170229. lajstromszámú szabadalom • Elektrónikus óra

170229 9 10 rásból az oszcillátornak adott teljes kollektor áramot a Q5 tranzisztor kollektoráról visszacsatolt feszültség határozza meg. A Q5 tranzisztor kollektoráramát Q7 tranzisztoros áramforrás biztosítja, amelynek előfeszítését az áramforrás előfeszítő szabályozó adja (az ábrán nem látható). Amikor először kerül áram alá a rendszer, csupán a Q7 tranzisztor vezet, így a Q5 tranzisztor kollektor feszültsége emelkedik mindaddig, amíg Dl Schottky-dióda és Q4 tranzisztor vezetni kezd. Ezután a Q4 tranzisztor kollektorárama bekapcsolja a Q6 tranzisztort, amin keresztül akkora áram folyik, amely elegendő előfeszítést ad ahhoz, hogy a Q5 tranzisztor eléggé vezetővé váljon annak érdekében, hogy kollektorfeszültsége mind a Dl Schottky-diódát, mind a Q4 tranzisztort nagyon kis mértékben vezetővé tegye az oszcillátor kimenőjelének legpozitívabb csúcsértékeinél. Ilyen módon az áramkör számára biztosított a stabil előfeszített üzem, és kimenete azon korláton belül van tartva, amit a Q4 tranzisztor bázis-emitter nyitóirányú maradékfeszültsége és a vele sorba kötött Dl Schottkydióda nyitóirányú maradék feszültsége meghatároz (a kettő összege körülbelül 0,85 V) a Q5 tranzisztor telítési maradékfeszültsége által megszabott legkisebb feszültségértéknél. A 6-9. ábrák logikai diagram formában mutatják a találmány elektronikus karórájának integrált áramköri funkcióit. Ez a logika megvalósítja a 2. ábra funkcionális tömbvázlatán látható funkciókat, és az ott alkalmazott referenciaszámokat használjuk -amennyiben ez lehetséges - a 6-9. ábrák részletes logikai blokkjaihoz is. A 6—9. ábrák különböző logikai blokkjainak logikáját és működési módját fogjuk most részletesen ismertetni. Mielőtt a találmány szerinti logika megvalósításának diszkutálását elkezdenénk, először a három fajta bipoláris flip-flopot ismertetjük, amelyeket a logika megvalósításában felhasználunk. A három alkalmazott típusú flip-flop a triggerelhető, az RS és a JK flip-flop. Először a triggerelhető flip-flop működését ismertetjük. A flip-flop a 10. a) és 10. b) ábrán látható rajzok szerint bipoláris fő- és mellékáramkörrel rendelkező, lebegő főáramkörös, egyen-csatolású kialakítású. A hagyományos kisfeszültségű bipoláris triggerelhető flip-flopok váltakozó áramú csatolásúak. Ebben a rendszerben azonban, ahol a működés az egyes voltos tartományban szükséges, nem volt lehetséges szokásos egyen-csatolású áramkört tervezni, mivel két bázis-emitter átmenet, valamint egy áramforrás nem oldható meg egy voltos táplálásról. Továbbá az egy voltos tápfeszültség korlátozás eleve kizárja az olyan flip-flop konfigurációt, amely magában foglal egy bázis-emitter és egy bázis-kollektor átmeneteket, valamint egy áramforrást. A találmányban alkalmazott flip-flop Schottky-féle bázis-kollektor átmenetet tartalmaz, és az alkalmazott működési áramtartományban egy áramforrás, egy Schottky-féle bázis-kollektor átmenet és egy bázis-emitter feszültség van az egy voltos tápfeszültség tartományban. A flip-flop főáramkörét TI és T2 tranzisztorok alkotják, míg a kisegítő áramkörét T3, T4, T5 és T6 tranzisztorok. "Működés közben feltételezzük, hogy T6 tranzisztor úgy van előfeszítve nyitóirányban, hogy kollektora közel földpotenciálon van, és az előfeszítő áramot a Schottky-féle T4 tranzisztor egyik emitteréről kapja. így bázisáram nem áll a T3 • tranzisztor rendelkezésére, ennélfogva T3 tranzisztor kollektorán „magas" feszültség van, mivel T3 lezárásba van 5 előfeszítve. Most tételezzük fel, hogy az órajel által meghajtott T7 tranzisztor nem vezet. Ekkor a főáramkör Vcc tápfeszültség felé tart, és a T2 tranzisztor emitterén, valamint Dil Schottky-diódán keresztül, ami a T6 tranzisztor kollektorára van kapcsolva, lesz 10 megfogva. Ennek hatására T2 tranzisztor bekapcsol, aminek eredményeképpen TI tranzisztor elveszti bázisáramát, amely most T2 tranzisztor emitterén, a. Dl 1 Schottky-diódán és a T6 tranzisztor kollektoremitter útján záródik a földre. Amikor a T7 tranzisz-15 tor bekapcsol, hogy átbillentse a flip-flopot, az áram a T2 tranzisztor egyik emitteréről átmegy annak másik emitterére, és az „óra" vonalon kifelé folyik. Amikor a T7 tranzisztor kollektorfeszültsége földpotenciál felé tart, akkor a Tz tranzisztor kollektorának mara-20 dékfeszültsége plusz a T2 tranzisztor kollektoremitter maradék feszültsége kerül a T5 tranzisztor egyik emitterére. A T5 tranzisztor bázisárama ezen emitterből kifelé folyik a telített T2 és T7 tranzisztorokon keresztül a föld felé. Ez megfosztja a T6 25 tranzisztort bázisáramától, ezzel záróirányba feszíti azt elő, aminek hatására a T6 tranzisztor kollektora magas feszültségűvé válik. Jgy lehetővé válik, hogy a Schottky-féle T4 tranzisztor mindkét emitterére magas feszültség kerüljön, és a T4 tranzisztor bázisárama 30 most kollektorától kifelé, a T3 tranzisztor bázisába folyva, azt nyitóirányba feszíti elő. A flip-flop most egyik stabil állapotába került. Ha a T7 tranzisztor kikapcsol, a főáramkör másik részének feszültsége emelkedik, és ekkor TI tranzisztor emitterén, D21 35 Schottky-diódán és a T3 tranzisztor kollektorán íeresztül lesz megfogva. Ennek hatására a flip-flop főáramköre ellentétes állapotba kerül, mint amiben korábban volt. Amikor az órajel ismét alacsony feszültségű állapotba megy, ez leszívja az áramot a T4 40 tranzisztor egyik emitteréből a TI és T7 tranzisztorokon keresztül. Ez végső soron megfosztja a T3 tranzisztort bázisáramától, biztosítva ezzel, hogy annak kollektorfeszültsége magas feszültségre váltson, így biztosítva a T5 tranzisztor mindkét emitterére a 45 magas feszültséget. A T5 tranzisztor bázisárama most T6 tranzisztorba folyik be, ami ekkor bekapcsol, befejezve ezzel egy teljes ciklust. A „törlés" bemenet hatására Q kimenet logikai nullába megy. A „preset" bemenet hatására ,Q 30 kimenet logikai 1-be megy. A „törlés" vagy „preset" bemenetekre kerülő logikai szinteknek kis mértékű prioritása van az órajelhez képest. Mindegyik telített tranzisztorról jövő jel. Annak érdekében, hogy az óraimpulzus hatásos lehessen, mind „törlés", mind a 55 „preset" bemeneten magas feszültségű jelnek kell lennie. Ahhoz, hogy a „törlés" vagy a „preset" bemeneteken levő jel hatásos legyen, az órajelnek kell magas feszültségűnek lennie. Ezt a 10. b) ábra hullámformái mutatják. 60 A 11. ábrán a találmány szerinti Rs flip-flop vázlatos kapcsolási rajzát láthatjuk. Itt a flip-flop főáramkörét 183 és 184 tranzisztorok alkotják, míg a kisegítőáramkört 179, 180, 181 és 182 tranzisztorok. Amint látható, a 180 és 181 tranzisztorok Schottky 65 tranzisztorok. A 11. ábrán látható RS flip-flop 5