Оптоэлектронные часы Советский патент 1991 года по МПК G04G3/00 G04G9/00 H03K23/78 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для создания электронных часов с псевдострелочной индикацией коллективного и индивидуального пользования.

Цель изобретения - расширение области применения за счет дополнительного отображения данных о температуре и снижения величины питающего напряжения.

На фиг. 1 представлена электрическая схема часов , на фиг, 2 - временные диаграммы их функционирования на фиг, 3 - внешний вид конструктивного выполнения часов,

Оптоэлектронные часы содержат генератор 1 импульсов, четыре ключа

2-5, формирователь 6 импульса коррекции, пять одновибраторов 7-11, две дифференцирующие цепочки 12 и 13, управляемый ключ 14,четыре счетных .триггера 15-18, схему ИЛИ 19, три оптоэлектронные схемы ИЛИ-НЕ 20-22 пять последовательных цепей 23-27, состоящих из светодиода 23.1-27.1 и резистора 23.2-27.2, индикатор, выполненный в виде оптоэлектронных шкал 28-30 секунд, минут и часов, каждый разряд которых включает свето- диод 31 для индикации времени, аноды которых в оптоэлектронной цткале 28 секунд объединены, вход 32 питания управляемого ключа 14 подключен к входу питания генератора 1, импульсов непосредственно, а через п ерв. лютО5

00

оо to to

00

2, первую дифференцирующую цепочку 12 и первый одновчбратор 7 - к первому входу схемы ИЛИ 19, через второ ключ 3 - к входу 33 напряжения питания и через вторую дифференцирующую цепочку 13, второй одновибратор 8 - к второму входу схемы ИЛИ 19, вюсод которой подключен к входу 34 установки первого счетного триггера 15, счетный вход 35 которого подключен через третий и четвертый ключи 4,5 соответственно к входам третьего и четвертого одновибхэаторов 9,10 и к выходу генератора 1 импульсов, установочный вход 34 первого счетного триггера 15 подключен к входу 36 обнуления генератора и к управляющему входу 37 управляемого ключа 14, а выходы первого, второго и третьего счетных триггеров 15-17 подключены к управляющим шинам оптоэлектронных шкал 28-30 соответственно секунд, минут и часов, второй вход первого одновибратора 7 чере:; формирователь импульса коррекции подключен к входу 38 радиосети, причем оптоэлектронные шкалы 28-30 секунд, минут и часов содержат в каждом нулевом разряде дополнительный фототиристор 39, фототиристор 40 и светодиод 41, первый рход первой оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ 20 оптически связан со свето- диодом пятой последовательной цепи 27, а остальные пять входов опто- Ьлектронной схемы ИЛИ-НЕ 20 оптически связаны соответственно со свето- Диоцами М одиннадцатого,, двадцать третьего, тридцать пятого, сорок седмого и пятьдесят девятого разрядов йжалы 29 минут, а выход подключен к Јчерному входу 42 третьего счетного триггера 17, вход 43 установки которого подключен к управляющему входу 37 управляемого ключа 14, к входу 44 установки второго счетногэ триггера 16 и к входу пятого оцновибратора 11 йыход которого подключен к катоду Запускающего светоциоца 45 и к катодам светодиодов 24.1„ 25,1 второй и третьей последовательных цепей 24,25 первые выводы резисторов 24.2, 25.2 которых соответственно подключены к прямому и инверсному выходам четвертого счетного триггера 18, вход 46 установки которого подключен к второму входу схемы ИЛИ 19, а счетный яход А7 - к выходу второй оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ. 21, первый и вто0

5

я 20

5

0

5

0

5

0

5

рой оптические входы соответственно оптически связаны со светодиодами 41 пятнадцатого и сорок пятого разрядов шкалы 30 часов, счетный вход 48 второго счетного триггера 16 подключен к выходу третьей оптоэлектрокной схемы ИЛИ-НЕ 22, первый оптический вход которой оптически связан со све- тодиодом четвертой последовательной цепи 26, катод светодиода 26.1 которой подключен к выходу третьего одновибратора 9, второй оптический вход схемы ИЛИ-НЕ 22 оптически связан со светодиодом 41 последнего разряда шкалы 28 секунд, первые выводы резисторов 23,2, 26.2, 27.2 первой, четвертой и пятой последовательных цепей 23,26„27 подключены к выходу управляемого ключа 14, причем sanvc- кающий светодяод 45 оптически связан с фототиристором 40,1 нулевого разряда шкалы 28 секунд, кроме того, часы содержат преобразователь 49 температуры в амплитуду напряжения, амплитудно-временной преобразователь 50, два инвертора 51,52, два элемента И 53,54, пятый счетные триггер 55„ шестой одновибратор 56, оптоэлектрон- ный преобразователь 57 и шкалу 58 индикации температуры,, состоящую из шестидесяти разрядов, каждый из которых содержит фототчристор 59, анод которого подключен к катодам индикационных светодкодов 60,61 минусовой и плюсовой температуры и через резистор 62 - к входу 32 питания, объединенные катоды Фототиристоров 59 подключены к выходу первого инвертора 51, вход которого псдллю- чен к выходу шестого одновибратора 56, вход которого подключен к вхэду 63 управления амгаштудно-si. именного преобразователя 50 и к прямому выходу пятого счетного триггера 55, инверсный выход которого подключен к первым входам элементов И 53,54, второй вход первого элемента И 53 подключен к выходу второго инвертора 52, вход которого подключен к второю входу второго элемента К 54 и к первому выходу 64 преобразователя 49, выход 65 преобразователя 50 через первый резистор 66 подключен к анодам светодиодов 67 шкалы 58 индикации температуры, вход преобразователя 50 подключен к второму выходу преобразователя 49, выход первого элемента И 53 через второй резистор 68 подключен к анодам

индикационных светодиодов 60 минусе- вой температуры, выход второго элемента И 54 через третий резистор 69 подключен к анодам индикационных светодиодов 61 плюсовой температуры, причем светодиод 67 каждого разряда оптически связан с фототиристором 59 собственного разряда, вход 70 установки пятого счетного триггера 55 подключен к выходу второго одновибра- тора 8, а счетный вход 71 - к выходу оптоэлектронного преобразователя 57, оптический вход которого оптически связан со светодиодом 41,1 нулевого разряда шкалы 28 секунд, катоды фототиристоров 40 четных разрядов шкалы 28 секунд подключены к прямому выходу первого счетного триггера 15, инверстый резисторы 78,79 к выходу управляемого ключа 14, катоды светодиодов 67 каждого разряда шкалы 58 индикации температуры подключены к анодам фото- тиристоров 40 соответствующих разрядов шкалы 28 секунд, причем дополнительные фототиристоры 39 в каждом нулевом разряде анодом и катодом

соответственно подключены к аноду и катоду фототиристора 40 собственного разряда, светодиод 41 каждого разряда шкал 28-30 секунд, минут и часов оптически связан с фототиристором 40

5 последующего разряда, светодиод 41 последнего разряда оптически связан с дополнительным фототиристором 39 нулевого разряда, фототиристоры 40 нулевых разрядов шкал 28-30 секунд,

ный выход которого подключен к катодам 20 минут и часов оптически связаны соотфототиристоров 40 нечетных разрядов шкалы 28 секунд, в каждом разряде ко- тооой аноды фототиристора 40 подключены к катодам светодиода 41 и индиветственно с запускающим светодиодом 45 и со светодиодами 23,1, 24,1 первой и второй последовательных цепей 23, 24. светодиод 25.1 третьей последо30

35

40

кационного счетодиода 31, аноды кото- 25 вательной цепи 25 оптически связан рых соответственно через четвертый и пятый резисторы 72,73 подключены к выходу управляемого ключа 14, катоды фототиристоров 40 четных раэря- дов шкалы 29 минут подключены к прямому выходу второго счетного триггера 16, инверсный выход которого подключен к катодам фототиристоров 40 нечетных разрядов шкалы 29 минут в каждом разряде которой анод фототиристора 40 подключен к катодам светодиода 41, индикационного светодиода 31 и развязывающего диода 74, аноды светодиода 41 и индикационного светодиода 31 подключены соответственно через шестой и седьмой резис- торы 75,76 к выходу управляемого ключа 14, катоды фототиристоров 40 четных разрядов шкалы 30 часов подключены к прямому выходу третьего счетного триггера 17, инверсный выход которого подключен к катодам фототиристоров 40 нечетных разрядов шкапы 30 часов, в каждом разряде которой анод фототиристора 40 подключен к катоду светодиода 41 и к катоду развязывающего диода 77, анод которого подключен к катоду индикационного светодиода 31 и к аноду развязывающего диода 74 соответствующего разряда шкалы 29 минут, аноды светодиода 41 и индикационного светодиода 31 шкалы 30 часов подключены ,соответственно через восьмой и девяс фототиристором тридцатого разряда шкалы 30 часов.

Функционируют оптоэлектронные часы следующим образом.

Запуск часов осуществляется вклю чением ключа 3. При замыкании конта тов ключа 3 исходное состояние упра ляемого ключа 14 открытое, и напря жение питания подается на оптоэлект ронные шкалы 28-30 секунд, минут и часов; на последовательные цепи 23, 26,27; на вход генератора 1 импульсов, запуская его (первый импульс с выхода генератора 1 импульсов длительностью 20-30 мкс появится через промежуток времени, равный 1 с, вто рой - через две секунды и т.д.); на дифференцирующую цепочку 13, формир ющую импульс запуска одновибратора

45

Импульс высокого уровня потенциа ла с выхода одновибратора 8 длитель ностью 100-150 мкс (длительность этого импульса выбирается больше 50 максимальной длительности переходны процессов элементов оптоэлектронных шкал 28-30) воздействует:

высоким уровнем потенциала: на установочный вход счетного тр 55 гера 18, через схему ИЛИ 19 на уста новочные входы 34,44,43 счетных три геров 15-17, устанавливая на их пря мых выходах низкий уровень потенциа ла, а на инверсных - высокий;

ветственно с запускающим светодиодом 45 и со светодиодами 23,1, 24,1 первой и второй последовательных цепей 23, 24. светодиод 25.1 третьей последо

вательной цепи 25 оптически связан

с фототиристором тридцатого разряда шкалы 30 часов.

Функционируют оптоэлектронные часы следующим образом.

Запуск часов осуществляется включением ключа 3. При замыкании контактов ключа 3 исходное состояние управляемого ключа 14 открытое, и напряжение питания подается на оптоэлектронные шкалы 28-30 секунд, минут и часов; на последовательные цепи 23, 26,27; на вход генератора 1 импульсов, запуская его (первый импульс с выхода генератора 1 импульсов длительностью 20-30 мкс появится через промежуток времени, равный 1 с, вто рой - через две секунды и т.д.); на дифференцирующую цепочку 13, формирующую импульс запуска одновибратора 8,

вательной цепи 25 оптически связан

Импульс высокого уровня потенциала с выхода одновибратора 8 длительностью 100-150 мкс (длительность этого импульса выбирается больше максимальной длительности переходных процессов элементов оптоэлектронных шкал 28-30) воздействует:

высоким уровнем потенциала: на установочный вход счетного триг- гера 18, через схему ИЛИ 19 на установочные входы 34,44,43 счетных триггеров 15-17, устанавливая на их прямых выходах низкий уровень потенциала, а на инверсных - высокий;

через схему ИЛИ 19 -на вход 36 генератора 1 импульсов, задерживая появление первого импульса с его выхода на время действия импульса одновибратора 8;

передним фронтом:

через схему ИЛИ 19 на управляющий вхоц управляемого ключа 14, переводя его в закрытое состояние на время действия этого импульса;

задним фронтом:

на вход одновибрптора 11, выходной импульс низкого уровня потенциала которого длительностью 30-5С мкс возбуждает на такое же время свето- диоды 45 и светодиоды последоЁательиы цепей 23,24 из светодиода и резисто- ра„ которые включаю оптически связанные с ними фототирксторы 40, вызы вая тем самым возбуждение электрическ связанных с ними СВЕтодиодов 31 для индикации времени и светодиодов 41 нулевых разрядов оптоэлектронных шкал 28-30 секунд, минут и часов.

Наличие низкого уровня потенциала на прямых выходах сметных триггеров 15-17 и внутренней памяти фототиристоров 40 обеспечивает запоминание информации в нулевы разрядах все оптоэлектронных шкал после выключе- РИЯ светодиодов 45 и последовательных цепзй 23,24 из светодиода и резистора по заданному фронту импульса с выхода одновибратора 1I. Световой по- ток светодиодов 41 нулевых разрядов оптоэлектронных тках1 28-30 воздействует на оптически связанные с ними фототиристоры 40 первых разрядов этих же шкал, готовя эти разряды к вклю- чению. Однако фототлристоры 40 первы разрядов не включаются, так как на их из годах присутствует высокий уро- зенэ потенциала. Таким образом, при первичном включении выходной импульс высокого уровня потенциала с выхода одновибратора 8 осуществляет обнуление генератора 1 импульсов, оптоэлектронных шкал 28-30, установку счетных триггеров 15-18 в нупевое состояние и возбуждение нулевых разрядов оптоэлектрокньх шкал 28-30. Часы готовы к счету первого и последующих импульсов генератора 1, следующих с частотой 1 Ги. Через 1 с пос- ле снятия импульса оцновибратора 8 (его заднего фронта) генератор 1 импульсов выдает первый импульс, передний фронт которого, воздействуя

на счетный вход счетного триггера 15 изменяет потенциалы на его выходах на противоположные, Таким образом, на объединенных катодах фототиристоров 40 нечетных разрядов оптоэлект- ронной шкалы 28 секунд появляется низкий уровень потенциала, а на объе диненных катодах фототиристоров 40 четных разрядов - высокий. В связи с этим происходит включение фототиристора 40 первого разряда, так как он подготовлен оптическим сигналом светодиода 41 нулевого разряда этой же шкалы 28, и на его катоде появляется низкий уровень потенциалаэ возбуждаются электрически связанные с ним светодиод 41 и светодиод 31 для индикации времени первого разряда, происходит выключение фототиристора 40 нулевого разряда (на его катоде появляется высокий уровень потенциала) и соответственно гашение светодиодов 31,41 нулевого разряда этой же шкалы 28 секунд, Светодиод 3 для индикации времени и светодиод 41 первого разряда оптоэлектронной шкалы 28 секурд будут находиться в возбужденном состоянии одну секунду, несмотря на то, что на оптическом входе фототиристора 40 этого разряда исчезает оптический сигнал с нулевого разряда из-за наличия внутренней памяти в фототиристоре 40, поддерживающей светодиод 31 индикации времен и светоциод 41 первого разряда в возбужденном состоянии до тех пор, пока на его катоде не появится высокий уровень потенциала, который приведет к отсечке первого разряда. Таким образом, в момент переключения счетного триггера 15 создаются условия для возбуждения первого разряда и гашения нулевого разряда олтоэлектронной шкалы 28 секунд. При поступлении каждого последующего импульса с выхода генератора 1 импульсов возбуждение последующих i-тых и гашение предыдущих i-1 разрядов оптоэлектронной шкалы 28 происходит аналогично до 59-го разряда. Наличие оптической связи между светодиодом 41 59-го разряда и фототиристором 40 нулевого разряда шкалы 28 секунд и с первым оптическим входом оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ 22 позволяет возбудить аналогично нулевой разряд, а также сформировать импульс переноса в оп- тоэлектронную шкалу 29,

10

у1688228

Таким образом, оптоэлектронная ла 28 секунд функционирует в ре- е кольцевого счетчика, Оптический нал со светодиода 41 59-го разряшкалы 28 секунд длительностью воздействует на вход второй опто- ктронной схемы ИЛИ-НЕ 22, изменяя енциал на ее выходе с высокого вня на низкий, и в течение 1 с ее выходе будет присутствовать кий уровень потенциала, который приводит к переключению счетного ггера 16 (так как он срабатывает переднему фронту импульса высокоуровня). В момент выключения тодиода 41 59-го разряда и вклюия нулевого разряда оптоэлектрон- шкалы 28 секунд, т.е. по приходе го импульса с генератора 1, на ктрическом выходе третьей опто- ктронной схемы ИЛИ-НЕ 22 и, ес15

20

к н о р н вр р 1 н шк сл оп сч в с в н

ря пр ни но оп 4 ну шк он сч 1 1 29 ди на 35 ИЛ ве сч 72 12 пе 20 де пе ня тр ни 29 (п оп 28 че ди ра со ве ро на ве то

триггера 16 появляется высокий уровень потенциала (т.е. передний фронт импульса), переключающий счетный триггер 16, потенциал на его выходах изменяются на противоположные, возбуждается светодиод 31 для индикации времени и светодиод 41 первого разряда шкалы 29 минут, а также электричес ки связанный с ним светодиод 31 для индикации времени 1-го разряда опто- электронной шкалы 30 часов, так как ток протекает через него развязывающий диод 74 и фототиристор. 40 шкалы 29 минут, выключается светодиод 41 нулевого разряда оптоэлектронной шкалы 29 минут, а светодиод 31 для индикации времени нулевого разряда оптоэлектронной шкалы 30 часов поддерживается в возбужденном состоянии за счет открытого фототиристора 40 этого разряда. Процессы переключения разрядов в оптоэлектронной шкале 29 минут аналогичны описанным в оптоэлектрон- ной шкале 28 секунд, с той лишь разницей, что при включении светодиода 31 для индикации времени любого разряда шкалы 29 минут всегда возбуждается электрически связанный с ним свето- диод 31 для индикации времени соответствующего разряда оптоэлектронной шкалы 30 часов. Возбужденный светодиод 31 для индикации времени и светодиод 41 1-го разряда шкалы 29 минут поддерживаются в этом состоянии за счет внутренней памяти фототиристора 40 этого же разряда и за счет оптического потока светодиода 41 готовит

10

0

5

0

5

0

0 0 5

к возбуждению оптически связанный с ним фототиристор 40 2-го разряда оптоэлектронной шкалы 29 минут. Второй импульс переноса, появляющийся на входе счетного триггера 16, одновременно со 120-м импульсом с генератора 1 переключит счетный триггер 16 и переведет в возбужденное состояние второй разряд, а в невозбужден- ное - первый разряд оптоэлектронной шкалы 29 минут. С приходом каждого следующего импульса переноса через оптоэлектронную схему ИЛИ-КЕ 22 на счетный вход счетного триггера 16 возбуждаются каждые i-ые разряды и светодиоды i-1-x разрядов переходят в состояние отсечки в оптоэлектронной шкале 29 минут.

Таким образом, переключение разрядов оптоэлектронной шкалы 29 минут происходит одновременно с возбуждением нулевого разряда оптоэлектронной шкалы 28 секунд. Из-за наличия оптической связи между светодиодом 41 59-го разряда и фототиристором 40 нулевого разряда в оптоэлектронных шкалах 28-30 секунд, минут и часов они функционируют в режиме кольцевых счетчиков, 660-й импульс генератора 1 переводит в возбужденное состояние 11-й разряд оптоэлектронной шкалы 29 минут и оптический сигнал со светодиода 41 этого разряда, воздействуя на вход первой оптоэлектронной .схемы 5 ИЛИ-НЕ 20, устанавливает низкий уровень потенциала на ее выходе и третий счетный триггер 17 не переключается. 720-й импульс генератора 1 возбуждает 12-й разряд и выключает 11-й разряд первой оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ 20 и, соответственно, на счетном входе счетного триггера 17 появляется передний фронт импульса высокого уровня потонциала, переключающий счетный триггер 17 в противоположное состояние, при этом выключается нулевой 290-й разряд и включается 1-й разр яд (процессы переключения аналогичны описанным для оптоэлектронной шкалы 28 секунд) и подготавливает к включению оптически связанный со светодиодом 41 фототиристор 40 второго разряда оптоэлектронной шкалы 30 часов. Второй импульс переноса, соответствующий 24-й минуте на оптоэлектронной шкале 29 минут, появляющийся на входе счетного триггера 17, соответствующий 1440-му импульсу генератора 1, переключает его и переводит

5

в возбужденное состояние 2-й разряд, а первый разряд оптоэлектронной шкалы 30 часов перейдет в состояние отсечки и т.д.

Пятый импульс переноса, соответствующий 60-й минуте (3600-й импульс генератора 1), включает 5-й разряд оптоэлектронной шкалы 30 часов и при этом его светодиод 31 укажет на циферблате 1 ч, т.е, между 2-мя значениями часов О и 1 существуют промежуточные значения, В момент гашения светодиода 41 этого разряда на выходе второй оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ 20 появляется передний фронт импульса высокого потенциала, переключающий счетный триггер 18, На его прямом выход ; появляется высокий уровень потенциала, создающий условия для включения третьей последовательной цепи 25 из светодиода 25.1 и резистора 25,2, а значит, и включения фототиристора 40 30-го разряда оптоэлектронной шкалы 30 часов. Момент гапшния 45-горазряда этой же шкалы опять приводит к переключению счетного триггера 18, и создаются условия для включения второй последовательной цепи 24 из светодиода 24.1 и резистора 24.3, а значит,, и включения фототиристора 40 нулевого -разряда. В электрической схеме оптсэлектронных чассв предусмотрена ручная установка, ручная и автоматическая коррекция (в 12.00 или

24,00 и 18,00 или 6.00). Если пуск часов производится в 00 ч, 00 мин, 00 с или 12 ч 00 MHPI,, 00 с, то необходимость ручной установки часов отсутствует. При пуске часов в любое другое время суток производится установка текущего времени часов и минут (без установки секунд) с помощью ключей 5 -и 4 после включения ключа 3. В связи с тем, что часовая стрелка (свечение светодиодов 3I оптоэлектронной шкалы 30 ч имеет промежуточные значения, между любыми двумя значениями часов необходимо сначала установить текущее значение часов (разряды шкалы 30 - 0,5,10,15, 20,25,30,35,40,45,50,55), а затем устанавливать значения минут (например, текущее время 5 ч 38 мин, устанавливаем 5ч, а затем 38 мин, при этом часовая стрелка сместится на три промежуточных значения). Ручная установка часов в текущее время про

5

0

5

0

5

0

5

0

5

изводится замыканием ключа 5, через контакты которого секундные импульсы генератора 1 поступают на вход одно- вибратора 10„ выходные импульсы низкого уровня потенциала которого возбуждают светодиод пятой последовательной цепи 27 из светодиода 27,1 и резистора 27,2, оптический сигнал которого через оптоэлектронную схему ИЛИ- НЕ 20 и счетный триггер 17 воздействует на оптоэлектронную шкалу 30 часов так же, как импульсы переноса с оптоэлектронной шкалы 29 минут, Ключ 5 необходимо удерживать до тех пор, пока не возбудится разряд оптоэлектронной шкалы 30 часов, соответствующий текущему времени (в нашем примере 25-й разряд). Б момент установки нужного количества часов ключ 5 размыкается. Ручная установка минут производится аналогично ручной установке часов при замыкании ключа 4.

В оптоэлектронных часах предусмотрена также коррекция времени в процессе отсчета как в ручном, так и в автоматическом режиме от сигналов радиотрансляционной сети. Коррекцию времени можно производить в 12,00 (или 24.00) или 18.00 (или 6.00) благодаря наличию в электрической схеме часов счетного триггера 18 и оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ 21, обеспечивающих автоматический выбор запуска часов в 12.00 (или 24.00)

или 6.00 (или 18.00) . i

Осуществляется этот режим следующим образом. При включении питания счетный триггер 18 устанавливается в низкий уровень потенциала на прямом выходе, а на инверсном - в высокий, обеспечивающий возбуждение сзетодиода последовательной цепи 24 и аключение оптически связанного с ним фототиристора 40 нулевого разряда олтоэлектрон- ной шкалы 30 часов при срабатывании одновибратора 11 (эти процессы подробно описаны выше). Если запуск часов произведен в 12.00.00, то не требуется установка текущего времени. Через 3 ч засветится светодиод 41 15-го разряда оптоэлектронной шкалы 30 часов и частью своего оптического сигнала через оптоэлектронную схему ИЛИ-JIE 20 переключит счетный триггер 18 в противоположное состояние, при котором создаются условия для запуска фототиристора 40 30-го разряда оптоэлектронной шкалы 30 часов Такое

состояние будет сохраняться до включения светодиода 41 45-го разряда э той же шкалы (что соответствует 9-м или 21-му часу). Если s этот промежуток времени придет импульс коррекции (при ручной или автоматической коррекции времени), то засветится не нулевой, а 30-й разряд оптоэлектрон- ной шкалы 30 часов (соответствует 6 или 18 часам) и нулевые разряды оптоэлектронных шкал 28,29 секунд и минут,

Таким образом, будет произведена коррекция времени в 6 или 18 часов. При дальнейшей работе часов (через 3 ч) засветится светодиод 41 45-го разряда оптоэлектронной шкалы 30 часов, что приведет к переключению- счетного триггера 18, состояние кото рого будет сохраняться до включения 15-го разряда шкалы 30, Если в этот промежуток времени поступит импульс коррекции, то он включит нулевые разряды во всех оптоэлектронных пка- лах 28-30. Такое решение обеспечивает коррекцию времени в широком диапазоне его разбросов:

коррекция в 12.00 (24.00) - от 9.01 (21.01.) до 2.59 (14.59);

коррекция в 6.00 (18.00) - от 3.01 (15,01) до 8.59 (20,59), т.е. можно использовать нестабилизирован- ный генератор 1 импульсов.

Ручной режим коррекций в 6.00 (18.00) или 12.00 (24.00) производится замыканием ключа 2 при слуховом восприятии начала 6-го сигнала точного времени из радиосети. Через контакты ключа 2 напряжение питания подается на дифференцирующую цепочку 12, формирующую, импульс .запуска одновибратора 7. Сформированный одно- вибратором 7 импульс высокого уровня потенциала длительностью 100-150 мкс воздействует через схему ИЛИ 19 на установочный вход генератора .1 импульсов, задерживая на это время выдачу импульсов с его выхода; на установочные входы 34,44,43 счетных триггеров 15-17, устанавливая на их прямых выходах уровни низкого потенциала, а на инверсных - высокого; на управляющий вход управляемого ключа 14, закрывая его, что приводит к гашению светодиодов 31 для индикации времени всех разрядов в оптоэлектронных шкалах 28-30; на вход одновибратора 11,-импульс ннзко

10

15

25

20

30

35

40

45

50

5

го уровня потенциала с выхода которого возбуждает светодиод 45 и свето- диоды последовательных цепей 23,24 или 25 (в зависимости от состояния счетного триггера 18). При этом воэ- буждаются нулевые разряды оптоэлектронных шкал 28 и 29, нулевой или 30-й разряды оптоэлектронной шкалы 30. Таким образом, импульс ручной коррекции обнуляет все оптоэлектронные шкалы 28-30, устанавливает счетные триггеры 15-17 в нулевое состояние по прямым выходам и .возбуждает светб- диоды нулевых разрядов оптоэлектронных шкал 28,29 секунд и минут, нулевой или 30-й разряды оптоэлектронной шкалы 30 часов.

Автоматическая коррекция времени производится за счет выделения формирователем 6 импульса коррекции, соответствующего началу 6-го сигнала точ- .ного времени, поступающего на его вход из радиотрансляционной сети. Сформированный импульс коррекции высокого уровня потенциала поступает на второй вход одновибратора 7, импульс высокого уровня потенциала с выхода которого производит действия, знало гичные ручной коррекции.

Все оптоэлектронные шкалы 28-30 конструктивно выполнены (фиг. 3) в виде единого циферблата круглой, овальной или другой замкнутой формы, на котором по максимальному диаметру расположена 60-разрядная шкала 28 секунд, выходная апертура которой совмещена с выходной апертурой шкалы 58 индикации температуры. Внутри оптоэлектронной шкалы 28 расположены 60-разрядные шкалы 29,30 минут и сов, Светодиоды 31 для индикации времени оптоэлектронных шкал 28-30 могут быть как единичные (светящиеся точки), так и набраны из некоторого количества светодиодов, соединенных последовательно, и конструктивно , оформлены в виде стрелок, штрихов и т.д. Набор светящихся светодиодов 31 оптоэлектронной шкалы 30 представляет собой часовую (короткую) стрел- i. . -,

ку, минутная стрелка представля- . ется одновременно светящейся часовой стрелкой и набором светодиодов 31 для индикации времени оптоэлектронной шкалы 29 минут.

Фототиристоры 40 также могут быть размещены в этих стрелках. Таким образом, место расположения на циферблате светящейся точки указывает на количество секунд} шкалы - на величину температуры, а цвет говорит о знаке (+ - красный, - - желтый); большей стрелки - количество минут; малой стрелки - количество часов,

Информация о времени в каждой нз шкал 28-30 представляется пози- ционно свечением лишь одного разряда что обеспечивает минимальную потреб- ляемую мощность часов и равномерную Энергетическую загрузку во времени каждого из разрядов.

Рассмотрим режим измерения и отображения температуры окружающей

Преобразователь 49 преобразует температуру в амплитуду напряжения. Сигналом на входе 70 установки с дыхода одновибратора 8 (фиг. 2) счет йый триггер 55 устанавливается в нулевое состояние, Следовательно, преобразователь 50 не работает, гак кяк на его входе 63 управления, & т-акже и выходе 65 присутствует логический О При- этом на выходе одно- аибратора 56 присутствует сигнал логической 1, который инвертируется в логический О тервым инвер- торон 51 и поступает на катоды фото- тиристоров Ь9 всех разрядов шкалы 58 (ндикацми температуры,

.Сдвиг от светодиода 41 нулевого разряда оптоэлектронной шкалы 28 се- К унд поступает на вход оптоэяектрон- ftoro преобразователя 57 „ на выходе Которого формируется электрический аигьал, соответствующий логическому И0,

С приходом первого импульса с выхода генератора 1 обнуляется евето- диод 4 1 нулевого разряда шкалы

/|8 секуяц, следовательно, на выходе от то. it-ктрокного, преобразователя 57 йоязляется логическая 1, поступаю- на счетный вход 7 I триггера 55,, который перекидывается в состояние логической 1 (фиг. ,) , Начинает работать преобразователь 50. На его выходе 65 формируется импульс положительной полярности, длительность которого прямо пропорциональна амплитуде напряжения, присутствующего на входе преобразователя 50, поступающий через резистор 66 на аноды светодиодов 67 шкалы индикации температуры,

С приходом первого импульса открывается фототиристор 40 первого разряда шкалы 28 секунд и обнуляется

5

фототиристор 40 нулевого разряда., Ток протекает через фототиристор 40 первого разряда шкалы 28 и сзетодиод 67 первого разряда шкалы 58, излучающий оптический сигнал на фототиристор 59 этого же разряда шкалы 58 и открывающий его. От входа 33 напряжения питания через замкнутый ключ 3, резистор 62, фототиристор 59 к выходу первого инвертора 51 течет ток, под держивающий фототиристор 59 первого разряда во включенном состоянии, С выхода 64 преобразователя 49 на вход второго инвертора 52 и второй вход второго элемента И 54 поступает сигнал, соответствующий знаку температу0

5

ры (лог. О - отрицательная температура, лог. 1 - положительная). Так как на инверсном выходе триггера 55 присутствует логический О, поступающий на первые входы элементов И 53,54, на их выходах соответственно присутствует логический О, ГГрн этом по переднему фронту импульса прямого выхода триггера 55 происходит кратковременное обнуление разрядов шкалы 58 температуры сигналом с выхода одновибратора 56.

С приходом второго импульса воз0 буждается второй разряд шкалу 28 секунд, а следовательно, засвечивается соответствующий светодиод 67 шкалы 58 индикации температуры, Открытыми будут фотстиристор 40 второго

5 разряда шкалы 28 секунд и фототиркс- торы 59 первого к второго разрядов шкалы 58 индикации температуры, Первый разряд шкалы 28 секунд обнуляется ,

По приходе третьего импульса открытыми будут фототиристор 40 третьего разряда шкалы 28 секунд и фототиристоры 59 первого, вт ,t ore и третьего разрядов шкалы 58 индикадгш температуры.

0

5

0

5

С приходом последующих ю-лульсов описанные процессы повторяются. По окончании импульса на выходе 65 преобразователя 50 свето-диоды 67 шкалы 58 не излучают свет, а следовательно, дальнейшего возбуждения разрядов шкалы 58 индикации температуры не происходит, Светодиоды 60 „61 для индикации температуры в этот период не излучают свет (фиг, 2), С -приходом шестидесятого импульга возбуждается нулевой разряд шкалы 28 секунд, а на входе оптоэлектрончого преобразо|Вателя 57 появляется оптический сигнал. С приходом 61-го импульса счетный триггер 55 устанавливается в состояние логического О, На первых входах элементов И 53,54 появляются логические 1м. Если температура отрицательная, то на выходах первого и второго элементов И 53,54 соответственно появляются логические 1 и О. В этом случае будут гореть све- тодиоды 60 возбужденных разрядов шкалы 58 индикации температуры. В случа если температура положительная, будут светиться светодиоды 61 (красного цвета) всех возбужденных разрядов шкалы 58 индикации температуры. Индикация температуры производится в течение одной минуты (шестидесяти секунд), после чего идет перезапись информации о температуре, т.е. импульсом одновибратора 56 происходит стирание информации за счет выравнивания потенциалов на фототиристорах 59 разрядов шкалы 58 индикации температуры (фиг. 2). Перезапись происходит в течение одной минуты. С приходом 181-го импульса происходи вторичное отображение информации о температуре. С дальнейшим приходом импульсов описанные выше процессы повторяются. Количество возбужденных разрядов соответствует величине измеряемой температуры.

Индикационные светодиоды 31, шкал 28,58 секунд и индикации температуры конструктивно объединены в одну общую выходную апертуру (фиг.З) и выполнены в одном общем корпусе. Отображение происходит в виде светящейся шкалы по периметру циферблата желтого, либо красного цвета свечения в зависимости от знака температуры.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для создания опто- электронных часов с аналоговым (псевдострелочным) отображением информации индивидуального и коллективного пользования с индикацией температуры причем этот диапазон применения легко перекрывается всего лишь добавлением светодиодов 31 для индикации времени, удлиняя, таким образом, стрелки часов и минут, В предлагаемых часах оптоэлектронная шкала 30 часов имеет 60 разрядов, что поэво- /лило разбить период времени в один час на пять промежуточных значений

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и получить больше состояний перемещений часовой стрелки между двумя часовыми отсчетами (можно приблизительно судить о времени по положению одной часовой стрелки). Такое отображение информации о времени наиболее приближено к представлению информации в стрелочных механических часах и является привычным для человека, позволяющим без промежуточных умственных вычислений определить временной промежуток до начала события, которое должно произойти в бу- ДУЩем.

Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с устройством- прототипом является его расширенная область применения, обусловленная возможностью одновременной индикации как информации о текущем времени, так и о текущей температуре. Кроме того, в предлагаемых часах снижена величина питающего напряжения за счет введения развязывающих Диодов, которые позволяют распараллелить индикационные светодиоды минут и часов, что снижает питающее напряжение на величину индикационного светодиода минут.

Формула изобретения

Оптоэлектронные часы, содержащие генератор импульсов, четыре ключа, формирователь импульса коррекции, пять одновибраторов, две дифференциальные цепочки, управляемый ключ, четыре счетных триггера, схему ИЛИ, три оптоэлектронные схемы ИЛИ-НЕ, три последовательные цепи из светодиода и резистора, индикатор, выполненный в виде оптоэлектронных шкал секунд, минут и часов, каждый разряд которых включает светодиод для индикации времени, аноды которых в оп- тоэлектронной шкале секунд объединены, вход питания управляемого ключа подключен к входу питания генератора импульсов, через первый ключ, первую дифференциальную цепочку и первый од- новибратор - к первому входу схемы ИЛИ, через второй ключ - к входу напряжения питания и через вторую дифференциальную цепочку, второй одно- вибратор - к второму входу схемы ИЛИ, выход которой подключен к входу установки первого счетного триггера, счетный вход которого подключен через третий и четвертый ключи соответствеяно к входам третьего и четвертого одновибраторов и к выкоду генератора импульсов, вход установки первого счетного триггера подключен к управляющему входу управляемого ключа и к входу обнуления генератора импульса, а выходы первого, второго и третьего счетных триггеров подключены к управляющим шинам оптоэлнктронных шкал соответственно секунд, минут и часов, второй вход первого одновибратора через формирователь импульса коррекции подключен к входу радиосети, оп- тоэлектронные шкалы секунд, минут и часов содержат в каадом разряде фото- тиристор и светодиод, первый вход первой опгоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ оптически связан со светодйодами пятой последовательной1 цепи, а остальные пять вводов оптоэлеьтронной схемы ИЛИ-НЕ оптически связаны соответственно со светодиодами одиннадцатого, двадцать третьего), тридцать пятого, сорок седьмого и пятьдесят девятого разрядов шкалы минут,, а выход первой оптоэлектронной схемы ИЛИ-НЕ подклю- чен к счетному входу третьего счетного триггера, вход установки которо- о подключен к управляющему входу управляющего ключа, к входу установки второго счетного триггера и к втссйцу пятого одновибратора, выход ко- г срого подключен к катоду запускающего светодиода и к катодам светодио- дов второй и третьей последовательных цепей, первые выводы резисторов которых соответственно подключены к прямому и инверснэму выходам четвертого счетного триггера, вход установ- ки которого подключен к второму входу схемы ИЛИ, а счетчый вход - к выводу торой оптозлектронной схемы ИЛИ-ПЕ, первый и второй оптические входы которой соответственно оптичес- ки связаны со светодиодами пятнадцатого и сорок пятого разрядов шкалы сов, счетный вход второго счетного триггера подключен к выкоду третьей оптоэлектрснной схемы ИЛИ-НЕ, первый оптический вход которой оптически связан со светодиодом четвертой последовательной цепи, катод которого подключен к выходу третьего одновибратора, второй оптический вход оптически связан со светодиодом последнего разряда шкалы секунд, первые выводы резисторов первой, четвертой и пятой последовательных ирпей подключены к

0 5 0 о § 0

5

выходу управляемого ключа, причем запускающий светодиод оптически связан с фототиристором нулевого разряда шкалы секунд, отличающиеся тем, что, с целью расширения области применения за счет дополнительного отображения данных о температуре и снижения величины питающего напряжения, в устройство введены преобразователь температуры в амплитуду напряжения, амплитудно- временной преобразователь, два инвертора, два элемента И, пятый счетный триггер, шестой одновибт атор, опто- электронный преобразователь и шкала индикации температуры, состоящая из шестидесяти разрядов, каждый из которых содержит фототиристор, анод которого подключен к катодам индикационных светодиодов минусовой и плюсовой температуры и через резистор - к входу питания, объединенные катоды фототиристоров подключены к выходу первого инвертора, вход которого подключен к выходу шестого одновибратора, вход которого подключен к входу управления амплитудно-временного преобразователя и к прямому выходу пятого счетного триггера, инверсный выход которого подключен к первым входам элементов И, второй вход первого элемента И подключен к выходу второго инвертора, вход которого подключен к второму входу второго элемента И и к первому выходу преобразователя температуры в амплитуду напряжения, выход амплитудно-временного преобразователя через первый резистор подключен к анодам светодиодов шкалы индикации температуры, вход амплитудно-временного преобразователя подключен к второму выходу преобразователя температуры в амплитуду напряжения, выход первого элемента И через второй резистор подключен к анодам индикационных светодиодов минусовой температуры выход второго элемента И через третий резистор подключен к анодам индикационных светодиодов плюсовой температуры, светодиод каждого разряда шкалы индикации температуры Оптически связан с фототиристором собственного разряда, вход установки пятого счетного триггера подключен к выходу.второго одновибратора, а счетный вход - к выходу оптоэлектронного преобразователя, оптический вход которого оптически связан со светодиодом нулевого разряда шкалы секунд, катоды фототиристоров четных разрядов шкалы секунд подключены к прямому выходу первого счетного триггера, инверсный выход которого подключен к катодам фототиристоров нечетных разрядов шкалы секунд, в каждом разряде которой анбд фототиристора подключен к катодам светодиода и индикационного свето- диода, аноды которых соответственно через четвертый и пятый резисторы подключены к выходу управляемого ключа, катоды фототиристоров четных раз- рядов шкалы минут подключены к прямому выходу второго счетного триггера, инверсный выход которого подключен к катодам фототиристоров нечетных разрядов шкалы минут, в каждом разря- де которой анод фототиристора подключен к катодам светодиода, индикационного светодиода и развязывающего диода, аноды светодиода и индикационного светодиода подключены соответственно через шестой и седьмой резисторы к выходу управляемого ключа, катоды фототиристоров четных разрядов шкалы часов подключены к прямому выходу третьего счетного триггера, инверс- ный выход которого подключен к катодам фототиристоров нечетных разрядов шкалы часов, в каждом разряде которой анод фототиристора подключен к катоду

светодиода и к катоду развязывающего диода, анод которого подключен к катод индикационного светодиода и к аноду развязывающего диода соответствующего разряда шкалы минут, аноды светодиода и индикационного светодиода шкалы часов подключены соответственно через восьмой и девятый резисторы к выходу управляемого ключа, катоды светодиодов каждого разряда шкалы индикации температуры подключены к анодам фототиристоров соответствующи разрядов шкалы секунд, дополнительные фототиристоры & каждом нулевом разряде оптоэлектронных шкал секунд, минут, часов анодом и катодом соответственно подключены к аноду и катоду фототиристора собственного разряда, светодиод каждого разряда шкал секунд, минут и часов оптически связан с фототиристором последующего разряда, светодиод последнего разряда оптически связан с дополнительным фототиристором нулевого разряда, фототиристоры нулевых разрядов шкал секунд, минут и часов оптически связаны соответственно с запускающим светодиодом и со светодиодом первой и второй последовательных цепей, светодиод третьей последовательной цеци оптически связан с фототиристором тридцатого разряда шкалы часов.

ггпф

rss

ПГ

8ZZ889i

. 2

теплы имений „ колеЪниА одлгмм

Фш.3