Схемы серийных электронных часов

В настоящее время электронная промышленность выпускает значитель­ное количество настольных и автомобильных часов, различных по схемам, ис­пользуемым индикаторам и конструктивному оформлению. Некоторое пред­ставление о серийно выпускаемых часах дает табл. 2. Рассмотрим особенности серийных решений некоторых из указанных часов.

«Электроника 2-05» — настольные часы, показывающие часы и минуты с возможностью выдачи звукового сигнала. Принципиальная схема часов приведе­на на рис. 47. Она содержит 11 микросхем серии К176 и четыре микросхемы-серии К161, один транзистор и 38 других дискретных элементов. В индикаторе используются четыре лампы ИВ-12 и одна лампа ИВ-1 (для мигающего тире).

Таблица 2

Схема часов выполнена на микросхемах ИМС4, ИМС8, ИМС11 и отличается от обычной схемы двумя особенностями. Первая заключается в том, что вы­ходы дешифраторов микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4 соединяются с сегментами-индикаторов через транзисторные ключи (микросхемы К161КН1). Это позволя­ет подавать на цифровые индикаторы напряжение 25 В, чем обеспечивается, более высокая яркость их свечения. Каждая микросхема К161КН1 имеет семь ключей. В часах использованы четыре таких микросхемы: 23 ключа коммути­руют сигналы дешифраторов, один ключ — сигнал частотой 1 Гц (мигающее ти­ре), один — сетку индикатора десятков часов (для выключения при индикации-цифры 0), один — для усиления сигнала 1024 Гц, подаваемого на динамическую-головку будильника, один — для развязки сигнала частотой следования 1 мин,, подаваемого на контрольные выводы, один ключ — резервный.

Вторая особенность — система начальной установки времени часов. Для ус­тановки времени используется схема сигнального устройства. Переключатели¹ S2 — S5 ставятся в положения, соответствующие требуемому времени, например-1200. По сигналу точного времени нажимается кнопка S7 «Запись». При этом. все счетчики, в том числе сигнального устройства, устанавливаются в нулевое-состояние с помощью логических элементов 2И-НЕ ИМС7.1, ИМС7.2. После этого на схему часов вместо сигнала с частотой 1/60 Гц подается сигнал с частотой 32768 Гц. Даже при кратковременном нажатии кнопки S7 счетчики; успевают «записать» нужное число, после чего срабатывает схема совпадения сигнального устройства (диоды VD7 — VD10 и логический элемент 2ИЛИ-НЕ. ИМС5.2), которая прекращает поступление сигнала частотой 32768 Гц через ло­гический элемент 2И-НЕ ИМС6.4. На счетчики часов и сигнального устройства бу­дет в дальнейшем поступать сигнал с частотой 1/60 Гц (через элемент 2ИЛИ-НЕ ИМС6.1).

При включении питания все счетчики часов и сигнального устройства уста­навливаются в нуль с помощью схемы, собранной на транзисторе VT1. При появлении напряжения на коллекторе транзистора и отсутствии напряжения на конденсаторе СЗ транзистор закроется. На выходе логического элемента 2И-НЕ ИМС7.2 появится положительный потенциал, который установит в 0 делители микросхемы К176ИЕ12. Одновременно через элемент 2И-НЕ ИМС7.1 установятся в 0 счетчики часов и сигнального устройства. При заряде конден­сатора СЗ через резистор R7 транзистор откроется, на обоих входах элемента- ИМС7.2 появится положительный потенциал, а на выходе сигнал логического 0. Счетчики начнут работать.

Сигнальное устройство состоит из счетчиков часов и минут, переключателей-установки времени 52- — S5, схем совпадения и звуковой сигнализации. Работа всех элементов сигнального устройства данных часов рассмотрена в § 7.

Питающее устройство состоит из сетевого трансформатора Т, обеспечиваю­щего переменное напряжение 1,2 В для питания цепей накала катодов ламп, а также напряжение 30 В для питания остальных элементов часов. После вы­прямления диодом VD3 получается постоянное напряжение — 25 В, подаваемое-на катоды ламп. С помощью переключателя «Яркость» можно изменять яркость свечения индикаторов.

Из напряжения +25 В с помощью резистора R4 и стабилитрона VD5 соз­дается напряжение +9 В для питания микросхем. Для обеспечения работы ос­новной схемы часов при пропадании сети предусмотрено включение батареи G напряжением 6 — 9 В. Мощность, потребляемая часами, около 6 Вт.

«Электроника 2-06» — часы настольного типа с сигнальным устройством.

Рис. 48. Принципиальная схема часов «Электроника 2-06»

Принципиальная схема часов приведена на рис. 48. Она содержит три микро­схемы повышенного уровня интеграции серии К176, два транзистора и 36 дру­гих дискретных элементов. Индикатор — - плоский многоразрядный, катодолю-мннесцентный, с динамической индикацией ИВ Л1-7/5. Он имеет четыре цифры высотой 21 мм и две разделительные точки, расположенные вертикально.

Генератор секундных и минутных импульсов выполнен на микросхеме -ИМС1 К176ИЕ18. Кроме того, эта микросхема создает импульсы частотой сле­дования 1024 Гц (вывод 11), используемые для работы сигнального устройст­ва. Для создания прерывистого сигнала используются импульсы частотой следо­вания 2 Гц (вывод 6). Частота 1 Гц (вывод 4) создает эффект «мигания» раз­делительных точек.

Импульсы частотой следования 128 Гц, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 4 мс (выводы 1, 2, 3, 15) подаются на сетки четырех цифр индика­тора, обеспечивая их последовательное свечение. Коммутация соответствующих счетчиков минут и часов осуществляется частотой 1024 Гц (вывод 11). Каж­дый импульс, подаваемый на сетки индикатора, равен по длительности двум периодам частоты 1024 Гц, т. е. сигнал, подаваемый на сетку со счетчиков, бу­дет дважды включен и выключен. Таким подбором частоты синфазных импуль­сов обеспечивается два эффекта: динамическая индикация и импульсная работа дешифратора и индикатора. Принцип динамической индикации подробнее рас­смотрен в § 1.

Интегральная микросхема ИМС2 К176ИЕ13 содержит счетчики минут и. часов основных часов, счетчики минут и часов для установки времени сигналь­ного устройства, а также коммутаторы для переключения входов и выходов» этих счетчиков. Выходы счетчиков через коммутатор подключаются к дешифра­тору двоичного кода в семиэлементный код индикатора. Этот дешифратор вы­полнен на микросхеме ИМСЗ К176ИДЗ. Выходы дешифратора подсоединяются к соответствующим сегментам всех четырех цифр параллельно.

При отжатой кнопке S2 «Звонок» индикатор подключен к счетчикам ча­сов (для опознавания этого режима точка мигает с частотой 1 Гц). Нажав кноп­ку S6 «Корр.», производят установку счетчиков часов (микросхема К176ИЕ13) и делителей генератора минутной последовательности импульсов (микросхема К176ИЕ18) в нулевое состояние. После отпускания кнопки S6 часы будут работать как обычно. Затем нажатием кнопок S3 «Мин» и S4 «Час» производят установку минут и часов текущего времени. В данном режи­ме возможно включение звукового сигнала.

При нажатой кнопке S2 «Звонок» к дешифратору и индикатору подключа­ются счетчики сигнального устройства. В этом режиме также высвечивается че­тыре цифры, но мигающие точки гаснут. Нажав кнопку S5 «Буд» и удерживая ее, нажимают последовательно на кнопки S3 «Мин» и S4 «Час», устанавлива­ют необходимое время срабатывания сигнального устройства, наблюдая за показаниями индикатора.

Схема часов позволяет устанавливать пониженную яркость свечения инди­каторов с помощью кнопки S1 «Яркость». Однако при этом следует помнить,, что при пониженной яркости (кнопка S1 нажата) включение звукового сигна­ла, а также установка времени часов и сигнального устройства невозможны.

Блок питания БП6-1-1 содержит сетевой трансформатор Т, создающий на­пряжение 5 В (со средней точкой) для питания накала катода индикатора и-напряжение 30 В для питания остальных цепей индикатора и микросхем. На­пряжение 30 В выпрямляется кольцевой схемой на четырех диодах (УД 10 — VD13), а затем с помощью стабилизатора на стабилитроне VD16 относительно» корпуса создается напряжение +9 В для питания микросхем, а с помощью ста­билизатора на стабилитронах VD14, VD15 и транзистора VT2 — напряжение +25 В (относительно катода) для питания сеток и анодов индикаторов. Мощ­ность, потребляемая часами, не более 5 Вт. Предусмотрено подключение резера-ного питания для сохранения времени часов при выключении сети. Может быть-использована любая батарея напряжением 6 В.

Автомобильные часы «Электроника-12». Часы позволяют определять вре­мя с точностью до 1 мин, изменять яркость свечения индикаторов, а также-выключать индикацию при длительной стоянке. Схема часов выполнена на вось­ми микросхемах и 29 транзисторах (рис. 49).

Рис. 49. Принципиальная схема автомобильных часов «Электроника-12»

Генератор секундных импульсов выполнен на интегральной микросхеме- ИМС1 и кварце на частоту 32768 Гц. Импульсы частотой следования 1 Гц используются для получения минутных импульсов, обеспечения работы «мига­ющей» точки, а также для установки времени.

Для получения минутных импульсов применяют микросхемы ИМС2„ ИМСЗ. Далее, с помощью микросхем ИМС4-ИМС7 производится счет минут и часов. Выходы дешифраторов этих микросхем через транзисторы VT1 — VT25 подаются на светодиоды цифровых индикаторов. Транзисторы необходимы для согласования слаботочных выходов дешифраторов микросхем К176ИЕЗ,. К176ИЕ4 со светодиодами, требующими для получения нормальной яркости свечения тока около 20 мА.

Установка минут осуществляется подачей секундных импульсов на вход 4 микросхемы ИМС4 через контакты кнопки S3, установка часов — подачей се­кундных импульсов на вход 4 микросхемы ИМС6 с помощью кнопки S2. Уста­новка состояния 0 делителей и счетчиков микросхем ИМС1 — ИМС5 осуществля­ется с помощью кнопки S4. В этом случае подвижный контакт кнопки подклю­чается к корпусу, что соответствует подаче на вход 8 логического элемента-ЗИ-НЕ (микросхема ИМС8 К176ЛА9) логического 0. Так как на два других входа 1 и 2 через резистор R62 подается положительное напряжение источника питания, то на выходе 9 логического элемента появится положительный пере­пад, который произведет установку делителей и счетчиков в 0. Остальное время на выходе логического элемента будет напряжение, близкое к 0 В, что обеспе­чит нормальную работу микросхем.

Для установки счетчиков часов в состояние 0 при достижении числа 24 используются две другие логические схемы ЗИ-НЕ микросхемы ИМС8. Выво­ды 3 микросхемы ИМС6 и ИМС7 подаются на входы 3 и 5 логического элемен­та. На третий вход 4 постоянно поступают импульсы частотой следования 1 Гц. Так как логический элемент производит инверсию входных сигналов, то для получения положительного управляющего импульса используется второй логиче­ский элемент ЗИ-НЕ. На один его вход (11) подаются импульсы с выхода & первого логического элемента, а на два других (12 и 13) — положительное на­пряжение через резистор R61. Поэтому на выходе 9 появятся секундные им­пульсы только в том случае, когда на выходах 3 микросхем ИМС6, ИМСТ будет положительное напряжение, что соответствует числу 24.

Питание светодиодов, а через них транзисторных ключей, осуществляется: через транзистор VT29. В его базу включен переключатель S5 «Яркость». Если подвижный контакт 2 переключателя замкнут с контактом 1, то на базу тран­зистора подается напряжение +8,5 В, транзистор будет открыт, на его эмитте­ре по отношению к корпусу будет напряжение +7,9 В, что обеспечит макси­мальную яркость свечения светодиодоз. Для уменьшения яркости (что увели­чивает срок службы индикаторов) переключатель ставится в другое положение. На базу транзистора VT29 через резистор R65 подается напряжение около 7 В,, что приведет к уменьшению выходного напряжения до 6,5 В и снижения яр­кости свечения индикаторов.

Для выключения индикации переключателем S1 на эмиттеры транзисторе» VT1 — VT27 подается корпус вместо положительного напряжения, поступавше­го через резистор R64. Это приведет к запиранию всех транзисторов и выклю­чению индикатора.

Питание часов осуществляется от бортовой сети автомобиля, напряжение-которой может изменяться от 12,6 до 14,2 В. Поэтому питание микросхем про­изводится через стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитроне VD1 и транзисторе VT28. Выходное напряжение +8,5 В. Мощность, потребляемая часами при максимальной яркости свечения индикаторов, составляет около 10 Вт.

Date: 2015-05-23; view: 10796; Нарушение авторских прав