Главная страница
Навигация по странице:

  • Электромеханические индикаторы

  • Газоразрядные индикаторы

  • Светодиодные индикаторы (СДИ)

  • Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ)

  • Вакуумно-люминесцентные индикаторы

  • Индикатор на флуоресцирующих стёклах

  • Газоразрядные цифровые лампы

  • Электролюминесцентные ЦИ (обычные)

  • ЦИ на светоизлучающих диодах (СИД)

  • ЦИ на жидких кристаллах.

  • Разработка структурной схемы часов

  • УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ НА МИКРОСХЕМАХ

  • Рис. 2. Структурная схема часов с ди­намической индикацией

  • Рис. 3. Структурная схема часов с сигнальным устройством

  • Тема 1.6 Цифровые устройства. Тема 6 Цифровые устройства


    Скачать 1.81 Mb.
    НазваниеТема 6 Цифровые устройства
    Дата01.12.2022
    Размер1.81 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаТема 1.6 Цифровые устройства.docx
    ТипДокументы
    #823004


    Тема 1.6 Цифровые устройства

    Цифровые индикаторы, Электронные часы, Электронный кодовый замок Символьный дисплей
    Цифровой индикатор — прибор для отображения значения числовой величины в цифровом виде.

    Имеют фиксированный набор элементов отображения (сегментов), расположенных как произвольно, так и сгруппированных по несколько цифр

    По принципу действия цифровые индикаторы можно разделить на следующие основные группы:

    • Механические индикаторы — состоят из набора дисков с нанесёнными на них цифрами и приводных шестерёнок, на сегодняшний день используются редко, можно встретить в устройствах, где использование электронных схем нецелесообразно (например, в механических расходомерах и счётчиках потребления воды, газа и т. д., спидометрах и одометрах), также можно встретить в старых моделях счётчиков электроэнергии.

    • Электромеханические индикаторы — индикаторы, в которых для изменения информации требуется электрическое или электромагнитное воздействие. Примером служит бистабильный экран или блинкерное табло.

    • Газоразрядные индикаторы — на сегодняшний день применяются редко, используют тлеющий разряд.



    • Светодиодные индикаторы (СДИ) — обычно в виде единичных, семисегментных или матричных индикаторов.



    • Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) — индикаторы на основе жидких кристаллов, обычно способны отображать достаточно много информации (в том числе графической) — стоимость индикатора мало зависит от количества сформированных сегментов ЖК, а только от размера пластины. Широкое распространение приобрели из-за крайне низкого энергопотребления собственно индикатора. Низкое потребление жидкокристаллических индикаторов реализуется только в режиме отражения при работе в условиях высокой освещённости. При низкой освещённости приходится применять подсветку либо светодиодную, либо люминесцентную. При применении подсветки возможно два режима работы: отражение и просвет. Эти режимы работы отличаются направлением поляризации поляризационных плёнок, наклеиваемых на жидкокристаллический индикатор. Из-за применяемого материала (стекло) обладают недостаточной механической прочностью (хрупки).



    • Вакуумно-люминесцентные индикаторы — используют явление люминесценции при бомбардировке люминофора электронами с небольшой энергией (единицы и десятки электронвольт).



    • Индикатор на флуоресцирующих стёклах — крайне редко встречающийся тип индикатора.

    Индикатор на флуоресцирующих стёклах — не получивший широкого распространения вид сегментного индикатора, в котором используется следующее явление: если в толще листа прозрачного материала, пропитанного люминофором (например, флюоресцеином натрия), возбудить люминофор, то наиболее интенсивно его свечение будет наблюдаться с торца листа.

    В СССР выпускались знаковые индикаторы на флуоресцирующих стёклах типов ЦИФ-1, ЦИФ-2, ЦИФ-3, ЦИФ-5. Все они — девятисегментные, с начертанием отображаемых цифр как на почтовом индексе. Помимо цифр, они позволяют также отображать буквы А, Б, В, Г, Д, Е, З, И, К, Л, Н, О, П, Р, С, У, Ч, Я.

    Индикаторы, в зависимости от модификации, имеют красный либо жёлтый цвет свечения. Подсветка флуоресцирующих стёкол в них производится сменными миниатюрными лампами накаливания типов СМ-39 либо СМ6. Синего света, способного возбудить люминофор, в спектре ламп накаливания немного, но это компенсируется тем, что стёкла пропускают излучение ламп к своим торцам и напрямую, как обычные световоды. Индикаторы различаются высотой знака и наличием встроенной схемы управления. Индикаторы ЦИФ-1 и ЦИФ-2 имеют знак высотой 118 мм, ЦИФ-3 — 275 мм, ЦИФ-5 — 450 мм. Индикатор ЦИФ-2 содержит встроенную схему управления, остальные её не имеют. Все индикаторы выполнены в пластмассовом корпусе и подключаются к внешним устройствам с помощью соединителей типа РП-10-15.
    Основные варианты цифровых индикаторов
    Газоразрядные цифровые лампы

    Имеют обозначение ИН (ИН – 1, 2, 3, 4, 12, 14 и др.). Условное графическое обозначение данных индикаторов:




    Индикаторы имеют анод и катоды, расположенные параллельно аноду, соответствующие цифрам от 0 до 9 и запятой. Так же имеются модификации с двумя анодами.

    Катоды выполняются из нихрома в виде цифр. Анод – проволочная сетка вокруг катодов. Напряжение между анодом и катодом составляет 150 .. 200 В, ток – 2.5 мА.

    Достоинства: контрастное изображение цифр стандартной формы.

    Недостатки: требуется высокое напряжение, большая потребляемая мощность (0.5 .. 1.5 мВт на 1 мм светящейся поверхности).

    Электролюминесцентные ЦИ (обычные)

    В этих ЦИ цифры обозначаются в виде цифровых сегментов.



    Данная ячейка состоит из прозрачной стеклянной пластинки, с внутренней стороны которой нанесён тонкий проводящий слой, затем слой люминофоры, а затем сегменты. Напряжение между проводящим слоем и сегментами 220-250В, частота – 400-1200Гц. При этом участки люминофоры, покрытые сегментами, начинают светиться. Для их управления необходим преобразователь кода.

    Достоинства:

    • - плоская конструкция;

    • - мощность на порядок ниже, чем у газоразрядных.

    Недостатки:

    • - необходим специальный генератор для возбуждения люминофоры;

    • - небольшая яркость знака.

    ЦИ на светоизлучающих диодах (СИД)

    Выпускают сегментные и мозаичные. В первом случае используются плоские СИД, а во втором – точечные.

    Они выполнены на диодах, у которых при пропускании тока в прямом направлении в процессе рекомбинации неосновных носителей выделяется энергия в виде фотонов. Выпускаются многоразовые ЦИ типа АЛ308А на четыре разряда семисегментных цифр.

    Достоинства:

    Недостатки:

    • - большая потребляемая мощность – 8мВт/мм2 светящейся поверхности.

    Катодолюминесцентные



    Основаны на том же принципе, что и ЭЛТ. В стеклянном баллоне в вакууме находится катод прямого накала, сетка для управления индикатором и аноды-сегменты. Тип ИВ – 3А (индикатор вакуумный)

    Ток накала – 30мА, напряжение: анод – сетка – 20В.

    Достоинства:

    • - Большая яркость;

    • - Возможность многоразрядных индикаторов за счёт сеточного управления.

    Недостатки:

    • - Большая потребляемая мощность (до 5МВт/мм2).

    ЦИ на жидких кристаллах.

    Достоинства:

    • - низкое рабочее напряжение – 2-3В;

    • - малая потребляемая мощность;

    • - в отличие от остальных ЦИ яркостный контраст увеличивается с увеличением внешней освещённости.

    Недостатки:

    • - большая инерционность по сравнению с другими ЦИ.

    Разработка структурной схемы часов

    Проанализируем, как должно работать разрабатываемое устройство. Часы обязательно должны содержать устройство измерения времени, которое в свою очередь всегда состоит из генератора эталонных интервалов времени и счётчика этих интервалов. Структурная схема устройства измерения времени приведена на рисунке 1.


    Рисунок 1. Структурная схема устройства измерения времени

    В качестве генератора эталонных импульсов в различное время использовали различные устройства. Это и вытекание воды или песка из какой-либо ёмкости и движение тени от солнца по циферблату и даже горение нити в огненных китайских часах.

    В простейшем случае генератор импульсов эталонной длительности должен вырабатывать минутные импульсы. В простейшем случае генератор импульсов эталонной длительности должен вырабатывать минутные импульсы. Однако реализовать стабильный генератор такой длительности достаточно сложно. Даже в механических часах в качестве генератора импульсов эталонной длительности использовался маятник с периодом колебаний от одной до нескольких секунд.

    В качестве генератора эталонных импульсов мог бы подойти кварцевый генератор, так как этот тип генераторов обладает высокой стабильностью колебаний. Но кварцевые генераторы вырабатывают колебания в диапазоне от 1 до 30 МГц. Это соответствует временным интервалам от 0.03 до 1 мкС. Тем не менее, если воспользоваться делителем частоты, выполненном на двоичном счетчике, то можно получить импульсы с периодом 1 минута.

    Выберем частоту работы кварцевого генератора. Здесь можно использовать кварцевый резонатор с частотой 32768Гц, предназначенный для использования в часах. Этот резонатор специально разрабатывался для применения в часах, поэтому его частота кратна степени двойки (215 = 32768). В результате можно использовать обычный двоичный делитель.

    Здесь хотелось бы отметить, какая грандиозная задача была решена разработчиками кварцевых кристаллов. Дело в том, что если посчитать длину акустической волны в кварце, то кварцевый резонатор получился бы впечатляющих размеров. Толщину кристалла кварца можно определить по общеизвестной формуле для длины волны. Как известно скорость распространения звуковой волны в кристалле кварца равна 5570м/с, тогда длина волны будет равна:

    L = v/f = 5570/32768 = 17см
    где v - это скорость звука в кристалле кварца;

    f - резонансная частота.

    То есть толщина кварцевого резонатора должна быть как минимум равна половине длины волны - 8,5см. Ну, как, впечатляет? Длина кварцевого кристалла соответственно должна быть, по крайней мере, в пять раз больше. Казалось бы, это неразрешимая проблема для малогабаритных и дешёвых устройств, однако разработчики кварцевого резонатора сумели решить её.

    Первым решением проблемы является то, что низкочастотные кварцевые резонаторы изготавливаются с использованием не объемных, а поверхностных волн. Точнее крутильных колебаний. В результате в резонаторе используется вся его длина. Скорость распространения волны по поверхности кварца значительно ниже скорости распространения волны в его объеме и равна 3515м/с. Однако даже в этом случае размеры кварцевого резонатора получаются значительными:

    L = v/f = 3515/32768 = 10,7см
    где v - это скорость звука в кристалле кварца;

    f - резонансная частота.

    Решением проблемы оказалась разработка кварцевого резонатора, реализованного по принципу камертона. В таком резонаторе возбуждаются не объемные колебания, а колебания двух параллельно расположенных стержней, как это показано на рисунке 2.



    В такой конструкции частота резонанса зависит от упругости кварца, длины и толщины зубьев получившейся вилки камертона.

    Стоимость часовых кварцевых резонаторов оказалась минимальной из всех кварцевых резонаторов. Благодаря своей распространённости, малой цене, габаритам и малой частоте часовые кварцевые резонаторы начинают применяться практически во всех цифровых устройствах.

    Для нас полезными свойствами часового кварцевого резонатора является малая цена, малые габариты, кратность частоты одному герцу и относительно малая частота резонанса. Последнее свойство определяет частоту задающего генератора, и, как следствие, малое потребление тока этим генератором от источника питания.

    Итак, для формирования секундных импульсов (частота 1 Гц) потребуется делитель частоты на 32768. Для формирования из секундных импульсов минутных импульсов потребуется ещё один делитель частоты. Так как в минуте содержится 60 секунд, то нам потребуется делитель на 60. Уточнённая структурная схема разрабатываемого цифрового устройства приведена на рисунке 2.


    Рисунок 2. Уточнённая структурная схема устройства измерения времени

    Теперь займёмся схемой счётчика временных интервалов. Он будет состоять из счетчика минут и счётчика часов. Мы знаем, что счётчик минут должен работать по основанию 60. В то же самое время мы привыкли воспринимать числа в десятичной системе счисления. Поэтому будет удобно разбить счётчик минут на два счётчика: на десятичный счётчик и счётчик, считающий до шести.

    Счетчик часов можно выполнить по основанию 12 и по основанию 24. Пусть в наших часах счётчик будет работать по основанию 24. При этом для удобства отображения информации, также как и в счётчике минут, реализуем его на двух десятичных счетчиках.

    Следующий блок, который обязательно должен входить в состав часов — это устройство индикации. Ведь никого не устроят часы, которые будут точно отсчитывать время, но при этом мы не сможем увидеть результат!

    Выберем в качестве устройства отображения времени светодиодные семисегментные индикаторы. В этом случае мы получим устройство, способное работать при отрицательной температуре и обладающее при этом наиболее простой схемой.

    Для преобразования кода, в котором работает счётчик минутных импульсов, в семисегментный код нам потребуется дешифратор. То есть, блок индикации будет состоять из дешифраторов и собственно индикаторов. Уточнённая структурная схема часов приведена на рисунке 3.


    Рисунок 3. Структурная схема часов

    И, наконец, последнее замечание. Любые часы время от времени требуют коррекции своего значения с целью синхронизации своих показаний с всемирным временем. В нашей схеме это будет делать блок коррекции, который в свою очередь будет состоять из кнопок и схемы установки внутреннего состояния счётчика временных интервалов.

    На этом можно завершить разработку структурной схемы. Полная структурная схема часов с учётом блока индикации и блока коррекции времени приведена на рисунке 4.


    Рисунок 4. Уточнённая структурная схема часов

    Теперь, после того как составлена структурная схема часов, можно приступить к разработке их принципиальной схемы.

    УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ НА МИКРОСХЕМАХ

    В основу построения электронных часов положен способ измерения и индикации времени, который заключается в пересчете импульсов, формируе-мых высокостабильным генератором, и отображении результатов пересчета эле­ктронным индикатором.

    Структурная схема электронных часов (рис. 1) включает генератор се­кундных импульсов, блок счетчиков, блок дешифраторов, блок установки и коррекции, индикатор, блок питания. Генератор секундных импульсов выраба­тывает импульсы напряжения с частотой следования 1 Гц, т. е. с периодом по­вторения 1 с. Он состоит из задающего генератора ЗГ, стабилизированного кварцевым резонатором Zпреобразователя гармонических колебаний в импуль­сы и делителя частоты их следования до 1 Гц. Подстройка частоты ЗГ про­изводится переменным конденсатором С.

    На практике широко применяется способ построения ЗГ на основе муль­тивибратора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи (см. § 5). В этом варианте отпадает необходимость в специальном формирователе импуль­сов, поскольку сигналы на выходе мультивибратора имеют форму импульсов прямоугольной формы.



    Риc. 1. Структурная схема электронных часов

    Блок счетчиков предназначен для отсчета временных интервалов. Он со­стоит из последовательно включенных счетчиков-делителей, из которых первый и второй производят отсчет единиц и десятков секунд соответственно, третий и четвертый — единиц и десятков минут, пятый и шестой — единиц и десятков часов.

    При введении календаря блок дополняется счетчиками дней недели и чи­сел месяца. На вход блока счетчиков поступают импульсы с частотой следова­ния 1 Гц. Такая низкая частота входных сигналов позволяет выбирать для построения счетчиков микросхемы с малым быстродействием и с возможно меньшей потребляемой мощностью.

    Каждый счетчик-делитель состоит из нескольких последовательно вклю­ченных триггеров и характеризуется коэффициентом счета, значение которого определяется местом данного счетчика в структурной схеме блока. Так, счетчи­ки единиц секунд и минут имеют коэффициент счета 10. У счетчиков десятков секунд и минут коэффициент счета равен 6. Следовательно, общий коэффици­ент счета каждой из первых двух пар счетчиков составляет 60. Это означает, что на выходе второго счетчика формируются импульсы с периодом повторе­ния 1 мин, а на выходе четвертого — с периодом повторения 1 ч.

    Последние два счетчика в блоке предназначены для отсчета единиц и де­сятков часов. Поэтому их общий коэффициент счета должен быть равен 24. Для обеспечения этого значения в схеме соединений счетчиков предусмотрена логическая обратная связь (ОС). В одном из возможных вариантов реализа­ции цепь ОС включает схему совпадения, на входы которой поступают сигналы с определенных выходов счетчиков, а формируемый этой схемой сигнал воз­действует на входы сброса счетчиков в нулевое состояние.

    Для начальной установки и корректировки показаний часов в их устрой­ство вводится специальный блок. В простейшем варианте этот блок представ­ляет собой электронный коммутатор с кнопочным управлением, осуществляющий подключение выхода генератора секундных импульсов ко входам счетчинов единиц минут и часов. При этой коммутации установка требуемых состояний счетчиков минут и часов производится с частотой 1 Гц.

    В более сложном исполнении блок установки и коррекции включает логи­ческий узел, обеспечивающий при наличии календаря автоматическую корректи­ровку счетчиков числа дней. Указанная функция блока установки и коррекции является типичной для наручных электронных часов, большинство моделей ко­торых снабжены автоматическим календарем на год, а некоторые, например «Электроника Б5-205», автоматическим календарем на 100 лет с программой, предусматривающей коррекцию показаний чисел с учетом високосных лет.

    Блок дешифраторов выполняет преобразование двоичных сигналов на вы­ходах счетчиков в сигналы управления индикаторами. Блок дешифраторов мо­жет быть построен по принципу статической либо динамической индикации. В соответствии с принципом статической индикации дешифратор включается на выходе каждого из счетчиков (см. рис. 1).

    В современных измерительных приборах, в том числе к электронных ча­сах, широко применяют многосегментные индикаторы, принцип действия ко­торых основан на электронных явлениях в вакууме и газовой среде (электро­вакуумные), в твердом теле (полупроводниковые), в жидких кристаллах (жид­кокристаллические). Для управления многосегментным индикатором необходим такой дешифратор, который преобразует входной код, отображающий состоя­ние счетчика, в выходной код для управления многосегментным (в большин­стве случаев семисегментным) индикатором.

    К выходным сигналам дешифраторов, т. е. к их выходным токам и напря­жениям, должны быть предъявлены требования, обеспечивающие надежное включение индикаторов. В случае применения микроэлектронных дешифраторов следует сопоставить их электрические характеристики с параметрами управля­ющих воздействий выбранных индикаторов.

    При несоответствии возможностей дешифраторов требованиям к сигналам управления индикатором в структурной схеме часов предусматривается допол­нительный блок сопряжения. Нередко в качестве элементов сопряжения приме­няют транзисторные ключи, каждый из которых подключен своим входом к выходу дешифратора и выполняют роль усилителя-формирователя сигналов с требуемыми характеристиками. Выход ключа соединен с сегментом индикатора (см. § 8). Функциональные узлы сопряжения обычно выполняют на миниа­тюрных дискретных транзисторах, либо на основе микросхем, содержащих набор транзисторов, либо на микросхемах усилителей-формирователей, выпус­каемых в составе ряда серий.

    Индикатор электронных часов представляет собой либо совокупность электросветовых приборов, число которых определяет разрядность индикатора, либо выполнен в виде единого многоразрядного прибора (плоский индикатор).

    В крупногабаритных электронных часах (настольных, настенных, автомо­бильных и т. п.) наиболее широкое применение нашли электровакуумные (ка

    тодолюминисцентные и накальные) и полупроводниковые (светодиодные) эле­менты индикации. Катодолюминисцентные индикаторы управляются в номи­нальном режиме работы сигналами со сравнительно высоким уровнем напря­жения (десятки вольт). Однако многие из этих приборов допускают управле­ние сигналами с пониженным до 8 — 9 В уровнем напряжения, обеспечивая в этом режиме несколько меньшую яркость свечения сегментов. Указанная воз­можность катодолюминисцентных приборов позволяет подключить их непосред­ственно к выходам микросхем с напряжением питания 9 В, к числу которых относятся микросхемы серии К176.

    Накальные индикаторы, работа которых основана на принципе осветитель­ной лампы накаливания, потребляют от источника управляющих сигналов зна­чительный ток. Поэтому при использовании дешифраторов, выполненных в виде микросхем, между ними и накальными индикаторами включаются усилители-формирователи. Накальные индикаторы применяют в тех случаях, когда не­обходима большая яркость свечения знаков в условиях сильного постороннего освещения.

    Полупроводниковые (светодиодные) индикаторы работают при сравнитель­но небольших напряжениях (единицы вольт), но потребляют значительный тон (десятки миллиампер). Эта особенность светодиодных индикаторов заставляет применять элементы сопряжения в тех случаях, когда используются КМПД-микросхемы, например серии К176. С микросхемами транзисторно-транзисторной логики серии К.155 полупроводниковые индикаторы совместимы, т. е. могут управляться сигналами с выходов микросхем.

    По размерам знаков полупроводниковые индикаторы значительно уступают катодолюминисцентным и накальным и поэтому используются в часах с на­большими габаритами.

    Для крупногабаритных электронных часов начат выпуск плоских многораз­рядных индикаторов на жидких кристаллах. Малое потребление мощности и плоская конструкция жидкокристаллических индикаторов (ЖКИ) позволяют создать электронные часы с небольшой толщиной корпуса и с высокой инфор­мативностью, т. е. значительным объемом одновременно отображаемой на ин­дикаторе информации. Вместе с тем ЖКИ требуют питания переменным напря­жением, в частности прямоугольной формы, с частотой повторения десятки герц и амплитудой 4 — 10 В. Эта особенность индикаторов обусловливает необходи­мость формирования соответствующих сигналов, что несколько усложняет функциональную схему часов за счет дополнительных преобразовательных эле­ментов. В настоящее время ведутся работы по созданию ЖКИ с более высо­кой информативностью, чем существующие, и с энергетическими характеристи­ками, обеспечивающими их совместимость с низковольтными КМДП-микросхемами [3].

    Другая особенность ЖКИ состоит в-том, что формируемые ими знаки ви­димы только при наружном освещении или при подсветке индикатора изну­три. Реализация второго варианта индикатора сопряжена, очевидно, с дополни­тельным усложнением конструкции часов, увеличением потребляемой ими мощ­ности и, как следствие, сокращением срока службы автономных источников пи­тания.

    Блок индикации электронных часов потребляет значительную часть мощно­сти от источника питания. Поэтому для снижения общей потребляемой мощно­сти, что особенно важно для устройств с ограниченным энергоресурсом, не­редко предусматривается возможность отключения индикаторов от источника напряжения питания.

    В последние годы при разработке крупногабаритных электронных часов, в частности настольного типа, все шире используется принцип динамической ин­дикации. Особенность таких часов (рис. 2) состоит в том, что дешифрация со­стояний счетчиков и формирование кода управления индикатором осуществ­ляется с помощью одного дешифратора. Входы этого дешифратора автоматиче­ски подключаются электронным коммутатором поочередно к выходам каждого счетчика. Переключение дешифратора производится с частотой f2, достаточно высокой, чтобы мерцание знаковых раз­рядов индикатора не было заметным, т. е. используется инерционность зри­тельного восприятия человека.

    Принцип динамической индикации позволил применить плоские многораз­рядные (под разрядом в индикаторах понимается одно знакоместо) катодо-люминесцентные индикаторы с неболь­шим числом внешних выводов. В таких приборах одноименные сегменты всех разрядов объединены и имеют общий внешний вывод. Управляющая сетка каждого разряда выведена также на от­дельный вывод, что позволяет произво­дить выборку нужного разряда подачей на его сетку напряжения с высоким уровнем.



    Рис. 2. Структурная схема часов с ди­намической индикацией

    Работа блока динамической индика­ции происходит следующим образом.

    После подключения дешифратора к одному из счетчиков на его выходах, обо­значенных на рис. 2 так же, как и сегменты индикатора, формируется кодовая комбинация сигналов. Эти сигналы поступают на сегменты знаков всех разря­дов одновременно. Однако высвечивается только тот знак, на управляющей сетке которого присутствует положительный потенциал. С поступлением очеред­ного тактового импульса коммутатор производит подключение дешифратора к соседнему счетчику. На выходах дешифратора формируется новая комбинация сегментных сигналов. Для ее отображения знаком соответствующего разряда на сетку этого разряда поступает управляющий сигнал. Следовательно, для обес­печения безошибочной индикации необходимо, чтобы сеточные и сегментные импульсы имели одинаковую длительность и были строго синхронизированы. Для поочередного высвечивания знаков управляющие импульсы должны посту­пать на сетки разрядов с определенным взаимным сдвигом во времени. Пра частотах повторения сегментных и сеточных импульсов десятки — сотни герц свечение всех знаков индикатора наблюдается как непрерывное.

    Использование динамической индикации позволяет уменьшить число эле­ментов структурной схемы часов и таким образом упростить ее, а также сни­зить энергопотребление.

    Электронные часы при необходимости могут быть дополнены программи­руемым сигнальным устройством (будильником). Такое устройство имеют мно­гие серийные часы настольного типа, а также некоторые модели наручных ча­сов, в частности «Электроника Бб-208».

    Принцип построения и работу сигнального устройства рассмотрим на примере схемотехнического варианта, представленного на рис. 3. Устройство состоит лз блока программирования и блока звуковой сигнализации.

    В блоке программирования находятся дешифраторя часов и минут и схе­ма совпадения (логическая схема И) на диодах VD1-VDи резисторе RL.



    Рис. 3. Структурная схема часов с сигнальным устройством

    Программирование сигнального устройства заключается в том, что переклю­чателями SI — Sвходы схемы И соединяются с теми выходами дешифрато­ров, на которых в требуемое время будут сформированы сигналы 1, соответст­вующие высокому уровню напряжения. В этот момент диоды VD1 — VDза­кроются и на вход блока звуковой сигнализации поступит напряжение высоко­го уровня, равное приблизительно Uи.п.

    Блок звуковой сигнализации состоит из логического элемента DDи элек­тродинамического преобразователя (динамика) типа ТМ-2. Ко входам элемента DDподведены импульсные сигналы, следующие с частотами 1024 и 1 Гц. До уста­новленного переключателями S1 — Sвремени хотя бы один из диодов VD1 — VDоткрыт и поэтому на входе элемента DD1, соединенного со схемой совпадения контактами нажатой кнопки «Звонок», постоянно присутствует сигнал 0, т. е. напряжение низкого уровня. Следовательно, элемент DDзакрыт, напряжение на его выходе не зависит от сигналов на других его входах и имеет постоян­ный уровень, близкий к значению Uн.п, поэтому ток в цепи динамика ТМ-2 от­сутствует. В таком же состоянии элементы блока звуковой сигнализации будут находиться и при отжатой кнопке «Звонок», поскольку один из входов эле­мента DDчерез резистор соединен с корпусом.

    В определенное время на всех выходах дешифратора, к которым подклкь чены диоды схемы совпадения, установятся сигналы 1 и закроют диоды. Тог­да ко входу элемента DDчерез резистор Riбудет приложено напряжение высокого уровня, близкое к значению Ua.nВ этом режиме состояние выхода эле­мента DDопределится только сигналами на других его входах, т. е. импульс­ными последовательностями с частотой 1024 и 1 Гц. В результате на выходе элемента DDпоявится последовательность импульсов с частотой повторения 1024 Гц, прерываемая с частотой 1 Гц. Этими колебаниями возбуждается ди­намик ТМ-2 и появляется звуковой сигнал.

     

     


    написать администратору сайта