Страница не найдена — ЛампаГид
Лампы накаливания
Из экономических соображений многие собственники частных владений все больше отдают предпочтение галогенным лампам, а традиционные светильники
Светодиоды
Никто не будет отрицать, что такие светодиодные источники освещения, как прожекторы, эффективны в освещении
Светодиоды
На сегодняшний день модели диодной лампы на 220 В начали стремительно заменять стандартные лампы
Дом и участок
Многие, наверное, задумывались о том, как осветить придомовую территорию так, чтобы было и уютно,
Компоненты
В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды.
Люминесцентные лампы
Многие женщины посещают салоны красоты, в которых делают маникюр. Этот процесс обычно сопровождается нанесением
Страница не найдена — ЛампаГид
Светодиоды
Несмотря на разговоры о том, что светодиоды – это наивысшее достижение в области осветительной
Прочее
Название «соляная лампа» формирует у людей мнение, что изделие предназначено для освещения, на самом
Квартира и офис
Мощность — привычный параметр для оценки яркости свечения лампы Не секрет, что при выборе
Квартира и офис
С развитием светодиодных осветительных приборов и технологий изготовления натяжных потолков было замечено, что эти
Квартира и офис
С появлением новых строительных материалов, технологий внутренней отделки помещений изменяются и приемы использования светотехники
Лампы накаливания
Любой взрослый человек хотя бы раз в жизни сталкивался с простейшей, на первый взгляд,
Как я делал часы на ГРИ
РадиоКот >Лаборатория >Цифровые устройства >Как я делал часы на ГРИ
Всех приветствую! Статья о том как я часы на ГРИ собирал.
Нет, в ней не будет описание новой схемы часов или что-то подобное, которых в сети достаточно, а будет сам процесс изготовления корпуса. Спаять плату только пол дела, нужно ещё изготовить корпус, и как показывает практика, это самое трудное, и многие оставляют свои поделки без корпусов. Хотя некоторые не мучаются и их всё устраивает и так. Цель статьи это помочь тем кто собирается изготовить корпус, но пока не решился. Надеюсь, что те советы и технические решения, которые будут сдесь описаны, помогут другим в этом не лёгком деле) Начнём!
С чего всё началось, а началось всё с разъёмов. Нет, наверное, всё началось с того, что я как и многие увидел часы на газоразрядных индикаторах и был пленён красотой их исполнения и завораживающим свечением самих индикаторов, а с разъёмов начался сам процесс сборки. На словах это трудно описать, но многие, наверное, меня поймут. Кто-то холодно относится к таким часам и не понимает, что в них такого. Это дело каждого и не нужно никому доказывать и убеждать.
И тут я подумал, а что если в него приспособить индикатор. На вид было бы не плохо. Разобрал его на составные части
Измерил внутренний диаметр верхнего на фото стаканчика ( могу ошибаться с названием) и он совпал с диаметром популярного индикатора ИН-14. С индикаторами определились. Теперь надо как-то его смонтировать. Часы хотел с подсветкой и нужно было тогда ещё RGB светодиод не забыть впаять. Берём само наше гнездо и решаем как удобнее это реализовать
Было решено общий контакт светодиода запаять к центральному контакту, а остальные на три других. Например общий на контакт номер 10, а синий цвет будет на 9, зелёный на 5, красный на 6.
Теперь очередь за самим индикатором. Аккуратно выправляем ножки, подмеряем нужную их длинну, остальное отрезаем
Аккуратно впаиваем её не перегревая, а то есть риск вывести индикатор из строя. Я запаял анод на 14-й контакт. Остальные на контакты которые по краям. Их как раз всех хватает.
На стаканчике внутри в верхней его части есть выступы, которые мешают надеть его на индикатор. Было решено их не стачивать а спилить, так как с наружной части есть не нужная резьба и эта часть закрывает цифры. При отпиливании учитывае расстояние которое нам нужно убрать, что бы цифры было видно, но и не огалать контакты
Собираем разъём
И так шесть раз)
Теперь надо было что-то придумать с основанием, куда наши получившиеся индикаторы присоединить. Поиск не дал результатов, и было решено пока заняться выбором самой схемы часов. После долгих поисков и изучения информации, было принято решения использовать вариант часов от Slvik.
С основание нужно было что-то решать, и в гараже на глаза попался вот такой светильник
Его маркировка
Плата идеально в него подошла (пришло несколько плат, поэтому на фото примерка другой не распаяной платы)
Отпилил 25 см от профиля и посмотрел как будут смотреться наши индикаторы
Смотриться не плохо. Теперь всё вымеряем размечаем и сверлим
Теперь нужно было придумать оформление и изготовить элементы декора. В дело пошла медная трубка, латунь и латунные гайки)
Под декор а так же под кнопки управления были просверлины необходимые отверстия
Теперь очередь дошла до дерева, куда же без него) Были вымерены, вырезаны заготовки из сосны и распилины на несколько частей, если в случае порчи одной была запасная
Сотрим как это будят у нас выглядеть на основании
Из листа латуни были вырезаны незамысловатые элементы декора
И на боковушки то же
Так же добавленно несколько декоративных гаек, которые крепят верхнюю деревянную часть к основанию, и медный пруток.
Шестерёнки взяты со старых часов. Деревянные заготовки нужно обязательно обессмолить, так как при дальнейшем покрытии лаком или морении будут видны смолянистые пятна. Я обессмоливал изопропиловым спиртом. Брал мочил тряпку и натирал заготовки пока смола не растворилась с верхних слоёв.
Есть такая интересная технология обработки дерева, которая называется браширование. Это искуственное состаривание дерева, которое придание ему красивый внешний вида и выделяет фактуру. Для этой технологии нам понадобится шуруповёрт и круглая металическая щётка. Нужно на не больших оборотах водить ей вдоль волокон древесины, тем самым убирая межкольцевую основу. Лучше для начала потренироваться на куске дерева
Выглядит результат примерно так
Я решил покрыть дерево морилкой. Купил разных цветов и покрыл ими несколько заготовок, что бы потом определится с цветом
Выбор пал на ореховый цвет.
Деревянные элементы были покрыты морилкой, высушены и наполированы. Затем дополнительно пропитаны в льняном масле и то же тщательно просушены. Пока наше дерево сохло, отчистили алюминиевую основу, обезжирили и покрыли грунтовкой. Прогрунтовать нужно обязательно, иначе краска будет плохо держаться на голом метале. Все подобные работы лучше делать на открытом воздухе. Я делал в гараже. Много пыли от дерева и запахи морилки, растворителей обеспечены)) Ну вот, наше основание покрашено и высушено
Начинае процесс сборки. Запаиваем на плату все необходимые провода
Устанавливаем её в корпус
Припаиваем вилки от нащих разъёмов. Тут нужно очень внимательно!!! Правильно сопоставить назначения контактов на самом разъёме и на вилке. Анод к анодному проводу, еденицу к катоду единице и про светодиод не забыть.
Проверяем наши индикаторы и работу подсветки
Запаиваем остальные. Получается как-то так
Корпус лучше временно оклеить бумажным скотчем, что бы не повредить краску.
Сборка часов подходила к концу и тут я подумал что чего-то не хватает. Посидел и подумал, чего бы я ещё хотел видеть глядя на часы… точно, не хватает надписи) Вырезал из того же листа латуни табличку и просверлил отверстия под кнопки
На компьютере делаем надпись какая нравится и отзеркаливаем
Распечатываем на специальной прозрачной плёнке и подмеряем
Подготоваливаем нашу табличку и клеим фоторезист
Поверх ложим надпись и закрепляем всё это в держателе из оргстекла. Он хорошо пропускает ультрафиолет при засветке фоторезиста
Засвечиваем примерно 1,5 мин и прокатываем в ламинаторе при температуре около 140 градусов
Получается примерно так
Кладём нашу табличку в ёмкость с раствором пищевой соды и ждём, когда не засвеченный фоторезист растворится
Получается вот что
Начинаем гальваническим способом вытравливать надпись. Цепляем плюс к табличке, а минус к тампону, смоченному в солевом растворе
В процессе травления получается такая бяка)
Затем смываем всё это вместе с оставшимся фоторезистов
В результате травления фоторезист может местами отходить и под ним будут появлятся протравы. Это не страшно, просто нужно потом пройтись мелкой наждачкой и они исчезнут, а надпись станет чётчей. После этого полируем всё. Я пользовался электрическим гравером с насадкой из войлока и полировальной пастой
Результат такой
Собираем верх и устанавливаем табличку
Ставим гайки и медные трубки. Всё это нужно тщательно отполировать.
Прикручиваем шестерёнки
Очищаем и полируем элементы разъёмов. Работа трудоёмкая так как они не знаю чем покрыты, но покрытие лежит крепко и убирается только механически. Растворители и сывки не помогли и нагрев то же(
В будущем хочу сделать меднение этих разъёмов, но пока так. Верхушки индикаторов то же потом хочу дооформить элементами декора.
Ну вот и финишь! Часы собраны и радуют глаз)
На задней стороне установлен регулятор яркости и гнездо питания
В темноте
И ещё фото
Ну вот и всё. Скажу что часы делались не один день и да же не неделю. На это ушло несколько месяцев. Главное не торопится. В планах собрать часы уже на ин-18 с использованием этого же алюминиевого профиля. Благо его ещё достаточно осталось. Так сказать одно шасси. Плата часов позволяет это реализовать. Надеюсь статья была полезной и интересной. Я стрался сделать её как можно больше позновательной и вдохновить других так, как меня когда-то вдохновили другие авторы часов. Всем спасибо и удачи в ваших начинаниях.
Файлы:
Фотография
Фотография
Фотография
Фотография
Фотография
Фотография
Фотография
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Эти статьи вам тоже могут пригодиться:
Оригинальные часы
Запятые в десятках и единицах секунд обозначают активность будильников 1 и 2 соответственно.Работа часов показана на таблице. Красным цветом указаны разряды, которые горят ярко, оранжевым — тусклые разряды, а чёрным — абсолютно погашенные разряды. Время: Ч — часы, М — минуты, С — секунды. Дата: Д — день месяца (число), М — месяц, Г — год. Чтобы установить будильник: 1 — будильник 1, 2 — будильник 2, Х — отсутствует значение (значит погашен).
Самое первое включение, это программирование контроллера и его настройка. Вначале нужно проверить правильно ли сделан монтаж схемы. Потом проверить цепи питания, на всякий случай, не возможно ли короткое замыкание. Если его нет, то подайте на вход питание 12 Вольт. Если дыма нет, то нужно проверить напряжение на цепи питания D5V0. При помощи подстроечного резистора RP1 нужно на выходе повышающего преобразователя установить напряжение величиной в 200 Вольт (для номиналов). Нужно подождать несколько минут. Элементы на схеме ни в коем случае не должны сильно нагреваться. В особенности это опасно для дросселя высоковольтного преобразователя. Если он перегрелся, это значит неправильно был выбран номинал или конструктив имеет слишком малый рабочий ток. Такой дроссель нужно поменять на более подходящий.
Вам будет нужен элемент питания ВТ1 типа CR2032. В крайнем случае можно закоротить контакты панели элемента питания, но в таком случае, тогда вам придётся время и дату ставить каждый раз как будет прекращаться подача питания.
Нужно запрограммировать последовательно Flash и EEPROM микроконтроллера при помощи прилагаемых прошивок. Делать это необходимо в чёткой указанной последовательности. Индикатор будет показывать «21 — 15 — 00». При этом пойдут секунды. Если вы ещё не подключили BT1, тогда вместо времени и даты заметите на индикаторах что — то в этом роде «05 — 05 — 05».
Нужно установить значение времени, даты и будильников соответственно с таблицей, в которой описание режимов работы. В тот момент, когда вы столкнётесь с настройкой яркости, программно включиайте наименьшую яркость индикаторов. Настройте повышающий преобразователь так, чтобы каждый индикатор светился с наименьшей яркостью, но полностью. Это значит, что не должно быть такого, что часть цифры индикатора горит, а другая часть нет. Потом нужно программно выставить наибольшую яркость и проверить свечение цифр индикаторов.
Индикаторы не должны гореть слишком ярко, и в то же не должны иметь, так сказать, объёмного свечения. Коррекция яркости должна осуществляться при помощи RP1. Затем нужно опять проверить свечение при наимеьшей яркости и так нужно делать до тех пор, пока не получатся нужные результаты. В случае если приемлемые результаты не будут осуществлены, тогда попытайтесь подобрать номиналы анодных резисторов и ещё раз повторить действия указанные выше.
Часы на индикаторах ин 14. Оригинальные часы
Answer
Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry»s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.
Простые часы — термометр на газоразрядных индикаторах.
Возможности часов
Время:
Дата: (Дата — Месяц — День недели)
Температура:
6 режимов индикации и автопоказ даты и температуры каждые 35 секунд.
Жмём кнопку «-» перебор режимов индикации.
http://www.youtube.com/watch?v=QReDKfZJKd0
Часы собраны на минимуме микросхем:
PIC16F628А — контроллер часов.
DS1307 — сами часики.
BU2090 — дешифратор катодов.
MAX1771 — преобразователь напряжения.
DS18B20 — термодатчик — Если термометр не нужен можно его и не ставить.
DS32KHz — микросхема генератора для точности хода.
Если точность не нужна и вы просто подберёте точный кварц на 32.768
то DS32KHz можно и не ставить.
Описание кнопок:
Кнопка «-» в режиме установки часов и кнопка перебора режимов индикации в рабочем режиме часов.
Кнопка «ОК» — для входа в режим установки часов.
Кнопка «+» в режиме установки часов и кнопка показания даты и температуры в рабочем режиме часов.
Режимы индикации:
1 — цифры плавно гаснут и плавно появляются новые.
2 — часы работают как обычно в этом режиме работает «маятник».
3 — цифры при смене меняются перебором в этом режиме работает «маятник».
4 — цифры при смене накладываются друг на друга.
5 — режим индикации меняются каждые сутки в 00:00.
6 — режим индикации меняются каждый час.
Включение / выключение автоматического показа даты и температуры каждые 35 секунд.
Жмём и держим в течении 3 секунд кнопку «+» — показ даты/температуры.
Установка времени:
Для установки времени жмём и держим кнопку «ОК» в течении 3х секунд во время показа времени.
Часы переходят в режим установки времени и начинают мигать часы.
Кнопками «-» и «+» устанавливаем час и нажимаем кнопку «ОК» и переходим к установке минут.
И так далее в последовательности час > минуты > число > месяц > день недели.
При долгом удержании кнопок «-» или «+» цифры автоматически сами убывают или прибавляются.
Настройка катодов, то есть порядка цифр.
В часах можно использовать любые лампы.
Для платы что входит в проект можно использовать любые лампы с гибкими выводами
Типа ИН-8-2 или ИН-14 или ИН-16 или ИН-17.
Проект так-же содержит плату и прошивку для ИН-12 — Прошивка другая потому что лампы не на месте, и платку для ИН-18.
Прошивка контроллера рассчитана на использование ИН-14 в родной плате,
если будете использовать другие лампы или рисовать свою плату
нужно после сборки платы и запуска часов переназначить цифры.
Т.к. их порядок нарушается — например вместо 0 будет 7 или вместо 5 — 3.
Назначение цифр:
Необходимо если вы будете использовать свою плату с другими лампами.
Или другие лампы для этой платы — например ИН-8-2 или ИН-16.
Катоды можно подключать к BU2090 как удобно.
Исключение только для точек если они есть в лампах (14 — правые, 15 — левые точки выводы BU2090).
Если точек нет то их можно не подключать.
Жмём и держим кнопку ОК и включаем часы.
В 1м или 3м разряде загорается цифра.
Отпускаем кнопку и начинается перебор цифр.
Надо назначить цифры от 0 до 9 .
При их появлении нажимаем кнопку «+» и так последовательно с 0 до 9.
После чего загорается 4 разряд и начинает мигать 0 и 1.
Это включение / выключение бегающей точки.
Если нажать кнопку «+» на 0 то функция отключается.
Затем загорается 5й разряд — это разрешение мигания секундных ламп.
На тот случай если вы секундные лампы расположите по центру вместо секундных точек.
После чего часы переходят в рабочий режим.
Платы нарисованы с помощью программы Sprint Layout 3.0
Фото верхней части платы с подписанными элементами для большей наглядности.
Добрейшего времени суток всем уважаемым муськовчанам. Хочу рассказать вам об интересном радиоконструкторе для тех, кто знает с какого конца нагревается паяльник. Вкратце: набор доставил положительные эмоции, интересующимся этой темой — рекомендую.
Подробности ниже (осторожно, много фото).
Начну издалека.
Сам я не отношу себя к истинным радиолюбителям. Но не чужд паяльнику и иногда хочется чего-нибудь сконструировать/спаять, ну и мелкий ремонт окружающей меня электроники стараюсь сначала осуществить своими силами (не нанося невосполнимого вреда подопытному устройству), а уж в случае неудачи обращаюсь к профессионалам.
Однажды под воздействием я купил и собрал такие-же часики. Сама конструкция там простая и сборка не доставила никаких сложностей. Поставил часы в комнату сына и на время успокоился.
Потом, прочитав , мне захотелось попробовать собрать и их, заодно потренировавшись в пайке smd компонентов. В принципе и здесь все заработало сразу, только молчала пищалка звукового сигнала, купил в офлайне, заменил и все. Подарил часы другу.
Но хотелось чего-то ещё, поинтереснее и посложнее.
Как-то, ковыряясь у отца в гараже, наткнулся на останки какого-то электронного прибора советской эпохи. Собственно останки — это некая конструкция из плат, содержавшая в себе 9 газоразрядных индикаторных ламп ИН-14.
Тогда и посетила меня мысль — собрать часы на этих индикаторах. Тем более, что подобные часы, когда-то собранные отцом, я наблюдаю в квартире родителей уже лет 30, если не больше. Плату я аккуратно распаял и стал обладателем 9 ламп выпуска начала 1974 года. Желание пристроить в дело эти раритеты усилилось.
Путем дотошных расспросов Яндекса я вышел на сайт , который оказался просто кладезем премудрости на тему создания подобных часов. Просмотрев несколько схем таких конструкций, я понял, что хочу часы под управлением микроконтроллера, с микросхемой реального времени (RTC). И если, повторяя одну из конструкций часов, запрограммировать контроллер и спаять плату мне было-бы по силам, то вопрос изготовления самой печатной платы поставил меня в тупик (я же ещё не true-радиолюбитель).
В общем решено было для начала купить конструктор таких часов.
как раз обсуждается этот конструктор, собственно это топик автора (его ник mss_ja ) этого набора, где он сам и помогает с сборкой и запуском своих наборов. У него же есть и , где много фото готовых изделий. Там можно купить не только наборы для самостоятельной сборки, но и готовые часы. ПосмотрИте, проникнитесь.
Некоторые сомнения вызывал вопрос доставки, ведь уважаемый автор живет на Украине. Но оказалось, что война — войной, а почта работает по расписанию. Собственно 14 дней и посылка у меня.
доставка
Вот такая коробчёнка.
Итак, что-же я купил? А всё видно на фото.
В состав набора входят:
печатная плата (на которой автор любезно распаял контроллер, чтоб мне не мучиться, уж больно ноги у него мелкие). Программа была уже зашита в контроллер;
Пакет с компонентами конструкции. Хорошо видны крупные — микросхемы, электролитические конденсаторы, пищалка и т.д., согласно схемы и описания. Под этим пакетиком ещё один, с мелкими smd компонентами — резисторами, конденсаторами, транзисторами. Все smd элементы наклеены на бумагу с надписанными номиналами, очень удобно. Фото сделано в процессе сборки.
Заготовка под корпус часов не входит в набор по умолчанию, но списавшись с автором, я и её купил. Это перестраховка от своей возможной криворукости, т.к. с деревом дела практически не имею и весь опыт обработки оного сводится к периодическому пилению дров для шашлыка на даче. А хотелось классического вида — типа «стекляшки из деревяшки», как выражаются на форуме радиокота.
Итак, приступим.
Вот собственно и всё, что нам понадобится, чтоб начать сборку. А чтобы её успешно завершить, нам ещё нужны голова и руки.
А нет, не все показал. Без этой штуки можно даже и не начинать. Эти smd элементы такие мелкие…
Сборку начал строго по рекомендации автора — с преобразователей питания. А их в этой конструкции — два. 12В->3.3В для питания электроники и 12В->180В для работы самих индикаторов. Собирать такие вещи надо очень внимательно, предварительно удостоверившись, что паяешь именно то, именно туда и не перепутав полярность компонентов. Сама печатная плата отличного качества, промышленного изготовления, паять одно удовольствие.
Преобразователи питания были собраны и протестированы на наличие соответствующих напряжений, далее начал устанавливать оставшиеся компоненты.
Начиная процесс сборки, я дал себе обещание фотографировать каждый его этап. Но, увлекшись сим действом, вспомнил о своем желании написать обзор только когда плата была уже практически готова. Поэтому следующее фото было сделано когда я начал тестировать индикаторы просто воткнув их в плату и подав питание.
Из девяти добытых мною ламп ИН-14 одна оказалась полностью не рабочей, зато остальные были в отличном состоянии, все цифры и запятые отлично светились. 6 ламп отправились в часы, а две — в запас.
Я специально не стал смывать дату изготовления с ламп.
Обратная сторона
Тут виден коряво установленный фоторезистор, это я искал его лучшее положение.
Итак, убедившись, что схема заработала и часы пошли, я отложил их в сторону. И занялся корпусом. Нижняя часть изготовлена из куска стеклотекстолита с которого я содрал фольгу. А деревянная заготовка была тщательно зашкурена мелкой наждачкой до состояния «приятной гладкости». Ну и далее покрыта лаком с морилкой в несколько слоёв с промежточной сушкой и полировкой мелкой наждачкой.
Получилось не идеально, но, на мой взгляд, хорошо. Особенно учитывая отсутствие у меня опыта работы с деревом.
Сзади видны отверстия для подключения питания и датчика температуры, которого у меня пока нет (да-да, оно ещё и температуру может показывать…).
Тут несколько кадров в интерьере. Толково сфотографировать никак не удаётся, фото не передают всей «лепоты».
Это показ даты.
Подсветка ламп. Ну куда-же без неё. Она отключаемая, не нравится — не включай.
Замечательная точность хода. С неделю наблюдаю за часами, идут секунда в секунду. Конечно неделя — не срок, но тенденция очевидна.
В заключение приведу характеристики часов, которые я скопипастил прямо с сайта автора проекта:
Возможности часов:
Часы, формат: 12 / 24
Дата, формат: ЧЧ.ММ.ГГ / ЧЧ.ММ.Д
Будильник настраиваемый по дням.
Измерение температуры.
Ежечасный сигнал(отключаемо).
Автоматическая регулировка яркости в зависимости от освещения.
Высокая точность хода (DS3231).
Эффекты индикации.
—без эффектов.
—плавное затухание.
—прокрутка.
—накладка цифр.
Эффекты разделительных ламп.
—выключены.
—мигание 1 герц.
—плавное затухание.
—мигание 2 герца.
—включены.
Эффекты показы даты.
—без эффектов.
—Сдвиг.
—Сдвиг с прокруткой.
—Прокрутка.
—Замена цифр.
Эффект маятника.
—простой.
—сложный.
Подсветки
—Синяя
—Возможность подсветки корпуса. (Опционально)
Итак, подведу итоги. Часы мне очень понравились. Сборка часов из набора не представляет сложности для человека средней криворукости. Потратив несколько дней на весьма интересное занятие, получаем красивое и полезное устройство, даже с налётом эксклюзивности.
Конечно по нынешним меркам цена не очень гуманная. Но во-первых это хобби, на него тратиться не жалко. А во-вторых автор же не виноват что рубль сейчас ничего не стоит.
Есть в наличии
Купить оптомНабор для сборки часов на лампах ИН-14 представляет собой конструктор для сборки ламповых часов на газоразрядных индикаторах в стиле ретро. Часы оснащены будильником и имеют энергонезависимую память. Набор включает в себя платы и полный набор компонентов для сборки (поставляется в комплекте с радиолампами). В конце увлекательной сборки вы получаете готовое изделие, которое будет радовать вас теплым ламповым светом.
Набор предназначен для обучения навыкам пайки, чтения схем и практической настройки собранных устройств, позволяет радиолюбителю понять, как работает микроконтроллер. Будет интересен и полезен при знакомстве с основами электроники и получении опыта сборки и настройки электронных устройств.
Технические характеристики Особенности- Режим антиотравления катода (перед сменой минут происходит быстрый перебор всех цифр во всех лампах)
- Будильник
Газоразрядные индикаторы ИН-14 производились в прошлом веке и использовались для отображения информации (цифровой, символьной), на основе тлеющего разряда. В настоящее время данные лампы используются для создания часов.
Часы оснащены будильником.
Часы имеют энергонезависимую память — в комплект входит батарейка CR 2032.
Управление часами происходит тремя кнопками. С помощью кнопки «функция» происходит перебор режимов. С помощью кнопок «установки значения» происходит смена значения в том или ином режиме.
Кабель питания в комплект не входит.
Конструктивно устройство выполнено на двух печатных платах из фольгированного стеклотекстолита с размерами 116×38 мм. Расстояние между соединенными платами – 11 мм. Монтируйте компоненты на высоту до 10 мм. Отдельное внимание уделите размерам полярных конденсаторов. Для «стройного» монтажа индикаторных ламп между выводами ИН-14 воткните две спички. Гребенка штырей на плате индикаторов монтируется со стороны дорожек (паяем штыри, затем сдвигаем пластиковую «обойму» к плате).
Раз в минуту, когда происходит смена знака включается режим антиотравления катода ламп. В этот момент происходит перебор всех знаков в каждом индикаторе, что делает работу часов еще более эффектнее.
ВНИМАНИЕ! После включения не дотрагивайтесь до компонентов и токоведущих дорожек платы, схема находится под высоким напряжением порядка 180В. Данное напряжение требуется для питания лаповых индикаторов. Будьте внимательны соблюдайте правило работы с высоким напряжением.
Статьи СхемыЭлектрическая схема
Комплект поставки Что потребуется для сборки- Паяльник
- Припой
- Бокорезы
- Правильно собранное устройство не требует настройки и начинает работать сразу.
- ВНИМАНИЕ! После включения не дотрагивайтесь до компонентов и токоведущих дорожек платы, схема находится под высоким напряжением порядка 180В. Данное напряжение требуется для питания лаповых индикаторов. Будьте внимательны соблюдайте правило работы с высоким напряжением.
- Если после включения индикатор показывает двойные значения, необходимо еще раз тщательно промыть плату от остатков флюса.
- В целях предотвращения отслаивания печатных проводников и перегрева элементов, время пайки каждого контакта не должно превышать 2-3 с
- Для работы используйте паяльник мощностью не более 25 Вт с хорошо заточенным жалом.
- Рекомендуется применять припой марки ПОС61М или аналогичный, а также жидкий неактивный флюс для радиомонтажных работ (например, 30% раствор канифоли в этиловом спирте или ЛТИ-120).
- Добрый день.
1) Есть ли в проодаже какие-либо корпуса для этих часов (заготовки)
2) Есть ли у этих часов светодиодная подсветка цоколей ИН-14
- Добрый день. 1. Корпусов нет, необходимо изготавливать самостоятельно. 2. Не, подсветки нет.
Последнее время весьма популярны часы в духе ретро, на газоразрядных индикаторах. В забугорье такие часы зовутся «Nixie-clock». Увидев подобный проект на просторах интернета, я загорелся идеей собрать и себе такие-же.
Что из этого получилось, читайте далее.
Изучил варианты схем в интернете. Обычно Nixie-часы состоят из четырёх основных частей:
1. управляющий микроконтроллер,
2. высоковольтный блок питания,
3. драйвер-дешифратор и собственно лампы.
В большинстве схем в качестве дешифратора используются советские микросхемы К155ИД1 — «высоковольтные дешифраторы управления газоразрядными индикаторами». Мне найти такой чип не удалось, да и не очень хотелось использовать DIP-корпуса.
Схема часов, применённые детали
С учётом имеющихся компонентов я разработал свою версию схемы часов, в которой роль дешифратора отведена микроконтроллеру.
Рисунок 1. Схема Nixie-часов на МК
На микросхеме U4 MC34063 собран повышающий «dc-dc» преобразователь с внешним ключом на IRF630M в полностью изолированном корпусе. Транзистор взят с платы монитора.
R4+Q1+D1 являются простым драйвером для ключа, быстро разряжая затвор. Без такого драйвера ключ сильно грелся и не получалось получить необходимого напряжения.
R5+R7+С8 — обратная связь, определяющая выходное напряжение на уровне 166 Вольт. Транзисторы Q3-Q10 совместно с резисторами R8-R23 составляют анодные ключи, позволяя организовать динамическую индикацию.
Резисторы R8-R11 задают яркость свечения цифр индикатора, а резистор R35 – яркость разделительной точки.
Одноименные выводы всех ламп за исключением анода соединены между собой и управляются транзисторами Q11-Q21.
Микроконтроллер ATMEGA8 управляет ключами ламп, он же опрашивает микросхему часов реального времени (RTC) DS1307 и кнопки.
Диоды D3 и D4 обеспечивают генерацию запроса внешнего прерывания по нажатию на любую из кнопок управления.
Питание контроллера выполнено через линейный стабилизатор 78L05.
Лампы ИН-14 — индикаторы тлеющего разряда.
Катоды в форме арабских цифр высотой 18 мм и двух запятых. Индикация осуществляется через боковую поверхность баллона. Оформление — стеклянное, с гибкими выводами.
Так сказать э… калькулятор «Искра 122». Фото ~MERCURY LIGHT~
Индикаторы ИН-14 от монструозного калькулятора «Искра 122» 1978 года выпуска светят без проблем и достались мне за «спасибо, что освободил мой балкон».
Питать конструкцию можно постоянным напряжением 6 — 15 Вольт от внешнего БП. Потребление менее одного Ватта (70 мА при 10 В).
Для сохранения хода часов при сбоях питания, предусмотрена батарейка CR2032. Если верить даташиту, потребление у DS1307 всего 500nA при батарейном питании, так что этой батарейки хватит очень надолго.
Управление часами
После подачи питания загорятся четыре нуля, и, если связь с микросхемой DS1307 установлена без ошибок, начнёт мигать разделительная точка.Установка времени выполняется с помощью трёх кнопок «+», «-» и «set». Нажатие на кнопку «set» погасит часовые разряды, далее, с помощью кнопок «+» и «-» настраиваются минуты. Следующее нажатие на кнопку «set» переведёт в режим настройки часов. Ещё одно нажатие на «set» сбросит в 0 секунды и переведёт часы в режим отображения времени «ЧЧ:ММ». Замигает разделительная точка.
Удерживая кнопку «+» можно в любой момент посмотреть текущее время в режиме «ММ:СС».
Плата
Все основные части схемы разведены на одну двухстороннюю плату размером 135×53 мм. Плату изготавливал ЛУТ-ом и травил в перекиси водорода с лимонной кислотой. Слои платы соединял между собой путём впаивания в отверстия отрезков медного провода.Шаблоны платы совмещал на просвет по отметкам за пределами платы. Стоит напомнить, что верхний слой М1 в Sprint-Layout надо печатать зеркально.
В ходе тестовой сборки были выявлены «косяки» в разводке. Пришлось анодные транзисторы проволочками подключать. Печатная плата в архиве к статье исправлена.
Для программирования контроллера предусмотрены контактные площадки.
Фото собранной платы часов
Фото 1. Плата часов снизу
Высоковольтный эл. конденсатор размещён горизонтально, для него я сделал пропил в текстолите. Я старался сделать собранную плату как можно миниатюрнее. Получилось всего 15 мм в толщину. Можно изготовить тонкий стильный корпус!
Список деталей
Файлы
В архиве схема часов в большом разрешении, печатная плата в формате SL5 и прошивка для контроллера.Фьюзы необходимо настроить на работу от внутреннего генератора на 8 МГц.
▼ 🕗 24/05/15 ⚖️ 819,72 Kb ⇣ 137 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!
В данной статье речь пойдет об изготовлении оригинальных и необычных часов. Их необыкновенность заключается в том, что индикация времени осуществляется при помощи цифровых индикаторных ламп. Таких ламп, когда-то, было выпущено огромное количество, как у нас, так и за рубежом. Использовались они во многих устройствах, начиная от часов и заканчивая измерительной техникой. Но после появления светодиодных индикаторов лампы постепенно вышли из употребления. И вот, благодаря развитию микропроцессорной техники стало возможным создание часов с относительно простой схемой на цифровых индикаторных лампах.
Думаю, не лишним будет сказать, что в основном использовались лампы двух типов: люминесцентные и газоразрядные. К преимуществам люминесцентных индикаторов следует отнести низкое рабочее напряжение и наличие нескольких разрядов в одной лампе (хотя среди газоразрядных тоже встречаются такие экземпляры, но найти их значительно сложнее). Но все плюсы данного типа ламп перекрывает один огромный минус – наличие люминофора, который со временем выгорает, и свечение тускнеет или прекращается. По этой причине нельзя использовать б/у лампы.
Газоразрядные индикаторы избавлены от этого недостатка, т.к. в них светится газовый разряд. По сути, этот тип ламп представляет собой неоновую лампу с несколькими катодами. Благодаря этому срок службы у газоразрядных индикаторов гораздо выше. Кроме этого, одинаково хорошо работают и новые и б/у лампы (а часто б/у работают лучше). Без недостатков все же не обошлось — рабочее напряжение газоразрядных индикаторов больше 100 В. Но решить вопрос с напряжение гораздо проще, чем с выгорающим люминофором. В интернете такие часы распространены под названием NIXIE CLOCK:
Сами индикаторы выглядят вот так:
Итак, на счет конструктивных особенностей вроде все понятно, теперь приступим к проектированию схемы наших часов. Начнем с проектирования высоковольтного источника напряжения. Тут есть два пути. Первый – применить трансформатор со вторичной обмоткой на 110-120 В. Но такой трансформатор будет либо слишком громоздкий, либо его придется мотать самому (перспектива так себе). Да и напряжение регулировать проблематично. Второй путь – собрать step up преобразователь. Ну тут уж плюсов побольше будет: во-первых, он займет мало места, во-вторых, в нем присутствует защита от КЗ и, в-третьих, можно легко регулировать напряжение на выходе. В общем, есть все, что для счастья надо. Я выбрал второй путь, т.к. искать трансформатор и обмоточный провод никакого желания не было, да и миниатюрности хотелось. Преобразователь решено было собирать на MC34063, т.к. был опыт работы с ней. Получилась вот такая схема:
Сначала она была собрана на макетной плате и показала отличные результаты. Все запустилось сразу и никакой настройки не потребовалось. При питании от 12В. на выходе получилось 175В. В собранном виде блок питания часов выглядит следующим образом:
На плату сразу был установлен линейный стабилизатор LM7805 для питания электроники часов и трансформатор.
Следующим этапом разработки было проектирование схемы включения ламп. В принципе, управление лампами ничем не отличается от управления семисегментными индикаторами, за исключением высокого напряжения. Т.е. достаточно подать положительное напряжение на анод, и соединить с минусом питания соответствующий катод. На этом этапе требуется решить две задачи: согласование уровней МК (5В) и ламп (170В), и переключение катодов ламп (именно они являются цифрами). После некоторого времени размышлений и экспериментов была создана вот такая схема для управления анодами ламп:
А управление катодами осуществляется очень легко, для этого придумали специальную микросхему К155ИД1. Правда, они давно сняты с производства, как и лампы, но купить их не составляет проблем. Т.е. для управления катодами требуется всего лишь подключить их к соответствующим выводам микросхемы и подать на вход данные в двоичном формате. Да, чуть не забыл, питается она от 5В. (ну очень удобная штуковина). Индикацию было решено сделать динамической, т.к. в противном случае пришлось бы ставить К155ИД1 на каждую лампу, а их будет 6 штук. Общая схема получилась такой:
Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения (так красивее). В собранном виде плата выглядит вот так:
Панельки под лампы найти не удалось, поэтому пришлось импровизировать. В итоге были разобраны старые разъемы, похожие на современные COM, из них были извлечены контакты и после некоторых манипуляций с кусачками и надфилем они были впаяны в плату. Для ИН-17 панельки делать не стал, сделал только для ИН-8.
Самое сложное позади, осталось разработать схему “мозга” часов. Для этого я выбрал микроконтроллер Mega8. Ну а дальше все совсем легко, просто берем и подключаем к нему все так, как нам удобно. В итоге в схеме часов появились 3 кнопки для управления, микросхема часов реального времени DS1307, цифровой термометр DS18B20, и пара транзисторов для управления подсветкой. Для удобства анодные ключи подключаем на один порт, в данном случае это порт С. В собранном виде это выглядит вот так:
На плате есть небольшая ошибка, но в приложенных файлах плат она исправлена. Проводами подпаян разъем для прошивки МК, после прошивки устройства его следует отпаять.
Ну а теперь неплохо было бы нарисовать общую схему. Сказано – сделано, вот она:
А вот так все это выглядит целиком в собранном виде:
Теперь осталось всего лишь написать прошивку для микроконтроллера, что и было сделано. Функционал получился следующий:
Отображение времени, даты и температуры. При кратковременном нажатии кнопки MENU происходит смена режима отображения.
1 режим — только время.
2 режим — время 2 мин. дата 10 сек.
3 режим — время 2 мин. температура 10 сек.
4 режим — время 2 мин. дата 10 сек. температура 10 сек.
При удержании включается настройка времени и даты, переход по настройкам по нажатию кнопки MENU
Максимальное количество датчиков DS18B20 – 2. Если температура не нужна, можно их вообще не ставить, на работу часов это никак не повлияет. Горячего подключения датчиков не предусмотрено.
При кратковременном нажатии на кнопку UP включается дата на 2 сек. При удержании включается/выключается подсветка.
При кратковременном нажатии на кнопку DOWN включается температура на 2 сек.
С 00:00 до 7:00 яркость понижена.
Работает все это дело вот так:
К проекту прилагаются исходники прошивки. Код содержит комментарии так что изменить функционал будет не трудно. Программа написана в Eclipse, но код без каких-либо изменений компилируется в AVR Studio. МК работает от внутреннего генератора на частоте 8МГц. Фьюзы выставляются вот так:
А в шестнадцатеричном виде вот так: HIGH: D9 , LOW: D4
Также прилагаются платы с исправленными ошибками:
Данные часы работают в течение месяца. Никаких проблем в работе выявлено не было. Стабилизатор LM7805 и транзистор преобразователя едва теплые. Трансформатор нагревается градусов до 40, поэтому если планируется установка часов в корпус без вентиляционных отверстий, трансформатор придется взять большей мощности. В моих часах он обеспечивает ток в районе 200мА. Точность хода сильно зависит от примененного кварца на 32,768 КГц. Кварц, купленный в магазине, ставить не желательно. Наилучшие результаты показали кварцы из материнских плат и мобильных телефонов. Добавить метки
Ретрочасы — RadioRadar
Автор статьи, решив «вспомнить молодость», изготовил оригинальные настольные электронные часы из газоразрядных индикаторов и других деталей, выпускавшихся в последней четверти прошлого века.
Вероятно, любой радиолюбитель (особенно старшего поколения) согласится с тем, что электронные часы для него не просто самоделка, а полезное для всей семьи изделие. В начале своей радиолюбительской деятельности каждый радиолюбитель (и я, естественно, тоже) собрал по несколько часов. Но это было давно, когда электронные часы, причём даже в самом простом и примитивном корпусе, а то и вовсе без него, были чем-то удивительным…
Когда в середине 90-х годов промышленность выпустила набор «Старт», в котором было всё необходимое для часов, включая печатную плату, бум по их изготовлению побил все рекорды. У нас в общежитии института радиоэлектроники часы без корпусов, собранные из него, висели на всех стенах.
Но те времена безвозвратно прошли. Сегодня торговля предлагает такой широкий выбор разнообразнейших часов что вроде ничего оригинального уже и не придумаешь. Про самодельный корпус, сравнимый с промышленным, я вообще промолчу. Изготовить его под силу далеко не каждому. Именно поэтому я больше не планировал браться ни за какие часы.
Однако около года назад я увидел в Интернете фотоснимок часов с газоразрядными индикаторами ИН-16 (рис. 1). Несмотря на то что такие индикаторы уже давно морально устарели, часы выглядели интересно, необычно и очень ностальгически. Взяться за изготовление подобных часов меня побудили три обстоятельства. Во-первых, интересный внешний вид. Во-вторых, корпус изготовить очень просто. А в-третьих, газоразрядные индикаторы у меня с давних пор были и предназначались именно для часов. Но тогда делать на них часы я не стал, потому что появился набор «Старт» с его большим и изумительным индикатором ИВЛ1-7/5, по сравнению с которым газоразрядные индикаторы выглядели неказистыми.
Рис. 1. Часы с газоразрядными индикаторами ИН-16
Но вот колесо истории совершило очередной поворот, часы на газоразрядных индикаторах стали считаться «ретро» и вошли в моду. Теперь магический оранжевый цвет и простая форма цифр газоразрядных индикаторов смотрятся оригинально, а в темноте даже завораживающе.
Естественно, возник вопрос — собирать часы на микроконтроллере или обычных часовых микросхемах? Конечно, часы на микроконтроллере обладают более широкими возможностями. Они могут показывать и год, и месяц, и день недели, могут иметь несколько будильников, управлять электроприборами и ещё много чего. Но поскольку я задумал «ретрочасы», то решил, что будет правильно, чтобы они были «ретро» и внутри.
Несмотря на кажущуюся сложность, разработанные часы просты в изготовлении и налаживании, потому что собраны на специализированных «часовых» микросхемах. Эти микросхемы у многих лежат на полке — выбросить жалко, а применить некуда. Если же их нет в старых запасах, то они всё ещё имеются в продаже и стоят недорого. Высоковольтные транзисторы и диоды можно выпаять из неисправных энергосберегающих ламп. Поэтому стоимость комплекта деталей для таких часов минимальна. Повторить их могут практически все желающие.
Схемы часов на «часовых» микросхемах хорошо известны радиолюбителям. Но в известных конструкциях не предусмотрена индикация секунд, а часы и минуты отображаются на светодиодных или вакуумных люминесцентных индикаторах. Поэтому пришлось согласовать «часовые» микросхемы с газоразрядными индикаторами и добавить блок индикации секунд.
В результате получилось устройство, состоящее из четырёх плат: счёта времени (схема на рис. 2), индикации часов и минут (схема на рис. 3), высоковольтных ключей и питания (схема на рис. 4), счёта и индикации секунд (схема на рис. 5). Одноимённые входные и выходные цепи этих плат следует соединить между собой.
Рис. 2. Схема платы счёта времени
Рис. 3. Схема индикации часов и минут
Рис. 4. Схема высоковольтных ключей и питания
Рис. 5. Схема счёта и индикации секунд
Микросхемы К176ИЕ12 (DD2) и К176ИЕ13 (DD3) разработаны именно для совместной работы в часах. Не стану подробно описывать назначение всех выводов этих микросхем — эту информацию можно найти в десятках, если не сотнях источников. Остановлюсь только на некоторых, необходимых для понимания схемы часов и их налаживания начинающими радиолюбителями.
Микросхема DD2 вырабатывает секундные и минутные импульсы. Они поступают на микросхему DD3, которая содержит счётчики минут, часов и регистр памяти будильника с устройством включения звуковой сигнализации в заданное время.
К выводам 12 и 13 микросхемы DD2 подключён кварцевый резонатор ZQ1 на частоту 32768 Гцс элементами, необходимыми для работы с ним внутреннего генератора микросхемы. Такой резонатор так и называют — «часовой». Конденсатор C1 необходим для точной подстройки частоты генератора, от которой зависит точность хода часов. На выводе 14 микросхемы DD2 эту частоту можно проконтролировать частотомером.
Входы начальной установки счётчиков микросхемы DD2 (выводы 5 и 9) соединены с соответствующим выходом (выводом 4) микросхемы DD3. При нажатии на кнопку коррекции времени SB1 сигнал с микросхемы DD3 обнулит эти счётчики. Он же через преобразователь уровня на транзисторе VT20 поступает на входы начальной установки счётчиков единиц секунд DD6 и десятков секунд DD8 (рис. 5).
Индикация часов и минут в рассматриваемом устройстве — динамическая. Это означает, что каждый индикатор включён только в том интервале времени, когда на выводах 13, 14, 15, 1 микросхемы DD3 установлен код цифры, которая должна отображаться именно на этом индикаторе. Сигналы с выводов 3, 1, 15, 2 микросхемы DD2, управляющие поочерёдным включением индикаторов HG1-HG4, поступают на высоковольтные ключи, собранные на транзисторах VT9-VT12, VT14, VT15, VT17, VT18 (см. рис. 4). Эти ключи подают высокое напряжение положительной полярности на аноды индикаторов. Но поскольку они инвертируют управляющие сигналы, их перед подачей на ключи необходимо инвертировать ещё раз. Для этого предназначены инверторы DD1.1 — DD1.4 (см. рис. 2).
На выводе 4 микросхема DD2 генерирует секундные импульсы, идущие на её же вход С (вывод 7). Эти же импульсы через преобразователь уровня на транзисторе VT19 (рис. 5) поступают на вход счётчика единиц секунд на микросхеме DD6. Сигнал с выхода 8 (вывода 11) этого счётчика поступает на вход счётчика десятков секунд на микросхеме DD8. Сигналы с выходов разрядов обоих счётчиков поданы на высоковольтные дешифраторы DD7, DD9 и далее на индикаторы HG5, HG6. Таким образом, индикация единиц и десятков секунд не динамическая, а статическая.
Секундные импульсы поданы и на вход высоковольтного ключа на транзисторе VT8, который управляет неоновой лампой HL1. В окончательной версии часов от мигающей каждую секунду точки я отказался, но не стал удалять соответствующий узел из схемы. Возможно, что кто-нибудь захочет, чтобы в его часах такая точка была.
У использованного мной варианта добавления к часам счётчика и индикатора секунд есть одна особенность. Поскольку счётчики К155ИЕ2 и К155ИЕ4 изменяют своё состояние по спадам входных импульсов, переключение секунд происходит на полсекунды позже, чем переключение минут счётчиком микросхемы DD3. Впрочем, это заметно лишь при смене 59-й секунды нулевой. Я не счёл это недостатком. Пусть думают, что так и должно быть, часы ведь не обычные, а «ретро».
Вывод 6 микросхемы DD3 — вход сигнала коррекции показаний часов. Выход звукового сигнала будильника — вывод 7. С него сигнал поступает на усилитель мощности на транзисторах VT6 и VT7 и далее на излучатель звука HA1.
Как уже упоминалось, с выводов 13, 14, 15, 1 микросхемы DD3 код цифры поступает через преобразователи уровней (транзисторы VT1-VT4) на информационные входы запоминающего регистра — счетверённого D-триггера DD4. Запись в этот регистр происходит по сигналу с вывода 12 микросхемы DD3, прошедшему через преобразователь уровня на транзисторе VT5.
С выходов регистра коды цифр часов и минут поступают на общий дешифратор DD5 (см. рис. 3), выходы которого соединены с объединёнными одноимёнными катодами индикаторов HG1-HG4. Выводы неиспользуемых катодов индикаторов ни в коем случае не следует оставлять неподключёнными, иначе возможно паразитное свечение соответствующих им цифр.
Для управления работой часов предназначены кнопки SB1-SB4 и кнопочный выключатель SA1 (им включают и выключают звуковой сигнал будильника). Кнопки SB2 и SB3 служат для установки соответственно минут и часов, а кнопка SB4 — для установки времени срабатывания будильника. При нажатой кнопке SB4 индикаторы показывают это время. Чтобы изменить его, необходимо нажимать на кнопки SB2 и SB3, не отпуская кнопку SB4.
Кнопка SB1 позволяет откорректировать показания часов, для чего её следует нажать за несколько секунд до фактического окончания текущего часа. При этом счёт времени прекратится. Внутренние счётчики минут и секунд микросхем DD2 и DD3, а также счётчики DD6 и DD8 будут обнулены. Если число минут в момент остановки было менее 40, значение в счётчике часов микросхемы DD3 не изменится, в противном случае оно увеличится на единицу. По сигналу точного времени кнопку SB1 следует отпустить, после чего счёт времени будет продолжен.
К сожалению, при нажатой кнопке SB1 остаётся включённой цифра на каком-либо индикаторе. Чтобы не усложнять часы, я не стал делать узел гашения всех индикаторов, посчитав, что это нельзя считать недостатком ретрочасов. Впрочем, в них можно добавить такой узел, собрав его по схеме, приведённой на рис. 24 в [1].
Как уже было отмечено, в предлагаемых часах индикация часов и минут — динамическая, а секунд — статическая. Чтобы яркость индикаторов HG5 и HG6 не отличалась от яркости индикаторов HG1-HG4, номиналы резисторов R25 и R26 в цепях анодов индикаторов HG5 и HG6 увеличены до 150 кОм.
Вследствие недостатка места в корпусе часов я выполнил их блок питания по бестрансформаторной схеме. Поэтому все детали часов находятся под напряжением сети. При их налаживании следует соблюдать особую осторожность [2].
Если при повторении конструкции в корпусе найдётся место для понижающего трансформатора, рекомендую применить трансформаторный блок питания. Вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на напряжение около 12 В при токе нагрузки 150…200 мА. При этом из схемы исключают конденсатор C8, резистор R9 и стабилитрон VD7.
Ещё один вариант — использовать выносной стабилизированный импульсный блок питания на 9 или 12 В. Такие блоки обычно по конструкции подобны зарядным устройствам для сотовых телефонов, их применяют повсеместно. При использовании блока питания на 12 В из схемы исключают конденсатор C8, резистор R9, диодный мост VD6 и стабилитрон VD7. Выходное напряжение блока питания, соблюдая полярность, подают на конденсатор C9. Если применён блок питания на 9 В, из схемы исключают, кроме перечисленных в предыдущем абзаце элементов, также транзистор VT13, резистор R14 и стабилитрон VD9, а анод диода VD10 соединяют с плюсовым выводом конденсатора C9.
Большая ёмкость конденсатора C10 позволяет часам идти ещё некоторое время после отключения напряжения в сети. Диод VD10 отсекает от конденсатора C10 другие цепи, позволяя ему расходовать запасённую энергию только на питание микросхем DD1-DD3. При указанной на схеме ёмкости 2200 мкФ часы продолжают работать более 10 мин. Этого вполне достаточно, чтобы не только предотвратить сбои показаний, но и, например, перенести часы из одной комнаты в другую. В статье [3] имеются экспериментальные данные о зависимости продолжительности хода часов от ёмкости этого конденсатора.
Если всё-таки необходимо резервное питание, изучите статью [3] — её автор предлагает несколько вариантов. А если не нравится звучание имеющегося в часах будильника, можно собрать другой по схемам из [3] и [4]. В [5] есть даже вариант будильника на микросхеме музыкального синтезатора УМС [6].
На рис. 6 показаны печатные платы, на которых собраны часы. Их чертежи я не привожу, потому что и схема часов, и печатные платы неоднократно изменялись и дорабатывались. Например, когда я решил добавить в часы индикатор секунд, то не стал разрабатывать новую плату, а просто прикрепил дополнительную к имеющейся плате индикаторов часов и минут. Были изменения и в других платах. Поскольку часы делались в одном экземпляре, перерабатывать печатные платы с учётом изменений я не стал.
Рис. 6. Печатные платы, на которых собраны часы
Вместо микросхемы К176ИЕ12 можно использовать К176ИЕ18, но схема её включения отличается.
Вместо микросхемы К176ЛА7 в описанных часах допустимо применить К176ЛЕ5, причём никаких изменений схемы не потребуется. Только не забудьте, что такая замена станет невозможной, если будет решено делать узел гашения индикаторов по схеме из статьи [1].
Вместо счетверённого D-триггера К155ТМ7 можно использовать К155ТМ5. Применение микросхемы К155ТМ7 объясняется лишь тем, что она была у меня в наличии. Её я и установил в часы, оставив инверсные выходы триггеров свободными.
Многие детали можно взять из электронных балластов неисправных энергосберегающих ламп. Из него взят, например, малогабаритный оксидный конденсатор C7. Его ёмкость может лежать в пределах 2,2…10 мкФ. Применяемые в балластах транзисторы МЕ13003, MJE13005, MJE13007, MJE13009 можно использовать взамен КТ605А. Из отечественных транзисторов для их замены подойдут КТ604А. Можно также применить две транзисторные сборки К166НТ1А, что несколько усложнит разработку печатной платы, но зато уменьшит её габариты. Наконец, из неисправных балластов можно взять диоды 1N4007, которые заменят все диоды в часах (кроме стабилитронов). Из них же можно собрать и диодный мост вместо КЦ407А.
Из отечественных диодов в качестве замены диодов КД102Б подойдут дру гие маломощные кремниевые диоды с допустимым обратным напряжением 300 В и более, например, КД104А, КД105Б-КД105Д. Диоды КД102А в рассматриваемом случае могут быть заменены любыми маломощными кремниевыми диодами. Если позволяют размеры платы, вместо диодного моста КЦ407А можно применять КЦ402 или КЦ405 с любыми буквенными индексами.
Транзисторы КТ315Г и КТ361Г могут быть заменены транзисторами тех же серий с любыми буквенными индексами или другими кремниевыми маломощными транзисторами соответствующей структуры с допустимым напряжением коллектор-эмиттер не менее 15 В.
Вместо транзистора КТ815Г пригодны транзисторы серий КТ815, КТ817, КТ819 с любыми индексами. Однако транзисторы серии КТ819 из соображения габаритов лучше применять в пластмассовом корпусе (без индексаМ).
Поскольку на вход стабилизатора напряжения 5 В поступает напряжение 12 В, транзистор VT16 выделяет значительное количество тепла. Поэтому он должен иметь теплоотвод, который может быть любой конструкции. Например, алюминиевой пластиной толщиной несколько миллиметров и площадью не менее 15…20 см2. Кнопки SB1-SB4 — любые, умещающиеся в корпус часов. Вместо кнопочного выключателя SA1 можно с тем же условием применить любой движковый или рычажный выключатель. Звуковой излучатель HA1 — телефонный капсюль сопротивлением не менее 50 Ом. Если позволяет место в корпусе, можно использовать малогабаритную динамическую головку, подключив её через выходной трансформатор от любого транзисторного приёмника. При этом громкость сигнала будильника существенно возрастёт.
Гасящий конденсатор C8 составлен из трёх конденсаторов К73-17 ёмкостью 1 мкФ на постоянное напряжение 630 В, соединённых параллельно. Их можно расположить в любом свободном месте корпуса. Имейте в виду, что не все конденсаторы пригодны для работы в качестве гасящих. Например, нельзя применять конденсаторы БМ, МБМ, МБГП, МБГЦ-1, МБГЦ-2 [7]. Если позволяют размеры корпуса, можно использовать конденсаторы МБГЧ или К42-19 на напряжение не менее 250 В или МБГО на напряжение не менее 400 В.
К изготовлению корпуса часов следует подойти со всей тщательностью, поскольку от него зависит впечатление, которое будут производить часы на друзей и знакомых. Далее я указываю размеры своих часов. Естественно, их можно менять.
Возьмите ровную, хорошо отполированную деревянную планку шириной 50 мм и толщиной 5 мм. Отпилите от неё две детали длиной по 200 мм и две детали длиной по 70 мм. Рекомендую использовать ножовку по металлу с более мелкими, чем у ножовки по дереву, зубьями. Постарайтесь пилить строго под прямым углом. Затем, применяя любой клей для дерева (например, ПВА), склейте каркас. Его внешние размеры — 200×80 мм.
Для изготовления светящегося дна необходима пластина органического стекла толщиной не менее 5 мм. Разметьте прямоугольник размером, как у получившегося каркаса, и также ножовкой по металлу, стараясь пилить строго под прямым углом и не останавливаясь, выпилите его. Отполируйте торцы пластины и приклейте получившееся дно к каркасу клеем «Момент».
На задней стенке корпуса установите кнопки SB1-SB4 и выключатель SA1, просверлите в ней отверстия для держателя плавкой вставки FU1 и сетевого шнура. Не забудьте и про вентиляционные отверстия.
Самая ответственная часть работы — изготовление верхней крышки часов из тонированного стекла. Самостоятельно вырезать такую крышку, да ещё с отверстиями под индикаторы, сможет далеко не каждый, поэтому я рекомендую обратиться в ближайшую стекольную мастерскую. Они есть в любом, даже самом маленьком городе. Там вырезают стёкла для окон, зеркала, делают аквариумы. Просто принесите туда точные размеры крышки и точно укажите центры и диаметры отверстий под индикаторы.
Вполне удовлетворительный результат получится, если сделать крышку из органического стекла, но внешний вид часов будет несколько иным. Зато такую крышку можно изготовить и самому.
Особо стоит остановиться на деталях, которые придадут изготовленным часам ещё больший шарм. Это синие светодиоды подсветки индикаторов снизу и светодиодная лента жёлтого свечения, подсвечивающая заднюю кромку дна корпуса часов. Типов светодиодов и лент великое множество и можно применять практически любые. Если у кого-нибудь возникнет сомнение, что светодиоды должны быть именно синими, а лента именно жёлтой, не стану спорить. На вкус и цвет товарищей нет. Можно экспериментировать с любыми цветами или даже применить RGB-светодиоды и RGB-ленту с контроллерами, управляемыми дистанционно. Такие контроллеры можно приобрести в магазинах, торгующих электротоварами.
Светодиоды HL2-HL7 устанавливают под каждый из шести индикаторов. Они создают красивый синий светящийся ореол вокруг цифр и в верхней части индикаторов — этот эффект хорошо виден на фотоснимке внешнего вида часов (рис. 7). Светодиоды соединяют последовательно и подключают через гасящий резистор R24 к цепи +300 В. Подборкой этого резистора добиваются желаемой яркости свечения светодиодов. Применённые мной светодиоды имеют достаточную яркость уже при токе 2…3 мА, поэтому мощность, рассеиваемая резистором, не превышает 0,5 Вт.
Рис. 7. Ретрочасы в сборе
Конечно, безопаснее было бы питать светодиоды подсветки не высоким напряжением, а с выхода низковольтного выпрямителя — от конденсатора C9, соответственно уменьшив сопротивление резистора R24. Объясню, почему было решено питать их от высоковольтного, а не от низковольтного выпрямителя. Напряжение +300 В на плате индикаторов секунд уже имеется, а для питания светодиодов HL2-HL7 низким напряжением пришлось бы добавить ещё один провод.
Светодиодная лента состоит из параллельно соединённых секций длиной по 50 мм, в каждой из которых имеются соединённые последовательно два-три светодиода и резистор. Для использования в часах пригодна лента с напряжением питания 12 В. Отделите от неё отрезок длиной 200 мм (четыре секции) и приклейте его прозрачным клеем к задней кромке дна корпуса часов. Желаемую яркость свечения установите подборкой резистора R12. При этом следует помнить, что чем больше яркость свечения ленты, тем больший ток она потребляет и тем большей должна быть ёмкость гасящего конденсатора
C8. При ёмкости этого конденсатора 3 мкФ ток, потребляемый лентой, не должен превышать 60 мА, иначе напряжение на конденсаторе C9 опустится ниже 12 В, в результате чего транзистор VT13 выйдет из рабочего режима. При указанных на схеме номиналах лента в моих часах именно столько и потребляет и светит достаточно ярко, хотя напряжение на ней всего 9 В.
Литература
1. Алексеев С. Применение микросхем серии К176. — Радио, 1984, № 4, с. 25-28; № 5, с. 36-40; № 6, с. 32-35.
2. Осторожно! Электрический ток! — Радио, 2015, № 5, с. 54.
3. Никишин Д. Часы на светодиодных индикаторах КЛЦ202А. — Радио, 1998, № 8, с. 46-48.
4. Алексеев С. Электронные часы автолюбителя. — Радио, 1996, № 11, с. 46- 48.
5. Турчинский Д. Вместо обычного будильника — музыкальный. — Радио, 1998, № 2, с. 48, 49.
6. Дриневский В., Сироткина Г. Музыкальные синтезаторы серии УМС. — Радио, 1998, № 10, с. 85, 86.
7. Бирюков С. Расчёт сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1997, № 5, с. 48-50.
Автор: А. Карпачев, г. Железногорск Курской обл.
Часы на ИН-14 лампах своими руками
Часы на ИН-14 лампах своими руками
Давно хотел выложить статью,по изготовлению своими руками часов на лампах ИН-14,или как еще отзываются-часы в стиле стим-панк.
Постараюсь поэтапно и останавливаясь на ключевых моментах изложить только самое главное. Индикация часов хорошо видна как днем так и ночью, и сами по себе очень красиво смотрятся,особенно в хорошем деревянном корпусе.Общем,приступаем.
Схема устройства(для увеличения-как и везде-клик):
В этих часах установлены газоразрядные индикаторы ИН-14. Также их можно заменить на ИН-8, естественно с учётом отличий по цоколёвке. Нумерация выводов индикаторов осуществляется по часовой стрелке со стороны выводов. У ИН-14 вывод 1 указан стрелкой.
Характеристика часов:
| Напряжение питания, В | 12 |
| Ток потребления, не более, мА | 200 |
| Ток потребления типичный, мА | 150 |
| Индикаторы типа | ИН-14 |
| Формат индикации времени | Часы\Минуты\Секунды |
| Формат индикации даты | Число\Месяц\Год |
| Количество кнопок управления | 2 |
| Будильников | 2 |
| Дискретность установки времени срабатывания будильника, мин | 5 |
| Программных градаций подстройки яркости индикаторов | 5 |
Микроконтроллер Atmega8 в корпусе TQFP. Работа часов в с контроллером в DIP корпусе не предусмотрена. Часы реального времени DS1307. Звуковой излучатель имеет встроенный генератор и напряжение питания 5В. Все необходимые файлы проекта — плата, прошивка контроллера-скачать
Фьюзы:
Еще фото:
Повышающий преобразователь напряжения выполнен на микросхеме MC34063A. (MC33063A). По распространённости и стоимости она несколько уступает таймеру 555, на котором можно построить такой преобразователь, однако дешевле и доступнее MAX1771.
Неполярные конденсаторы керамика, полярные — электролиты Low ESR. Если Low ESR недоступны, поставьте параллельно электролиту керамику или плёнку. Дроссель в повышающем преобразователе 220 мкГн на ток 1.2A. Минимальное расчётное значение дросселя составляет 180 мкГн, минимальный расчётный ток дросселя составляет 800 мA.
Дешифраторами работают два корпуса К155ИД1. В коммутаторе анодного напряжения использована оптопара TLP627. Величины R23 и R24 нужно подбирать самостоятельно, в зависимости от степени свечения. Без них токи через точки превышают допустимый уровень. При монтаже индикаторы заталкиваем не до конца. Так как корпуса всех индикаторов индивудуальны их нужно будет выравнивать относительно печатной платы и между собой.
Управление часами на ИН-14:
Переход от режима к режиму происходит по кольцу кнопкой «MODE».
Установка значения производится кнопкой «SET».
Корректируемое значение либо мигает, либо имеет бОльшую яркость.
Установка значения секунд заключается в их обнулении.
Установка значения минут, часов, дня, месяца, года заключается в прибавлении 1 к текущему значению по кольцу до максимального значения, после чего значение обнуляется.
Установка минут срабатывания будильника производится от нуля с дискретностью 5 минут (00-05-10-15:55).
Если часы находятся не в основном режиме и нажатия кнопок прекращаются, то по истечении нескольких минут часы возвращаются в основной режим.
Отмена звукового сигнала будильника производится кнопкой «SET».
При этом в следующий раз при достижении времени срабатывания сигнал будильника будет активирован. Запятые в десятках и единицах секунд говорят об активности будильников 1 и 2 соответственно. Режимы работы часов приведены в таблице. Красным условно обозначены ярко горящие разряды, оранжевым — тускло подсвеченные разряды, чёрным — погашенные разряды. Для времени: Ч — часы, М — минуты, С — секунды. Для даты: Д — день месяца (число), М — месяц, Г — год. Для установки будильника: 1 — будильник 1, 2 — будильник 2, Х — нет значения (погашен).
Первое включение, программирование контроллера и настройка. Проверьте вначале правильность монтажа схемы часов. Затем проверьте цепи питания на предмет наличия короткого замыкания. Если не нашли, попробуйте подать на вход питание от источника 12В. Если не пошёл дым, проверьте напряжение цепи питания D5V0. С помощью подстроечного резистора RP1 установите на выходе повышающего преобразователя напряжение величиной 200В (для указанных номиналов). Подождите несколько минут. Элементы схемы не должны заметно нагреваться. Особенно это касается дросселя высоковольтного преобразователя. Его перегрев говорит о неправильно выбранном номинале или о конструктиве со слишком малым рабочим током. Такой дроссель надо заменить на более подходящий.
С этого момента понадобится элемент питания ВТ1 типа CR2032. В крайнем случае закоротите контакты панельки элемента питания, но тогда время и дату будете устанавливать каждый раз при прекращении подачи питания.
Запрограммируйте последовательно Flash и EEPROM микроконтроллера с помощью прилагаемых прошивок. Делать эту операцию нужно в указанной последовательности. На индикаторах будет отображаться «21-15-00«. Секунды при этом «пойдут». Если же вы всё ещё не подключили BT1, то вместо времени и даты увидите на индикаторах что-то вроде «05-05-05«.
Установите значения времени, даты, будильников в соответствии с таблицей описания режимов работ. Когда дойдёте до настройки яркости, программно включите минимальную яркость индикаторов. Подстройте повышающий преобразователь таким образом, чтобы каждый из индикаторов светился с минимальной яркостью, но полностью. То есть, не должно быть так, что часть цифры индикатора светится, а часть нет. Затем программно выставьте максимальную яркость и проверьте свечение цифр индикаторов.
Индикаторы не должны светиться слишком ярко, и не должно быть «объёмного» свечения. Коррекция яркости опять же производится с помощью RP1. После этого снова проверьте свечение при минимальной яркости и так далее до тех пор, пока не будут получены приемлемые результаты. Если же приемлемые результаты не будут получены, попробуйте подобрать номиналы анодных резисторов и повторить вышеуказанные действия.
Такие часы будут выгодно отличаться от обычных китайских, на светодиодах, которые между прочим стоят немалых денег.
Видео работы в нашей группе ВК-смотреть
Модель циркадных часов цианобактерии Cyanothece sp. ATCC 51142
Фон: Чрезмерное потребление ископаемого топлива привело к растущему беспокойству по поводу изменения климата и глобального потепления. Расширяется исследовательская деятельность в отношении альтернативных жизнеспособных источников биотоплива. Из нескольких различных биотопливных платформ цианобактерии обладают огромным потенциалом благодаря своей способности накапливать биомассу в десятки раз быстрее, чем традиционные масличные культуры.Цианобактерии Cyanothece sp. ATCC 51142 недавно вызвал большой интерес исследователей как модельный организм для таких исследований. Cyanothece может эффективно выполнять как фотосинтез, так и фиксацию азота в одной и той же клетке, и недавно было показано, что он производит биоводород — побочный продукт фиксации азота — с очень высокими скоростями, в несколько раз превышающими ранее описанные фотосинтетические микробы, производящие водород. Поскольку ключевой фермент для фиксации азота очень чувствителен к кислороду, продуцируемому фотосинтезом, Cyanothece использует сложную схему временного разделения, при которой фиксация азота происходит ночью, а фотосинтез — днем.В основе этой схемы временного разделения лежит надежный механизм синхронизации, который до сих пор тщательно не изучен. Понимание того, как эти циркадные часы взаимодействуют и гармонизируют глобальную транскрипцию ключевых клеточных процессов, является одним из ключей к реализации внутреннего потенциала этого организма.
Полученные результаты: В этой статье мы используем несколько современных методов биоинформатики для изучения основных циркадных часов Cyanothece sp.ATCC 51142 и его взаимодействия с другими ключевыми клеточными процессами. Мы используем методы сравнительной геномики для картирования генов циркадных часов и генетических взаимодействий у другого вида цианобактерий, а именно Synechococcus elongatus PCC 7942, циркадные часы которого исследованы гораздо более тщательно. Используя данные экспрессии генов временного ряда для Cyanothece, мы применяем методы реконструкции регуляторной сети генов, чтобы изучить эту сеть de novo и сравнить восстановленную сеть с взаимодействиями, о которых в настоящее время сообщается в литературе.Затем мы построим вычислительную модель взаимодействия между тактовыми частотами ядра и другими клеточными процессами и покажем, как эта модель может предсказывать поведение системы в изменяющихся условиях окружающей среды. Построенные модели значительно продвинули наше понимание функциональных механизмов циркадных часов Cyanothece.
Эффективная схема аутентификации на основе ECC в отношении асинхронных часов для сети пространственной информации
Huihui Huang , Сюян Мяо , Zehui Wu и Цян Вэй
Математические проблемы техники , 2021, т.2021, 1-14
Аннотация:
С быстрым развитием технологий мобильной связи сети пространственной информации (SIN) использовались для покрытия различных космических задач в коммерческих, метеорологических, чрезвычайных ситуациях и в военных сценариях. В SIN одной из основных задач является достижение взаимной аутентификации и секретной связи между участниками. Хотя многие исследователи разработали схемы аутентификации для SIN, они не рассматривали ситуацию, когда часы не синхронизированы, как широкое пространство покрытия в беспроводной среде.В этой статье мы раскрываем несколько недостатков схемы Альтафа и др. (2020), основной недостаток которой заключается в том, что злоумышленник может легко получить главный ключ центра управления сетью после запуска атаки с подбора пароля в автономном режиме. Затем мы проектируем схему аутентификации относительно асинхронных часов для SIN, используя криптосистему с эллиптической кривой (ECC) и криптографию на основе идентичности (IBC). Основываясь на кратком введении в основные идеи дизайна нашей схемы, инструменты анализа протокола безопасности Scyther и AVISPA используются для доказательства того, что схема может противостоять различным существующим активным и пассивным атакам.Далее мы обсудим нашу схему, которая обеспечивает пять основных требований свойств безопасности для разработки надежной схемы для SIN и превосходит с точки зрения устойчивости к функциональным возможностям безопасности и вычислительной производительности по сравнению с двумя другими типичными схемами. В результате наша схема будет работоспособной и эффективной безопасностью для мобильных пользователей в реальной среде.
Дата: 2021
Ссылки: Добавить ссылки на CitEc
Цитаты: Отслеживание цитирования через RSS-канал
Загрузок: (внешняя ссылка)
http: // downloads.hindawi.com/journals/MPE/2021/8811970.pdf (приложение / pdf)
http://downloads.hindawi.com/journals/MPE/2021/8811970.xml (текст / xml)
Связанные работы:
Этот элемент может быть доступен в другом месте в EconPapers: поиск предметов с таким же названием.
Экспортный номер: BibTeX RIS (EndNote, ProCite, RefMan) HTML / текст
Постоянная ссылка: https://EconPapers.repec.org/RePEc:hin:jnlmpe:8811970
DOI: 10.1155/2021/8811970
Статистика доступа для этой статьи
Больше статей в «Математические проблемы в инженерии» с хиндави
Библиографические данные для серий, поддерживаемых Мохамедом Абдельхакимом ().
Схема распределения тактовых импульсов, связанных по переменному току, 14 ГГц с методом усреднения фазы с использованием одного LC-VCO и распределенных фазовых интерполяторов LC-VCO и распределенные фазовые интерполяторы
AU — Niitsu, Kiichi
AU — Kulkarni, Vishal V.
AU — Канг, Синмо
AU — Исикуро, Хироки
AU — Курода, Тадахиро
N1 — Информация о финансировании: Рукопись поступила 3 декабря 2009 г .; пересмотрено 27 марта 2010 г. и 28 июня 2010 г .; принята к печати 06 августа 2010 г. Дата публикации 30 сентября 2010 г .; дата текущей версии 14 сентября 2011 г. Эта работа была частично поддержана грантом для стипендиатов JSPS, Центром дизайна и обучения СБИС (VDEC), Токийским университетом в сотрудничестве с Synopsys, Inc., Cadence Design Systems, Inc., Mentor Graphics, Inc. и Agilent Technologies Japan, Ltd.
PY — 2011/11
Y1 — 2011/11
N2 — В этом документе мы сообщаем первая схема распределения тактовых импульсов со связью по переменному току для распределения тактовых сигналов малой мощности и высокой частоты. За счет использования предложенного генератора с управляемым напряжением (LC-VCO) на основе LC с переменным током и фазовых интерполяторов можно предотвратить использование обычных буферов с логикой режима тока (CML) с большими требованиями к мощности, а также потребление энергии для распределения тактовых импульсов. можно уменьшить.С целью проверки эффективности предложенной схемы были разработаны и изготовлены тестовые микросхемы по 0,18-мкм КМОП-технологии со смешанными сигналами. Результаты измерений показали распределение тактовой частоты 14,007 ГГц по четырем точкам с шагом 450 мкм при мощности 6,9 мВт. Измеренный фазовый шум составил -79,06 дБн / Гц при отстройке 100 кГц, -101,66 дБн / Гц при отстройке 1 МГц и -107,25 дБн / Гц при отстройке 10 МГц с тактовой частотой 12,96 ГГц. Кроме того, был предложен и теоретически исследован метод усреднения фазы для уменьшения отклонения фазы.
AB — В этой статье мы сообщаем о первой в мире схеме распределения тактовых импульсов со связью по переменному току для маломощных и высокочастотных распределительных цепей. За счет использования предложенного генератора с управляемым напряжением (LC-VCO) на основе LC с переменным током и фазовых интерполяторов можно предотвратить использование обычных буферов с логикой режима тока (CML) с большими требованиями к мощности, а также потребление энергии для распределения тактовых импульсов. можно уменьшить. С целью проверки эффективности предложенной схемы были разработаны и изготовлены тестовые микросхемы в 0.18-мкм CMOS-технология со смешанными сигналами. Результаты измерений показали распределение тактовой частоты 14,007 ГГц по четырем точкам с шагом 450 мкм при мощности 6,9 мВт. Измеренный фазовый шум составил -79,06 дБн / Гц при отстройке 100 кГц, -101,66 дБн / Гц при отстройке 1 МГц и -107,25 дБн / Гц при отстройке 10 МГц с тактовой частотой 12,96 ГГц. Кроме того, был предложен и теоретически исследован метод усреднения фазы для уменьшения отклонения фазы.
кВт — КМОП интегральные схемы (ИС)
кВт — Распределение часов
кВт — Генератор, управляемый напряжением на основе LC (LC-VCO)
кВт — конструкция с низким энергопотреблением
кВт — генератор, управляемый напряжением (VCO )
KW — беспроводная связь
UR — http: // www.scopus.com/inward/record.url?scp=80052874584&partnerID=8YFLogxK
UR — http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=80052874584&partnerID=8YFLogxK
.207 / TVL — 10.18LogxK02.2010DO — 10.1109 / TVLSI.2010.2072794
M3 — Article
AN — SCOPUS: 80052874584
VL — 19
SP — 2058
EP — 2066
JO — Транзакции IEEE в очень крупномасштабной интеграции
JF — Транзакции IEEE в системах очень крупномасштабной интеграции (СБИС)
SN — 1063-8210
IS — 11
M1 — 55
ER —
Беспроводные настенные часы — The New York Times
ЗДЕСЬ Произошла тихая революция в настенных часах.Когда-то это было необходимым присутствием на кухне, где оно напоминало рассеянному повару о времени приготовления жаркого, или на стене классной комнаты, за которой внимательно следили беспокойные ученики. Но теперь настенные часы, часто лишенные арабских цифр и появляющиеся в различных необычных формах, стали последним дизайнерским аксессуаром.
Аккумулятор избавил настенные часы от былого конструктивного недостатка — некрасивого болтающегося электрического шнура. Монте Левин, промышленный дизайнер из Нью-Йорка, который, по оценкам, разработал более 300 часов за последние 25 лет, отметил, что «батареи предлагают часам наибольшую гибкость.Их не нужно ставить возле розетки, их можно повесить где угодно ».
Энергосберегающие часовщики, как правило, предпочитают часы с батарейным питанием, хотя, как заметил г-н Левин, «даже если электрические часы работают непрерывно, они действительно не потребляют много энергии». Но разработка чувствительного кристалла кварца, который активируется от батареи, обеспечила большую точность и надежность беспроводных часов.
Возникли две тенденции. Один отмечает старомодные, практичные часы — иногда с деревянной рамкой, римскими цифрами или простой школьной графикой.Другой использует циферблат по более абстрактному пути — числа исчезают, круглая форма становится квадратом, вводятся новые текстуры и более темные цвета. Кажется, что часы найдутся для любой схемы оформления, от ар-деко до высоких технологий, от деревенской кухни до космической капсулы.
«Настенные часы — это больше, чем просто часы», — сказал Уильям Скларофф, дизайнер графики и интерьеров из Филадельфии, чей дизайн часов для компании Howard Miller принял более абстрактное направление.(Один из его серии Sculptura показан на странице 1. Он продается по цене 62,95 доллара в магазине часов Franklin в Уайт-Плейнс, штат Нью-Йорк; Yesterday Once More в торговом центре Morris County, Морристаун, штат Нью-Джерси; и Silver’s в Милфорде и Вестпорте, штат Коннектикут.)
«Информационный аспект, функции часов, указывающие время, были преуменьшены», — сказал г-н Скларофф. Этим можно объяснить растущее число бесчисленных циферблатов, которые заставляют постоянно подсказывать людям тревогу, порождая при этом неограниченные и незыблемые оправдания со стороны заядлых опоздавших.
«Часы теперь могут быть сокращены до двух стрелок», — сказал г-н Скларофф. «Зрителю остается решать».
Замечание о единственной разностной модели GNSS с общей схемой синхронизации для определения ориентации
Метод определения ориентации на основе GNSS является важной областью исследования, в которой для построения реальной системы могут использоваться две схемы: схема общих часов и нестандартная схема часов. По сравнению с схемой необычных часов, схема общих часов может значительно улучшить как надежность, так и точность.Однако, чтобы получить эти преимущества, необходимо соблюдать особую осторожность при реализации. Таким образом, обсуждаются меры, основанные на генерирующем методе измерения фазы несущей в приемниках GNSS. Также выполняется качественная оценка потенциального фазового смещения. Указаны возможные технические трудности при разработке одноплатных многоантенных систем ориентации GNSS с общими часами.
Ссылки
[1] Akos, D. (1997). Программный подход к проектированию приемников глобальной навигационной спутниковой системы.Университет Огайо, Афины, Огайо. Искать в Google Scholar
[2] Alban, S. (2004). Разработка и характеристики надежной системы ориентации GPS / INS для автомобильных мобильных приложений, докторская диссертация, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, США, июнь 2004 г. Поиск в Google Scholar
[3] Борре К., Акос Д. М., Бертельсен Н., Риндер П. и Йенсен С. Х. (2007) Программно-определяемый приемник GPS и Galileo, Birkhäuser Boston. Искать в Google Scholar
[4] Braasch, M. S. and Dierendonck, A.Дж. Ван (1999). Архитектура и измерения приемников GPS, в Proceedings of the IEEE, vol. 87, нет. 1, pp. 48–64, Jan 1999. Поиск в Google Scholar
[5] Buist, P.J. (2013). Многоплатформенная интегрированная система позиционирования и определения отношения с использованием GNSS, докторская диссертация, Делфтский технический университет, Делфтский технологический университет. Искать в Google Scholar
[6] Chen, W., Qin, H., Zhang, Y., Jin, T. (2012). Оценка точности моделей с одной и двумя разностями для GPS-компаса с одной эпохой, Успехи в космических исследованиях , 49 (4) , 725–738.Искать в Google Scholar
[7] Chen, W., Li, X. (2014). Улучшение степени успешности целочисленной оценки методом наименьших квадратов для одной эпохи для приложений GNSS ориентации / короткой базовой линии с общей схемой синхронизации. Acta Geodaetica et Geophysica , 49 (3) : 295–312. Ищите в Google Scholar
[8] Cillian, O’Driscoll (2010). Фаза несущей и ее измерение для GNSS. Внутри GNSS , 5 (5) : 18–22. Искать в Google Scholar
[9] Gebre-Egziabher, D., Хейворд, Р. К., Пауэлл, Дж. Д. (1998). Недорогая GPS / инерциальная система ориентации курса (AHRS) для применения в авиации общего назначения. Proc. of IEEE Position Location and Navigation Symp ., pp. 518–525. Искать в Google Scholar
[10] Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H. and Wasle, E. (2008). Глобальные навигационные спутниковые системы GNSS. GPS, ГЛОНАСС, Galileo и др. . Спрингер, Берлин. Искать в Google Scholar
[11] Jin, T., Shi, L. (2009). Единая аппаратная конструкция DSP в спутниковом навигационном приемнике реального времени с несколькими созвездиями.In: Proceedings of IX International Conference on Computer and Information Technology , vol. 2. С. 369–373. Ищите в Google Scholar
[12] Кеонг, Дж. Х. (1999). Определение ориентации GPS / ГЛОНАСС с помощью общих часов с использованием единого разностного подхода. Proc. Международного технического совещания спутникового отдела Института навигации , ION-GPS ‘99, Нэшвилл, Теннесси, США, стр. 1941–1950. Искать в Google Scholar
[13] Leick, A.(2003). Спутниковая съемка GPS, 3 -е издание . Wiley, Нью-Йорк. Ищите в Google Scholar
[14] Мисра П. и Энге П. (2006). Сигналы, измерения и характеристики глобальной системы позиционирования. Ganga-Jamuna Press, Lincoln. Поиск в Google Scholar
[15] Псиаки, М. Л., Акос, Д. М. и Тор, Дж. (2005) Сравнение прямой радиочастотной выборки и архитектуры обычных приемников ГНСС. Навигация, 52: 71–81. Искать в Google Scholar
[16] Psiaki, M.Л. и Мохиуддин. S. (2007) Моделирование, анализ и моделирование фазы несущей GPS для относительной навигации космических аппаратов, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 30 (6): 1628–1639. Ищите в Google Scholar
[17] Strang, G. and Borre, K. (1997). Линейная алгебра, геодезия и GPS. Wellesley-Cambridge Press, Wellesley. Искать в Google Scholar
[18] Симски А., Куйлен Л. В., Бун Ф. (2005). Одноплатная система определения ориентации на базе приемника PolaRx2 @ GPS. In: Proceedings of ENC GNSS 2005 , Мюнхен, Германия, стр. 23. Поиск в Google Scholar
[19] Teunissen, P. J. G. и Kleusberg, A. (1998). GPS для геодезии. Springer, Берлин, Гейдельберг, Нью-Йорк. Искать в Google Scholar
[20] Teunissen P. J. G. (2001). Целочисленная оценка при наличии смещений, Геодезический журнал , 75 : 399–407. Ищите в Google Scholar
[21] Teunissen, P. J. G. (2010). Целочисленная теория наименьших квадратов для GNSS-компаса. Геодезический журнал, 84 (7) , 433–447. Поиск в Google Scholar
[22] Теуниссен, П. Дж. Г., Джорджи, Г. и Буист, П. Дж. (2011). Тестирование нового метода одночастотного GNSS-компаса с фазой несущей. Наземные, корабельные и авиационные эксперименты. GPS Solutions, 15 (1), 15–28. Искать в Google Scholar
[23] Wang, Y., Zhan, X., Zhang, Y. (2007). Улучшенный метод функции неоднозначности, основанный на аналитическом разрешении для определения положения GPS. Meas Sci Technol , 18 : 2985–2990. Искать в Google Scholar
Патент США на реконфигурируемую схему переключения часов для измерения рабочего цикла Патент (Патент № 11,088,683, выдан 10 августа 2021 г.)
Уровень техники Область техникиЭто раскрытие относится к измерению рабочего цикла синхросигнала, в частности к уменьшению как случайного, так и детерминированного шума от измерений рабочего цикла синхросигнала.
Описание предшествующего уровня техникиКомпьютерные системы часто используют периодические сигналы (часто называемые «тактовыми сигналами») для передачи информации синхронизации в различные схемы, включенные в такие компьютерные системы.Информация о синхронизации может использоваться схемами-защелками или триггерами для выборки и хранения данных. Кроме того, информация о синхронизации может использоваться для отправки и приема данных между различными схемными блоками внутри интегральной схемы или между разными интегральными схемами.
Тактовые сигналы могут генерироваться с использованием различных схем и методов. В некоторых случаях основной тактовый сигнал может генерироваться с использованием схемы кварцевого генератора. Контур фазовой автоподстройки частоты или схемы автоподстройки частоты с задержкой могут использоваться для генерации других тактовых сигналов с разными частотами и фазами относительно основного тактового сигнала.
Некоторые схемы могут использовать либо нарастающий, либо спадающий фронт тактового сигнала для выполнения своих соответствующих функций. Однако другие схемы могут полагаться как на нарастающий, так и на спадающий фронт синхросигнала, чтобы выполнять свои соответствующие функции. Некоторые протоколы связи, например, двойная скорость передачи данных, также ретранслируются по обоим фронтам тактового сигнала.
РАСКРЫТИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯРаскрыты различные варианты осуществления различных комбинаций системы проверки часов. Вообще говоря, схема тактового генератора сконфигурирована для генерации множества тактовых сигналов, имеющих общую частоту.Схема переключателя, соединенная со схемой тактового генератора, сконфигурирована для выбора в течение первого периода времени первого тактового сигнала из множества тактовых сигналов в качестве первого выходного тактового сигнала. Схема переключателя также сконфигурирована для выбора в течение второго периода времени второго тактового сигнала из множества тактовых сигналов в качестве первого выходного тактового сигнала. Схема измерения сконфигурирована для измерения рабочего цикла первого выходного синхросигнала в течение первого и второго периодов времени для генерации соответствующих значений рабочего цикла и определения скорректированного рабочего цикла первого выходного синхросигнала с использованием соответствующих значений рабочего цикла.В случаях, когда первый и второй тактовые сигналы имеют противоположные логические полярности, переключение между первым и вторым тактовыми сигналами может позволить аннулировать статические смещения при измерении искажения рабочего цикла, тем самым повышая точность измерения искажения рабочего цикла, позволяя для более точной калибровки и коррекции скважности тактового сигнала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙРИС. 1 — блок-схема варианта осуществления системы проверки часов.
РИС. 2 иллюстрирует вариант осуществления схемы переключателя
Фиг. 3 иллюстрирует блок-схему другого варианта осуществления системы проверки тактовых импульсов для несимметричных входных тактовых сигналов.
РИС. 4 иллюстрирует вариант осуществления схемы переключения для несимметричных входных тактовых сигналов и несимметричных выходных тактовых сигналов.
РИС. 5 иллюстрирует блок-схему варианта осуществления системы проверки тактовых импульсов для входных дифференциальных тактовых сигналов.
РИС. 6 иллюстрирует вариант осуществления схемы переключения для дифференциальных входных сигналов тактовой частоты и выходных дифференциальных тактовых сигналов.
РИС. 7 иллюстрирует блок-схему варианта осуществления системы проверки тактовых импульсов для несимметричных входных тактовых сигналов.
РИС. 8 иллюстрирует вариант осуществления схемы переключения для несимметричных входных сигналов синхронизации и выходных сигналов дифференциальной синхронизации.
РИС. 9 иллюстрирует вариант осуществления схемы драйвера.
РИС. 10 иллюстрирует блок-схему другого варианта осуществления системы проверки тактовых импульсов с тактовым трактом.
РИС. 11 иллюстрирует вариант реализации схемы тактового сигнала.
РИС. 12 иллюстрирует примеры форм сигналов, связанных с работой системы проверки тактовых импульсов.
РИС. 13 иллюстрирует блок-схему, изображающую вариант осуществления способа работы системы проверки часов.
РИС. 14 — блок-схема варианта осуществления компьютерной системы, которая включает в себя подсистему часов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯВо многих компьютерных системах используются схемы тактового генератора для генерации различных тактовых сигналов, которые будут использоваться в качестве опорных сигналов синхронизации в компьютерной системе.Такие тактовые сигналы могут использоваться для активации схем защелки или триггера в качестве эталонов синхронизации для отправки и приема данных и т.п. В некоторых случаях разные тактовые сигналы, каждый с разной частотой, могут использоваться в разных схемных блоках в компьютерной системе.
В различных компьютерных системах могут использоваться разные методы для передачи информации синхронизации в схему. В некоторых случаях одиночный тактовый сигнал (называемый «несимметричным тактовым сигналом») используется для кодирования информации синхронизации.В качестве альтернативы, информация о синхронизации может быть закодирована как разность уровней напряжения двух тактовых сигналов (называемых «дифференциальными часами»). В дифференциальных часах два тактовых сигнала инвертированы друг друга.
Некоторые схемные блоки в компьютерной системе могут использовать как передний, так и задний фронт в качестве эталонов синхронизации. Например, схема памяти с удвоенной скоростью передачи данных использует как нарастающие, так и спадающие фронты тактовых импульсов для отправки и приема данных. В схемах, которые используют оба фронта тактовых импульсов, рабочий цикл тактовых импульсов может влиять на производительность схем.Искажение рабочего цикла может привести к отклонению тактового сигнала от желаемого рабочего цикла и может ограничить производительность таких схем, как процессоры, запоминающие устройства и т.п. Используемый здесь термин «рабочий цикл» тактового сигнала относится к процентной доле периода тактового сигнала, для которого значение тактового сигнала является высоким логическим значением (или, альтернативно, низким логическим уровнем). Для схемных блоков, которые полагаются как на нарастающие, так и на спадающие фронты, во многих случаях идеальный рабочий цикл составляет 50%. Искажение рабочего цикла (DCD) относится к отклонению рабочего цикла тактового сигнала от идеального значения 50%.
Чтобы улучшить конструкцию схемы тактового генератора для уменьшения искажения рабочего цикла, можно использовать различные методы измерения для определения рабочего цикла тактового сигнала. В некоторых случаях такие измерения выполняются путем передачи синхросигнала за пределы кристалла в схему измерения. Другие решения включают в себя схемы измерения на кристалле. Общей проблемой как внутрикристальных, так и внекристальных методов измерения рабочего цикла являются случайные и детерминированные источники шума, которые могут снизить точность измерения рабочего цикла, тем самым ограничивая точность схемы коррекции или калибровки.Источники такого шума могут включать в себя саму измерительную схему, сеть распределения тактовых импульсов от схемы тактового генератора к измерительной схеме, тактовый сигнал, пересекающий различные области напряжения на интегральной схеме, и т.п.
Изобретатели поняли, что, когда рабочий цикл тактового сигнала измеряется в течение достаточно длительного периода времени, источники шума представляют собой статическое смещение при измерении искажения рабочего цикла. Кроме того, изобретатели поняли, что, имея возможность выборочно соединять разные из множества тактовых сигналов с общей частотой с измерительной схемой в разные периоды времени, измерения искажения рабочего цикла, выполненные в эти периоды времени, можно использовать для отмены статическое смещение.Варианты осуществления, проиллюстрированные на чертежах и описанные ниже, предоставляют методы измерения искажения рабочего цикла тактового сигнала с использованием различных из множества связанных тактовых сигналов. В некоторых вариантах осуществления может использоваться переключение тактовых импульсов, в котором тактовый сигнал и его инверсия используются в разное время для измерения рабочего цикла тактового генератора. Различные измерения рабочего цикла, сделанные в разные периоды времени, искажаются вышеупомянутыми статическими смещениями. Комбинируя (e.g., за вычетом) измерений рабочего цикла, статические смещения могут быть отменены, оставляя взаимосвязь между искажениями рабочего цикла измерений рабочего цикла. Путем отмены статических смещений таким образом точность измерений искажения рабочего цикла может быть улучшена, обеспечивая более точную калибровку и коррекцию рабочего цикла тактового сигнала. В некоторых вариантах осуществления для выполнения измерений рабочего цикла могут использоваться разные части дифференциального тактового сигнала.
Блок-схема варианта осуществления системы проверки часов изображена на фиг. 1. Как показано, система проверки тактовых импульсов 100 включает схему тактового генератора 101 , схему переключения 102 и схему измерения 103 .
Схема тактового генератора 101 сконфигурирована для генерации тактовых сигналов 104 с общей частотой 109 . В различных вариантах осуществления схема 101 тактового генератора может быть сконфигурирована для генерации одного или нескольких несимметричных тактовых сигналов, множества пар дифференциальных тактовых сигналов или любой подходящей их комбинации.В различных вариантах осуществления схема , 101, тактового генератора может включать в себя схемы генератора, схему петли фазовой автоподстройки частоты, схемы петли синхронизации с задержкой или любые другие схемы, подходящие для генерации тактовых сигналов.
Схема переключения 102 сконфигурирована для выбора в течение периода времени 110 A, тактового сигнала 107 A тактовых сигналов 104 в качестве выходного тактового сигнала 105 . Схема переключения 102 дополнительно сконфигурирована для выбора в течение периода времени 110 B тактового сигнала 110 B из тактовых сигналов 104 в качестве выходного тактового сигнала 105 .Как описано ниже, выходной синхросигнал , 105, может быть несимметричным синхросигналом или дифференциальным синхросигналом, в зависимости от типа синхросигналов , 104, .
Схема измерения 103 сконфигурирована для измерения рабочего цикла выходного тактового сигнала 105 , в периоды времени 110 A и 110 B для генерации соответствующих измерений рабочего цикла 108 . В различных вариантах осуществления измерительная схема , 103, дополнительно сконфигурирована для определения скорректированного рабочего цикла 106 выходного синхросигнала 105 с использованием измерений рабочего цикла 108 .Путем определения скорректированного рабочего цикла 106 с использованием измерений рабочего цикла 108 , измерительная схема 103 может, в некоторых вариантах осуществления, быть сконфигурирована так, чтобы компенсировать часть искажения рабочего цикла в выходном тактовом сигнале 105 , тем самым повышая точность измерение рабочего цикла выходного тактового сигнала 105 .
В различных вариантах осуществления измерительная схема , 103, может быть сконфигурирована для объединения измерений рабочего цикла 108 , чтобы генерировать скорректированный рабочий цикл 106 .Каждое из измерений рабочего цикла 108 включает несколько эффектов, которые влияют на общий рабочий цикл. Например, измеренный рабочий цикл в течение первого периода времени определяется уравнением 1, где 0,5 соответствует идеальному рабочему циклу 50%, DCD 1 — искажение рабочего цикла, связанное с первым тактовым сигналом тактовых сигналов . 104 и DCD , путь — это искажение рабочего цикла, связанное с тактовым сигналом между схемой тактового генератора 101 и измерительной схемой 103 .
DC изм1 = 0,5 + DCD 1 + DCD путь (1)
Аналогичным образом измеренный рабочий цикл во втором периоде времени дается уравнением 2, где DCD 2 равно рабочий цикл, связанный со вторым тактовым сигналом тактовых сигналов 104 . В различных вариантах осуществления второй тактовый сигнал является инвертированной версией первого тактового сигнала. Таким образом, искажение рабочего цикла имеет ту же величину, но противоположный знак.
DC изм2 = 0,5-DCD 2 + DCD путь (2)
Для объединения измерений рабочего цикла измерительная схема 103 может быть сконфигурирована для вычитания одного измерения рабочего цикла из другого. Например, вычитая уравнение 2 из уравнения 1, можно определить разницу между двумя измерениями рабочего цикла, как показано в уравнении 3.
DC diff = DCD mes1 DCD mes2 = DCD 1 + DCD 2 (3)
При вычитании двух измерений рабочего цикла искажение рабочего цикла, связанное с тактовым трактом, компенсируется, оставляя только значения искажения рабочего цикла, связанные с генерацией первого и второго тактовых сигналов. .Поскольку второй тактовый сигнал является логической инверсией первого тактового сигнала, их соответствующие значения искажения рабочего цикла противоположны друг другу, как показано в уравнении 4.
DCD 1 = −DCD 2 (4)
By подставив уравнение 4 в уравнение 3, искажение рабочего цикла, связанное со вторым синхросигналом, может быть определено, как показано в уравнении 5. Как видно из уравнения 5, значение искажения рабочего цикла, связанное со вторым синхросигналом, зависит только от два измеренных значения рабочего цикла.С подавлением искажения рабочего цикла, связанного с тактовым трактом, точность искажения рабочего цикла второго тактового сигнала может быть улучшена, что может позволить более точную калибровку и коррекцию генерируемых тактовых сигналов. Поскольку искажение рабочего цикла первого тактового сигнала противоположно искажению рабочего цикла второго тактового сигнала, оба значения могут быть определены с использованием значений рабочего цикла, измеренных в течение первого и второго периодов времени.После определения искажения рабочего цикла можно определить скорректированный рабочий цикл 106 , используя либо измерения рабочего цикла 108 , либо вычисленное значение искажения рабочего цикла из уравнения 5.
DCD2 = DCm Eas1-DCmeas22 (5)
Как отмечалось выше, схема переключения 102 сконфигурирована для выбора разных тактовых сигналов 104 в разные периоды время. В различных вариантах осуществления тактовые сигналы , 104, могут включать в себя множество различных тактовых сигналов.Например, тактовые сигналы , 104, могут включать в себя несколько несимметричных тактовых сигналов, инвертированные версии несимметричных тактовых сигналов, дифференциальные тактовые сигналы и т.п. В зависимости от того, какой тактовый сигнал должен быть протестирован, и какие типы тактовых сигналов доступны, для генерации выходного тактового сигнала 105 могут использоваться различные типы схем переключения, так что измерительная схема 103 может определять искажение рабочего цикла, как описано выше. . Варианты осуществления, представленные на фиг.2-9 изображены различные схемы, сконфигурированные для генерации для различных топологий синхросигнала выходных синхросигналов для измерения.
Обращаясь к РИС. 2 изображена блок-схема варианта осуществления схемы переключения 102 . Как показано, схема переключателя , 102, включает в себя схему управления , 212, и переключатели 201 — 203 .
Для генерации выходного синхросигнала 105 схема переключения 102 сконфигурирована для альтернативного подключения в течение соответствующих периодов времени либо синхросигнала 210 , либо синхросигнала 211 на вход схемы драйвера 212 .Коммутатор 201 сконфигурирован, в ответ на утверждение управляющего сигнала 208 , для передачи тактового сигнала 210 на узел 204 , позволяя тактовому сигналу 210 распространяться на вход схемы драйвера 212 . Аналогичным образом коммутатор 202 сконфигурирован, в ответ на утверждение управляющего сигнала 209 , для передачи тактового сигнала 211 на узел 204 , позволяя тактовому сигналу 211 распространяться на вход схемы драйвера. 212 .Следует отметить, что в различных вариантах осуществления сигналы управления , 208, и , 209, могут быть взаимоисключающими друг с другом. Кроме того, следует отметить, что соответствующие периоды тактовых сигналов 210 и 211 могут соответствовать длительностям соответствующих периодов времени 107 .
Как используется и описано в данном документе, утверждение сигнала относится к установке сигнала на конкретное значение, которое активирует устройство или схему, связанную с сигналом. Подобным образом отмена подтверждения сигнала относится к установке для сигнала другого значения, которое деактивирует устройство или схему, связанную с сигналом.
Для снижения энергопотребления и шума, когда система проверки тактовой частоты 100 не используется, схема переключателя 102 сконфигурирована для установки выходного тактового сигнала 105 на определенное логическое значение. В различных вариантах осуществления выходной тактовый сигнал 105 помещается в статическое состояние, где тактовый сигнал 210 и тактовый сигнал 211 не могут распространяться на вход схемы драйвера 212 . В такой ситуации сигналы управления 208 и 209 отменяются, размыкая переключатели 201 и 202 .Чтобы предотвратить плавающий вход схемы драйвера 212 , переключатель 203 сконфигурирован, в ответ на утверждение управляющего сигнала 213 , для подключения источника питания наземного узла 207 к узлу 204 , тем самым устанавливая тактовую частоту выходного сигнала. сигнал 105 на высокий логический уровень. Следует отметить, что в других вариантах осуществления вход схемы , 212 драйвера может быть подключен к узлу источника питания вместо источника питания 207 заземления, чтобы удерживать вход схемы 212 драйвера в плавающем состоянии.
Схема драйвера 212 сконфигурирована для генерации выходного тактового сигнала 105 с использованием уровня напряжения узла 204 . Следует отметить, что схема драйвера , 212, может быть реализована как буферная схема, схема неинвертирующего усилителя или любая другая подходящая схема, сконфигурированная для генерации выходного сигнала с использованием входного сигнала, где логическим значением выходного сигнала является такой же, как у входного сигнала. В качестве альтернативы схема , 212, драйвера может быть реализована как инвертор или схема инвертирующего усилителя.В таких случаях может потребоваться дополнительная логическая схема в измерительной схеме 103 для компенсации разницы в логической полярности выходного синхросигнала 105 .
Коммутаторы 201 — 203 и схема драйвера 212 могут, в различных вариантах осуществления, включать в себя несколько металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов (MOSFET) или любое другое подходящее устройство для измерения крутизны проводимости. В некоторых случаях данный один из переключателей 201 — 203 может включать в себя любое подходящее количество s n-канальных полевых МОП-транзисторов и p-канальных полевых МОП-транзисторов, скомпонованных так, чтобы формировать проходной вентиль или другую подходящую структуру.
Обращаясь к РИС. 3 изображена блок-схема другого варианта осуществления системы проверки тактовых импульсов для несимметричных входных тактовых сигналов. Как показано, система проверки тактовых импульсов 300 включает в себя схему тактового генератора 301 , схему переключения 302 и схему измерения 303 .
Схема тактового генератора 301 сконфигурирована для генерации несимметричного тактового сигнала 304 . В различных вариантах осуществления схема , 301, тактового генератора может быть сконфигурирована для генерации одного или нескольких несимметричных тактовых сигналов, множества пар дифференциальных тактовых сигналов или любой подходящей их комбинации.
Схема переключения 302 сконфигурирована для выбора в течение первого периода времени периодов времени 307 несимметричный тактовый сигнал 304 как односторонний выходной тактовый сигнал 305 . Схема переключателя 302 дополнительно сконфигурирована для выбора в течение второго периода времени периодов 307 , логической инверсии несимметричного синхросигнала 304 в качестве несимметричного выходного синхросигнала 305 .
Схема измерения 303 сконфигурирована для измерения рабочего цикла несимметричного выходного синхросигнала 305 , в разные периоды времени 307 , для генерации соответствующих измерений рабочего цикла 308 .В различных вариантах осуществления измерительная схема 303 дополнительно сконфигурирована для определения скорректированного рабочего цикла 306 несимметричного выходного синхросигнала 305 с использованием измерений рабочего цикла 308 . Путем определения скорректированного рабочего цикла 306 с использованием измерений рабочего цикла 308 , измерительная схема 303 может, в некоторых вариантах осуществления, быть сконфигурирована для устранения части искажения рабочего цикла в несимметричном выходном тактовом сигнале 305 , тем самым увеличивая точность измерения рабочего цикла несимметричного выходного тактового сигнала 305 .
Как отмечалось выше, схема переключения 302 сконфигурирована для выбора в разное время либо несимметричного синхросигнала 304 , либо логической инверсии несимметричного синхросигнала 304 . Этот выбор может быть выполнен с использованием различных схемотехники. Блок-схема конкретного варианта осуществления схемы переключателя , 302, изображена на фиг. 4 Как показано, схема переключателя 302 включает схему драйвера 411 и переключатели 401 — 403 .
Для генерации несимметричного выходного синхросигнала 305 схема переключателя 302 сконфигурирована для альтернативного подключения для соответствующих периодов времени несимметричного синхросигнала 304 и логической инверсии несимметричного синхросигнала. сигнал 304 в несимметричный выходной тактовый сигнал 305 .
Коммутатор 401 сконфигурирован для выборочной передачи несимметричного синхросигнала 304 на узел 404 с использованием управляющего сигнала 408 .Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 408 коммутатор 401 передает несимметричный тактовый сигнал 304 на узел 404 , позволяя несимметричный тактовый сигнал 304 распространяться на вход драйвера. цепь 411 .
Коммутатор 402 сконфигурирован для передачи несимметричного синхросигнала 304 на узел 404 с использованием управляющего сигнала 409 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 409 коммутатор 402 передает несимметричный тактовый сигнал 304 на узел 404 , позволяя несимметричный тактовый сигнал 304 распространяться на вход драйвера. цепь 411 .
Следует отметить, что коммутаторы 401 и 402 оба сконфигурированы для передачи несимметричного синхросигнала 304 на узел 404 . Используя переключатели таким образом, с небольшими изменениями в соединениях с коммутационной схемой , 302, , можно использовать более одного входного синхросигнала. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах осуществления переключатели 401 и 402 могут быть опущены, и несимметричный тактовый сигнал 304 может быть напрямую введен в схему драйвера 411 .
Схема драйвера 411 сконфигурирована для генерации несимметричного выходного синхросигнала 305 с использованием сигналов управления 408 и 409 , а также уровня напряжения узла 404 . Как описано ниже, схема драйвера 411 сконфигурирована на основе соответствующих значений сигналов управления 408 и 409 , чтобы либо буферизовать уровень напряжения узла 404 , либо логически инвертировать уровень напряжения узла 404 , чтобы генерировать несимметричный выходной тактовый сигнал 305 .В некоторых случаях уровень напряжения узла 404 может соответствовать несимметричному тактовому сигналу 304 или, как описано ниже, уровень напряжения узла 404 может быть равным или близким к потенциалу земли во время определенных рабочих режимов.
Следует отметить, что в различных вариантах осуществления сигналы управления , 408, и , 409, могут быть взаимоисключающими друг с другом, т.е. сигналы управления , 408, и , 409, не могут быть активными одновременно.Далее следует отметить, что периоды несимметричного синхросигнала , 304, могут соответствовать длительности соответствующих периодов времени , 307, .
В различных вариантах осуществления, чтобы снизить энергопотребление и шум, когда система проверки тактовой частоты 300 не используется, несимметричный выходной тактовый сигнал 305 помещается в статическое состояние, где несимметричный тактовый сигнал 304 не распространяется на несимметричный выходной тактовый сигнал 305 .В такой ситуации сигналы управления 408 и 409 сбрасываются, размыкающие переключатели 401 и 402 и отключение схемы драйвера 411 . Чтобы предотвратить плавающий узел 404 , коммутатор 403 настроен в ответ на сигнал управления 410 для соединения узла заземления 207 с узлом 404 , тем самым устанавливая узел 404 на низкий логический уровень.
Коммутаторы 401 , 402 и 403 и схема драйвера 411 могут, в различных вариантах осуществления, включать в себя несколько металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов (MOSFET) или любое другое подходящее устройство для измерения проводимости.В некоторых случаях заданный один из переключателей 401 , 402 и 403 и схема драйвера 411 могут включать в себя один или несколько полевых МОП-транзисторов с n-каналом и один или несколько полевых МОП-транзисторов с p-каналом, скомпонованных для формирования проходных ворот. , инверторы или другие подходящие конструкции.
РИС. 5 иллюстрирует блок-схему другого варианта осуществления системы проверки тактовых импульсов для дифференциальных входных тактовых сигналов. Как показано, система проверки тактовых импульсов 500 включает схему тактового генератора 501 , схему переключателя 502 и схему измерения 503 .
Схема тактового генератора 501 сконфигурирована для генерации дифференциальных тактовых сигналов 504 A и 504 B. В различных вариантах осуществления схема тактового генератора 501 может быть сконфигурирована для генерации одного или нескольких несимметричных тактовых сигналов, кратных пары дифференциальных тактовых сигналов или любую подходящую их комбинацию.
Схема переключения 502 сконфигурирована для выбора в течение первого периода времени периодов 507 , дифференциального синхросигнала 504 A в качестве дифференциального выходного синхросигнала 505 A, и дополнительно сконфигурирована для выбора во время первый период периодов времени 507 , дифференциальный тактовый сигнал 504 B как дифференциальный выходной тактовый сигнал 505 B.Схема переключения 502 дополнительно сконфигурирована для выбора в течение второго периода времени периодов 307 , дифференциального синхросигнала 504 A в качестве дифференциального выходного синхросигнала 505 B, и дополнительно сконфигурирована для выбора во время второй период времени периодов времени 307 , дифференциальный тактовый сигнал 505 B как дифференциальный выходной тактовый сигнал 505 A.
Схема измерения 503 сконфигурирована для измерения рабочего цикла дифференциальных выходных тактовых сигналов 505 A и 505 B в разные периоды времени 307 , чтобы генерировать соответствующие измерения рабочего цикла 508 .В различных вариантах осуществления измерительная схема 503 дополнительно сконфигурирована для определения скорректированного рабочего цикла 506 дифференциальных выходных тактовых сигналов 505 A и B, используя измерения рабочего цикла 508 . Путем определения скорректированного рабочего цикла 506 с использованием измерений рабочего цикла 508 , измерительная схема 503 может, в некоторых вариантах осуществления, быть сконфигурирована для устранения части искажения рабочего цикла в дифференциальных выходных тактовых сигналах 505 A и B, тем самым повышение точности измерения скважности дифференциальных выходных тактовых сигналов 505 A и 505 B.
Как отмечалось выше, схема переключения 502 сконфигурирована для выбора в разное время либо дифференциального синхросигнала 504 A, либо дифференциального синхросигнала 504 B в качестве дифференциального выходного синхросигнала 505 A, и дополнительно настраивается для выбора в разное время либо дифференциального синхросигнала 504 A, либо дифференциального синхросигнала 504 B в качестве дифференциального выходного синхросигнала 505 B. Это может быть выполнено с использованием различных схемотехники.Блок-схема конкретного варианта осуществления схемы переключателя , 502, изображена на фиг. 6. Как показано, схема переключателя 502 включает схему драйвера 610 , схему драйвера 614 и переключатели 601 , 602 , 604 , 605 , 613 и 615 .
Для генерации дифференциального выходного синхросигнала 505 A схема переключателя 502 сконфигурирована для альтернативного соединения на соответствующие периоды времени дифференциального синхросигнала 504 A и дифференциального синхросигнала 504 B, чтобы дифференциальный выходной тактовый сигнал 505 A.Для генерации дифференциального выходного синхросигнала 505 B схема переключения 502 дополнительно сконфигурирована для альтернативного подключения на соответствующие периоды времени дифференциального синхросигнала 504 A и дифференциального синхросигнала 504 B к дифференциальному выходу. тактовый сигнал 505 B.
Коммутатор 601 сконфигурирован для выборочной передачи дифференциального тактового сигнала 504 A на узел 603 с использованием управляющего сигнала 608 .Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 608 коммутатор 601 передает дифференциальный тактовый сигнал 504 A на узел 603 , позволяя дифференциальному тактовому сигналу 504 A распространяться на вход схемы драйвера . 610 .
Коммутатор 602 сконфигурирован для выборочной передачи дифференциального синхросигнала 504 B узлу 603 с использованием сигнала управления 609 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 609 коммутатор 602 передает дифференциальный тактовый сигнал 504 B на узел 603 , позволяя дифференциальному тактовому сигналу 504 B распространяться на вход схемы драйвера . 610 .
Коммутатор 613 сконфигурирован для выборочной передачи дифференциального синхросигнала 504 B узлу 606 с использованием сигнала управления 608 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 608 коммутатор 613 передает дифференциальный тактовый сигнал 504 B на узел 606 , позволяя дифференциальному тактовому сигналу 504 B распространяться на вход схемы драйвера . 614 .
Коммутатор 615 сконфигурирован для выборочной передачи дифференциального синхросигнала 504 A узлу 606 с использованием сигнала управления 609 .Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 609 коммутатор 615 передает дифференциальный тактовый сигнал 504 A на узел 606 , позволяя дифференциальному тактовому сигналу 504 A распространяться на вход схемы драйвера . 614 .
Следует отметить, что в различных вариантах осуществления управляющие сигналы 608 и 609 могут быть взаимоисключающими друг с другом. Кроме того, следует отметить, что периоды дифференциального синхросигнала 504 A и дифференциального синхросигнала 505 B могут соответствовать длительности соответствующих периодов времени 507 .
Для снижения энергопотребления и шума, когда система проверки тактовой частоты 500 не используется, схема переключателя 502 может быть сконфигурирована для установки дифференциального выходного синхросигнала 505 A и дифференциального выходного синхросигнала 505 B, в частности логические значения. В различных вариантах осуществления предотвращается распространение дифференциальных тактовых сигналов 505 A и 505 B на дифференциальный выходной тактовый сигнал 505 A и 505 B.В такой ситуации сигналы управления 608 и 609 отменяются, размыкающие переключатели 601 , 602 , 613 и 615 .
Чтобы предотвратить плавающий вход схемы драйвера 610 , переключатель 604 сконфигурирован, в ответ на сигнал управления 612 , для соединения узла источника питания 611 с узлом 603 , тем самым устанавливая дифференциальный выходной тактовый сигнал 505 A до высокого логического уровня.Чтобы предотвратить плавающий вход схемы драйвера 614 , переключатель 605 сконфигурирован, в ответ на сигнал управления 612 , для соединения узла заземления 207 с узлом 603 , тем самым устанавливая дифференциальный выход тактовый сигнал 505 B до низкого логического уровня.
Схема драйвера 610 сконфигурирована для генерации дифференциального выходного синхросигнала 505 A с использованием уровня напряжения узла 603 .Схема драйвера 614 сконфигурирована для генерации дифференциального выходного синхросигнала 505 B с использованием уровня напряжения узла 606 . Следует отметить, что схемы драйвера , 610, и , 614, могут быть вариантами буферной схемы, схемы неинвертирующего усилителя или любой другой подходящей схемы, которая генерирует выходной сигнал с использованием входного сигнала, где логическая полярность выходной сигнал такой же, как и входная цепь.
Коммутаторы 601 , 602 , 604 , 605 , 613 и 615 , в различных вариантах реализации могут включать несколько металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов (MOSFET) или любые другое подходящее устройство крутизны.Например, данный переключатель 601 , 602 , 604 , 605 , 613 и 615 может включать в себя один или несколько полевых МОП-транзисторов с n-каналом и один или несколько полевых МОП-транзисторов с р-каналом, скомпонованных для сформировать проходной вентиль или другую подходящую схемную структуру.
РИС. 7 иллюстрирует блок-схему другого варианта осуществления системы проверки тактовых импульсов для несимметричных тактовых сигналов. Как показано, система проверки тактовых импульсов 700 включает схему тактового генератора 701 , схему переключения 702 и схему измерения 703 .
Схема тактового генератора 701 сконфигурирована для генерации несимметричного тактового сигнала 704 . В различных вариантах осуществления схема , 701 тактового генератора может быть сконфигурирована для генерации одного или нескольких несимметричных тактовых сигналов, множества пар дифференциальных тактовых сигналов или любой подходящей их комбинации.
Схема переключения 702 сконфигурирована для выбора в течение первого периода времени 707 несимметричного синхросигнала 704 в качестве дифференциального выходного синхросигнала 705 A, и дополнительно сконфигурирована для выбора во время первый период периодов времени 707 , логическая инверсия несимметричного синхросигнала 404 как дифференциального выходного синхросигнала 705 B.Схема переключения 702 дополнительно сконфигурирована для выбора в течение второго периода времени периодов 707 , логическая инверсия синхросигнала 704 в качестве дифференциального выходного синхросигнала 705 A, и дополнительно сконфигурирована для выбора, в течение второго периода времени периодов 707 , несимметричный тактовый сигнал 704 как дифференциальный выходной тактовый сигнал 705 B.
Схема измерения 703 сконфигурирована для измерения рабочего цикла дифференциальных выходных тактовых сигналов 705 A и 705 B, в разные периоды времени 707 , чтобы генерировать соответствующие измерения рабочего цикла 708 .В различных вариантах осуществления измерительная схема 703 дополнительно сконфигурирована для определения скорректированного рабочего цикла 706 дифференциальных выходных тактовых сигналов 705 A и 705 B, используя измерения рабочего цикла 708 . Путем определения скорректированного рабочего цикла 706 с использованием измерений рабочего цикла 708 , измерительная схема 703 может, в некоторых вариантах осуществления, быть сконфигурирована для устранения части искажения рабочего цикла в дифференциальных выходных тактовых сигналах 705 A и 705 B, тем самым повышая точность измерения рабочего цикла дифференциальных выходных тактовых сигналов 705 A и 705 B.
Как отмечалось выше, схема переключателя 702 сконфигурирована для выбора в разное время либо несимметричного синхросигнала 704 , либо логической инверсии несимметричного синхросигнала 704 в качестве дифференциального выходного синхросигнала . 705 A, и дополнительно сконфигурирован для выбора в разное время либо логической инверсии несимметричного синхросигнала 704 , либо несимметричного синхросигнала 704 в качестве дифференциального выходного синхросигнала 705 B.Это может быть выполнено с использованием различных схемотехнических средств.
Блок-схема конкретного варианта осуществления схемы переключателя 702 изображена на фиг. 8. Как показано, схема переключателя 702 включает схему драйвера 610 , схему драйвера 614 и переключатели 801 , 802 , 804 , 805 , 807 и 808 .
Для генерации дифференциального выходного тактового сигнала 705 A.и 705 B, схема переключателя 702 сконфигурирована для альтернативного подключения в течение соответствующих периодов времени несимметричного синхросигнала 704 и логической инверсии несимметричного синхросигнала 704 к дифференциальному выходному синхросигналу. сигналы 705 A и 705 B.
Коммутатор 801 сконфигурирован для выборочной передачи несимметричного синхросигнала 704 на узел 803 с использованием управляющего сигнала 810 .Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 810 коммутатор 801 передает несимметричный тактовый сигнал 704 на узел 803 , позволяя однократному тактовому сигналу 704 распространяться на вход схемы драйвера. 813 .
Коммутатор 802 сконфигурирован для выборочной передачи несимметричного синхросигнала 704 на узел 803 с использованием управляющего сигнала 811 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 811 , коммутатор 802 передает несимметричный тактовый сигнал 704 на узел 803 , позволяя несимметричный тактовый сигнал 704 распространяться на вход драйвера. цепь 813 .
Следует отметить, что коммутаторы 801 и 802 оба передают несимметричный тактовый сигнал 704 на узел 803 . Используя переключатели таким образом, с небольшими изменениями в соединениях с коммутационной схемой , 702, , можно использовать более одного входного синхросигнала. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах осуществления переключатели 801 и 802 могут быть опущены, и несимметричный тактовый сигнал 704 может быть напрямую введен в схему драйвера 813 .
Схема драйвера 813 сконфигурирована для генерации дифференциального выходного синхросигнала 705 A с использованием сигналов управления 810 и 811 , а также уровня напряжения узла 803 . Как описано ниже, схема драйвера 813 сконфигурирована на основе соответствующих значений сигналов управления 810 и 811 , чтобы либо буферизовать уровень напряжения узла 803 , либо логически инвертировать уровень напряжения узла 803 , для генерации дифференциального выходного тактового сигнала 705 A.В некоторых случаях уровень напряжения узла 803 может соответствовать несимметричному синхросигналу 704 или, как описано ниже, уровень напряжения узла 803 может быть равным или близким к потенциалу земли во время определенных рабочих режимов.
Коммутатор 807 сконфигурирован для выборочной передачи несимметричного синхросигнала 704 на узел 806 с использованием управляющего сигнала 811 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 811 коммутатор 807 передает несимметричный тактовый сигнал 704 на узел 806 , позволяя несимметричный тактовый сигнал 704 распространяться на вход драйвера. цепь 814 .
Коммутатор 808 настроен на выборочную передачу несимметричного синхросигнала 704 на узел 806 с использованием управляющего сигнала 810 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 810 коммутатор 808 передает несимметричный тактовый сигнал 704 на узел 806 , позволяя несимметричный тактовый сигнал 704 распространяться на вход драйвера. цепь 814 .
Следует отметить, что коммутаторы 807 и 808 оба передают несимметричный тактовый сигнал 704 на узел 806 .Используя переключатели таким образом, с небольшими изменениями в соединениях с коммутационной схемой , 702, , можно использовать более одного входного синхросигнала. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах осуществления переключатели 807 и 808 могут быть опущены, и несимметричный тактовый сигнал 704 может быть напрямую введен в схему драйвера 814 .
Схема драйвера 814 сконфигурирована для генерации дифференциального выходного синхросигнала 705 B с использованием сигналов управления 810 и 811 , а также уровня напряжения узла 806 .Как описано ниже, схема драйвера 814 сконфигурирована на основе соответствующих значений сигналов управления 810 и 811 , чтобы либо буферизовать уровень напряжения узла 806 , либо логически инвертировать уровень напряжения узла 806 , для генерации дифференциального выходного синхросигнала 705 B. В некоторых случаях уровень напряжения узла 806 может соответствовать несимметричному синхросигналу 704 или, как описано ниже, уровню напряжения узла 806 может быть равным или близким к потенциалу земли во время определенных режимов работы.Следует отметить, что схема , 814, драйвера сконфигурирована для работы в обратном порядке от схемы 813 драйвера. Например, когда схема драйвера 813 буферизует уровень напряжения узла 806 для генерации дифференциального выходного синхросигнала 705 A, схема драйвера 814 инвертирует уровень напряжения узла 806 для генерации дифференциального выходного синхросигнала. сигнал 705 B.
Следует отметить, что в различных вариантах осуществления сигналы управления , 810, и , 811, могут быть взаимоисключающими.Далее следует отметить, что периоды несимметричного синхросигнала , 704, могут соответствовать длительностям соответствующих периодов времени , 707, .
В различных вариантах осуществления, чтобы снизить энергопотребление и шум, когда система проверки тактовой частоты 700 не используется, дифференциальные выходные тактовые сигналы 705 A и 705 B переводятся в статическое состояние, где одиночный- Законченный тактовый сигнал 704 не распространяется на дифференциальные выходные тактовые сигналы 705 A и 705 B.В такой ситуации сигналы управления 810 и 811 отменяются, размыкающие переключатели 801 , 802 , 807 , 808 и отключение схемы драйвера 814 .
Чтобы предотвратить перемещение узла 803 в плавающее положение, коммутатор 804 настроен, в ответ на утверждение управляющего сигнала 812 , для соединения узла источника питания 407 с узлом 803 , тем самым устанавливая узел 803 на высоком логическом уровне.Чтобы предотвратить плавающий узел 806 , коммутатор 805 сконфигурирован, в ответ на утверждение управляющего сигнала 812 , для соединения узла заземления 207 с узлом 806 , тем самым устанавливая узел 806 на низкий логический уровень.
Коммутаторы 801 , 802 , 807 , 808 , 804 и 805 могут, в различных вариантах осуществления, включать в себя несколько металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов (MOSFET) или любые другие подходящее устройство крутизны.В некоторых случаях один из переключателей 801 , 802 , 807 , 808 , 804 , 805 может включать в себя один или несколько n-канальных MOSFET и один или несколько p-канальных MOSFET, скомпонованных для формирования проходного ворот или другой подходящей схемной структуры.
Для реализации схемы драйвера могут использоваться различные топологии схем (например, схемы драйвера 411 , 813 и 814 ). Вариант осуществления схемы драйвера, который использует одну такую топологию, изображен на фиг.9. Как показано, схема драйвера 900 содержит инверторы 901 и 904 , стробируемый инвертор 903 и стробируемый буфер 902 .
Инвертор 901 сконфигурирован для генерации сигнала 909 на узле 910 с использованием входного синхросигнала 905 . В различных вариантах осуществления сигнал , 909, может быть логической инверсией входного синхросигнала , 905, . Инвертор , 901, может, в некоторых вариантах осуществления, быть вариантом воплощения инвертирующего усилителя другой подходящей схемы, сконфигурированной для генерации выходного сигнала, который является логическим инвертором входного сигнала.
Стробируемый буфер 902 сконфигурирован для генерации на основе управляющего сигнала 907 сигнала 913 на узле 911 с использованием сигнала 909 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 907 стробируемый буфер 902 сконфигурирован для генерации сигнала 913 , так что сигнал 913 является буферизованной версией сигнала 909 . В качестве альтернативы, когда сигнал управления 907 отменяется, стробируемый буфер 902 может войти в состояние с высоким импедансом, когда его соединение с узлом 911 имеет достаточно высокое сопротивление (возможно, порядка тераомов). ), чтобы не загружать узел 911 .В различных вариантах осуществления стробируемый буфер , 902, может быть реализован как неинвертирующий усилитель или другая подходящая схема усилителя.
Стробируемый инвертор 903 сконфигурирован для генерации на основе управляющего сигнала 908 сигнала 912 на узле 911 с использованием сигнала 909 . Например, в ответ на утверждение управляющего сигнала 908 стробируемый инвертор 903 сконфигурирован для генерации сигнала 912 , так что сигнал 912 является логической инверсией сигнала 909 .В качестве альтернативы, когда сигнал управления , 908, отменяется, стробируемый инвертор , 903, может войти в состояние с высоким импедансом, в котором его выходной импеданс приближается к разомкнутой цепи.
Следует отметить, что управляющий сигнал 907 и 910 могут быть взаимоисключающими, так что только один из стробируемого буфера 902 и стробируемого инвертора 903 активен в любое конкретное время. Таким образом, только один из сигнала 913 или сигнала 912 может распространяться на вход инвертора 904 через узел 911 в любой момент времени.Чередуя активацию стробируемого буфера 902 и стробируемого инвертора 903 , схема драйвера 900 может создавать выходной тактовый сигнал 906 с такой же или инвертированной логической полярностью, что и входной тактовый сигнал 905 .
Инвертор 904 сконфигурирован для генерации выходного тактового сигнала с использованием либо сигнала 913 , либо сигнала 912 . Когда стробируемый буфер 902 активен, а стробируемый инвертор 903 неактивен, выходной тактовый сигнал 906 , который является версией логической инверсии сигнала 913 .В качестве альтернативы, когда стробируемый буфер 902 неактивен, а стробируемый инвертор 903 активен, выведите тактовый сигнал 906 , который является версией логической инверсии сигнала 912 .
На РИС. 10 изображен другой вариант системы проверки часов. Как показано, система проверки тактовых импульсов 1000 включает в себя подсистему тактовых импульсов 1001 , схему измерения 1003 и тракт тактовых импульсов 1002 .
Подсистема тактовых импульсов 1001 включает в себя схему тактового генератора 1006 и схему переключения 1007 и сконфигурирована для генерации тактового сигнала 104 .В различных вариантах осуществления тактовый сигнал , 1004, может включать в себя один или несколько несимметричных тактовых сигналов, несколько пар дифференциальных тактовых сигналов или любую подходящую их комбинацию. Схема тактового генератора 1006 может, в некоторых вариантах осуществления, соответствовать схеме тактового генератора 101 , схеме тактового генератора 301 , схеме тактового генератора 501 , схеме тактового генератора 701 . Схема переключения 1007 может, в различных вариантах осуществления, соответствовать схеме переключения 102 , схеме переключения 302 , схеме переключения 502 или схеме переключения 702 .
Схема измерения 1003 сконфигурирована для измерения рабочего цикла тактового сигнала 1005 . В различных вариантах осуществления измерительная схема 1003 может соответствовать измерительной схеме 103 , измерительной схеме 303 , измерительной схеме 503 или измерительной схеме 704 .
Тактовый тракт 1002 связан между тактовой подсистемой 1001 и схемой измерения 1003 и сконфигурирован для генерации тактового сигнала 1005 с использованием тактового сигнала 1004 .Как описано ниже, тактовый тракт , 1002, в различных вариантах осуществления может включать в себя такие компоненты, как логические схемы, а также межсоединение между компонентами. В некоторых случаях измерительная схема , 1003, может быть на отдельной интегральной схеме от подсистемы синхронизации 1001 , и в этом случае тракт тактовой частоты 1002 может также включать в себя схемы, относящиеся к управлению тактовыми сигналами 1004 вне кристалла, взаимосвязь между интегральная схема, включающая подсистему синхронизации 1001 и схему измерения 1003 .
Различные источники шума могут генерироваться тактовым трактом 1002 , включая различные типы шума устройства и межсоединения, что может снизить точность измерений рабочего цикла тактового сигнала, выполненных в измерительной схеме 1003 , и как показано на Фиг. 1, 3, 5 и 7.
Как объяснено выше, когда рабочий цикл тактового сигнала измеряется в течение достаточно длительного периода времени, источники шума представляют собой статическое смещение при измерении искажения рабочего цикла.Путем изменения полярности тактового сигнала в разные периоды времени, как показано на фиг. 2, 4, 6 и 8, измерения искажения коэффициента заполнения, выполненные в течение этих периодов времени, можно использовать для устранения статического эффекта, как более подробно объяснено выше.
Вариант тактового тракта 1002 изображен на фиг. 11. Как показано, тактовый тракт 1002 включает в себя буферную схему 1101 , мультиплексную схему 1102 и буферную схему 1103 .
Буферная схема 1101 сконфигурирована для генерации с использованием синхросигнала 1104 , сигнала 1108 на узле 1106 . В различных вариантах осуществления сигнал 1108 является буферизованной версией тактового сигнала 1104 . В некоторых вариантах осуществления буферная схема , 1101, может быть вариантом неинвертирующего усилителя. В некоторых случаях буферная схема , 1101, может включать в себя несколько инверторов или других подходящих логических вентилей.
Мультиплексная схема 1102 сконфигурирована для выборочного соединения, на основе сигнала выбора 1111 , либо сигнала 1108 , либо сигнала 1110 к узлу 1107 для генерации сигнала 1109 .В различных вариантах осуществления сигнал , 1110, может быть другим тактовым или временным сигналом. В некоторых вариантах осуществления мультиплексная схема , 1102, может включать в себя несколько логических вентилей, сконфигурированных для реализации функции выбора. В качестве альтернативы, мультиплексная схема , 1102, может включать в себя несколько схем управления с тремя состояниями, соединенных вместе проводным ИЛИ.
Буферная схема 1103 сконфигурирована для генерации сигнала clkout 1105 с использованием сигнала 1109 .В различных вариантах осуществления сконфигурирован для генерации сигнала clkout 1105 , так что сигнал clkout 1105 представляет собой буферизованную версию сигнала 1109 , имеющую ту же логическую полярность, что и сигнал 1109 . В некоторых вариантах осуществления буферная схема , 1103, может быть вариантом неинвертирующего усилителя. В некоторых случаях буферная схема , 1103, может включать в себя несколько инверторов или других подходящих логических вентилей.
Следует отметить, что хотя только три логические схемы изображены как включенные в тактовый тракт 1002 , в других вариантах осуществления может быть включено любое подходящее количество логических схем.В некоторых случаях тактовый тракт , 1002, может также включать паразитные элементы схемы, возникающие в результате межсоединения между буферной схемой 1101 , мультиплексной схемой 1102 и буферной схемой 1103 .
На фиг. 12 проиллюстрированы примерные формы сигналов, связанные с работой системы проверки часов (например, системы проверки часов 100 ). В различных вариантах осуществления тактовый сигнал 1201 и 1202 может соответствовать соответствующим тактовым сигналам 104 , а выходной тактовый сигнал 1204 может соответствовать выходному тактовому сигналу 105 .Как показано, тактовый сигнал , 1202, имеет противоположную логическую полярность тактового сигнала 1202 . Следует отметить, что хотя тактовые сигналы 1201 , 1202 и выходной тактовый сигнал 1204 изображены как несимметричные тактовые сигналы, в других вариантах осуществления тактовые сигналы 1201 и 1202 и выходные тактовые сигналы 1204 могут быть дифференциальными тактовыми сигналами.
Во время выключения 1203 выходной тактовый сигнал 1204 удерживается на низком логическом уровне, в то время как тактовые сигналы 1201 и 1202 остаются активными.В различных вариантах осуществления время выключения , 1203, может соответствовать периоду времени, в течение которого система проверки часов не используется и неактивна.
В течение периода времени 1205 , тактовый сигнал 1201 выбирается как выходной тактовый сигнал 1204 . В конце периода времени 1205 тактовый сигнал 1202 выбирается в качестве выходного тактового сигнала 1204 на продолжительность периода времени 1206 . что приводит к изменению логической полярности выходного тактового сигнала 1204 .Как описано выше, рабочий цикл выходного тактового сигнала , 1204, измеряется в течение периода времени , 1205, для генерации первого измерения рабочего цикла и измеряется в течение периода времени , 1206, для генерации измерения второго рабочего цикла.
Как описано выше, измерения рабочего цикла первого и второго цикла могут быть объединены, чтобы компенсировать искажение рабочего цикла, связанное с трактом тактовой частоты, по которому распространяется выходной тактовый сигнал 1204 .Путем устранения искажения рабочего цикла тактового сигнала соответствующие искажения рабочего цикла, связанные с тактовым сигналом 1201 и тактовым сигналом 1202 , могут быть определены с большей точностью.
Следует отметить, что во время перехода от периода времени 1205 к периоду времени 1206 выходной тактовый сигнал 1204 может иметь рабочий цикл, несовместимый с любым из тактовых сигналов 1201 и 1202 . Такие несоответствия могут быть приняты во внимание схемой измерения рабочего цикла (например,г., измерительная цепь 103 ).
На ФИГ. 13 проиллюстрирована блок-схема, изображающая вариант осуществления способа работы системы проверки часов. Способ, который может быть применен к различным системам проверки часов (например, системе проверки часов 100 ), начинается в блоке 1301 .
Способ включает прием входного тактового сигнала (блок 1302 ). В различных вариантах осуществления входной тактовый сигнал может приниматься от схемы тактового генератора и может быть несимметричным тактовым сигналом или дифференциальным тактовым сигналом.
Способ дополнительно включает в себя генерацию инвертированной версии входного тактового сигнала (блок 1303 ). В некоторых случаях генерация инвертированной версии входного тактового сигнала включает в себя активацию в течение первого периода времени буферной схемы, сконфигурированной для приема входного тактового сигнала, и активацию в течение второго периода времени схемы инвертора, сконфигурированной для приема входного сигнала. тактовый сигнал.
Способ также включает в себя генерацию первого выходного синхросигнала с использованием входного синхросигнала и инвертированной версии входного синхросигнала (блок 1304 ).В различных вариантах осуществления генерация выходного синхросигнала включает в себя выбор в течение первого периода времени входного синхросигнала в качестве выходного синхросигнала и выбор в течение второго периода времени инвертированной версии входного синхросигнала в качестве выходного синхросигнала. .
В некоторых случаях способ может также включать в себя генерацию второго выходного синхросигнала с использованием входного синхросигнала и инвертированной версии входного синхросигнала, где первый выходной синхросигнал и второй выходной синхросигнал включаются в дифференциальный синхросигнал. сигнал.В различных вариантах осуществления генерация второго выходного синхросигнала включает в себя выбор в течение первого периода времени инвертированной версии входного синхросигнала в качестве второго выходного синхросигнала и выбор во время второго периода времени входного синхросигнала в качестве второго выходной тактовый сигнал.
Способ дополнительно включает в себя измерение в течение первого периода времени и второго периода времени рабочего цикла первого выходного тактового сигнала для генерации соответствующих значений первого рабочего цикла (блок 1305 ).В некоторых случаях способ может также включать в себя измерение в течение первого периода времени и второго периода времени второго рабочего цикла второго выходного тактового сигнала для генерации соответствующих значений второго рабочего цикла.
Способ также включает в себя определение скорректированного рабочего цикла выходного тактового сигнала с использованием соответствующих первых значений коэффициента заполнения (этап 1306 ). В некоторых вариантах осуществления определение скорректированного рабочего цикла включает в себя вычитание соответствующих первых рабочих циклов друг из друга.В некоторых вариантах осуществления способ может также включать в себя определение рабочего цикла дифференциального тактового сигнала с использованием соответствующих значений первого рабочего цикла и соответствующих значений второго рабочего цикла. Метод завершается блоком 1307 .
Блок-схема компьютерной системы проиллюстрирована на фиг. 14. Как показано, компьютерная система 1400 включает в себя схемы аналоговых / смешанных сигналов 1403 , схему процессора 1401 , схему памяти 1402 и схемы ввода / вывода 1404 , каждая из которых связана с тактовым сигналом. 1405 .Компьютерная система 1400 также включает в себя схему измерения 103 . В различных вариантах осуществления компьютерная система 1400 может быть системой на кристалле (SoC) и быть сконфигурирована для использования в настольном компьютере, сервере или в мобильном вычислительном приложении, таком как планшет, портативный компьютер или носимое вычислительное устройство. Следует отметить, что в случаях, когда компьютерная система 1400 является SoC, измерительная схема 103 может быть расположена в SoC или может быть расположена на отдельной интегральной схеме.
Схема процессора 1401 может, в различных вариантах осуществления, представлять универсальный процессор, который выполняет вычислительные операции. Например, схема процессора , 1401, может быть центральным процессором (ЦП), таким как микропроцессор, микроконтроллер, специализированная интегральная схема (ASIC) или программируемая вентильная матрица (FPGA).
Схема памяти 1402 может в различных вариантах осуществления включать в себя любой подходящий тип памяти, такой как динамическое запоминающее устройство с произвольным доступом (DRAM), статическое запоминающее устройство с произвольным доступом (SRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), электрически Например, стираемая программируемая постоянная память (EEPROM) или энергонезависимая память.Следует отметить, что в варианте осуществления компьютерной системы на фиг. 14 изображена единственная схема памяти. В других вариантах осуществления может использоваться любое подходящее количество схем памяти.
Аналоговые / смешанные сигналы 1403 могут включать в себя схему кварцевого генератора, схему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), схему аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). ) схема (все не показано). Как показано, схема 1403 аналоговых / смешанных сигналов включает в себя схему генератора тактовых импульсов 101 и схему переключения 102 .В некоторых вариантах осуществления схемы , 1403, аналоговых / смешанных сигналов могут быть сконфигурированы для выполнения задач управления питанием с включением встроенных источников питания и регуляторов напряжения.
Схемы ввода / вывода 1404 могут быть сконфигурированы для координации передачи данных между компьютерной системой 1400 и одним или несколькими периферийными устройствами. Такие периферийные устройства могут включать в себя, без ограничения, устройства хранения (например, устройства хранения на основе магнитных или оптических носителей, включая жесткие диски, ленточные накопители, приводы компакт-дисков, приводы DVD и т. Д.), подсистемы обработки звука или любого другого подходящего типа периферийных устройств. В некоторых вариантах осуществления схемы ввода / вывода , 1404, могут быть сконфигурированы для реализации версии протокола универсальной последовательной шины (USB) или протокола IEEE 1394 (Firewire®).
Схемы ввода / вывода 1404 также могут быть сконфигурированы для координации передачи данных между компьютерной системой 1400 и одним или несколькими устройствами (например, другими вычислительными системами или интегральными схемами), подключенными к компьютерной системе 1400 через сеть.В одном варианте осуществления схемы ввода / вывода , 1404, могут быть сконфигурированы для выполнения обработки данных, необходимой для реализации сетевого стандарта Ethernet (IEEE 802.3), такого как, например, Gigabit Ethernet или 10-Gigabit Ethernet, хотя предполагается, что любой подходящий сетевой стандарт может быть реализован. В некоторых вариантах осуществления схемы ввода / вывода , 1404, могут быть сконфигурированы для реализации нескольких дискретных портов сетевого интерфейса.
Цепи ввода / вывода 1404 также могут быть сконфигурированы для координации передачи данных между компьютерной системой 1400 и одним или несколькими устройствами (например,g., другие вычислительные системы или интегральные схемы), подключенные к компьютерной системе 1400 через сеть. В одном варианте осуществления схемы ввода / вывода , 1404, могут быть сконфигурированы для выполнения обработки данных, необходимой для реализации сетевого стандарта Ethernet (IEEE 802.3), такого как, например, Gigabit Ethernet или 10-Gigabit Ethernet, хотя предполагается, что любой подходящий сетевой стандарт может быть реализован. В некоторых вариантах осуществления схемы ввода / вывода , 1404, могут быть сконфигурированы для реализации нескольких дискретных портов сетевого интерфейса.
Настоящее раскрытие включает в себя ссылки на «варианты осуществления», которые являются неограничивающими реализациями раскрытых концепций. Ссылки на «вариант осуществления», «один вариант осуществления», «конкретный вариант осуществления», «некоторые варианты осуществления», «различные варианты осуществления» и тому подобное не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Предполагается большое количество возможных вариантов осуществления, включая конкретные варианты осуществления, подробно описанные, а также модификации или альтернативы, которые подпадают под сущность или объем раскрытия.Не все варианты осуществления обязательно будут демонстрировать какие-либо или все потенциальные преимущества, описанные в данном документе.
Если не указано иное, конкретные варианты осуществления не предназначены для ограничения объема формулы изобретения, которая составлена на основе этого раскрытия, раскрытыми формами, даже если описан только один пример в отношении конкретной особенности. Таким образом, раскрытые варианты осуществления предназначены для иллюстрации, а не ограничения, без каких-либо утверждений об обратном. Приложение предназначено для охвата таких альтернатив, модификаций и эквивалентов, которые будут очевидны специалисту в данной области техники, имеющему преимущество этого раскрытия.
Конкретные особенности, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом в соответствии с настоящим раскрытием. Таким образом, предполагается, что раскрытие включает любую особенность или комбинацию признаков, раскрытых в данном документе (явно или неявно), или любое их обобщение. Соответственно, в ходе рассмотрения данной заявки (или заявки, претендующей на приоритет) могут быть сформулированы новые требования к любой такой комбинации функций. В частности, со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения, признаки из зависимых пунктов формулы могут быть объединены с признаками независимых пунктов формулы изобретения, а признаки из соответствующих независимых пунктов формулы изобретения могут быть объединены любым подходящим образом, а не просто в конкретных комбинациях, перечисленных в прилагаемой формуле изобретения.
Например, в то время как прилагаемые зависимые пункты формулы составлены таким образом, что каждый зависит от одного другого утверждения, также предусмотрены дополнительные зависимости, в том числе следующие: Пункт 3 (может зависеть от любого из пунктов 1 — 2 ), претензия 4 (может зависеть от любого из претензий 1 — 4 ), претензия 5 (может зависеть от любой из претензий 1 — 4 ), претензия 6 (может зависеть от любой из пунктов 1 — 4 ), претензия 12 (может зависеть от любого из пунктов формулы 8 — 11 ), претензия 17 (может зависеть от любого из пунктов 14 — 16 ), иск 18 (может зависеть от любого из пунктов 14 — 16 ) и 19 (может зависеть от любого из пунктов 14 — 17 ).Там, где это уместно, также предполагается, что формула изобретения, составленная в одном установленном законом типе (например, аппарате), предполагает соответствующие пункты формулы другого установленного законом типа (например, метод).
Поскольку это раскрытие является юридическим документом, различные термины и фразы могут быть интерпретированы в административном и судебном порядке. Настоящим дается публичное уведомление о том, что следующие параграфы, а также определения, приведенные на протяжении всего раскрытия, должны использоваться при определении того, как интерпретировать формулы изобретения, сформулированные на основе этого раскрытия.
Ссылки на формы единственного числа, такие как «a», «an» и «the», предназначены для обозначения «один или несколько», если контекст явно не диктует иное. Таким образом, ссылка на «предмет» в формуле не исключает дополнительных экземпляров предмета.
Слово «может» используется в данном документе в разрешительном смысле (т. Е. Иметь потенциал, иметь возможность), а не в обязательном смысле (т. Е. Должен).
Термины «содержащий» и «включающий» и их формы являются неограниченными и означают «включая, но не ограничиваясь ими».
Когда термин «или» используется в этом раскрытии по отношению к списку вариантов, обычно следует понимать, что он используется во включительном смысле, если контекст не предусматривает иное. Таким образом, произнесение «x или y» эквивалентно «x или y, или обоим», охватывающим x, но не y, y, но не x, и оба x и y. С другой стороны, такая фраза, как «либо x, либо y, но не оба», проясняет, что «или» используется в исключительном смысле.
Повторение «w, x, y или z, или любой их комбинации» или «хотя бы одно из.. . w, x, y и z ”предназначен для охвата всех возможностей, связанных с одним элементом, вплоть до общего количества элементов в наборе. Например, учитывая набор [w, x, y, z], эти фразы охватывают любой отдельный элемент набора (например, w, но не x, y или z), любые два элемента (например, w и x, но не y или z), любые три элемента (например, w, x и y, но не z) и все четыре элемента. Фраза «хотя бы один из. . . w, x, y и z », таким образом, относится по крайней мере к одному из элементов набора [w, x, y, z], тем самым охватывая все возможные комбинации в этом списке опций.Эту фразу не следует интерпретировать как требующую наличия хотя бы одного экземпляра w, хотя бы одного экземпляра x, хотя бы одного экземпляра y и хотя бы одного экземпляра z.
Различные «ярлыки» могут быть существительными в этом раскрытии. Если контекст не предусматривает иное, разные метки, используемые для функции (например, «первая схема», «вторая схема», «конкретная схема», «данная схема» и т. Д.), Относятся к разным экземплярам функции. Ярлыки «первый», «второй» и «третий», когда они применяются к определенной функции, не подразумевают какого-либо типа упорядочивания (например,g., пространственный, временной, логический и т. д.), если не указано иное.
В рамках этого раскрытия различные объекты (которые могут по-разному называться «блоками», «схемами», другими компонентами и т.д.) могут быть описаны или заявлены как «сконфигурированные» для выполнения одной или нескольких задач или операций. Эта формулировка — [объект], сконфигурированный для [выполнения одной или нескольких задач] — используется здесь для обозначения структуры (то есть чего-то физического). Более конкретно, эта формулировка используется, чтобы указать, что эта структура предназначена для выполнения одной или нескольких задач во время работы.Можно сказать, что структура «сконфигурирована для» выполнения некоторой задачи, даже если структура в настоящее время не используется. Таким образом, объект, описанный или произносимый как «сконфигурированный для» выполнения некоторой задачи, относится к чему-то физическому, например, к устройству, схеме, памяти, хранящей программные инструкции, выполняемые для реализации задачи, и т. Д. Эта фраза не используется здесь для обозначения чего-то нематериального. .
Термин «настроен на» не означает «настраивается на». Например, незапрограммированная FPGA не может считаться «настроенной» для выполнения какой-либо конкретной функции.Однако эта незапрограммированная FPGA может быть «настраиваемой» для выполнения этой функции.
В прилагаемой формуле изобретения говорится о том, что структура «сконфигурирована для» выполнения одной или нескольких задач, и явно подразумевается, что не следует задействовать 35 U.S.C. § 112 (f) для этого элемента требования. Если заявитель желает ссылаться на раздел 112 (f) во время судебного преследования, он будет излагать элементы претензии, используя конструкцию «средства для» [выполнения функции].
Фраза «на основе» используется для описания одного или нескольких факторов, влияющих на определение.Этот термин не исключает возможности того, что дополнительные факторы могут повлиять на определение. То есть определение может быть основано исключительно на определенных факторах или на определенных факторах, а также на других, неуказанных факторах. Рассмотрим фразу «определить А на основе Б.» Эта фраза указывает, что B является фактором, который используется для определения A или который влияет на определение A. Эта фраза не исключает того, что определение A также может быть основано на каком-то другом факторе, таком как C.Эта фраза также предназначена для охвата варианта осуществления, в котором A определяется исключительно на основе B. Используемая здесь фраза «на основе» является синонимом фразы «на основе, по крайней мере, частично».
Фраза «в ответ на» описывает один или несколько факторов, запускающих эффект. Эта фраза не исключает возможности того, что дополнительные факторы могут повлиять или иным образом вызвать эффект. То есть эффект может быть исключительно в ответ на эти факторы или может быть в ответ на указанные факторы, а также другие, неуказанные факторы.Рассмотрим фразу «выполнить А в ответ на Б.» Эта фраза указывает, что B является фактором, который запускает работу A. Эта фраза не исключает, что выполнение A может также быть ответом на какой-то другой фактор, например C. Эта фраза также предназначена для охвата варианта осуществления, в котором A является выполняется исключительно в ответ на Б.
Предотвращение дрейфа часов на виртуальных машинах
Это, возможно, не та тема, которую люди рассматривают очень часто, но я недавно видел это в нескольких случаях — запуск ntpd в режиме нарастания на виртуальной машине может привести к тому, что время будет неверным на несколько секунд или даже на несколько минут, поэтому я думал, что напишу сообщение в блоге.
Случай 1. Некорректное время после миграции виртуальных машин
В первом случае проблема заключалась в том, что при миграции виртуальных машин (с использованием Red Hat Virtualization) время на виртуальной машине уменьшалось на несколько секунд. Это приводило к созданию сотен внутренних клиентских тикетов. Вот начальный вывод ntpq:
# ntpq -np удаленный refid st t при достижении опроса задержка смещения смещения джиттера ================================================== ========================== * 10.229.70.27 10.229.70.221 2 u 487 1024 377 1.070 4305.55 176.409 +10.249.70.27 169.254.0.1 3 u 1012 1024 377 2.170 4449.82 106.301
Как видите, часы были отключены более чем на четыре секунды (смещение 4305 и 4449 мс). Это не было возбуждено как дело ТАМ, но оно создавало проблемы для клиента, поэтому я провел расследование.
Во-первых, есть некоторые существующие документы базы знаний о том, как синхронизировать часы на виртуальных машинах, например:
Просматривая их логи sosreport (от двух затронутых клиентов), я заметил несколько вещей:
Системы использовали режим нарастания (ntpd -x).
Системы использовали только два сервера NTP.
Системы не использовали «tinker panic 0».
Системы обходили алгоритмы выбора сервера, используя опцию «true».
ntpdate был включен.
Были и другие проблемы с конфигурацией (например, SYNC_HWCLOCK = yes в / etc / sysconfig / ntp. Это опция для ntpdate.)
Давайте рассмотрим каждый из этих пунктов.
1. Системы использовали режим нарастания ( ntpd -x)Из этих элементов наиболее вероятной причиной проблемы был режим нарастания. В режиме нарастания время изменяется, а не ступенчато, даже если наблюдается большое (до 600 с) смещение. При миграции виртуальных машин виртуальная машина приостанавливается, а не перезапускается, поэтому при возобновлении работы виртуальной машины может быть разница во времени в несколько секунд или более. Без режима нарастания эта разница во времени будет увеличиваться в пределах 15 минут. На странице руководства:
$ человек нтпд
В обычных условиях ntpd переводит часы так, что время фактически непрерывно и никогда не идет в обратном направлении.Если из-за чрезмерной перегрузки сети пик ошибки превышает порог шага, по умолчанию 128 мс, пик сбрасывается. Однако, если ошибка сохраняется в течение более чем пороговое значение шага, по умолчанию 900 с, системные часы устанавливаются на правильное значение. На практике необходимость в шаге возникает крайне редко и почти всегда является результатом аппаратного сбоя. С параметром -x порог шага увеличивается до 600 с.
-x Обычно время изменяется, если смещение меньше порогового значения шага, которое по умолчанию составляет 128 мс, и ступенчато, если оно выше порога.Эта опция устанавливает порог на 600 с, что находится в пределах диапазона точности для ручной установки часов.
Таким образом, с -x, если время отключается до 600 с, ntpd будет постепенно его корректировать, а не шагать. Если смещение превышает 600 с, ntpd изменит его. Без -x, ntpd изменит время, если смещение больше 128 мс. В обоих случаях (с -x и без) ntpd будет изменять время только после того, как порог шага был превышен (по умолчанию 900 с). Чтобы заставить ntp перейти на более ранний этап, вы можете установить опцию stepout.
Вы можете установить параметры tinker panic и tinker stepout в /etc/ntp.conf:
Разные опции
http://doc.ntp.org/4.2.6/miscopt.html
мастерица [аллан аллан | дисперсия дисперсия | freq freq | хаффпафф хаффпафф | паника паника | шаг шаг | stepout stepout] паника паника
Задает порог паники в секундах, по умолчанию — 1000 с. Если установлено в ноль, проверка работоспособности при панике отключена, и будет принято любое значение смещения часов.
stepout stepout
Задает порог шага в секундах. Значение по умолчанию без этой команды — 900 с.
После удаления -x смещение было намного лучше (0,3 мс):
# ntpq -np удаленный refid st t при достижении опроса задержка смещения смещения джиттера ================================================== ========================== +10.229.70.27 10.229.70.221 2 u 4 8 1 1.512 0.311 0.076 * 10.249.70.27 169.254.0.1 3 u 4 8 1 0,385 0,048 0,086
См. Также:
Что означает «ntpd -x»? Могу ли я запустить NTP в режиме наложения?
https: // доступ.redhat.com/solutions/401823
Остальные вопросы были второстепенными, но все же подпадали под категорию «передовой практики».
2. В системах использовалось только два сервера NTPРекомендуется четыре сервера NTP. См. Http://support.ntp.org/bin/view/Support/SelectingOffsiteNTPServers
«С двумя невозможно сказать, какой из них лучше, потому что у вас нет других ссылок для их сравнения. На самом деле это худшая из возможных конфигураций — вам лучше использовать только одно время восходящего потока сервер и позволяя часам работать бесплатно, если этот восходящий поток умирает или становится недоступным.»
Лучшие практики для NTP
https://access.redhat.com/solutions/778603
«Используйте не менее 4 серверов NTP»
3. Системы не использовали «tinker panic 0» Виртуальные машиныдолжны использовать «tinker panic 0», потому что их можно приостановить.
Директива конфигурации NTP `tinker panic 0` рекомендуется для виртуальных машин, но рекомендуется ли она также для физических машин?
https: //access.redhat.ru / solutions / 361253
«Значение 0 для паники тинкера говорит NTP, что независимо от смещения времени, не паниковать и не выходить. Это рекомендуется для виртуальных машин, потому что виртуальные машины не имеют физических часов и могут быть приостановлены на в любое время и возобновил работу через несколько часов «.
4. Системы обходили алгоритмы выбора серверов, используя опцию «true»Ntpd имеет встроенные алгоритмы для выбора лучшего источника синхронизации.При использовании опции «true» эти алгоритмы игнорируются.
$ man ntp.conf
true Отметьте ассоциацию для получения статуса истинного химера; то есть всегда выдерживать алгоритмы выбора и кластеризации. Эту опцию можно использовать с любой ассоциацией, но она наиболее полезна для эталонных часов с большим джиттером на последовательном порту и сигналами прецизионных импульсов в секунду (PPS). Внимание: эта опция отменяет алгоритмы, разработанные для изгнания фальшивомонетчиков, и позволяет этим источникам устанавливать системные часы.Эта опция действительна только для серверных и одноранговых команд.
Можно ли использовать NTP с 2 серверами NTP, указав один как основной, а другой как резервный?
https://access.redhat.com/solutions/58025
«Если для резервирования требуются два сервера NTP, один сервер можно указать в качестве« основного »сервера NTP с помощью параметра true. Это заставит этот сервер всегда выбираться, а клиент NTP будет следовать ему вслепую. Обратите внимание, что эта опция противоречит цели алгоритмов выбора источника времени NTP.Если указанный источник времени нестабилен, система не сможет определить проблему ».
5. ntpdate включенRed Hat Enterprise Linux 5 запускает ntpdate как часть сценария инициализации ntpd. Red Hat Enterprise Linux 6 и 7 имеют (устарели) сценарии ntpdate init / systemd, которые запускаются при запуске перед запуском ntpd. Обычно при этом происходит синхронизация времени с вышестоящим сервером времени. Как видите (здесь показан Red Hat Enterprise Linux 6), ntpdate (57) запускается до ntpd (58):
.# grep chkconfig ntpdate ntpd ntpdate: # chkconfig: - 57 75 ntpd: # chkconfig: - 58 74
Как запустить ntpdate при запуске системы?
https: // доступ.redhat.com/solutions/320513
Итак, ntpdate поддерживается. Однако имейте в виду, что виртуальную машину можно приостановить, поэтому использование ntpdate с ntpd, работающим в режиме нарастания, может вызвать большие сдвиги во времени. В этом случае (миграция виртуальных машин) системы не перезагружались, поэтому ntpdate не запускался.
Знаете ли вы о последних функциях и обновлениях Red Hat Enterprise Linux?Случай 2: Большое временное смещение / длительное время восстановления
Во втором случае виртуальные машины работали на VMware, и смещение было намного хуже (более 120 секунд).Они также запускали ntpd в режиме нарастания.
# ntpq -np удаленный refid st t при достижении опроса задержка смещения смещения джиттера ================================================== ========================== +192.168.1.2 5.198.0.121 3 u 47 64 377 0.137 123638. 94.439 * 192.168.1.1 5.198.0.122 3 u 13 64 377 0.115 123685. 81.705
Поскольку скорость нарастания ограничена 0,5 мс / с, с этим смещением для синхронизации часов потребуется почти три дня.
ntpd — демон протокола сетевого времени (NTP)
http: // doc.ntp.org/4.2.6/ntpd.html
«Максимально возможная скорость нарастания ограничена ядром Unix до 500 частей на миллион (PPM). В результате тактовая частота может составлять 2000 с за каждую секунду, когда тактовая частота выходит за допустимый диапазон».
См. Также `man ntpd`.
Заключение
Помимо настройки ntpd в соответствии с передовой практикой (количество серверов NTP, использование tinker panic 0, включение выбора сервера ntpd и т. Д.), Имейте в виду, что запуск ntpd в режиме нарастания на виртуальных машинах может вызвать большие сдвиги времени.Синхронизация часов с максимальным смещением, допускаемым режимом нарастания в 600 секунд, может занять почти 14 дней.
Технический менеджер по работе с клиентами Red Hat (TAM) — это специализированный эксперт по продуктам, который совместно с ИТ-организациями разрабатывает стратегическое планирование для успешного развертывания и помогает добиться оптимальной производительности и роста. TAM является частью организации Red Hat по обеспечению качества обслуживания и взаимодействия с клиентами мирового класса и предоставляет упреждающие советы и рекомендации, которые помогут вам выявлять и устранять потенциальные проблемы до того, как они возникнут.В случае возникновения проблемы, ваш TAM будет решать проблему и задействовать лучшие ресурсы для ее решения как можно быстрее с минимальными нарушениями вашего бизнеса.
Дональд Берри (Donald Berry) — технический специалист в Северо-восточном регионе Канады. Он работает с UNIX / Linux в разработке и поддержке более 25 лет.
.