Электронная система отсчета времени Советский патент 1988 года по МПК G04C3/00 G04C9/00 

третьего ИФ 27 подключены катоды СИВ 34 и 35, Сигнал с источника 1 опорной частоты (ИОЧ) поступает на счетный вход первого триггера 2, выходы которого через резисторы 7 и 8 коммутируют катоды ИФ 25 четных и нечетных разрядов счетчика (шины 37 и 40), обеспечивая индикацию секунд. Сигнал с И.Ф 25 пятьдесят девятого разряда поступает через инвертор I7 на счет- libM вход второго триггера 3, выходы которого через резисторы 9 и 10 коммутируют катоды ИФ,26 разрядов счетчика (шины 38 и 41), обеспечивая ин- дшсацию минут. Сигналы с выхода ИФ , 23, 355 47 и 59 разрядов чере схему 5ИЛЙ-НЕ 15 поступает на счет- ,иый вход третьего триггера 4, выходы которого через резисторы 1 и 12 коммутируют катоды ИФ 27 разрядов счетчика (шины 39 и 42)9 обеспечиисточника 20 питания сигнал с его выхода через первый резистор 6 и све тодиоды 21, 22 и 23 поступает на ИФ.25, 26,и 27 соответственно нулевого разряда счетчика. Сигналы с выхода этих ИФ через схему ЗИ-НЕ 16 и схему 2И 24 поступают на счетный вход четвертого триггера 5, выходы которого через резисторы 13 и 14 управляют ключами 18 и 19, коллекторы которых подключены к источнику напряжения 20, а эмиттеры соответственно к СИВ 28, 30, 31, 34 и к СИВ 29, 32, 33, 35 каждого разряда счетчика, обеспечивая индикацию разного цвета. Вход установки 36 системы поступает на установочные входы триггеров 2, 354и5, а также на катод светодиода 23. Управляющий вход 43 системы соединен со вторым входом схмы 2И 24. 2 ил.

ва.я индикацию часов,

При включении

1

Изобретение относится к информа- щюнно-измерительной технике и может быть использовано для создания псев- дострелочьшх электронных часов, систем отсчета времени кол.г1ективного и индивидуального пользования с много- функ1- иональным использованием индикаторов.

Целью изобретения является рас- пшрение функциональных возможностей устройства, повышение надежности функционирования и снижение питаюидах напряжений за счет новой организации взаимосвязей элементов внутри разрядов и уменьшения количества элементов в последовательных цепях разрядо

На фиг, представлена электрическая схема электронной системы отсчета времени; на фиг«2 - предлагаемая система (цепи питания остальных элементов схемы не показaHijij линиями и стрелками показаны оптические связи-)

Электронная система отсчета времени содержит источник 1 опорной частоты; четыре счетных триггера 2-5, девять резисторов 6-14, оптоэлектр он ную схему 5ИЛИ-НЕ 15, оптоэлектрон

5

0

5

ную схему ЗИ-НЕ 16, оптоэлектронный i инвертор 17, два электронных ключа 18 и 19, источник 20 питания, три светодиода 21-23, схему 2И 24„

Р.азряды кольцевого счетчика содержат три излучающих фототиристора 25- 27 и восемь светодиодов 28-35 для индикации времени Аноды излучающих . фототиристоров 25 всех разрядов 0- 59 через светодиоды 28 подключены к эмиттеру электронного ключа 18, а через светодиоды 29 - к эмиттеру электронного ключа 19, аноды излучающих фототиристоров 26 через последовательно и согласно включенные светодиоды 30 и 31 подключены к эмиттеру ключа 18, а через светодиоды 32 и 33 - к эмиттеру ключа 19, аноды излучающих фототиристоров 27 через светодиоды 34 подключены к эмиттеру ключа 18, а через светодиоды 35 - к эмиттеру ключа 19. Положительная шина источника 20 питания через последовательную цепь из резистора 6 и светодиодов 21-23 соединена с установочными входами счетных триггеров :2-5 и входом 36 установки систе1-1ы. Катоды излучающих фототиристоров

25-27 нечетных разрядов объединены соответственно в общие шины 37-39, которые через резисторы 7, 9 и II подключены к инверсным выходам счетных триггеров 2-4 соответственно.

Катоды излучаюпщх фототиристоров четнь:х разрядов объединены со- ответственно в общий шины 40-42, которые через резисторы 8, 10 и 12 подключены к прямым выходам счетных триггеров 2-4. Каждый излучающий фототиристор 25 - 27 (i+l)-ro разряда кольцевого счетчика оптически связан с соответствующим излучающим фототиристором 25 - 27 х-го разряда а .излучающие фототиристоры 25 - 27 нулевого разряда оптически связаны с излучаюпщми фототиристорами 25 - 27 пятьдесят девятого разряда и со светодиодами 2 - 23 соответственно. Излучающие фототиристоры 26 11-го, 23-го, 35-го, 47-го, 59-го разрядов системы отсчета времени соответственно оптически связаны с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым выходами оптозлектронной схемы Ш1И-НЕ 15 электричечкий выход которой подключен к счетному выходу триггера 4.

Излучающий .фототиристор 25 59-го раз- ЗО гера, светодиода и фототиристора с

ряда оптически связан с входом опто- электронного инвертора 17, выход которого подключен к счетному входу счетного триггера 3, Выход источника 1 опорной частоты подключен к счетному выходу счетного триггера 2. Излучающие фототиристоры 25 - 27 нулевого разряда оптически связаны с входами оптозлектронной схемы ЗИ-НЕ 16, выход которой через схему 2И 24 подключен к счетному входу счетного триггера 5, установочный вход которого подключен к входу 36 установки системы, а прямой и инверсный выходы

триггера J через резисторы 13 и 14 подключены соответственно к базам электронных ключей 18 и 19, коллекторы которых подключены к положительной шине источника 20 питания. Второй выход схемы 2И 24 подключен к управляющему входу 43 системы.

Система работает .следующим образом Включается источник 20 питания, на вход 36 установки подается импульс низкого уровня потенциала (Лог, О) длительностью 50 мкс, одновременно воздействуюац1к на входы установки в нулевое состояние прямых выходов счетных триггеров 2-5 и обеспечивающий

кратковременное протекание тока по последовательной цепи из резистора 6 и светодиодов 21 - 23, При этом счетные триггеры 2-5 обнуляются (на их прямых выходах, а значит и на шинах 40 - 42 появляется низкий уровень потенциала), Светодиоды 21-23 возбуждаются на время действия импульса

установки и своими оптическими сигналами включают оптически связаннные с ними излучающие фототиристоры 25 - 27 нулевого разряда, так как на их анодах присутствует напряжения питания (через открытьй ключ 19, так как триггер 5 также в состоянии О), а на катодах - уровень Лог. О. Протекание одинаковых токов по цепям: све- тодиод 29 - фототиристор 25 - резистор 8 - триггер 2, светодиоды 32 и 33 - фототиристор 26 - резистор 10 - триггер 3, светодиод 35 - фототиристор 27 - резистор 12 - триггер 4 вызывает возбуждение светодиодов 29,

32, 33 и 35 для индикации времени и излучающих фототиристоров 25 - 27 нулевого разряда системы. Длительность импульса установки должна быть больше суммы времени включения триг5

целью обеспечения надежного включения нулевого разряда системы. Ограничительные резисторы 7-12 определяются из условия протекания одинаковых токов по цепям.

Наличие низкого уровня потенциала на прямых выходах счетных триггеров 2 - 4 и внутренней памяти излучающих фототиристоров 25 - 27 обеспечивает

0 возбуждение (индикацию) нулевого разряда системы отсчета времени после выключения светодиодов 21 - 23 до прихода первого счетного импульса (метки времени). Световой поток от

5 излучающих фототиристоров 25 - 27

нулевого разряда воздействует на оптически связанные с ними излучаюш ие фо- -тотиристоры 25 - 27 первого разряда, подготавливая их к включению. Однако они не включаются, так как на их катодах присутствует высокий уровень потенциала.

Возбужденные излучающие фототиристоры 25-27 нулевого разряда своими

0

gg оптическими выходами воздействуют на входы оптожлектронной схемы ЗИ-НЕ 16, на выходе которой, а следовательно, и на счетном входе триггера 5 появляется уровень Лог. О, не приводя51436099

ий к переключению этого триггера 5 (все счетные триггеры 2-5 срабатывают по переднему фронту импульса). а втором входе схемы 2И 24 присутствует уровень Лог. .

Таким образом, импульс установки существляет установку в нулевое состояние всех триггеров 2 - 5 и возбу ч- ение нулевого разряда системы отсче- ю а времени. Она готова к счету и отображению меток времени (первого последующих импульсов с источника опорной частоты следующих с часто- - той 1 Гц),

Передний фронт первого импульса опорной частоты воздействует на счетный вход триггера 2 и изменяет потен- 1улаль на его выходах на противоположные: на шине 37 появляется низкий уровень потенщтапа, а на шине 40 - высокий, В связи с этим происходит включение излучающего фототиристора 25 первого разряда, так как он подготовлен оптическим сигнапом излучаю- щего фототиристора 25 нулевого разряда и на его катоде низкий уровень потенциала, одновременно выключает- ся .излучающий фототирйстор 25 нулево- го разряда, из-за выравнивания потен- зо идалов на его электродах В момент выключения излучающего фототиристора 25 нулевого разряда исчезает оптический сигнал с входа схемы ЗИ-НЕ 16, на ее электрическом выходе, а следо- с вательно и на выходе схемы 2И 24 появляется передш{й фронт импульса, переключающий триггер 5 в противоположное состояние,, Электронный ключ 19

25

ще да и

три во и си ле ис ни пр исх

15 Нал чаю ряд нул оп

20 ет ря на ру Оп ти ву вы на ур пе ср пу В ри ни ну 17 са кл со ки из ра

18 и на

закрывается, открывается ключ питания подается на свето- диоды 28J 30, 31 и 34 всех разрядов, т,е, происходит переключение свето- диодов для индикации времени с 29, 32, 33 и 35 на 28, 30, 31 и 34.

Первый импульс опорной частоты включает излучающий фототиристор 25 первого разряда, а излучающие фототиристоры 26 и 27 нулевого разряда (и связашлш с ними светодиоды) оста- ются в возбужденном состоянии, и переключает напряжение питания светодио дов для индикации временип

Светодиод 28 и излучающий фототи

ристор 25 первого разряда находятся в дс шению излучающего фототиристора 25 возбужденном состоянии 1 с, т,-е. до (и светодиода 28) 59-го разряда,

возбуждению излучающего фототиристора 25 (и светодиода 28) нулевого разряприхода переднего фронта следующего импульса, несмотря на исчезновение оптического сигнала с входа излучаюда, гашению излучающего фототиристо

о с

5

0

Q

щего фототиристора 25 первого разряда, т.е за счет внутренней памяти и низкого потенциала на его катоде.

В момент переключения счетного триггера 2 сохраняется условие для возбуждения последующего (i+)-ro и гашение предыдущего i-ro разрядов системы отсчета времени. При поступлении последующих импульсов с входа источника 1 опорной частоты возбуждение последующих (i+l)-x и гашение предыдущих i-x разрядов системы происходит аналогично до 59-го разряда.

5 Наличие оптической связи между излу- чаюрщми фототиристорамн 25 59-го разряда и излучающим фототиристором 25 нулевого разряда и оптическим входом оптоэлектронного инвертора 17 позволя0 ет возбудить аналогично нулевой разряд и сформировать импульс переноса на счетный вход счетного триггера 3. Таким образом, система функционирует в режиме кольцевого счетчика. Оптический сигнал с излучающего фототиристора 25 59-го разряда воздействует на оптозлектронный инвертор 17, вызывая появление на его выходе (и на счетном входе триггера З) низкого уровня потенциала, не приводящего к переключению триггера 3, так как он срабатывает по переднему фронту импульса высокого уровня потенциала, В момент гашения излучающего фототи- ристора 25 59-го разряда и возбуждения излучающего фототиристора 25 нулевого разряда на выходе инвертора 17 появляется передний фронт импульса высокого уровня потенциала, переключающий триггер 3 в противоположное состояние, на вщне 38 появляется низкий уровень потенциала, возбуждается излучающий фототиристор 26 первого разряда (и связанные с ним светодио-

4g ды 30 и 31 для индикации времени), так как он подготовлен оптическим сигнапом излучающего фототиристора 26 нулевого разряда, а на его катоде появляется уровень Лог. О, Выключается .излучающий фототиристор 26 нулевого разряда за счет выравнивания потенциала на его катоде и аноде.

Таким образом, 60-й импульс источника 1 опорной частоты приводит к гада, гашению излучающего фототиристо71436099

pa 26 (и связанных с ним светодиодов 30 и 31) нулевого разряда, воэбужде- -нию излучающего фототиристора 26 (и светодиодов 30 и 31) первого разряда.

Аналогично 120-й импульс источника опорной частоты переводит в возбужденное состояние излучающей фототиристор

26 (и еветодиоды 30 и 31) второго раз-ю находятся в возбужденном состоянии, ряда и излучшощий фототиристор 25 оптические сигналы излучающих фототи- (и светодиод 28) нулевого разряда, ристоров 25 - 27 воздействуют на вхо- При этом излучающий фототиристор 27 (и светодиод 34) нулевого разряда остается в возбужденном состоянии,

660-й импульс переводит в возбужденное состояние излучающий фототиристор 26 (и светодноды 30 и 31) второго разряда, оптический сигнал которого воздействует на вход оптоэлектрон- Q уровня потенциала. Приход следующего ной схемы ИЛИ-НЕ 15, на электрическом импульса источника опорной частоты выходе которой (и на счетном входе триггера 4) появляется низкий уровень потенциала, не переключающий триггер 4, срабатьшаюп(ий по переднему фронту импульса высокого уровня потенциала. В момент гаш ения излучающего фототиристора 26 второго разряда (приход 720-го импульса источника опорной частоты) на. выходе схемы ИЛИ-НЕ 15 появляется передний фронт импульса высокого уровня потенциала, переключающий триггер 4, и возбуждается изрого, третьего, четвертого и пятого разрядов системы. Дальнейший счет и отображение информации о времени происходит аналогично до повторного возбуждения излучающих фототиристоров 25 - 27 нулевого раяряда. В момент времени (например, 12.00,00), когда излучающие фототиристоры 25, 26, 27

ды оптоэлектронной схемы ЗИ-НЕ 16 и вызывают появление на ее электричес- 15 ком выходе (а значит и на счетном входе триггера 5) уровня Лог, О, не приводящего к переключению триггера 5, так как он срабатьшает по переднему фронту импульса высокого

(текущее время 12,00.01) вызывает гашение излучающего фототиристора 25 нулевого разряда и исчезновение одно25 го оптического сигнала на входе схемы ЗИ-iiE 16,. Появление на электрическом выходе ЗИ-НЕ 16 переднего фронта и myльca высокого уровня потенциала переключает триггер 5 в противополож30 ное состояние. При этом напряжение питания переключается со светодиодов 28, 30, 31 и 34 (так как закрывается ключ 18) на светодиоды 29, 32, 33 и 35

лучающий фототиристор 27 первого разряда, так как он подготовлен оптическим сигналом излучающего фототиристора 27 нулевого разряда, на его катоде появляется уровень Лог. О (щина 39), а также выключается излучерез открытый электронный ключ 19. 35 Дальнейшее отображение информации текущем времени производится с помощью светящихся светодиодов 29, 32, 33 и 35,

Таким образом, при каждом перехоряда.

Излучающие фототиристоры 25 находятся в возбужденном состоянии 1 с, излучающие фототиристоры 26 чающий фототиристор 27 нулевого раз- Q дц текущего времени через 12.00 или

24,00.00 производится переключение светодиодов, т.е. 12ч функционируют светодиоды 28, 30, 31 и 34, затем 12 ч - светодиоды 29, 32, 33 и 35 и 1 мин, а излучающие фототиристоры 27 - т.д. 12 мин,

1440-й импульс источника опорной Управляющий вход 43 позволяет из- частоты аналогично приводит к возбуж- -менить состояние триггера 5 подачей дению излучающего фототиристора 27 второго разряда (и светодиод 34 для индикации времени), а также излучающих фототиристоров 25 и 26 нулевого разряда (и связанных с ними светодиодов для индикации времени).

Таким образом, за период времени, определнной частотой можно поочеред- равный одному часу (3600 импульсов), но включать светодиоды 28, 30, 31, последовательно срабатывают светодио- 34 или 29, 32, 33, 35. ды 34 для индикации времени (и излу- Оптоэлектронная шкала системы от- чающие фототиристоры 27) первого, вто- счета времени конструктивно выполнена

на его счетный вход через схему 2И 21 низкого уровня потенциала (Лог, О), т.е. управлять подачей напряжения питания на одни или другие светодиоды для индикации времени. При подаче на вход 43 импульсов Лог.О с

находятся в возбужденном состоянии, оптические сигналы излучающих фототи- ристоров 25 - 27 воздействуют на вхо-

рого, третьего, четвертого и пятого разрядов системы. Дальнейший счет и отображение информации о времени происходит аналогично до повторного возбуждения излучающих фототиристоров 25 - 27 нулевого раяряда. В момент времени (например, 12.00,00), когда излучающие фототиристоры 25, 26, 27

находятся в возбужденном состоянии, оптические сигналы излучающих фототи- ристоров 25 - 27 воздействуют на вхо-

уровня потенциала. Приход следующего импульса источника опорной частоты

ды оптоэлектронной схемы ЗИ-НЕ 16 и вызывают появление на ее электричес- ком выходе (а значит и на счетном входе триггера 5) уровня Лог, О, не приводящего к переключению триггера 5, так как он срабатьшает по переднему фронту импульса высокого

уровня потенциала. Приход следующего импульса источника опорной частоты

(текущее время 12,00.01) вызывает гашение излучающего фототиристора 25 нулевого разряда и исчезновение одного оптического сигнала на входе схемы ЗИ-iiE 16,. Появление на электрическом выходе ЗИ-НЕ 16 переднего фронта и myльca высокого уровня потенциала переключает триггер 5 в противоположное состояние. При этом напряжение питания переключается со светодиодов 28, 30, 31 и 34 (так как закрывается ключ 18) на светодиоды 29, 32, 33 и 35

через открытый электронный ключ 19. Дальнейшее отображение информации текущем времени производится с помощью светящихся светодиодов 29, 32, 33 и 35,

Таким образом, при каждом переходц текущего времени через 12.00 или

Управляющий вход 43 позволяет из- менить состояние триггера 5 подачей

на его счетный вход через схему 2И 21 низкого уровня потенциала (Лог, О), т.е. управлять подачей напряжения питания на одни или другие светодиоды для индикации времени. При подаче на вход 43 импульсов Лог.О с

в виде единого циферблата круглой, овальной или другой формы, разделенного на 60 стрелок - сегментов, в свою очередь разделеннь х на три час- ти. Секунды инициируются в виде точки (светодиоды 28 и 29), минуты в виде большой стрелки (светодиоды 30, 31 и 32, 33), а часы в виде малой стрелки (светодиоды 34 и 35).

Светодиоды 28, 30, 31 и 34 для индикации времени одного цвета свечения (например, красного), а свето- I диоды 29, 32, 33 и 35 другого (напри- 1мер, зеленого),

; Таким образом, отображение информации о времени представляется место- I расположением на циферблате светяшихIся большой стрелки, указывающей iколичество минут; малой стрелки, ;указывающей количество 4acoBj точки I(по максимальному радиусу циферблата) |указьшающей колич,ество секунд, кото- iрые до 12,00 светятся красным цветом, ,а с 12,01 до 24.00- зеленым (могут быть и другими).

Подачей на управляющий вход одиночного импульса низкого уровня потенциала, можно изменить увет свечения циферблата на противоположный„

Кроме того, подавая на управляющий вход 43 импульсы определенной частоты, можно смешивать увета и получить i BeTHoe отображение циферблата часов.

Формула изобретения

Электронная система отсчета времени, содержащая источник опорной частоты, источник питания, три счетных триггера, оптоэлектронную схему 5ИЛИ- НЕ, оптоэлектронный инвертор, семь резисторов, три светодиода, кольцевой шестидесятиразрядный счетчик, каждый разряд которого содержит три излучающих фототиристора и три свето- диода для индикации времени, при этом катод первого светодиода для индикации времени подключен к аноду первого излучающего фототиристора, положительная шина источника питания через последовательную согласованную цепь из первого резистора и трех све- тодиодов, оптически связанных с первым, вторым и третьим излучающими фсзтотиристорами нулевого разряда кольцевого счетчика, соединена- с установочными входами трех счетных триггеров и входом установки системы катоды первых, вторых и третьих излучающих фототиристоров нечетных разрядов объединены в соответствующие шины, который через второй, четвертый и шестой резисторы подключены к инверсным выходам соответственно первого, второго и третьего счетных триггеров, а катоды первых, вторых и третьих излучающих фототиристоров четных разрядов объединены в соответствующие шины, которые через третий, пятый;И ;седьмой резисторы подключены к прямым выходам соответственного первого, второго и третьего счетных триггеров, каждый излучающий фототиристор последующего (ifO-ro разряда оптически связан с соответствующим излучающим фототиристором предыдущего 1го разряда, а каждый излучающий фототиристор нулевого разряда оптически связан с соответствующим излучаюш гм фототиристором последнего пятьдесят девятого разряда кольцевого счетчика вторые излучающие фототиристоры одиннадцатого, двадцать третьего тридцать пятого, сорок седьмого и пятьдесят девятого разрядов дополнительно оптически связаны с соответствукяцими входами оптоэлектронной схемы 5ИЛИ-НЕ выход которой подключен к счетному вх входу первого счетного триггера, перт вьй излучающий фототиристор пятьдесят девятого разряда дополнительно оптически связан с входом оптоэлектронно- го инвертора, выход которого соединен со счетным входом второго счетного триггера, а счетный вход третьего . счетного триггера подключен к выходу источника опорной частоты,, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повьш1ения надежности и снижения питающих напряжений, в систему введены четвертый счетный триггер, опто- электронная схема ЗИ-НЕ, схема 2И, два электронных ключа, два резистора, а в каждый разряд кольцевого счетчика введены пять светодиодов для индикации времени, причем эмиттер первого электронного ключа подключен -через первые светодиоды для индикации времени к анодам первых излучающих фототиристоров, через последовательно и согласно включенные вторые и третьи светодиоды для индикации времени - к анодам вторых излучающих фототиристоров, через четвертые светодиоды для индикации времени - к анодам третьих излучаю1 Ц1х фототиристоров в каждом

разряде, эмиттер второго ключа соединен через пятый светодиод для индикации времени с анодами первых из- лучающиХ фототиристоров, через последовательно и согласно включенные шестые и седьмые светодиоды для индикации времени - с анодами вторых излучающих фототиристоров, через восьмые светодиоды для индикации времени с анодами третьих излучающих фототиристоров в каждом разряде, коллекторы первого и второго электронных ключей подключены к положительной шине источника питания, база первого клю-

ча через восьмой резистор соединена с прямым, а база второго ключа через девятый резистор - с инверсными выходами четвертого счетного триггера, вход установки которого подключен к входу установки системы, а счетный вход - к выходу схемы 2И, первым входом соединенной с выходом оптоэлек- тронной схемы ЗИ-НЕ, оптические входы которой связаны с оптическими выходами первого, второго и третьего излучающих фототиристорчв нулевого разряда системы, второй вход схемы 2И подключен к, управляющему входу Системы.

Минутная стрелка

Cef f/Hdnaff

Расовая стре/1ка