При разработке данной конструкции ставилась задача построить электронные часы на, как можно менее разнообразной элементной базе используя одинаковые микросхемы средней степени интеграции, и обойтись без кварцевого резонатора. Принципиальная схема показана на рисунке.
Принцип работы цифровых часов: Секундные импульсы формируются из частоты сетевого напряжения. Для их формирования служит обмотка 3 сетевого трансформатора Т1. На этой обмотке имеется переменное напряжение частотой 50 Гц. Мостовой выпрямитель VD2, в данном случае работает как удвоитель частоты (отрицательную полуволну он поворачивает в сторону положительной).
Таким образом на выходе этого выпрямителя получаются импульсы частотой 100 Гц имеющие форму полуволн синусоидального напряжения. Для формирования из них импульсов, пригодных для переключения микросхем МОП служит цепь R1VD3 — стабилизатор, который придает этим импульсам большую прямоугольность (получаются узкие отрицательные прямоугольные импульсы). Они поступают на делитель на 100 состоящий из двух последовательно включенных "десятичных счетчиков D1 и D2 (все микросхемы К176ИЕ4). На выходе 02 получаются секундные импульсы, которые поступают на счетчик секунд на D3 и D4.
Счетчик секунд содержит два разряда единицы секунд (считает до 10-ти) — D3, и десятки секунд (считает до 6-ти) — D4. Микросхемы К176ИЕ4 представляют собой десятичные счетчики, имеющие дешифраторы для обслуживания семисегментных индикаторов. Эти счетчики могут считать только до 10-ти. Для того чтобы Ограничить счет D4 до 6-ти используется довольно интересный способ. Цифра "6" В семисегментном исполнении отличается от предшествующих ей (0,1,2,3,4,5) тем, что у нее должны быть включены одновременно сегменты "Е", "F" и "G".
Таким образом, как только устанавливаются единицы на этих трех выходах счетчика диоды VD3-VD5 закрываются и на вход R D4 поступает единица через R3. Таким образом, D4 не может досчитать более чем до 6-ти, при переходе в состояние "6" он сразу же устанавливается в нулевое положение и счет начинается с нуля.
Минутные импульсы получаются на резисторе R3 и через инвертор на транзисторе VT2 поступают на минутный счетчик на микросхемах D5 и D6, построенный по такой же схеме как и секундный счетчик. Этот счетчик также считает до 60-ти. С его выхода (резистор R6) часовые импульсы поступают через инвертор на транзисторе VT1 на счетчик часов на микросхемах D7 и D8, который считает до 24-х.
Ограничен счет двухразрядного десятичного счетчика (считает до 100) до 24-х несколько иначе. Счет D8 ограничен до 2-х при помощи диода VD8 (от цифр "0" и "1"). При индикации цифры "2" диод VD8 открывается и если бы не было диодов VD6 и VD7, он сбросил бы счетчик D8 в нуль. Но это возможно только тогда когда открыты диоды VD6 и VD7, а это будет при цифре "4" на выходе D7. Таким образом счетчики D7 и D8 считают до 24-х, но с поступлением 24-го часового импульса на вход C D7 оба счетчика сбрасываются в нуль.
Установка времени производится при помощи двух переключателей S1 и S2, при нажатии на S1 секундные импульсы поступают на вход часового счетчика D7 и показания часов будут изменяться с частотой 1 Гц. При нажатии на S2 секундные импульсы поступают на вход минутного счетчика D5 и его показания изменяются с частотой 1 Гц. Нужно учитывать, что после того как минутный счетчик досчитал до 60-ти на единицу изменятся показания часового счетчика.
Питаются часы от сетевого не стабилизированного выпрямителя на Т1 и диодном мосте VD1. После отключения питания счетчики могут установиться в любое положение, поэтому нужно будет устанавливать их показания заново (кнопки S1 и S2). Для того чтобы показания не сбрасывались при кратковременном отключении питания можно предусмотреть резервный источник.
Точность часов такая же как у широко известных импортных будильников, синхронизируемых от сети переменного тока. Улучшить точность хода можно если формирователь секундных импульсов сделать на микросхеме К176ИЕ5 или К176ИЕ12 по типовой схеме с кварцевым резонатором.
В конструкции используются вакуумные индикаторы ИВ-3, но их можно заменить на ИВ-6.
Сборка:Часы собирались на макетной плате с чисто экспериментальными целями, по этому печатная плата не разрабатывалась. Если счетчики будут давать сбои нужно между их входами R и общим минусом включить конденсаторы на 0,01 мкФ.
