В настоящее время выпускается множество моделей настенных электронно-механических кварцевых часов с шаговым двигателем. В них, как правило, используется бескорпусная интегральная микросхема - генератор/делитель с внешним кварцевым резонатором, залитая черным компаундом. Однажды она вышла из строя, другой такой найти не удалось, поэтому пришлось собирать ее аналог из дискретных компонентов. Рассмотрим структурную схему кварцевых часов.
Задающий генератор генерирует частоту 32768 Гц, определяемую внешним кварцевым резонатором BQ1. Обычно генератор содержит подстроечный конденсатор, посредством которого осуществляется точная установка частоты, от которой зависит точность хода часов. Сигнал с выхода генератора подается на делитель частоты с коэффициентом деления 216, так что на его выходе имеется сигнал с частотой 0,5 Гц (иными словами - один перепад в секунду).
Пусть в определенный момент времени в точке А присутствует высокий логический уровень, а в точке В - низкий. При этом открыты транзисторы VT1 и VT2, и ток протекает от левого (по схеме) к правому концу обмотки L1 шагового двигателя. В следующий момент в точке А присутствует низкий уровень, в точке В - высокий; при этом открыты транзисторы VT3 и VT4, и направление тока меняется на противоположное. Резистор R5 ограничивает ток через обмотку, уменьшая ЭДС самоиндукции.
Для питания часов используется сетевой источник напряжения +5В (на схеме не показан); конденсатор С3 - блокировочный Можно использовать любой другой источник с напряжением 5 - 15В, однако при повышенном напряжении питания возрастает ЭДС самоиндукции, наводимая в обмотке шагового двигателя, поэтому в этом случае необходимо параллельно ей включить двуханодный стабилитрон КС162, ограничивающий выбросы.
Генератор с делителем можно выполнить и на специализированных часовых микросхемах К176ИЕ12 и К176ИЕ18. Принципиальные схемы часов на этих микросхемах изображены на рис. 3 и 4. Микросхемы содержат генератор (выв. 12 и 13), который охвачен обратной связью с помощью резистора R1 и содержит элементы С1, С2, С3, R2, BQ1. Подстройка частоты осуществляется с помощью конденсатора С2.
Выход генератора соединен внутри со входом делителя частоты. В микросхеме ИЕ12 имеется два делителя частоты - первый, с коэффициентом деления 32768 (для получения, в частности, секундных импульсов) и второй - с коэффициентом деления 60 (для получения минутных импульсов). В микросхеме ИЕ18 оба делителя соединены каскадно.
На выходах S1 (выв. 4) обеих микросхем присутствует сигнал с частотой 1 Гц. Этот сигнал подается на счетный вход триггера D2.1, который делит частоту на два, так что на его прямом и инверсном выходах присутствуют противофазные сигналы с частотой 0,5 Гц. Эти сигналы подаются на вход выходного каскада (в точки А и В на рис.2).
