Электронные наручные часы Советский патент 1982 года по МПК G04G3/00 G04G9/06 

(5) ЭЛЕКТРОННЫЕ НАРУЧНЫЕ ЧАСЫ

I

Изобретение относится к электрон-, ной технике, в частности к электронным наручным часам с жидкокристаллическим индикатором.

Известны электронные наручные часы, содержащие эталонный кварцевый генератор, делитель частоты, счетнодешифраторное устройство, формирователь сигналов управления индикатором и жидкокристаллический индикатор, соединенные последовательно, и блок синхронизации. В качестве источника питания используются два последовательно, соединенные химические источники тока, обеспечивающие получение высокого напряжения для управления жидкокристаллическим индикатором tn.

Недостатком данных часов является большая потребляемая мощность, обусловленная высоким динамическим током высокочастотных каскадов эталонного кварцевого генератора и делителя частоты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемым являются, электронные наручные часы, содержащие эталонный кварцевый генератор, делитель частоты, согласующее устройство, счетно-дешифраторное устройство, формирователь сигналов уп10равления индикатором и жидкокристаллический индикатор, соединенные последовательно. Для синхронизации формирователь сигналов управления индикатором соединен с делителем час15тоты. Электронные часы содержат также химический источник тока и преобразователь напряжения, включающий управляющее устройство с парафазными выходами, каскад для получения вы20сокого напряжения и выходной сглаживающий конденсатор. Каскад для получения высокого напряжения содержит КМДП-инвёртор, питающий МДП-транзистор, накопительный конденсатор и выходной МДП-транзистор. При работе электронных часов преобразователь напряжения обеспечивает в каскаде для получения высокого напряжения преобразование постоянного напряжения химического источника тока в импульсное напряжение с удвоенной амплитудой источника, а сглаживающий выходной конденсатор одинакового номинала с накопительным конденсатором каскада обеспечивает постоянное удвоенное напряжение источника на выходе преобразователя, что необходимо для надежного функционирования счетно-дешифраторного устройства (работы без сбоев в счете и выводе на табло индикатора временных функций) при существующем технологическом разбросе параметров элементов электронных часов Г23. Недостатками известных электронных наручных часов являются сложност : конструкции, высокая стоимость и бол шая потребляемая мощность, обусловленная высокими токами потребления узлов схемы часов, питающихся напряжением от преобразователя напряжения. Цель изобретения - снижение стоимости и потребляемой мощности электронных наручных часов. Поставленная цель достигается тем что в электронные наручные часы, содержащие (кварцевый генератор, делитель частоты, согласующее устройство счетно-дешифраторное устройство, сое динённые последовательно, формирователь сигналов управления индикатором соединенный в жидкокристаллическим индикатором, химический источник то ка и преобразователь напряжения, состоящий из управляющего устройства с парафазными выходами и каскада для получения высокого напряжения, введе формирователь импульсов большой сква ности, включенный между делителем частоты и управляющим устройством с парафазными выходами, при этом шины питания согласующего устройства и формирователя сигналов управления ин дикатором подключены к выходу преобразователя напряжения. На фиг. 1 показана структурная сх ма электронных наручных часов; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений работы электронных часов (приведены только диаграммы, описывающие работу узлов системы часов) . Электронные наручные часы содержат эталонный кварцевый генератор 1, многокаскадный делитель 2 частоты, счетно-дешифраторное устройство. 3, согласующее устройство , формирователь сигналов управления индикатором 5, химический источник 6 тока, фод1 ирователь 7 импульсов большой с сважИости, преобразователь 8 напряжения и жидкокристаллический индикатор 9Преобразователь 8 напряжения состоит из управляющего устройства с парафазными выходами 10 и каскада 11 для получения высокого напряжения. который включает КМДП-инвертор 12, питающий N-канальный МДП-транзистор 13, накопительный конденсатор 1 и выходной М-канальный МДП-транзистор 15. КМДП-инвертор состоит из N-ка-. нального МДП-транзистора 16 и Р-канального МДП-транзистора 17,соединенные затворы которых служат входом инвертора, а соединенные стоки - выходом. Выход кварцевого генератора 1, обеспечивающего эталон времени, соединен со входом делителя 2 частоты, понижающего частоту генератора 1 до частоты, соответствующей минимальной единице времени, например, до 1 Гц. Выход сигнала с частотой 1 Гц делителя 2 соединен со входом счетчика секунд (не показан) счетнодешифраторного устройства 3, которое осуществляет отсчет временных функций в специальном коде, например, двоичном, и преобразование информации в код индикатора, например, семисегментный код при цифровом индикаторе. Выходы счетно-дешифраторного устройства 3 через согласующее устройство k, обеспечивающее усиление амплитуды импульсных сигналов, соединены со входами формирователя сигналов управления индикатором 5, выходы которого соединены с индикатором 9Выход одного из каскадов делителя 2 частоты, обеспечивающего сигнал с промежуточной частотой, например, 1024 Гц и скважностью импульсов, равной 2, соединен со входом формирователя 7 импульсов большой скважности, выход которого соединен со входом управляющего устройства с парафазными выходами 1 О преобразователя 8 напряжения. Один прямой выход устройства 10 соединен со входом 590 КМДП-инвертора 12, второй прямой выход устройства 10 соединен с затвором выходного МДП-транзистора 15, а инверсный выход устройства 10 соединен с затвором питающего МДП-транзистора 13- Выход КМДП-инвертора 12 соединен с одной обкладкой конденсатора 1, другая обкладка которого соединена с источником МДП-транзистора 13 и истоком МДП-транзистора IS Шины питания генератора 10 делите ля 2 частоты (высокочастотных и низкочастотных каскадов, которые для упрощения фиг. 1 не показаны), счетно-дешифраторного устройства 3, формирователя 7 импульсов большой скваж ности, одна шина питания управляющего устройства 10, и исток МДП-транзистора 13 и исток МДП-транзистора 16 инвертора 12 соединены с отрицательным электродом.химического источ ника 6 тока, положительный электрод которого и исток МДП-транзистора 17 инвертора 12 соединены с общей шиной земля электронных часов. Шины питания согласующего устройства k, фор мирователя 5 сигналов управления индикатором и вторая шина питания управляющего устройства 10 соединены с выходом преобразователя 8 напряжеНИЛ, т.е. с истоком выходного МДП-транзистора 15. Электронные наручные часы работают следующим образом. Генератор 1 обеспечивает последовательность импульсов с амплитудой, равной напряжению источника 6, и фор мой, показанной на фиг. 2а. Этот сиг нал преобразуется в делителе 2 частоты, причем сигнал с частотой 102 Гц, скважностью импульсов 2 поступает на формирователь 7 импульсов (фиг. 26), сигнал с частотой 1 Гц поступает на счетно-дешифраторное устройство 3, а сигнал с частотой, например, 32 Гц лоступает через согласующее устройство 4 на формирователь 5 сигналов управления индикатором. Сигнал с частотой Гц, скважностью импульсов большей 2-х (фиг.2в с формирователя 7 поступает на устройство 1 О,обеспечивающее импульсные сигналы, фронты переключения которых не совпадают во времени (t . t 17), что необходимо для ис-. клочения состояний одновременной про водимости МДП-транзисторов 13 и 15, 13 и 16. На фиг. 2г показан сигнал, поступающий на затвор МДП-транзистоэа 15, на-фиг. 2д - сигнал, поступаю1Ций на затвор МДП-транзистора 13, а на фиг. 2е - сигнал, поступающий на вход КМДП-инвертора 12. В момент времени tg, когда открывается МДП-транзистор 13 при открытом МДП-транзисторе 17 и закрытых МДП-транзисторах 15 и 16, заряжается конденсатсэр .1 до напряжения Е источника 6. В момент времени t заряд конденсатора прекращается, так как закрывается МДП-транзистор 13. В момент времени t (, происходит переключение транзисторов 16, 17 и напряжение на истоке транзистора 15 становится равным удвоенному напряжению 2 Е, источника 6, а в момент времени t-, это напряжение появляется на выходе преобразователя 8, т.е. когда открывается транзистор 15. Далее до . момента времени tg происходит разряд конденсатора 1А. В момент времени tg закрывается транзистор 15, а в момент времени tg переключаются транзисторы 16 и 17. Далее с момента времени цикл работы преобразователя 8 повторяется. Величина изменения напряжения ди зависит от тока нагрузки, временных параметров сигнала на входе устройства 10, емкости конденсатора 1t и параметров МДП-транзисторов 13, 15, 16 и 17. Напряжение на выходе преобразователя 8 зависит от скважности импульсов сигнала с выхода формирователя 7, которая выбирается таким образом, чтобы обеспечить длительность t4. - tj большую постоянной времени заряда конденсатора И, т.е. обеспечить заряд конденсатора 1А за время Г до напряжения Е источника 6. Счетно-дешифраторное устройство 3, каждую секунду, принимая импульс с выхода делителя 2, осуществляет счет временных функций (секунд, минут, часов и т.д.) и передает через усиливающее по амплитуде устройство 4 сигналы в семисегментном коде на формирователь 5. Последний формирует сигналы управления с частотой 32 Гц и амплитудой, равной выходному напряжению преобразователя 8, и подает их в противофазе на общий и необходимые знаковые электроды цифрового жидкокристаллического индикатора 9. Импульсное напряжение на выхо79де преобразователя 8 обеспечивает достаточно высокое действующее питающее напряжение индикатора 9 с ем костным характером нагрузки, необходимое для получения высоких вольт контрастных характеристик жидкокрис таллического индикатора. Импульсное напряжение преобразователя частично сглаживается паразитной емкостью (до 100 пФ) между общей шиной земля и высокой шиной питания в кристалле КМДП БИС электронных часов, а при низком токе потребления индикатора напряжение на выходе преобра зователя 8 получается практически постоянным. Таким образом, обеспечение необходимого напряжения для питания жид кокристаллического индикатора с помощью преобразователя напряжения с одним навесным конденсатором позволяет значительно упростить конструк цию, снизить стоимость и трудоемкость сборки электронных наручных часов при надежной работе за счет питания счетно-дешифраторного устройства постоянным напряжением источника. Снижение статического тока потребления КМДП БИС электронных часов за счет снижения питающе1 о напряжения многоэлементных узлов часо позволяет«до снизить потребл емую мощность электронных часов. 8 Формула изобретения Электронные наручные часы, содержащие соединенные последовательно кварцевый генератор, делитель частоты, счетно-дешифраторное устройство, согласующее устройство, формирователь сигналов управления индикатором, жидкокристаллический индикатор, а также химический источник тока с преобразователем напряжени,я, состоящим из управляющего устройства с парафазными выходами и каскада для полус ения высокого напряжения, о т л и чающиеся тем, что, с целью снижения стоимости и потребляемой мощности электронных часов, введен формирователь импульсов большой скваж ности, включенный межДу делителем частоты и управлящим устройством с парафазными выходами, при этом шины питания согласующего устройства и формирователя сигналов управления индикатором подключены к выходу преобразователя напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Модель Электроника Бб-202, № 30350, Я52.819.025, Минский завод. 2.Модель Электроника Б-206, № 30353, 2.819.013, Минский завод Электроника.