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

Estoy en el ejército, estacionado en Djibouti, África. Generamos 240V / 50Hz de potencia en la base, pero algunos edificios también tienen salidas de 120V, lo que supongo se transforma en otro lugar de la base, probablemente en la estación de generación de diesel. También supongo que también es de 50Hz (ver más abajo).

Acabamos de recibir una nueva cafetera con un enchufe de 120V y un reloj / temporizador:

Después de dos días de ajustar el reloj, esperando café caliente cuando llegamos al trabajo, y descubriendo que la hora en la pantalla era incorrecta, me di cuenta de que el reloj probablemente tiene una lentitud de 5/6 debido al hecho de que la potencia es de 120V / 50Hz en lugar de 60Hz. Un poco de tiempo confirmó que el reloj es, de hecho, diez minutos más lento cada hora.

Pensé que el reloj interno sería un simple reloj de cuarzo que funciona con CC rectificada, pero eso (supongo) no afectaría la frecuencia del cristal. Supongo, entonces, que el reloj es un circuito de A / C diferente.

¿Hay alguna razón (costo) que el reloj se basa en una señal de 60Hz?

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

La frecuencia de la red a largo plazo suele estar muy bien regulada; el gráfico en esta página de los Países Bajos muestra una deriva de no más de 40 segundos durante 70 días; más que suficiente para una alarma / temporizador de reloj de café tonto. Puede ver que la variación a corto plazo rebota, por ejemplo, en este pequeño indicador en tiempo real de la red eléctrica del Reino Unido.

En cuanto a cómo es probable que use la frecuencia de red en un circuito lógico (o con un micro), probablemente 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 dependa de diodos de sujeción internos) y bam, reloj. Si se está diseñando con un presupuesto limitado, probablemente no esté aislado, por lo que puede escaparse con todo tipo de métodos divertidos para ahorrar costos.

Estabilidad a largo plazo y sincronización de reloj - fuente

La regulación de la frecuencia del sistema de potencia para la precisión del cronometraje no fue habitual hasta después de 1926 y la invención del reloj eléctrico accionado por un motor síncrono. Actualmente, los operadores de red regulan la frecuencia promedio diaria para que los relojes permanezcan dentro de unos 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 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 segundos × 60 min × 24 horas = 4,320,000 ciclos por día. En Norteamérica, cuando el error excede 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, además de que apenas se desvía en absoluto durante períodos de tiempo masivos. Si lo hace es porque está defectuoso o los mecanismos en Suiza han fallado (Europa)

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

Como alguien me dijo una vez sobre el diseño de televisores a principios de la década de 1970, si puede guardar una "resistencia que es un héroe", la electrónica de consumo para el fabricante se trata del precio FOB, no del precio que paga como consumidor.

Un dispositivo como una cafetera que cambia la corriente significativa a menudo cambiará en el punto de cruce cero del ciclo de la red para reducir la interferencia. Para una carga resistiva en ese punto, no fluye corriente, por lo que no se generará ninguna referencia. Puede notar que a veces encender cosas como luces que tienen un interruptor simple sin detección de cruce por cero interferirá en un pequeño grado con 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 'libre'. En los países que monitorean la frecuencia de cerca y realizan ajustes para mantener la precisión a largo plazo, también será mucho más precisa durante un largo período que un reloj de cristal de cuarzo.