Электронные часы Советский патент 1989 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к электрон- ,ной технике, в частности к электронным часам.

Целью изобретения является упрощение настройки и обеспеЧнния воз|мож ности управления внешним устройством

На фиг. 1 изображена структурная схема электронных часов; на фиг. 2- функциональная схема электронных часов, поясняющая их работу; на . фиг . 3 - функциональная схема управляемого счетчика вычислителя погрешности хода; на фиг. 4 - схема сравнения; на фиг. 5 - функциональная схема блока согласования с внешним устройством.

Электронные часы (фиг. 1) включают блок 1 счёта времени, блок 2 индикации, блок 3 регулировки хода, счетчик 4 интервалов времени коррекции, блок 5 управления регулировкой, вычислитель 6 погрешности хода и .блок 7 согласования с внешним устройством.

Блок 1 счета времени электронных часов (фиг. 2) содержит кварцевый генератор 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 1.6 сигнала окончания суток. Для упрощения на фиг. 2 не показаны другие возможные 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 элемент 2И 18 иi кнопки 17 и 19.

Вычислитель 6 погрешности хода (фиг. 2) содержит элементы 4ИЛИ 20, 2ИЛИ 21, управляемый счетчик 22, схему 23 сравнения, элементы 2И 24- 26, Т-триггеры 27 и 28, счетчик 29 с управляемым коэффициентом деления элемент 2ИЛИ 30, счетчик 31, программируемое постоянное запоминающе устройство 32 (ППЗУ), счетчик 33, элемент 4ИЛИ 34, элемент 2И 35, од- новибратор 36. Схема управляемого счетчика 22, построенная на микросхемах К155ИЕ6, приведена на фиг. 3 а схема 23 сравнения, построенная на микросхемах (сумматорах) К155ИМ1 на фиг. 4.

Блок 4 согласования с внешним .устройством (фиг. 2 и 5) содержит узел 37 приема сигналов точного времени с входом 38 приема и узел 39

включения внешнего устройства с выходом 40 управления.

Выход кварцев.ого генератора 8 (фиг. 2) соединен с входом синхронизации блока 3 регулировки хода и первым входом элемента 2И 24, управляющий выход блока 3 регулировки точности хода подключен к входу делителя 10 частоты. Делитель 10 частоты,

счетчик 11 секунд, фop fиpoвaтeль 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 регйстра 9 через элементы 20 и ; 2ИЛИ 21 подключены к входу прямого |Счета счетчика 22, а шестой выход регистра 9 подключен к второму входу элемента 2И 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 2ИЛИ соединен с узлом 39 включения внешнего устройства (фиг. 5). Выходы . f счетчика 11 секунд подключены к информационным входам D.,, D,;, D, D,, D ,5, Dji управляемого счетчика 22 соответственно, выходы Q, Q, Q Qji Q« QM Qj счетчика 22 - к соответствующим входам А, А, Ад, Ag, А ,4 , Ajj,, А схемы 23 сравнения, другие входы

в, В 2, В, Bj, В„, Взг, В(, которой соединены соответствуюш м образом 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 окончания суток - к тактовому входу счетчика 4 суток.

Информационный выход блока 3 регулировки хода поразрядно соединен с информационным входом блока 2 индикации (показано одной шиной) для отображения 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 Совпадение () соединен с входом разрешения выборки ППЗУ 32, входом разрешения счета счетчика 33 и первым входом элемента 2ИЛИ 30J второй выход Меньше 59 () подключен к первому входу элемента 2И 25 и входу Т-триггера 27; третий выход Больше 59 (А В) подключен к первому входу элемента 2И 26 и входу Т-триггера 28

0

5

0

лировкой, а именно выход элемента 2И 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 составе блока . 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

Изобретение относится к электронной технике , в частности, к электронным часам, и позволяет повысить настройку и обеспечить возможность управления внешним устройством, а также повысить надежность и снизить энергопотребление. Электронные часы содержат блок 1 счета времени, блок 2 индикации, блок 3 регулировки хода и счетчик 4 интервалов времени коррекции. В часы введены блок 7 согласования с внешним устройством, блок 5 управления регулировкой и вычислитель 6 погрешности хода. Блоки 7 и 5 совместно с блоком 1 обеспечивают автоматическое и/или ручное включение-выключение приема сигналов точного времени от любого типа радиоаппаратуры и установку показаний точного времени по ним. Одновременно вычислитель 6 и счетчик 4 осуществляют автоматическое изменение значения коэффициента регулировки хода, увеличивая тем самым интервал времени коррекции. 5 ил.

Информационные выходы счет- 25 соответствии с первоначально занесен30

35

40

чика 4 суток подключены соответственно к входам V-, V, V, Vj, V f, V счетчика 29 с управляемым коэффициентом деления j счетный вход этого счетчика соединен с выходом элемента 2И 24, вторыми входами элементов 2И 25,26 и первым входом элемен1а 2И 35, а выход счетчика 29 подключен к счетному входу счетчика 31. Счетчик 31, ППЗУ 32, счетчик 33 соединены последовательно четьфьмя шинами (разрядами); кроме того, пятый вход ППЗУ 32 соединен с выходом Т-триггера 27, а шестой выход ЙПЗУ 32 - с вы- ходом Т-триггера 28. Вход прямого счета счетчика 33 соединен с выходом элемента 2И 35 и -информационным входом блока 3 регулировки хода. Выход элемента 4ИЛИ 34 подключен к второму входу элемента 2И 35.

Выход одновибратора 36, предназна- ченного для сброса Т-триггеров 27, 28, счетчиков 31, 33, счетчика 29 с управляемым коэффициентом деления (через элемент 2ШШ 30) и счетчика

4суток, подключен к R-входам указанных триггеров и счетчиков.

Первый управляющий выход блока

5управления регулировкой, соединенный с кнопкой 17 и первым входом элемента 2И.18, подключен к управляющему входу узла 37 приема через элемент 2ИЛИ (фиг. 5). Второй управляющий выход блока 5 управления регуным 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 ОЗУ блока 3 регулировки хода, в соответствии с информацией, находящейся в счетчике 22 к моменту начала шестощимся в ППЗУ 32 кодом, учитывающим количество суток, подсчитанных счетчиком 4 суток со времени предьщущего цикла изменения регулировочного коэффициента, и выключение блока согла- .сования по окончании шестого сигна- , ла точного времени. При этом возмояп на автоматическая синхронизация покар заний секунд и минут и изменение , регулировочного коэффициента при аб- солютном 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 дополнительных схем, идентичных управляемому счетчику 22 и схеме 23 сравнения, соединенных с информационными выходами

55

соответствии с первоначально занесен

ным 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 ОЗУ блока 3 регулировки хода, в соответствии с информацией, находящейся в счетчике 22 к моменту начала шесто

щимся в ППЗУ 32 кодом, учитывающим количество суток, подсчитанных счетчиком 4 суток со времени предьщущего цикла изменения регулировочного коэффициента, и выключение блока согла- .сования по окончании шестого сигна- , ла точного времени. При этом возмояп на автоматическая синхронизация покар заний секунд и минут и изменение , регулировочного коэффициента при аб- солютном 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 дополнительных схем, идентичных управляемому счетчику 22 и схеме 23 сравнения, соединенных с информационными выходами

7

счетчика 13 минут, достигается диазон -55 мин 55 с -+5 мин 5 с абсолютн ухода 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; К155ИЕ8 (счечик 29 с управляемым коэффициентом деления); К155ИЕ5 (счетчик 31); К155ИЕ6 (счетчик 33); К155РЕ21 (ППЗУ 32) и др.

Часы работают, следующим образом

После включения блока 7 согласования с внешним устройством ио сиглу с блока 5 управления регулировкой узел 37 приема сигналов точног времени находится в режиме Ожидание. Первый сигнал точного времен усиленный микрофонным усилителем, продетектированный и сформированны триггером Шмидта, с выхода узла 37 приема через регистр 9, с .выхода Ко поступает на вход С разрешени записи управляемого счетчика 22, и информация счетчика 11 секунд запи сывается в счетчик 22; после этого четыре очередных сигнала точного времени, поступая с выходов К .j-K. через элементы 4ИЛИ 20 и 2ИЛИ 21 н вход +1 счетчика 22, соответствено увеличивают эту информацию. По переднему фронту шестого сигнала с выхода К регистра 9 обнуляются сччик 11 секунд и счетчик 13 ми ну т. Од новременно начинается изменение регулировочного коэффициента точност хода, осуществляемое следующим образом.

Логическая 1., присутствующая на втором входе элемента 2И 24 в течение всего интервала шестого си

нала, например 0,3 или 0,5 с, раз- реш ает прохождение импульсов с выхода кварцевого генератора 8 на со- ответствуюшие входы элементов 2И 25, 26 и счетньш вход счетчика 29 с управляемым коэффициентом деления. При нулевом уходе часов на первом выходе схемы 23 сравнения сразу появится уровень логической 1, так как информация на входах А cxei- ,мы 23 поразрядно совпадает в этом случае с константой 59, присутству- ющей постоянно на входах В этой схемы. На двух других выходах схемы 23 - уровень логического О. Логическая 1, поступающая на R-вход счетчика 29, запрещает счет импуль

86

8

сов 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 с Хемы 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 4ИЛИ 34 сохранится Лог. О, и это запретит прохождение с генератора 8 на вход +1 счетчика 33 и информационный вход блока 3 регулир.овки 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 при5

0

0

5 0 5

ходом шестого сигнала уровень Лог. 1 присутствует на втором выходе Меньше 59, а на двух других выходах будет Лог. О. ХГогическая 1 на первом входе элемента 2И 25 разрешает поступление импульсов с генератора 8 на вход 1 счетчика 22, а Лог. О на R-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. О, 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 раз меньше (в соответствии с количеством суток) , и после появления Лог. 1 на первом выходе схемы 23 будет разрешена выборка ППЗУ 32 по адресу, указываемому счетчиком 31 и триггером 27. который запомнил появление Лог. 1 на втором выходе схемы 23, т.е. три ггер 27 осуществил формирование знака

погрешности хода

11„ч

Разрешается

также предварительная установка счетчика 33, в который записывается код из ППЗУ 32, причем после появления Лог. 1 на выходе элемента 4ИЛИ 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 хода часов, с учетом числа суток, подсчитанных счетчиком 4 суток.

Аналогично при 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 2И 26 на вход -1 счетчика 22, а уровень Лог. О на R-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 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 такого уровня на третьем выходе схемы 23, т.е„ триггер 28 формирует знак погрешности хода . В счетчик 33 записывается код из ППЗУ 32, после появления Лог. 1 на выходе элемента 4ИЛИ 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 регулировочный коэффициент, хранимый в ОЗУ этого блока,

Во всех трех случаях по заднему фронту шестого сигнала, поступающего с выхода К, регистра 9, т.е. после окончания работы схем 21-34, одновиб ратор 36 вырабатывает сигнал сброса (Лог. 1) Т-триггеров 27 и 28, счет

0

5

0

5

0

5

0

чика 31, счетчика 29 с управляемым коэффициентом деления, счетчика 33, а также счетчика 4 суток.

При контрольно-измерительных операциях значение регулировочного коэффициента устанавливается благодаря наличию в блоке 5 управления регулировкой контрольного входа, соединенного с вторым входом элемента 2И 18.

Управление узлом 39 включения обеспечивается известными средствами программирования времени формирования соответствующего сигнала, содержащимися в блоке 1 счета времени и для упрощения не показанными на функциональной схеме (фиг. 2),

Формула изобретения

Электронные 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 управляюшз1м 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.

отличающиеся

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 управляющий выход блока управления регулировкой подключен к дополнительному управляющему входу блока согласования, а второй - к входу управления блока регулировки хода, первый информационный вход вычислителя погрешности

раг.2

С

/

1

5

б 7

Фт.$