Russian HamRadio - Настройка на точността на кварцовия часовник
Използването на кварцови резонатори в електронните часовници не винаги осигурява желаната точност. Предложената ревизия ще направи часовника по-точен. Регулирането на точността на часовника с помощта на честотомер е изключително неудобно, отнема много време и изисква доста висока квалификация.
Затова предлагам просто устройство, което не изисква преструктуриране на кристалния осцилатор, а само компенсира грешката веднъж на ден. Не са необходими инструменти, достатъчна е само една отвертка. На практика устройството се оказа много ефективно. След първата стъпка на настройка грешката на настолен часовник Електроника-18 беше само 1 s на месец.
Компенсаторът (фиг. 1) е предназначен за работа в часовници, направени на микросхеми от серия K176 [1]. Всеки ден в 00 часа 00 минути на пин 3 на чипа K176IE13 се появява кратък импулс с ниско ниво с продължителност 250 ms.
Използва се за преизчисляване на дните от седмицата в календарни часовници. Този сигнал се подава към входа на единичен вибратор, направен на таймера DA1.
Единичният вибратор се стартира и генерира импулс с високо ниво на изхода (пин 3). Продължителността му се определя от синхронизиращата верига R1R2C1. Използвайки кондензатор C1 с нисък ток на утечка, на микросхемата KR1006VI1 е възможно да се получи продължителността на импулса с висока точност. В предлаганото устройство грешката е не повече от 0,3% в целия диапазон на продължителността на генерираните импулси от 0,45 s до 5,6 s.
Сигналът от изхода на единичния вибратор се подава към корекционния вход на микросхемата K176IE13 (щифт 6) и нулира минутите и секундите. Същият сигнал нулира и брояча K176IE12 (тази връзка не е показана на диаграмата), което го настройва в рамките на фазата на вторите импулси. В зависимост от продължителността на импулса,което се определя от позицията на тримерния резистор R2, стойността на корекцията на часовника също ще се промени.
За разединяване се използва диод VD1. Кондензаторът C2 ви позволява да избегнете влиянието на външния шум и пулсациите на захранващото напрежение върху точността на таймера [2].
Устройството консумира ток не повече от 4 mA при захранващо напрежение 9 V. Захранващото напрежение може да бъде в диапазона от 5 до 16,5 V [2].
Компенсаторът е монтиран върху едностранна печатна платка от фолио от фибростъкло (фиг. 2).
Фиксиран резистор R1 - MLT, настройващ резистор R2 SPZ-29VM. Кондензатор C1 - K73-17, C2 - K10-7 или KM. VD1 - всеки диод с ниска мощност.
Дължината на свързващите проводници трябва да бъде не повече от 10,15 cm. Печатната платка е прикрепена към часовника с помощта на две резбови втулки с винтове M2.5. Капакът е запоен от едностранно фолиран гетинакс с дебелина 1 мм. Закрепва се към платката с винт през втулка с резба.
За да може точността на хода да се регулира както положително, така и отрицателно, кварцовият осцилатор се настройва с помощта на честотомер на честота не от 32768 Hz, както обикновено, а на честота от 32769 Hz, така че часовникът е умишлено по-бърз с 2,3 s на ден. Ако часовникът бърза, тогава няма нужда специално да увеличавате честотата на генератора. Настройката се извършва най-добре чрез измерване на периода на вторите импулси с разделителна способност 1 μs. Стойността на периода трябва да бъде 999970 ±5 µs. Това е доста груба настройка - не изисква дълго загряване на честотомера и часовника, така че не отнема много време.
При средно положение на плъзгача на резистора R2, посочената честота на кристалния осцилатор съответства на минималната грешка в момента на настройката. В крайните позиции на двигателя часовникът се коригира с +2,5 s или -2,5 s на ден.
Използване на честотомера в режим на измерванепродължителност на импулса, цялата обиколка на резистора R2 трябва да бъде разделена на деления на стъпки от 0,5 s на ден. Така, например, ако часовникът изостава с 5 секунди за 10 дни, тогава за да ги коригирате, трябва да завъртите плъзгача към плюса (вляво според диаграмата) с едно деление.
Процесът на настройка на часовника е както следва. Поставете плъзгача R2 в средна позиция. В определен час, например в 18:00, натиснете бутона за коригиране на часовника според сигналите за точен час. След 10 дни в 18:00 запишете колко секунди е изтекъл часовникът. Разделете тази стойност на 5 и ще получите броя на деленията, с които трябва да завъртите плъзгача на резистора R2.
С малка модификация предлаганият електронен модул може да се използва във всеки часовник, който има будилник и бутон за нулиране за секунди. В този случай стартирането на единичния вибратор ще се случи при алармен сигнал.
1. Бирюков С. А. Електронен часовник на MOS интегрални схеми. - М .: Радио и комуникация, 1993.
2. Коломбет Е. А. Таймери. - М .: Радио и комуникация, 1983.
Материалът е подготвен от Y. Zamyatin (UA9XPJ).