Первичные часы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Предлагаемый вниманию читателей вариант первичных часов позволяет (в отличие от своих предшественников) подключить к ним большее число вторичных часов. Но главное их достоинство - возможность синхронной подгонки показаний всех часов непосредственно с "часовой станции".

Принципиальная схема первичных часов приведена на рисунке. Для упрощения на ней не показан генератор минутных импульсов. Он выполнен на микросхеме К176ИЕ12 и кварцевом резонаторе на частоту 32 768 Гц, включенных по типовой схеме [1, 2].

В режиме "Ход" минутные импульсы с выхода М (выв. 10) микросхемы К176ИЕ12 через переключатель SA1 поступают на счетный вход (выв. 3) триггера DD1. Он вдвое снижает частоту следования импульсов и обеспечивает сдвиг между фронтами импульсов, поступающих с его прямого и инверсного выходов на счетные входы триггеров DD2.1 и DD2.2, равным 1 мин. Импульсы на выв. 1 микросхемы DD1 условно назовем прямыми, а на выв. 2 - инверсными. От прямого минутного импульса запускается одновибратор на элементе DD2.1, а от инверсного - на элементе DD2.2. Поясним их работу на примере одновибратора на элементе DD2.1. При его запуске на выв. 1 элемента DD2.1 появляется лог. 1 и конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор R3. Когда напряжение на нем достигнет величины, необходимой для переключения триггера DD2.1, последний возвратится в нулевое состояние. Таким образом, на выв. 1 элемента DD2.1 будет присутствовать импульс, длительность которого зависит от номиналов резистора R3 и конденсатора С4. При указанных на схеме номиналах она составляет 2 с. После возврата триггера в нулевое состояние конденсатор С4 быстро разряжается через диод VD4 [3].

Одновибратор на элементе DD2.2 работает аналогичным образом, только от инверсных минутных импульсов.

В режиме "Подгонка" импульсы частотой 2 Гц поступают на счетный вход триггера DD1 с выв. 6 микросхемы К176ИЕ12. В этом режиме конденсатор С4 не успевает зарядиться до напряжения, необходимого для переключения триггера DD2.1 в нулевое состояние, поскольку слишком быстро на счетный вход (выв. 13) триггера DD2.2 поступит инверсный импульс. В результате он переключается и на его выводе 15 появляется уровень лог. 1. После этого, вследствие суммирования напряжений на конденсаторе С4 и на выв. 15 элемента DD2.2, напряжение на входе R элемента DD2.1 увеличивается до напряжения источника питания и он переключается в нулевое состояние. Подняться выше этого значения указанное напряжение не может из-за открывающегося защитного диода VD2. Далее через открывшийся диод VD4 конденсатор С4 заряжается до напряжения питания, но уже в другой полярности. Теперь после прихода очередного прямого импульса снова переключается в единичное состояние триггер DD2.1.

Триггер DD2.2 переключается в нулевое состояние по только что описанному принципу, но при зарядке конденсатора C3. Напряжение на обкладках конденсатора С4 изменится при этом на противоположное, так как на выводе 15 триггера DD2.2 будет присутствовать уровень лог. 0. Диод VD3 в процессе перезарядки конденсатора С4 окажется открытым. Когда на верхней по схеме обкладке конденсатора С4 появится положительное напряжение, диод VD3 закроется и весь процесс повторится сначала. Иными словами, триггеры поочередно переключаются в единичное и нулевое состояния синхронно с приходом на их счетные входы фронтов импульсов с выходов триггера DD1.

Усилители импульсов выполнены на транзисторах VT2-VT7. В режиме "Ход" при нулевых состояниях триггеров DD2.1 и DD2.2 транзисторы VT2, VT5 закрыты, VT3, VT6 - открыты, а VT4, VT7 - закрыты. На выходах "часовой станции" (Вых. 1 и Вых. 2) присутствует одинаковое напряжение около +27 В. Ток через катушки шаговых двигателей вторичных часов в это время не течет. После прихода на счетный вход триггера DD2.1 прямого минутного импульса на 2 с на его выв. 1 появляется уровень лог. 1. На это же время открывается транзистор VT2, закрывается VT3 и открывается VT4. На Вых. 1 "часовой станции" появляется напряжение, близкое к нулю, а на Вых. 2 - остается около 27 В. В таком режиме двухсекундный импульс поступит на катушки шаговых двигателей вторичных часов и они передвинут стрелки последних на 1 мин. Чтобы стрелки часов передвинулись еще на 1 мин, необходимо, чтобы на Вых. 2 появилось нулевое напряжение, а на Вых. 1 - напряжение +27 В. Это произойдет, когда на счетный вход триггера DD2.2 поступит инверсный минутный импульс и на 2 с на его выв. 15 появится уровень лог. 1.

В режиме "Подгонка" в цепи вторичных часов разнополярные импульсы длительностью 0,5 с следуют один за другим (Вых. 1 и Вых. 2 "часовой станции"). При подгонке показаний вторичных часов этот режим наиболее предпочтителен, поскольку часовые механизмы будут удерживаться магнитным полем катушек шаговых двигателей, препятствуя возникновению механических колебательных процессов и не допуская таким образом возможности сбоев. Стрелки часов будут перемещаться в этом режиме хотя и быстро, но синхронно друг с другом.

В среднем положении переключателя SA1 импульсы генератора на счетный вход триггера DD1 не поступают, и на нем будет присутствовать положительное напряжение, создаваемое резистором R1, включенным в цепь питания "часовой станции".

Стрелки часов можно также переводить, нажимая поочередно на кнопки SB1 и SB2. Это делают как при нейтральном положении переключателя SA1, так и в режиме "Ход". Следует лишь помнить, что при отставании стрелки часов передвигают только на четное число шагов - 2, 4, 6 и т. д. Когда нужно передвинуть стрелки назад, часы лучше остановить, переведя переключатель SA1 в нейтральное положение и пропустив необходимое, но обязательно кратное двум, число импульсов.

В период перехода на зимнее время часы лучше останавливать на 1 ч. Если стрелки нужно передвинуть в ту или иную сторону на 1, 3, 5 и т. д. мин, то следует поменять местами Вых. 1 и Вых. 2. Удобнее всего это сделать, введя дополнительный переключатель.

Описанная "часовая станция" питается от аккумуляторной батареи из двадцати элементов Д-0,55. В авторском варианте за ее зарядкой следит пороговое устройство на компараторе К554СА3. Его можно построить, воспользовавшись рекомендациями, содержащимися в [4], но приняв во внимание, что в нашем случае речь идет о батарее напряжением 24 В с зарядным током 80 мА. Стопроцентной зарядке такой батареи соответствует напряжение 28 В. На такую его величину должно реагировать пороговое устройство. В зависимости от сопротивления катушек шаговых двигателей (1 или 2,5 кОм) к "часовой станции" допустимо подключить от 30 до 70 вторичных часов.

Литература

1. Бирюков С. Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах. - М.: Радио и связь, 1990, с. 27.
2. Масляев Л. Простые первичные часы. - Радио, 1998, № 1, с. 42.
3. Алексеев С. Формирователи и генераторы на микросхемах структуры КМОП. - Радио, 1985, № 8, с. 31.
4. Скриндевский Н. Автоматическое зарядное устройство аккумуляторной батареи. - Радио, 1991, № 12, с. 28.

Автор: Л.Масляев, г.Санкт-Петербург

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025 Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. Однако команда исследователей из Центра радиоастрономических исследований (ICRAR) обнаружила, что межгалактический газ в тот период мог быть заметно теплее, чем предполагалось. Эта неожиданная деталь заставляет пересмотреть представления о том, каким был космос за сотни миллионов лет до формирования первых галактик. Ученые изучали 21-сантиметровую линию водорода - очень слабый радиосигнал, возникающий при изменении относительной ориентации спинов протона и электрона, позволяющий оценивать температуру газа в эпоху, когда свет еще не заполнял пространство. Исследователи ожидали увидеть глубокий отпечаток чрезвычайно холодного водорода, но, очистив данные от шумов, создаваемых галактиками, атмосферой и оборудованием, не обнаружили ожидаемого сигнала. Профессор Кэтрин Тротт из Университета Кертин подчеркивает, что результаты не подтверждают сценарий полностью холодной реионизации. По ее словам, газ был "как минимум частично нагрет", и хотя измерения не указывают на высокие температуры, они ясно показывают, что в раннем космосе действовали источники дополнительного подогрева, вероятно связанные с рентгеновским излучением первых черных дыр или светом массивных звезд. Парадоксально, но отсутствие прямого сигнала стало важнейшим результатом. Используя новые методы обработки больших массивов данных, команда создала наиболее чистую на данный момент карту ранней радиовселенной. Этот массив информации сам по себе является ключевой отправной точкой для будущих наблюдений, поскольку помогает уточнить параметры последующих экспериментов и лучше понять процессы, происходившие до появления первых ярких объектов. Значимость работы особенно возрастает на фоне подготовки к запуску радиотелескопа Square Kilometre Array (SKA), чувствительность которого позволит впервые напрямую зафиксировать водородные сигнатуры эпохи тьмы. Соавтор исследования Ридхима Нунхоки отмечает, что SKA даст возможность подробно реконструировать температурную историю Вселенной и определить, какие механизмы разогрева действовали в ней до появления света.

Другие интересные новости:

▪ Ажурный велосипед

▪ Агрессивность написана на лице

▪ Полимер восстанавливает свою структуру

▪ Вспомогательная микросхема Toshiba TC358791XBG

▪ Чистая энергетика обошла угольную

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструмент электрика. Подборка статей

▪ статья Сжигать (сжечь) мосты. Крылатое выражение

▪ статья Почему знаменитый афинянин Дедал бежал из родного города? Подробный ответ

▪ статья Начальник бюро планирования и учета отдела сбыта. Должностная инструкция

▪ статья Твердотельные реле переменного тока 1 А/400 В. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья ЧМ приемник на микросхеме TDA7088T. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026