ЭЛЕКТРОННАЯ СХЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ КОЛЕБАНИЙ МЕХАНИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА Советский патент 1974 года по МПК G04C3/04 

1

Изобретение относится к электрическим приборам времени и может быть использовано для поддержания колебаний механического резонатора.

Известные электронные схемы для поддержания колебаний механического резонатора, содержащие две катушки привода, усилительный транзистор, схему «И, источник питания и генератор переменного напряжения, потребляют значительную энергию и имеют недостаточно широкую область синхронизации.

Предлагаемая схема снабжена детектором уровня, соединенным одним концом с катушкой привода, а другим -- с резистором, подключенным к плюсовой шине источника питания, и базой усилительного транзистора, чмиттер которого соединен с вторым концом катушки привода и подключен к земляной шине источника питания. Коллектор усилительного транзистора соединен с одним входом логической схемы «И, выполненной на двух транзисторах противоположного типа проводимости по отношению к усилительному транзистору. Второй вход логической схемы «И соединен с выходом генератора переменного напряжения, имеющего более высокую частоту, чем частота механического резонатора. Эмиттер первого транзистора логической схемы соединен с плюсовой шиной источника питания, его коллектор - с эмиттером второго транзистора логической схемы «И, коллектор которого соединен с детектором уровня и с первым концом обмотки привода.

В качестве детектора уровня используют диод.

Кроме того, в качестве детектора уровня применяют конденсатор.

На фиг. 1 показана конструкция механического резонатора в двух проекциях; на фиг. 2, а, б - варианты выполнения схемы; на фиг. 3, а, б, в представлена форма напряжений в различных точках схемы.

Рабочим органом является механический резонатор 1, поворачивающийся вокруг оси 2 под действием электрических импульсов, поданных на обмотку рабочей катушки 3, поле которой действует на магнит 4, находящийся на резонаторе 1. Резонатор соединен со спиральной пружиной 5, как в балансах часов.

В положении покоя резонатора магнит 4 находится между якорями 6 электромагнита, образованного рабочей катушкой 3 и сердечником 7. Оси баланса размещены между платой 8 и мостом 9.

Во время каждого прохождения между якорями магнит наводит нанряжение в катушке. При этом напряжение возрастает, проходит через максимум и затем уменьшается, когда магнит удаляется от магнитной цепи.

Схема, показанная на фиг. 2, а, применяется с механическим резонатором и имеет катушку 3. Кроме того, в ней предусмотрен генератор прямоугольных импульсов напряжения с частотой выше частоты колебания механического резонатора, который через сопротивление управляет базой транзистора Гз логической схемы «И, составленной указанным транзистором, транзистором TZ и сопротивлением . Напряжение этих прямоугольных импульсов равно И. Эта схема питается постоянным напряжением + У.

Детектор уровня, соединенный с катушкой 3, собран на диоде Д1 и на сопротивлении между которыми включена база транзистора Ti, коллектор которого соединен с сопротивлением Rz. Напряжение перехода база-эмиттер транзистора TI выбирают несколько выше напряжения диода Дь Когда напряжение, наведенное в катушке 3 равно нулю, ток от источника, проходяш,ий по сопротивлению R, закорачивается диодом Д и подключенный транзистор запирается. Напряжение Uz, поданное через резистор Rz, также равно + V, следовательно транзистор Т заперт и не пропускает ток к транзистору Гд. То же самое происходит, когда напряжение, наведенное в катушке 3, отрицательно.

Если это напряжение становится положительным, то протекающий по сопротивлению Ri ток проходит на базу транзистора Ti, а не через диод Mi и отпирает этот транзистор. Напряжение Uz оказывается равным нулю, и ток, идущий по сопротивлению Rs, достигает базы транзистора TZ, который отпирается. Когда выходное напряжение генератора прямоугольных импульсов проходит одновременно через нуль, устанавливается ток, поступающий по сопротивлению Ri на базу транзистора Тз и отпирающий его. Транзисторы TZ и Гз в этот момент открыты и поэтому напряжение питания + V поступает на зажимы катушки 3 и исчезает как только выходное напряжение генератора становится равным Us.

До тех пор пока напряжение, наведенное в катушке 3, остается положительным, она будет получать такой импульс при каждом прохождении напряжения генератора через нуль, т. е. во время каждого полупериода переменного тока прямо)Тольного импульса.

На фиг. 3 показаны кривые напряжения, поясняющие работу схемы (а - напряжение Ui, наведенное в катушке 3, линия S соответствует пороговому напряжению, т. е. напряжению, измеренному детектором уровня; б - изменение напряжения Uz, в - переменное напряжение f/3 генератора). Начиная с момента, соответствующего превышению наведенным напряжением порога 5, формируются импульсы привода в катушке 3.

Очевидно, что напряжение i/з могло бы быть равно +V, но в этом нет необходимости. Частоту этого напряжения выбирают, например, такой, чтобы ее период был в 5-10 раз меньше периода времени, в течение которого наведенное в катушке 3 напряжение остается положительным. В описанном примере напряжение + V действует непосредственно на катушку 3, но можно было бы также включить усилитель на выходе транзистора Тз.

Схема, показанная на фиг. 2, б, отличается соединением детектора уровня, в котором

диод Ml заменен емкостью Сь Эта емкость должна иметь сравнительно большую величину, чтобы она не работала как фильтр. Количество энергии, выдаваемой на катушку 3, можно регулировать путем изменения профиля переменных прямоугольных импульсов. На фиг. 3 эти импульсы симметричны, т. е. каждый полупериод имеет одну и ту же длительность. Увеличивая длительность части периода, когда напряжение равно нулю относительно длительности напряжения, увеличивают количество энергии.

Предмет изобретения

I. Электронная схема для поддержания колебаний механического резонатора, содержащая катушку привода, усилительный транзистор, схему «И, источник питания, генератор переменного напряжения, отличающаяся тем, что, с целью расширения области синхронизации и уменьшения расхода тока, она снабжена детектором уровня, соединенным одним концом с катушкой привода, а другим - с резистором, подключенным к

плюсовой шине источника питания, и базой усилительного транзистора, эмиттер которого соединен с вторым концом катушки привода и подключен к земляной шине источника питания, коллектор усилительного транзистора

соединен с одним входом логической схемы «И, выполненной на двух транзисторах противоположного типа проводимости по отношению к усилительному транзистору, второй вход логической схемы «И соединен с выходом генератора переменного напряжения, имеюшего более высокую частоту, чем частота механического резонатора; эмиттер первого транзистора логической схемы соединен с плюсовой шиной источника питания, его коллектор -- с эмиттером второго транзистора логической схемы «Н, коллектор которого соединен с детектором уровня и с первым концом обмотки привода.

2.Электронная схема по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве детектора уровня

использован диод.

3.Электронная схема по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве детектора уровня использован конденсатор.

J