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Dispositif électronique pour la mesure et l'indication du temps Il existe des dispositifs électroniques pour la mesure et l'indication du temps comportant par exemple des indicateurs distincts pour les minutes et pour les heures.
Ces dispositifs connus utilisent pour le comptage et/ou l'indication des décodes de comptage dont la capacité de comptage est ajustée par rétro-couplage à la capacité de comptage ou d'indication maximum désirée. Cette façon de faire entraîne nécessairement une utilisation non optimale des éléments électroniques entrant dans la fabrication du dispositif.
Un but de la présente invention est l'optimisation du nombre de composants électroniques utilisés.
Enfin les dispositifs connus pour l'indication du temps permettent un affichage digital de l'heure qui convient mal à l'utilisation de ce dispositif comme montre ou pendulette.
Un autre but de l'invention est de permettre un affichage analogique du temps correspondant dans sa réalisation au mode d'affichage conventionnel utilisé pour les montres et pendulettes.
La présente invention a pour objet un dispositif électronique pour la mesure et l'indication analogique du temps, comprenant un oscillateur, un diviseur de fréquence, un dispositif de décodage alimenté par le diviseur de fréquence et comprenant des compteurs formés d'unités de comptage binaire, au moins un convertisseur binaire-décimal et un dispositif d'indication horaire comportant 60 indicateurs de minutes et 12 indicateurs d'heu- des, caractérisé par le fait que les compteurs du dispositif de décodage sont au moins au nombre de deux, un compteur de minute branché en série avec un compteur d'heure, par le fait que le compteur de minute est constitué par deux compteurs partiels de minute branché en série, le produit des capacités de comptage maximum de ces compteurs partiels de minute étant égal à 60,
par le fait que le compteur d'heure est constitué par deux compteurs partiels d'heure branché en série, le produit des capacités de comptage maximum de ces compteurs partiels d'heure étant égal à 12, et par le fait que chacun des 60 indicateurs de minute et des 12 indicateurs d'heure sont alimentés par une sortie de chacun des compteurs partiels de minute, respectivement de chacun des compteurs partiels d'heure.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à litre d'exemple différentes formes d'exécution de la présente invention.
La fig. 1 illustre schématiquement une forme d'exécution de la montre électronique comportant plusieurs couches semi-conductrices fonctionnelles; la fig. 2 illustre très schématiquement et en schéma bloc un type de circuit possible pour la montre électronique ; la fi-. 3 illustre partiellement et en schéma bloc une variante de la montre électronique illustrée à la fig. 2 comportant une indication visuelle des secondes ; la fi-. 4 illustre une variante de la montre électronique illustrée à la fig. 3 dans laquelle un seul dispositif d'indication est utilisé pour la représentation des secondes et des minutes.
La fig. 1 illustre très schématiquement un secteur de la montre électronique comportant plusieurs couches semi-conductrices fonctionnelles, tandis que la fig. 2 illustre en schéma bloc une façon de réaliser lesdites couches fonctionnelles.
Dans la forme d'exécution illustrée aux fig. 1 et 2, la montre électronique comporte divers ensembles fonctionnels dont un ensemble oscillateur 1, un ensemble de comptage 2, un ensemble de commutation 3 et un ensemble d'affichage 4.
L'ensemble oscillateur 1 fournit une fréquence fixe d'une impulsion par seconde. Cette fréquence fixe ou de référence doit être très stable pour assurer un fonctionnement de haute précision de la montre électronique. Cet ensemble oscillateur 1 peut être constitué par
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a) un générateur de fréquence utilisant un étalon de fréquence adéquate, par exemple un diapason, un cristal piézoélectrique ou un oscillateur Solion (voir Radio Engineei's Handbook Section 6 Crystal oscillators paragraphe 4 par Terman, Mc Graw Hill Editeur, 1943).
b) un circuit diviseur de fréquence alimenté par le réseau de distribution d'énergie électrique, généralement à 50 Hz ou 60 Hz (voir Electronic and Radio Engineering , chapitre 18, section 16, par Terman, Mc Graw Hill Editeur, 1955).
c) la combinaison d'un générateur de fréquence (a) et d'un circuit diviseur de fréquence (b).
En outre, cet ensemble oscillateur 1 peut prendre la forme d'une couche mince, d'un secteur de couche mince, d'un bloc, etc., suivant la technique de miniaturisation utilisée.
L'ensemble de comptage 2 se compose dans l'exemple illustré par dix-sept unités binaires 5 branchées en cascade. Chacune de ces unités binaires 5 peut être constituée par une unité PhiIips flip-flop FFI, type B8 920 00 comprenant deux transistors du type OC46.
Le premier groupe A de six flip-flop, ainsi que le circuit de contre-réaction 6 correspondant branché entre la sortie dudit groupe et l'entrée du troisième flop-flop 5, constitue un circuit diviseur délivrant un signal à une fréquence d'une impulsion par minute. En effet, les six flip-fIop en série constituent une échelle de soixante- quatre, qui, grâce au circuit de contre-réaction shuntant les quatre dernières unités flip-flop, est ramenée à une échelle de soixante. Ce premier diviseur étant alimenté directement par le signal de sortie de l'oscillateur (1 Hz) 0. il délivre bien un signal d'une impulsion par minute.
Pour indiquer les minutes de façon réaliste, il est nécessaire d'utiliser soixante éléments d'affichage 7 (Yroupés dans l'ensemble d'affichage 4 et qui doivent être alimentés chacun à leur tour.
Les éléments d'affichage 7 sont par exemple régulièrement répartis le long d'une ou plusieurs circonférences concentriques permettant de reproduire l'allure conventionnelle d'un cadran de montre.
Pour réduire le nombre des éléments nécessaires, ainsi que le nombre des connexions, on a utilisé ici le principe de la subdivision en sextants. Dans l'exemple illustré, on considère six sextants comportant chacun dix minutes. Une telle disposition permet a) de rendre minimum le nombre d'éléments utilisés; b) de simplifier grandement les connexions d'un dispositif d'affichage numérique.
Le second groupe B de quatre flip-flop en série constitue une échelle de seize qui est ramenée à une échelle de dix par le circuit de contre-réaction 6 shuntant d'une part les trois derniers flip-flop et d'autre part les deux derniers flip-flop. Ce second groupe B constitue le compteur des minutes.
Le troisième groupe C de trois flip-flop en série constitue une échelle de huit qui est ramenée à une échelle de six par le circuit de contre-réaction 6 shuntant les deux derniers flip-flop de ce groupe. Ce troisième groupe constitue le compteur des sextants de minute.
Il est évident que dans d'autres réalisations, la subdivision pourrait être différente de six, supérieure ou inférieure généralement dictée par des considérations soit économique, soit de facilité de réalisation technique des circuits.
A chaque instant, l'information déterminant lequel des soixante éléments d'affichage 7 doit être actionné, est contenue sous forme binaire dans les second et troisième groupes (B, C) de comptage. Ceci nécessite l'emploi de convertisseurs ou dispositifs de sélection, entre les sorties des compteurs et les circuits de commutation du dispositif d'affichage. Ces convertisseurs transforment les informations binaires contenues dans les compteurs B et C en informations numériques allant de un à dix pour le compteur B et de un à six pour le compteur C.
Les convertisseurs 8 et 9 sont constitués par quarantequatre éléments à coïncidence qui peuvent être formés par exemple par cinq commutateurs électroniques Phi- lips 2.2N1 type B8. 93000 et quatre commutateurs électroniques Philips 2.3NI type B8. 93001. Des circuits équivalents pourraient être utilisés qui seraient par exemple réalisés par la technique dite de déposition de films.
Pour indiquer les heures d'une façon réaliste, il est nécessaire d'utiliser douze éléments d'affichage 10 groupés dans l'ensemble ou la couche d'affichage 4 qui doivent être alimentés chacun à leur tour. Ici également, on utilise le principe de la subdivision pour réduire le nombre d'éléments nécessaire. Dans l'exemple illustré, on utilise trois secteurs de quatre heures chacun.
L'ensemble ou couche de comptage 2 comporte encore des compteurs relatifs aux heures constitués par les quatrième D et cinquième E groupes de deux flip- flop en série. Le groupe D constitue une échelle de quatre, tandis que le groupe E constitue une échelle de trois et comporte de ce. fait un circuit de contre-réaction 6 shuntant les deux flip-flop. Le groupe D constitue le compteur des heures, tandis que le groupe E constitue le compteur de secteurs des heures.
Ici également, il est nécessaire de prévoir des convertisseurs pour transformer l'information, déterminant à chaque instant lequel des douze éléments d'affichage 10 doit être actionné, de la forme binaire délivrée- par les compteurs D et E sous la forme numérique désirée.
Le convertisseur 11 correspondant au groupe D, ainsi que le convertisseur 12 relatif au groupe E comportent des éléments à coïncidence, le premier délivrant une information numérique de 1 à 4 relative à une heure à l'intérieur d'un secteur et le second une information numérique de 1 à 3 relative à un secteur.
Les convertisseurs 11 et 12 représentent ensemble seize éléments à coïncidence qui sont constitués par exemple par quatre commutateurs électroniques Philips 2.2N1 type B8. 93000, ou par tout autre circuit miniaturisé équivalent.
L'ensemble ou couche de comptage 2 peut donc se diviser en un ensemble de comptage proprement dit et un ensemble convertisseur.
L'ensemble ou couche commutateur 3 comporte vingt- trois commutateurs ou relais 13 dont seize sont affectés à la commande de l'affichage des minutes, tandis que les sept autres sont affectés à la commande de l'affichage des heures. Chaque sortie des convertisseurs 8, 9, 11 et 12 alimente le circuit d'excitation d'un relais 13 de manière à commander en fonction de l'information provenant du comptage, l'affichage d'une part des minutes et d'autre part de l'heure.
Dans cette forme d'exécution, ces commutateurs ou relais 13 peuvent être constitués par des circuits connus en soi, mais il faut toutefois remarquer que les commutateurs alimentés par les convertisseurs 8 et 11 sont quelque peu différents de ceux alimentés par les convertisseurs 9 et 12.
La couche d'affichage comporte comme déjà mentionné soixante éléments d'affichage 7 des minutes et douze éléments d'affichage 10 des heures. Dans cet
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exemple, ces éléments d'affichage sont constitués par des lampes à incandescence miniature.
Chaque élément d'affichage 7, 10 est relié d'une part à l'un des pôles d'une source d'énergie par l'intermédiaire du relais 13 correspondant au secteur dont il fait partie et d'autre part à l'autre pôle de la source d'énergie par l'intermédiaire d'un autre relais 13 correspondant au numéro d'ordre de la minute, respectivement de l'heure de l'élément d'affichage envisagé à l'intérieur des secteurs. De cette manière, seul est actionné l'élément d'affichage 7, 10 qui à un instant donné est relié à deux relais 13 étant dans leur état conducteur.
Il est évident que les éléments d'affichage 7, 10 pourraient également être réalisés par des lampes néon ou des dispositifs électroluminescents. Dans ce dernier cas, des lampes à incandescence de faible voltage sont utilisées pour actionner par tout ou rien des éléments photosensibles. Il est évident que le dispositif décrit nécessite des sources d'énergie électriques, d'une part une source délivrant une tension de -6V sous 0,2A et +6V sous 0,05 A environ pour alimenter la partie électronique de la montre (oscillateur, compteur et convertisseur) et d'autre part une source dont le type et la puissance sont déterminés par le type d'affichage utilisé.
Le fonctionnement de la montre électronique décrite est le suivant L'oscillateur délivre un signal de un cycle par seconde dont la fréquence est divisée par le premier groupe A de l'ensemble de comptage 2 de manière à obtenir un signal d'une fréquence de un cycle par minute. Ce signal alimente les groupes B, C, D et E de telle sorte que le convertisseur 8 délivre un signal successivement sur chacune de ses dix sorties pendant une minute, que le convertisseur 9 délivre un signal pendant dix minutes sur chacune de ses six sorties successivement, que le convertisseur 11 délivre sur chacune de ses quatre sorties successivement un signal durant une heure et enfin que le convertisseur 12 délivre successivement un signal sur chacune de ses sorties pendant quatre heures.
Cette distribution de signaux provoque l'actionne- ment successif des éléments d'affichage 7 à raison d'un par minute et l'actionnement des éléments d'affichage 10 à raison d'un par heure.
Une forme d'exécution a été décrite à titre d'exemple non limitatif et il est bien évident que d'autres variantes pourraient être prévues. En particulier, la subdivision en secteurs pourrait être différente, toutefois, le nombre adopté permet une réduction au minium du nombre d'éléments utilisés.
Dans certaines variantes, il est désirable de réaliser non seulement une indication visuelle des minutes et des heures, mais également des secondes. Une telle variante est illustrée à la fig. 3. Dans cette variante, on a remplacé le premier groupe A de six flip-flop de l'ensemble de comptage 2 de la forme d'exécution illustrée à la fig. 2 par une structure analogue (B', C') à celle des groupes B et C de cet ensemble de comptage 2. De cette façon, on obtient également une division par soixante et donc un signal de sortie de un cycle par minute.
Toutefois, il est possible à l'aide de ces groupes B', C' d'alimenter une structure (8', 9', 13', 7) analogue à la structure comprenant les convertisseurs 8, 9, les relais 13 et les éléments d'affichage 7 de manière à réaliser une indication visuelle des secondes. Il est évident que l'ensemble illustré à la fig. 3 serait alors suivi d'une structure relative à l'indi- cation des heures constituée par les groupes D et E et les éléments alimentés par ces groupes (fig. 2).
On obtient dans une montre électronique comportant un ensemble de comptage 2, un ensemble de commutation 3 et un ensemble d'affichage comportant chacun une structure relative aux secondes, une seconde structure identique relative aux minutes et une troisième structure différente des deux premières, relative aux heures.
Le fonctionnement de cette montre électronique est similaire à celui de la forme d'exécution précédemment décrite dans laquelle toutefois le groupe diviseur A est remplacé par un groupe de comptage des secondes alimentant un dispositif d'indication des secondes et délivrant un signal d'un cycle par minute alimentant le groupe de comptage des minutes.
Il est toutefois possible dans certaines circonstances, de n'utiliser qu'un seul groupe d'éléments d'affichage pour indiquer les secondes et les minutes. Une telle variante est illustrée schématiquement à la fig. 4. Cette variante présente le grand avantage de réduire le nombre de pièces constitutives d'une façon très appréciable par la suppression du groupe de relais 13' alimenté par le convertisseur 8' relatif aux secondes et de tous les éléments d'affichage 7' relatif aux secondes.
Une telle superposition de l'affichage des minutes et des secondes n'est toutefois possible que si cet affichage n'est pas simultané. Il est toutefois aisé de commuter alternativement le groupe d'affichage unique relatif à l'indication des secondes et à celle des minutes, du groupe commutateur des secondes sur le groupe commutateur des minutes et vice versa. Pour que l'observateur (humain) ne s'aperçoive pas de cette commutation mais qu'il perçoive l'affichage des secondes et des minutes simultanément, il suffit que la fréquence de commutation soit suffisamment élevée par rapport à la persistance de l'image sur la rétine de l'aeil.
Pour différencier l'indication des secondes de celle des minutes, on utilise dans la variante décrite, des affichages de luminosité différente.
Comme la persistance rétinienne est de l'ordre du vingtième de seconde, il est possible d'utiliser comme fréquence de commutation la fréquence de 50 ou 60 cycles par seconde des réseaux de distribution d'énergie électrique par exemple.
La variante décrite ci-dessus est illustrée à la fig. 4. Cette variante comporte un ensemble oscillateur 1 et un ensemble de comptage 2 identique à celui de la forme d'exécution de la montre électronique illustrée à la fig. 3, par contre, l'ensemble de commutation 3 comporte trois groupes de relais 13' et 13. Le groupe de relais 13' est alimenté par le convertisseur 9' relatif aux secondes et les groupes de relais 13 sont alimentés par les convertisseurs 8 et 9 relatifs aux minutes. Ces trois groupes de relais 13' et 13 alimentent les mêmes éléments d'affichage 7, toutefois une résistance est prévue sur la sortie de chaque relais de l'un de ces groupes de relais (13) pour réaliser la différence de luminosité entre l'affichage des minutes et des secondes.
Les relais 13' et 13 sont dans un état conducteur à des moments différents, ce qui permet de réaliser la commutation des éléments d'affichage 7 alternativement sur le convertisseur 9' relatif aux secondes et sur le convertisseur 9 relatif aux minutes.
Le groupe de relais 13 alimentant l'autre borne des éléments d'affichage 7 est alimenté au travers d'un circuit sélectif simple par les deux convertisseurs 8' et 8 relatifs aux secondes et aux minutes. Le circuit sélectif
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mentionné est constitué par deux entrées relatives aux convertisseurs 8' et 8 comportant chacune une diode et alimentant en parallèle la base d'un transistor du relais 13.
Il est évident que pour obtenir un affichage cohérent, il faut qu'à chaque instant un élément d'affichage 7 donné soit alimenté par des convertisseurs 8', 8 et 9', 9 relatifs tous deux aux secondes et aux minutes, et qu'un élément d'affichage 7 ne soit alimenté que par deux convertisseurs appartenant à la même structure, soit des minutes. soit des secondes.
Cette variante permet d'obtenir une montre électronique réalisant les mêmes performances que celle illustrée à la f ig. 3, mais utilisant un nombre d'éléments bien plus restreint, ce qui diminue le prix de revient de cette montre électronique.
En outre, les exemples illustrés montrent l'une des approches possibles pour la miniaturisation de l'horloge électronique, celle consistant à utiliser des éléments distincts, eux-mêmes miniaturisés. Mais il va sans dire que les différents ensembles fonctionnels pourraient être réalisés par exemple à l'aide de micromodules ou de circuits solides ou intégrés, les fonctions restant les mêmes, seuls les éléments réalisant ces fonctions étant différents d'un cas à l'autre.
La réalisation de cette montre électronique est très souple; en effet, comme source d'énergie, on peut utiliser une batterie. le réseau de distribution à 50 ou 60 Hz ou toute autre source d'énergie. En outre, l'oscillateur peut être constitué soit par le réseau de distribution à 50 ou 60 Hz, par un oscillateur à cristal, par un étalon de fréquence atomique, par un étalon de fréquence téléphonique, par un étalon de fréquence radiophonique ou par tout mitre étalon de fréquence. De même, les éléments d'affichage peuvent être des lampes, des tubes fluorescents, des panneaux électroluminescents, des tubes cathodiques, des tubes à gaz, des tubes numériques ou une combinaison de ceux-ci.
Il est bien évident que la montre électronique décrite peut comporter en plus des trois ensembles oscillateur 1, de comptage 2, de commutation 3 et d'affichage 4, un ou plusieurs ensembles d'alimentation fournissant l'énergie électrique nécessaire d'une part au fonctionnement de la partie électronique (oscillateur, comptage, commutation) et d'autre part au fonctionnement du dispositif d'affichage. Dans cette variante, il est possible d'alimenter le dispositif d'indication horaire en énergie électrique à certains moments seulement, ce qui permet de réduire grandement la consommation en énergie électrique du dispositif électronique pour la mesure et l'indication du temps.
Il est en outre évident que ces divers ensembles peuvent prendre des formes très diverses suivant quelle technique de miniaturisation ou de super-miniaturisation est utilisée pour la réalisation de leurs circuits.
Une réalisation particulièrement séduisante est celle où tous les circuits sont des circuits intégrés ou solides, chaque ensemble ou fonction étant réalisé par une plaquette en matière semi-conductrice. Les connexions entre les différentes plaquettes pourraient être réalisées par exemple en intercalant entre chaque plaquette empilée un film isolant dont certaines parties seraient omises pour réaliser des connexions électriques. Ces films isolants perforés relèvent des techniques des circuits imprimés. De cette façon, on obtient par empilage ou juxtaposition des diverses plaquettes fonctionnelles, un tout se présentant sous la forme d'un bloc solide et constituant la montre électronique.
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Electronic device for measuring and indicating time There are electronic devices for measuring and indicating time comprising, for example, separate indicators for the minutes and for the hours.
These known devices use counting decodes for counting and / or indication, the counting capacity of which is adjusted by back-coupling to the desired maximum counting or indication capacity. This way of doing things necessarily entails a non-optimal use of the electronic elements entering into the manufacture of the device.
An aim of the present invention is to optimize the number of electronic components used.
Finally, the known devices for indicating the time allow a digital display of the time which is ill suited to the use of this device as a watch or a clock.
Another object of the invention is to allow an analog display of the time corresponding in its embodiment to the conventional display mode used for watches and clocks.
The present invention relates to an electronic device for the measurement and analog indication of time, comprising an oscillator, a frequency divider, a decoding device supplied by the frequency divider and comprising counters formed of binary counting units. , at least one binary-decimal converter and a time indication device comprising 60 minute indicators and 12 hour indicators, characterized in that the counters of the decoding device are at least two in number, a counter minute counter connected in series with an hour counter, by the fact that the minute counter is made up of two partial minute counters connected in series, the product of the maximum counting capacities of these partial minute counters being equal to 60,
by the fact that the hour counter is constituted by two partial hour counters connected in series, the product of the maximum counting capacities of these partial hour counters being equal to 12, and by the fact that each of the 60 indicators minute counters and 12 hour indicators are supplied by an output of each of the partial minute counters, respectively of each of the partial hour counters.
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example different embodiments of the present invention.
Fig. 1 schematically illustrates an embodiment of the electronic watch comprising several functional semiconductor layers; fig. 2 illustrates very schematically and in block diagram a possible type of circuit for the electronic watch; the fi-. 3 partially illustrates a block diagram of a variant of the electronic watch illustrated in FIG. 2 with a visual indication of the seconds; the fi-. 4 illustrates a variant of the electronic watch illustrated in FIG. 3 in which a single indicating device is used for the representation of seconds and minutes.
Fig. 1 very schematically illustrates a sector of the electronic watch comprising several functional semiconductor layers, while FIG. 2 illustrates in block diagram one way of making said functional layers.
In the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, the electronic watch comprises various functional assemblies including an oscillator assembly 1, a counting assembly 2, a switching assembly 3 and a display assembly 4.
The oscillator assembly 1 provides a fixed frequency of one pulse per second. This fixed or reference frequency must be very stable to ensure high precision operation of the electronic watch. This oscillator assembly 1 can be constituted by
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a) a frequency generator using an adequate frequency standard, for example a tuning fork, a piezoelectric crystal or a Solion oscillator (see Radio Engineei's Handbook Section 6 Crystal oscillators paragraph 4 by Terman, Mc Graw Hill Editor, 1943).
b) a frequency divider circuit supplied by the electric power distribution network, generally at 50 Hz or 60 Hz (see Electronic and Radio Engineering, chapter 18, section 16, by Terman, Mc Graw Hill Editor, 1955).
c) the combination of a frequency generator (a) and a frequency divider circuit (b).
In addition, this oscillator assembly 1 can take the form of a thin film, a thin film sector, a block, etc., depending on the miniaturization technique used.
The counting unit 2 consists in the example illustrated by seventeen binary units 5 connected in cascade. Each of these binary units 5 can be constituted by a PhiIips flip-flop FFI unit, type B8 920 00 comprising two transistors of the OC46 type.
The first group A of six flip-flop, as well as the corresponding feedback circuit 6 connected between the output of said group and the input of the third flop-flop 5, constitutes a divider circuit delivering a signal at a frequency of one. pulse per minute. Indeed, the six flip-flop in series constitute a scale of sixty-four, which, thanks to the feedback circuit bypassing the last four flip-flop units, is reduced to a scale of sixty. This first divider being supplied directly by the output signal of the oscillator (1 Hz) 0. it does deliver a signal of one pulse per minute.
To indicate the minutes realistically, it is necessary to use sixty display elements 7 (Grouped in the display assembly 4 and which must each be powered in turn.
The display elements 7 are for example regularly distributed along one or more concentric circumferences making it possible to reproduce the conventional appearance of a watch dial.
To reduce the number of elements required, as well as the number of connections, the principle of subdivision into sextants has been used here. In the example illustrated, we consider six sextants each comprising ten minutes. Such an arrangement makes it possible to a) minimize the number of elements used; b) greatly simplify the connections of a digital display device.
The second group B of four flip-flops in series constitutes a scale of sixteen which is reduced to a scale of ten by the feedback circuit 6 shunting on the one hand the last three flip-flops and on the other hand the two last flip-flop. This second group B constitutes the minute counter.
The third group C of three flip-flops in series constitutes a scale of eight which is reduced to a scale of six by the feedback circuit 6 bypassing the last two flip-flops of this group. This third group constitutes the minute sextant counter.
It is obvious that in other embodiments, the subdivision could be different from six, higher or lower generally dictated by considerations either economic, or of ease of technical realization of the circuits.
At each instant, the information determining which of the sixty display elements 7 is to be operated is contained in binary form in the second and third counting groups (B, C). This requires the use of converters or selection devices, between the outputs of the meters and the switching circuits of the display device. These converters transform the binary information contained in the counters B and C into digital information ranging from one to ten for the counter B and from one to six for the counter C.
The converters 8 and 9 are formed by forty-four coincidence elements which can be formed, for example, by five Philips 2.2N1 type B8 electronic switches. 93000 and four Philips 2.3NI type B8 electronic switches. 93001. Equivalent circuits could be used which would for example be produced by the technique known as the deposition of films.
To indicate the hours realistically, it is necessary to use twelve display elements 10 grouped in the set or the display layer 4 which are to be each powered in turn. Here too, the principle of subdivision is used to reduce the number of elements required. In the example illustrated, three sectors of four hours each are used.
The counting assembly or layer 2 also comprises counters relating to the hours formed by the fourth D and fifth E groups of two flip-flops in series. Group D constitutes a scale of four, while Group E constitutes a scale of three and comprises of this. makes a 6 negative feedback circuit bypassing the two flip-flops. Group D constitutes the hour counter, while group E constitutes the sector hour counter.
Here too, it is necessary to provide converters to transform the information, determining at each instant which of the twelve display elements 10 should be actuated, from the binary form delivered by the counters D and E into the desired digital form.
The converter 11 corresponding to group D, as well as the converter 12 relating to group E comprise elements with coincidence, the first delivering digital information from 1 to 4 relating to a time within a sector and the second information numeric from 1 to 3 relating to a sector.
The converters 11 and 12 together represent sixteen coincident elements which are constituted, for example, by four Philips 2.2N1 type B8 electronic switches. 93000, or by any other equivalent miniaturized circuit.
The counting assembly or layer 2 can therefore be divided into a counting assembly proper and a converter assembly.
The switch assembly or layer 3 comprises twenty-three switches or relays 13, sixteen of which are assigned to controlling the display of the minutes, while the other seven are assigned to controlling the display of the hours. Each output of converters 8, 9, 11 and 12 supplies the excitation circuit of a relay 13 so as to control, as a function of the information coming from the counting, the display on the one hand of the minutes and on the other hand Of time.
In this embodiment, these switches or relays 13 may be constituted by circuits known per se, but it should however be noted that the switches supplied by the converters 8 and 11 are somewhat different from those supplied by the converters 9 and 12. .
As already mentioned, the display layer comprises sixty display elements 7 for minutes and twelve display elements 10 for hours. In this
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For example, these display elements consist of miniature incandescent lamps.
Each display element 7, 10 is connected on the one hand to one of the poles of an energy source via the relay 13 corresponding to the sector of which it is part and on the other hand to the other pole of the energy source via another relay 13 corresponding to the order number of the minute, respectively of the hour of the display element envisaged within the sectors. In this way, only the display element 7, 10 is actuated, which at a given moment is connected to two relays 13 being in their conductive state.
It is obvious that the display elements 7, 10 could also be produced by neon lamps or electroluminescent devices. In the latter case, low voltage incandescent lamps are used to activate photosensitive elements with all or nothing. It is obvious that the device described requires sources of electrical energy, on the one hand a source delivering a voltage of -6V under 0.2A and + 6V under approximately 0.05 A to supply the electronic part of the watch (oscillator , meter and converter) and on the other hand a source whose type and power are determined by the type of display used.
The operation of the electronic watch described is as follows.The oscillator delivers a signal of one cycle per second, the frequency of which is divided by the first group A of the counting unit 2 so as to obtain a signal with a frequency of one cycle per minute. This signal feeds groups B, C, D and E such that converter 8 delivers a signal successively to each of its ten outputs for one minute, that converter 9 delivers a signal for ten minutes to each of its six outputs successively , that the converter 11 delivers on each of its four outputs successively a signal for one hour and finally that the converter 12 successively delivers a signal on each of its outputs for four hours.
This distribution of signals causes the display elements 7 to be actuated successively at the rate of one per minute and the actuation of the display elements 10 at the rate of one per hour.
One embodiment has been described by way of nonlimiting example and it is obvious that other variants could be provided. In particular, the subdivision into sectors could be different, however, the number adopted allows a reduction to a minimum of the number of elements used.
In some variations, it is desirable to provide not only a visual indication of minutes and hours, but also of seconds. Such a variant is illustrated in FIG. 3. In this variant, the first group A of six flip-flops of the counting unit 2 of the embodiment illustrated in FIG. 2 by a structure similar (B ', C') to that of groups B and C of this counting unit 2. In this way, a division by sixty is also obtained and therefore an output signal of one cycle per minute.
However, it is possible using these groups B ', C' to feed a structure (8 ', 9', 13 ', 7) similar to the structure comprising the converters 8, 9, the relays 13 and the display elements 7 so as to provide a visual indication of the seconds. It is obvious that the assembly illustrated in FIG. 3 would then be followed by a structure relating to the indication of the hours made up of groups D and E and the elements supplied by these groups (fig. 2).
In an electronic watch comprising a counting assembly 2, a switching assembly 3 and a display assembly each comprising a structure relating to the seconds, a second identical structure relating to the minutes and a third structure different from the first two, relating to the seconds. hours.
The operation of this electronic watch is similar to that of the embodiment previously described in which, however, the divider group A is replaced by a seconds counting group supplying a device for indicating the seconds and delivering a signal of one cycle. per minute feeding the minute counting unit.
However, in some circumstances it is possible to use only one group of display elements to indicate seconds and minutes. Such a variant is illustrated schematically in FIG. 4. This variant has the great advantage of reducing the number of constituent parts in a very appreciable way by eliminating the group of relays 13 'supplied by the converter 8' relating to the seconds and all the display elements 7 'relating to the seconds. seconds.
Such a superposition of the display of minutes and seconds is however only possible if this display is not simultaneous. However, it is easy to alternately switch the single display group relating to the seconds indication and that of the minutes, from the seconds switch group to the minutes switch group and vice versa. In order for the (human) observer not to notice this switching but to perceive the display of seconds and minutes simultaneously, it suffices for the switching frequency to be high enough compared to the persistence of the image on the retina of the eye.
In order to differentiate the indication of seconds from that of minutes, displays of different brightness are used in the variant described.
As retinal persistence is of the order of a twentieth of a second, it is possible to use as switching frequency the frequency of 50 or 60 cycles per second of electrical energy distribution networks for example.
The variant described above is illustrated in FIG. 4. This variant comprises an oscillator assembly 1 and a counting assembly 2 identical to that of the embodiment of the electronic watch illustrated in FIG. 3, on the other hand, the switching assembly 3 comprises three groups of relays 13 'and 13. The group of relays 13' is supplied by the converter 9 'relating to the seconds and the groups of relays 13 are supplied by the converters 8 and 9 relating to minutes. These three groups of relays 13 'and 13 feed the same display elements 7, however a resistor is provided on the output of each relay of one of these groups of relays (13) to achieve the difference in brightness between the display of minutes and seconds.
The relays 13 'and 13 are in a conductive state at different times, which allows the switching of the display elements 7 alternately on the converter 9' relating to the seconds and on the converter 9 relating to the minutes.
The group of relays 13 supplying the other terminal of the display elements 7 is supplied through a simple selective circuit by the two converters 8 'and 8 relating to seconds and minutes. The selective circuit
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mentioned is constituted by two inputs relating to the converters 8 'and 8 each comprising a diode and supplying in parallel the base of a transistor of relay 13.
It is obvious that in order to obtain a coherent display, it is necessary that at any moment a given display element 7 be supplied by converters 8 ', 8 and 9', 9 both relating to seconds and minutes, and that a display element 7 is only supplied by two converters belonging to the same structure, ie minutes. or seconds.
This variant makes it possible to obtain an electronic watch achieving the same performance levels as that illustrated in FIG. 3, but using a much smaller number of elements, which reduces the cost price of this electronic watch.
In addition, the examples illustrated show one of the possible approaches for the miniaturization of the electronic clock, that consisting in using distinct elements, themselves miniaturized. But it goes without saying that the various functional assemblies could be produced, for example, using micromodules or solid or integrated circuits, the functions remaining the same, only the elements performing these functions being different from one case to another. .
The realization of this electronic watch is very flexible; in fact, as a source of energy, a battery can be used. the 50 or 60 Hz distribution network or any other energy source. In addition, the oscillator can be either the 50 Hz or 60 Hz distribution network, a crystal oscillator, an atomic frequency standard, a telephone frequency standard, a radio frequency standard, or anything else. frequency standard miter. Likewise, the display elements can be lamps, fluorescent tubes, electroluminescent panels, cathode ray tubes, gas tubes, digital tubes or a combination thereof.
It is obvious that the electronic watch described may include, in addition to the three oscillator 1, counting 2, switching 3 and display 4 assemblies, one or more power supply assemblies supplying the necessary electrical energy on the one hand to the operation of the electronic part (oscillator, counting, switching) and on the other hand the operation of the display device. In this variant, it is possible to supply the time indication device with electrical energy at certain times only, which makes it possible to greatly reduce the electrical energy consumption of the electronic device for measuring and indicating the time.
It is further evident that these various assemblies can take very diverse forms depending on which technique of miniaturization or super-miniaturization is used for the realization of their circuits.
A particularly attractive embodiment is that where all the circuits are integrated or solid circuits, each assembly or function being produced by a wafer made of semiconductor material. The connections between the different plates could be made, for example, by interposing between each stacked plate an insulating film, some parts of which would be omitted to make electrical connections. These perforated insulating films relate to printed circuit techniques. In this way, by stacking or juxtaposing the various functional plates, a whole is obtained in the form of a solid block and constituting the electronic watch.