Brevet FR2244199A1 — publié le 19750411

La présente invention se rapporte à une horloge numérique, et plus particulièrement à une horloge numérique commandée par un circuit électronique de commande. Une horloge numérique selon l'art antérieur comporte un certain nombre de roues numériques, qui sont arrangées côte à côté, de façon à afficher le temps, en terme due minutes, d'heures et/ou de jours, et qui sont commandées par un moyen mécanique tel qu'un moteur électrique et des trains d'engrenages En conséquence, l'ajustement du temps affiché peut être accompli assez simplement, comme pour les horloges ordinaires. Cependant, les horloges numériques modernes utilisent des tubes d'affichage luminescents, ayant chacun un certain nombre de segments lumineux, arrangés suivant un motif prédéterminée par exemple un caractère 8. -On utilise un circuit de commande électronique compliqué, pour exciter ie façon sélective les segments lumineux, de façon à exciter de façon sélective l'un desdits digits 0 à 9. En conséquence, il est impossible de changer facilement les chiffres affichés, comme pour les horloges mécaniques. En conséquence, c'est un objet de la presente invention de créer une horloge numérique électronique nouvelle, ayant une construction compacte et qui soit facile à faire fonctionner. C'est un objet de la présente invention de créer une horloge numérique électronique perfectionnée, permettant d'ajuster, à une vitesse élevée, les caractères affichés. On prévoit, selon la présente invention, un certain nombre de tubes d'affichage numériques lumineux, arrangés pour afficher les temps, une source d'impulsions d'horloge, d'une fréquence prédéterminée, un moyen formant compteur électronique sensible auxdites impulsions d'horloge, pour faire fonctionner lesdits tubes d'affichage numérique suivant une fréquence prédéterminée. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux au cours de la description qui va suivre en se reportant aus dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 illustre une vue en perspective d'une horloge numérique, à laquelle peut s'appliquer la présente invention; - la figure 2 illustre un agencement des segments lumineux d'un tube d'affichage-, pour afficher les lettres A et P dans la section d'affichage PM (après-midi) - AM (matin); - les figures 3A et 33 illustrent les lettres A et P, respectivement, affichées parle tube d'affichage illustré sur la figure 2;; - la figure 4 illustre un agencement des segments lumineux d'un tube d'affichage numérique, utilisé dans la section d'affichage de temps de l'horloge numérique illustrée sur la figure 1; - la figure 5 illustre les chiffres 0 à 9 inclus, affichés par le tube d'affichage numérique illustré sur la figure 4; - la figure 6 illustre les connexiong3 entre les figures 6A, 6B, 6e et 6D, expliquées ci-dessous - les figures 6A, 63, 6C et 6D, lorsqu'elles sont combinées selon les indications, illustrent un schéma bloc d'un mode de réalisation d'une horloge numérique selon la présente invention;; - les figures 7 à t1 illustrent des schémas expliquant le fonctionnement des premier à quatrième compteurs binaires, et du multivibrateur-de commande, illustrés sur les figures 6C et 6D; - les figures 12 et 13 illustrent la relation entre les signaux d'entrée et les signaux de sortie des circuits decodeurs 15 à 18 illustrés sur la figure 6B; - la figure 14 illustre un schéma de connexion des circuits porte exclusifs des figures 6A et 6C; (A + A.B. = ) ) - la figure 15 illustre un schéma de connexion du circuit porte coLncidenee-utilisé sur la figure CA. (Pn = A.B + A.B. X = P1 ....Pn) Une horloge numérique illustrée sur la figure 1 comprend une section d'affichage AM(matin) - PM (après midi) 1, comprenant deux tubes d'affichage la et lb, pour afficher le matin (AM) et l'après-midi (PM), et une section d'affichage de temps 2 comprenant quatre tubes d'affichage numérique 2a, 2b, 2c et 2d, pour afficher les "minutes", les "dix minutes", les "heures" et les "dix heures", respectivement. Comme on peut le voir ourla figure 2, le tube d'affichage la de la section d'affichage tAM - PM comprend six segments lumineux 3a à 3f. Lorsque tous ces segments sont excités, une lettre A, signifiant AM, est affichée comme illustré sur la figure 3A, tandis que lorsque les segments 3a à 3e sont excités, une lettre P, signifiant PM est affichée. En d'autres termes, les lettres A et P sont affichées sélectivement, suivant que le segment 3f est excité ou ne l'est pas. Chaque tube d'affichage numérique 2a à 2d de la section d'affichage de temps 2 comprend huit segments lumineux 4a à 4h, qui sont agencés comme illustré sur la figure 4, et par l'excitation sélective de ces segments lumineux, il est possible d'afficher l'un des chiffres 0 à 9, comme illustré sur la figure 5. Comme on peut~le voir sur les figures 6A, 6B, 6C et 6D, l'horloge numérique selon la présente inventioicomprend une borne d'entrée 5, qui est connectée pour recevoir une impulsion d'horloge de 1MHz d'un oscillateur au cristal, non représenté, èt un diviseur de fréquence 6, qui est connecté pour recevoir l'impulsion d'horloge de 1MHz, pour fournir à la borne de sortie 6a, une impulsicn de 1Hz, et à la borne de sortie 6b, une impulsion de 1/60Hz.Pour afficher le temps, on prévoit un premier compteur binaire 7 à quatre bits, qui fonctionne comme illustré sur la figure 7, pour afficher les "minutes", un second compteur binaire 8 à trois bits, qui fonctionne comme illustré sur la figure 8, pour afficher les "dix minutes", un troisième compteur binaire 9 à quatre bits, qui fonctionne comme illustré sur la figure 9, pour afficher les "heures", un quatrième compteur binaire 10 à deux bits, qui fonctinnne commeAllustré sur la figure 10 pour afficher les "dix heures", et un circuit multivibrateur de commande 11, qui fonctionne pour commander le segment lumineux 3f du tube d'affichage la de la section d'affichage 1,AM - PM, d'une façon illustrée sur la figure 11.On prévoit également des circuits porte EI 12a à 12z, des circuits porte NON 13a à 13d, des circuits porte OU 14a à 14s, des premier à quatrième décodeurs 15 à 18 pour les "minutes", les "dix minutes", les "heures" et les "dix heures", qui sont connectés à des premier à quatrième excitateurs de segment 19 à 22 respectivement, pour les "minutes", les "dix minutes" , les "heures" et les "dix heures". tes sorties des décodeurs de segment 19 à 22, sont connectées à des segments lumineux respectifs de tubes d'affichage numérique 2a à 2d respectivement. On prévoit des circuits porte exclusifs 27a à 23n, ayant chacun une construction comme illustré sur la figure 14, des sélecteurs manuels de temps 24a à 24d, pour ajuster les "minutes, les "dix minutes", les "heures" et les "dix heures" respectivement, un commutateur de transfert AM - PM,25, pour commander l'excitation du segment lumineux 31 du tube d'affichage la, des décodeurs d'ajustage de temps 26a à 26d pour les "minutes", les dix minutes", les "heures" et les "dix heures", respectivement, un circuit porte de coïncidence 27 ayant une construction telle qu'illustrée sur la figure 15, un multivibratelr 28, un carillon 29, et un multivlbrateur 30 pour commander le segment lumineux 3f du tube d'affichage 1a de la section d'affichage AM - Pu,1. 31 désigne un premier sélecteur muni d'un contact stationnaire 31a, à utiliser dans les horloges, pour afficher 12 heures, et un contact stationnaire 31b à utiliser dans les horloges, pour afficher 24 heures, 32 désigne un second sélecteur muni d'un contact stationnaire 32a pour ajuster le milieu du jour à 12 heures, et d'un contact stationnaire pour ajuster le milieu du jour à O heure, et 33 désigne un sélecteur d'affichage, muni d'un contact stationnaire 33b, pour affichage sur la section d'affichage l,AM -PMt etsurasection d'affichage du temps 2, le temps ajusté par les dispositifs manuels 24a à 24d pour les "minutes', les "dix minutes", les "heures" et les "dix heures" respectivement,et par le commutateur de transfert AM -PM, 25, etd'un contact stationnaire intermédiaire 33a, qui n'affiche aucun temps. 34 désigne un commutateur manuel, utilisé pour ouvrir le circuit porte ET 12a, pour amener l'impulsion d'horloge au premier compteur binaire 7, lorsqu'il fonctionne pour ajuster manuellement le temps. En fonctionnement, l'impulsion d'horloge sur 1 MHZ, amenéeà la borne d'entrée 5, entre dans le diviseur de fréquence 6, qui fournit une impulsion de 1/60 Hz au premier compteur binaire 7, par l'intermédiaire de la borne de sortie 6h et du circuit porte OU 14a.En réponse à cette impulsion, le compteur binaire 7 fonctionne dtune façon telle qu'illustrée sur la figure 7, et lorsque sa teneur atteint "LHLH" (L = faible, H = haut), le circuit porte ET t2b s'ouvre, pour remettre le premier compteur binaire 7 à 0, et pour amener la teneur du premier. compteur binaire 7 au second compteur binaire 8 Be second compteur binaire 8 continueson fonctinnnement jusqu'à ce que sateneur atteigne "tHH", à ce moment le circuit porte ET 12c s'ouvre, pour remettre le second compteur binaire 8 à zéro, et pour amener sa teneur au troisième compteur binaire 9.En conséquence, le troisième compteur binaire 9 -fonctionne d'une façon telle qu'illustrée sur la figure 9, et lorsque sa teneur atteint "LHIH", le circuit porte ET 12h s'ouvre, pour remettre le troisième compteur binaire 9 à zéro, et pour amener sa teneur au quatrième compteur binaire 10. A. Horloge de 12 heures dans laquelle le milieu de sur est affiché à "O" heure te premier sélecteur 31 est poussé vers le contact stationnaire 31a, pour établir un niveau "t", et le second sélecteur 32 est poussé vers le contact stationnaire 32h, pour établir un niveau "H".Après affichage des temps AMt, AM2, AM3 le le troisième compteur binaire 9 fonctionne. te circuit perte ET 12d s'ouvre, lorsque la teneur du troisième compteur binaire 9 atteint "LHLL", ce qui montre "2", lorsque la teneur du quatrième compteur binaire 10 atteint "Ht", ce qui montre "1", et lorsque le circuit multivibrateur de commande 11 prend le niveau "H't, ce qui montre "AM", ainsi le troisième compteur binaire 9 est remis à zéro par l'intermédiaire du circuit porte OU 14r, le quatrième compteur binaire 10 est remisà zéro par l'intermédiaire du circuit porte OU l4s, et le multivibrateur de commande 11 est ajusté au niveau "L", ce qui montre "PM".De cette façon, après avoir affiché le milieu de la journée comme PM(après-midi) "O", et par conséquent les temps PM1, PM2..., lorsque le multivibrateur de commande 11 est ajusté au niveau "L" qui montre "PM", le circuit porte ET 12a s'ouvre, lorsque teneur du troisième compteur binaire 9 atteint "SH1L", qui montre "2", et lorsque la teneur du quatrième compteur binaire 10 atteint "Ht" qui montre "1". L'ouverture du circuit porte ET 12c affiche les temps AM1, AM2... de la même façon que décrit ci-dessus. De cette façon, l'horloge peut fonctionner comme une horloge de 12 heures, par laquelle le milieu du jour est affiché comme "O" heure. B. horloge 24 heures dans laquelle le milieu du jour est affiché à 12 heures. te premier sélecteur 31 est poussé vers le contact stationnaire 31b, pour établir le niveau "H", et le second sélecteur 32 est poussé vers le contact stationnaire 72a pour établir le niveau "L". Après affichage des temps AM1, AM2... le troisième compteur binaire 9 fonctionne. Lorsque sa teneur atteint "HHLL", qui représente "3", le circuit porte ET 12g s'ouvre lorsque la teneur du quatrième compteur binaire 10 atteint "Ht" qui représente "1".En conséquence, les troisième et quatrième compteurs binaires 9 et 10 continueià compter sans être remis à zéro, et le circuit multivibrateur de commande fl est ajusté au niveau "t", qui représente "PM". En conséquence, l'affichage de la section d'affichage AM- PM varie de AM à PM, de sorte que, après cela, les temps PM13, PM14... sont séquentiellement affichés. Alors, lorsque le troisième compteur binaire 9 fonctionne pour que sa teneur soit au niveau "EIHL", qui représente "5", le circuit porte ET 12f s'ouvre, lorsque teneur du quatrième compteur 10 atteint "LH", qui représente "2", ainsi le troisième compteur binaire 9 est remis à zéro par l'intermédiaire des circuits porte OU 14q et 14r, le quatrième compteur binaire 10 est remis à zéro par l'intermédiaire du circuit porte OU 14s, et le multivibrateur de commande 1t est ajusté au niveau "t" représentant AN. En conséquence, ltaffichage de la section AM - PM est modifié sn AM, et après cela, les temps AMI, AM2.. sont séquentiellement affichés.De cette façon, l'horloge fonctionne comme une horloge de 24 heures, dans laquelle le milieu du jour est affiché à 12 heures. C. H rloge de 12 heures, dans laquelle le milieu du jour est affiché à 12 heures te premier sélecteur 31 est poussé vers le contact stationnaire 3fa, pour établir le niveau tttt. Après affichage des -temps AMI, AM2... le troisième compteur binaire 9 fonctionne. Lorsque sa teneur atteint "HHlit qui représente "3", lorsque la teneur du quatrième compteur binaire 10 atteint "HL" qui représente "1", et lorsque le multivibrateur de commande 11 prend le niveau "H" qui représente AN, le circuit porte ET 12g s'ouvre, ainsi le quatrième compter binaire 10 est remis à zéro par l'intermédiaire du circuit porte OU 14s et le circuit multivibrateur de commande 11 est ajusté au niveau "T" qui représente PM. En conséquence, l'affiche dans la section d'affichage IAN - ?M est modifié en PM affichant 1'après-midi. Après cela, les temps PM1, PM2, sont affichés séquentiellement. Lorsque teneur du troisième compteur binaire 9 atteint "LHLH", qui représente "2", et lorsque la teneur du quatrieme compteur binaire 10 atteint "HL", qui représente "1", le circuit porte ET 12c s'ouvre, ainsi l'affichage de la section d'affichage AM - PM est modifié en AM représentant la matinée et, ensuite, les temps AM1, AM2... sont affichés séquentiellement. De cette façon, l'horloge peut fonctionner comme une horloge de 12 heures, dans laquelle le milieu du jour est affiché à 12 heures. Gomme décrit ci-dessus, les premier à quatrième compteurs binaires 7 à tO et le multivibrateur de commande Il fonctionnent d'une façon telle qu'illustrée sur les figures 7 à Il, et les sorties de ces éléments de circuit sont appliquées à des décodeurs 15 à 18, par l'intermédiaire de circuits porte OU 14b à 14p et de circuits porte ET 12i à 12w. lies décodeurs 15 à 18 fonctionnent comme illustré sur la figure 13, de sorte que leur sortie fait devenir luminescents les segments lumineux respectifs des tubes d'affichage numériques 2a à 2d de la section d'affichage de temps 2 par l'intermédiaire des excitateurs des segments 19 à 22, respectivement, affichant ainsi sélectivement les chiffres O à 9 illustrés sur la figure 5. Les circuits porte ET 12i à 12w fonctionnent comme suit. Lorsque le sélecteur d'affichage 33 est poussé vers le contact stationnaire 33a pour établir le niveau "L", les deux entrées de chaque circuit porte exclusif 23a à 23n prennent le niveau "L", pour donner une sortie du niveau 'ru". Une entrée des circuits porte ET respectifs 12i à 12w reçoit ces sorties au niveau "H", de sorte que ces circuits porte ET sont ouverts par les impulsions appliquées à leurs autres entrées. Lorsque AM et PM sont affichés pour afficher le matin et l'après-midi, comme les tubes d'affichage la et lb de la section 1AM - PM sont entraînés par une impulsion sur 1Hz, ayant une période d'une seconde, qui est fournie par la borne de sortie Ca du diviseur de fréquence 6, ces tubes d'affichage sont forcés à clignoter à une fréquence d'une fois par seconde. Le segment lumineux 3f du tube d'affichage la de la section 1,AM - PM, est excité lorsque la borne de sortie Q du circuit multivibrateur de commande 11 prend le niveau "H", qui est appliqué au segment lumineux lb, par l'intermédiaire dl circuit porte OU 14p, des circuits porte ET 12w et 12y et du circuit multivibrateur 30. Lorsque la borne de sortie Q du circuit multivibrateur de commande 11 prend le niveau "H", ou lorsque sa borne de sortie Q prend le niveau "I,", le circuit porte OU 14p et le circuit porte ET 12w produisent les sorties de niveau "t", qui sont converties en un signal de niveau r'H" par le fonctionnement du circuit porte NON 13d, pour remettre à zéro le circuit multivibrateur 30 par l'intermédiaire du circuit porte ET 12x, desexcitants ainsi le segment lumineux 3f. De cette façon , AM et PM, représentant respectivement le matin et 1'après-midi, sont alternativement affichés, et les affichages AM et PM clignotent une fois par seconde. tes ajustements de temps sont accomplis de la façon suivante. te commutateur de transfert~AM - PM 25 fonctionne pour choisir le matin AM ou l'après-midi Plut. Alors, on fait fonctionner des sélecteurs manuels de temps 24a à 24d, pour ajuster tout temps -désiré. tes sorties des sélecteurs manuels de temps 24a à 24d sont décodées par les décodeurs d'ajustement de temps 26 a à 26d comme illustré sur les figures 7à tQ, et les sorties de ces décodeurs sont appliquées aux circuits porte exclusifs 23a à 23n. Lorsque le commutateur manuel 34 est poussé vers le contact stationnaire 34a, le aiviseur de fréquence 6 sera remis à zéro par l'impulsion d;horloge, et l'impulsion d'horlage sera imprimée sur les premier à quatrième compteurs numériques 7 à 10, par l'intermédiaire du circuit porte ET I2a, faisant ainsi fonctionner ces compteurs à une vitesse élevée. D'autre part, lorsque le sélecteur d'affichage 33 est poussé vers le contact stationnaire 33b pour établir un niveau oeifi-ci est rappliqué à une des entrées des circuits porte exclusifs respectifs 23a à 23n. De plus, tandis que le signal représentant AM ou PM,choisi- par le commutateur de transfert AM - PM 25, et les signaux représentant les temps qui ont été ajustés par lesdispositifsmanuels24a à 24d sont appliqués aux autres entrées des circuits porte exclusifs 23a à 23n, ils-produisent des sorties de niveau "H", qui sont appliquées à une des entrées des circuits porte ET 12i à 12w.En conséquence, les sorties des premier à quatrième compteurs binaires 7 à 10, et du circuit multivibrateur de commande 11 sont appliquées aux tubes d'affichage de la section d'affichage AM - PMb1, et à la section d'affichage de temps 2, affichant ainsi AM ou PM en meme temps que le temps. tes sorties des compteurs binaires 7 à 10 et du circuit multivibrateur de commande sont également appliquées au circuit de coincidence 27, ainsi, on détermine la coincidence des sorties du commutateur de transfert AM - PM 25, des dispositifs manuels d'ajustement de temps 24a à 24d, du circuit multivibrateur de commande 11, et des premier à quatrième compteurs binaires 7 à 10.La sortie en coincidence du circuit de coïncidence 27 est appliquée au cårillon 29, par l'intermédiaire du circuit multivibrateur 28, faisant ainsi fonctionner le carillon. La sortie en coincidence est également appliquée au circuit porte ET 12 par l'intermédiaire du circuit porte NON 13, fermant ainsi le circuit porte ET 12. La fermeture du circuit porte ET 12a termine le fonctionnement d'ajustement de temps à vitesse rapide, fourni par les premier à quatrième compteurs binaires 7 à 10, et par le circuit multivibrateur de commande 11. Immédiatement après cela, le commutateur manuel 34 est poussé vers le contact stationnaire 34h, rétablissant ainsi le fonctionnement normal du diviseur de fréquence 6, pour fermer le circuit porte ET 12a. Après cela, le fonctionnement d'affichage de temps normal s'accomplit. Bien que, dans la description précédente, on a supposé que les premier à quatrième compteurs binaires avaient des nombrffl différents de bits, il est clair qu'iB peuvent avoir le même nombre de bits. De plus, il est clair que la section d'affichage AM - PM peut clignoter à toutes fréquences désirées, autres qu'une fois par seconde. Comme décrit ci-dessus, l'invention crée une horloge numérique nouvelle, dans laquelle le temps affiché par affichage digital peut être ajusté, très rapidement. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1. Horloge numérique, caractérisée en ce qu'elle comporte un certain nombre de moyens d'affichage numérique arrangés pour afficher le temps, une source d'impulsions d'horloge, un moyen sensible à ladite impulsion d'horloge pour faire fonctionner ledit moyen d'affichage numérique suivant une séquence prédéterminée, et un moyen manuel pour faire fonctionner ledit premier moyen mentionné à une vitesse élevée, pour changer le temps affiché par ledit moyen d'affichage numérique 2. Horloge numérique selon la revendication t, caractérisée en ce que les moyens d'affichage précités sont des tubes d'affichage lumineux, en ce que les impulsions d'horloge précitées ont une fréquence prédéterminée, et en ce que le moyen précité sensible à ladite impulsion d'horloge est un compteur électronique. 7. Horloge numérique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus un diviseur de fréquence pour convertir l'impulsion d'horloge précitée en une impulsion de fréquence inférieure, un moyen formant compteur binaire pour compter ladite impulsion de fréquence inférieure, pour faire fonctionner le moyen d'affichage numérique précité suivant une fréquence prédéterminée, un moyen d' ajustement du temps fonctionnant manuellement, un moyen commandé par ledit moyen d'ajustement du temps fonctinnnant manuellement, pour forcer ledit moyen formant compteur binaire à compter lesdites impulsions d'horloge, un circuit de coïncidence pour détecter la coïncidence entre la teneur ajustée par ledit moyend'ajustement de temps fonctionnant manuellement et last teneur dudit compteur, forçant ainsi ledit moyenformant compteur binaire à fonctionner à une vitesse p-lus rapide. 4. Horloge numérique selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un moyen est prévu pour forcer ladite horloge à fonctionner soit comme horloge de 24 heure, soit comme horloge de 12 heures. 5. Horloge numérique selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus des tubes d'affichage pour afficher, de façon sélective, AN (matin) et PM (après-midi). 6. Horloge numérique selon la revendication 5, caractérisée en ce qutelle comporte de plus un moyen pour faire clignoter l'affichage de AN et de DM précité , à une fréquence prédéterminée. 7. Horloge numérique selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen d'affichage numérique précité comporte quatre tubes d'affichage lumineux pour afficher les minutes, les dix minutes, les heures et les dix heures respecitvement, chacun desdits tubes d'affichage lumineux comportant un certain nombre de segments lumineux excités sélectivement pour afficher l'un des dix chiffres 0 à 9, et en ce que le moyen formant compteur binaire précité comporte quatr-e compteurs blna-ires-connectés en serie, commandant chacun un desdits tubes d'affichage lumineux.