Устройство для формирования временных интервалов хода балансовых часов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 7 1 Е ИЗОБРЕ 7 ЕНИЯ,СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИС ОРСК второг триггер иггера. с входом через тречетвертог ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ(71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбьппева(72) В.П. Миронов и В.Н. Яшин (53) 621.317.39:531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 586418, кл. С 04 Э 7/12,. 1976,Авторское свидетельство СССР У 696404, кл . С 04 0 7/12, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ ХОДА БАЛАНСОВЫХ ЧАСОВ, содержащее микрофон, выход которого через усилитель соединен с входом усилителя-ограничителя и компаратор, выходом подключенный к первому входу первого триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности формирования временных интервалов хода часов, в него введены два детектора, логический элемент И, ждущий мультивибратор,источник опорного напряжения, двагенератора линейно изменяющегося нпряжения, второй компаратор, формирователь импульсов сброса, второй,третий и четвертый триггеры, причеь ЯОф 20512 выход усилителя через первыи детектор соединен с первым входом логического элемента И вторым входам подключенного к выходу ждущегомультивибратара, а выходом - к первому входу первого компаратора,второй вход которого соединен свыходом источника опорного напряжения а выход с входам ждущсгамультивибратара и с первыми входамидвух генераторов линейно изменяюшегося напряжения, вторые входыкоторых подключены к выходу формирователя импульсов сброса, выходпервого генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с вторымвходом усилителя-ограничителя,выход которо о через второй детектор подключен к второму входу второго компаратора, первым входом соединенного с выходом второго генератора линейно изменяющегося напряженияа выходом - с первым входом второготриггера, выход которого подключенк входу формирователя импульсовсброса и к второму входу первоготриггера, выходом соединенного свторым входом о триггера, а1 1Изобретение относится к часовому приборостроению и может быть использовано для автоматизированного контроля балансовых часов.Цель изобретения - повьппение точности формирования временных интервалов хода часов, а также устранение подготовительной фазы в работе устройства и расширение функциональных возможностей устройства за счет формирования трех импульсныс последовательностей для автоматизированных систем контроля балансовых часов.На фиг.1 изображена схемаустройства", на фиг,2 - эпюры напряжения, поясняющие принцип работы устройства на Фиг.3 - генераторы ГЛИН 1 и ГЛИН 2; на фиг.4 - триггер и формирователь импульсов сброса. Устройство содержит микрофон 1, выход которого соединен с входом усилителя 2, первый детектор 3, вход которого соединен с выходом усилителя 2 и с входом усилителя- ограничителя 4, а выход детектора 3 соединен с вторым входом логического элемента И 5, первый вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора 6, выход логического элемента И 5 соединен с первым входом первого компаратора 7, второй вход которого присоединен к выходу источника 8 опорного напряжения, а выход первого компаратора 7 соединен с входом ждущего мультивибратора 6, с первым входом пер" вого генератора 9 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН 1), с первым входом второго генератора 10 линейно изменяющегося напряжения(ГЛИН 2), Выход генератора (ГЛИН 1) 9 соединен с вторым входом усилителя-ограничителя 4, выход усилителя- ограничителя 4 соединен с входом второго детектора 11, выход которого соединен с вторым входом второго коопаратора 12, первый вход которого присоединен к вьмоду второго генератора (ГЛИН 2) 10, выход второго ком,паратора 12 соединен с первым входом второго триггера 13, выход которого соединен с входом форьирователя 14 импульсов сброса и с вторым входом первого триггера 15, выход блока 14 присоединен к вторым входам генератора (ГЛИН 1) 9 и генератора (ГЛИН 2) 10, выход первого триггера 15 соединен с вторым входомвторого триггера 13 и с входомтретьего триггера 16, выход которогссоединен с входом четвертого триггера 17.Устройство работает следующимобразом.Шумы (звуковые пакеты), возникающие при работе анкерного спуска 1 О часового механизма, воспринимаютсямикрофоном 1 (фиг.1), где преобразуются в электрические сигналыхода часов (Фиг.2 а) и поступают навход усилителя 2, который имеетавтоматическую регулировку усиления,Усиленные сигналы с вьмода усилителя 2 поступают одновременно навход детектора 3 и на вход усилителя-ограничителя 4. С выхода де О тектора 3 продетектированные сигналы (Фиг,2 о) поступают на второйвход логической схемы И 5, и к моменту прихода на этот вход первогоимпульса шума освобождения на пер вом входе логической схемы И 5устанавливается напряжение, равноеуровню логической единицы, передний фронт импульса шума освобождения приходит через логическую схему И 5 и поступает на первый входпервого компаратора 7, где сравнивается с опорным напряжением 0 оппоступающим с выхода блока 8 навторой вход первого компаратора..Источник 8 опорного напряжения 35имеет регулировку выходного напряжения. Величина опорного напряженин выбирается из условия обеспечения максимальной помехозащищенности первого компаратора 7 в промежутках между пакетами импульсов хода часового механизма и нринимается равной.,д=(,0, О 1 ф макс. где О щ- максимальная амплитуда импульса шумаосвобождения (первого импульса)В момент сравнения переднего фронта импульса шума освобождения с опорным напряжением на выходе первого компаратора 7 появляется импульс, запускающий ждуший мульти- вибратор 6, генераторы 9 и 10 линейно изменяющегося напряжения по первым входам, и опрокидывающии триггер 15 по первому входу. Триггер 15 опрокидывается и Фиксируетку в этом случае амплитуда второго . импульса заведомо меньше амплитуды третьего импульса, так как в момент появления второго импульса ограничивающее (пилообразное) напряжение меньше по величине этого напряжения в момент появления третьего импульса. На вход Ор(второй вход) поступает линейно нарастающее пилообразное напряжение, на вход 0 (первый вход) - импульсы хода часов с выхода усилителя 2. Ограниченные по амплитуде линейно нарастающим напряжением импульсы хода часов поступают на вход детектора 11. Детекторпостроен аналогично детектору 3. На выходе детектора 11 выделяется огибающая ограниченных по амплитуде импульсов хода и поступает на второй вход второго компаратора 12. На первый вход второго компаратора 12 поступает линейно убывающее пилообразное напряжение с выхода генера,тора (ГЛИН 2) 10. Запуск генератора (ГЛИН 2) 10 осуществляется синхронно с запуском генератора (ГЛИН 1) 9 положительным импульсом с выхода первого компаратора 7. Генератор (ГЛИН 2) 10 построен аналогично генератору 9 с добавлением к нему инвертирующего сумматора на усилителе А (фиг.3). Закон изменения выходного напряжения Оопределяется зависимостью 10 20 25 30 35 40 Изменение О 3 ыхт происходит по линейно убывающему закону. Запуск генератора (ГЛИН 2) 10 и его сброс45 происходит по такому алгоритму,как и для генератора (ГЛИН 1) 9. Угол наклона регулируется потенциометром К(фиг,3),Начало появления продетектиро 50 ванных импульсов хода часов на втором входе компаратора 7 совпадает с началом появления линейно убывающего напряжения на первой входе компара 55 тора 7, поэтому при выборе определенного угла наклона А линейно убывающего напряжения момент превышения продетектированных импульсов хода часов с выхода детектора 11 над линейно убывающим напряжением с выхода генератора (ГЛИН 2) 10 приходится на начало (передний фронт) третьего импульса хода часов. Этот момент фиксируется вторым компаратором 12, который вырабатывает на своем выходе положительный импульс напряжения. Таким образом, пороговое напряжение на первом входе второго компаратора 12, изменяясь по закону линейно убывающего напряжения, намного превосходит амплитуду импульсов в промежутке между первым и третьим импульсами хода часов, и срабатывание компаратора 12 в этот промежуток времени не происходит, т.е. шумы хода часов в интервале от первого до третьего импульса блокируются.Угол наклона сС линейно убывающего напряжения с выхода генератора (ГЛИН 2) 10 регулируется в широких пределах и легко выбирается иэ условия оптимального выделения третьего импульса на основе анализа статистических данных о временных интервалах хода часов различных типов. Положительный импульс напряжения с выхода компаратора 12, соответствующий переднему фронту третьего импульса, поступает на первый вход второго триггера 13 и опрокидывает его. Возникший перепад напряжения на выходе триггера 13 (иэ состояния,логической 1 в состояние логического О) поступает на второй вход первого триггера 15 и возвращает его в исходное состояние.Таким образом, на выходе первого триггера 15 Формируется временной интервал между первым и третьим импульсами хода часов (фиг.22.). Перепад напряжения на выходе второго триггера 13 поступает также на вход формирователя 14 импульсов сброса. На выходе формирователя 14 Формируется короткий отрицательный импульс (Фиг.4), который поступает на вторые входы генератора (ГЛИН 1) 9 и генератора (ГЛИН 2) 10 (Фиг.3) и сбрасывает напряжение на выходе генератора 9 до нуля, а на выходе генератора 10 до О,Конкретная реализация формирователя 14, выполненного на логических элементах 0-З,приведена на фиг.4. При возвращении первого триггера 15 в исходное состояние перепад напряжения71 (из состояния логической 1 в состояние логического 0) на его выходе, воздействуя на второй вход второго триггера 13, возвращает его в исходное состояние, после этого устройство сразу же готово к формированию (выделению) нового временного интервала между первым и третьим импульсами хода часов, минуя фазу адаптации. Кроме того, поскольку момент сравнения продетектированных импульсов хода часов и линейно убывающего напряжения приходится на передний фронт третьего импульса хода часов, то срабатывание компаратора 12, а вместе с ним и опрокидывание триггера 15 от импульса, наложенного на третий импульс хода часов, и от "добоев полностью исключается, так как на первом входе компаратора 12 после его срабатывания появляется сразу же высокий положительный потенциал с выхода генератора (ГЛИН 2) 10.Триггеры 13 и 15 представляют собой стандартные В -триггеры, их включение показано на фиг.4.Кратко динамику работы двух триггеров можно представить следующим образом.Импульс с выхода компаратора 7, воздействуя передним. фронтом на первый вход (вход С фиг.4), опрокидывает его, фиксируя начало формирования временного интервала между первым и третьим импульсами хода часов. Поскольку на в -вход триггера 15 заведена логическая 1, то его выход Я при приходе импульса на С-вход принимает состояние логической 1, которое сохраняется до появления на выходе Р, триггера 15 уровня логического О. Если по какой-либо причине на вход С триггера 15 поступают импульсы помехи, то выход С не изменяет своего состояния. Таким образом, триггер 15 надежно фиксирует начало первого импульса хода часов. Выход триггера 15 (выход И ) присоединен к второму входу (вход К - обнуление триггера нулевым потенциалом) триггера 13, следовательно, до прихода первого импульса хода часов ( Й = 0 первого триггера 15) на втором входе(вход К ) триггера 13 - уровень логического 0 и на выходе (выход Я ) состояние логического 0 независимо от того, будут ли на первом входе (вход С ) триггера 13 импульсы или нет, т.е. триггер 13 блокируется триггером 15. После прихода первого импульса хода часов на первьй вход (входтриггера 15 на выходе (выход Я ) триггера 15 появляется логическая 1, и блокировка с триг 15 20 25 30 35 40 45 50 гера 13 снимается.В момент прихода третьего импульса хода часов с компаратора 12 на первый вход (вход С) триггера 13 на его инверсном выходе (выход Я ) появляется уровень логического О, перепад напряжения запускает блок 14 и возвращает в исходное состояние триггер 15 по второму входу (вход), триггер 15 опрокидывается, фиксируя момент прихода третьего импульса и по второму входу (вход 1 ) триггера 13 возвращаетего в исходное состояние. Триггеры 13 и 15 вновь готовы к работе. Таким образом, на выходе триггера 15 формируется прямоугольный импульс длительностью, равной временному интервалу между первым и третьим импульсами хода часов (фиг.2 т).Прямоугольный импульс с выхода триггера 15 (фиг.1, вых.1) поступает на вход третьего триггера 16.Триггер 16 опрокидывается передним фронтом этого импульса и возвращается в исходное состояние передним фронтом следующего прямоугольного импульса, на выходе триггера 16 (фиг.1, вых.2) формируется прямоугольный импульс длительностью, равной половине периода колебания баланса 0,5 Т (фиг.2). Прямоугольный импульс с выхода триггера 16 поступает на вход четвертого триг.гера 17 и передним фронтом опрокидывает его, триггер 17 возвращается в исходное состояние передним фронтом следующего прямоугольного им" пульса. На выходе триггера 17 (фиг,1, вых.3) формируется прямоугольный импульс длительностью, равной периоду колебания баланса часов Т (фиг.2).528/50 а ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектн Тираж 40 ВНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, Подписноеенного комитета СССРетений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5