SU792213A1 - Electronic timepiece - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электронной хронометрии и может быть использовано в радиоэлектронике и ав , томатике при построении часов в табло больших размеров. Известны электронные часы с цифро вой индикацией, содержащие кварцевый генератор, делительные и пересчетные декады на многоустойчивых элементах, дешифратор и цифровые индикаторы 1 В часах такого типа применение инерционных индикаторов при построении больших световых табло затруднительно . Наиболее близкими по технической сущности к изобретению  вл ютс  электронные часы с цифровой индикацией , содержащие цифровые индикаторы с нит ми накаливани , кварцевый генератор , выходы которого через делитель частоты подсоединен к входу последовательно соединенных счетчиков импульсов, причем другой выход каждого счетчика импульсов подсоединен к nepBEjM входам схем И, выходы первых трех, из которых включены на входы первой схемы ИЛИ, а выходы вто рых трех на входы второй схемы ИЛИ, выходы которых через дешифраторы и ключи подключены к входам индикаторо многофазный источник питани , выходы которого через двухполупериодную схему выпр млени  подключены к знакообразующим электродам индикаторов и к объединенным выходам силовых ключей 2 . Недостатком этих часов  вл етс  сравнительно малый срок службы ламп светового табло за счет их динамического переключени . Цель изобретени  - повьшение надежности . Дл  достижени  поставленной цели в электронные часы введены формирователь-распределитель импульсов, три схемы совпадени  и управл ема  схема запрета, причем выходы многофазного источника питани  через формирователь-распределитель импульсов подсоединены к первым входам схем совпадени , другие входы которых объединены и включены на выход управл емой схемы запрета,.первый вхоп которой включен на четвертый выхо.п формировател -распределител  импгльс сов, а второй вход схемы запрета . выходу делител  частоты, причем ны-ходы схем совпадени  включены на вторые входы соответственно перпоиThe invention relates to the field of electronic timekeeping and can be used in radio electronics and computer science, when building clocks in a large display. Known electronic watches with digital display, containing a quartz oscillator, dividing and counting decades on multi-stable elements, a decoder and digital indicators 1 In this type of clock, it is difficult to use inertial indicators when building large light displays. The closest in technical essence to the invention is an electronic clock with digital indication, containing digital indicators with filament, a crystal oscillator, the outputs of which are connected via a frequency divider to the input of series-connected pulse counters, and another output of each pulse counter is connected to the nepBEJM circuit inputs And, the outputs of the first three, of which are connected to the inputs of the first OR circuit, and the outputs of the second three to the inputs of the second OR circuit, the outputs of which are connected via decoders and keys to The indicator inputs are a multi-phase power source, the outputs of which are connected through the full-wave test circuit to the sign-forming electrodes of the indicators and to the combined outputs of the power switches 2. The disadvantage of this watch is the relatively short life of the light of the scoreboard lamps due to their dynamic switching. The purpose of the invention is to increase reliability. To achieve this goal, a pulse shaper was introduced into the electronic clock, three coincidence circuits and a controlled inhibit circuit, the outputs of a multiphase power source connected to the first inputs of the coincidence circuit, the other inputs of which are combined and connected to the output of the controlled circuit. prohibition, the first in which is enabled at the fourth output of the distributor impuls distributor, and the second input of the prohibition scheme. frequency divider at the output, moreover, the matches of the matching circuit are connected to the second inputs respectively

и четвертой, второй и п той, третьей и шестой схем И.and fourth, second and fifth, third and sixth schemes I.

На фиг, 1 представлена структурна  схема электронных часов с цифровой индикацией; на фиг. 2, а-з - временные диаграммы, по сн ющие их работу , на фиг. 3 - пример выполнени  управл емой схемы запрета, на фиг.4, а-г - временные диаграммы ее работы.Fig, 1 shows a block diagram of an electronic watch with a digital display; in fig. 2, a – z — are timing diagrams explaining their operation; FIG. 3 shows an example of the implementation of a controlled prohibition scheme; in FIG. 4, a-d shows timing diagrams of its operation.

Электронные часы содержат задающий кварцевый генератор 1, делитель частоты, счетчики 3 импульсов, схемы 4 совпадени , схемы ИЛИ 5, дешифраторы &, силовые ключи 7, выпр мительные диоды 8 и 9, цифровые индикаторы 10, собранные на лампочках накаливани , трехфазный источник 11 питани , формирователь-распределитель 12 импульсов, схемы 13 совпадени  и управл емую схему 14 запрета.The electronic clock contains a master oscillator 1, a frequency divider, 3 pulse counters, 4 matching circuits, OR 5 circuits, decoders & power switches 7, rectifying diodes 8 and 9, digital indicators 10 assembled on incandescent bulbs, three-phase source 11 a power supply driver 12 pulses; a coincidence circuit 13; and a control prohibition circuit 14.

В часах выход задающего кварцевого генератора 1 через делитель 2 частоты подсоединен к входу последовательно соединенных счетчиков 3 импульсов , собранных на статических триггерах и работающих, например, в двоично-дес тичном коде, а выходы триггеров каждого счетчика импульсов подсоединены к одним входам схем 4 совпадени , которые разбиты на две группы. Выходы схем 4 совпадени  каждой группы через две схемы ИЛИ 5 подключены к входам дешифраторов б, выходы которых соединены с управл ющими входами силовых ключей 7. Общие шины силовых ключей 7 объединены и подключены к анодам выпр мительных диодов 8, каждый катод которого через выпр мительный диод 9 соединен с общими электродами двух цифровых индикаторов 10. Знакосинтезирующие электроды четных (как и нечетных) цифровых индикаторов 10 из каждой пары объединены и присоединены к выходаал силовых ключей 7. Выходы трех фазного источника 11 питани  подключены к катодам выпр мительных диодов 8 и к входам формировател -распределител  12 импульсов. Каждый из трех выходов формировател -распределител  импульсов через схемы 13 совпадени  соединен с управл ющими входами одной схемы 4 совпадени  из каждой группы. Последний выход формировател -распределител  12 импульсов подкЬючен к одному входу управл емой схемы 14 запрета, управл ющий вход которой соединен с выходом делител  2 частоты, а выход этой схемы 14 соединен с другими объединенными входами схем 13 совпадени .In hours, the output of master oscillator 1 through a frequency divider 2 is connected to the input of series-connected pulse counters 3, collected on static triggers and operating, for example, in a binary-decimal code, and the trigger outputs of each pulse counter are connected to one input of the matching circuit 4, which are divided into two groups. The outputs of the circuit 4 match each group through two circuits OR 5 connected to the inputs of the decoder b, the outputs of which are connected to the control inputs of the power switches 7. The common buses of the power switches 7 are connected and connected to the anodes of the rectifying diodes 8, each cathode of which through the rectifying diode 9 is connected to the common electrodes of two digital indicators 10. The signs of the synthesizing electrodes of even (as well as odd) digital indicators 10 from each pair are combined and connected to output power switches 7. The outputs of three phase power sources 11 12 pulses are connected to the cathodes of the rectifying diodes 8 and to the inputs of the distributor driver. Each of the three outputs of the pulse distributor through the coincidence circuit 13 is connected to the control inputs of one coincidence circuit 4 from each group. The last output of the pulse distributor 12 is connected to one input of the controlled inhibitor circuit 14, the control input of which is connected to the output of the frequency divider 2, and the output of this circuit 14 is connected to the other combined inputs of the coincidence circuit 13.

Электронные часы работают следующим образом.Electronic clocks work as follows.

При включении питани  задающий кварцевый генератор 1 начинает выдавать импульсы определенной частоты, которые дел тс  делителем 2 частоты, например, до 1 Гц. Импульсы с делител  2 поступают на вход первогоWhen the power is turned on, the master oscillator 1 starts producing pulses of a certain frequency, which are divided by a frequency divider 2, for example, up to 1 Hz. Pulses from the divider 2 are fed to the input of the first

счетчика 3 импульсов, где и подсчитываютс , вследствие чего в счетчиках накапливаетс  информаци  о текущем времени. Трехфазный источник 11 пи .тани  имеет три выхода, на которых последовательно по вл ютс  синусо идальные сигналы, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120 (фиг.2,а,б,в) следующие, например, с частотой 50 Гц. Эти сигналы поступгдат на входы формировател -распределител  12 импульсов, который формирует из них три серии импульсов таким образом, что на каждом из трех выходов импульсы по вл ютс  последовательно друг за другом .2,г), причем задние фронты этих импульсов совпадают по времени с моментами перехода синусоидального напр жени  через О.pulse counter 3, where and are counted, as a result of which current time information is accumulated in the counters. The three-phase source 11 pi. Tani has three outputs, in which sinusoidal signals successively appear out of phase relative to each other by 120 (Fig. 2, a, b, c) are, for example, at 50 Hz. These signals arrive at the inputs of the distribution distributor 12 pulses, which form three series of pulses in such a way that at each of the three outputs the pulses appear successively one after the other. 2, d) the back edges of these pulses coincide in time with moments of transition sinusoidal voltage through O.

С помощью сигналов с выхода формировател -распределител  импульсов информаци  о текущем времени со счетчиков 3, импульсов через две группы схем 4 совпадени  и через две схемы ИЛИ 5 пйследовательно во времени подключаетс  к двум дешифраторам 6, которые преобразуют код счетчиков 3 в код цифровых индикаторов 10, выполненных на лампочках накаливани . Таким образом, в любой момент времени к двум дешифраторам б подаетс  информаци  о текущем времени только с дву счетчиков 3 импульсов.With the help of signals from the output of the pulse distributor, current time information from counters 3, pulses through two groups of matching circuits 4 and through two circuits OR 5 is subsequently connected in time to two decoders 6 that convert the code of counters 3 into a code of digital indicators 10, made on incandescent bulbs. Thus, at any instant of time, information about the current time from only two counters of 3 pulses is supplied to the two decoders b.

Сигналы с дешифраторов 6 открывают соответствующие разр ды силовых ключей 7, которые коммутируют на общую шину Знакосинтезирующие электроды цифровых индикаторов 10,  вл ющиес  нагрузками трехфазной мостовой схемы выпр млени , собранной на выпр мительных диодах 8 и 9.. В том случае , когда, например, с первого выхода трехфазного источника 11 питани  на катод первого диода 8 поступает положительна  полуволна напр жени  (фиг.3,а), диод 9 начинает проводить в тот момет времени, когда на третьем выходе источника 11 питани  по вл етс  отрицательна  полуволна напр жени  (фиг.2,в). Вследствие этого через первую пару цифровых индикаторов 10 протекает ток в интервалы времени, соответствующие фиг.2,г, верхн   эпюра. В следующий момент времени, соответствующий фиг.2,г, средн   эпюра открываетс  средний диод 9, подключающий среднюю пару цифровых индикаторов 10 через силовые ключи 7 к общей шине питани , т.е. к анодам диодов 8, а в этот момент времени на дешифраторе 7 подаетс  информаци  со следующей пары счетчиков 3 импульсов и так далее.The signals from the decoders 6 open the corresponding bits of the power switches 7, which commute to a common bus. Synthesizing electrodes of the digital indicators 10, which are the loads of a three-phase bridge rectifier assembled on the rectifying diodes 8 and 9 .. In the case when, for example, From the first output of the three-phase power source 11 to the cathode of the first diode 8, a positive half-wave voltage flows (Fig. 3a), the diode 9 begins to spend at that time when the third output of the power source 11 appears negative and the half-wave voltage (Fig. 2c). As a consequence, through the first pair of digital indicators 10 current flows in the time intervals corresponding to figure 2, g, upper plot. At the next time point corresponding to Fig.2, g, the middle plot opens the middle diode 9, connecting the middle pair of digital indicators 10 through the power switches 7 to the common power bus, i.e. The anodes of the diodes 8, and at this point in time, the decoder 7 provides information from the next pair of counters of 3 pulses, and so on.

Таким образом, вс  информаци  о текущем времени со счетчиков 3 импульсов высвечиваетс  на цифровых индикаторах 10 за период следовани  синусоидального сигнала с одного из выходов трехфазного источника 11 питани , а так как частота следовани  этих импульсоБ в этом случае равна ,50 Гц, мелькани  на индикаторах 10 е замечаетс  наблюдателем вследстви инерционности человеческого глаза, а воспринимаютс  как непрерывное свечение. В том случае, когда информаци  на счетчиках 3 импульсов 3 не измен етс , т.е. когда с делител  2 на управ л емую схему 14 запрета не поступает никаких сигналов, через эту схему сигналы с последнего выхода формтров тел -распределител  12 импульсов (фиг.2,д) проход т без изменени  на объединенные входы схем 13 совпащени  (фиг.2,ж; до прихода сигнала, изображенного на фиг. 2,е). При этом длительность импульсов, проход щих схемы 13 совпадени  с выходов формир вател  на управл ющие входы схем 4 совпадени  не измен етс , а вследствие этого  ркость свечени  цифровых индикаторов 10 будет максимальной. Когда на схему 14 запрета с делител  2 частоты приходит импульс (фиг.2,е), под его воздействием измен етс  длительность импульсов, фор мируемых этой схемой14 запрета таки образом, что их длительность минимальва после прихода импульса с делител  2 частоты и увеличиваетс , на пример, по линейному закону до перво начального значени  в течение нескольких периодов следовани  синусо идальных сигналов источника 11 пита ни  (фиг.2,ж). В результате этого схемы 13 совпадени  будут пропускат через себ  с формировател -распреде лител  12 импульсов, измен ющиес  п длительности импульсы (фиг.2,з) , ко торые и будут подключать цифровые индикаторы 10 через силовые ключи 7 к общей шине питани  на более корот кое врем . Так как в момент прихода импульсов с делител  2 частоты на счетчики 3 импульсов информаци  в н измен етс  ((измен етс  и конфигураци  цифр на индикаторах), то  ркост цифровых индикаторов в этот момент будет минимальна и с течением времени будет увеличиватьс  до первоначального значени . Таким образом, в момент времени смены цифр на индикаторах 10 новые лампочки накаливани  будут подключатьс  не сразу под максимальное ам плитудное значение питающего напр ж ни , а под пониженное и увеличивающеес  с течением времени напр жение под воздействием импульсов с выхода управл емой схемы 14 запрета. За эт врем  нити лампочек накаливани  в индикаторах 10 успеют разогретьс  до номинального з-начени . Управл ема  схема 14 запрета может быть выполнена по-разному. Разберем более подробно схему, изображенную на фиг.З, временные диаграь мы которой, по сн ющие ее работу, приведены на фиг.4 . Схема запрета состоит i j блока 15 с:равнени , к двум входам .е подключеты два диода 16 и 17 соответственно анодом и катодом. Два накопительных конденса ора 18 и 19 присоединены параллельно входам блока 15. Резистор 20 включен между анодом диода 16 и источником питани , а резистор 21 подключен параллельно конденсатору 19. Катод диода 16 соедин етс  с последним выходом формировател -распределител  12 импульсов, анод диода 17 подключаетс  к выходу делител  2 частоты , а выход блока 15 сравнени  присоедин етс  к объединенным входам схем 13 совпадени  (фиг. 1) . Схема запрета работает следующим образом. Анод диода 17 нах®дитс  под потенциалом корпуса при отсутствии сигнала с, делител  2 частоты (фиг.1) , а накопительный конденсатор разр жен. На катод диода 16 поступают сигналы (фиг.4,а) с формировател  12, положительный уровень которых закрывает диод 16. в эти моменты времени конденсатор 18 зар жаетс  от источника питани  (+ЕпитЗчерез резистор 20 и разр жаетс  через диод 16, когда сигнал на его катоде отсутствует. При этом форма напр жени  на конденсаторе 18, т.е. на входе блока 15 сравнени  будет пилообразной (фиг.4,в), и блок сравнени  при этом будет выдавать на выходе импульсы, (фиг.4,г, до привода импульса 4,6), по форме повтор ющие импульсы на катоде диода 16 (фиг.4,а) . Если потенциал левого по схеме входа блока сравнени  15 превышает потенциал на правом входе, то на его выходе по вл етс  сигнал, если наоборот, то сигнал отсутствует . С приходом на анод диода 17 импульса Сфиг.4,6) конденсатор 19 быстро зар жаетс  до его амплитудного значени  и начинает медленно разр жатьс  через резистор 21 (это достигаетс  выбором посто нных времени , 20 С18 21 С19) , как это показано на фиг.4,в. Вследствие этого на выходе блока 15 сравнени  по вл ютс  положительные перепады напр жени  (фиг. 4, г) в те моменты времени, когда напр жение на конденсаторе 18 положительнее напр жени  на конденсаторе 19 (фиг.4,в). Вследствие этого длительность выходных импульсов блока 15 сравнени  по мере разр да конденсатора 19 увеличиваетс , и при полностью разр женном конденсаторе 19 повтор ют форму импульсов на катоде диода 16. Дл  подключени  к конденсатору 19, т.е. к правому входу блока 16 сравнени  еще одного диода, через него можно подавать регулируемый вручную положительный потенциал напр жени . В этом случае осуществл етс  ручна  регулировка  ркости цифровых индикаторов 10. Если же на этот диод подавать напр жение от фотоэлемента, при этом будет осуществл тьс  автоматическое изменение  ркости цифровых индикаторов 10 от внешней освещенности фотоэлемента.Thus, all information about the current time from the counters of 3 pulses is highlighted on digital indicators 10 for the period of a sinusoidal signal from one of the outputs of the three-phase power source 11, and since the frequency of these pulses in this case is equal to 50 Hz, melkan on indicators 10 It is seen by the observer due to the inertia of the human eye, and is perceived as a continuous glow. In the case when the information on the counters 3 of pulses 3 does not change, i.e. when no signals are received from the divider 2 to the control prohibiting circuit 14, the signals from the last output of the body of the distributor 12 pulses (Fig. 2, e) are passed without change to the combined inputs of the coincidence circuit 13 (Fig. 2). , g; before the arrival of the signal shown in Fig. 2, e). At the same time, the duration of the pulses passing the matching circuit 13 from the outputs of the driver to the control inputs of the matching circuit 4 does not change, and as a result, the luminance intensity of the digital indicators 10 will be maximum. When an impulse arrives at the prohibition circuit 14 from the splitter 2 frequency (FIG. 2, e), under its influence the duration of the pulses formed by this prohibition circuit 14 changes in such a way that their duration is minimal after the arrival of the impulse from the divider 2 frequency and increases by For example, according to a linear law, up to the initial value during several periods of following sinusoidal signals of the power source 11 (Fig. 2, g). As a result of this, the coincidence circuit 13 will pass through itself from the driver-distributor 12 pulses, varying with duration p pulses (FIG. 2, h), which will connect digital indicators 10 through power switches 7 to the common power bus for a shorter time. some time Since at the moment of arrival of the pulses from the splitter 2 frequency to the counters of the 3 pulses, the information in n changes ((the configuration of the numbers on the indicators also changes), the speed of the digital indicators at this moment will be minimal and will increase to the initial value over time. Thus, at the time of the digit change on the indicators 10, new incandescent bulbs will not be connected immediately under the maximum amplitude value of the supply voltage, but under the low and increasing voltage over time The pulses from the output of the controlled inhibitor circuit 14. During this time, the filament of the incandescent bulbs in the indicators 10 will have time to warm up to the nominal s-start. The controlled inhibit circuit 14 can be performed in different ways. Let us consider in more detail the circuit shown in Fig. 3, the time diagrams of which we, referring to her work, are shown in figure 4. The prohibition scheme consists of ij block 15 s: equal, to two inputs. e connect two diodes 16 and 17, respectively, an anode and a cathode. Two accumulator capacitors 18 and 19 are connected in parallel to the inputs of block 15. Resistor 20 is connected between the anode of diode 16 and power supply, and resistor 21 is connected in parallel to capacitor 19. The cathode of diode 16 is connected to the last output of distributor 12 pulse, the anode of diode 17 is connected to the output of the frequency divider 2, and the output of the comparator unit 15 is connected to the combined inputs of the matching circuit 13 (Fig. 1). The prohibition scheme works as follows. The anode of the diode 17 nah®dits is under the potential of the body in the absence of a signal c, the divider is 2 frequencies (Fig. 1), and the storage capacitor is discharged. The cathode of the diode 16 receives signals (Fig. 4, a) from the driver 12, the positive level of which closes the diode 16. At these times, the capacitor 18 is charged from the power source (+ Epitogue through the resistor 20 and discharged through the diode 16 when the signal is on its cathode is absent. In this case, the voltage form on the capacitor 18, i.e., the input of the comparison unit 15 will be saw-tooth (Fig. 4, c), and the comparison unit will output pulses at the output (Fig. 4 g) prior to the pulse drive 4,6), the shape of the repeating pulses on the cathode of the diode 16 (Fig. 4, a). If the potential of the left According to the input circuit of the comparison unit 15, the potential at the right input appears, then a signal appears at its output, if vice versa, there is no signal. When a diode 17 arrives at the anode (Fig 4), the capacitor 19 quickly charges to its amplitude value. and begins to slowly discharge through a resistor 21 (this is achieved by choosing a constant time, 20 C18 21 C19), as shown in Fig. 4c. As a consequence, at the output of the comparison unit 15, positive voltage drops appear (Fig. 4, d) at those times when the voltage on the capacitor 18 is more positive than the voltage on the capacitor 19 (Fig. 4, c). As a result, the duration of the output pulses of the comparator unit 15 increases as the capacitor 19 is discharged, and when the capacitor 19 is completely discharged, the pulse shape at the cathode of diode 16 is repeated. For connection to capacitor 19, i.e. To the right input of the unit 16, the comparison of another diode, a manually adjustable positive potential of the voltage can be fed through it. In this case, manual adjustment of the brightness of the digital indicators 10 is carried out. If, however, the voltage from the photocell is applied to this diode, the brightness of the digital indicators 10 will automatically change from the ambient light of the photocell.

В схему часов можно ввести еще две управл емые скемы. 14 запрета (фиг.1) , выход которых будет св зан с остальными двум  схемами 13 совпадени , а управл ющие входы схем запрета необходимо подключить соответственно к выходу второго и четвертого счетчика 3 импульсов. При этом регулировка зажиганием цифровых индикаторов 10 будет осуществл тьс  п отдельным парам.In the clock scheme, you can enter two more controlled skemy. 14 prohibition (Fig. 1), the output of which will be associated with the remaining two circuits 13 of coincidence, and the control inputs of the prohibition circuits must be connected to the output of the second and fourth counters of 3 pulses respectively. In this case, the ignition adjustment of the digital indicators 10 will be carried out in separate pairs.

Использование формировател -распределител  импульсов, управл емой схемы запрета и схем совпадени  позвол ет повысить надежность работы электронных часов в целом за счет автоматической регулировки  ркости цифровых индикаторов при смене их показаний. Это достигаетс  путем подачи на вновь включенные лампы накаливани  цифровых индикаторов импульсного напр жени  малой длительности и амплитуды, которое посто нно увеличиваетс  (например, по линейному закону), вследствие этого нити ламп, постепенно разогрева сь, подключаютс  под номинальное напр жение .The use of a pulse distributor, a controlled inhibit circuit, and a coincidence circuit can improve the reliability of the electronic clock as a whole by automatically adjusting the brightness of digital indicators when changing their readings. This is achieved by supplying digital lamps of a short duration and amplitude to the newly turned on incandescent lamps, which constantly increase (for example, according to a linear law), as a result of which the lamp filaments, gradually warming up, are connected to the nominal voltage.

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР 526850, кл. G04 С 3/00, 1975.1. USSR author's certificate 526850, cl. G04 C 3/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР № 550615, кл. С, 04 С 13/02, 14.07.75 (прототип).2. USSR author's certificate No. 550615, cl. C, 04 C 13/02, 14.07.75 (prototype). // ZiZi 3 е3rd f ж well -Епит-Epit 1one иand ILJLJLJIILJLJLJI /7/ 7