晶体管时钟。方案、说明

晶体管时钟。无线电电子电气工程百科全书

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传统机械表的主要元件是钟摆或摆轮，由重物或弹簧驱动。这种手表需要定期和频繁地上弦，这造成了一定的不便。

长期以来，许多设计师一直致力于制造没有重量和弹簧的手表的问题，结果出现了机电手表。在它们中，摆锤由一个由电流源供电的电磁体驱动。当摆锤接近平衡位置时（图 1），与其相关的触点闭合，电流流过电磁线圈。由软铁制成的锚固定在摆锤上，由静止的电磁铁吸引。

晶体管时钟
米。 1、电接点钟装置。

机电手表在电池电量方面非常经济，并且具有良好的准确度。但它们也有一个弱点 - 关闭电磁铁电路的触点。毕竟，在短短一年之内，他们必须关闭数百万次，所以过了一会儿，电子钟开始不准确地工作。如果手表非常小，比如手表，那么其中的微型触点就更不可靠了，随着晶体管的出现，制造非接触式电子手表成为可能。

方案晶体管上的电子非接触时钟如图 2 所示。 XNUMX. 永磁体固定在摆锤上，在其运动过程中，在固定线圈的匝数中感应出电动势。线圈的一个绕组连接在晶体管的基极和发射极之间，第二个 - 在集电极电路中。

晶体管时钟
米。 2.晶体管上的时钟电路。

摆锤（磁铁）的中心在平衡位置与线圈的轴相交。当摆锤在线圈 L1 中振荡时，会产生一个电动势，其形状如曲线 1 所示（图 3）。在该图中，用实线绘制的曲线表示当钟摆从左向右移动时出现的电压和电流图，而虚线 - 从右向左移动。线圈L1的绕组两端连接在一起，使得当摆锤接近平衡位置时，晶体管的基极出现相对于发射极的负电压。它发生在磁铁接近线圈时，由于穿过其匝的磁通量增加。在平衡位置，通过线圈的磁通量达到最大值。此时，电压变为零。此外，磁通量开始减少，并且电动势的符号变为相反。当磁铁远离线圈时，其两端的电压几乎消失。在第二个半周期中，情况会重演：当磁铁接近线圈时，绕组 L1 中会感应出一个电动势，使得基极电压为负。在这个电压脉冲的作用下，电流通过基极电路（曲线 2），晶体管解锁（图 3）。

晶体管时钟
图3。时钟电路的电压、电流和摆锤能量图如图 2 所示。 XNUMX.
A 是摆的振幅，
O 是平衡的位置。

包含在集电极电路中的线圈 L2 的匝数方向使得当集电极电流通过它时（曲线 3），磁铁被吸引到线圈上。他的动作正在加速。

与传统时钟一样，摆的振荡频率几乎完全由其物理参数决定：长度和质量分布。摆锤的质量主要由磁铁及其附件的细节决定。指针机构通过表盘连接到钟摆，时钟准备就绪。

时钟设计。 对于在晶体管上制造时钟，任何摆钟或“时钟”都非常合适。在它们中，只需要重新制作扳机，当然还需要卸下弹簧或重物；它们的功能将由电池执行。

在普通时钟中，使钟摆运动的擒纵机构具有如图所示的形式。 4a。必须修改，如图所示。 4b。摇臂1焊接在轴2上，耳环3自由悬挂在摇臂上，当摆锤向左移动时，耳环沿棘轮4齿的斜面滑动，并在其作用下重力，从它的顶部跳到牙齿之间的缝隙中。当钟摆向右移动时，耳环靠在齿的陡侧，将棘轮向左转动一个齿。为了固定轮子的位置，防止轮子向右转动，将花瓣爪5的一个边缘压在它上面。花瓣的第二个边缘围绕轴6自由旋转。当棘轮向左旋转时，花瓣沿着牙齿的斜边滑动，从它们的顶部跳下，停留在牙齿的锋利边缘。

晶体管时钟
米。 4. 传统手表的触发机构装置(a)。
晶体管上的时钟机构装置，用于将摆锤的振荡运动转换为指针的旋转运动（b）。

由传统时钟制成的组装时钟机构如图 5 所示。 3. 本表中的摇杆、耳环和花瓣狗均由锡制成。可以使用任何磁铁。它的体积不应小于4-XNUMX厘米³, 因为它必须承受 100-200 g 的负载。在所描述的设计中，使用了直径为 35 mm 的扬声器的环形磁铁。要调整手表的运动，必须安装磁铁，使其可以上下移动。如果时钟很快，则必须降低钟摆（磁铁）。

晶体管时钟
图 5。组装的时钟机制。

任何合金晶体管，例如 P2-P13 型，都可以在时钟发生器中工作（图 15）。发生器的运行不依赖于晶体管的电流增益。二极管 D1 可以使用 D7B-D7Zh 型。您可以使用锗合金晶体管的发射极或集电极结代替二极管，其中发射极或集电极端子已脱落。如果在发电机中使用具有 npn 电导率的晶体管（图 2），则电池和二极管 D1 的极性应相反。

电磁铁线圈可缠绕在内径20、外径48、宽度8mm的塑料或纸架上。有必要将线圈大量缠绕成两根线，直到被填满。线径 - 0,09-0,15 毫米。绕线后，需要检查得到的两个绕组之间是否有短路现象。一个绕组的开头连接到另一个绕组的末端，晶体管的发射极的输出连接到这一点。

作者：N. Goryunov，A. 普希金；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

查看其他文章 部分时钟、定时器、继电器、负载开关.

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尤里
未指定电池电压。

谢尔盖
在 1,5 年代，我重做了一个挂在我们厨房里的时钟。他们开始失败，这种发展出现了。现在在车库里有一个相同设计的稀有物（邻居把它拿来修理 - 把它扔掉很可惜）。着手复制设计。毕竟，有这样的描述和计划真是太好了，我当时还是个小学生时就根据它重新制作了时钟。电压 373 伏。然后提供了XNUMX电池，像一个大的一样，它工作了很长时间。感谢网站的开发者保存了这个设计。

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电压 1,5 伏。然后提供了373电池，像一个大的一样，它工作了很长时间。感谢网站的开发者保存了这个设计。

保险
40 年前我就玩过这个计划。锗晶体管在其中工作得更好，电源电压高达 0,9 V。

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