SU792213A1 - Электронные часы - 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 перпои

и четвертой, второй и п той, третьей и шестой схем И.

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.

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.

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 .

Электронные часы работают следующим образом.

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 первого

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР 526850, кл. G04 С 3/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 550615, кл. С, 04 С 13/02, 14.07.75 (прототип).

/

Zi

3 е

ж

-Епит

1

и

ILJLJLJI

/7