DE2415291C3

DE2415291C3 - Schaltungsanordnung für eine quarzgesteuerte elektrische Uhr

Info

Publication number: DE2415291C3
Application number: DE2415291A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. 7200 Heilbronn Sieber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1974-03-29
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2415291A1; JPS50129268A; DE2415291B2; US4037402A

Description

Die Erfindung betrifft eiie Sch;: 'tungsanordnung für eine quarzgesteuerte elektrische Uhr, bestehend aus einer Oszillatorstufe, Frequenzteiler >ufe, Ausgangsstufen und einem Schrittschaltmotor, bei der ein Schalter vorgesehen ist, durch den mittels einer Torschaltung die Frequenzteilerstufen vom Oszillator getrennt werden, während die Antriebsspulen des Motors stromlos sind und bei dem Mittel vorgesehen sind, durch die unmittelbar nach dem öffnen des Schalters der Frequenzteiler einen Ausgangsimpuls abgibt

Die bis heute bekanntgewordenen Schaltungen füi quarzgesteuerte Uhren mit Frequenzteilern und Schriltschaltmotoren als Zeigerantrieb haben den wesentlichen Nachteil zu großer Anlaufzeiten.

Zum Stellen der Uhr wird die Versorgungsspannung vom Oszillator und vom Frequenzteiler abgetrennt. Dann werden die Zeiger bzw. die Ziffernanzeige auf die gewünschte Uhrzeit eingestellt. Um danach die Uhr wieder zu starten, wird über den mit der Stellkrone verbundenen Schalter die Versorgungsspannung an die in der Uhr eingebaute integrierte Schaltung gelebt Diese integrierte Schaltung enthält den Oszillator, den Frequenzteiler und die notwendigen Ausgangsstufe und ist in der Regel mit MIS-Feldeffekttransiston:n aufgebaut. Diese Transistoren weisen eine vom Kanalgebiet durch eine Isolierschicht getrennte Steuerelektrode auf.

Bis zum Anlaufen des Sekundenzeigers oder der Sekundenzif fernanzeige ergeben sich nach dem Schließen des Schalters, bedingt durch das Schaltüngskonze|:)t, noch folgende Verzögerungszeiten:

a) Anschwingzeit des Oszillators;

je nach Betriebsspannung bis zu 1 see.

b) Zeitraum bis zum Erscheinen des ersten Impulses an den Ausgangsstufen, der den Motor entsprechend der Endstellung des Motors beim Abschalten der Uhr in die richtige Richtung antreibt:
maximal 2 see.

Für Uhren, die im Verlaufe eines Jahres nur wenige Sekunden falsch gehen dürfen, ist eine Einstellgenauigkeit von 2 bis 3 Sekunden nicht brauchbar.

Aus der DE-OS 21 05 706 ist eine Uhrenschaltung bekannt, bei der der Oszillator durch Schließen eines Schalters vom Frequenzteiler abgetrennt wird und zugleich der Frequenzteiler so zurückgestellt wird, daß

to beim Wiedereinschalten unmittelbar ein den Motor antreibender Impuls abgegeben wird. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung kann es jedoch geschehen, daß unmittelbar vor dem Schließen des Schalters ein Impuls an den Antriebsmotor abgeht und daß nun auch unmittelbar nach dem Wiederöffnen des Schalters ein weiterer Impuls an den Motor abgegeben wird. Dadurch besteht die Gefahr, daß bei Außerachtlassung der Korrekturzeit während des Betriebs der Uhr unmittelbar zwei Schaltimpulse aufeinander folgen.

Dadurch kann beispielsweise während einer Zeiteinheit von einer Sekunde die Uhr um zwei Sekunden Vorgestellt werucn.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, durch die nach dem Stellen der Uhr das Weiterlaufen der Uhr in einem möglichst kurzen Zeitraum gewährleistet ist Ferner soll die Schaltungsanordnung so ausgelegt sein, daß beim Stellen der Uhr nur die für die Dauer der Korrektur notwendige Zeit berücksichtigt werden muß, während aus der Betriebszeit der Uhr keinerlei Fehler herrühren können Diese Aufgabe wird erfindungsgemäO dadurch gelöst daß der Schalter an eine Kontrcllogik angeschlossen ist, die mit der zwischen den Frequenzteiler und den Oszillator geschalteten Torschaltung verknüpft und so ausgelegt ist daß beim Schließen des Schalters der Oszillator vom Frequenzteiler zu einem Zeitpunkt abgetrennt wird, zu dem der nächstfolgende, den Motor antreibende Impuls unmittelbar bevorsteht und daß dieser Zustand des Frequenzteilers bis zum Öffnen des Schalters vrhalten bleibt.

Da bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Frequenzteiler vom Oszillator in einer Stellung angehalten wird, in der eine Impulsabgabe an den Motor bevorsteht und der Zustand des Frequenzteilers auch beim Stellen der Uhr erhalten bleibt, lassen sich sämtliche Verzögerungszeiten vermeiden. Beim Wiederanschalten der Uhr löst der nächste, vom Oszillator ausgehende Impuls die richtungsgerechte Impulsabgabe an den Motor aus, so daß die Einstellgenauigkeit 1/Zösz beträgt. Da üblicherweise mit einer Oszillatorfrequenz von 32 Hz gearbeitet wird, ist somit der maximale Einstellfehler 31,15 μ5. Da die Kontrollogik dafür sorgt, daß nur bei stromlosen Antriebsspulen die Uhr gestellt werden kann, ist auch sichergestellt, daß während des Einsteilens der Uhr die Stromaufnahme extrem klein bleibt. Wäre die genannte Bedingung nicht erfüllt, könne es geschehen, daß während der gesamten Einstellzeit über eine Antriebsspule des Motors Strom fließt und so die Versorgungsbatterie rasch verbraucht würde.

Die Erfindung soll im weiteren noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

In der F i g. 1 ist das Blockschaltbild der erf mdungsgemäßen Schaltung dargestellt Auf den Aufbau der einzelnen Schaltungsteile muß hier nicht eingegangen werden, da deren Realisierung keine großen Schwierigkeiten bereitet An eine Oszillatorstufe O ist eine Torschaltung Tmit einem Eingang angeschlossen. Der

Ausgang der Torschaltung führt zur Frequenzteüerstufe F, die auch Impulsformerstufen und die notwendigen Ausgangsstufen enthält Es handelt sich beispielsweise um 16 Frequenzteilerstufen auf die zwei Impulsformerstufen folgen. Diese Impulsformerstufen geben alle zwei 5 Sekunden je einen Impuls ab, die innerhalb der Impulsformerstufen gemäß der Darstellung der F i g. 2 so gegeneinander versetzt sind, daß die nachgeschalteten Ausgangsstufen nach jeder Sekunde umgeschaltet werden und sich damit die Stromrichtung durch den Lastwiderstand nach jeder Sekunde ändert Der Motor M ändert daher bei einem alternierenden Schrittschaltmotoi jeweils nach einer Sekunde seine Drehrichtung und nimmt jeweils eine seiner beiden Vorzugslagen ein. Bei einem Motor mit nur einer Drehrichtung wird dieser Motor nach jeweils einer Sekunde um 18C° weitergedreht.

An die Frequenzteilerstufen ist die Kontrollogik K angeschlossen, die die Stellung der Frequenzteilerstufen abfragt, diese Informationen speichert und beim Schließen des Schalters S für eine Abtrennung des Oszillators O von den Frequenzteilerstufen F im richtigen Moment sorgt Der Oszillator, die ,Frequenzteilerstufen und die Kontrollogik sind unabhängig voneinander an die Versorgungsspannung angeschlos- ₂j sen, so daß unabhängig von der Stellung des Schalters S der Oszillator stets arbeitet, und die jeweils im Frequenzteiler enthaltene Information erhalten bleibt Die Kontrollogik ist vorzugsweise mit flankengesteuerten Kippstufen aufgebaut die durch die F.in- oder Abschaltflanken der Stellimpulse im Frequenzteiler gestellt werden. Die Kontrollogik ist so aufgebaut, daß beim Schließen des Schalters S der Oszillator vom Frequenzteiler in dem Augenblick getrennt wird, in dem beispielsweise die Abgabe des Impulses a'unmittelbar bevorsteht Wenn nach dem Stellen der Uhr der Schalter S wieder geöffnet wird, wird dieser Impuls a' sofort an den Motor M weitergegeben, der somit unmittelbar nach dem öffnen des Schalters S wieder anläuft Die Abgabe des Impulses a' wird durch den ersten Oszillatorimpuls ausgelöst der vom Oszillator in den Frequenzteiler gelangt Hieraus ergibt sich, daß die Anlaufzeit des Motors maximal l//_OSzbeträgt

Die Torschaltung kann aus einem der bekannten Logik-Verknüpfungsglieder bestehen, beispielsweise aus einer UND-, einer ODER-, einer NOR- oder einer NAND-Schaltung.

Wird für die Torschaltung ein UND-Gatter verwendet gibt die Kontrollogik beim Stellen der Uhr eine logische 0 an das Gatter ab. Wird dagegen eine ODER-Schaltung verwendet muß die Kontrollogik eine logische f abgeben, um die Trennung des Oszillators vom Frequenzteiler auszulösen.

Obgleich dies nicht Gegenstand der Ei-findung ist soll darauf hingewiesen werden, daß der Schalter S beispielsweise ein elektronischer Schalter sein kann, dessen Stellung von der Änderung des äußeren Magnetfeldes, einer Spannung, einer mechanischen Belastung oder von der Temperatur abhängig ist Hierfür sind beispielsweise Magnetdioden, Fotodioden oder Fototransistoren, Piezoelemente oder Heißleiter geeignet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für eine quarzgesteuerte elektrische Uhr, bestehend aus einer Oszillatorstufe, Frequenzteilerstufe, Ausgangsstufen und einem Schrittsinhaltmotor, bei der ein Schalter vorgesehen ist, durch den mittels einer Torschaltung die Frequenzteilerstufen vom Oszillator getrennt werden, während die Antriebsspulen des Motoirs stromlos sind und bei dem Mittel vorgesehen sind, durch die unmittelbar nach dem öffnen des Schalters der Frequenzteiler einen Ausgangsimpuls abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter an eine Kontrollogik angeschlossen ist, die mit der zwischen den Frequenzteiler und den Oszillator geschalteten Torschaltung verknüpft und so ausgelegt ist, daß beim Schließen des Schalters der Oszillator vom Frequenzteiler zu einem Zeitpunkt abgetrennt wird, zu dem der nächstfolgende, den Motor antreibende Impuls unmittelbar bevorsteht und daß dieser Zustand des Frequenzteilers bis zum öffnen des Schalters erhalten bleibt

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollogik mit flankengesteuerten Kippstufen aufgebaut ist, die durch die Ein- oder Abschaltflanken dar Stellimpulse im Frequenzteiler gestellt werden.