170229. lajstromszámú szabadalom • Elektrónikus óra
17 170229 18 osztó számlálónak 76 kimenetén megjelenő számérték 78 RS flip-flopot 1 állapotba billenti, amire az lehetővé teszi a dátum számláló, vagyis a harminc* eggyel osztó számláló tartalmának növelését. A 78 RS flip-flop vissza van csatolva a 76 kimenetet adó 80 kapura és akkor lesz nullázva, amikor az óraszámláló a 6 órán túl számlált, ekkor azután az óraszámláló kimenő jelének útja ismét szabad lesz. Ha az óraszámláló tartalmát a 8. ábrán látható beállító 82 nyomógombbal növeljük, a dátum növekmény memória eleme sem 1, sem 0 állapotba nem állitható. A délelőtt-délután jelző áramkör a 23. ábrán látható. A délelőtt-délután jelző áramkör egy folyadékkristály kijelző szegmens, amely megmutatja, hogy a 12 órás üzemmódban a számláló az első vagy a második 12 órában van. A délelőtt-délután jelző ég délután folyamán, vagyis a második 12 órában. A 24 órát kijelző üzemmódban a délelőtt-délután jelző szegmensének célszerű elhelyezkedése az órákat és a perceket kijelző részegység között van. A harminceggyel osztó számláló logikai áramkörét a 24. ábra mutatja. A harminceggyel osztó számlálót egy 84 tízzel osztó számláló és egy 86 néggyel osztó számláló valósítja meg. A tízzel osztó számláló az egyes helyértékű számjegyeket, a néggyel osztó számláló pedig a tizes helyértékű számjegyeket tartalmazza. A két számlálót megvalósító elemek RS flip-flopok. 87 logika segítségével módosítható a sorozat, amikor a szám eléri a harmincegyet, és a számláló ezután visszatér az egy-be. A találmányban alkalmazott szabályozó áramkörök a 25—31. ábrák kapcsán kerülnek ismertetésre. Itt jegyezzük meg, hogy elemről működtetett elektronikus karórák teljesítményigénye teszi szükségessé nagy ellenállások, például 100 megohm nagyságrendűek használatát. Ilyen ellenállások túl nagyok ahhoz, hogy bipoláris integrált áramkörökben előállíthatók legyenek. Ezért a találmányban alkalmazott rendszer előnyösen használja az áramforrásokat a terhelő ellenállások helyett. A korlátozó ellenállásoknak bipoláris integrált áramkörökben való elhagyásával megoldást ismertetnek például az „Integrált injektáló logika, áttörés az integrált áramkörök frontján" című cikkben (Microelectronics and Reliability, Pergamon Press, 1972. 11. kötet 94. oldal). A találmány szerinti „áraminjektálási" technika (28., 29. és 35-42. ábrák) komoly előnnyel rendelkezik a hivatkozott cikkbeli megoldással szemben, beleértve a nagyfeszültségű kimenő követelményekkel való kompatibilitást is. Az áramforrás alapvető működése a 26. ábrán tanulmányozható, ahol 1 tranzisztor R ellenállással együtt képezi a referenciaforrást. Az 1 tranzisztor bázisa és kollektora összekötött, és így diódaként működik. Ezen a diódán átfolyó áram hozza létre a referenciafeszültséget. Azzal a feltételezéssel éltünk, hogy az 1 tranzisztor szükséges bázisárama kicsi emitteráramához képest. Amikor 2 tranzisztor a 26. ábrán látható kapcsolású, az 1 tranzisztor bázis-emitter feszültségesése a 2 tranzisztor bázis-emitter átmenetére kerül. Ennélfogva az az áram, ami a 2 tranzisztor emitterén átfolyik, ugyanaz lesz, mint ami az 1 tranzisztor emitterárama. Feltételeztük, hogy 12 és 15 bázisaramok sokkal kisebbek, mint II és 14 emitteráramok. Jgy áll az is, hogy 12 és 15 bázisáramok összege, vagyis 17 áram sokkal kisebb, mint 13 áram. Ebből következik, hogy 13 áramot R ellenállás értéke határozza meg. Ha az 1 és 2 tranzisztorok jól párba válogatottak, akkor a 2 tranzisztor 16 kollektorárama jól meg fog egyezni azzal az árammal, ami R 5 ellenálláson keresztül folyik. Az ilyen típusú áramkörök gyakorlati korlátai a 27. ábrán nyilvánvalóak. Amikor az alap áramforrást kiegészítjük úgy, hogy sok áramforrás legyen hozzákötve, akkor az előbbiekben tett feltételezés, vagyis hogy IB bázisáram kicsi 10 Ic kollektoráramhoz képest, tovább nem áll fenn. Úgyszintén az áram, amit R ellenállás biztosít, közvetlenül V tápfeszültség függvénye. j A találmánynak megfelelően olyan áramkört alkalmazunk, ami a referenciában úgy állítja be Ic 15 áramértéket, hogy az független legyen a tápfeszültségtől és amely független az áramforrásokból jövő Iß bázisáramtól (27. ábra). A rendszer szabályozó áramkörét a 25. ábrán láthatjuk, amelyben rögzített értékű áram folyik 5 tranzisztor emitterén. 20: A szabályozó áramkör működése az alábbi. A 25. ábra 12 árama körülbelül tizenötször akkorára van beállítva, mint az II áram. Ezt a viszonyt az 1,2, 3 és 4 tranzisztorok geometriája biztosítja.. A viszony pontos értéke nem kritikus. Az 12 és II áramok 25 közötti viszony miatt 6 és 7 tranzisztorok bázis-emitter feszültsége különböző. Ez a feszültségkülönbség a külső R ellenálláson jelenik meg, ami 13 tartóra van kötve. Ez az R ellenállás például 68 kohm nagyságú lehet. A referencia 5 tranzisztor kollektoráramának 30 háromnegyed része keresztül folyik ezen az R ellenálláson a föld felé, mivel a négy kollektor közül három erre van kötve. Ha a referencia 5 tranzisztoron keresztül folyó áram túl nagy lesz, az R ellenálláson megjelenő feszültség növekedni fog. Ennek eredmé-35 nyeképpen II áramból több folyik a 7 tranzisztor bázisába, megfosztva ezzel 8 tranzisztort bázisáramától. Amikor a 8 tranzisztor elkezd lezárni, ez csökkenti valamennyi áramforrásként használt p-n-p- tranzisztor bázis-emitter feszültségét. Ennélfogva az 5 40 tranzisztor elveszti bázisáramát, és áramának csökkennie kell. Ha az 5 tranzisztor árama túlságosan csökkenne, az R ellenállásra jutó feszültség esik, II áramból többet húzna az ellenállásba. Ennek eredményeképpen a 7 tranzisztor bázisárama csökken, ami 45 többet enged 12 áramból a 8 tranzisztor bázisába befolyni. Ennek hatására az 5 tranzisztor és az áramforrásként használt valamennyi p-n-p- tranzisztor bázisárama növekedni fog. A szabályozó áramkörnek elegendően nagy a dinamikus tartománya, amelyben 50 módosítani tudja saját magát egy olyan rögzített áramértékre, amit kizárólag a 13 tartóra erősített R ellenállás határoz meg. Az ily módon létrejövő áram így független a tápfeszültségtől. A 7 tranzisztor kollektora és bázisa közé kapcsolt 60 kondenzátor 55 célja, hogy megakadályozza a szilícium vezérelt egyenirányítót a szabályozó reteszelésében. A 9 és 10 tranzisztorok és a 11 tartóra erősített ellenállás az áramkör indítására szolgál, vagyis a szabályozó kezdeti működését biztosítja. Az 5 tranzisztor egyik 60 kollektora 21 tartóra van kötve. Ezen kollektoráram a . 16b segédszabályozó (2. ábra) referenciája lesz. A segédszabályozó kapcsolási rajzát a 30. ábrán láthatjuk. A 3, 4 és 5 tranzisztorok olyan áramforrást alkotnak, amely a 25. ábrán ismertetett főszabályozó 65 referenciaáramától közvetlenül függ. A3 tranzisztor 9
