SU505007A1 - Электронные кварцевые часы - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОННЫЕ КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ

Схема 9 управлени  индикатором содержит декадные счетчики (регистры) 14, 15, 16, 17 секунд, минут, часов, полусоток соответственно и т. д. и комплект дешифраторов 18. Соединени , используемые только при автоматической настройке часов, показаны пунктиром.

Логическое устройство 6 (фиг. 2) содержит схемы «И 19 и 20 и триггер 21. Блок 7 автоматической настройки (фиг. 3) состоит из схем «И 22, 23 и 24, двухступенных триггеров 25 и 26, схемы «ИЛИ 27 и усилител  28. (Цифры у входов (слева) и выходов (справа) на фиг. 2 и 3 обозначают номера блоков на фиг. 1, с которыми они св заны).

Электронные часы работают следующим образом.

После включени  источника 12 на заводе или в магазине производ т автоматическую настройку часов. К контрольному входу 8 блока автоматической настройки подключают специальные контрольные часы, которые выдают два импульса, разделенных точным временным , например минутным, интервалом.

Первый импульс с входа 8 (фиг. 3) через схему «И 22 при исходном положении триггера 25 выдает команду сброса на нуль делител  3 (через элементы 4) и счетчика 14 секунд (через схему «ИЛИ 27). С окончанием первого импульса происходит переброс выходной части триггера 25, снимаютс  команды сброса и начинаетс  заполнение делител  3 частоты и счетчика 14 секунд импульсами с частотой / от задающего генератора 1, стабилизированного кварцевым резонатором 2. Частота f всегда ниже номинального значени  /о, определ емого коэффициентом делени  делител  частоты.

Второй импульс с входа 8 через схему «И 23 фиксируетс  триггером 26, который по окончании импульса перебрасываетс  и выдает управл ющее напр жение на схему «И 24. На инвертированный вход этой схемы непрерывно поступают импульсы от генератора 1.

Таким образом, импульс на выходе схемы «И 24 может по витьс  только в течение «нулевой части периода частоты генератора и закончитьс  с по влением рабочего импульса . Следовательно, подача команды в запоминающее устройство 5 на параллельный прием информации в обратном коде из младших разр дов делител  частоты, осуществл етс  только в периоды, когда заверщены процессы , св занные с последовательным переносом информации в самом делителе частоты, во врем  рабочего импульса. Импульс с выхода схемы «И 24 через усилитель (повторитель) 28 подаетс  на вход триггера 26, который по окончании этого импульса возвращаетс  в исходное положение. Так как с окончанием второго импульса с входа 8 триггер 25 тоже возвращаетс  в исходное положение, на этом заканчиваетс  процесс автоматической настройки хода электронных кварцевых часов, продолн :авшийс  1 мин.

После заполнени  всех младших разр дов делител  3 частоты единицами происходит обнуление всех его разр дов, а также счетчика 14 секунд, с выхода которого положительный потенциал попадает на вход счетчика 15 минут , а также на вход логического устройства 6 и следовательно на входы схем «И 19 и 20 и инвертированный вход триггера 21. На другой вход логического устройства 6 непрерывно поступают импульсы от генератора 1, попадающие на вход схемы «И 20 и инвертированный вход схемы «И 19. Так как предшествующее состо ние триггера 21 определ лось нулевым напр жением, попадающим на его инвертированный вход, с выхода схемы «И 20 в заполн ющее устройство 5 подаетс  команда на предустановку делител  3 частоты , т. е. на параллельный перенос (без разрушени ) информации в младшие разр ды делител  частоты в пр мом коде . С окончанием рабочего импульса генератора 1 срабатывает схема «И 19 и осуществл ет переброску триггера 21 так, что на его выходе к схеме «И 20 по вл етс  нуль, который предотвращает возможность повторени  выходных импульсов логического устройства 6 в течение 30 сек, пока напр жение на выходе счетчика 14 секунд положительно. Когда оно становитс  нулевым, его непосредственное воздействие на вход схемы «И 20 предотвращает повторение выходных импульсов на остальные 30 сек. Таким образом, схема логического устройства 6  вл етс  одним из возможных вариантов цифровой схемы, замен ющей дифференцирующую цепочку, действуюп1 .ую по переднему фронту положительного импульса, но гарантирующей фиксированную длительность одиночного импульса.

Установка текущего времени осуществл етс  с помощью элементов 11 ручной установки времени. Дл  одновременного сброса на нуль всех счетчиков при ручном управлении и независимого сброса на нуль только счетчика 14 секунд при автоматической настройке щина сброса от элементов 11 заведена через схему «ИЛИ 26 в блоке автоматической настройки.

Интервалы между минутными импульсами, поступающими на вход счетчика 15 минут, не завис т от соответстви  частоты кварцевого генератора ее номинальному значению, так как при автоматической настройке часов было с высокой точностью измерено ее фактическое значение, а повторный вход предустановки каждую минуту обеспечивает по вление следующего импульса после накоплени  (ге+ 1) импульсов, где п - число импульсов, зафиксированное за эталонную минуту. Удлинение каждой минуты на I импульс приводит, например , при частоте генератора 32,7 кгц к погрешности 16 сек в 1 год. Эта погрешность вычитаетс  из большей погрешности, вызываемой возрастанием частоты кварцевого генератора вследствие старени , и следовательно уменьшает обшую погрешность хода часов. Таким образом , из схемы генератора 1 исключаетс 

крупногабаритный и малонадежный, особенно при ударных нагрузках, подстроечный конденсатор и группа посто нных конденсаторов, подключаемых при настройке известных схем, а операци  точной подгонки частоты кварцевого резонатора может быть устранена благодар  расширению допуска не менее, чем на пор док. Автоматическа  настройка часов в течение 1 мин повышает разрешающую способность системы при определении фактической частоты кварцевого генератора, поскольку , например, при номинальной частоте /о - 32768 ГЦ фиксируетс  за 1 мин около 2 млн. HMnyvibcoB с погрешностью не более 1 импульса , т. е. ошибка за счет установок и точности хода не превышает 16 сек в год.

В случае применени  в задающем генераторе кварцевого резонатора на частоту пор дка нескольких мегагерц аналогична  точность быть достигнута при настройке за 1 сек, при этом вход .устройства 6 должен быть подключен не к выходу счетчика 14 секунд , а к его входу. Дл - часов, в которых предусматриваетс  индикаци  секунд, счетчик 14 секунд соедин етс  с дешифратором 18.

При изменени х температуры и во времени возможны малые вариации частоты кварцевого генератора. Если в течение р да мес цев накапливаетс  некотора  погрещность или потребитель переезжает в другой часовой по с , он может самосто тельно скорректировать показани  часов с помощью элементов 11 ручной установки времени.

При самосто тельной замене батареи потребителем или замене ее в месте, где нет специальных контрольных часов, необходимо на врем  выключени  питани  сохранить положение запоминающего, устройства. Если элементы запоминающего устройства энергозависимы , то его питание предусматриваетс  через накопитель 13 энергии, содержащий, например , вентиль и конденсатор, которые могут быть подключены непосредственно к батарее или к имеющемус  в часах преобразователю нанр жени . Цепи отбора от отдельных разр дов делител  частоты различных вспомогательных частот, используемых дл  управлени  индикатором, завис т от конкретного тина индикатора и поэтому на блок-схеме не показаны .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электронные кварцевые часы, содержащие последовательно включенные задающий генератор с кварцевым резонатором, делитель частоты , индикатор со схемой управлени , включающей счетчики (регистры) секунд н минут, часов и так далее и дещифраторы, элементы дл  ручной установки времени и источник электроэнергии, отличающеес  тем, что,

   с целью автоматизации настройки хода часов и устранени  подстроечных элементов генератора , они дополнительно снабжены запоминающим устройством с цеп ми параллельного обмена информацией с младшими разр дами

   делител  частоты, логическим устройством и блоком автоматической настройки хода часов с контрольным входом, причем запоминающее устройство включено между логическим устройством и младшими разр дами делител 

   часюты, первый вход логического устройства соединен с выходом кварцевого генератора, Biopoii - с выходом счетчика секунд, первый вход блока автоматической настройки соединен с выходом кварцевого генератора, второй - с выходом устройства ручной установки текущего времени, а первый выход соединен с входами сброса в нуль делител  частоты , второй выход - с входом запоминающего устройства, управл ющим переносом информации в запоминающее устройство из младших разр дов делител  частоты в обратном коде.

   I

   1 В цепь

   питани 

   Scei блоков

   vft

   Фиг.-f

   ,

   3

   о//

   I-