¿Cómo funciona Accutron Spaceview?

Me pregunto cómo funcionaba el circuito electrónico utilizado para impulsar el diapasón en los relojes Accutron Spaceview. La página en The Accutron 214 ofrece una breve explicación y algunos diagramas. Estoy más interesado en el último circuito de "dos cables":

Circuito Accutron Spaceview

No estoy seguro de si el diapasón tiene imanes dentro de las copas o si son solo de metal, pero creo que son solo de metal. Sería bueno verificar esto de alguna manera. Aparte de que las bobinas impulsoras mantienen la horquilla en movimiento con pulsos periódicos de corriente y que la bobina de retroalimentación de alguna manera detecta el movimiento de la horquilla para controlar las bobinas impulsoras a través del transitor NPN, no tengo ni idea de cómo funciona el circuito. ¡Cualquier ayuda sería apreciada!

EDITAR: Últimamente me he dedicado más a la electrónica y tengo una mejor comprensión de cómo funcionan circuitos como este ahora. Una de las clases de física que tomé el año pasado también fue bastante esclarecedora. Tengo una idea sobre cómo puede funcionar este circuito y me gustaría que alguien verifique que esto es correcto o señale las falacias. El transistor actúa como un amplificador de emisor común, la resistencia polariza el transistor para que esté conduciendo constantemente. Sin embargo, me sorprende la poca corriente que pasa; a juzgar por las especificaciones del transistor de la época, parece que las bobinas de accionamiento tendrían una corriente de menos de 10 microamperios atravesándolas constantemente (supuse una ganancia actual de 15, ya que el transistor de silicio habría sido una mejora con respecto al anterior transistor de germanio utilizado en el primer diseño, que sé que tenía una ganancia actual de alrededor de 12). ¿Podría ser eso correcto? Es tan poca corriente. Como las bobinas impulsoras parecen estar enrolladas en la misma dirección, es decir, con los campos que producen ambos apuntando en la misma dirección, las copas de metal del diapasón deben atraerse entre sí ligeramente, ya que la corriente a través del transistor aumenta. atracción. Cualquier señal recibida por la bobina de retroalimentación pasa a través del capacitor. Debido a la dirección del devanado de la bobina de retroalimentación, esto provoca una retroalimentación positiva; un aumento en el número de líneas de campo a través de la bobina de retroalimentación provocará una mayor corriente a través de las bobinas de excitación, una disminución provocará una menor corriente. A medida que el diapasón llega a un extremo y comienza a retroceder, esto cambia el flujo magnético a través de la retroalimentación, que mantiene el componente eléctrico del circuito en fase con el movimiento del diapasón. La retroalimentación positiva asegura que el sistema siga funcionando.

Haga lo que haga, las personas que hicieron ese diagrama eran idiotas. Las bobinas no están designadas como "D" o "F". (¿Esa bobina es un diodo?)
D - Bobina de accionamiento (electroimán) y F - Bobina de realimentación.
@JImDearden: lo obtuve de su anotación, pero sigue siendo una práctica terrible.
@ConnorWolf Estoy totalmente de acuerdo, pero esta era una práctica común en ese entonces para que los diseños comerciales "internos" tuvieran su propia nomenclatura, por lo que debe ver esto desde un punto histórico en lugar de moderno.
@BigEndian Aquí puedes encontrar una buena explicación.
Hormiga, esto parece una explicación muy completa. Tengo un ensayo de 3000 palabras para escribir ahora mismo, ¡pero lo leeré cuando termine! Mientras tanto, tal vez debería escribir un resumen de los puntos principales como respuesta, con un enlace al artículo, para que pueda marcarlo como la respuesta en el caso probable de que esta sea, finalmente, una respuesta satisfactoria a mi consulta.

Respuestas (2)

Aquí encontrará una buena explicación usando un transistor PNP en lugar de un NPN, pero la forma en que funciona es la misma. En lo que sigue describiré la idea general.

Para comprender cómo se produce la retroalimentación, observe la siguiente imagen. La U roja es el tenedor (para fines ilustrativos). Cada pata de la horquilla tiene un imán permanente que interactúa con las bobinas de transmisión y las bobinas de retroalimentación. Cuando oscila alrededor de su posición de equilibrio, la velocidad máxima se alcanzará cuando las piernas pasen por esa posición de equilibrio, como una masa sobre un resorte. Es durante la velocidad máxima que la inducción será máxima.

Ahora suponga que el capacitor está inicialmente descargado, luego el voltaje de Vdc traerá el voltaje base por encima del voltaje del emisor y el transistor se encenderá. La corriente que fluirá a través de las bobinas de excitación D1 y D2 será suficiente para iniciar las oscilaciones. Mientras tanto, la corriente base comenzará a cargar el capacitor. En estado estable, el voltaje inducido en la bobina de retroalimentación F1 encenderá y apagará el transistor, y el capacitor apenas se descargará durante los ciclos de apagado (C*R >> 1/(frecuencia de oscilaciones).

Supongamos que la horquilla pasa por el punto de equilibrio, entonces inducirá un voltaje en F1, con el signo dependiendo de la dirección del movimiento. Solo uno de esos picos de voltaje encenderá el transistor, el que lleva el voltaje base por encima del emisor. Cuando eso suceda, la corriente a través de D1 y D2 sostendrá la oscilación de la horquilla creando un campo magnético que 'empujará' los imanes permanentes en la horquilla.

A continuación, supongamos que las oscilaciones aumentan de amplitud y veamos cómo lo corrige el circuito. Primero, se inducirá un voltaje más alto en F1, pero eso no debería importar cuando el transistor está completamente encendido (saturado). Por otro lado, también se inducirá un voltaje más alto en D1 y D2 y será tal que tenderá a oponerse a la corriente que toma el transistor a través del colector. El resultado es que la corriente de conducción (corriente de colector) disminuye, y eso significa un campo magnético más pequeño y, en consecuencia, un "empuje" más pequeño a la horquilla. Por lo tanto, la amplitud de la oscilación disminuirá.

Otra forma en que el circuito se corrige a sí mismo es a través del capacitor C. Si las oscilaciones aumentan, se inducirá un voltaje más alto en F1, pero si el transistor no está completamente saturado, fluirá una corriente más alta a través de la base en respuesta al mayor voltaje en la base con respecto al emisor. Esa corriente cargará C durante el ciclo de ENCENDIDO, que comenzará a descargarse durante el ciclo de APAGADO a través de R. Entonces, una corriente de base más alta significa un voltaje más alto en el capacitor al final del ciclo de ENCENDIDO, lo que significa que será más difícil para el próximo pico de voltaje para superar ese nuevo voltaje del capacitor y encender el transistor en el próximo ciclo. Recuerde que la constante RC es relativamente grande, por lo que el tiempo de carga de C es mayor que el tiempo de descarga.

Creo que eso es todo. Si se pregunta cómo un tenedor vibratorio podría reemplazar el escape de un reloj mecánico, mire este video.

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Gracias. Lo siento, me tomó tantos meses finalmente volver a esto.

Pensé que esto podría ser de alguna utilidad para comprender la forma en que funciona el reloj.

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El circuito electrónico es similar y realiza la misma función (oscilador). El diapasón se construye con las bobinas unidas a sus extremos. Cuando la corriente de pulso pasa a través de las bobinas de IMPULSIÓN (marcadas con una D en el circuito), los electroimanes se atraen y hacen que los extremos del diapasón se junten. El movimiento del brazo del diapasón indexa el mecanismo hacia adelante. La bobina de retroalimentación completa el circuito del oscilador haciendo que el transistor impulse las bobinas de accionamiento.

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"La bobina de retroalimentación completa el circuito del oscilador y hace que el transistor impulse las bobinas de accionamiento". Esta es precisamente la parte que no entiendo. Más elaboración estaría bien.