Цифровые часы Советский патент 1980 года по МПК G04C3/00 

(54) ЦИФРОВЫЕ ЧАСЫ Изобретение относится к приборам измерения времени и может найти применение в качестве настольных, насте ных или уличных часов с визуальной цифровой индикацией. Известны цифровые часы, содержащие датчик сигналов эталонного време ни, счетчики секунд, минут, часов и соответствующие дешифраторы и цифровые индикаторы til Однако часам гГрисущи низкая надеж ность, значительное потребление элек троэнергии, слабая нагрузочная способность счетчиков и дешифраторов, не обеспечивающая подключения большо го числа индикаторов. . Целью изобретения является исключение перечисленных недостатков. Указанная цель достигается тем, что счетчики часов, минут, секунд выполнены на электромагнитных реле типа дистанционный переключатель, а соответствующие дешифраторы выполнены из контактов дистанционных переключателей данного счетчика. На фиг. 1 показана блок-схема циф ровых часов; на фиг. 2 - принципиаль иая электрическая схема десятичного счетчика; на фнг 3 - принципиальная электрическая схема шестеричного счетчика; на фиг. 4 - принципиальная схема счетчика с расширенным диапазоном напряжения питания, на фиг.- 5 - схема подачи звукового сигнала. Цифровые часы состоят из датчика 1 минутных (или секундных) импульсов, десятичного счетчика 2 минут, соответствующегоему дешифратора 3, индикатора 4, шестеричного счетчика 5 десятков минут и соответствующе- ГР ему дешифратора б, индикатора 7, десятичного счетчика 8 часов, соответствующего ему дешифратора 9, индикатора 10, счетчика 11 десятков часов, дешифратора 12 и индикатора 13. Выход датчика 1 минутных импульсов соединен со йходом демятичного счетчика 2 минут. Выход каждого предыдущего счетчика соединен со входом последующего. Каждый из счетчиков связан с сОответствуквдим цифровым индикатором через дешифратор. Десятичный счетчик 2 и 8 (фиг. 2Т состоит из четырех дистанционных перектаочателей ДП, ДП2, ДП, ДП , тиристора Д, трансформатора Тр, и конденсаторов С, С,..., Са.

Каждый дистанционный переключател .содержит минимум две обмотки; единичную, обозначенную соответственно по разрядам 2° , 2 , 2, 2, и нулевую 2°f 2 , 2, 2 и несет на себе перекидные группы контактов. Подвижные контакты дистанционных переключателей обозначены соответственно по разрядам 2 , 2 ,..., 2пб / 2Vn , 2„2 t

-а 5 55- 7 я Н w f h5

подвижные контакты считают как одно ;Наименовайие с обмотками/ когда после пропускания импульса тока через данную обмотку эти контакты оказываются в замкнутом состоянии. На схеме контакты, обозначенные двойкой с горизонтальной черточкой сверху нулевые, без черточки - единичные , Неподвижные нулевые контакты 2, 2 , 2 и 2 подсоединены к началам соответствующих единичных обмоток 2 2, 2 и 2 дистанционного переключателя своего разряда. Неподвижний единичный контакт 2° подсоедине-н к началу нулевой обмотки 2° , дистанционного переключателя ДП| первого разряда и к подвижному контакту 2) дистанционного переключателя .ДП второго разряда. Неподвижный единичный контакт 2 подсоединен олько к подвижному контакту 2,, дистанционного переключателя ДП третьего разряда. Контакт 2 подсоединен к началу нулевой обмотки 2 и параллельно к неподвижному контакту 2. Единичный неподвижный-контакт 2 дистанционного переключателя ДП четвертого разряда подсоединен к началам нулевых обмоток 2 и 2 дистанционных ДП и ДП . Подвижный контакт 2° дистанционного переключателя ДП, первого разряда подсоединен к источнику питания. Последовательно с нулевой обмоткой З дистанционного переключателя четвертого разряда подключена первичная обмотка импульсного трансформатора Тр. Выход этой обмотки соединен с объединенным выходом всех остальных обмоток дистанционных переключателей и подключен к аноду тиристора Д, катод которого соединен с отрицательной шиной-источника питания/ а управляющий электрод - с датчиком

минутных импульсов или с ВЫХОЛО1 1

счетчика 5. Вторичная обмотка Тр подсоединена ко входу счетчика 8 И/1И счетчика 11.

Тараллельно обмоткам дистанциониЬк переключателей могут быть подключены конденсаторы С, С,.../ Cg небольшой емкости. Они предмаэиачены для устранения влияния электромагнитных ваводок, возникших вследс7В1«е индуктивной связи между обмотками.

Дешифратор 2 выполнен на десять выходов изконтактов дистанционнках переключателей счетчика. Он представляет собой разветвлякедуюся четырехступенчатую пирамиду, в которой от дистанционного переключателя ДП используется одна группа контактов, от ДПд - две группы, от ДП - три группы и от ДП} - шесть групп контактов. Выходы дешифратора Оу 1 , 5 2j,.. ., 9з подсоединены к соответствующим входам цифрового индикатора 4.

Шестиричный счетчик 5 часов (фиг. 3) выполнен на трех дистанционных переключателях дп , ДП , ДПд . В отличие от десятичного счетчика 2 здесь нулевая обмотка 2 дистанционного переключателя ДПз второго разряда подсоединена к неподвижному единичному контакту 2 дистанционного переключателя ДП третьего разряда. Для связи с последующим счетчиком 8 лоследовательно с нулевой обмоткой 2 дистанционно- .

0 го переключателя третьего разряда включена первичная обмотка импульсHOjo трансформатора Тр

Дешифратор б выполнен из контактов дистанционных переключателей

5 счетчика 5 в виде трехступенчатой пирамиды. Шесть в ыходов дешифратора0 , Ij, ,..., 5б подсоединены к соответствующим входам цифрового индикатора 7, а вход к источнику напрйQ жения и.

Счетчик 11 - это один разряд двоичного счетчика, выполненного на одном дистанционном переключателе. Дешифратор 12 соответственно представ5 } одну перекидную группу контактов этого дистанционного переключателя,

Цифровые часы работают следующим образом.

Перед началом работы все счетчики

0 находятся в нулевом состоянии. Неподвижные нулевые контакты, обозначенные двойкой с горизонтальным штрихом, замкнуты с соответствукицими подBidcHHMH контактами. Следовательно,

5 во всех д1ешифраторах возбуждена шина 0. При поступлении Hai вход Ьх счетчика 2 первого минутного импульса тиристор Д включится. В результате-через нулевую обмотку 2° проходит импульс тока вызывакиций переключение ДП/ из положения ноль в положение единица. При этом во время движения поворотной системы релё происходят размыкание контактов и 2 ,

е вследствие чего цепь питания тиристОра Д разрывается. В результате тиристор выключается и восстанавливает своё высокое внутреннее сопротивление к моменту замыкания контактов 2° и 2р . После поступления первого импульса в дешифраторе 3 оказывается под напряжением шина Ij . Второй импульс вызывает прохождение импульсов тока через две обмоткиг нулевую обмотку 2 дистанционного переключателя ДП и единичную обмотку 2 дистанционного переключателя flHj. В результате ДП| возвращается в нулевое положение, а ДП переключается в положение единица. При этом в дешифраторе 3 возбуждена шина 2, В дальнейшем, вплоть до поступления 10-го импульса fln iсохраняет единичное положение, а пересчёт импульсов осуществляется дистанционными переключа телями ДП , JUIj и flRj.K моменту поступления 10-го импульса все дистанционные переключатели счетчика 2 ока зываются в положении единица. Следовательно, подвижные контакты замкнуты с соответствующими единичными неподвижными контактами. Десятый импульс перебросит все дистанционные переключатели в положение ноль. При этом через пepвичнs o обмотку трансформатора Тр , подключенную последовательно-С нулевой обмоткой 2 проходит импульс тока, который, индуктируясь во вторичную, поступает на управляющий вход тиристора Д шестиричного счетчика 5. В последнем записывается единица, а в дешифраторе 6 возбуждается шина 1 . В дал нейшем работа часов происходит, как описано выше. Дистанционные переключатели, кик правило, содержат две пары обмоток. Нулевая обмотка второй пары может быть использована для установки часов в нулевое положение. С этой цель начала вторых нулевых обмоток объединяются и подключаются к кнопке или источнику единичного импульса сброса. Для установки показаний ча сов целесообразно предусмотреть генератор импульсов с повышенной частотой следования импульсов порядка 50 Гц. Этот генератор подключается ко входу счетчика 2 посредствол кнопки. Счетчики часов могут быть построе ны как на дистанционных переключате лях с механической блокировкой состояний, так и на дистанционных переключателях с магнитной блокировкой. Реализованные по схемам фиг. 2 ;фиг. 3 счетчики на дистанционных пер ключателях с механической блокировкой состояний работают в широком диапазоне напряжения питания U, Прак тически верхний предел напряжения ог раничивается величиной пробивного на пряжения тиристора и может достигать нескольких сот вольт.Счётчики,постро енные по схемам фиг. 2 и 3 на дистан ционных переключателях с магнитной блокировкой состояний, надежно работают при колебаниях напряжения питания порядка 20%, В этом случае для увеличения диапазона напряжения питания между неподвижными контактам и началами соответствующих обмоток включены динисторы Д, Де 1Лиг. 4), а между точками соединения динисторов и контактов и объединенным выходом обмоток подключены конденсаторь С , С ,...., С, . Динисторы выбираются из условия, что их напряжение включения должно превышать минимальное напряжение переключения дистанционного переключателя. После включения тиристора Д под действием входного импульса происходит заряд конденсатора С до напряжения, равного напряжению включения динистора Д. Включение последнего обеспечивает прохождение импульса тока через обмотку 2. С размыканием перекидных контактов ток в обмотке не прекращается - он поддерживается некоторое время за счет накопленной энергии кондёнсатора, Благодаря этсалу обеспечивается надежное.переключение Подвижной системы реле через нейтральное положение. Поскольку основная доля, энергии расходуется на трогание подвижной системы реле, а она потребляется в начальный момент от источника питания через замкнутые контакты, то конденсаторы С-,, С,... С требуются сравнительно небольшой емкости. Часы могут быть использованы и как будильник. С этой целью они дополнительно снабжаются переключателями 14,15, 16 и 17,схемой 18 И и звуковым сигнализатором 19 (фиг. 5). Неподвижные контакты переключателей подсоединены к соответствующим выходам дегоифраторов 3, б, 9и12, подвижный контакт каждого переключателя подсоединен ко входу схемы 18 И. При наличии напряжений на всех четырех входах, схема, 18 включает сигнализатор 19. Формула изобретения 1. Цифровые часы, содержащие датчик эталонных сигналов времени, счетчики секунд, минут и часов, соответствующие им де.шифр,аторы и цифровые индикаторы, отличающиеся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения потЁ ебления энергии, повышения надежности и увеличения нагрузочной способности, каждый счетчик выполнен на дистанционных переключателях и одном тиристоре, причем выходные концы обмоток переключателей объединены и подключены к аноду тиристора, управлшсадий электрод которого подсоединен к датчику эталонных сигналов времени, подвижный контакт дис анционного переключателя первого разряда сопряжен с ИСТОЧНИКОМ питания, подвижный контакт йистанционного переключателя последующих разрядов соответственно соединен с неподвижным нулевым контактом предьщуще го переключателя, начала единичных обмоток подсоединены к неподв1ижным контактам дистанционного переключателя своего разряда, начала нулевых обмоток подсоединены к непЬдВ11жнь1М контактам дистанционного пёреклю атёля своего раэряДг1, причем дешифратор выполнен в видеп-ступенчатой пирамиды, где п-количестворазрядов в счетчике, верш1на которой подсоединена к источнику нап15яясёййя, а вьисоды основания к соответствующш входам цифрового индикатора.

2.Часы по п. 1, о л й И й« и е с я тем, что, с целью десятичного пересчета, счетчик выполне,н на четырех дистанционных переключателях, причем начало нулевой обмотки дистанционного перёкшчатёля второго разряда подключено к неподвижному единичному контакту дистанционного переключателя четвертого разряда.

3,Часы попп, 1и2, отличающиеся тем, что, с целью шестиричного пересчета, счетчик выполнен на трёх дистанционных переключателях, причем начало нулевой обмотки дистанционного переключателя второго разряда подсоединено к неподвижному единичному контакту

дистанционного переключателя третьего разряда.

4.Часы по пп.1,2 и 3,о т л ичающи е с я тем , что последовательно с нулевой обмоткой дистанционного переключателя старшего разряда предыдущего счетчика подключена первичная обмотка нмпульсного трансформатора, вторичная обмотка которого одним концом подсоединены к управляющему электроду тиристора последующего счётчика, а другим к общей ш;ине.

5.Часы по пп. 1,2,3 и 4,о тлич а ю tit и е с я тем, что между неподвижнь№1И контактами и началами соответствукяцих обмоток дистанционных переключателей счетчиков включены динисторы, а между объединенными выходом обмоток и точками соединения динисторов с неподвижными контактами подключены конденсаторы,

6.Часы по пп.1,2,3,4 и 5,о т л ичающиеся тем, что, с целью

подачи звукового сигнала, к выходам дешифраторов через переключатели подсоединены входы схемы И, выход которой подсоединен к звуковому

25 сигнгшизатору.,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3681914, кл. 58-24 (G Ok С 13/00, 9/00), 1972

30 (прототип) ,

ы н

ilfn

i

П 1 a 4.. |« |. j iWjlll П|Г5 Д/,

I 2 f: ztzt Г| Лигat

M

Ljej

iJi

. 5