Формирователь сигнала начальной установки делителя частоты кварцевых наручных часов

Авторы патента:

G04C17 - Индикация времени с помощью электрических средств (G04C 19/00 имеет преимущество; материалы для жидких кристаллов C09K 19/00; с помощью механических средств G04B 19/00,G04B 19/20)

Изобретение относится к области часовых ИС. Цель изобретения уменьшение потребляемого тока. Для этого в состав стабилизатора 7 входят усилитель 8 с внутренними опорными элементами, п-кайальный транзистор 10, регулятор тока нагрузки ИС с резистором 11. Ток статора транзистора 10 не зависит от разброса пороговых напряжений, т.е. транзистор 10 является генератором тока. Режим генератора тока обеспечивается управлением затворным напряжением транзистора 10 с помощью усилителя 8 и резистором I1 в истоковой цепи транзистора 10, который всегда работает в пологой области характеристик. 3 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (Н) (51) 4 G 04 С 17/00

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4094227/24-10 (22) 28.07.86 (46) 07.01.88, Бюл, У 1 (7 1) Ленинградское научно-производственное объединение"Ленэлектронмаш" (72) Е . И. Андреев и С . В. Маеркович (53) 681 ° 113(088.8) (56) Патент Японии Ф 49-143171, кл. 109В 1982.

Патент США Ф 4130988, кл. 307-279, 1978. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛА НАЧАЛЬНОИ УСТАНОВКИ ДЕЛИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ КВАРЦЕВЫХ НАРУЧНЫХ ЧАСОВ (57) Изобретение относится к области часовых ИС. Цель изобретениявЂ” уменьшение потребляемого тока. Для этого в состав стабилизатора 7 входят усилитель 8 с внутренними опорными элементами, и-канальный транзистор 10, регулятор тока нагрузки

ИС с резистором 11 ° Ток статора транзистора 10 не зависит от разброса пороговых напряжений, т.е. транзистор 10 является генератором тока.

Режим генератора тока обеспечивается управлением затворным напряжением транзистора 10 с помощью усилителя

8 и резистором 11 в истоковой цепи транзистора 10, который всегда работает в пологой области характеристик.

3 ил.

365041 2 ре 19. В качестве внутренних опорных элементов выступают здесь пороговые напряжения р- и и-канальных транзисторов 16 и 19.

Устройство функционирует следующим образом.

При подключении источника питания к выводам 2 и 5 на выходе 9 устройства устанавливается стабилизированное напряжение U,, величина которого в современных ИС КНЧ принимает одно из значений в пределах от максимального из пороговых напряже1f ний р- или п-канального транзисторов

Ц пор макс До сУммы пороговых напРЯ жений этих транзисторов (VZ+U„) 35

= 2су и„., где С

40 л л ° ° ° и

1 + 1

Тг 2 нел.иск, 1 1

Изобретение относится к области часовых ИС и может быть использовано в кварцевых наручных часах (КНЧ).

Целью изобретения является уменьшение потребляемого тока, На фиг ° 1 представлена схема формирователя сигнала начальной установки делителя частоты КНЧ; на фиг, 2 вЂ” схема усилителя с внутренними опорными элементами; на фиг. 3вЂ” эпюры напряжений в узлах устройства.

Схема формирователя сигнала начальной установки делителя частоты

КНЧ (фиг. I) состоит из кнопки 1 начальной установки, включенной между общей шиной 2 и входом 3 устройства, и-канального нагрузочного транзистора 4 обратной связи, включенного своей выходной цепью между входом 3 и минусовой шиной 5, источника питания, а затвором вЂ” к выходу первого KMOII-инвертора 6. В состав стабилизатора 7 напряжения входят усилитель 8 с внутренними опорными элементами, один из входов которого подключен к общей шине 2, а другой вЂ” к выходу 9 стабилизированного напряжения; и-канальный транзистор 10 вЂ” регулятор тока нагрузки интегральной схемы с резистором 11, связывающим исток этого транзистора с минусовой шиной 5, источника питания, причем ток транзистора 10 подключен к выходу 9 стабилизированного напряжения, а затвор вЂ” к выходу усилителя 8 °

Второй 1МОП-инвертор 12 подключен между выходом первого инвертора 6 и выходом 13 начальной установки устройства, Управляющий р-канальный транзистор 14 подключен истоком к входу 3 устройства, подложкой вЂ” к общей шине 2, затвором вЂ” к выходу 9 стабилизированного напряжения устройства, а стоком вЂ” к стоку нагрузочного и-канального транзистора 15 и к входу первого КМОП-инвертора 6.

Исток, подложка и затвор нагрузочного транзистора 15 соединены с соответствующими электродами транзистора !О вЂ” регулятора тока нагрузки ИС, Схема усилителя 8 с внутренними опорными элементами (фиг. 2) состоит из делителя напряжения на р"канальном транзисторе 16 в диодном режиме и резисторе 17 и инвертирующего усилителя на р"канальном транзисторе 18 и и-канальном транзисто(Ц а 0+0 пор ма кс - став вЂ” р n

Конкретное значение напряжения на выходе стабилизатора определяется компромиссом между требованием минимизации токового потребления кварцевого генератора и высокочастотных

25 счетчиков делителя частоты и требованием к злектрофизическим параметрам элементов схемы.

В часовой ИС со стабилизатором напряжения ток, потребляемый схемой, 3п является величиной постоянной, не зависящей от напряжения питания и пороговых напряжений транзисторов.

Ток, потребляемый делителем частоты, определяется выражением вЂ” узловая емкость на выходах триггеров; частоты работы триггеров делителя с первого высокочастотного f< до и-низкочастотного f

U, и вЂ” напряжение на выходе стабилизатора.

Ток кварцевого генератора I состоит из двух составляющих, каждая из которых является величиной, не зависимой от напряжения питания где 1 вЂ” ток первой гармоники (гар- моническая составляющая выходного тока генераторного каскада);

Цстаь

2 э е

1365041

1 д - л Еь Х »Б где ц,=2»Е, частота кварцевого генератора;

5 выходная емкость квар" цевого генератора; динамическое сопротивление кварцевого резо10 натора; ток нелинейных искажений, возникающий за счет перезаряда нагрузочной емкости генераторного каскада высокочастотными гармониками выходного тока.

Бых

R 11e нел. иск

С еых

Т нлл. иск 0 Снагр

Сбх

U схс1 Б 20

Са Се» где С = С + наср = е1н» C + о ех

ГДЕ Сеых И СБХ выходная и входная емкости кварцевого генератора (емкостной трехточки); статическая емкость кварцевого резонатора.

Таким образом с стОБ где К, вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров кварцевого резонатора, емкостей генератора, геометрии транзисторов генераторного усилителя.

Во время действия начальной установки ток стока транзистора 10 является суммой токов I, + I Величина этого тока не зависит от напряже" ния батарейного питания Е, .

Технологический разброс пороговых напряжений Up и U„ транзисторов связан, в основном, с изменением заряда поверхностных состояний, который вызван технологическим загрязнением поверхности кремния и действует та50

Ток I>, потребляемый усилителем

8, определяется сопротивлением резистора 17, пороговым напряжением

Ур и напряжением U с»а Б 45

U с»ОБ вЂ” Up

I вЂ” 2 у Rà ким образом, что при изменении каждого из типов пороговых напряжений сумма U р и U остается постоянной.

Поэтому величина U,,Б остается постоянной и не зависит от разброса пороговых напряжений обоих типов транзисторов °

Таким образом, ток стока транзистора 10 не зависит от разброса пороговых напряжений, т ° е. транзистор 10 является генератором тока.

Режим генератора тока обеспечивается управлением затворным напряжением этого транзистора с помощью усилителя 8 и резистором ll в истоковой цепи этого транзистора. Транзистор 10 работает всегда в пологой области характеристик °

Нагрузочный и-канальный транэис" тор 15, включенный всеми своими электродами, кроме стока, параллельно транзистору 10, является трансформатором тока. Ток, протекающий через этот транзистор, определяется соотношением размеров канальной части транзисторов 10 и 15

1"! х 10

I = 1

15 10 11 х

l0 l x где W u L вЂ” ширина и длина канала соответствующеro транзистора °

Разомкнутое состояние кнопки 1 соответствует эксплуатационному режиму работы ИС КНЧ. При этом управляющий р-канальный транзистор 14 заперт по истоку, на входе первого инвертора 6 вЂ” отрицательный (единичный) уровень напряжения, поддер" живаемый открытым р-канальным нагрузочным транзистором 15. На выходе инвертора 6 вЂ” нулевой уровень напряжения, отпирающий нагруэочный р-канальный транзистор 4 обратной связи. На входе Э устройства вЂ” единичный уровень напряжения, поддерживаемый открытым нагрузочным транзистором 4 обратной связи, Инвертор

12 закрыт, и на выходе устройства

13 вЂ” единичный уровень напряжения, т,е, сигнал обнуления триггеров де" лителя частоты отсутствует и ИС КНЧ находится в режиме управления часовым шаговым двигателем либо ЖК-индикатором.

Замкнутое состояние кнопки 1 вызывает блокировку триггеров делителя частоты ИС, что используется в ре5 136 жиме хранения часов с подключенной батарейкой для снижения токового потребления. При этом управляющий р-канальный транзистор 14 открыт напряжением на выходе 9 устройства и через него течет ток стока нагрузочного транзистора 15. На выходе инвертора 6 вЂ” минусовый уровень напряжения, транзистор 4 заперт. На выходе 13 устройства вЂ” нулевой уровень напряжения, соответствующий сигналу обнуления счетчиков делителя частоты по входам R.

Рассмотрим теперь переходный процесс снятия сигнала начальной установки (фиг. 3) после того, как произошло размыкание кнопки 1 в момент

t . Ток стока нагрузочного транзистора I протекая через управляющий р-канальный транзистор 14, заряжает входную монтажную емкость устройства

С „ до уровня напряжения запирания транзистора 14 по истоку, которое является порогом выключения устройства.

Уровень запирания транзистора 14 определяется выражением !

) став UÐ

U в»вв I +

Э где р вЂ” пороговое напряжение р-канального транзистора; коэффициент влияния подложки °

После эапирания транзистора 14 отпирается инвертор 6 и нулевой уровень напряжения на его выходе отпирает нагруэочный транзистор 4 обратной связи. После этого емкость

С „ заряжается до минусового уров" ня батарейного питания ИС. Входная монтажная емкость С в„ на два порядка больше, чем внутренние узловые емкости ИС КНЧ, поэтому время задержки выключения устройства целиком определяется временем заряда входной монтажной емкости С в„ током I, до величины U еыкк °

Минимально необходимый уровень тока нагрузочного транзистора 15 определяется выражением

0 выев Свх

<Аов где,„ вЂ” дополнительная задержка выключения устройства.

В известной схеме порог выключения устройства П „,„„ определяется

5041

6 порогом запирания р-канального транзистора в инверторе

1 в»ки = E ват

Величина U » „„= (2 -3)" в» кл, следовательно, ток нагрузочного транзистора требуется в 2-3 раза больше.

Формула изобретения

Формирователь сигнала начальной установки делителя частоты кварцевых наручных часов, содержащий кнопку начальной установки, включенную между входом формирователя и общей шиной, и и-канальный нагрузочный транзистор обратной связи, включенный своей выходной цепью между входом формирователя и минусовой шиной источника питания, а затвором вЂ” к выходу первого КМОП-инвертора, о твЂ” л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потребления тока, в него введены стабилизатор напряжения, состоящий из усилителя с внутренними опорными элементами и и-канального транзистора вЂ” регулятора тока нагрузки интегральной схемы с резистором, второй КМОП-инвертор, р-канальный управляющий транзистор и нагрузочный и-канальный транзистор, причем минусовая шина источника питания через резистор соединена с истоком нагрузочного и-канального транзистора и с истоком и-канального транзистора регулятора тока нагрузки, затвор которого подключен к выходу усилителя и к затвору нагрузоч" ного п-канального транзистора, а сток вЂ” к затвору управляющего р-канального транзистора и к первому входу питания усилителя, вторым входом соединенного с вторым входом питания с общей шиной, к которой подключена подложка управляющего р-канального транзистора, истоком соединенного с входом формирователя, а стоком вЂ” с входом первого КМОП"инвертора и со стоком нагрузочного и-канального транзистора, подложка которого подключена к подложке и-канального транзистора-регулятора тока нагрузки и к минусовой шине источника питания, при этом выход первого КМОП-инвертора подключен через второй КМОП-инвертор к выходу начальной установки формирователя, 1365041

Составитель М. Хаустов

Редактор Л. Гратилло Техред И.Попович Корректор В, Гирняк

Заказ 6608/40 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формирователь сигнала начальной установки делителя частоты кварцевых наручных часов

Изобретение относится к вторичньм часам хронометрических систем, в которых информация о текущем значении времени передается от первичных часов к вторичным в кодированном виде и позволяет улучшить условия считывания показаний часов путем псевдострелочной индикации

Цифровой индикатор // 1073747

Цифровые электронные часы // 779967

Устройство отображения хода часов // 575615

Электронные часы // 566230

Электронный индикатор времени // 559215

Часы на многоустойчивых элементах с цифровой индикацией // 465617

Преобразователь движения балансового осциллятора электронно- механических часов // 459755

Электрический счетчик времени работы аппарата // 392446

Устройство цифрового отсчета времени на шаговых искателях // 269012

Часовой механизм со стрелочной индикацией // 2237917

Изобретение относится к области часовой техники, а именно к часовым механизмам со стрелочной индикацией, имеющим дополнительные функции и механизмы

Часы // 2366996

Изобретение относится к области часовой промышленности, а именно к часам, устанавливаемым на открытом месте, например на площадке, в здании и т.п., и направлено на повышение надежности и точности определения времени и расширение функциональных возможностей

Часы с многофункциональным устройством отображения // 2385478

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на создание часов, способных отображать информацию, независимую от абсолютного времени, которую легко считывать для получения вспомогательных функций часов

Хронометр с отображением показаний в окне // 2386990

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на создание часов с информационными окнами, в которых отображается различная информация без ущерба для ее читаемости

Способ индикации на часах периода суток и времени периода суток и часы с индикацией периода суток и времени периода суток // 2502112

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на повышение четкости считывания времени и облегчение ограничения утренних и дневных часов от ночных, что обеспечивается за счет того, что часы, содержащие часовой механизм, стрелочный механизм, циферблат и средство индикации текущего времени на циферблате посредством часовой и минутной стрелок, выполнены с возможностью индикации на часах одного из четырех периодов суток "ночь", "утро", "день", или "вечер" и индикации текущего времени этого текущего периода суток посредством средства индикации времени текущего периода суток, содержащего диск чисел часа, имеющий 12 значений чисел часа с последовательностью расположения чисел часа на диске - 12, 6, 1, 7, 2, 8, 3, 9, 4, 10, 5, 11 или 6, 12, 7, 1, 8, 2, 9, 3, 10, 4, 11, 5, расположенный под циферблатом соосно с часовой стрелкой и изготовленный с возможностью попеременно перемещения четыре раза в сутки один раз в шесть часов вперед и назад на угол до 30 градусов с обеспечением возможности индикации в окнах циферблата соответствующих чисел часа текущего периода суток. 2 н.п. и 16 з.п. ф-лы, 19 ил.

Способ индикации на часах текущего времени периодов суток до полудня и после полудня (варианты) и часы с индикацией текущего времени периодов суток до полудня и после полудня (варианты) // 2502113

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на повышение точности индикации текущего времени в разные периоды суток, что обеспечивается за счет того, что часы выполнены с возможностью чередующейся индикации текущего времени периода суток до полудня и текущего времени периода суток после полудня посредством расположенного под циферблатом диска чисел часа, имеющего двадцать четыре значения чисел часа с последовательно расположенными по окружности значениями чисел часа на диске 1, 13, 2, 14, 3, 15, 4, 16, 5, 17, 6, 18, 7, 19, 8, 20, 9, 21, 10, 22, 11, 23, 12, 24 (или 0) или 13, 1, 14, 2, 15, 3, 16, 4, 17, 5, 18, 6, 19, 7, 20, 8, 21, 9, 22, 10, 23, 11, 24 (или 0), 12, расположенного соосно с часовой стрелкой и выполненного с возможностью попеременно перемещения два раза в сутки один раз в двенадцать часов вперед/назад на угол до 15 градусов с обеспечением возможности индикации в окнах циферблата соответствующих чисел часа текущего периода суток до полудня или после полудня. 4. н. и 31 з.п. ф-лы, 21 ил.

Способ индикации на часах текущего часа и минут текущего часа одной стрелкой и часы с одной стрелкой // 2511700

Изобретение относится к области часовой техники и может быть использовано для индикации текущих часа и минут текущего часа. Сущность: индикацию текущего часа или минут текущего часа осуществляют на часах, содержащих часовой механизм, циферблат, стрелочный механизм, средство переключения режимов индикации часа и минут, средство индикации. Причем циферблат выполнен с возможностью индикации на нем чисел часа в режиме индикации часа или индикации на нем чисел минут в режиме индикации минут. Стрелочный механизм выполнен с одной стрелкой с возможностью индикации ею текущего часа в режиме индикации часа или текущих минут в режиме индикации минут. Средство индикации выполнено с возможностью индикации на циферблате чисел часа в режиме индикации часа или индикации на циферблате чисел минут в режиме индикации минут. Технический результат: обеспечение возможности раздельной индикации на циферблате часов текущего часа и минут текущего часа одной стрелкой с целью обеспечения максимальной читаемости индикаторов времени и четкого отграничения индикации текущего часа от индикации минут. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 22 ил.

Устройство позиционной индикации для часов и часы с устройством позиционной индикации // 2525465

Изобретение относится к области часовой техники, к механическим часам усложненного типа с дополнительными функциями визуальной позиционной индикации различной временной информации и/или различных периодов времени (параметров времени). Для обеспечения возможности визуальной позиционной индикации различных параметров времени - часов, минут, дня/ночи, ночи/утра/дня/вечера, дней недели, дней месяца, месяцев, лунных фаз, запаса хода, определенных интервалов времени, например времени регаты или игрового спортивного состязания, дат религиозных праздников, уравнений времени, с унифицированными деталями индикаторных элементов и возможностью индикации с различным заданным расположением апертур индикации в ограниченных заданных габаритах, в устройстве позиционной индикации для часов, содержащем индикаторные элементы с возможностью их вращательного движения с приводом от часового механизма и индикации параметров времени в апертурах циферблата, индикаторные элементы выполнены в виде по крайней мере двух последовательно сопряженных друг с другом и расположенных под соответствующими апертурами в циферблате одинаковых индикаторных дисков с цветными метками на поверхности, выполненных с возможностью их последовательного вращательного движения с приводом от часового механизма и индикации одной из цветных меток на одном из индикаторных дисков определенного параметра времени в соответствующей апертуре циферблата. Часы содержат индикаторные элементы описанной выше конструкции. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 ил.

Способ индикации периодов суток на циферблате часов и часы с индикацией периодов суток на циферблате // 2543679

Изобретение относится к области часовой техники, к часовым механизмам со стрелочной индикацией времени, а более конкретно к часовым механизмам усложненного типа с дополнительными функциями индикации на часах текущих периодов суток, преимущественно периодов суток день-ночь или утро-день-вечер-ночь. Для создания простых, несложных в изготовлении и надежных в эксплуатации часов с обычным 12-ти или 24-часовым делением циферблата, которые позволяют без дополнительных указателей на циферблате и без ухудшения считываемости текущего времени на циферблате показывать различным цветом или различными сочетаниями цветов различные периоды суток - до полудня и после полудня, день-ночь, утро-день-вечер-ночь - для четкого и однозначного отграничения дневных часов от и ночных часов с исключением ошибок, связанных с индикацией на обычном циферблате разных значений часов в различные периоды суток одними и теми же цифрами, знаками или символами, при индикации периодов суток на циферблате часов, содержащих циферблат, часовой механизм, стрелочный механизм и механическое средство индикации периодов суток, механическое средство индикации периодов суток выполняют с возможностью циклического изменения цвета, интенсивности цвета или яркости цвета всего или большей части циферблата соответственно циклическому чередованию периодов суток, например, соответственно циклическому чередованию периодов суток до полудня и после полудня, дня и ночи, светлого и темного времени суток, или утра, дня, вечера и ночи. Часы с индикацией периодов суток, содержащие циферблат, часовой механизм и стрелочный механизм, содержат механическое средство индикации периодов суток с возможностью циклического изменения цвета, интенсивности цвета или яркости цвета всего или большей части циферблата соответственно циклическому чередованию периодов суток, например соответственно циклическому чередованию периодов суток до полудня и после полудня, дня и ночи, светлого и темного времени суток или утра, дня, вечера и ночи. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 14 ил.