DE1042478B - By means of a direct current source, e.g. B. a battery powered electric clock - Google Patents

By means of a direct current source, e.g. B. a battery powered electric clock

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DE1042478B
DE1042478B DE1956O0004770 DEO0004770A DE1042478B DE 1042478 B DE1042478 B DE 1042478B DE 1956O0004770 DE1956O0004770 DE 1956O0004770 DE O0004770 A DEO0004770 A DE O0004770A DE 1042478 B DE1042478 B DE 1042478B
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Inventor
Alexis Kwartiroff
Eugene Patkewitsch
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    • G04F5/10Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using electric or electronic resonators
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
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Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine mittels einer Gleichstromquelle, z. B. einer Batterie, angetriebene elektrische Uhr. Unter Uhr wird dabei irgendein der Zeitmessung dienendes Gerät, insbesondere aber eine Taschen- oder Armbanduhr, verstanden.The invention relates to a device by means of a direct current source, e.g. B. a battery powered electric clock. Any device used to measure time, but in particular one, is used as a clock Pocket watch or wrist watch, understood.

Es wurden bereits mittels elektrischer Gleichstromquellen angetriebene Uhren vorgeschlagen, in welchen das Federwerk durch eine elektrische Batterie und das Räderwerk mit der Hemmung durch einen elektrisch angetriebenen Schwinger, z. B. eine Unruh oder ein Pendel od. dgl., ersetzt wurden. Dabei blieb der Gangregler der Uhr stets ein mechanischer Schwinger, z. B. eine Unruh mit Feder, ein Pendel, eine Stimmgabel, ein Kristall, insbesondere Quarz od. dgl.There have already been proposed clocks driven by means of electrical direct current sources in which the spring mechanism by an electric battery and the gear train with the escapement by an electric one driven transducer, e.g. B. od a balance wheel or a pendulum. Like., Have been replaced. The regulator stayed there the clock always has a mechanical oscillator, e.g. B. a balance wheel with a spring, a pendulum, a tuning fork, a crystal, in particular quartz or the like.

Die Nachteile der rein mechanischen Schwinger, wie Unruhen und Pendel, zur Gangregelung der Uhr sind zahlreich: Die zur Unterhaltung ihrer Schwingung erforderliche Leistung ist relativ groß, ungenügende Schmierung und verschiedene Lagen der Uhr können oft beträchtliche Gangabweichungen zur Folge haben, und andere äußere Einflüsse, insbesondere Änderungen der Amplitude durch Änderung der Antriebsspannung, können die Genauigkeit der Zeitmessung beeinträchtigen, wozu noch die Störungen der sehr häufig betätigten Kontakte treten.The disadvantages of the purely mechanical oscillator, such as balance and pendulum, are used to regulate the rate of the clock numerous: the power required to maintain their oscillation is relatively large, insufficient Lubrication and different positions of the watch can often result in considerable deviations in the rate, and other external influences, in particular changes in the amplitude due to changes in the drive voltage, can affect the accuracy of the time measurement, plus the disturbances of the very frequent actuated contacts.

Für kleine Uhren, wie Armbanduhren und Taschenuhren, ist eine Gangregelung mittels in hohen Frequenzen elektrisch angeregter mechanischer Schwinger, insbesondere Quarzoszillatoren, aus Platzgründen nicht möglich, weil infolge der sehr hohen Oszillatorfrequenz außer dem eigentlichen Oszillator ein mehrstufiger Frequenzteiler vorgesehen werden muß, welcher unmöglich in einer Armband- oder Taschenuhr untergebracht werden kann.For small clocks, such as wristwatches and pocket watches, a rate control is by means of high frequencies Electrically excited mechanical oscillators, in particular quartz oscillators, for reasons of space not possible because, due to the very high oscillator frequency, a multi-stage oscillator in addition to the actual oscillator Frequency divider must be provided, which is impossible in a wrist or pocket watch can be accommodated.

Bei den neuerdings bekanntgewordenen, kontaktlos mit Transistorschaltungen arbeitenden Uhren handelt es sich entweder um reine Rückkoppelungsschaltungen, bei denen durch einen niederfrequenten mechanischen Schwinger z. B. induktiv erzeugte Impulse nach Verstärkung auf diesen antreibend zurückwirken, oder um elektrische Schwingungskreise, die durch einen solchen mechanischen Schwinger gesteuert bzw. synchronisiert werden. Zwar fallen hier die Kontaktschwierigkeiten fort, ebenso die Notwendigkeit der Frequenzteilung, aber die Abhängigkeit der Schwingeramplitude von der Spannung bleibt bestehen. Außerdem treten auch die Einflüsse der Temperatur auf die Transistorverstärkung hinzu.In the recently known, contactless clocks working with transistor circuits it is either pure feedback circuits, in which by a low-frequency mechanical Schwinger z. B. inductively generated impulses react after amplification on this driving, or around electrical oscillating circuits that are controlled or synchronized by such a mechanical oscillator will. It is true that here the contact difficulties disappear, as well as the need for Frequency division, but the dependence of the oscillator amplitude on the voltage remains. In addition, the temperature influences the transistor gain.

Um die Nachteile der mechanischen Gangregler zu vermeiden, ist auch bereits ohne alle mechanischen Gangregler die Anordnung elektronischer Rückkoppelungsgeneratoren, welchen ein elektrisches, frequenzbestimmendes Netzwerk zugeordnet ist und welche Generatoren an das Zeigerwerktriebsystem verhältnis-Mittels einer Gleichstromquelle,In order to avoid the disadvantages of the mechanical regulator, is already without any mechanical Speed regulator the arrangement of electronic feedback generators, which are an electrical, frequency-determining Network is assigned and which generators to the pointer drive system ratio-means a direct current source,

z.B. einer Batterie,
angetriebene elektrische Uhr
e.g. a battery,
powered electric clock

Anmelder:Applicant:

OMEGA Louis Brandt & Frere S. A.,
Biel (Schweiz)
OMEGA Louis Brandt & Frere SA,
Biel (Switzerland)

Vertreter: Dr. E. Sturm, Patentanwalt,
München 23, Leopoldstr. 20
Representative: Dr. E. Sturm, patent attorney,
Munich 23, Leopoldstr. 20th

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 2. April 1955
Claimed priority:
Switzerland from April 2, 1955

Alexis Kwartiroff und Eugene Patkewitsch,Alexis Kwartiroff and Eugene Patkewitsch,

Genf (Schweiz),
sind als Erfinder genannt worden
Geneva (Switzerland),
have been named as inventors

mäßig niederfrequente Impulse konstanter Frequenz liefern, bekannt. Diese Rückkoppelungsgeneratoren wurden im allgemeinen mit einem einzigen frequenzbestimmenden Schwingkreis, einer Rückkoppelungsspule und gegebenenfalls einer Einkoppelungsspule für Synchronisationsimpulse und einer Auskoppelungsspule für die Ausgangsimpulse versehen. Es ist nicht zu vermeiden, daß die Schaltelemente, z. B. Induktivitäten und Kondensatoren, solcher Schwingkreise verhältnismäßig große Werte und somit auch große Dimensionen erhalten, wenn die Schwingungsfrequenz niedrig gehalten werden soll. Es ist daher auch bereits bekannt, zwischen die einzelnen Wicklungslagen der Spulen Metallfolien, z.B. Stanniol, einzulegen oder dem Isolationslack Metallpulver, z. B. aus Aluminium, beizumengen, um die Eigenkapazität der Spulen zu erhöhen und damit die Eigenfrequenz der Schwingkreise, in welche diese Spulen geschaltet sind, möglichst niedrig zu halten. Zugleich wurde bei dieser bekannten Anordnung angestrebt, zwei gekoppelte Schwingkreise mit voneinander abweichenden Eigenfrequenzen zu erhalten, derart, daß die Oszillatorfrequenz gleich der Schwebungsfrequenz zwischen den beiden Eigenfrequenzen der Schwingkreise. sei; wodurch eine außergewöhnlich niedrige Schwingungsfrequenz von 1 bis 101Hz des Oszillators erzielbar ist. Tatsächlich dürfte dieser bekannte Generator infolgedeliver moderately low-frequency pulses of constant frequency, known. These feedback generators were generally provided with a single frequency-determining resonant circuit, a feedback coil and, if necessary, a coupling-in coil for synchronization pulses and a decoupling coil for the output pulses. It is inevitable that the switching elements, for. B. inductors and capacitors, such resonant circuits get relatively large values and thus large dimensions if the oscillation frequency is to be kept low. It is therefore already known to insert metal foils, eg tinfoil, between the individual winding layers of the coils, or to add metal powder, eg. B. made of aluminum to add to increase the self-capacitance of the coils and thus to keep the natural frequency of the resonant circuits in which these coils are connected as low as possible. At the same time, the aim of this known arrangement was to obtain two coupled resonant circuits with mutually different natural frequencies such that the oscillator frequency is equal to the beat frequency between the two natural frequencies of the resonant circuits. be ; whereby an exceptionally low oscillation frequency of 1 to 10 1 Hz of the oscillator can be achieved. Indeed, this known generator is likely to result

809 661/109809 661/109

sehr starker Koppelung zwischen dem Anoden- und
dem Gitterkreis als Sperrschwinger arbeiten, und es
ist bekannt, daß gerade solche stark gekoppelte Oszillatoren spannungsabhängig sind, indem die Frequenz
bei Schwankungen der Speisespannungen stark geändert wird, weil der Stromfluß im Anodenkreis und
somit die an das Gitter zurückgeführte Steuerspannung stark von der Speisespannung abhängen; das ist
besonders deshalb der Fall, weil zur Erzielung aus
very strong coupling between the anode and
the grid circle work as a blocking oscillator, and it
it is known that such strongly coupled oscillators are voltage-dependent by changing the frequency
with fluctuations in the supply voltages is greatly changed because the current flow in the anode circuit and
thus the control voltage fed back to the grid strongly depend on the supply voltage; This is
especially the case because to achieve out

eine Verzögerungsleitung als ausschließlich frequenzbestimmende Größe in einer elektronisch gesteuerten Uhr zu verwenden.a delay line as an exclusively frequency-determining variable in an electronically controlled one Clock to use.

Die Zeichnung zeigt in denThe drawing shows in the

Fig. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele der elektrischen bzw. elektronischen Ausrüstung der erfindungsgemäßen Uhr und in den1 to 3 three embodiments of the electrical or electronic equipment of the invention Clock and in the

Fig. 4 bis 7 Ausführungsarten von dabei verwend-Fig. 4 to 7 embodiments of used

durch ihre Metalleinschlüsse ebenfalls als Verzögerungsleitung, z. B. als Kabel, wirken. Es läßt sich an sich nicht bestreiten, daß zum mindesten theoretisch eine bestimmte Verzögerung des Stromanstiegs an 5 den entgegengesetzten Enden der Anodenspule dieser bekannten Schaltung auftreten wird. Von dieser Tatsache, d. h. von dieser typischen Eigenschaft der Verzögerungsleitung, wird jedoch in der bekannten Schaltung keinerlei Gebrauch gemacht, und die Osreichender Leistungen Spulen mit Eisenkernen ver- io zillatorfrequenz ist denn auch hier keinesfalls auswendet wurden, so daß sich die Induktivität mit der schließlich oder auch nur überwiegend durch die Lauf-Erregerstromstärke ändert. Diese bekannte Schaltung zeit der Impulse bestimmt; denn die an das Gitter der ist somit nicht nur aus räumlichen Gründen, sondern Oszillatorröhre zurückgeführte Spannung hängt nicht auch aus Gründen der Ganggenauigkeit für tragbare von dieser Laufzeit ab, sondern von der Änderung des Uhren, wie Armband- oder Taschenuhren, die während 15 magnetischen Flusses, welcher von der Anodenspule längerer Zeit von ein und derselben Batterie gespeist erzeugt wird und welcher in der Gitterspule die werden sollen, deren Spannung infolge der Entladung S teuer spannung induziert Diese Flußänderung steht ständig absinkt, nicht geeignet. jedoch in keinem direkten Zusammenhang mit derby their metal inclusions also as a delay line, e.g. B. act as a cable. It lets itself on do not dispute that at least theoretically a certain delay in the rise in current 5 will occur at the opposite ends of the anode coil of this known circuit. From this fact d. H. from this typical property of the delay line, however, is used in the known No use has been made of the circuit, and the sufficient power of coils with iron cores with oscillator frequency is by no means used here either were, so that the inductance with the eventual or only predominantly by the running excitation current strength changes. This known circuit determines the time of the pulses; because the one on the grid of the is thus not only for spatial reasons, but the voltage returned to the oscillator tube does not depend also for reasons of accuracy for wearable from this term, but from the change of the Watches, such as wrist or pocket watches, that operate during 15 magnetic flux emitted by the anode coil is generated for a longer period of time fed by the same battery and which in the grid coil the are to be whose voltage induced by the discharge S expensive voltage This change in flux is available constantly falling, not suitable. but in no direct connection with the

Die vorliegende Erfindung bringt nun aber die Laufzeit der Stromimpulse durch die Anodenspule; Möglichkeit mit sich, einen rein elektronischen Gang- 20 denn die maximale Flußänderung — und somit die regler, d. h. ohne alle mechanischen Schwinger, auch maßgebende Spitzenspannung am Steuergitter — in einer Taschen- oder Armbanduhr trotz des be- braucht nicht mit dem maximalen Stromanstieg am schränkten verfügbaren Platzes und trotz der stark einen Spulenende der Anodenspule, d. h. mit der veränderlichen Batteriespannung mit ausreichender Laufzeit der Stromimpulse durch diese Spule, zusam-Frequenzkonstanz zu verwenden. Dieses Ziel wird bei 25 menzuhängen. Diese bekannte Anordnung hat somit einer mittels einer Gleichstromquelle, z. B. einer keineswegs die Lehre nahegelegt, die Laufzeit durch Batterie, angetriebenen elektrischen Uhr, bei welcher
anstatt eines mechanischen Gangreglers ein elektronischer Rückkoppelungsgenerator, welchem ein elektrisches frequenzbestimmendes Notwerk zugeordnet ist, 30
an das Zeigerwerktriebsystem verhältnismäßig niederfrequente Impulse konstanter Frequenz liefert, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem Rückkoppelungsgenerator in an sich bekannter Weise eine Verzögerungsleitung zugeordnet ist, und durch eine der- 35 baren Verzögerungsschaltungen, artige Bemessung und Anordnung der Verzögerungs- Ein in den dargestellten Ausführungsformen durch
The present invention now brings the transit time of the current pulses through the anode coil; Possibility of using a purely electronic rate change - and thus the regulator, ie without any mechanical oscillators, also the decisive peak voltage at the control grid - in a pocket watch or wristwatch, despite the need not to limit the maximum current increase available space and despite the strong one coil end of the anode coil, ie with the variable battery voltage with sufficient running time of the current pulses through this coil, to use together-frequency constancy. This goal will hang at 25 men. This known arrangement thus has one by means of a direct current source, e.g. B. one by no means suggested the doctrine, the running time by battery, powered electric clock, in which
instead of a mechanical gear regulator, an electronic feedback generator to which an electrical, frequency-determining emergency mechanism is assigned, 30
supplies relatively low-frequency pulses of constant frequency to the pointer mechanism drive system, achieved according to the invention in that a delay line is assigned to the feedback generator in a manner known per se, and by means of such delay circuits, like dimensioning and arrangement of the delay on in the illustrated embodiments

leitung, z. B. einer mehrgliedrigen Verzögerungskette, einen Transistor gebildetes Verstärkungselement 1 eines Kabeleigenschaften aufweisenden Gebildes oder wird in folgender Weise von einer elektrischen einer Halbleiteranordnung und eine derartige Zuord- Batterie 2 gespeist: Der Kollektor des Transistors 1 nung derselben zum Rückkoppelungsgenerator, daß die 40 ist mit dem Eingang einer geeigneten Verzögerungs-Frequenz der an das Triebwerksystem gelieferten schaltung 3 zur Verlangsamung der Ausbreitung Impulse in solchem Maße von der Grenzfrequenz ab- elektromagnetischer Wellen verbunden, dessen Ausweicht, insbesondere unterhalb derselben liegt, daß sie gang mit der Basis des Transistors 1 gekoppelt ist. ausschließlich durch eine erheblich lange Laufzeit der Gibt man auf die Basis des Transistors 1 einen elek-Impulse durch die Verzögerungsleitung, dagegen nicht 45 irischen Impuls, so hat dies eine impulsartige Ändedurch die Impulsspannung bestimmt ist. Da also die rung des Stromes im Kollektorkreise des Transistors Oszillatorfrequenz von der Impulsspannung weit- zur Folge, und der damit verstärkte Impuls wird der gehendst unabhängig ist, spielt das Absinken der Schaltung 3 zugeführt. Diese Verzögerungsschaltung 3 Batteriespannung keine Rolle. Durch geeignete Kon- kann entweder durch ein Kabel mit großer Verzögestruktion und Bemessung der Verzögerungsleitung ist 50 rungsziffer, durch eine aus Kapazitäten und Indukes möglich, dieselbe auf sehr kleinem Raum unter- tivitäten aufgebaute Verzögerungskette od. dgl. bezubringen, stehen oder kann vorzugsweise aus einem Material Laufzeitgeneratoren, deren Frequenz durch die mit großem Verzögerungskoeffizienten, wie z. B. Ger-Laufzeit elektrischer Impulse durch eine Verzöge- manium, Silizium oder einem anderen geeigneten rungsleitung bestimmt wird, sind, wie angedeutet, in der 55 Halbleiter, bestehen. Die Laufzeit der Impulse bzw. Hochfrequenztechnik an sich bekannt, wobei auch die Verzögerung derselben hängt ausschließlich von durch geeignete Phasenlage der Impulse, im allgemei- den Eigenschaften der in der Schaltung 3 befindnen jedoch nur mit mehreren Röhren in der Schaltung, liehen Schaltelemente ab und ist insbesondere unaberzielbar ist, daß die Frequenz weitgehend von der hängig von Änderungen der Impulsamplitude infolge Spannung unabhängig ist. Es wurde jedoch bisher 60 von Veränderungen der übrigen Schaltelemente unter niemals auf die Möglichkeit der Verwendung gerade äußeren Einflüssen, wie Temperatur- und Druckdieser Art von Oszillatoren in einer Uhr hingewiesen, Schwankungen u. dgl., oder infolge Alterung und und es ist somit das Verdienst der Erfinder, die be- sonstiger innerer Einflüsse,' wie z. B. Absinken der sonderen Vorteile derartiger Generatoren für die Spannung der Batterie 2, Absinken des Verstärkungs-Zeitmessung, insbesondere für elektrische Kleinuhren, 65 grades u. dgl. Darin liegt ein bedeutender Vorteil durch den Verwendungszweck angepaßte richtige Be- gegenüber all den obenerwähnten bekannten Systemessung und Schaltung der Verzögerungsleitung erst- men mit mechanischen frequenzbestimmenden Schwinmalig nutzbar gemacht zu haben. gern, z. B. Quarzkristallen, deren Schwingungs-Es könnte eingewendet werden, die Spulen des oben frequenz nicht nur von der Temperatur des Quarzes, besonders erwähnten Scliwingkreisgenerators würden 70 sondern auch in erheblichem Mäße von der Schwin-line, e.g. B. a multi-link delay chain, a transistor formed gain element 1 a structure exhibiting cable properties or is in the following way of an electrical a semiconductor arrangement and such an assignable battery 2: the collector of transistor 1 tion of the same to the feedback generator that the 40 is with the input of a suitable delay frequency the circuit 3 supplied to the engine system for slowing down the propagation Impulses so far from the cut-off frequency - electromagnetic waves, whose evasion, in particular below the same is that it is coupled to the base of the transistor 1 gang. only by a considerably long running time of the Gives one to the base of the transistor 1 an elek-impulse through the delay line, but not an Irish pulse, this has a pulse-like change through the pulse voltage is determined. So there the tion of the current in the collector circuits of the transistor Oscillator frequency from the pulse voltage to the sequence, and the thus amplified pulse becomes the is going independent, the sinking of the circuit 3 plays. This delay circuit 3 Battery voltage does not matter. With a suitable construction, either a cable with a large delay structure can be used and the rating of the delay line is 50 digit, by one of capacitors and inductors possible to bring the same delay chain or the like built up in a very small space, are or can preferably be made of a material time-of-flight generators whose frequency is determined by the large delay coefficients, such as. B. Ger runtime electrical impulses through a delay manium, silicon or some other suitable line is determined, are, as indicated, in the 55 semiconductors exist. The running time of the impulses or High-frequency technology is known per se, and the delay of the same depends exclusively on by suitable phase position of the pulses, in general the properties of those in circuit 3 but only with several tubes in the circuit, circuit elements borrowed and in particular is unachievable is that the frequency depends largely on changes in the pulse amplitude as a result Voltage is independent. However, it has so far been under 60 of changes to the other switching elements never on the possibility of using just external influences such as temperature and pressure of these Kind of oscillators in a watch indicated, fluctuations and the like, or as a result of aging and and it is thus the merit of the inventor that other internal influences, such as e. B. Decrease in the special advantages of such generators for the voltage of the battery 2, decrease of the amplification time measurement, especially for small electric watches of 65 degrees and the like Correct comparison with all of the above-mentioned known system measurements adapted by the intended use and switching of the delay line first with mechanical frequency-determining Schwinmalig to have made usable. like, z. B. Quartz crystals, the oscillation of which could be objected to, the coils of the above frequency not only depend on the temperature of the quartz, especially mentioned oscillating circuit generator would 70 but also to a considerable extent from the oscillating

gungsamplitu.de abhängt, die wiederum in erster Linie von der Speisespannung, z. B. der Batteriespannung, und auch von den Eigenschaften der aktiven Schaltelemente (Röhren, Transistoren od. dgl.) abhängt. Die Schaltung ist also in ganz besonderer Weise für den Batteriebetrieb geeignet, weil sie trotz des unvermeidbaren allmählichen Absinkens der Batteriespannung mit konstanter Frequenz arbeitet und daher die Batteriespannung keinen störenden Einfluß auf die Ganggenauigkeit der Uhr hat.gungsamplitu.de depends, which in turn depends primarily on the supply voltage, e.g. B. the battery voltage, and also on the properties of the active switching elements (tubes, transistors or the like). The circuit is therefore particularly suitable for battery operation, because despite the inevitable gradual decrease in battery voltage operates at a constant frequency and therefore the battery voltage has no disruptive influence on the accuracy of the watch.

Die die Schaltung 3 nach einer gewissen Laufzeit verlassenden Impulse werden über den Kondensator 5 an die Basis des Transistors 1 zurückgeführt und im Transistor wiederum verstärkt, wobei der Verstärkungsfaktor und der Rückkoppelungsfaktor so gewählt werden, daß die Anordnung selbsttätig in schwingendem Zustande verbleibt.The pulses leaving the circuit 3 after a certain running time are transmitted via the capacitor 5 fed back to the base of transistor 1 and again amplified in the transistor, the gain factor and the feedback factor can be chosen so that the arrangement automatically in oscillating state remains.

Im Kollektorkreis sind ferner ein Widerstand 6 und ein Synchronmotor oder Impulsmotor 4 vorgesehen. Der Widerstand 6 dient zur Entkoppelung des Motor-Stromkreises vom Basisstromkreise des Transistors. Der Motor 4 steuert mechanische oder elektrische Übertragungsmittel zum Antriebe der Uhrzeiger, z. B. ein Untersetzungsgetriebe oder ein Schrittschaltgetriebe. A resistor 6 and a synchronous motor or pulse motor 4 are also provided in the collector circuit. The resistor 6 is used to decouple the motor circuit from the base circuit of the transistor. The motor 4 controls mechanical or electrical transmission means for driving the clock hands, e.g. B. a reduction gear or an indexing gear.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante zu der in Fig. 1 dargestellten Schaltung. Der Transistor 1, die Batterie 2 und die Verzögerungsschaltung 3 sind gleich aufgebaut und verbunden wie in Fig. 1. Dagegen weist der Motor 4 eine Sekundärwicklung auf, über welche der Kollektorkreis induktiv mit der Basis des Transistors gekoppelt ist und in welcher der Rückführimpuls induziert wird.FIG. 2 shows a variant of the circuit shown in FIG. 1. The transistor 1 that Battery 2 and the delay circuit 3 are constructed and connected in the same way as in FIG. 1. On the other hand the motor 4 has a secondary winding via which the collector circuit is inductive with the base of the transistor is coupled and in which the feedback pulse is induced.

Die zwei oben beschriebenen Schaltungen erregen sich nicht selbsttätig und benötigen daher einen äußeren Anfangsimpuls zur Auslösung der Rückkoppelungsschwingung. The two circuits described above do not self-excite and therefore require one external initial impulse to trigger the feedback oscillation.

In Fig. 3 ist eine Schaltung dargestellt, welche beim Anschalten der Batterie selbsttätig zu schwingen beginnt, wobei jedoch ebenfalls die Frequenz ausschließlich durch die Verzögerungsschaltung 3 bestimmt wird. Der Transistor 1 bildet mit dem Transformator 4 einen selbsterregten Oszillator, vorzugsweise einen Sperrschwinger, welcher von der Batterie 2 gespeist wird. Die Eigenfrequenz dieses Oszillators ist im wesentlichen durch die Zeitkonstante der Kapazität 7 und des Widerstandes 8 bestimmt. Diese Frequenz ist so zu wählen, daß sie etwas unterhalb der durch die Verzögerungsschaltung 3 bestimmten Frequenz liegt. Es tritt dabei eine Synchronisation des Sperrschwingers bei der durch das Verzögerungsnetzwerk bestimmten Frequenz ein.In Fig. 3 a circuit is shown which oscillates automatically when the battery is switched on begins, but the frequency is also determined exclusively by the delay circuit 3 will. The transistor 1 and the transformer 4 form a self-excited oscillator, preferably a blocking oscillator, which is fed by the battery 2. The natural frequency of this oscillator is essentially determined by the time constant of the capacitance 7 and the resistor 8. This frequency is to be chosen so that it is slightly below the frequency determined by the delay circuit 3 lies. The blocking oscillator is synchronized with the delay network certain frequency.

Wird nämlich die Batterie 2 angeschaltet, so beginnt der Sperrschwinger zu arbeiten, wobei ein erster Impuls an die Verzögerungsschaltung 3 abgegeben wird. Der mit Verzögerung aus demselben austretende Impuls wird über die Sekundärwicklung des Transformators 4 und den Kondensator 7 an die Basis des Transistors 1 zurückgekoppelt und verursacht den Einsatz eines neuen Impulses, bevor der Impuls der Eigensperrschwingung einsetzt. Auf diese Weise wird durch die Verzögerungsschaltung eine Synchronisation erzielt. Der Transformator 4 bildet zugleich einen Synchronmotor oder Impulsmotor oder ist mit einem solchen gekoppelt, und die Uhrzeiger werden durch diesen Motor angetrieben.If the battery 2 is switched on, the blocking oscillator begins to work, with a first Pulse is delivered to the delay circuit 3. The one exiting the same with a delay Pulse is transmitted through the secondary winding of the transformer 4 and the capacitor 7 to the base of the Transistor 1 is fed back and causes the onset of a new pulse before the pulse of the Self blocking oscillation sets in. In this way synchronization is achieved by the delay circuit achieved. The transformer 4 also forms a synchronous motor or pulse motor or is with one such coupled, and the clock hands are driven by this motor.

Die Verstärkung könnte auch in mehr als einer Stufe und mittels anderer Verstärkungselemente, z. B. Elektronenröhren oder eines magnetischen Verstärkers od. dgl., erfolgen.The reinforcement could also be in more than one stage and by means of other reinforcing elements, e.g. B. Electron tubes or a magnetic amplifier or the like. Take place.

Fig. 4 zeigt eine in der erfindungsgemäßen Uhr verwendbare Verzögerungsschaltung in Form einer Leitung mit konzentrierten oder punktförmig verteilten Schaltelementen, die hier aus Induktivitäten L 4 shows a delay circuit that can be used in the clock according to the invention in the form of a line with concentrated or point-like distributed switching elements, which here consist of inductances L.

bzw. —- und Kapazitäten C bestehen. Die Berechnung derartiger Leitungen ist einfach, indem an Hand von drei Formeln alle charakteristischen Werte ermittelt werden können.or - and capacities C exist. The calculation of such lines is simple because all characteristic values can be determined using three formulas.

Die Verzögerung beträgt dabeiThe delay is

τ =n]fLC'τ = n] fLC '

1 —1 -

Sekunden,Seconds,

Ct) Cl)0 Ct) Cl) 0

wobei mit η die Anzahl Glieder der Leitung, mit ω0 die Grenzfrequenz und mit ω die Betriebsfrequenz bezeichnet ist, wobeiwhere η denotes the number of links in the line, ω 0 denotes the cut-off frequency and ω denotes the operating frequency, where

Ct)0 =Ct) 0 =

Um eine gute Stabilität zu erzielen, soll ω0 groß gegenüber ω gewählt werden.In order to achieve good stability, ω 0 should be chosen to be large compared to ω.

Um z. B. eine Schwingungsfrequenz von 800 Hz zu erzielen, die zum direkten Betrieb eines kleinen Synchronmotors geeignet ist, können die folgenden Werte verwendet werden:To z. B. an oscillation frequency of 800 Hz that is suitable for direct operation of a small synchronous motor can achieve the following values be used:

L = 0,15Hy,
C =
L = 0.15Hy,
C =

In diesem Falle erhält man eine Verzögerung von 55 μβ pro Leitungsglied, und es sind daher dreiundzwanzig Glieder erforderlich, um die angestrebte Frequenz von 800 Hz zu erhalten. In diesem Falle istIn this case, we get a delay of 55 μβ per line link, which is twenty-three Links are required to achieve the target frequency of 800 Hz. In this case it is

= 25 000= 25,000 Ohm,Ohm, Ct)0 Ct) 0 = 36 300= 36,300 Hz,Hz, CO0 CO 0 = 7,3.= 7.3.

Wählt man Schaltelemente mit geeigneten Temperaturkoeffizienten, so kann eine sehr hohe Stabilität bei Temperaturschwankungen erzielt werden, die höher ist als die Stabilität von Quarzschwingern.If switching elements with suitable temperature coefficients are selected, a very high level of stability can be achieved can be achieved with temperature fluctuations that are higher than the stability of quartz oscillators.

An Stelle einer Verzögerungsleitung gemäß Fig. 4 könnte auch eine geeignete Verzögerungsleitung mit verteilten Schaltelementen in Form eines Kabels od. dgl. verwendet werden. Bestehende Kabel weisen Verzögerungskoeffizienten von bis 5 μδ pro Meter Kabellänge auf, und es dürfte möglich sein, durch entsprechende Kabelkonstruktion wesentlich höhere Verzögerungen zu erhalten. Solche sehr kleinen Kabel könnten zu Spulen aufgewickelt und ebenfalls als Verzögerungsschaltung 3 in der Uhr verwendet werden.Instead of a delay line according to FIG. 4, a suitable delay line with distributed switching elements in the form of a cable or the like could also be used. Existing cables have delay coefficients of up to 5 μδ per meter of cable length, and it should be possible to achieve significantly higher delays with appropriate cable construction. Such very small cables could be wound into coils and also used as delay circuit 3 in the clock.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen mittels Halbleiterelementen aufgebaute Verzögerungsschaltungen. Fig. 5 zeigt eine Versuchsschaltung mit einem Halbleiterelement 10, ζ. B. aus Germanium, Silizium od. dgl., welches einseitig mit dem die Klemmen 11 und 12 verbindenden Leiter verbunden ist und gegen welches an der gegenüberliegenden Fläche Spitzen 15 bzw. 16 in einem Abstand von 1 mm angelegt sind, die mit den Klemmen 13 bzw. 14 verbunden sind. Bei dieser Anordnung tritt ein an den Klemmen 11 und 13 angelegter elektrischer Impuls mit einer Verzögerung von 5 bis 10 μβ an den Klemmen 12 und 14 auf. Versuche haben ergeben, daß diese Verzögerungszeit sehr konstant ist.Figs. 5 to 7 show delay circuits constructed by means of semiconductor elements. Fig. 5 shows a Experimental circuit with a semiconductor element 10, ζ. B. of germanium, silicon or the like. Which one-sided with which the terminals 11 and 12 connecting conductor is connected and against which on the opposite Surface tips 15 or 16 are applied at a distance of 1 mm, which is connected to the clamps 13 and 14 are connected. With this arrangement, an electrical voltage applied to terminals 11 and 13 occurs Pulse with a delay of 5 to 10 μβ at terminals 12 and 14. Tests have shown that this delay time is very constant.

Um die für die Zwecke der Erfindung an sich ungenügende Verzögerungszeit von 5 bis 10 μβ zu erhöhen, kann z. B. die in Fig. 6 dargestellte Anordnung getroffen werden, wo die Spitzen 15 und 16 wesentlich weiter auseinanderliegen als bei der in Fig. 5 dargestellten Versuchsschaltung. Damit kann die Verzögerungszeit erheblich erhöht werden. Eine Erhöhung kann gegebenenfalls auch durch Verwendung besonders geeigneter Halbleitermaterialien erzielt werden. Der Abstand der Spitzen 15 und 16 in der in Fig. 6 gezeigten Anordnung kann grundsätzlich beliebig groß gewählt werden, wobei das Halbleiterelement 10 z. B. als Faden ausgebildet und auf eine Spule aufgewickelt sein kann.In order to increase the delay time of 5 to 10 μβ, which is in itself insufficient for the purposes of the invention increase, e.g. B. the arrangement shown in Fig. 6, where the tips 15 and 16 are significantly further apart than in the experimental circuit shown in FIG. 5. So that can the delay time can be increased considerably. If necessary, an increase can also be achieved by using particularly suitable semiconductor materials can be achieved. The spacing of the tips 15 and 16 in The arrangement shown in FIG. 6 can in principle be selected to be of any size, with the semiconductor element 10 z. B. can be designed as a thread and wound on a spool.

Es ist weiter möglich, eine genügende, durch Halbleiter erzeugte Verzögerung durch Serienschaltung mehrerer Einheiten gemäß Fig. 5 oder 6 zu erhalten. Eine solche Schaltung ist in Fig. 7 dargestellt, wo die Spitzen 15 und 16 durch Flächenkontakte 17 bzw. 18 ersetzt sind. Eine solche Serienschaltung von Halbleiterelementen kann eine sehr beträchtliche Verzögerung in der Übertragung eines an den Klemmen 11 und 13 angelegten elektrischen Signals an die Klemmen 12 und 14 ergeben. Die einzelnen Elemente der Verzögerungsschaltung können insbesondere bei Anwendung von Halbleitern so klein bemessen sein, daß die ganze Anordnung wenig Platz beansprucht und gegebenenfalls in einer Armband- oder Taschenuhr untergebracht werden könnte.It is also possible to have a sufficient delay produced by semiconductors by connecting them in series to obtain several units according to FIG. 5 or 6. Such a circuit is shown in Fig. 7, where the Tips 15 and 16 are replaced by surface contacts 17 and 18, respectively. Such a series connection of semiconductor elements can cause a very considerable delay in the transmission of a signal to terminals 11 and 13 result in an electrical signal applied to terminals 12 and 14. The individual elements of the Delay circuits can be dimensioned so small, especially when using semiconductors, that the whole arrangement takes up little space and possibly in a wrist or pocket watch could be accommodated.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Mittels einer Gleichstromquelle, z. B. einer Batterie, angetriebene elektrische Uhr, insbesondere Taschen- oder Armbanduhr, bei welcher anstatt eines mechanischen Gangreglers ein elekironischer Rückkoppelungsgenerator, welchem ein elektrisches, frequenzbestimmendes Netzwerk zugeordnet ist, an das Zeigerwerktriebsystem verhältnismäßig niederfrequente Impulse konstanter Frequenz liefert, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückkoppelungsgenerator in an sich bekannter Weise eine Verzögerungsleitung zugeordnet ist, und gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung und Anordnung der Verzögerungsleitung, z.B. einer mehrgliedrigenVerzögerungskette,eines Kabeleigenschaften aufweisenden Gebildes oder einer Halbleiteranordnung, und eine derartige Zuordnung derselben zum Rückkoppelungsgenerator, daß die Frequenz der an das Triebwerksystem gelieferten Impulse in solchem Maße von der Grenzfrequenz abweicht, insbesondere unterhalb derselben liegt, daß sie ausschließlich durch eine erheblich lange Laufzeit der Impulse durch die Verzögerungsleitung, dagegen nicht durch die Impulsspannung bestimmt ist.1. By means of a direct current source, e.g. B. a battery, powered electric clock, in particular Pocket or wrist watch with an electronic one instead of a mechanical regulator Feedback generator to which an electrical, frequency-determining network is assigned is, relatively low-frequency pulses to the pointer drive system are more constant Frequency supplies, characterized in that the feedback generator is known per se Way a delay line is assigned, and characterized by such a rating and arranging the delay line, e.g., a multi-link delay chain, one Cable properties having structure or a semiconductor device, and such Assignment of the same to the feedback generator that the frequency of the engine system delivered pulses deviates from the cutoff frequency to such an extent, especially below the same lies in the fact that it only occurs through a considerably long duration of the impulses the delay line, however, is not determined by the pulse voltage. 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rückkoppelungsgenerator als Sperrschwinger ausgebildet ist, welcher durch seine eigenen, die Verzögerungsleitung durchlaufenden Impulse synchronisiert wird.2. Clock according to claim 1, characterized in that said feedback generator is designed as a blocking oscillator, which by its own, the delay line traversing Pulses is synchronized. 3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung ein oder mehrere Halbleiterelemente aufweist, auf welchen zwecks Durchleitung des zu verzögernden elektrischen Impulses in einem vorzugsweise möglichst großen Abstande je zwei Spitzen- oder Flächenkontakte angebracht sind, wobei fadenartige, langgestreckte Halbleiterelemente, die gegebenenfalls zu Spulen gewickelt sind, derart ausgebildet sind und/oder wobei mehrere Halbleiterelemente so in Serie geschaltet sind, daß die erforderliche große Verzögerung erhalten wird.3. Clock according to claim 1, characterized in that the delay line is one or more Has semiconductor elements on which for the purpose of passing through the electrical to be delayed Impulse at a preferably large distance from each two tip or surface contacts are attached, with thread-like, elongated semiconductor elements, which optionally to coils are wound, are formed in such a way and / or wherein a plurality of semiconductor elements are connected in series are that the required large delay is obtained. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Österreichische Patentschriften Nr. 133 325,
875;
Austrian patent specification No. 133 325,
875;
französische Patentschrift Nr. 1090564;French Patent No. 1090564; USA.-Patentschriften Nr. 2 047 912, 1 514 751;U.S. Patent Nos. 2,047,912, 1,514,751; La ret, Annales fra^aises de Chronometrie, 1953, Novemberheft, S. 117 bis 124;La ret, Annales fra ^ aises de Chronometrie, 1953, November issue, pp. 117 to 124; Patier, »Les lignes ä retard et leur utilisation«, Paris, 1953, S. 93, 94.Patier, "Les lignes a retard et leur utilization", Paris, 1953, pp. 93, 94. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 80Ϊ 661/108 10.5880Ϊ 661/108 10.58
DE1956O0004770 1955-09-24 1956-03-17 By means of a direct current source, e.g. B. a battery powered electric clock Pending DE1042478B (en)

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Cited By (1)

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