Часы с автономным питанием

(бв 4 С 04 С 10/04 ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электроннымчасовым системам и устройствам, Цельизобретения - увеличение срока службы источника питания часов. На коммутатор 6 режимов, представляющий собой мультиплексор, заводится информация о текущем времени со счетчика 2 времени. Информация о расходе ресурса службы источника 3 питания по" ступает с выхода коммутатора 6 режимов, В зависимости от увеличения или уменьшения тока разряда изменяется и частота временных сигналов, поступающих на вход счетчика 4 срока службы источника питания, который выдает Информацию об убыстренном или замедленном расходе ресурса источника 3 питания. Даны варианты схем реализации устройства5 ил.1254429 Тактовые импульсы (фиг. 4 а) сгенератора тактовых импульсов (ГТИ)поступают на счетный вход счетчикаСТ 1, Коэффициент пересчета этогосчетчика ранен числу возможных режимов работы часов от источника питания. Частоту тактовых импульсов следует выбирать достаточно большой,чтобы можно было бы Фиксироватькратковременные скачки потребляемого тока,При этом частота импульсов ГТИвыбирается из следующего выражения; Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронным часовым системам и устройствам и можетбыть использовано в электронных часах, работающих от аккумуляторной 5батареи.Цель изобретения - увеличение срока службы источника питания часов.На фиг, 1 приведена схема часовс автономным питанием; на фиг.2 - 1 Осхема устройства управления для работы вдвух режимах,"нафиг.З -схемаустройства управления для работы внескольких режимах (больше двух);на Фиг, 4 - временные диаграммы работы; на фиг. 5 - схема системы индикации часов.Часы с автономным питанием содержат эталонный генератор 1, счетчик2 времени, источник 3 питания, счетчик 4 срока службы источника питания, индикатор 5, коммутатор б режимов и устройство 7 управления.Эталонный генератор 1 соединен с входом счетчика 2 времени, выход которого подключен к индикатору 5, а вывоцы счетчика 2 времени соединеныс информационными входами коммутатора б режимов. Управляющие входы коммутатора,б режимов подключены к со- ЗО ответствующим выходам устройства 7 управления, выход - к входу счетчика срока службы источника 4 питания, выход которого подключен к индикатору 5. Первый выход источника 3 питания подключен к первым шинам питания всех блоков часов непосредственно, а второй выход источника питания - к вторым шинам питания через устройствоуправления, 40Часы с автономным питанием работают следующим образом.1С выхода эталонного генератора 1 импульсные сигналы поступают на вход счетчика 2 времени, Счетчик 2 времени делит частоту этих сигналов и формирует сигналы времени, поступающие на индикатор 5, который отображает в цифровой Форме временную информацию. Одновременно набор частот с па О раллельных выходов счетчика 2 времени подается на информационные входы коммутатора б режимов. Коммутатор б режимов представляет собой логичес "кий мультиплексор к выходу которого 55 подключается тот или иной временной сигнал с одного нз информационных входов в зависимости от того, на каком из управляющих входов находится сигнал управления, Сигналы управления поступают с выхода устройства 7 управления, подключенного между одним из выходов источника 3 питания и одной из шин питания, от которой осуществляется электропитание всех блоков часов.Устройство 7 управления в зависимости от режима работы часов, т.е. в зависимости от тока разряда источника питания, формирует на том или ином выходе сигналы управления в виде постоянного потенциала, например единичного логического уровня, При работе часов в двух режимах, когда в одном режиме индикация выключена, а в другом включена, что используется в часах с индикацией на светодиодах, в качестве устройства 7 управления может быть использован простой механический переключатель с двумя выходами управления (фиг.2), в котором при выключенной индикации 1 держится на одном управляющем выходе, г,ри включенной - на другом.Если режимов работы больше, например, если индикатор часов состоит из нескольких частей, которые расположены в разных местах и подключаются независимо друг от друга (вместо индикаторов могут быть и другие периФерийные устройства: формирователи кодов, усилители, преобразователи и др.) и переключение режимов осуществляется автоматически, в качестве устройства 7 управления может быть использовано устройство на осно. ве аналого-цифрового преобразователя (Фиг. 3), Временные диаграммы напряжений, поясняющие работу этого устройства управления, приведены на Фиг. 4Устройство 7 управления по Фиг, 3 работает следующим образом.1р ь,где Г, - минимальная возможная длительность кратковременного скачка потребляемого тока;Г, - частота импульсов ГТИ;и - коэффициент пересчета счетчика СТ 1. 1 ОВыходные импульсы счетчика СТ 1 (фиг. 48) запускают генератор пилообразного напряжения (ГПН). Выходное напряжение ГПН (фиг. 4 5) подается на один из входов компаратора напряжений. На другой вход компаратора в качестве порогового напряжения Ц, подается напряжение с преобразователя ток - напряжение (фиг. 4 з),Преобразователь выполнен на резисторе К и дифференциальном усилителе. Через резистор К протекает ток, потребляемый часами от источника питания, Сопротивление К должно быть как можно меньше, чтобы выполнялось усло. вие К с К (где Кн - сопротивление нагрузки, потребляющей ток от источника питания). Напряжение снимается с резистора К с помощью дифференциального усилителя, с выхода которого 30 оно подается на компаратор напряжений АЦП. Пороговое напряжение компаратора зависит от потребляемого тока по формуле35Е Нотрноргде У, - пороговое напряжение компаратора, В;К - коэффициент усиления 403дифференциального усилителя;Е, - потребляемый от источника питания ток, А;К - величина сопротивления, 45Ом.С помощью выходного напряжения компаратора (фиг. 4) и импульсов с выхода счетчика СТ 1 на триггере формируются импульсы, длительность ко торых зависит от величины потребляемого от источника питания тока (фиг. 4 е). Эти импульсы совпадают по схеме 2 И и тактовыми импульсами от ГТИ. На выходе схемы 2 И формиру ются пачки тактовых импульсов (фиг. 4 ж). Число импульсов в пачке определяется величиной потребляемогоГ = К Егде д =1,2,Ер,номер возможногорежима работы часов;частота временныхсигналов, снимаемых со счетчикавремени 2 в -мрежиме;ток разряда источника в д-м режиме; тока и равно номеру режима работы часов от источника питания. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика СТ 2, коэффициент пересчета которого равен количеству режимов работы часов от источника британия. Сигналы управления с выхода счетчика СТ 2 поступают в параллельном коде на буферныйрегистр.Информация вэтот регистр переписывается задним фронтом импульсов с выхода триггера, что обеспечивает сохранность информации в течение всего интервала измерения. С выхода буферного регистра сигналы управления в параллельном коде поступают на входы коммутатора 6 режимов. Этот код подключает тот или иной вход коммутатора 6 режимов к его выходу. При изменении тока разряда источника питания меняется код сигналов управления, т.есостояние "О" и " 1" на управляющих входах коммутатора режимов 6 и, следовательно, меняется номер информационного входа коммутатора 6 режи,мов, подключаемого к его выходу,Счетчик срока службы источника 4 питания работает в режиме счета вре; менных сигналов, поступающих на него с выхода коммутатора 6 режимов. В зависимости от увеличения или уменьшения тока разряда, увеличивается или уменьшается частота временных сигналов, поступающих на вход счетчика срока службы источника 4 питания, который при этом выдает информа. цию об убыстрении или замедлении расхода ресурса источника, чем достигается повышение точности подсчета срока службы источника питания. Зависимость частоты временных сигналов, снимаемых со счетчика 2 времени для подсчета расхода емкости источника питания, от тока разряда этого источника питания имеет вид;1254429 Причем Г,К = 1 где 1ю 30 ЕЦьЕ Кст К, - постоянный коэффициент, - минимальный разрядный токисточника, т.е. ток разряда в режиме с минимальной нагрузкой на источник питания; Г - частота сигнала, соответствующая минимальному току разряда.Основной характеристикой срокаслужбы источника питания является невремя его работы, так как при разныхнагрузках время тоже будет разное,а емкость источника питания, поэтомусчетчик 4 учитывает расход емкостиисточника в ампер-часах, что болееточно отражает текущее состояниеисточника питания,Разрядность счетчика срока службы источника 4 питания выбираетсяисходя из следующих соображений.Информация о расходе ресурса источника питания подсчитывается в счетчикесрока службы источника питания вдвоично-десятичной форме, Поэтомуэтот счетчик разбивается на тетрады - 4-разрядные двоично-десятичныесчетчики. Количество этих счетчиков определяется из соотношения; 35где К - количество 4-разрядныхст 4 Одвоично-десятичных счетчиков в счетчике срокаслужбы источника питания;Е - емкость источника питания в ампер-часах;1 Е - требуемая точность измерения расхода ресурса источника питания в долях ампер-часа.Количество разрядов счетчика срока службы источника питания опреде-,ляется из соотношения;, ЕК =- 4 К4 д - -- ест ст ьЕ Индикатор 5 осуществляет индикацию в цифровой форме времени или расхода ресурса источника 3 питания(фиг, 1), Индикатор 5 может состоятьиз цифровых светодиодных матричныхиндикаторов, количество которых определяется из соотношения инА 4где К - количество цифровых свето.диодных матричных индикаторов в индикаторе 5,Как правило, системы индикациивремени содержат четыре или шестьцифровых индикаторов.Один из возможных вариантов исполнения системы индикации времени в часах с автономным питанием показан нафиг, 5. На информационные входы мультиплексора МЯ заводится в параллельном двоично-десятичном коде информации о текущем времени со счетчика 2времени (фиг. 1), на входы Х, и информация о расходе ресурса источникапитания со счетчика срока службы источника питания на входы Х . В зави 3симости от состояния управляющих входов Ч мультиплексора МЯ на его выходпроходит или информация о текущемвремени, или информация о ресурсеисточника питания. Сигналы управлениямогут задаваться с переключателя,расположенного на панели управления часами. Информация в параллельном коде с выхода мультиплексора поступаетна вход дешифратора ВС, преобразующего параллельный информационныйдвоично-десятичный код индикации,например семисегментный, поступающий на индикаторное устройство,состоящее из цифровых матричных индикаторов,Формула изобретения Часы с автономным питанием, содержащие источник питания, счетчик срока службы источника питания и последовательно соединенные эталонный генератор, счетчик времени и индикатор, при этом выход счетчика срока службы источника питания подключен к второму входу индикатора, а первый выход источника питания соединен с первыми шинами питания всех блоков часов, о т л и ч а ю щ и е с я тем,что, с целью увеличения срока службыисточника питания, в них введены устройства управления и коммутатор режимов, включенный между выходамисчетчика времени и входом счетчика7 1. 54429 8срока службы источника питания, вхо выходу источника питания, а вторые ды управления коммутатора режимов шины питания всех блоков часов соесоединены с выходами устройства динены с вторым выходом источника управления, первые шины питания вве питания череэ устройство управледенных блоков подключены к первомуния.Т.Ко каз 4717 50 Тираж 398ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений иоткрыти 13035, Москва, Ж, Раушская на ПодписноСР