Электронные часы

(21 (22 (46 (72 А.А узьмицкий,чар. лек- эле сить ос м, аниэить час ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ(57) Изобретение относится ктронной технике, в частноститронным часам, и позволяет пнастройку и обеспечить воэмоуправления внешним устройствтакже повысить надежность иэнергопотребление. Электронн содержат блок 1 счета времени, блок2 индикации, блок 3 регулировки ходаи счетчик 4 интервалов времени коррекции. В часы введены блок 7 согласования с внешним устройством, блок5 управления регулировкой и вычислитель 6 погрешности хода. волоки 7и 5 совместно с блоком 1 обеспечйваютавтоматическое и/или ручное включение-выключение приема сигналов точного времени от любого типа радиоаппаратуры и установку показаний точноговремени по ним. Одновременно вычислитель 6 и счетчик 4 осуществляютавтоматическое изменение значениякоэффициента регулировки хода, увеличивая тем самым интервал временикоррекции. 5 ил.Изобретение относится к электрон,ной технике, в частности к электронным часам.Целью изобретения является упро 5щение настройки и обеспечения возможности управления внешним устройством.На фиг. 1 изображена структурнаясхема электронных часов, на фиг. 2 -функциональная схема электронных часов, поясняющая их работу; нафиг. 3 - функциональная схема управляемого счетчика вычислителя погрешности хода; на фиг. 4 - схема сравнения; на фиг. 5 - функциональнаясхема блока согласования с внешнимустройством,Электронные часы (фиг. 1) включают блок 1 счета времени, блок 2 ин"дикации, блок 3 регулировки хода, 20счетчик 4 интервалов времени коррекции, блок 5 управления регулировкой,вычислитель 6 погрешности хода и.блок 7 согласования с внешним устройством. 25Блок 1 счета времени электронныхчасов (фиг. 2) содержит кварцевыйгенератор 8, сдвиговый регистр 9,делитель 10 частоты, счетчик 11.секунд, формирователь 12 сигнала смены минут,счетчик 13 минут, формирователь 14 сигнала смены часа,. счетчик 15 часов и формирователь 16 сигнала окончания суток. Для упрощенияна фиг, 2 не показаны другие возмож 35ные узлы блока 1,Счетчик 4 интервалов времени коррекции (фиг. 1) представляет собой,например, счетчик 4 суток (фиг. 2).Блок 5 управления регулировкой(фиг. 2) содержит элементы 4 ИЛИ 20,2 ИЛИ 21, управляемый счетчик 22,схему 23 сравнения, элементы 2 И 2426, Т-триггеры 27 и 28, счетчик 29с управляемым коэффициентом деления,элемент 2 ИЛИ 30, счетчик 31, программируемое постоянное запоминающее50устройство 32 (ППЗУ), счетчик 33,элемент 4 ИЛИ 34, элемент 2 И 35, одновибратор 36, Схема управляемогосчетчика 22 построенная на микро 9)5схемах К 155 ИЕ 6, приведена на фиг. 3,а схема 23 сравнения,построеннаяна микросхемах (сумматорах) К 155 ИМ 1,на фиг. 4,Блок 4 согласования с внешним устройством (фиг. 2 н 5) содержит узел 37 приемасигналов точного времени с входом 38 приема и узел 39 включения внешнего устройства с выходом 40 управления.Выход кварцевого генератора 8 (фиг. 2) соединен с входом синхронизации блока 3 регулировки хода и первым входом элемента 2 И 24, управляющий выход блока 3 регулировки точности хода подключен к входу делителя 1 О частоты. Делитель 10 частоты, счетчик 11 секунд, формирователь 12 сигнала смены минут, счетчик 13 минут, формирователь 14 сигнала смены часов, счетчик 15 часов, формирователь 16 сигнала смены суток и блок 2 индикации соединены последовательно, причем информационные выходы счетчиков 11, 13 и 15 поразрядно подключены к соответствующим входам блока 2 индикации. Вход сдвигового регистра 9 соединен с выходом узла 37 приема сигналов точного времени, первый выход регистра 9 подключен к входу предварительной записи управляемого счетчика 22, выходы 2-5 регистра 9 через элементы 4 ИЛИ 20 и 2 ИЛИ 21 подключены к входу прямого ,счета счетчика 22, а шестой выход регистра 9 подключен к второму входу элемента 2 И 24, входу одновибратора 36 и управляющим (сброса) входам счетчиков 11 и 13 секунд и минут соответственно. Управляющий выход блока 1 счета времени подключен к соответствующему входу блока 7 согласования с внешним устройством и через элемент 2 ИЛИ соединен с узлом 39 включения внешнего устройства (фиг. 5). Выходы а-асчетчика 11 секунд подключены к информационным входам О Э , 0 д, 0 11,1 Эзт Уп равляемого счетчика 22 соответственНО ВЫХОДЫ Ч 1 у Оу Яй Яф Я 6 ф (Мф 1 счетчика 22 - к соответствукицим6 Фвходам А А А, А, А, А, Асхемы 23 сравнения, другие входы В 1, В, В, В, В 6, Вз, В 6 которой соединены соответствующим обра 1 н зом с источником питания и землей для создания двоичного кода числа "59". Выход формирователя 12 сигнала смены минут - (выход периода регулировки) подключен к.тактовому входу блока 3 регулировки хода, а выход формирователя 16 сигнала оконча86 б 30 5 15009ния суток - к тактовому входу счетчика 4 суток.Информационный выход блока 3 регулировки хода поразрядно соединенс информационным входом блока 2 ин 5дикации (показано одной шиной) дляотображения значения регулировочного коэффициента в с-сут в соответствующем режиме работы часов,Схема 23 сравнения, предназначенная для сравнения с константой "59"значения секунд текущего времени,имеет три выхода, первый из которых" 15разрешения выборки ППЗУ 32, входомразрешения счета счетчика 33 и первым входом элемента 2 ИЛИ 30," второйвыход "Меньше 59" (А ( В) подключенк первому входу элемента 2 И 25 и 20входу Т-триггера 27; третий выход"Больше 59" (А ) В) подключен к первому входу элемента 2 И 26 и входуТ-триггера 28.Информационные выходы Й-д счет чика 4 суток подключены соответственно к входам Ч;, Ч, Ч, Чу Ч ц юсчетчика 29 с управляемым коэффициентом деления счетный вход этогосчетчика соединен с выходом элемента 2 И 24, вторыми входами элементов2 И 25,26 и первым входом элемента2 И 35, а выход счетчика 29 подключенк счетному входу счетчика 31. Счетчик 31, ППЗУ 32, счетчик 33 соединены последовательно четырьмя шинами 35(разрядами) ф кроме того, пятый входППЗУ 32 соединен с выходом Т-триггера 27, а шестой выход ППЗУ 32 - с выходом Т-триггера 28. Вход прямогосчета счетчика 33 соединен с выходом,элемента 2 И 35 и .информационным входом блока 3 регулировки хода. Выходэлемента 4 ИЛИ 34 подключен к второмувходу элемента 2 И 35.Выход одновибратора 36, предназначенного для сброса Т-триггеров 27,28, счетчиков 31, 33, счетчика 29 суправляемым коэффициентом деления(через элемент 2 ИЛИ 30) и счетчика4 суток, подключен к К-входам указанных триггеров и счетчиков.Первый управляющий выход блока5 управления регулировкой, соединенный с кнопкой 17 и первым входомэлемента 2 И 18, подключен к управляющему входу узла 37 приема черезэлемент 2 ИЛИ (фиг. 5), Второй управляющий выход блока 5 управления регулировкой, а именно выход элемента 2 И 18, второй вход которого является контрольным входом блока 5 для подачи контрольных импульсов и соединен с кнопкой 19, соединен с входом управления блока 3 регулировки хода.Функциональная схема электронных часов (фиг. 2), выполненная в соответствии со структурной схемой (фиг. 1), содержит в составеблока 7 согласования с внешним устройством узел 37 приема сигналов точного времени, например микрофонный усилитель с детектором и триггером Шмидта, и узел 39 включения внешнего устройства, например инфракрасный излучатель (фиг. 5). Входом 38 приема является в данном случае мембрана микрофона, а выходом 40 управления - инфракрасное излучение.Электронные часы (фиг. 2) осуществляют регулярную (с периодом 1 мин) регулировку точности хода часов в соответствии с первоначально занесенным в блок 3 регулировки хода регулировочным коэффициентом, При включении блока 7 согласования с внешним устройством по сигналу блока 5 управления регулировкой часы осуществляют прием сигналов точного времени, обнуление (синхронизацию) счетчиков 11 секунд и 13 минут по началу шестого сигнала, изменение регулировочного коэффициента, хРанящегося в 03 у блока 3 регулировки хода, в соответствии с информацией, находящейся в счетчике 22 к моменту начала шестого сигнала, и в соответствии с хранящимся в ППЗУ 32 кодом, учитывающим ,количество суток, подсчитанных счетчиком 4 суток со времени предыдущего цикла изменения регулировочного коэффициента, и выключение блока согла,сования по окончании шестого сигна-, ,ла точного времени. При этом возмож" на автоматическая синхронизация пока заний секунд и минут и изменение регулировочного коэффициента при абсолютном уходе часов в пределах -55 с - +5 с. При введении в функциональную схему часов (фиг. 2) дополнительных аппаратных средств диапазон, установки точного времени существенно расширяется, Например, при параллельном включении дополнительныхсхем, идентичных управляемому счетчику 22 и схеме 23 сравнения, соеди"ненных с информационными выходамисчетчика 13 минут, достигается диапазон -55 мин 55 с - +5 мин 5 с абсолютногоухода часов, т.е, практически возможно исключение ухода часов в пределах одного часа,В съеме (фиг. 2) используются,кроме изображенных на фиг. 3 и 4,следующие микросхемы: К 155 ИЕ 8 (счетчик 29 с управляемым коэффициентомделения); К 155 ИЕ 5 (счетчик 31);К 155 ИЕ 6 (счетчик 33); К 155 РЕ 21(ППЗУ 32) и др.Часы работают. следующим образом,После включения блока 7 согласования с внешним устройством но сигналу с блока 5 управления регулировкой узел 37 приема сигналов точноговремени находится в.режиме "Ожидание". Первый сигнал точного времени,20усиленный микрофонным усилителем,продетектированный и сформированныйтриггером Шмидта, с выхода узла 37приема через регистр 9, с .выходаКо поступает на вход "С разрешениязаписи управляемого счетчика 22, иинформация счетчика 11 секунд записывается в счетчик 22; после этогочетыре очередных сигнала точноговремени, поступая с выходов К -Кчерез элементы 4 ИЛИ 20 и 2 ИЛИ 21 навход "+1" счетчика 22, соответственно увеличивают эту информацию. Попереднему фронту шестого сигнала свыхода К регистра 9 обнуляются счетчик 11 секунд и счетчик 13 минут.Одновременно начинается изменение регулировочного коэффициента точностихода, осуществляемое следующим образом.Логическая "1.", присутствующая 40на втором входе элемента 2 И. 24 втечение всего интервала шестого сигнала, например 0,3 или 0,5 с, разрешает прохождение импульсов с выхода кварцевого генератора 8 на соответствующие входы элементов 2 И 25,26 и счетный вход счетчика 29 с уп"равляемым коэффициентом деления.При нулевом уходе часов на первомвыходе схемы 23 сравнения сразу 50появится уровень логической " 1",так как информация на входах "А" схемы 23 поразрядно совпадает в этомслучае с константой "59", присутствующей постоянно на входах "В" этойсхемы. На двух других выходах схемы23 - уровень логического "О". Логическая "1", поступающая на К-входсчетчика 29, запрещает счет импульсов с выхода генератора 8 на С-вход счетчика, и на С-вход счетчика 31, задающего адрес ППЗУ 32 для выборки кода изменения регулировочного коэффициента, счетных импульсов не поступает. Тот же уровень "Лог. 1" с первого выхода схемы 23 сравнения разрешает выборку из ППЗУ 32 кода, соответствующего нулевой погрешности хода часов и предварительную установку счетчика 33, в который в данном случае запишется нулевая информация, на выходе элемента 4 ИЛИ 34 сохранится "Лог. 0", и это запретит прохождение с генератора 8 на вход и+1" счетчика 33 и информационный вход блока 3 регулировки хода, Регулировочный коэффициент останется прежним независимо от количества суток, подсчитанных счетчиком 4 суток.При уходе часов, например, -20 с за 10 сут после поступления в управляемый счетчик 22 информация "39" с выхода этого счетчика подается на входы "А" схемы 23 сравнения, с приходом шестого сигнала уровень "Лог. 1" присутствует на втором выходе "Меньше 59", а на двух других выходах будет "Лог, 0". Логическая "1" на первом входе элемента 2 И 25 разрешает поступление импульсов с генератора 8 на вход "1" счетчика 22, а "Лог. 0" на К-входе счетчика 29 разрешает счет этих же импульсов по С-входу. Счетчик 22 будет принимать импульсы до появления на его выходе значения "59" (20 импульсов), после чего на первом выходе схемы .23 появится "Лог. 1", а на втором и третьем выходах сформируется "Лог, 0", что запретит дальнейшее поступление импульсов кварцевого генератора 8 на вход "+1" счетчика 22. Одновременно на счетчик 29 с управляемым коэффициентом деления также поступит 20 импульсов, а с выхода счетчика 29 на С-вход счетчика 31 их поступит в 10 раэ меньше (в соответствии с количеством суток); и после появления "Лог. 1" на первомвыходе схемы 23 будет разрешена выборка ППЗУ 32 по адресу, указываемому счетчиком 31 и триггером 27 который запомнил появление "Лог. 1на втором выходе схемы 23, т.е. триггер 27 осуществил формирование знака погрешности хода "-". Разрешается также предварительная установка счет 1500986чика 33, в который записывается код из ППЗУ 32, причем после появления "Лог. 1" на выходе элемента 4 ИЛИ 34 разрешается поступление импульсов с генератора 8 на вход "+1" счетчика 33 вплоть до полного заполнения, Последние указанные импульсы поступают также на информационный вход блока 3 регулировки хода и изменяют регулировочный коэффициент в соответствии с величиной погрешности хо-. да часов, с учетом числа суток, подсчитанных счетчиком 4 суток.Аналогично прн уходе часов, например, +5 с за 5 суток после поступления в управляемый счетчик 22 информация "64" с выхода этого счетчика подается на входы "Ф" схемы 23 сравнения, и с приходом шестого сигнала уровень "Лог. 1" сформируется на третьем выходе "Больше 59", что разрешит прохождение импульсов с генератора 8 через элемент 2 И 26 на вход "-1" счетчика 22, а уровень "Лог. О" на Б.-входе счетчика 29 разрешит счет этих импульсов по его С-входу. Содержимое счетчика 22 будет уменьшаться до значения 59, после чего дальнейшее поступление импульсов прекратится. Одновременно после поступления такого же числа импульсов на С-вход счетчика 29 на С-вход счетчика 31 поступит их в 5 раз меньше (в соответствии с количество суток), и по уровню "Лог. 1" 35 на первом выходе схемы 23 сравнения будет разрешена выборка ППЗУ 32 по адресу, указываемому счетчиком 31 и триггером 28, который хранит состояние "Лог. 1" после появления 40такого уровня натретьем выходесхемы 23, т,е. триггер 28 формирует знак погрешности хода "+. В счетчик 33 записывается код из ППЗУ 32, после появления "Лог, 1" на выходе 45 элемента 4 ИЛИ 34 разрешается поступление импульсов с генератора 8 на вход "+1" счетчика 33 до его заполнения и на информационный вход блока 3 регулировки хода, что изменяет ре гулировочный коэффициент, хранимый в ОЗУ этого блока.Во всех трех случаях па заднему фронту шестого сигнала, поступающего с выхода К регистра 9, т.е. после 55 окончания работы схем 21-34, одновибратор 36 вырабатывает сигнал сброса "Лог, 1") Т-триггеров 27 и 28, счетчика 31, счетчика 29 с управляемымкоэффициентом деления, счетчика 33,а также счетчика 4 суток.При контрольно-измерительных операциях значение регулировочногокоэффициента устанавливается благодаря наличию в блоке 5 управлениярегулировкой контрольного входа, соединенного с вторым входом элемента2 И 18.Управление узлом 39 включенияобеспечивается известными средствамипрограммирования времени формирования соответствующего сигнала, содержащимися в блоке 1 счета времении для упрощения не показанными нафункциональной схеме фиг. 2),Формула изобретенияЭлектронные часы, содержащие блок согласования с входом приема сигналов точного времени, блок счета времени, блок регулировки хода, счетчик интервалов времени коррекции и блок индикации, причем управляющий вход блока согласования соединен с управляющим выходом блока счета времени, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу блока согласования, тактовый вход счетчика интервалов времени соединен с выходом блока счета времени, выход периода регулировки которого соединен с тактовым входом блока регулировки хода, а вход регулировки - с управляющим выходом блока регулировки хода, информационный вход блока индикации поразрядно подключен к соответствующему информационному выходу блока регулировки хода, вход синхронизации которого соединен с соответствующим выходом блока счета времени, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью упрощения настройки и обеспечения возможности управления внешним устройством, в них введены блок управления регулировкой и вычислитель погрушности хода и выход для подключения внешнего устройства, соединенный с блоком согласования, при этом первый управляю" щий выход блока управления регулиров-кой подключен к дополнительному управляющему входу блока согласования, а второй - к входу управления блока регулировки хода, первый информационный вход вычислителя погрешности11 1500986 12хода поразрядно соединен с информаци- грешности хода, информационный выонным выходом секунд блока счета ход которого подключен к информацивремени, а второй - с информационным , онному входу блока регулировки хода, выходом счетчика интервалов времени, а блок согласования снабжен в5жен выходом вход установки которого соединен с для подключения к внешнему устрой- управляющим выходом вычислителя по- ству.11500986 Составитель М.Жуковедактор А,Маковская Техред М,Ходанич ектор М.Пож Подписн Тираж 3 Заказ 4863/4 оизводственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул, Гага ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5