介绍一种数字钟时基电路
数字电子钟是一种新型的计时/控制器件。它不但已大量进入了家庭,在各工业生产领域中也得到了广泛应用。不过目前大多数普及型产品中多采用50Hz或60Hz的市电频率作为时基。这样,由于市电频率极不稳定,就不能满足计时精确的要求。解决的办法是另加一个较为精确的、由晶体控制的时基电路。
本文所介绍的通用时基电路具有下列优点:1.通用性强,能适应共阴型、双阴型、共阳型、双阳型及多位动态扫描型时钟电路;2.时基选择60Hz,还能提供多种音频信号输出,可简化整机设计;3.成本低廉,元器件易于选购,所有元器件国内都有生产;4.简单易制,调试方便。
工作原理
本电路由三大部分组成:石英晶体振荡器、分频电路、输出接口电路。
1.石英晶体振荡器:它由3个集成反相器IC\(_{1a}\)、IC1b、IC\(_{1c}\)及石英晶体JC、电容C1、C\(_{2}\)、电阻R1组成。其中IC\(_{1a}\)、IC1b、JC、C\(_{2}\)、C1、R\(_{1}\)组成振荡器,IC1c作缓冲放大器(在60Hz输出时可不用)。JC用一般电子手表中的晶体,其频率为32768Hz,接在正反馈支路中用以控制振荡频率;R\(_{1}\)为偏置电阻,使IC1a工作于线性放大区,一般取几MΩ至十几MΩ范围内,本电路采用2.2MΩ;C\(_{1}\)、C2作为细调振荡频率用,可调至32760Hz(作60Hz时基时)。本电路在-15℃~50℃的环境下日误差可调至小于1秒。
2.分频器:在作60Hz时基时,IC\(_{2}\)、IC1d、IC\(_{1e}\)、D6、D\(_{7}\)构成546分频器(图中D1~D5不用)。其中IC2 为12级2分频器,IC\(_{1d}\)、IC1e为反相器。IC\(_{1d}\)、IC1e及D\(_{6}\)、D7组成控制复零门,当IC\(_{2}\)计数至546时IC2的6、7端输出高电平,经IC\(_{1d}\)反相为低电平,又经IC1e反相成高电平,送至IC\(_{2}\)11端(复零端),使IC2复零,新的一个周期又开始。这样在IC2的14端就可得到60Hz的时基信号。需要说明的是,一般时钟集成电路 (例如目前用得最多的是LM8361等)是双极型集成电路,故采用60Hz时基更为有利,且电路简单。
3.输出接口电路:本电路由BG\(_{1}\)、BG2、R\(_{3}\)~R5及反相器IC\(_{1f}\)组成。它可适应不同时钟集成电路的要求。当时钟电路为双阴型时,如图3印制板(1∶1)所示,BG1、BG\(_{2}\)的发射极接电源负极,而它们的集电极分别接显示屏的阴1和阴2极;当用于双阳型显示屏时,则BG1、BG\(_{2}\)的集电极接电源正极,而其发射极则分别接显示屏的阳1和阳2极;若配合多位动态型的时钟电路,因其扫描电路出自时钟电路本身,故不必加BG1、BG\(_{2}\)的接口驱动电路,只由R3输出时基脉冲至时钟电路时基输入端即可。
元件选择
IC\(_{1}\)用六反相器MC14069,IC2用MC14040,同类型的CD、CC系列也可代用。BG\(_{1}\)、BG2用SC9014,也可用3DG6,其穿透电流要小,β值最好要大于150。石英晶体采用一般电子手表中32768Hz的。电源可直接用原电子钟的电源,不应超过18V。图2给出了与LM8361电路相接的情况。

装好后,若走时误差较大,可调节C\(_{2}\),电容调大时慢,调小时则快。(方民安)

