Большинство электронных часов с светящимися индикаторами, производимых в России, построены на основе микросхемы КР145ИК1901 или на аналогичных ей микросхемах. Существует немало радиолюбительских разработок часов и таймеров на её основе. Микросхема удобна тем, что она в одном корпусе содержит полную часовую схему с двумя независимыми выходами будильников.


При включении по типовой схеме из числа внешних элементов требуется только электролюминесцентный индикатор, а также набор кнопок, кварцевый резонатор и несколько резисторов и конденсаторов.

При всех достоинствах, данная микросхема имеет существенный недостаток — она предназначена для работы только с электролюминесцентным индикатором, и по этому ей требуется источник питания напряжением 27 В. Столь высокое напряжение питания сужает область применения часов до варианта питающегося от электросети. Для того, чтобы такие часы можно было питать от других источников (например автомобильной бортовой сети) требуется дополнять схему импульсным преобразователем напряжения.

Изучение схем и функционирования нескольких различных часов, построенных на основе этой микросхемы, позволило сделать вывод, что микросхема КР145ИК1901 сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 8 В, но при этом не работает индикатор, поскольку на его аноды необходимо подавать напряжение не ниже 20 В. Именно этот режим, в некоторых часах используется для обеспечения хода часов за счет резервной батарейки на 9 В при отключении сетевого напряжения.

Всвязи с этим возникла идея заменить электролюминесцентный индикатор на матрицу из четырех светодиодных семисегментных индикаторов. Анализ логических уровней на выходах микросхемы для подключения индикатора, при напряжении питания 12В, показал, что на этих выходах имеются слабые логические сигналы, уровни которых изменяются от нуля до напряжения питания.

При том ток, который могут развивать эти выходы оказывается очень небольшим (до 0,2-0,5mA), что не дало возможности подключить светодиодные индикаторы непосредственно к выходам микросхемы. Для того, чтобы это можно было сделать, было решено уровни с выходов сегментов индикации подать на базы транзисторных ключей через резисторы большого сопротивления (150 кОм).

А катоды светодиодов семисегментных индикаторов подключить к коллекторам этих транзисторов без токоограничительных резисторов. В результате такого включения базовый ток транзистора получается минимальным и не нагружает высокоомный выход микросхемы. Сам транзистор при включении светодиода открывается не полностью и его переход выполняет роль токоограничительного сопротивления.

Уровни с выходов опроса динамической индикации, которые по типовой схеме поступают на сетки элекролюминесцентного индикатора, в данном случае были поданы на входы инверторов микросхемы К561ЛЕ2, а к её выходам были подключены транзисторные ключи на транзисторах структуры P-N-P для переключения разрядов индикации.

Принципиальная схема такого варианта электронных часов показана на рисунке. Управление производится кнопками "Т" ("Время"), "К" ("Коррекция"), "Ч" ("Часы"), "М" ("Минуты"). Кнопки установки будильников, в данной схеме не используются. Тактовая частота задается кварцевым резонатором Q1.

Сигналы с сегментных выходов КР145ИК1901 — A...G поступают на входы транзисторных усилителей на VT1-VT7, в коллекторной цепи которых включены сегментные входы индикаторной матрицы составленной из индикаторов Н1-Н4 (одноименные сегментные выводы этих индикаторов соединены вместе, а выводы питания — 14, используются для динамического опроса).

Уровни с выходов разрядов 1Р...4Р поступают на входы инверторов микросхемы D2, которые, также выполняют роль усилителей. С выходов этих инверторов сигналы поступают на базы транзисторных ключей на VT8-VT11, которые по сигналам динамического опроса индикации переключают индикаторы Н1-Н4. Испытания показали, что такая схема нормально работает в диапазоне питающих напряжений 10-15В.

Печатная плата не разрабатывалась, поскольку данная конструкция носила чисто экспериментальный характер и была смонтирована объемным способом на макетной печатной плате.

При необходимости ввести будильники, нужно дополнить схему еще двумя кнопками "Буд.1" и "Буд.2", первую из которых подключить между выводами 47 и 42 D1, а вторую между выводами 46 и 42 D1. Управляющие сигналы для включения исполнительного устройства будильника нужно снимать с выводов 27 и 28 D1.

Отключать индикацию можно при помощи выключателя или электронного ключа, включенного в разрыв проводника, идущего от точки соединения эмиттеров VT8-VT11 до источника питания.