Годинники-радіо

Зазвичай виконані на двох мікросхемах. Нерідко зустрічається така комбінація – LM8560 – власне годинник і CXA1019S – радіоприймач на діапазони СВ і УКВ. Схеми пристроїв в основному повторюються, але можуть зустрітися і відмінності, головним чином, в ланцюгах живлення.

Зразковою для годин служить частота електроосвітлювальної мережі – 50 Гц. У Росії та інших країнах СНД вона зазвичай трохи нижче номіналу (хоча й у межах допуску), що і призводить до відставання годин. Для нормальної роботи їх треба доповнити генератором, що забезпечує на вході часовий мікросхеми стабільний сигнал частотою 50 Гц. При наявності резонатора на частоту 100 кГц (або кратну їй) неважко зробити генератор з ланцюжком дільників, що знижують його частоту до необхідного значення. А ось з використанням в генераторі широко розповсюдженого годинного кварцового резонатора на частоту 32768 Гц отримати імпульси, наступні з частотою 50 Гц, не так-то просто.

Схема вузла, в якому частота 50 Гц, необхідна для годинника, формується з частоти 32768 Гц, наведена на рис. 1. На мікросхемі DD1 зібрані генератор, частоту коливань якого стабілізує резонатор ZQ1, і дільник його частоти. На виході К мікросхеми формуються імпульси з частотою проходження 32768 Гц, а на виходах 9 і 14 відповідно 64 і 2 Гц. Елемент збігу DD2.1 пропускає через себе лише половину імпульсів частотою 64 Гц, тому середня частота на його виході дорівнює 32 Гц. Імпульси з виходу До мікросхеми DD1 і виходу елемента OD2.1 диференціюються осередками C3R3 і C4R4, в результаті чого на входи 9 і 8 елемента DD2.2 надходять збігаються в часі послідовності імпульсів частотою 32768 і 32 Гц. На виході цього елемента формуються імпульси сумарною частоти 32800 Гц, яку мікросхема D03 спільно з елементами DD2.3 і DD2.4 ділить на 328 [1].

Діод VD1 і резистор R5 збільшують число входів елемента І-НЕ (DD2.4) до трьох, що необхідно для одержання необхідного коефіцієнта ділення. Імпульси з виходу 2 мікросхеми DD3 надходять на вхід С JK- тригера DD4 – для формування імпульсів частотою 50 Гц і шпаруватістю 2, що забезпечує нормальне функціонування ланцюгів динамічної індикації годин.

Джерелом живлення цього пристрою служить блок живлення самих годин фрагмент схеми якого наведено на рис. 2.

В годинниках використаний світлодіодний індикатор (НG1) на чотири цифрових розряду, елементи цифрових знакомісць якого в досить довільному порядку розбиті на дві групи. У кожній з груп об'єднані катоди елементів світлодіодів і з'єднані з контактами 1 і 2 індикатора. Годинна мікросхема DD1 'підключена до джерела двополярної напруги + б В, зібраному на діодах VD1', VD2 'і конденсаторах С1' і С2 '. Діоди цього джерела забезпечують подачу напівхвиль негативною (щодо ланцюга +6 В) полярності на групи об'єднаних катодів індикатора HG1 '. Синхронно з частотою мережі мікросхема DD1 'видає необхідні сигнали на аноди відповідної групи елементів індикатора.

Після доповнення годин генератором з дільником його частоти до 50 Гц робота мікросхеми DD1 'вже не пов'язана безпосередньо з частотою мережі. Тому для функціонування ланцюгів динамічної індикації в доповнює пристрій введені транзистори VT1 і VT2, що включають у відповідні моменти часу потрібну групу елементів індикатора HG1 ', і діоди VD2. VD3, які разом з діодами VD3 'і VD4' годин утворюють звичайний мостовий випрямляч для живлення індикатора.

Для забезпечення нормального режиму динамічної індикації в мікросхемі DD1 'годин введена невелика затримка моменту зміни інформації для груп елементів щодо приходу фронтів імпульсів частотою 50 Гц. Тому в роботу ключових транзисторів VT1 і VT2 введена пауза тривалістю близько 0,4 мс, під час якої і відбувається зміна інформації. Тривалість паузи визначається диференціюються ланцюгом C6R6, а елементи DD5.1 і DD5.2 виконують функцію І для сигналів низького рівня (або АБО для високого [2]).

Всі деталі вузла доопрацювання годин змонтовані на друкованій платі, креслення якої наведено на рис. 3. Постійні резистори-КІМ-0.125 (R2) і МТ-0, 125; конденсатор С1 – КТ4-216, решта КМ-5 і КМ-6. Транзистори VT1 і VT2 можуть бути будь-якими структури р-n-р малої або середньої потужності з допустимим колекторним струмом не менше 150 мА, діоди VD1 – VD3 – будь-які кремнієві на робочий струм такого ж значення. Стабілітрон VD4 – будь-якого типу на напругу стабілізації 7 … 8 В. Мікросхеми К561ІЕ16 можна замінити на К561ІЕ10, зібравши на ній дільник частоти на 164 і поділивши її на 2, використовуючи для цього вільний JK-тригер мікросхеми DD4. Мікросхема К561ТВ1 замінима на К561ТМ2, а К561ЛП13 – на два елементи АБО, зібрані з елементів АБО-НЕ однієї мікросхеми К561ЛЕ5.

Частоту кварцованного генератора доцільно підлаштувати до встановлення плати в корпус годин. Точніше за все це можна зробити, контролюючи цифровим частотоміром період коливань один з на виході 15 (висновок 5) мікросхеми 001. Якщо такий Монтажну плату встановлюють під основною платою годин, попередньо зрізавши одну з пластмасових стійок корпусу. На платі же годин слід розрізати друковані провідники, що йдуть від мережевого трансформатора до індикатора (на мал. 2 позначено хрестами) і видалити перемичку між висновком обмотки III трансформатора ТГ і конденсатором СЗ '. Потім підключити гнучкими провідниками контактні площадки додаткової плати згідно креслення основний, і включити годинник в мережу. Якщо елементи індикатора утворюють хаотичний малюнок, це вкаже на необхідність поміняти місцями провідники, що йдуть від емітерів транзисторів VT1 і VT2 до індикатора годин.

В інструкції до годинників немає вказівки, як у них встановлювати точно поточний час. Та це й не було потрібно – при роботі годин від мережі точність їх ходу невисока. А ось після доопрацювання з'являється сенс у точному пуску годин. Виконувати його можна так. Встановити на табло час, відповідне до показання зразкових годин, і в момент, коли вони збільшать свої свідчення на одну хвилину, натиснути і відпустити кнопку встановлення хвилин. Мережевий трансформатор придбаних годин може мати одну вторинну обмотку з відведенням від середини (рис. 4). Для таких годинників діоди V02 і VD3 у вузлі доопрацювання не потрібні – точку з'єднання колекторів транзисторів VT1 і VT2 слід поєднати з об'єднаними анодами діодів VD3 'і VD4' (точки а і в на рис. 4). Друкована плата в цьому випадку має Т-подібну форму і її також встановлюють під основною. Харчування для вузла до робки знімають з конденсатора СГ або з висновків 15 і 20 мікросхеми DD1 '. Доопрацьовані таким чином годинник цілком придатні для установки в автомобіль, проте приймач в діапазоні СВ буде працювати погано. Якщо в придбаних годиннику є перемикач частоти мережі 50/60 Гц, доцільно зробити більш простий формувач імпульсів частотою 60 Гц (рис. 5). У такому разі на виході елемента збігу 002.1 сигнал низького рівня буде з'являтися після закінчення кожного 15-го імпульсу і бути присутнім до закінчення 16-го. У результаті на вихід елемента DD2.2 стануть проходитиме 15 імпульсів з надійшли на його вхід 16-ти.

Імпульси частотою 128 Гц можна зняти з виходів Т2 або Т4 мікросхеми К176ІЕ12 з кварцовим резонатором на 32768 Гц (виходи Т1 і Т2 для цієї мети непридатні [З]. Для формування частоти 120 Гц з 128 або 60 з 64 Гц, отриманих з виходу мікросхеми К176ІЕ5, треба вхід 5 елемента DD2.2 підключити не до виходу 1 лічильника DD1.1 (як на рис. 5), а до його входу СР (висновок 2).

Як частоту імпульсів 100 Гц, отриману таким способом, використовувати в інших електронних пристроях? Імпульси цієї частоти слідують в часі нерівномірно. Але ця нерівномірність невелика, /. Mb., C ніяк не позначиться на роботі секундоміра, шахових годин або будь-якого іншого вимірювача часу, від якого потрібно точність у 0,01 с. Однак ці імпульси абсолютно непридатні, наприклад, для завдання часу рахунку в цифровому частотоміри, де необхідні точні інтервали в 0.01 с.

ЛІТЕРАТУРА

1. Алексєєв С. Застосування мікросхем серії К561. – Радіо, 1987, № 1, с. 43-45.

2. Алексєєв С. Формувачі і генератори на мікросхемах структури КМОН. – Радіо,

РАДІО № 8, 1996 р.

Другий варіант Часів-радіо