Электронные часы

юз Советскикиалистическик Республик САБРЕТЕН К АВТО ОМУ СВИ ЕТИДЬСТВ(61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 12.01.79 (21) 2746636 с присоединением заявки Ио -(51) М 0 04 0 9 осударственныИ омите СССР по дедам изобретений и открытиИ) Приоритет ковано 301280, Бюллетен К 681.011 088. 8) та опубликования описания 0 72) Авторы изобретен Д. Борисов,Шля Н. Пучков и Э, Х, Чиче Пензенский ордена Л 1 степени часовой зинститут инаод исово ители(54) ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧА итания, выходы упериодную схеены к знакоиндикаторов и к иловых клю сов янляе к службы лампт их динамиовышение най це - форульсоная многоез форгльсонсхем д упый вхопвыходими пь -.етаем ныла ерноИзобретение относится к областиэлектронной хронометрии и может бытьиспользовано .в радиоэлектронике и автоматике при построении часов в табло больших размеров.Известны электронные часы с цифровой индикацией, содержащие кварцевыйгенератор, делительные и пересчетныедекады на многоустойчивых элементах,дешифратор и цифровые индикаторы 11 .В часах такого типа применениеинерционных индикаторов при построении больших световых табло затруднительно,Наиболее близкими по техническойсущности к изобретению являютсяэлектронные часы с цифровой индикацией, содержащие цифровые индикаторыс нитями накаливания, кварцевый генератор, выходы которого через делитель частоты подсоединен к входу последовательно соединенных счетчиковимпульсов, причем другой выход каждого счетчика импульсов подсоединенк первым входам схем И, выходы первых трех, из которых нключены навходы первой схемы ИЛИ, а выходы вторых трех на входы второй схемы ИЛИ,выходы которых через дешифраторы иключи подключены к входам индикаторов ордена Отечественной войаучно-исследовательскийпромышленности многофазный источниккоторого через двухпому выпрямления подклюобразующим электродамобъединенным выходамчей 23Недостатком этих чсравнительно малый срсветового табло за счческого переключения,Цель изобретениядежности. Для достижения поставленно ли в электронные часы введены мирователь-распределитель имп три схемы совпадения и управл схема запрета, причем выходы фазного источника питания чер миронатель-распределитель имп подсоединены к первым входам совпадения, другие входы кото объединены и включены на выхо равляемой схемы запрета, перв которой включен на четнертый формирователя-распределителя сов, а второй вход схемы запр выходу делителя частоты, прич ходы схем совпадения включены вторые входы соответственно ии четвертой, второй и пятой, третьей и шестой схем И.На фиг, 1 представлена структурная схема электронных часов с цифровой индикацией; на фиг. 2, а-з - временные диаграммы, поясняющие их работу, на фиг. 3 - пример выполнения ,управляемой схемы запрета, на фиг.4, а-г - временные диаграммы ее работы.Электронные часы содержат задающий кварцевый генератор 1, делительчастоты, счетчики 3 импульсов, схемы 4 совпадения, схемы ИЛИ 5, дешифраторы б, силовые ключи 7, выпрямительные диоды 8 и 9, цифровые индикаторы 10, собранные на лампочках накаливания, трехфазный источник 11 питания, формирователь-распределитель 12. импульсов, схемы 13 совпадения и управляемую 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-десятичном коде, а выходытриггеров каждого счетчика импульсов подсоединены к одним входам схем 4 совпадения, которые разбиты на двегруппы, Выходы схем 4 совпадения каждой группы через две схемы ИЛИ 5 подключены к входам дешифраторов б, выходы которых соединены с управляющими входами силовых ключей 7. Общиешины силовых ключей 7 объединены и подключены к анодам выпрямительных диодов 8, каждый катод которого через выпрямительный 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 выходам силовых ключей 7. Выходы трехФазного источника 11 питания подключены к катодам выпрямительных диодов 8 и к входам формирователя-распределителя 12 импульсов, Каждый из трех выходов Формирователя-распределителя импульсов через схемы 13 совпадения соединен с управляющими входами одной схемы 4 совпадения из каждой группы. Последний выход формирователя-распределителя 12 импульсов подкуючен к одному входу управляемой схемы 14 запрета, управляющий вход которой соединен с выходом делителя 2 частоты, а выход этой схемы 14соединен с другими объединенными входами схем 13 совпадения.Электронные часы работают следующим образом.При включении питания задающий кварцевый генератор 1 начинает выдавать импульсы определенной частоты, которые делятся делителем 2 частоты, например, до 1 Гц. Импульсы с делителя 2 поступают на вход первого счетчика 3 импульсов, где и подсчитываются, вследствие чего в счетчиках 3накапливается информация о текущемвремени, Трехфазный источник 11 питания имеет три выхода, на которыхоследовательно появляются синусоидальные сигналы, сдвинутые по фазеотносительно друг друга на 120(фиг.2,а,б,в) . следующие, например,с частотой 50 Гц, Эти сигналы поступают на входы формирователя-распределителя 12 импульсов, который формирует из них три серии импульсов таким образом, что на каждом из трехвыходов импульсы появляются последовательно друг за другом (фиг.2,г),причем задние фронты этих импульсовсовпадают по времени с моментами перехода синусоидального напряжения через "0".С помощью сигналов с выхода формирователя-распределителя импульсовинформация о текущем времени со счетчиков 3 импульсов через две группысхем 4 совпадения и через две схемы)ИЛИ 5 последовательно во врем ни подключается к двум дешифраторам б которые преобразуют код счетчиков 3 вкод цифровых индикаторов 10, выполненных на лампочках накаливания, Таким образом, в любой момент временик двум дешифраторам б подается информация о текущем времени только с двухсчетчиков 3 импульсов,Сигналы с дешифраторов б открывают соответствующие разрядь. силовыхключей 7, которые коьщутируют на общую шину знакосинтезирующие электроды цифровых индикаторов 10, являющиеся нагрузками трехфазной мостовойсхемы выпрямления, собранной на выпрямительных диодах 8 и 9, В том случае, когда, например, с первого выхода трехфазного источника 11 питания на катод первого диода 8 поступает положительная полуволна напряжения (фиг.3,а), диод 9 начинает проводить в тот момет времени, когдана третьем выходе источника 11 питания появляется отрицательная полуволна напряжения (Фиг.2,в), Вследствие этого через первую пару цифровых индикаторов 10 протекает токв интервалы времени, соответствующиефиг.2,г, верхняя эпюра, В следующиймомент времени, соответствующийФиг.2,г, средняя эпюра,открываетсясредний диод 9, подключающий среднюю пару цифр овых индикаторов 10через силовые ключи 7 к общей шинепитания, т.е. к анодам диодов 8,а в этот момент времени на дешифраторе 7 подается информация со следующей пары счетчиков 3 импульсови так далее.Таким образом, вся информация о текущем времени со счетчиков 3 импульсов высвечивается на цифровых индикаторах 10 за период следованияс инусоидального сигнала с одного извыходов трехфазного источника 11 питания, а так как частота следования этих импульсов в этом случае равна ,50 Гц, мелькания на индикаторах 10 е замечается наблюдателем вследствий нерционности человеческого глаза, а воспринимаются как непрерывное свечение. В том случае, когда информация насчетчиках 3 импульсов 3 не изменяется, т,е. когда с делителя 2 на управляемую схему 14 запрета не поступаетникаких сигналов, через эту схемусигналы с последнего выхода формирователя-распределителя 12 импульсов15(фиг,2,д) проходят без изменения наобъединенные входы схем 13 совпадения (Фиг,2,ж, до прихода сигнала,изображенного на Фиг, 2,е)При этомдлительность импульсов, проходящихсхемы 13 совпадения с выходов формироОвателя на управляющие входы схем 4совпадения не изменяется, а вследствие этого яркость свечения цифровыхиндикаторов 10 будет максимальной.Когда на схему 14 запрета с делителя 2 частоты приходит импульс(Фиг,2,е), под его воздействием изменяется длительность импульсов, Формируемых этой схемой 14 запрета такимобразом, что их длительность мини- ЗОмальна после прихода импульса с делителя 2 частоты и увеличивается, например, по линейному закону до первоначального значения в течение нескольких периодов следования синусоидальных сигналов источника 11 питания (Фиг.2,ж). В результате этогосхемы 13 совпадения будут пропускатьчерез себя с формирователя-распределителя 12 импульсов, изменяющиеся подлительности импульсы (фиг.2,з), которые и будут подключать цифровыеиндикаторы 10 через силовые ключи 7к общей шине питания на более короткое время, Так как в момент приходаимпульсов с делителя 2 частоты насчетчики 3 импульсов информация в нихизменяется (изменяется и конфигурация цифр на индикаторах), то яркостьцифровых индикаторов в этот моментбудет минимальна и с течением вре Омени будет увеличиваться до первоначального значения,Таким образом, в момент временисмены цифр на индикаторах 10 новыелампочки накаливания будут подключаться не сразу под максимальное амплитудное значение питающего напряжения, а под пониженное и увеличивающееся с течением времени напряжениепод воздействием импульсов с выходауправляемой схемы 14 запрета. За это 40время нити лампочек накаливанияв индикаторах 10 успеют разогретьсядо номинального эначения. Управляемая схема 14 запрета может быть выполнена по-разному. Разберем более Я подробно схему, изображенную нафиг.3, временные диаграммы которой,поясняющие ее работу, приведены нафиг.4,Схема запрета состоит и блока 15:равнения, к двум входам е подключены два диода 16 и 17 соответственноанодом и катодом, Два накопительныхконденса.ора 18 и 19 присоединеныпараллельно входам блока 15. Резистор 20 включен между анодом диода 16и источником питания, а резистор 21подключен параллельно конденсатору 19,Катод диода 16 соединяется с последним выходом Формирователя-распределителя 12 импульсов, анод диода 17подключается к выходу делителя 2 частоты, а выход блока 15 сравнения присоединяется к объединенным вхоцамсхем 13 совпадения (фиг. 1) .Схема запрета работает следующимобразом.Анод диода 17 нахедится под потенциалом корпуса при отсутствии сигнала с делителя 2 частоты (фиг.1),а накопительный конденсатор разряжен.На катод диода 16 поступают сигналы(фиг.4,а) с формирователя 12, положительный уровень которых закрываетдиод 16. В эти моменты времени конденсатор 18 заряжается от источникапитания ( +Ет 1 через резистор 20и разряжается через диод 16, когдасигнал на его катоде отсутствует.При этом форма напряжения на конденса-,торе 18, т.е. на входе блока 15 сравнения будет пилообразной (Фиг.4,в),и блок сравнения при этом будет выдавать на выходе импульсы (фиг.4,г,до привода импульса 4,б), по формеповторяющие импульсы на катоде диода 16 (фиг.4,а) . Если потенциаллевого по схеме входа блока сравнения 15 превышает потенциал на правомвходе, то на его выходе появляетсясигнал, если наоборот, то сигнал отсутствует.С приходом на анод диода 17 импульса (фиг.4,б) конденсатор 19быстро заряжается до его амплитудного значения и начинает медленноразряжаться через резистор 21 (этодостигается выбором постоянных времени, 20 С 18 21 С 19), как это показано на Фиг.4,в. Вследствие этого навыходе блока 15 сравнения появляютсяположительные перепады напряжения(фиг.4,г) в те моменты времени, когданапряжение на конденсаторе 18 "положительнее" напряжения на конденсаторе 19 (фиг,4,в). Вследствие этогодлительность выходных импульсов блока 15 сравнения по мере разряда конденсатора 19 увеличивается, и приполностью разряженном конденсаторе19 повторяют форму импульсов на катоде диода 16.Для подключения к конденсатору 19,т,е. к правому входу блока 16 сравке 792213ния еще одного диода, через него можно подавать регулируемый вручную оложительный потенциал напряжения.этом случае осуществляется ручная регулировка яркости цифровых индикаторов 10. Если же на этот диод подавать напряжение от Фотоэлемента, при этом будет осуществляться автоматическое изменение яркости цифровых индикаторов 10 от внешней осве- щенности фотоэлемента.В схему часов можно ввести еще две управляемые схемы 14 запрета (Фиг.1), выход которых будет связан с остальными двумя схемами 13 совпадения, а управляющие входы схем запрета необходимо подключить соответственн к выходу второго и четвертого счетчика 3 импульсов. При этом регулировка зажиганием цифровых индикаторов 10 будет осуществляться по отдельным парам.Использование формирователя-распределителя импульсов, управляемой схемы запрета и схем совпадения позволяет повысить надежность работы электронных часов в целом за счет автоматической регулировки яркости цифровых индикаторов при смене их показаний. Это достигается путем подачи на вновь включенные лампы накаливания цифровых индикаторов импульсного напряжения малой длительности и амплитуды, которое постоянно увеличивается (например, по линейному закону), вследствие этого нити ламп, постепенно разогреваясь, подключаются под номинальное напряжение.Формула изобретенияЭлектронные часы, содержащие цифровые индикаторы с нитями накаливания, кварцевый генератор, выход которога через делитель частоты подсоединен ко входу последовательносоединенных счетчиков импульсов,причем другой выход каждого счетчика импульсов подсоединен к первымвходам схем И, выходы первых трехиз которых включены на входы первойсхемы ИЛИ, а .выходы вторых трех навходы второй схемы ИЛИ, выходыкоторых через дешифраторы и ключи 10 подключены ко входам индикаторовмногофазный источник питания, выходыкоторого через двухполупериодную схему выпрямления подключены к знакообразующим электродам индикаторов 15,и к объединенным выходам силовыхключей, о т л и ч а ю щ и е с я тем,что, с целью повышения надежностивних введены формирователь-распределитель импульсов, три схемы совпаденияи управляемая схема запрета, причемвыходы многофазного источника питаниячерез формирователь-распределитель импульсов подсоединены к первым входамсхем совпадения, другие входА которыхобъединены и включены на выход управ пяемой схемы запрета, первый вход ко,торой включен на четвертый выход форМирователя-распределителя импульсов,а второй вход схемы запрета - к выходу делителя частоты, причем выходы 3 О схем совпадения включены на вторыевходы соответственно первой и четвертой, второй и пятой, третьей ишестой схем И.35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 526850, кл, 6 04 С 3/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРФ 550615, кл. С, 04 С 13/02, 14.07,75792213 Вих ВНИИПИ Эакаэ 10135/4 Тираж 482 ПодписноеФилиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4