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无线电电子与电气工程百科全书 电子钟来自收音机设计师的细节。 无线电电子电气工程百科全书
无线电电子与电气工程百科全书 / 时钟、定时器、继电器、负载开关 对于对数字技术感兴趣并希望在实践中熟悉大型集成电路的无线电爱好者，该国的一些工业企业生产用于自组装电子钟的成套零件 - 例如“Electronics-1”。 电子钟的功能图如图 1 所示，这样的无线电设计师甚至可以在家里组装，只需要一把烙铁和一些安装、测试和调整中等复杂程度的业余无线电设计的经验。 XNUMX.
时钟的基础是一个大型集成电路DD（由点划线表示），包含石英振荡器G的参考频率块和运算放大器的运算装置，数字指示器HG1 - HG4连接到其上、时钟控制单元BU和声换能器HA。 PN 电压转换器通过一个公共 12 V DC 电源为所有电路和时钟组件提供电源。石英振荡器单元的功能用途类似于组装在平均集成度微电路上的业余电子表的参考频率单元。 控制信号合成指示器的操作装置提供秒表和闹钟的功能。 设计套件“Electronics-1”包括：多功能微电路KA1016HL1（或ChB-32）、石英谐振器RK-72CHA-17BU、ZP-1型压电陶瓷钟、IV-ZA（或IV-6）标志指示器、印刷电路板和其他必要的细节和材料。 套件的所有者只需弄清楚手表的组件和元件的用途，将零件安装在板上，并根据您的喜好为它们制作一个外壳。 电源可以是12V电池（如果时钟安装在汽车上）或具有相同直流输出电压的整流器。 12 V 电源的电流消耗不超过 200 mA。 时钟的精度不低于每天±1秒。 时钟示意图如图所示。 2.
DD1微电路的电源是稳压二极管VD1和晶体管VT1上的稳压器。 微电路的引脚 15 和 15 上施加 12 V 的稳定电压。 其公共电源电路为引脚 12。ZQ1 石英谐振器（即参考频率发生器）的固有频率为 32 Hz。 它被分频器（微电路的一部分）的元件除频，最高可达 768 Hz，相当于 1 s 的时间。 按钮开关SB1-SB1形成微电路操作装置的控制单元，其提供对数字指示器HG2-HG1的控制。 信号合成指示器 IV-ZA 是一种电子灯，具有直热式阴极（引脚 7、8）、八个具有独立引脚（1-6、10 和 11）的阳极以及公共控制栅极（引脚 9）。 七个阳极以窄条的形式制成，形成程式化的数字 8，第八个阳极呈点的形式。 阳极涂有一层薄薄的磷光体。 当向指示器的栅极和阳极元件施加正电压时，阴极和阳极之间会产生电子流，导致荧光粉发光。 在时钟中，所有指示器的数字符号的同名元件的阳极互连并连接至微电路的相应引脚。 在某些时间点，操作设备会向它们馈送编码信号，合成数字的元素之一。 同时，控制信号被施加到指示器网格。 由于代码和控制信号同时作用，指示器显示从 0 到 9 的数字。指示器 HG1 和 HG2 突出显示小时，HG3 和 HQ4 - 当前时间的分钟。 第二个指示器中的圆点符号将小时与分钟分开，并且永久亮起。 其他指标中没有使用类似的符号。 通过按下控制单元的按钮SB1“K”，可以校正当前时间和自动激活警报声音信号的时间的指示。 SB5“H”按钮设置小时，SB4“M”按钮设置当前时间的分钟。 SB2“C”按钮用于将时钟切换到当前时间的秒数模式，并作为秒表从零时间值开始工作。 按钮SB3“B”开启闹钟待机模式； 如果预设时间与当前时间一致，则连接到微电路的引脚1的压电陶瓷铃HA10发出频率约为2kHz的声音信号。 通过包含在参考频率石英振荡器中的调谐电容器 C1，可以校正时钟“运行”的精度。 信号指示器灯丝的设计电压为 0,85 ... 1,15 V，电流为 45 ... 55 mA。 在时钟中，它们并联连接，并通过淬灭电阻器 R12 由公共 18 V 电源供电。 分压器 R16R17 和双阳极（对称）齐纳二极管 VD2 形成灯丝的中点，相对于该中点，负电压通过电阻器 R4-R15 施加到指示元件，该电压取自整流器的输出。电压转换器，以消除指示数字的关闭元件的闪烁。 变压器TS1和晶体管VT2、VT3构成推挽式变换器，将外部电源的直流电压转换为频率约为2kHz的交流电压。 外部电源的负电压直接提供给晶体管的发射极，正电压通过 TS1 变压器的绕组 III 和 IV 提供给晶体管的集电极。 从分压器 R20R19 的电阻器 R20 获取的电压通过绕组 I 和 II 馈送到晶体管的基极，并在晶体管上产生正偏压（相对于发射极），从而确保转换器的启动。 由于晶体管的集电极和基极电路之间的正反馈作用，器件被激励。 此时，变压器绕组V中感应出矩形交变电压，经二极管VD2～VD5整流，连接桥式电路，再经稳压二极管VD1和晶体管VT1稳压。 安装在印刷电路板上的时钟的外观、电路板草图以及其上部件的放置图如图 3 所示。 4-图XNUMX。
实线表示从部件侧面安装在电路板上的附加跳线（12 件）。 电阻器 R4 - R15 安装在垂直位置。 它们的上部端子通过一根安装线连接，该安装线焊接到印刷导体的接触垫上，连接到二极管 VD3 和 VD4、双阳极齐纳二极管 VD2 的阳极，并（通过跳线）连接到稳压管VT1的集电极。 为了防止指示器引线相互连接，在其上放置了绝缘管。 Textolite 垫圈放置在石英谐振器下方。 电压转换器变压器TS1的磁路是尺寸为K2000bX1X10的M4,5NM铁氧体环（包含在套件中）。 绕组 I 和 II 各包含 20 匝，III 和 IV - 各 65 匝，绕组 V-225 匝电线 PEV-2 0,14。 在图中，绕组的起点用点表示。 绕组I-IV的导线沿一个方向缠绕在环体上，而绕组II必须是绕组I的延续，并且绕组IV必须是绕组III的延续。 为避免绕组导通，建议将每对绕组（I 和 II、III 和 IV）缠绕一根适当长度的电线，对折，然后切割并连接其各部分，以便其中一个是第二个的延续。 连接点将是一对串联绕组中间的抽头（对于绕组 I 和 II - 抽头 4，对于绕组 III 和 IV - 抽头 7）。 首先，必须用一条 5 毫米宽的漆布条将铁氧体环整个直径包裹起来，用 BF-2 胶将其端部固定，并使用线梭将绕组 I 和 II 的导线缠绕起来。 然后，用一条漆布包裹它们，缠绕绕组III和IV。 最后缠绕绕组线V，预先用漆布包裹先前的绕组，然后是V绕组。 将成品变压器用BF-2胶固定在板上（不建议使用金属支架、夹子或螺柱紧固），并将其绕组的引线焊接到印刷电路板相应的载流焊盘上。 微电路最后安装在板上，同时采取措施排除由于端子上的静电荷或焊接过程中过热而可能发生的故障。 为了防止微电路被静电意外击穿，电路板、烙铁和安装者本人的身体的电位必须相同。 为此，将几匝裸线缠绕在烙铁的塑料（或木制）手柄上，或者将锡板固定在其上，并通过电阻为 100 ... 200 的电阻器连接（电线或板） kOhm 到烙铁头和所有其他金属部件。 徒手安装时，请握住电路板的载流电源导体。 焊接时，烙铁接触微电路各输出的持续时间不应超过3s，此时烙铁本身与市电断开。 不遵守这些通常简单的要求可能会对微电路产生不利影响。 安装完成后，仔细与时钟的电路图进行比较，用金属针或干净的不掉毛的布清除载流印刷导体和焊盘之间印刷电路板上的污垢、助焊剂残留物、焊滴，仅然后将电源连接到时钟。 外部电源几乎可以是任何在负载电流至少为 12 mA 时输出电压约为 200 V 的全波整流器。 连接电源后，指示灯中应立即出现随机数字，这是手表正在工作的标志。 要重置并启动时钟，必须同时按下SB1“K”和SB2“C”按钮，然后释放“K”按钮。 从这一刻起，秒数开始倒计时——时钟就像秒表一样工作。 接下来，您需要按下按钮SB2“C”，同时或分别按下按钮SB5“H”、SB4“M”，设置指示器上当前时间的小时和分钟。 如果此后再次按下SB2“C”按钮，指示器将显示当前时间的秒数。 要设置声音信号（闹钟）的时间，必须按下SB3“B”按钮，交替按下“H”和“M”按钮，在指示器块上设置所需的时间并释放“B”按钮。 如果当前时间与设定值一致，则应出现间歇性报警信号，可通过按“B”按钮将其关闭。 要将时钟用作秒表，请在按下“C”按钮的同时，按下并立即释放“K”按钮。 但同时，当前时间也会被重置，通过“H”和“M”按钮恢复其值。 如果在运行过程中时钟出现失控或滞后现象，可以通过用电容器C1调整发生器的频率来纠正其方向。 表壳的设计是任意的。 建议在其前壁上覆盖一个矩形孔，通过有机玻璃或蓝色或绿色薄膜可以看到指示器。 所安装的时钟的指示数字的发光元件可能会闪烁，并且压电陶瓷钟会不断发出不稳定的声音。 其原因在于微电路的激励。 为了消除这种现象，需要用一个容量为0,047或0,068μF的陶瓷电容器来阻断微电路的电源电路，将其连接在其端子12和15之间或与稳压器的输出（在图 2 - 电容器 C7 以虚线表示）。 手表操作中发现的第二个小缺点是拔掉压电陶瓷钟时会发出可听见的声音。 其原因是全波整流器VD3-VD6输出端的电流纹波平滑不够。 为了消除这种现象，需要更换电解电容C3或并联一个容量为5…10μF的电容，电压至少为50V。 由无线电设计者“Electronics-1”的部件组装而成的时钟最显着的缺点是电源的大量非生产性能量损失。 事实上，晶体管转换器以及为微电路和信号指示器阳极电路供电的稳压器从 12 V 电源消耗的电流不超过 15 mA，所有指示器的灯丝消耗的电流不超过 190 mA 。 。 总电流为 200 mA，或者就功率而言为 2,4 瓦。 但为了使指示灯灯丝上的电压在0,85 ... 1 V之内，它们通过电阻R18供电，消除了约11 V的多余电压。所以事实证明，大部分功率消耗在来自电源的时钟是无用的，用于加热该电阻。 如何避免这些电源能量的非生产性损失？ 如果时钟要在汽车中运行并由电池供电，则可以在转换器的变压器 TS1 上提供额外的次级绕组，旨在直接为标志指示器的灯丝供电。 电阻R18原来是一个额外的部件，被去掉了。
为了给家用时钟供电，当然需要使用为微电路电路和指示器灯丝单独供电而设计的电源装置，这样也可以省去电阻R18。 网络电源的计算已在Radio杂志和VRL文集中多次描述（例如，参见B. Ivanov在VRL文集中第84期的文章“自制电源”）。
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