专利名称：能显示气象状况的天线同步计时器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计时装置，特别是一种同步计时装置。
钟表等计时器是生产、交通、科研等部门和生活中必不可少的装置，它们的准确与否对工作、生活等方面都有很大的影响，钟表的作用主要是通过各钟表之间的同步(即同时)，作用体现出来的，人们通过钟表的同时作用，才能在约定的时刻和时间内完成各种行动和共同活动，使得各个生产、交通、生活等部门互相衔接，协调动作。为了解决各钟表的同步问题，广播电台每隔一段时间发播一次对时信号，让钟表经常地进行校对，以保证钟表的同步作用。
目前采用先进技术和材料，使钟表的准确性有了很大的提高，日误差较小，积累误差也就小了，经过校对时间后，它们之的同步作用就有了提高。但是由于绝大部分钟表不可能做得极好，而且在校对时间时又不可能校得很准，所以各钟表所显示的时间与标准时间总会存在一定的误差，更不可能使所有的钟表在同一时刻显示相同的时间。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种能显示气象状况的无线同步计时器，它能保证一个地区的所有计时器，在同一时刻都显示相同的时间，并还能在计时器上显示气象状况。
本实用新型的具体做法是，建立时间信号发射台，每秒钟发射一组表示某一时刻的时间编码脉冲信号，计时器接收到时间编码脉冲后，经过处理，通过显示器显示出时间，编码脉冲是根据以下原理设计的，时间信号发射台，每秒钟要发射一组含有月、日、星期、时、分、秒信息的编码脉冲信号。编码脉冲采用调脉宽形式，脉冲宽者表示“1”，窄者表示“0”。数码采用二一十进制码(BCD码)，这样表示公历月的脉冲需5个，日的脉冲需6个，表示农历月的脉冲需5个，日的脉冲需6个，表示星期的脉冲需3个，表示时的脉冲需6个(显示二十四小时)，分的脉冲需7个，秒的脉冲需7个，共45个。脉冲的频率定为128HZ，每组信号之间间隔占8个脉冲位置，这样发射台每秒发射频率为128HZ的脉冲120个。为了充分利用这些脉冲，本实用新型还可用来传递人们平时所关心的气象状况信息。具体显示内容和脉冲数分配如下最高温度与最低温度表示范围为±49℃，各占8个脉冲(其中一个脉冲表示正、负号)，每一时刻的实际温度表示范围为±49.9℃，占12个脉冲(其中一个脉冲为正、负号)；风向分为东、东南等8个方向，占3个脉冲，风力范围为0－12级占5个脉冲，实际风向风力和预报风向风力各需8个脉冲；风速表示范围为0－50米／秒，占7个脉冲；天气状况有晴，少云、多云、阴、小雨、中雨、阵雨、雷雨、大雨、暴雨、雾、小雪、中雪、大雪等14种状况，占5个脉冲，现状天气状况和预报天气状况各需5个脉冲；相对湿度用8个脉冲来表示百分数；大气压强用百帕表示须占13个脉冲。气象信息要占82个脉冲，与时间信息合计共占127个脉冲。考虑到除了时、分、秒信息必须每秒都发送一次外，其余信息则不必要每秒发送，所以可以将月、日、星期和气象信息分成四组轮流循环发送。第一组为公历月、日，农历月、日和星期；第二组为现状和预报天气状况及大气压强、相对湿度；第三组为最高温度、实际温度和最低温度；第四组为实际风向风力、预报风向风力、实际风速，这样只需要34个脉冲位置就能将上述信息轮流发送出去。为了使发射和接收同步，还要另加二个状态脉冲，“00”表示发射第一组信息；“01”表示发射第二组；“10”表示发射第三组，“11”表示发射第四组。发射台每秒发射信号脉冲顺序如下附加脉冲63个，状态脉冲2个、日历和气象脉冲34个；时、分、秒脉冲20个，基准脉冲1个，共120个。附加脉冲为无信息脉冲，以“0”形式发射，留着今后发射其他信息使用(例如可用来发射专门的经济信息等)。为了防止宽窄脉冲对接收器显示时间的影响，要求任何时候每秒发射信号的最后一个脉冲信号必须一样，所以设了一个基准信号，也以“0”状态发射。
本实用新型的技术解决方案是，它由发射部分和接收部分组成，发射部分由高精度晶体振荡器，分频器，窄脉冲变换器，计数器、寄存器组，四选一模拟开关，并入串出移位寄存器，调制振荡器、调制器，功率放大器及发射天线组成，接收部分由接收天线、调谐接收器，解调器，放大整形器，积分电路，电压鉴别电路，单稳电路，串入并出移位寄存器，四选一开关，锁存、译码、驱动器和数码管显示器组成。
以下结合附图进一步描述
图1是本实用新型发射部分电原理图2是本实用新型接收部分电原理图；图3是发射部分中计数器、寄存器组线路图；图4是发射部分各点电压波形图；图5是接收部分各点电压波形图。
如图1，高精度晶体振荡器IC1产生频率为32768HZ的方波，高精度晶体振荡器IC1的输出接第一分频器IC2的输入端E，第一分频器IC2采用4520双四位二进制计数器，它进行256分频，其输出端Q输出128HZ的方波信号A，第一分频器IC2的输出分别接窄脉冲变换器IC3的输入，第二分频器IC4的输入端E，与门IC16的一输入端和并入串出移位寄存器IC14的移位命令输入端CP，窄脉冲变换器IC3为典型的单稳电路，它将占空比为50％的128HZ的方波信号A变成占空比小于25％的窄脉冲信号B，第二分频器IC4采用4520集成块作七位二进制计数器，它进行128分频，其高四位输出端Q3－Q6接四输入端或门IC5，在IC5的输出端Y得到频率为1HZ，占空比为120／128的秒脉冲信号C，四输入端或门IC5的输出一路送与门IC16的另一输入端，同由第一分频器IC2送来的方波信号A相与，在与门IC16的输出得到不连续的方波信号D，D＝A·C，IC5的输出同时又送与非门IC18的一输入端，IC18的另一输入端接窄脉冲变换器IC3的输出，IC18将IC5的脉冲信号C和IC3的脉冲信号B相与再反相，在IC18的输出端得到不连续的开窄槽的脉冲信号F，F＝B·CIC5的的输出还同时送到计数器、寄存器组IC6－IC12中计数器IC6和IC11的输入端，IC5的输出再经反相器IC15送到并入串出移位寄存器IC14的串并转换端M，IC15输出的C脉冲信号就作为串并转换命令控制并入串出移位寄存器IC14，IC14采用4014集成电路，计数器、寄存器组IC6－IC12的具体线路如图3，IC6采用4518十进制计数器，其输入接四输入端或门IC5送来的秒脉冲信号C，IC6记录时、分、秒信息，其输出直接送入并入串出移位寄存器IC14中，计数器IC7(也采用 4518十进制计数器)记录公历、农历、星期信息，寄存器组IC8－IC10采用4043集成电路组，其中IC8贮存天气状况、大气压强信息，寄存器IC9贮存温度信息，寄存器IC10贮存风向、风力、风速信息。计数器IC7和寄存器组IC8－IC10的输出送四选一模拟开关IC13的输入输出端I／O，IC13采用4052集成电路，其输出输入端O／I接并入串出移位寄存器IC14的输入；由四输入端或门IC5送来的秒脉冲信号C同时触计数发器IC11的输入，IC11的输出接四选一状态计数器IC12的输入，IC11、IC12采用一个4520双四位二进制计数器，四选一状态计数器IC12的输出一路接四选一模拟开关IC13的状态控制端A，另一路接并入串出移位寄存器IC14的输入，计数器IC11在秒脉冲信号C的触发下，使IC11的输出每隔4秒触发一次四选一状态计数器IC12，则IC12的输出每4秒变换一种状态，控制四选一模拟开关IC13轮流将计数器IC7、寄存器组IC8、IC9、IC10的信息送到并入串出移位寄存器IC14，四选一状态计数器IC12输出的状态信息同时送到并入串出移位寄存器IC14，以便接收部分同步接收计数器IC7和寄存器组IC8、IC9、IC10的信息。基准脉冲和附加脉冲则通过接地将“0”信号送入并入串出移位寄存器IC14。如图1，由四输入端或门IC5输出的秒脉冲信号C再经反相器IC15反相得到C信号送到并入串出移位寄存器IC14的串并转换端M，当C为高电位时，计数器、寄存器组IC6－IC12中的数据并行送入并入串出移位寄存器IC14，当C为低电平时，并入串出移位寄存器IC14中的信息在由第一分频器IC2送来的方波信号A(即移位命令)的节拍中不断地向左移位，变成串行数据G从并入串出移位寄存器IC14的输出端Q输出，IC14输出的G信号送到与非门IC17的一输入端，与门IC16输出的D信号送与非门IC17另一输入端，在与非门IC17的输出端得到开宽槽的信号I，I＝D·G，IC17输出的I信号送与非门IC19的一输入端，与非门IC18输出的F信号送与非门IC19的另一输入端，在IC19的输出端就得到编码脉冲信号K，K＝F.I，与非门IC19的输出接调制器，其编码脉冲信号K对由调制振荡器送来的高频载波进行调制，调制后的调幅波或调频波从调制器的输出经功放送到发射天线T1，并由发射天线T1发射出去。发射部分各点A、B、C、D、F、G、I、K电压波形如图4。
接收部分如图2，从发射天线T1发出的由编码脉冲信号K对高频载波进行调制的调幅波或调频波被接收天线T2接收，经过调谐接收器、解调器和放大整形器的调谐接收、解调和整形放大，从放大整形器输出端得到恢复的编码脉冲信号K，放大整形器输出一路送积分电路R1、C1的输入端，另一路送反相器IC20的输入端，在反相器IC20的输出得到K信号，在积分电路R1C1输出端的积分电容C1上得到积分电压L，积分电路R1C1的输出接电压鉴别电路IC21的输入，IC21采用40106施密特触发器，这样，编码脉冲K加到积分电路R1C1上时，表示“1”的宽脉冲在积分电容C1上产生的电压高，能触发电压鉴别电路IC21，表示“0”的窄脉冲在积分电容C1上产生的电压低，不能触发电压鉴别电路IC21，因而编码脉冲K中只有表示“1”的宽脉冲能通过电压鉴别电路IC21，在其输出端得到一个消除了窄脉冲并对宽脉冲进行延时的脉冲信号M，电压鉴别电路IC21的输出接串入并出移位寄存器IC22的串行输入端DS，电压鉴别电路IC21输出的脉冲信号M就作为串行数据送到串入并出移位寄存器IC22，IC22采用4015集成电路；反相器IC20的输出分别与串入并出移位寄存器IC22的CP端和积分电路R2C2的输入端连接，积分电路R2C2的电阻R2上并接一反向二极管D1，反相器IC20的输出的K信号一路就作为移位命令送到串入并出移位寄存器IC22的CP端，在移位脉冲K的作用下，IC22的串行输入端DS的串行数据M依次移入串入并出移位寄存器IC22，当K信号的电位由低变高时，如果串行数据M为高电位，则将“1”信号送入移位寄存器IC22，如果串行数据M为低电平，则将“0”信号送入移位寄存器IC22，送入移位寄存器IC22的数据均从IC22各位的并行输出端QO－QN输出，编码脉冲K中的时、分、秒信号和四选一状态信号直接送到锁存、译码、驱动器IC23的输入端，且四选一状态信号同时送到四选一开关IC24的状态控制端A，需要轮流接收的月、日、气象信息则通过四选一开关IC24(采用4052集成电路)送到锁存、译码、驱动器IC23(采用4511集成电路)的输入端。反相器IC20输出的K信号另一路送到积分电路R2C2，由于该积分电路R2C2的电阻R2上并接一反向二极管D1，使得积分电路R2C2在充电时，时间常数较大，而放电时，时间常数小，故积分电路R2C2充电慢，放电快，保证在K的开窄槽信号的短时间内将积分电容C2上的电压放完，使得在编码脉冲K的有信号区段，积分电容C2上的充电电压在电压鉴别电路IC25的触发电压阀值以下，而在编码脉冲K的无信号区段，积分电容C2上的电压上升到IC25的触发电压阀值以上，在积分电路R2C2的输出得到积分电压信号N，积分电路R2C2的输出接电压鉴别电路IC25的输入，IC25也采用40106施密特触发器作电压鉴别电路，其输出端输出信号P，IC25的输出与反相器IC26的输入连接，IC26输出P信号，IC26的输出一路与单稳电路IC27的输入连接，另一路接四选一开关IC24的中断控制端S，当积分电路R2C2输出的积分电压N上升到触发电压阀值以上时，电压鉴别电路IC25输出信号P变为高电位，经反相器IC26反相后输出的P信号变为低电位，触发单稳电路IC27输出一负脉冲Q，单稳电路IC27的输出与锁存、译码、驱动器IC23的锁存命令接收端S连接，单稳电路IC27输出的负脉冲Q就作为锁存命令加到锁存、译码、驱动器IC23的锁存命令接收端S，在负脉冲Q存在期间，串入并出移位寄存器IC22并行输出端QO－QN的输出信号通过锁存、译码、驱动器IC23送到数码管显示器IC28，驱动显示器IC28显示出时间和气象状态，四选一开关IC24受反相器IC26输出的P信号控制，在P为低电位时，四选一开关IC24打开，根据串入并出移位寄存器IC22中状态脉冲信号，将月、日和气象信号分别送往数码管显示器IC28。接收部分各点K、L、M、K、N、P、P、Q电压波形如图5。
本实用新型解决了时间同步的问题，各个地区只要调准了发射台这只“钟”，那末所有的用接收器制成的钟都将同样准，这种钟只有“好的”和“坏的”之分，没有“快”和“慢”的区别，所有的钟都一样准，这将给生产、交通、生活带来极大的方便，同时本实用新型还能显示气象信息，同样会给生产和生活带来诸多便利。
权利要求1.一种能显示气象状况的无线同步计时器，它包括有发射部分和接收部分，发射部分由高精度振荡器，分频器，窄脉冲变换器、计数器、寄存器组，四选一模拟开关，并入串出移位寄存器以及调制振荡器，调制器，功率放大器及发射天线组成，接收部分由接收天线，调谐接收器，解调器，放大整形器，积分电路，电压鉴别电路，单稳电路，串入并出移位寄存器，四选一开关，锁存、译码、驱动器和数码管显示器组成，其特征在于a、发射部分高精度晶体振荡器IC1的输出接第一分频器IC2的输入端E，IC2的输出分别接窄脉冲变换器IC3的输入、第二分频器IC4的输入端E、与门IC16的一输入端和并入串出移位寄存器IC14的移位命令输入端CP，第二分频器IC4的高四位输出端Q3-Q6接四输入端或门IC5，IC5的输出一路接与门IC16的另一输入端，另一路接与非门IC18的一输入端，IC18的另一输入端接窄脉冲变换器IC3的输出，四输入端或门IC5的输出还同时与计数器、寄存器组IC6-IC12中计数器IC6和IC11的输入端连接，IC5的输出还通过反相器IC15与并入串出移位寄存器IC14的串并转换端M连接，计数器、寄存器组IC6-IC12中的计数器IC6记录时、分、秒信息，其输出直接与并入串出移位寄存器IC14的输入连接，计数器IC7记录公历、农历、星期信息，寄存器IC8贮存天气状况，大气压强信息，寄存器IC9贮存温度信息，寄存器IC10贮存风向、风力、风速信息，计数器IC7和寄存器组IC8-IC10的输出与四选一模拟开关IC13的输入输出端I/O连接，IC13的输出输入端O/I与并入串出移位寄存器IC14的输入连接，计数器、寄存器组IC6-IC12中的计数器IC11的输出接四选一状态计数器IC12的输入，IC12的输出一路接四选一模拟开关IC13的状态控制端A，另一路接并入串出移位寄存器IC14的输入，IC14的输出端Q接与非门IC17的一输入端，IC17的另一输入端接与门IC16的输出，IC17的输出接与非门IC19的一输入端，IC19的另一输入端接与非门IC18的输出端，IC19的输出与调制器连接。b、接收部分放大整形器输出一路接积分电路R1C1的输入端，另一路接反相器IC20的输入端，积分电路R1C1的输出接电压鉴别电路IC21的输入，IC21的输出接串入并出移位寄存器IC22的串行输入端DS，反相器IC20的输出分别与串入并出移位寄存器IC22的CP端和积分电路R2C2的输入端连接，积分电路R2C2的电阻R2上并接一反向二极管D1，积分电路R2C2的输出接电压鉴别电路IC25的输入，IC25的输出与反相器IC26的输入连接，IC26的输出一路与单稳电路IC27的输入连接，另一路接四选一开关IC24的中断控制端S，单稳电路IC27的输出与锁存、译码、驱动器IC23的锁存命令接收端S连接，送入串入并出移位寄存器IC22的数据均从其各位并行输出端Qo-QN输出，其中时、分、秒信号和四选-状态信号直接送到锁存、译码、驱动器IC23的输入端，且四选-状态信号同时送到四选一开关IC24的状态控制端A，需要轮流接收的月、日、气象信息通过四选-开关IC24送到锁存、译码、驱动器IC23的输出接数码管显示器IC28。
专利摘要本实用新型涉及一种同步计时装置，其发射部分中，振荡器通过分频器和门电路与计数器、寄存器组和窄脉冲变换器连接，计数器、寄存器组的输出接并入串出移位寄存器，移位寄存器和窄脉冲变换器的输出通过门电路接载波调制电路。在接收部分中，两个积分电路通过门电路和鉴别电路与串入并出移位寄存器串行输入端和锁存译码驱动器的锁存命令端连接，移位寄存器的输出接锁存译码驱动器，锁存译码驱动器的输出接数码显示器。
文档编号G04G99/00GK2079768SQ9021436
公开日1991年6月26日 申请日期1990年7月17日 优先权日1990年7月17日
发明者李嘉骏 申请人:李嘉骏