为纪念大精工系列创立50周年于2010年推出的表款之一，搭载 9R15 机芯。

9R15 是 9R65 的高精度版，日误差不超过0.5秒，自动陀上有小金币。

SBGB001 是大精工于2013年推出的表款，蓝宝石玻璃表圈，搭载 9R84 机芯。

有趣的是，9R84 与 5R85 的功能相同，却比 5R85 少了8钻。

SBGC013 是精工为纪念大精工系列创立55周年于2015年推出的表款之一，陶瓷表圈，搭载 9R96 机芯。

9R96 是 9R86 的高精度版，日误差不超过0.5秒，自动陀上有小金币。

2016年，大精工开始尝试在表壳上大量采用陶瓷材料，推出了四款手表。两款为搭载 9R96 机芯的计时码表，另两款则搭载 9R16 机芯。SBGE039 就是其中之一。

9R16 是 9R66 的高精度版，日误差不超过0.5秒，自动陀上有小金币。

2016年，大精工首次动用微艺工坊的资源打造了一款铂金手表 SBGD001，搭载 9R01 机芯。

从两个避震的位置可以看出，9R01 虽然是手卷机芯，却拥有 9R65 的血统，与 7R68 无关。这种设计有充足的机芯内部空间，容纳了三个呈品字形布置的发条盒，将机芯的动力提升到192小时。另外，9R01 也是高精度机芯，日误差不超过0.5秒。

2020年，精工推出了新一代 Spring Drive 基础机芯 9RA5。在 9RA5 的调速机构的设计上，精工借鉴了 9F 石英机芯的技术。精工先给经过3个月通电老化的石英晶体匹配特别的温度补偿电路，再将石英晶振和温度传感器与添加了温度补偿电路的集成电路一起封装起来。9RA5 的日误差不超过0.5秒，并且受温度影响更小。另外，9RA5 采用了偏心式魔术杠杆上链装置和一大一小两个发条盒以及一整块中心桥板。这些新设计在将机芯厚度减小了0.8毫米和将机芯动力提升到120小时的同时还增大了机芯的强度。所有基于 9RA5 开发的机芯见下面的表格，它们的日误差都在0.5秒以内。

大精工将于2020年推出的新款潜水表 SLGA001 纪念该系列诞生60周年。该款潜水表搭载 9RA5 机芯。

SLGA001 为密底，防水600米。

由于额外封装了石英晶振和温度传感器等部件，9RA5 的集成电路封装包大了很多，于是露出了一角。该机芯有38钻。

大精工将于2021年推出的新款手表 SLGA007 纪念精工诞生140周年。该表搭载 9RA2 机芯。

9RA2 将动显移到了机芯背面。

瑞士人也早在1976年就萌生了发条驱动石英调速的想法。但直到2016年，伯爵才推出了首枚投入商用的此类瑞士机芯 700P。该机芯的石英晶振的振频为32768赫兹，永磁车轮的转速为16/3圈/秒，日误差不超过2秒。

G0A41041 是伯爵为纪念其首枚自产石英机芯诞生40周年于2016年推出的表款之一，K金表壳，搭载 700P 机芯。

700P 有31钻，正面有珍珠陀，背面有动显指针，动力为42小时。

御品丶苏S · 发表于广东云浮 2020-8-13 11:44:53

好文，感谢大佬科普。

Ramos4 · 发表于浙江 2020-8-13 12:40:10

太厉害了，前排留名

wa6l · 发表于河北秦皇岛 2020-8-13 12:49:06

看看曾经错过的表款，没有gmt的计时SD还是挺有吸引力

心系暖冬 · 发表于辽宁 2020-8-13 17:08:39

这帖子牛了！大赞

5066f用户 · 发表于辽宁大连 2020-8-13 17:11:23

我是来学习的！

allendcyy · 发表于上海 2020-8-13 19:18:23

神贴！拜读了！

散客 · 发表于广东 2020-8-13 21:55:44

机芯为啥全是夹板，要遮羞的应该只用一小块吧

plajames · 发表于云南楚雄彝族自治州 2020-8-13 22:26:39

不错，好贴，楼主辛苦了。。。

Seiiiiiiko · 发表于内蒙古乌兰察布 2020-8-14 09:28:24

好科普，老哥

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