Электронная система отсчета времени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 00 С 04 С 9/00 ТЕНИЯ ескии ТА ВРЕ- из чаУДАРСТНЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(71) Винницкий политехнич институт(56) Авторское свидетепьство СССРВ 362276, кл. С 04 С 3/00, 1972.Патент США В 4095413,кл. 6 04 С 3/00, 1978.Патент США В 4149368,кл. С 04 С 17/00, 1979.(54) ЭДЕКТРОНКАЯ СИСТЕМА ОТСЧЕИЕНИ(57) Изобретение может быть использовано для создания электронной сис темы отсчета времени коллективного и индивидуального пользования с многофункциональным использованием индикаторов, Цель изобретения - упрощение устройства, расширение его функциональных возможностей, повышение технологичности и надежности. Устройство содержит источник 1 опорной частоты, триггеры 2 - 4, резисторы 5-11, оптоэлектронную схему ИЛИ-НЕ 12, оптоэлектронный инвертор 13 и светодиоды 14 - 16. Введение новых элементов и обраэование новых связей между элементами устройства позволяют осуществить передачу импульсов переносапяти разрядов шкалы минут в шкалусов, что обеспечивает пять промежуточных положений часовой стрелки асовыми отсчетами. 4 ил.1295362 40 45 50 55 Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для создания электронной системы отсчета времени коллективного и индивидуального пользования с многофункциональным использованием индикаторов,Цель изобретения - упрощение устройства, расширение его Функциональных возможностей, повышение технологичности и надежности.По сравнению с известным в предлагаемом устройстве упрощение достигается новой организацией взаимосвязи между элементами внутри разрядов, уменьшением количества электрических связей и многофункциональным использованием элементов (излучающие фототиристоры принимают, передают оптическую информацию и обладают внутренней памятью).Расширение Функциональных возможностей системы достигается новой организацией связей, осуществляющих передачу импульсов переноса из пяти разрядов шкалы минут в шкалу часов, чтопозволяет обеспечить пять промежуточных положений часовой стрелки между двумя часовыми отсчетами (через каждые 12 мин часовая стрелка4перемещается на один разряд). Такое отображение информации о времени максимально приближено к привычному для человека представлению времени в механическихстрелочных часах.Однородность и простота схемо - техники, использование только полупроводниковых элементов дает возможность изготовления твердотельного циферблата для наручных часов с надежностью и стоимостью серийных микросхем среднего уровня интеграции,На Фиг.1 представлена электрическая схема оптоэлектронной системы отсчета времени; на фиг.2 - временная диаграмма ее функционирования", фиг, 3 - Один из Возможных ВариантоВ конструктивного выполнения циферблата; на фиг,4 - оптоэлектронная схема ИЛИ-НЕ и оптоэлектронный инвертор. Оптоэлектронная система отсчетавремени содержит источник опорнойчастоты 1, три счетных триггера.2 -4 (стандартные), семь резисторов5 - 1, оптоэлектронную схему ИЛИ-НЕ12 (Фиг.4), оптоэлектронный инвертор13 (Фиг.4), три светодиода 14 - 16,2Разряды кольцевого счетчика содержат три излучающих Фототиристора 17 - 19, три светодиода 20 - 22, для индикации времени, соединенные в согласованную последовательную цепь совместно с излучающим фототиристором 17, Аноды светодиодов 22 для индикации времени объединены и являются входом 23 питания кольцевого счетчика, который через последовательную цепь из резистора 11 и светодиодов 14 - 16 соединен с установочными входами счетных триггеров 2 - 4. Катоды излучающих Фототиристоров 17 - 19 нечетных разрядов объединены соответственно в общие шины 24 - 26, которые через резисторы 5 - 9 подключены к инверсным выходам счетных триггеров 2 - 4 соответственно. Катоды излучающих Фототиристоров 17 - 19 четных рядов объединены соответственно в общие шины 27 - 29, которые через резисторы 6 - 10 подключены к прямым выходам счетных триггеров 2 - 4. В каждом разряде аноды светодиодов 21 соединены с анодами излучающих фототиристоров 19, а аноды светодиодов 20 соединены с анодами излучающих фототиристоров 18. Каждый излучающий Фототиристор 17 - 19 ( + 1)-го разряда кольцевого счетчика оптически связан с соответствующим излучающим Фототиристором 17 - 19 1-го разряда, а излучающие Фототиристоры 17 - 19 нулевого разряда оптически связаны с излучающими Фототиристорами 17 19 пятьдесят девятого разряда и со светодиодами 14 - 16 соответственно. Вход 30 установки соединен с установочными входами счетных триггеров 2 - 4. Излучающие фототиристоры 18 , 11, 23, 35, 47, 59-го разрядов системы отсчета времени оптически связаны соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ 12, электрический выход которой подключен к счетному входу триггера 4. Излучающий фототиристор 17 59-го разряда оптически связан с входом оптоэлектронного .инвертора 13, выход которого подключен к счетному входу счетного триггера 3, Выход источника 1 опорной частоты подключен к счетному выходу счетного триггера 2.Оптоэлектронная система отсчета времени функционирует следующим образом, На вход 23 подается напряже 3 12953 ние питания, на вход 30 установки импульс низкого уровня потенциала ("Лог.О") длительностью 50 мкс, одновременно воздействующий на входы установки в нулевое состояние прямых 5 выходов счетных триггеров 2 - 4 и обеспечивающий кратковременное протекание тока по последовательной цепи из резистора 11 и светодиодов 14 - 16. При этом счетные триггеры 10 2 - 3 обнуляются (на их прямых выходах, а значит, и на шинах 27 - 29 появляется низкий уровень потенциала). Светодиоды 14 - 16 возбуждаются на время действия импульса установки и своими оптическими сигналами включают оптически связанные с ними излучающие фототиристоры 17 - 19 нулевого разряда, так как на их анодах присутствует напряжение питания, а на катодах - низкий уровень потенциала (уровень "Лог.О"). Протекание одинаковых токов по цепям: светодиод 22 - фототиристор 19 - ограничитель 25 ный резистор 10 - триггер 4; светодиод 22 - светодиод 21 - фототиристор 18 - ограничительный резистор 8 - триггер 3; светодиод 22 - светодиод 21 - светодиод 20 - фототиристор 17 - ограничительный резистор 6 - триггер 2 вызывает возбуждение светодиодов 20 - 22 для индикации времени и излучающих фототиристоров 17 - 19 нулевого разряда системы отсчета времени. Длительность импульса установки должна быть больше суммы времени включения триггера, светодиода и фототиристора с целью обеспечения надежного включения нулевого разряда системы. Ограничительные резисторы 5 - 10 определяются из условия протекания одинаковых токов по цепям.Светодиод 22 выбирается с рабочим током, равным утроенному значению тока по цени, светодиод 21 - удвоен 45 ному значению тока, а светодиод 20 - равным току цепи. Наличие низкого уровня потенциала на прямых выходах счетных 50 триггеров 2 - 4 и внутренней памяти излучающих фототиристоров 17 - 19 обеспечивает возбуждение (индикацию) нулевого разряда системы отсчета времени после выключения светодиодов 14 - 16 до прихода первого счетного импульса (метки времени) . Световой поток от излучающих фототиристоров 17 - 19 62 4нулевого разряда воздействует на оптически связанные с ними излучающиефототиристоры 17 - 19 первого разряда, подготавливая их к включению,Однако излучающие фототиристоры 7 -19 первого разряда не включаются,так как на их катодах присутствуетвысокий уровень потенциала.Таким образом, импульс установкиосуществляет установку в нулевоесостояние счетных триггеров 2 - 4 ивозбуждение нулевого разряда системыотсчета времени,Система отсчета времени готова ксчету и отображению меток времени(первого и последующих импульсов систочника 1 опорной частоты, следующих с частотой 1 Гц),Передний фронт первого импульсаопорной частоты воздействует на счетный вход счетного триггера 2 и изменяет потенциалы на его выходах напротивоположные: на шине 24 появляется низкий уровень потенциал, а нашине 27 - высокий. В связи с этимпроисходит включение излучающего фототиристора 17 первого разряда, (атакже возбуждение последовательносвязанных с ним светодиодов 20 - 22для индикации времени), так как онподготовлен оптическим сигналом излучающего фототиристора 17 нулевогоразряда и на его катоде появляетсянизкий уровень потенциала, происходиттакже выключение излучающего фототиристора 17 нулевого разряда и светодиода 20 для индикации временитак как на его катоде появляетсявысокий уровень потенциала). Остальные светодиоды 21 и 22 для индикациивремени нулевого разряда остаются ввозбужденном состоянии за счет протекания токов через включенные излучающие фототиристоры 18 и 19.Светодиоды 20 - 22 для индикациивремени первого разряда находятсяв возбужденном состоянии 1 с, т.е.до прихода передного фронта следующего импульса, несмотря на исчезновение оптического сигнала с входа излучающего фототиристора 17 первогоразряда, т.е. за счет внутренней памяти и наличия низкого потенциалана его катоде.Таким образом, в момент переключения счетного триггера 2 создаются условия для возбуждения последующего (1+1)-го и гашения предыдущего -го95362 Ь 55 5 12разряда системы отсчета времени. Припоступлении последующих импульсов свыхода источника 1 опорной частотывозбуждение последующих (1.+1)-х игашение предыдущих д-х разрядов системы происходит аналогично до 59-горазряда. Наличие оптической связимежду излучающим Фототиристором 159-го разряда с излучающим Фототиристором нулевого разряда и оптическим входом оптоэлектронного инвертора 13 позволяет возбудить аналогичнонулевой разряд и сформировать импульспереноса на счетный вход счетноготриггера 3.Таким образом, система функционирует в. режиме кольцевого счетчика.Оптический сигнал с излучающегофототиристора 17 59-го разряда воздействует на оптоэлектронный инвертор, вызывая появление на его электрическом выходе (и на счетном входетриггера 3) низкого уровня потенциала, не приводящего.к переключениютриггера 3, так как он срабатываетпо переднему фронту импульса высокого уровня потенциала. В момент гашения излучающего фототиристора 159-го разряда и возбуждения излучающего фототиристора 17 нулевого разряда на выходе инвертора 13 появляется передний Фронт импульса высокого уровня потенциала, переключающийсчетный триггер 3 в противоположноесостояние, на шине 25 появляется низкий уровень потенциала, возбуждаетсяизлучаюшмй фототиристор 18 первогоразряда (и связанные с ним светодио"ды 21 и 22 для индикации времени),так как он подготовлен оптическимсигналом излучающего фототиристора18 нулевого разряда, а на его катодепоявляется низкий уровень потенциала, выключается излучающий фототиристор 18 нулевого разряда за счетвыравнивания потенциалов на его катоде и аноде.Таким образом, 60-й импульс источника опорной частоты приводит к гашению излучающего фототиристора 17 (исвязанных с ним светодиодов 20 -22) 59-го разряда, возбуждению излучающего фототиристора 17 нулевогоразряда (и связанных с ним светодиодов 20 - 22), гашению излучающегофототиристора 18 нулевого разряда(и связанных с ним светодиодов 21 и22), а также возбуждению излучающего 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 фототиристора 18 первого разряда(и связанных с ним светодиодов 21 и22) .Аналогично 120-й импульс источника опорной частоты переводит в возбужденное состояние излучающий фототиристор 18 (и связанные с ним светодиоды 21 и 22) второго разряда и излучающий Фототиристор 17 (и связанные с ним светодиоды 20 - 22) нулевого разряда. При этом излучающийфототиристор 19 (и связанный с нимсветодиод 22) нулевого разряда остается в возбужденном состоянии,660-й импульс переводит в возбужденное состояние излучающий Фототиристор 18 (и связанные с ним светодиоды 21 и 22) 11-го разряда, оптический сигнал с выхода которого воздействует на вход оптоэлектроннойсистемы ИЛИ-НЕ 12, на электрическомвыходе которой (и на счетном входесчетного триггера 4) появляется низкий уровень потенциала, не переключающий триггер 4, так как он срабатывает по переднему фронту импульса высокого уровня потенциала. В моментгашения излучающего фототиристора 1911-го разряда (приход 720-го импульсаисточника опорной частоты) на выходесистемы ИЛИ-НЕ 12 появляется переднийфронт импульса высокого уровня потенциала, переключающий счетный триггер4 и возбуждается излучающий Фототирнстор 19 первого разряда, так какон подготовлен оптическим сигналомизлучающего фототиристора 19 нулевогоразряда, на его катоде появится низкий уровень потенциала, выключаетсяизлучающий фототиристор 19 нулевогоразряда.Излучающие фототиристоры 17 находятся в возбужденном состоянии 1 с,излучающие Фототиристоры 18 - 1 мин,а излучающие фототиристоры 19 - 12мин.1440-й импульс источника опорнойчастоты приводит к возбуждению излучающего фототиристора 9 второгоразряда (и связанного с ним светодиода 22), а также излучающих фототиристоров 17 и 18 нулевого разряда(и связанных с ними светодиодов дляиндикации времени),Таким образом, за период времени, равныйч (3600 импульсов), после-. довательно срабатывают светодиоды 22 для индикации времени 22 (и излучаю7 1295362 8 щие фототиристоры 19) первого, второ- щих фототиристоров, го, третьего, четвертого и пятого светодиодов для инд разрядов системы. всех разрядов кольцДальнейший счет и отображение ин- соединены с шиной п формации о времени происходят ана через последователь логично, первый резистор иОптоэлектронная шкала системы от- оптически связанных счета времени конструктивно выполне- первым вторым и треУна в виде единого циферблата круглой, фототиристорами нул овальной или другой формы (фиг.3), 10 кольцевого счетчика разделенного на 60 стрелок-сегментов, тановочным входам т в свою очередь разделенных на три геров и входу устан части. Секунды индицирунтся набором вых, вторых и треть всех трех частей стрелки (по элект- фототиристопов нече рической схеме светодиоды 20 - 22 . 15 объединены в соотве для индикации времени 20,21,22), ми- которые через второ нуты - свечением двух частей стрел- шестой резисторы по ки (по схеме светодиоды 21 и 22), ным выходам соответ а часы - свечением одной части второго и третьего стрелки (по схеме светодиод 22). 20 а катоды первых вт 45 Таким образом, отображение информации о времени представляется местоположением на циферблате светящихся большой стрелки, указывающей количество секунд, средней стрелки, указывающей количество минут и малой стрелки, указывающей количество часов. Формула изобретения/Электронная система отсчета времени, содержащая источник опорной частоты и кольцевой 60-разрядный счетчик, о т л и ч а н щ а я с я тем, что с целью упрощения, расширения функциональных возможностей, повышения технологичности и надежности, в нее введены три счетных триггера, семь резисторов, оптоэлектронная схема ИЛИ-НЕ, оптоэлектронный инвертор и три светодиода, а.каждый разряд кольцевого счетчика содержит три последовательно соединенных светодиода для индикации времени и три . излучающих фототиристора, причем катоды первого, второго и третьего светодиодов для индикации времени подключены соответственно к анодам первого, второго и третьего излучаю аноды третьихикации времениевого счетчикаитания, котораяно соединенныетри светодиода,соответственно стьим излучающимиевого разрядаподключена к усрех счетных триговки, катоды перих излучающихтных разрядовтствунщие шины,й, четвертый идклнчены к инверсственно первого,счетных триггеров,орых и третьихизлучающих фототиристоров четныхразрядов объединены в соответствующие шины, которые через третий, пятый и седьмой резисторы подклнченык прямым выходам соответственно первого, второго и третьего счетныхтриггеров, каждый излучающий фототиристор последующего (+1)-го разряда оптически связан с соответствующим иэлучанщим фототиристором предыдущего 1-го разряда, а каждый излучающий фототиристор нулевого разрядаоптически связан с. соответствующимизлучающим фототиристором последнего 35 59-го разряда кольцевого счетчика,при этом вторые излучающие фототиристоры 11, 23, 35, 47 и 59-го разрядовкольцевого счетчика дополнительнооптически связаны с соответствующими 40 входами оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ,выход которой подключен к счетномувходу третьего счетного триггера,первый излучающий фототиристор 59-горазряда кольцевого счетчика дополнительно оптически связан с входомоптоэлектронного инвертора,выход которого подключен к счетному входувторого счетного триггера, а счетный вход первого счетного триггера соединен с выходом источника опорнойчастоты.1295362 ФЬУимщие юсов Щф чЦ+Щ орректор М.Демч ктор гир Тираж 371ударственного комитета ССизобретений и открытийва, И, Раушская наб.,одписн Производственно-полиграфическо ул Проектная,тие, г,уж едп аказ 616/54 ВНИИПИ Го по делам 113035, Мос