165721. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus kvarcóra
165721 7 8 frekvenciaosztónál n2 = 2 k % ahol k 2 a többfokozatú 66 frekvenciaosztó fokozatainak száma. Ebben az esetben az impulzusjel frekvenciája a többfokozatú 65 és 66 frekvenciaosztó kimeneteire kapcsolt 67 koincidencia áramkör kimenetén n^n^ ször kisebb, mint az 1 kvarcgenerátor impulzusfrekvenciája. A 2. ábrán látható áramkör lehetővé teszi, hogy az időt meghatározó kis időállandójú RC tagok alkalmazásánál kis impulzusfrekvenciát kapjunk, ami megnöveli az üzembiztonságot, valamint csökkenti az óra méreteit az 1. ábrán látható áramkörhöz képest. Az elektronikus kvarcóra a következőképpen működik: Az 1 kvarcgenerátor a 3/a ábrán látható frekvenciastabil T periódusú áramimpulzusokat állítja elő. A multivibrator áramkört képező 13 és 14 tranzisztorok (1. ábra) a rövid ideig tartó, a 21 tápegység 20 sínéhez képest negatív áramimpulzusok ideje alatt vezetnek. A periódus nagy részében (3/a ábra) a 13 és 14 tranzisztorok le vannak zárva. Ezért az 1 generátor áramkörének áramfelhasználása a 21 tápegységből igen csekély. Az 1 kvarcgenerátor áramkörében a 13 és 14 tranzisztorok emitter körében levő 16, 17 ellenállások az öngerjesztési viszonyok javítására a 18 és 19 kondenzátorokkal vannak áthidalva. Az 1 kvarcgenerátor kimenő impulzusainak stabilitását a 15 kvarcrezonátor paraméterei határozzák meg. Amikor a 2 impulzusoformáló bemenetére nem érkezik impulzus, a 26 és 27 tranzisztorok vezetnek és telítési állapotban vannak, mivel a 29 ellenállás a 27 tranzisztor bázisán nyitó feszültséget állít elő, és a 31 ellenálláson át a 26 tranzisztor nyit. Mivel a 32 tranzisztor bázisán az emitterhez képest nulla feszültség van, a 32 tranzisztor le van zárva. A tranzisztorok ilyen állapota a 2 impulzusformálóban nem változik egészen addig, amíg a 32 tranzisztor bázisára az 1 kvarcgenerátor kimenetéről a 32 tranzisztor emitteréhez képest negatív áramimpulzus érkezik. Ekkor a 32 tranzisztor nyit, kollektora és emittere között a potenciálkülönbség nulla lesz, ami a korábban vezető 26 tranzisztort lezárja. A 26 tranzisztor kollektorán nulla lesz a feszültség, és a kollektoron ekkor keletkező a 22 sínhez képest negatív feszültségugrás a 28 kondenzátoron át a 27 tranzisztor bázisára jut, és azt lezárja. Az első pillanatban a 27 tranzisztor bázisa és emittere közötti zárófeszültség kb. egyenlő a tápfeszültséggel. A 28 kondenzátorból (1. ábra) és a 29, 30 ellenállásokból álló áramkör időállandója által meghatározott tx idő alatt (3/b ábra) megtörténik a 28 kondenzátor áttöltése. Az áramkörnek ezt az állapotát a 3/b ábra szemlélteti, ahol a 2 impulzusformáló kimenetén az alsó feszültségszint (feszültség a 30 ellenálláson) a tx időnek felel meg (3/b ábra), vagyis annak az időnek, amíg a 26 és 27 tranzisztorok zárt állapotban vannak. Az óra áramkörében a 30 ellenállást sokkal kisebbre választjuk, mint a 29 ellenállást, ezért a tx idő alatti feszültségváltozást a 30 ellenálláson elhanyagolhatjuk, és ezt a feszültséget állandónak és nullával egyenlőnek (22 sín feszültsége) vehetjük. A 26 és 27 tranzisztorok lezárt állapotának időtartama a 28 kondenzátornak a 29 ellenálláson át történő töltésétől függ. A kondenzátor addig töltődik, ameddig a 27 tranzisztor bázisfeszültsége nem éri el a nyitási feszültség értékét. Ekkor ki-5 nyit a 27 tranzisztor és a 26 tranzisztor is, és a 28 kondenzátor a 26 és 27 tranzisztorok vezető átmenetein át a 21 tápegység feszültségére töltődik. A tj időintervallumban, amikor a kondenzátor töltődik, a 26 és 27 tranzisztorok le vannak zárva, 10 és az 1 kvarcgenerátortól érkező és a 32 tranzisztort nyitó impulzusok ezeknek a tranzisztoroknak az állapotát nem változtatják, a 2 impulzusformáló kimenetén az n—1 impulzus érkezésekor az 1 kvarcgenerátorról és a teljes tx időtartam alatt 15 nincs jel. Az 1 kvarcgenerátor következő, n-edik impulzusa a 26 és 27 tranzisztorok átkapcsolása után zárja a 26 ós 27 tranzisztorokat, és a 2 impulzusformálóban olyan folyamatok játszódnak le, amelyek a fent leírtakhoz hasonlóak. A 2 impulzus-20 formáló kimenetén (30 ellenálláson) a tápfeszültséggel egyenlő amplitúdójú pozitív impulzusok képződnek, melyek frekvenciája n-ed része a kvarcgenerátor frekvenciájának. A 3/b ábrán a 2 impulzusformáló (1. ábra) kimenetén levő feszült-25 ségimpulzusok idődiagrammja látható az 1 kvarcgenerátor jeleinek periodikus érkezésekor. Ebben az esetben az áttekinthetőség érdekében a 2 impulzusformáló osztási viszonyát háromnak választottuk (n = 3). Az n értéke a 28 kondenzátorból 30 és a 29 ellenállásból álló időmeghatározó tag paramétereinek variálásával tetszőlegesen nagy lehet. A 2 impulzusformáló (1. ábra) kimenő impulzusai (3/b ábra), vezérlik a többfokozatú 3 frekvenciaosztó 4 fokozatának működését. Az első impulzus 35 érkezéséig a 2 impulzusformáló kimenetéről, a többfokozatú 3 frekvenciaosztó 4 fokozatában a multivibrator 33 és 34 tranzisztorai vezetnek, és telítési állapotban vannak. Ezt az állapotot a 36 és 37 ellenállások biztosítják. A 39 tranzisztor le 40 van zárva, mivel bázisának potenciálja egyenlő a 21 tápegység 22 sínével csatolt emitterének potenciáljával. A 26 tranzisztor kollektoráról egy ellenálláson át a 39 tranzisztor bázisára érkező első pozitív 45 impulzus nyitja a tranzisztort. A 39 tranzisztor átkapcsolása előidézi a multivibrator billenését, és ezáltal a 33 és 34 tranzisztorok lezárnak. A tranzisztorok lezárásának pillanatában a 33 tranzisztor bázisán ugrásszerűen változik a feszültség, 50 mégpedig a 35 kondenzátoron át a tápegység feszültségének értékére. Ezután a tranzisztor bázisán a feszültség a 35 kondenzátornak a 36 és 38 ellenállásokon át történő töltésével csökken. Ez a folyamat megfelel a 3/c ábrán a kimenő feszültség 55 felső szintjének a 38 ellenálláson, amely t2 ideig (3/c ábra) áll fenn. A 2 impulzusformáló kimenetéről érkező második és harmadik impulzus nyitja a 39 tranzisztort, de a multivibrator a 39 tranzisztor kollektorfeszültségének változásakor nem lép mű-60 ködésbe, mivel olyan állapotban van, melyben a 33 és 34 tranzisztorok le vannak zárva, és az érkező második és harmadik impulzus csak a már lezárt tranzisztorokat zárná. A multivibrator tranzisztorai a harmadik és a negyedik bemeneti impulzus 65 között térnek vissza a vezető kiindulási állapotba 4
