在电子测量技术中，在物理教学和实验中，在新型微电子计算机以及日常生活中，都离不开标准时间信号发生器。以前由于精度较高的时间信号发生器需要比较复杂的电子电路，故一般价格十分昂贵，很难进入业余制作领域。近年来微电子技术的迅速发展，低功耗低成本的超大规模集成电路的出现，使业余爱好者进入微电子技术的运用和创新成为现实可能。本文介绍的是如何利用目前市场上常见的廉价五功能石英电子手表，在不影响原有计时功能的前提下，制作成一个精度可达0.0000005％的秒信号发生器。它既能发光又能发声或外接输出，而所增加的费用不超过五元。
原理简介
图1是标准秒信号发生器电路方框图。石英振子振荡器是用来产生高稳定的每秒32768次的正弦信号送入分频电路。分频电路的作用是每输入32768个正弦信号则输出一个脉冲信号，这就相当于一个秒信号。秒信号通入计数器后分别输出分和时信号。由于电子手表通常采用7划显示的液晶显示板，所以手表电路中还具有将秒、分、时信号解码为7划数字显示的电路，我们称它为解码电路。解码后的信号通过导电橡胶与液晶显示板连接。而我们所需的信号也就是从这连接处引线获得的。由于液晶显示板功耗极小，所以从这显示板输入端取出的信号功率极其微弱，带负载的能力很差，不能直接带动控制开关。秒信号功率放大器作用是提高秒信号带负载的能力。电子发声器和电光转换器其作用是在秒信号控制下产生有节奏的声音和光信号。
标准秒信号发生器整个装置的电路，绝大部分是利用电子手表内的电路，读者要做的事是在不影响原有手表计时功能的前提下，设法将所需信号从手表内引出，并制作秒信号功率放大器、简易电子发声器和电光转换器。图2是整个装置的外型图。
电子手表的拆装和引线
这项工作是成功与否的关键。由于电子手表内印板电路非常精细，故最好备有2.5倍以上的头戴式放大镜。在拆装前最好找一个比较清洁的工作场所，防止空气中大量尘埃落在电路块上，降低电路性能。
拆装时先用小起子启开手表后盖，并小心取出手表机心，如图3所示松开螺丝钉①取出电池，以避免误触时造成短路。然后松开螺钉②、③、④，使液晶显示板与电路印板之间分离。由于液晶显示板的引线与手表电路的输出线一一相对，所以读者在寻找秒信号的引出端时可以从液晶显示板着手。笔者在研究电子手表时发现，用图4所示的方法检测液晶显示板十分方便。具体方法是：用万用表表棒线一根，将靠近短插头处的表棒线在台灯金属管外壳上乱绕2～3匝（见图4），短插头空着不用，台灯也无需开着。然后用左手的大拇指和食指夹住液晶显示板（显示板正面应正对自己），并用表棒线的长表杆从液晶显示板的背面二排引线处左右轻轻地移动，若表棒接触某输入点时能点亮液晶显示板的秒显示“：”，则这个位置就是我们要寻找的秒信号P输出点。如果表棒移到某输入点，没有任何笔划点亮，这一点就是液晶显示板的背电极公共端，也是我们要寻找的COM输出端（即秒信号的输出零电位线）。图4中表棒线在台灯灯管上绕2～3匝是为了使表棒线中获得3伏左右的50赫交流驱动电压，这是因为液晶显示板虽功耗极小，但是不允许用直流电源作为驱动电压。大拇指和食指从两侧夹住液晶显示板的目的，是使液晶显示板的背电极与交流驱动电压的零电位线通过人体相连，这样可省掉一根连线，使试验更为方便。有条件的读者可以进一步用示波器观察P—COM输出信号波形。具体方法是让电子手表印板电路通过临时夹子引线与外接1.5伏电源相连。示波器的Y输入线通过两根小针分别和P及COM相接触（地线探针应和COM相接触），如果一切正常，示波器上将显示如图5所示波形，图形的重复周期是1秒。图6是常见的五功能电子手表印板电路引线参考图。
确定P和COM引线脚后，在已确定出的电路板引出脚的背面用502胶水平行于引出脚走线粘结2mm×5mm×0.1mm的薄铜片两块，作为以后引线的焊接片。待粘结牢固后设法在每引线焊片上钻φ0.5mm小孔两个，两孔相距1mm左右，然后用φ0.07mm的裸铜丝在二小孔之间上下来回穿扎数圈，使引线焊接片与反面电路引出脚相连。为了使以后引出线能方便地引出表壳外，可在表壳背面原来撬表盖的凹槽处再锉一个径向槽（槽深约2mm，宽约1mm）。做完以上工作后就可以将液晶显示板与手表印板电路之间用四个螺丝钉联结起来，并且将表芯装回到表壳，同时装上手表电池。然后用常规方法检查电子表的功能是否正常, 显示是否完整。如果发现有缺段划现象，应检查是否因为穿扎φ0.07mm裸铜丝时铜丝排得不平整，致使液晶显示板的某些段划未与电路板相连。如果一切正常，可以用长1米左右的细软耳机线从引出焊片上将标准秒信号引出手表，这样第一部分工作就初告完成了。
加装附加电路的办法
图7是秒功率放大器的电子电路。图中BG\(_{1}\)、R1、R\(_{2}\)组成高阻抗输入前置放大电路，BG2和继电器J组成功率输出电路。由于输入信号基频频率很低，所以BG\(_{1}\)、BG2之间是通过D\(_{1}\)直接耦合的。为了使没有信号通入时BG2能可靠的截止，BG\(_{1}\)应选用IDSS在1～1.5mA左右的场效应管。而BG\(_{2}\)应选用β在100左右且饱和压降较小的低频功率三极管。C1用来滤去经D\(_{1}\)整流后余下的32周／秒和64周／秒等的交流信号，如果C1取值太小将可能发生继电器工作时产生微抖现象，C\(_{1}\)取值太大又会使继电器J工作时有迟滞之感，因此C1一般取200μF左右。继电器是小型低压灵敏继电器，吸动电流约80mA左右。
图8是一个普通简单电子发声电路，由于工作电压较低，所以对BG\(_{3}\)、BG4要求不高，一般业余唱响管都能使用。C\(_{2}\)的大小对发声音调很有影响，读者可根据需要适当确定C2的容量。图8电路中的发光二极管是与电子发声电路并联的，这样能使扬声器发声的同时发光二极管发光。整个图7、图8电路元件均在一个75×75×30mm的木盒内。电源采用二节5号电池，安装在木盒底部。为了适合其它场合需要，发光二极管是采用小型二芯插头接插式联结方法，当将发光二极管拔出后，可在原孔内插入其它低压中继继电器，使它成为更大功率的秒开关。
为了使电子表平时能独立使用，读者可设法自制一个微型二芯插件，加装在电子表引出线与附加电路之间。（奚天敬）