Электронные часы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

H ПАТЕНТУ (и) 443526

Союз Советскна

Социалистических

Реслублнн (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. G 04с 3 00 (22) Заявлено 25.08.69 (21) 1359967 18-10 (32) Приоритет 26.08.68 (31) 12785 68 (33) Швейцария

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 681.116.1 (088,8) Опубликот>а и> 15.09.74, 15>оллетспь М 34

Дата опубликования описа>шя 08.04.75 (72) Автор изобретения

Иностранец

Якоб Лушер (Швейцария)

Иностранная фирма

«Сосьете Сюиссе Пурл Эндустри Орложер СА» (Швейцария) (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к кварцевым часам, предназначенным для измерения и индикации текущего времени.

В известных электронных часах применяются делители частоты на полевом транзисторе с изолированным затвором, причем входная емкость т>ранзистора образует «память» каскада. При делении импульсов низкой частоты вследствие разряда входной емкости в известных делителях нарушается нормальный режим работы.

В предложенных часах для компенсации потерь энергии входной емкости каскадов деления низкой частоты управляющий электрод транзистора каждого из эт:Ix каскадов соединен с одной стороны, со входом второго усилителя и с другой сто роны — с генерато,ро» более высокой частоты, чем частота данного делителя, через второй электронный iipреключатель, управляемый вторым усилителем.

Кроме того, в качестве генератора высокой частоты могут быть использованы эталонный генератор или автономный генератор.

На фиг. 1 приведена принцип.iaльная схема счетчика импульсов со схемой компенсации утечки зарядов входной емкости; на фиг. 2 и 3 — в ременные диаграммы ipaботы предлагаемого устройства.

Схема (фиг. 1) состоит из однокаскадных усилителей на транзисторах Ть Т„и Т, с конденсаторами Сь С, Сз, двухкаскадных усилителей на транзисторах Тз, Т„- и Т,, Т, с конденсаторами C и С6. Вход:i выход усилителя на транзисторах Т>, Т, связаны соответственно с выходом усилителя на транзисторе Т, и со входом схемы на транзисторе Т„, причем выход последнего усилителя связан со входом

1О усилителя на т>ранзисторе Т,. Эти т>ри усилителя подключены к источнику $> периодического напряжения трапециевидной формы, которое подлежит пересчету.

Вход усилителя на транзисторе Тз соединен

15 с управляющим электродом транзистора Т,, а выход транзистора Тз — со входом усилителя на транзисторах ТБ, Т-,. Усилители с транзисторами подключены к источнику S> периодического напряжения U„Tpaiiåöèåâèäíîé фор20 мы. Частота aì: ульсов Г,, намного превышает частоту пересчитываемых импульсов U, Напряжение U, может быть получено на выходе эталонного генератора, на выходе предыдущей ступени, а также при помощи неза25 висимого генератора.

Пересчетная декада работает следующим обер азом.

Предположим, что в момент ti конденсатор

C„, об разуемый входной емкостью транзисто

30 ра Т,, заряжен, вследствие чего транзистор Т, 443526 находится в открытом состоянии, а транзистор Т, — в закрытом.

Первый импульс ti напряжения Up источника 5! после момента t, (см. фиг. 2), переводит в проводящее состояние транзисто!р Тр и разряжает конденсатор С че3рез транзисто-! ры Т и Т3 (см. потенциальную кривую Uiii на фиг. 2). Ввиду того, что крутизна характеристики транзистора Т выбрана меньше крутизны транзисто!ра Т,, разряд конденсатора

Ср 71ребует большего времени, чем длительность фронта lp импульса Up. Поэтому в точке IV напряжение на выходе равно нулю, и, следовательно, не оудет никакого напряжения

U, на выходе S пересчетной схемы до следующего импульса i2 напряжения Up. В результате этого транзистор Т, находится в состоянии проводимости, транзистор Т> закрыт, а в точке II появляется на!!рюкение,:1 конденсатор Ср вновь заряжается. Крутизна транзистора Тз меньше крутизны транзистора Т„, поэтому заряд конденсатора требует больше

ВРЕМЕНИ, ЧЕМ tp, ЧтО OOeC:!СЧИВаЕт !!ОЯВЛЕНИЕ импульса напряжен!пи U, на выходе S (кривая УТх на фиг. 2).

Таким образом на выходе S появляется один импульс наи!ряжения U, на каждые два импульса напряжения Up источника 51, следовательно, частота этого источника окажется разделенной надвое. Из временных д.!аграмм на фиг. 2, представляющих эволюцию во времени потенциала в точках I, II, III u IV пересчетного контура, видно, что конденсатор C„ является не только источником потенциала управления транзистора Т3, а кроме этого формирует память пересчетной схемы, позволяющую блокировать транзистор Т„что является !решающим элементом для 1!олучения выходных импульсов U., с рас:етом одного такого импульса на каждые два полученных импульса Up. Эта пересчетная ступень образует, следовательно, двоичную 1!ересчетную схему.

Как описано выше, транзистор Т3 остается открытым только в том случае, если потенциал управления, которым его снабжает конденсатор Ср, превышает его собственное пороговое напряжение. Однако заряд конденсатора

Ср, как и всех друг !х конденсаторов, уменьшается в течение времени вследствие тока утечки, и, в частности (ввиду того, что мы имеем дело со входной емкостью транзисто-! ра T!„являющегося !астью интегральной схемы), вследствие обратного тока !!ерехода.

Поте!ря электрического заряда становится значительной, когда !астота иересчитываемого сиГнала относительно низка, а окружающая температура — высока (обратный ток перехода увеличивается экспоненциально с увеличением абсолютной тем:.ературы) . В этом случае пересчетная ступень, состоящая из одной лишь верхней части схемы на фиг. 1, не работает.

На фиг. 3 показано, i;aк !з.!е 3яется заряд емкости С» в зависимост.! От в;1с Ic!i:,; диаграмма Uili), когда " . 1е3рес !с!7!01; сгу. en:i !

11303Ic3к T0 !ной !13стотi!1 !! !10 ь !13,.стс11 Рс

H31l1le ие13есч:ITBTi с!1гн 3.1 H3 OTH JOIITc 7ы! 1 и:1зких частота.;, .Ipiihlej3130 и несколько герц (диаграмма Up).

В данном случае видно, что емкость С» разрядилась до того, как следующий импульс напряжения Up достигнет хемы пересчета.

Поэтому транзистор Т.„открывшийся на мгновение, снова запирается в момент !оявления этого импульса, и, следовательно, на выходе пересчетной сту они появляется 0;I,;!и импульс на каждый входной импульс, а не один импульс на два входных.

Из-за этого в предлагаемом устройстве iicресчетная схема дополнена устройством, обес;!ечивающим непрерывную подачу питания в конденсатор С„в течение всего периода времени, когда он должен оставаться заряженным. Это необходимо для того, чтобы обеспечить функционирование ncресчетной схс Ibl, 11итание должно быть только 70 тех НОр, ока уровень заряда конденсатора С» nðcâoc.;Oäè T известное условное значение.

3 CH7IITC7b с Одним TpBHBIICTOpOpi Т-„ ii денсатором C„ ll усилитель с двумя т13анзисторами Т6 и Т, и конденсатором С6 предназна leHbl для вы::!олнеиия этих требований. Уси.7итс:b с одн:.!м транзистором Т;:,! конденсатором С; уиравляетс» непос!редстзе !но HB:!ряжением, посылаемым на конденсатор С;, с которым связан вход транзистора Т;. При том транзистор T HBcbnlieH то IbKo H том случае, если на!!ряжение конденсато!ра Ср превосходит пороговое на,!ряжсние. Так, Когда конде;!сатор С„заряжен, модулирующий электрод транз;!стора ТБ заземляется через транзистор Т;, и транзистор Т6 остается закрыт. В то время, как напряжен;!е в точке V остается на нуле, в точке VI появляется сигнал частоты, соответствующий сигналу источн;!ка Sp. Транзистор T-, открывается в ответ иа каждый импульс, полученный из S, поэтому конденсатор С„заряжается:!ериодически в момент каждого импульса от источника

S (кривая Ь,и фиг. 3).

В тех случаях, когда источник S, образован эталонным генерато!ром часов или предыдущей пересчетной схемой, импульсы обоих источников $1 и Sg яв.7яlотся син ронными.

Этого может не быть, если источник S> совершенно независим. В этом случае функционирование устройства обес.!ечиваетс» ир;! условии, что создаваемые источником Sg импульсы имеют более пологие фронты, чем импульсы от источника S!. бО

Пзедмет изоб!ретения

1. Электронные часы, содержащие эталон

I3IpciIcHn, например кварцевый генератор, делитель частоты и инд;1каторное устройство, 65 13bliiOлиенные в виде интегральной схемы с Ilo443526

Фиг 1! r/ с

I» т

/ /;

1 т 2 следовательно Вк;lюченнlл. с :. кас! яда !и, кяждыи из которых имеет,,:п.!тел! с 3ëîâ на полевом транзисторе; входная емкость которого образует «нам!!Ть» каскада, а у:!равля1o1ll llll элс!(1 ро 1 транзистора каждо! О каскада соединен через:1ерв!.!1! электронный 1!ереключатсль с выходом иредыдущего li33ск.!Да для заряда: разряда входной емкост11 с частотой делителя, О т л:! ч а ю Н1:.! с с я тем, что, с цс"lb!0 ко 1иенса цив иотерь э11ер г I Вход нов см— кости каскадов деления низкой частоты, уи—

Р Я 13, Я!0 п(и Й э.. с к т" О;1, т Р Я из I! c TÎ j) 3 к 3 ж до ГО 1I 3 тих ac:.:Ядов .оед:!нен с о !Ой стороны со

В .ОЯОМ:!T(РO. O УС:ПнтЕЛЯ:I С ДРУГОЙ СтОРОны — с генератором более высоко l частоты, чем частота данного дел:!тсля, через вточой

I электронный:!ерсключатсль, уllð3!Ic! Ilсмый вторым l чпителем.

2. Часы !Io !. 1, отл:1:!яю!ц:!сся тем, что 13 качестве генератора .: с О.. Нс.:,:ты !Оль30!i3II эTàëo:1ный генератор.

3. Ч а с ы l i o ... 1, о т л: ч 3 !о и! . с i я Tc ì,! тО в качестве генератора высокой ча ToTII исиользован автономный генератор. (.оi l !!i»!! .i. Ь. KOHllli!H с к!,с H. К1 к, ии и! сиик I ор С. Хс!!фиц

Кiiо!и к:ор А !!исилксви Гииогрифия, ill). (; !i :ïíi:i, 2

Зокиз 795, 3 1!зк, 6 I 2!! к!;:к !82 Hn;!iи!сиос (!! !1l! !111! Г i )ли!к lii. коко ..о:и и . и ги .Чllfi: i. iрои С1,СР

i,I;! . и и>Й!и I t иии;, : к:>I)! Ill!!.Чос: ви, )К-,">, кс и кии II !i, д -! i