Автономные кварцевые часы

 

Изобретение относится к морской сейсморазведке и может быть использовано в долговременных автономных устройствах различного назначения, требуюпщх наличия в своем составе точных отметчиков времени. Цель изобретения - уменьшение энергопотребления и расширение диапазона корректировки хода часов. В устройстве схема 2 совпадения, подключенная к кварцевому генератору .1, разрешает прохождение его импульсов на делитель 4 частоты при наличии определенного сигнала со схемы 3 выбора знака подстройки. Этот сигнал в зависимости от импульса, снимаемого с термопреобразователя 6, формируется в формирователе 5 временного интервала. За счет совпадения термочастотных характеристик термопреобразователя 6 и кварцевого генератора 1 осуществляется температурная компенсация частоты последнего. 4 ил. d Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (i9i SU(ii>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

i (21) 4171306/24-10 (22) 04.01.87 (46) 15.09.88. Бюл. Р 34 (71) Краснодарский филиал Научноисследовательского института морской геофизики Всесоюзного морского научно-производственного геолого-геофизического объединения по разведке нефти и газа "Союзморгео" (72) В.Г. Нудьга и О.К. Шалдыкин (53) 550.83(088.8) (56) Альтшуллер Г.Б. и др. Экономические миниатюрные кварцевые генераторы. М.: Связь, 1979.

Сейсмические приборы. Вып. 11. М.:

Наука, 1978, с. 105-111. (54) АВТОНОМНЫЕ КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ (57) Изобретение относится к морской сейсморазведке и может быть испольэо" вано в долговременных автономных устю y G 01 V 1/38 С 04 G 3/00 ройствах различного назначения, требующих наличия в своем составе точных отметчиков времени. Цель изобретения— уменьшение энергопотребления и расширение диапазона корректировки хода часов. В устройстве схема 2 совпадения, подключенная к кварцевому генератору .1, разрешает прохождение его импульсов на делитель 4 частоты при наличии определенного сигнала со схемы 3 выбора знака подстройки. Этот сигнал в зависимости от импульса, снимаемого с термопреобразователя 6, формируется в формирователе5 времен. ного интервала. За счет совпадения термочастотных характеристик термопреобраэоватепя 6 и кварцевого генератора 1 осуществляется температурная компенсация частоты последнего.

4 ил. танных периодов частоты кварцевого генератора 1 и сформированного интер1 вала времени T = NT . +, где И =

Т/Й вЂ” коэффициент делителя промежуточного счетчика, Т, = 1/f — период частоты кварцевого генератора 1.

Дпя имеющейся частоты кварцевого генератора можно подобрать такой интервал, чтобы корректируемый интервал бып точно равен номинальному: = Т вЂ” N7> Т h:.Е /fo = Т3 — абсолютная расстройка частоты генератора относительно номинальнойй частоты; — относительная расстройка частоты генератора

Величина корректируемого интервала Т выбирается по допустимому уходу часов 6 t за время работы t за счет погрешности корректировки. Если абсолютная погрешность корректировки интервала Т равна периоду кварцевого генератора, то к концу работы расхож" дение часов составит g t = Т, t/ откуда вытекает требование к выбору корректируемого интервала Т Т t/ g t.

Долговременная нестабильность интервала приводит. к нестабильности корректируемого интервала. Полная относительная нестабильность корректируемого интервала, определяется выражением 3 Т = + 5< /T, где ас абсолютная долговременная нестабильность формирователя временного интер1 вала; 3 — долговременная относительная нестабильность кварцевого генератора.

Длительность импульса с формируется на формирователе 5 временного интервала, изменяемого с термопреобразователя б. Подбором характеристики термопреобраэователя 6, совпадающей с температурно-частотной характеристикой кварцевого резонатора, можно добиться температурной компенсации частоты генератора.

Если частоты генератора 1 меньше номинальной частоты, то за интервал времени Я необходимо через схему 2

1 1423973 2 .Изобретение относится к морской сейсморазведке и может быть исполь.зовано для привязки во времени сейсмической информации, регистрируемой автономными донными станциями.

Целью изобретения является уменьшение энергопотребления и расширение диапазона корректировки хода часов.

На фиг. 1 представлена функциональ-10 ая схема автономных кварцевых часов; а фиг. 2а пример реализации схемы

ыбора знака подстройки, на фиг.2бпюры напряжений в контрольный точах1 фиг За функциональная схема 15 где 5 2 2 ормирователя временного интервала; а фиг, Зб — эпюры напряжений в контольных точках; на фиг.4 - электрнчесая схема термопреобразователя, Автономные кварцевые часы (фиг.1) 20 одержит кварцевый генератор 1, схе° ° °

2 совпадения, схему 3 выбора зна- g=af /f, а подстройки, делитель 4 частоты, ормирователь .5 временного интерва,а и термопреобразователь 6. 25

Кварцевый генератор 1 вырабатываЕт сигнал стабильной частоты.

Формирователь 5 временного интерала работает в ждущем режиме и обесечивает формирование временного ин- 30 прервала в виде импульса, длительность

1 оторога зависит от величины управляего напряжения. Термопреобразоваель б содержит термозависимый эле1 ент и вырабатывает сигнал, пропор циональный изменению окружающей тем ературы.

В случае, когда частота кварцевого генератора 1 f, выше номинальной частоты f<, формирователь 5 временНого интервала и схема 3 выбора эна1 а подстройки вырабатывают импульс, Запрещающий прохождение счетных импульсов кварцевого генератора 1 на делитель 4 частоты. Запуск формирова-4 теля 5 временного интервала осуществляется импульсом с промежуточного делителя частоты. Выбор промежуточНого выхода определяется требуемьМ периодом коррекции хода часов Т. Если Т = 1 с, то каждую секунду формирователь 5 временного интервала формирует импульс длительностью З, запрещающий прохождение импульсов генератора 1 на делитель 4 частоты, увеличивая тем самым длительность корректируемого интервала. Таким образом, длительность корректируемого

Интервала определяется суммой отсчи20

142397 совпадения увеличить количество импульсов счета вдвое. Это достигается соответствующей установкой схемы 3 выбора знака подстройки при регулировке часов.

Пример реализации схемы 3 выбора знака подстройки представлен на фиг.2а, эпюры напряжений в контрольных точках — на фиг. 2б. Логический элемент И D7. является схемой 2 совпадения, представленной на фиг.

Сигнал кварцеього генератора 1 подается на элемент И D7 и схему задержки на элементах R1 Ci Di и D2 а импульс формирователя временного интервала — на элемент D6. Если перемычка П1 установлена, то элемент

И-HE D6 работает как инвертор для импульса

Во время действия импульса с нулевой потенциал с выхода D6 запрещает прохождение импульсов кварцевого генератора через элемент D7 на счетчик импульсов. Перемычка П1 устанав- 25 ливается, если частота генератора выше номинального значения. Если перемычка П1 установлена, то на входе элемента 05 действуют короткие импульсы 1, IIpoxopH e через элемент

D6 во время действия импульса.

Короткие импульсы "0" с входа элемента 05 совместно с сигналом кварцевого генератора дают на выходе элемента D7 сигнал удвоенной частоты.

В этом режиме логический элемент

И D7 работает как элемент ИЛИ-НЕ.

Перемычка не устанавливается, если частота генератора меньше номинального значения.

Формирователь 5 временного интервала состоит из триггера 01, генератора пилы на емкости С и генератора 1 тока, юча на транзисторе 7Т1, ко — 45 паратора ДА1 и формирователя Д2. 3апускающий импульс подается на вход синхронизации триггера Д1, а управляющее напряжение — на вход дискриминатора. В исходном состоянии триггер

Д1 установлен в нулевое состояние, ключ на транзисторе Т1 открыт, напряжение пилы на емкости С равно нулю.

С приходом фронта запускающего импульса Т триггер Д1 устанавливается в единичное состояние, ключ Т1 закрывается и емкость С начинает заряжаться током генератора 1. Через некоторое время после начала заряда

4 напряжение на емкости С достигает значения управляющего напряжений у.

Компаратор ДА1 срабатывает и через формирователь Д2 возвращает триггер

Д1 в исходное состояние. На прямом выходе триггера сформировался импульс, длительность которого зависит от величины управляющего напряжения.

Электрическая схема термопреобразователя 6 представлена на фиг. 4.

Он состоит из термозависимого делителя R,, R» R, усилителя на операционном усилителе ДА1 и сумматора на ДА2. На сумматор через резистор

R< подается начальное напряжение.

Применение разделенного усилителя и сумматора позволило упростить процесс настройки часов.

При некоторой начал ьной темпера" туре подстройки резистора Г необходимо установить нулевое напряжение на выходе усилителя ДА1, а затем заданием постоянного напряжения на входе сумматора установить номинальное значение корректируемого интерва- . ла часов. После помещения часов в термокамеру с предельной рабочей температурой подстройки коэффипиента усилителя резистором R< вернуть зна- . чение корректирующего интервала Т к номинальному значению. Две независи-мые регулировки в двух температурных точках позволяют полностью совместить характеристики термозависимого потенциометра и термочастотной характеристики кварцевого резонатора, если форма была предварительно подобрана. В зависимости от величины резис- тора R характеристика термозависимого потенциометра может быть почти линейной, с точкой перегиба или выпуклой в области начальной температуры.

Формула изобретения

Автономные кварцевые часы, содержащие кварцевый генератор, делитель частоты и термопреобразователь, о тл и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью уменьшения энергопотребления и расширения диапазона корректировКи хода часов, в них введены схема совпадения, схема выбора знака, подстройки и формйрователь временного интервала, причем выход кварцевого генератора подключен к первому входу схемы

14239

Выбор а з на ка п одс тр ойки и пер в ому

Входу схемы совпадения, выходом софдиненной с входом делителя частоты, выход которого подключен к запускающему входу формирователя временного

5 интервала, выход термопреобразователя

73 б соединен с управляющим входом формирователя временного интервала, выход которого подключен к второму входу схемы выбора знака, подстройки, выходом cîåäèíåííîé с вторым входом схемы совпадения.

1423973

Составитель М. Хаустов

Техред М.Дидык

Корректор С. Черни

Редактор М. Циткина

Заказ 4685/49

Тираж 522

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4