Электронное устройство управления частотой электромеханического генератора

 

О и И с А Н И Е (1!) боо569

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сок)з Советских

Сациалисти <еских

Респуолмк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.05.76 (21) 2362407/10 (51) М. Кл. 6 04С 3100 с присоединением заявки «!о

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 03.04.78 (53) УДК 681.11(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Н. Коншин, А. П. Тарасенко, Т. А. Ткачева и Ш. А. Шаряпов

Всесоюзный заочный политехнический институт (71) Заяшктсль (54) ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электрическим приборам времени и предназначено для привода и управления частотой механи !еского осциллятора автономных часов для привязкп их показаний к точному времени и объединения их в систему единого времени.

IaaccIIIb1 электронные устройства для привода часов с механическим осц:!лля!ором (1), содержащие транзистор, катушку возбуждения и катушку привода, включенные соответственно во входную и выходную цепи транзистора, магниты, закрепленные на осцилляторс.

Недостатком такого устройства является отсутствие возмо;кностп управления частотой генератора без изменения парциальной частоты осциллятора.

Наиболее близким к изобретени!о является электронное устройство привода часов, содержащее два транзисторных каскада, соединенные по схеме симметричного мультивибратора, две обмотки системы привода часового механизма, включенные в коллекторные цспи транзисторов, два контакта, связанные механически с колссамт! часового механизма (2).

Недостаток этого устройства — невозможность управления частотой генератора, которое необходимо осуществить в случае, когда показания часов не совпадают с показаниями эталонных часов или с сигналами точного времени.

Цель изобретения — улучшение управления частотой электромсханического генератора и привязки часов и сигналам эталонного времени гснсратора.

Это достигается тем, что предлагасмос устройство снабжено двумя дополнительными транзисторами, коллектор-эмиттерные перехо1О ды которых через резисторы подсоединены параллельно цепи база-эмиттер транзисторов мультивибратора. База первого дополнительного транзистора соединена с кол Iei тором второго дополнительного транзистора через резистор и че1 сз разделительный конденсатор с двумя последовательно включенными контактами, замыкасмыми кулачками секундного и минутного колеса часов. База второго дополнительного транзистора через резистор

20 соединена с коллектором псрвого дополнительного транзистора и через разделительный конденсатор — с выходом устройства.

На ЧЕРТЕЖЕ СХС!х!атн !eCКИ ПОКаэаНО ПредЛагасмое устройство.

2) Схема имеет два транзистора 1 и 2, в коллскторных цепях которы.: вклю !ены соответствующие обмотки 3 и 4, входящие B систему привода балансового осциллятора 5.

Транзисторы 1 и 2 включены по схеме сим3:) мст1»!чного х!).льтнвибратора с Koллекторно600509

3 базовыми емкостными связями. Параллельно цепи база-эмнттер каждого из транзистороь

1 и 2 включена цепь из последовательно включенных резисторов б и 7 коллектор-эмнттер дополнительных транзисторов 8 и 9. Ьаза транзистора 3 соединена через резистор 10 и коллектором транзистора 9, база которого в свою очередь — с коллектором транзистора 9 через резистор 11.

1 ðàíçkkñò0ðû 8 и 9 с резисторами связи 10, 11 образуют схему триггера, в коллекторные цепи которых включены резисторы 6 и 7 и последовательно с ними включенные резисторы

12 и 13, одновременно являющиеся резисторами смещения, обеспечивающими начальный ток базы транзисторов 1 и 2 мультивибратора.

Ьаза транзистора 8 через разделительный конденсатор 14 соединена с двумя последовательно включенными контактами 15 и 1б, которые замыкаются секундным и минутным колесом часового механизма. Ьаза транзистора 9 через разделительный конденсатор 17 соединена с генератором эталонной последовательности импульсов, или, например, с входным устройством приемника, выдающего через определенные интервалы импульсы, соответствующие точному времени. В схему мультивибратора, кроме времязадающих конденсаторов связи 18 и 19, входят также два конденсатора 20 и 21, обеспечивающие срыв наразитных колебаний высокой частоты контура, образованного нндуктивностями и емкостями обмоток 3 и 4 и паразитными емкостями каскадов каждого из транзисторов.

Для использования устройства в автономных часах If их обьединения в единуlo электрочасовую систему необходима такая электронная схема (другие узлы конструкции автономных часов остаются без изменения), которая поддерживает колебания механического осцнллятора н одновременно обеспечивает управление его частотой. Такое управление возможно, например, путем дискретного измснення частоты элсктромеханического генератора на большее или меньшее значение (по сравнению с номинальной частотой) в зависимости от рассогласования в показаниях автономных и эталонных часов или сигналов точного времени.

Принцип управления частотой электромехашгческого генератора основан на теореме Зри.

В соответствии с этой теоремой частота колебаний генератора меньше некоторого номинального значения, если импульс привода осциллятора, поддерживающий его колебания, поступает в обмотку 3 или 4 после момента прохождения балансом 5 положения статического равновесия, и больше номинального значения, если импульс в обмотку привода 3 или

4 поступает до момента прохождения балансом положения статического равновесия. Причем за номинальное значение частоты генератора принимается частота, которая соответствует случаю, когда импульс в катушку при5

2д

b5 года поступает как до момента, так и после момента прохождения осциллятором положения статического равновесия (т. е. симметрично относительно положения статического равновесия.

При подключении электронной схемы к источнику питания триггер на транзисторах 8 и

9 опрокидывается в одно из двух устойчивых положений, соответствующих открытому транзистору 8 и закрытому транзистору 9, или наоборот. В зависимости от этого автоколебання балансового осциллятора поддерживаются каскадом формирования на транзисторе 1 н 2. Например, предположим, что транзистор

8 открыт, а транзистор 9 закрыт. В этом случае база транзистора 1 через резистор б оказывается соединенной с земляной шиной источника питания.

При этом транзистор 1 закрыт, так как сопротивление резистора б выбирается обычно много меньше, чем сопротивление резистора

13 и напряжение на базе транзистора 1 меньше порога его отпирания. Для такого состояния схемы характерно, что функцию обмотки освобождения выполняет обмотка 3, коммутирующая транзистор 2 и включенная в коллекторной цепи закрытого транзистора 1, а функцию обмотки привода — обмотка 4 в коллекторной цспн транзистора 1. Резистор 7 и транзистор 9 не оказывают влияния на работу транзистора 2, так как транзистор 9 закрыт. Наведенная ЗДС в обмотке 3 отпирает транзистор 2 в момент, предшествующий моменту прохождения баланса 5 положения статического равновесия, коллекторный ток которого поддерживает автоколебания. Частота генератора при этом имеет значение ) ь при котором часы спешат по сравнению с точным временем.

Когда открыт транзистор 9, транзистор 8 закрыт, обмотка 3 выполняет функцию обмотки привода, а обмотка 4 — функцию обмотки освобождения. Так как между собой обмотки 3 и 4 включены в противофазе, то наведенный сигнал в обмотке 4 отпирает транзистор после момента его прохождения положения равновесия. При этом частота генератора имеет значение, при котором часы отстают по сравнению с точным временем.

Информация о показаниях времени данных часов (положительный сигна1) каждый час поступает на один из раздельных входов триггера в результате замыкания контактов

15 и 1б. 11ри этом контакт 15 замыкается с помощью минутного колеса часов, совершающего 1 об/час, а контакт 1б — с помощью секундного колеса, совершающего 1 oo/мин. !

1оскольку контакты 15 и 1б включены последовательно, то положительный сигнал от источника питания +L поступает через разделительный конденсатор 14 на базу транзистора 8 один раз в час в момент прохождения секу.ндной стрелкой позиции, соответствующей цифре «12» на циферблате часов.

Ы результате замыкания контакта 16 вклю600509 чается приемник 22, например, за 1 мин до поступления сипналов точного времени. С выхода приемника 22 сигнал поступает через разделительный конденсатор 17 на другой разделительный вход триггера (база транзистора 9).

Поскольку сигналы точного времени и сигналы, соответствующие показаниям данных часов имеют одинаковую полярность и поступают на раздельные входы триггера, состояние триггера изменятся в зависимости от знака рассогласования во времени входных сигналов. Например, если показания часов в данный час коррекции соответствуют отставанию, то триггер переключается в положение, при котором частота имеет значение / и часы догоняют точное время, и наоборот. При таком регулировании частоты характерно, что ошибка часов между двумя циклами коррекции равна ошибке часов за любой интервал времени.

Формула изобретения

Электронное устройство управления частотой электромеханического генератора, содержащее два транзисторных каскада, соединенных по схеме симметричного мультивибратора, две обмотки системы привода часового

25 механизма, включенные в коллекторные цепи транзисторов, два контакта, связанных механически с колесами часового механизма, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения управления частотой генератора и привязки часов к сигналам эталонного генератора, оно снабжено двумя дополнительными транзисторами, коллекторно-эмиттерные переходы которых через резисторы подсоединены параллельно цепи база — эмиттер транзисторов мультивибратора, база первого дополнительного транзистора соединена с коллектором второго дополнительного транзистора через резистор и с двумя последовательно включенными контактами, замыкаемыми кулачками секундного и минутного колеса часов, через разделительный конденсатор, база второго дополHè TåëüHîãо транзистора через резистор соединена с коллектором первого дополнительного транзистора и через разделительный конденсатор — с входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аксельрод 3. М. Теория и проектирование приборов времени. М., «Машиностроенпе», 1969, с. 212.

2. Лксельрод 3. М. Теория и проектирование приборов времени. М., «Машиностроение», 1969, с. 231 — 232.

600509

Составитель А. Иванов

Тсхрсд И. Михайлова

Редактор A. Осочников

Корректоры: Н Федорова и Л, Котова,эакаЗ 400, 1 1

Подписное

T:.погра(1п(>(, пр. Сапунова, 2 (1(и 0 365 Тираж 544

НГ!0 I осу >арстпсппого комнтста Совета Министров СССР по дела(а изобретений и открыт ш

113035, т1осква, )i(-35, 1 яугпскап иаб., д. 4,5