DE1154404B

DE1154404B - Electronic clock drive

Info

Publication number: DE1154404B
Application number: DES54235A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Freystedt; Robert Nicolaus
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-07-11
Filing date: 1957-07-11
Publication date: 1963-09-12

Description

Elektronischer Uhrenantrieb Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Antrieb für Uhren ohne Zwischenschaltung eines mechanischen Energiespeichers in der Weise, daß der Antrieb unmittelbar auf das zeitbestimmende Schwingsystem, nämlich Pendel, Stimmgabel, Unruh od. dgl., wirkt.Electronic clock drive The invention relates to an electronic clock drive Drive for clocks without the interposition of a mechanical energy storage in the way that the drive directly on the time-determining oscillation system, namely Pendulum, tuning fork, balance wheel or the like acts.

Es ist bekannt, für derartige Uhrenantriebe Transistoren, und zwar insbesondere als elektrische Verstärker arbeitende Transistoren, in der Weise zu verwenden, daß von dem mechanischen Schwingsystern vorzugsweise induktiv erzeugte Steuerimpulse, durch den Transistor verstärkt, einer Antriebswicklung zugeleitet werden. Die Steuerimpulse werden dabei im allgemeinen durch Induktion mittels permanenter Magnetfelder erzeugt, die aber bei elektronischen Uhrenantrieben deshalb unerwünscht sind, weil dadurch die Ganggenauigkeit beeinträchtigt werden kann. Dies gilt vor allem, wenn bei tragbaren Uhren die Permanentmagnete auf der Unruh angeordnet sind, die bei ihrer Kleinheit das System ähnlich einer Kompaßnadel hochempfindlich gegen äußere magnetische Störfelder machen. Ferner sind, wenn nicht komplizierte und zumindest sehr genaue Justierung verlangende Kompensationseinrichtungen vorgesehen werden, die Intensität und Dauer der Steuerimpulse hierbei von der Amplitude des mechanischen Schwingsystems in unerwünschter Weise abhängig, so daß die Antriebsimpulse und damit der Gang der Uhr den vor allem durch Temperaturschwankungen, die z. B. ihrerseits den Verstärkungsgrad der Transistoren ändern, Erschütterungen od. dgl. bedingten Änderungen der Schwingungsamplitude ausgesetzt sind.It is known for such clock drives transistors, namely especially transistors working as electrical amplifiers, in the manner too use that generated by the mechanical oscillating system, preferably inductively Control pulses, amplified by the transistor, fed to a drive winding will. The control pulses are generally permanent by induction Generates magnetic fields, which are therefore undesirable in electronic clock drives because this can affect the accuracy. This applies before especially when the permanent magnets are arranged on the balance wheel of portable watches, which, with its small size, make the system highly sensitive to, similar to a compass needle make external magnetic interference fields. Furthermore, if not complicated and at least Compensation devices requiring very precise adjustment are provided, the intensity and duration of the control pulses depend on the amplitude of the mechanical Vibration system dependent in an undesirable manner, so that the drive pulses and thus the rate of the clock is mainly caused by temperature fluctuations, e.g. B. on your part Change the gain of the transistors, vibrations or the like Changes in the vibration amplitude are exposed.

Bei den bekannten elektronischen Uhrenantrieben, bei denen die Steuerimpulse durch einen am schwingenden System befindlichen Dauermagnet ausgelöst werden, wird ferner die Steuerenergie, zumindest zu einem bestimmten Teil, dem schwingenden System des Uhrenantriebs entnommen. Es tritt daher bei diesen bekannten Anordnungen immer ein mehr oder minder großer Energieentzug vom schwingenden System ein. Im übrigen wird dabei die Auslösung des Antriebsimpulses von der Winkelgeschwindigkeit des schwingenden Systems abhängig gemacht, und damit ist der Energieinhalt der Antriebsimpulse nicht völlig konstant. Für genau arbeitende elektronische Uhrenantriebe ist es erforderlich, daß die Antriebsimpulse hinsichtlich Intensität und Dauer völlig gleich sind, daß also der Energieinhalt der Antriebsimpulse konstant bleibt.In the known electronic clock drives, in which the control pulses triggered by a permanent magnet on the oscillating system furthermore the control energy, at least to a certain extent, of the oscillating system taken from the clock drive. It therefore always occurs with these known arrangements a more or less large energy withdrawal from the oscillating system. Furthermore the triggering of the drive pulse depends on the angular velocity of the oscillating system made dependent, and thus the energy content of the drive impulses not completely constant. For precisely working electronic clock drives it is necessary that the drive pulses are exactly the same in terms of intensity and duration, that so the energy content of the drive pulses remains constant.

Es sind freilich bereits zur Verkürzung und Verschärfung der Antriebsimpulse Transistor-Sperrschwinger-Schaltungen für elektronische Uhren bekannt, bei denen ein Kreis der Schaltung ein Sperrkondensator so zugeordnet ist, daß die hier durch einen Weicheisenkern eng gekoppelten Spulen (Steuer- und Triebspule) nur dann elektrische Kopplungsschwingungen erzeugen, wenn die bewegten Unruhmagnete in den Luftspalt des Kerns eintreten; aber auch dieses System hat die obenerwähnten Nachteile schwingender Permanentmagnete und dazu noch den, daß Kern und Unruhmagnete auch nach Sperrung des Transistors durch gegenseitige Anziehung eine bremsende Wirkung ausüben.There are of course already to shorten and tighten the drive impulses Transistor blocking oscillator circuits for electronic watches are known in which a circuit of the circuit is assigned a blocking capacitor so that the through here a soft iron core closely coupled coils (control and drive coil) only electrical Generate coupling vibrations when the moving balance magnets in the air gap enter the core; but this system also has the above-mentioned disadvantages in a more oscillating manner Permanent magnets and that core and balance magnets even after blocking of the transistor exert a braking effect through mutual attraction.

Die Nachteile der bekannten Anordnungen werden bei Uhrenantrieben mit am Gangordnerschwin,--Ir befestigtem Teil aus ferromagnetischem Material, der bei Annäherung an die Antriebsspule die Induktivitit eines Magnetkreises verändert und damit nach Erreichen des Auslösekriteriums über eine mit einem Transistor und einem Sperrkondensator arbeitende Sperrschwingerschaltung dem zeitbestimmenden Schwingungssystem unmittelbar Antriebsimpulse zuführt, erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch vermieden, daß der während der Impulsdauer aufgeladene Sperrkondensator so bemessen und geschaltet ist, daß er jeweils nur die Bildung eines einzigen sehr kurzen Antriebsimpulses während jeder Halbschwingung des Systems zuläßt, und daß die elektrische Steuerenergie für den als Schalter betriebenen Transistor dabei ausschließlich einem elektromagnetischen Rückkopplungskreis bzw. der Betriebsstromquelle dadurch entnommen wird, daß ein bestehendes elektrisches Gleichgewicht zwischen einem Rückkopplungskreis und einem Gegenkopplungskreis zugunsten des Rückkopplungskreises dann gestört wird, wenn der aus ferromagnetischem Material geringer Remanenz bestehende Teil an das Schwingsystem in den auslösenden Winkelbereich eintritt, und daß die während des dadurch bewirkten Stromstoßes in den Spulenkernen gespeicherte magnetische Energie dabei zur Verlängerung des Antriebsimpulses dadurch ausgenutzt wird, daß die nach Abreißen des Kollektorstromimpulses durch das zusammenbrechende Magnetfeld in den Wicklungen induzierte Spannung eine diesen Wicklungen parallel geschaltete Halbleiterdiode in Flußrichtung polt und damit den Stromkreis für den antreibenden Strom schließt, bis die gespeicherte Energie verbraucht ist.The disadvantages of the known arrangements are in clock drives with part made of ferromagnetic material attached to the aisle folder speed, the the inductivity of a magnetic circuit changes when the drive coil is approached and thus after reaching the triggering criterion via a with a transistor and a blocking capacitor working blocking oscillator circuit to the time-determining oscillation system directly supplies drive pulses, essentially avoided according to the invention by that the blocking capacitor charged during the pulse duration is dimensioned and switched is that he only creates a single very short drive pulse during each half cycle of the system, and that the electrical control energy for the transistor operated as a switch, only an electromagnetic one Feedback circuit or the operating power source is removed in that a existing electrical balance between a feedback loop and a The negative feedback loop is then disturbed in favor of the feedback loop will, if the part consisting of ferromagnetic material with low remanence is connected to the Oscillation system enters the triggering angular range, and that the during the magnetic energy stored in the coil cores caused by the current surge is thereby used to extend the drive pulse that the after Breaking off of the collector current pulse due to the collapsing magnetic field in the Windings induced voltage of a semiconductor diode connected in parallel with these windings poles in the direction of flow and thus closes the circuit for the driving current, until the stored energy is used up.

Der erfindungsgemäße Uhrenantrieb erfüllt die Forderung, daß nach Lieferung des Auslösekriteriums durch das Schwingsystern nur ein einziger Stromstoß als Antriebsimpuls auftritt, dessen Kurvenforrn, Intensität und Dauer im wesentlichen nur von der elektrischen Schaltung bestimmt werden, insbesondere weil keine bewegten Permanentmagnete vorhanden sind. Die Tatsache, daß die in den Spulenkemen gespeicherte magnetische Energie zur Verlängerung des Antriebsimpulses benutzt wird, erhöht ferner den Wirkungsgrad des elektronischen Uhrenantriebs erheblich. Es ist dadurch eine wesentlich bessere Ausnutzung der Betriebsstromquelle möglich, was insbesondere bei elektronischen Armbanduhren eine besondere Bedeutung besitzt.The clock drive according to the invention meets the requirement that after Delivery of the trigger criterion by the oscillation system only a single current impulse occurs as a drive pulse, its curve shape, intensity and duration essentially can only be determined by the electrical circuit, especially because none are moving Permanent magnets are present. The fact that the stored in the coil bobbins magnetic energy is used to extend the drive pulse, also increases the efficiency of the electronic clock drive considerably. It is thereby one much better utilization of the operating power source possible, which in particular has a special meaning in electronic wristwatches.

Die für die Erhöhung des Wirkungsgrades verwendete Halbleiterdiede sorgt aber auch dafür, daß eine einwandfreie Synchronisation der Sperrschwingerschaltung mit dem Schwingsystem erreicht wird. Erst durch die Verwendung dieser Halbleiterdiode ist es närt-flich möglich, »wilde« Schwingungen, die durch die Eigenresonanz der Wicklungen bedingt sind, mit Sicherheit auszuschalten und damit zu verhindern, daß eine Auslösung des Antriebsimpulses bereits vor dem gewünschten Auslösezeitpunkt erfolgt. Im annähernd spannungslosen Zustand, d. h. während der Zeitspanne, in der die Halbleiterdiode unter ihrem Schwellwert betrieben wird, stellt die Diode lediglich einen Widerstand dar, der im Sinne einer Dämpfung der unerwünschten wilden Schwingungen wirksam ist. Die Diode sorgt also sowohl für einen besseren Wirkungsgrad des Uhrenantriebs als auch für eine Stabilisierung der Impulsauslösung. Es ist zwar nach einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlag außer der Vorsehung von Dämpfungskondensatoren auch bereits vorgeschlagen, im Emitter- bzw. Kollektorkreis zusätzliche Dioden vorzusehen, dies jedoch bei einem mit schwingenden Permanentmagneten - mit deren obenerwähnten Nachteilen - arbeitenden System nur zu dem Zweck, eine richtige Polarität der Antriebsimpulse sicherzustellen, dagegen nicht, um auch die Energie des zusammenbrechenden Magnetfeldes auszunutzen.The semiconductor device used to increase the efficiency also ensures that perfect synchronization of the blocking oscillator circuit with the oscillating system is achieved. Only by using this semiconductor diode is it naturally possible to reliably switch off "wild" vibrations caused by the natural resonance of the windings and thus prevent the drive pulse from being triggered before the desired trigger time. In the almost voltage-free state, i. H. During the period in which the semiconductor diode is operated below its threshold value, the diode merely represents a resistance which is effective in the sense of damping the unwanted wild oscillations. The diode ensures both a better efficiency of the clock drive and a stabilization of the impulse triggering. According to an older, not previously published proposal, in addition to the provision of damping capacitors, additional diodes should be provided in the emitter or collector circuit, but in a system that works with oscillating permanent magnets - with the disadvantages mentioned above - only for the purpose of providing a To ensure correct polarity of the drive pulses, on the other hand, not to use the energy of the collapsing magnetic field.

Die Erfindung erlaubt auch die Verwendung von Siliziumtransistoren an Stelle der bisher bei derartigen Antrieben allgemein verwendeten Germaniumtransistoren, da die Sperrschwingerschaltung sehr kurze Impulse relativ hoher Stromstärke liefert, für die auch Siliziumtransistoren eine ausreichende Stromverstärkung besitzen. Die Anwendungsmöglichkeit von Siliziumtransistoren bringt gegenüber den Germaniumtransistoren den besonderen Vorteil, daß wegen der bekanntlich geringeren Temperaturabhängigkeit der Siliziumtransistoren der Uhrenantrieb weniger störanfällig ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt Fig. 1 den Aufbau des elektronischen Uhrenantriebs nach der Erfindung, wobei ein Teil der Bauelemente schaubildlich dargestellt ist, Fig. 2 die schaltungsmäßige Darstellung des Aufbaus nach Fig. 1 in vereinfachter Ausführung, Fig. 3 eine Variante der in Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungsanordnungen.The invention also allows the use of silicon transistors in place of the germanium transistors previously generally used in drives of this type, since the blocking oscillator circuit supplies very short pulses of relatively high current strength, for which silicon transistors also have a sufficient current gain. The possibility of using silicon transistors has the particular advantage over germanium transistors that the clock drive is less prone to failure because of the known lower temperature dependence of the silicon transistors. Further details of the invention emerge from an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows Fig. 1 shows the construction of the electronic watch drive according to the invention, wherein a part of the components is shown in perspective, Fig. 2, the circuit even representation of the structure of FIG. 1 in a simplified embodiment, Fig. 3 shows a variant in FIG. 1 and 2 circuit arrangements shown.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt schematisch einen von der Unruh einer Uhr steuerbaren Sperrschwinger mit Rückkopplungsbrückenschaltung. Die Unruh besitzt dabei ein kleines Schwungrädchen 1 mit spiralenförnüger Unruhfeder 2, das mit einer maximalen Auslenkung aus der Ruhelage von etwa 220' schwingt. Am Umfang des Schwungrädchens 1 ist ein ferromagnetischer Teil geringer Remanenz 3 vorgesehen, der auf seinem Schwingungsweg zwischen die Schenkel eines den Rückkopplungskreis tragenden Kerns 4 eintaucht.The embodiment according to FIG. 1 shows schematically a blocking oscillator which can be controlled by the balance wheel of a watch and has a feedback bridge circuit. The balance wheel has a small flywheel 1 with a spiral-shaped balance spring 2, which swings with a maximum deflection from the rest position of about 220 '. On the circumference of the flywheel 1 , a ferromagnetic part of low remanence 3 is provided, which dips on its oscillation path between the legs of a core 4 carrying the feedback circuit.

Der Rückkopplungskreis besteht aus der Antriebswicklung L, und der Rückkopplungswicklung L2, die mit Wicklungen L, und L 4 eines Gegenkopplungskreises mit dem Kern 5 zusammengeschaltet sind. Im Schaltungszusammenhang stehen damit der Transistor T, der in Emitterschaltung betrieben wird, eine DiodeD und ein SperrkondensatorC und ferner die einen Spannungsteiler bildenden Widerstände R, und R, Der Sparinungsteiler dient zur Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors T. Die an den Wicklungen des Rückkopplungskreises und Gegenkopplungskreises angegebenen Bezeichnungen A und E geben die Wicklungsanfänge und Wicklungsenden bei gleichsinniger Bewicklung der Kerne in bezug auf den magnetischen Fluß an. The feedback circuit consists of the drive winding L 1 and the feedback winding L2, which are connected to the core 5 with windings L 1 and L 4 of a negative feedback circuit. The circuit connection is thus the transistor T, which is operated in the common emitter circuit, a diode D and a blocking capacitor C and also the resistors R and R, which form a voltage divider. The saving divider is used to set the operating point of the transistor T. The designations A and E given indicate the winding beginnings and winding ends with the cores being wound in the same direction in relation to the magnetic flux.

Um auf den ferromagnetischen Teil 3 von der Antriebswicklung Li einen Antriebsimpuls ausüben zu können, ist es erforderlich, daß dies-er Impuls in dem Augenblick zur Einwirkung gebracht wird, in dem der nach abwärts schwingende ferromagnetische Teil 3 zwischen die Schenkel des Kerns 4 des Rückkopplungskreises einzutauchen beginnt. Der Antriebsimpuls soll dabei nur bis zu dem Zeitpunkt dauern, bis der Teil 3 zwischen die Schenkel dieses Kerns voll eingetaucht ist. Die dann erreichte Stellung entspricht dann gleichzeitig der Ruhestellung des Schwungrädchens 1, in welcher die Unruhfeder 2 völlig entspannt ist, wobei also kein Drehmoment auf die Unruh ausgeübt wird. In dieser Ruhestellung, welche die Mittellage der Unruhschwingung darstellt, wird durch die Antriebsspule L, auch kein Antriebsmoment auf die Drehachse der Unruh mehr ausgeübt, weil nämlich die auf den ferromagnetischen Tei13 und damit auf das Schwungrädchen 1 übertragenen Kräfte dann keine Komponente in tangentialer Richtung besitzen.In order to be able to exert a drive pulse on the ferromagnetic part 3 of the drive winding Li, it is necessary that this pulse is brought into effect at the moment when the downwardly oscillating ferromagnetic part 3 is between the legs of the core 4 of the feedback circuit begins to immerse. The drive pulse should only last until the point in time until the part 3 is fully immersed between the legs of this core. The position then reached then at the same time corresponds to the rest position of the flywheel 1, in which the balance spring 2 is completely relaxed, so no torque is exerted on the balance. In this rest position, which represents the central position of the balance oscillation, the drive coil L also no longer exerts any drive torque on the axis of rotation of the balance, because the forces transmitted to the ferromagnetic part and thus to the flywheel 1 then have no tangential component .

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst betrachtet, wie dem Schwungrädchen 1 periodisch die zur Aufrechterhaltung der Schwingung erforderlichen Impulse zugeführt werden. Dies geschieht durch sehr kurze, aber verhältnismäßig kräftige Stromirnpulse, welche die Antriebswicklung L, dann durchtließen, wenn der ferromagnetische Teil 3, wie bereits erwähnt, zwischen die Schenkel des Kerns 4 einzutauchen beginnt. Damit der Antriebsimpuls jeweils genau im richtigen Zeitpunkt, also bei der erwähnten Stellung des Schwungrädchens 1 ausgelöst wird, muß eine Synchronisierung.mit der Sperrschwingerschaltung erfolgen. Dies wird durch Verstimmung einer aus dem Rückkopplungszweig L,/L., und dem Gegenkopplungszweig L,IL, bestehenden Brückenschaltung erreicht, die in der Arbeitsstellung des Schwungrädchens 1 (die etwa der in Fig. 1 gezeichneten Stellung des Schwungrädchens entspricht) im Gleichgewicht ist. Die Wicklungen Li * * * L4 sind zu diesem Zweck derart dimensioniert und gepolt, daß eine in den Wicklungen L, und L... auftretende Stromänderung in den Wicklungen L., und L, eine gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Spannung induziert. Demzufolge ist die resultierende Spannung zwischen der Basis des Transistors T und dem mit X bezeichneten Knotenpunkt des Kondensators C und den Widerständen Ri bzw. R, gleich Null. Die Teilspannung der Wicklung L, ist dabei als Rückkopplung und die Teilspannung der Wicklun- L 4 als Gegenkopplung wirksam.To explain the mode of operation, let us first consider how the impulses required to maintain the oscillation are periodically fed to the flywheel 1. This is done by very short but relatively strong current impulses which the drive winding L allowed to pass when the ferromagnetic part 3 begins to dip between the legs of the core 4, as already mentioned. In order that the drive pulse is triggered at exactly the right time, i.e. when the flywheel 1 is in the aforementioned position, a synchronization with the blocking oscillator circuit must take place. This is achieved by detuning a bridge circuit consisting of the feedback branch L, / L., And the negative feedback branch L, IL, which is in equilibrium in the working position of the flywheel 1 (which corresponds approximately to the position of the flywheel shown in FIG. 1). For this purpose, the windings Li * * * L4 are dimensioned and polarized in such a way that a current change occurring in the windings L, and L ... induces an equally large but oppositely directed voltage in the windings L. and L. As a result, the resulting voltage between the base of the transistor T and the node, denoted by X, of the capacitor C and the resistors Ri or R, is equal to zero. The partial voltage of the winding L acts as a feedback and the partial voltage of the winding L 4 acts as a negative feedback.

Bewegt sich das Schwungrädchen 1 mit seinem ferromagnetischen Teil 3 in Richtung auf die Ruhestellung des Systems und taucht dabei der Teil 3 allmählich zwischen die Schenkel des Kerns 4 ein, so wird die Induktivität der Wicklungen L, und L" erhöht. Durch diese Induktivitätszunahme wird das Spannungsverhältnis zwischen den Wicklungen L, und L 3 derart verändert., daß das Spannungsgleichgewicht zwischen den Wicklungen L., und L, in dem Sinne gestört wird, daß sich die Rückkopplungswirkung erhöht und die Gegenkopplungswirkung verringert. Mit dem weiteren Eintauchen des ferromagnetischen Teils 3 zwischen die Schenkel wird die Rückkopplung immer mehr verstärkt und erreicht allmählich ihr Maximum. Dies ist dann der Fall, wenn der ferromagnetische Teil 3 völlig zwischen die Schenkel des Kerns 4 eingetaucht ist und damit die Ruhelage der Unruh erreicht wird.The momentum wheel 1 moves with its ferromagnetic member 3 in the direction of the rest position of the system and thereby dips part 3 gradually between the legs of the core 4 a, the inductance of the coils L, and L "is increased. By this inductance increase the voltage ratio between the windings L, and L 3 are changed in such., that the voltage balance between the windings L, and L, is disturbed in the sense that the feedback effect is increased, and reduces the negative feedback effect. with the continued immersion of the ferromagnetic member 3 between The feedback is strengthened more and more and gradually reaches its maximum This is the case when the ferromagnetic part 3 is completely immersed between the legs of the core 4 and the balance wheel is in the rest position.

Mit anwachsender Rückkopplung hat die Leistungsverstärkung in dem Rückkopplungskreis sehr schnell den Wert 1 erreicht, in welchen Zeitpunkt dann ein Impuls ausgelöst wird. Durch eine entsprechende Bemessung der Spannungsteilerwiderstände Ri und R, wird der Arbeitspunkt des Transistors T und damit seine Anfangsverstärkung so eingestellt, daß schon eine geringe Erhöhung der Rückkopplungswirkung genügt, um einen Impuls auszulösen. Der Transistor T wird dabei stets so weit ausgesteuert, daß seine Kollektorpannung durch den an den Wicklungen Li und L 3 enstehenden Spannungsimpuls in das Sättigungsgebiet verschoben wird, wo die Ausgangskennlinien geknickt und stark zusammengedrängt sind.As the feedback increases, the power gain in the feedback loop has very quickly reached the value 1 , at which point in time a pulse is triggered. By appropriately dimensioning the voltage divider resistors Ri and R, the operating point of the transistor T and thus its initial gain is set in such a way that even a slight increase in the feedback effect is sufficient to trigger a pulse. The transistor T is always controlled so far that its collector voltage is shifted by the voltage pulse arising at the windings Li and L 3 into the saturation area, where the output characteristics are kinked and strongly compressed.

Die Höhe des Spannungsimpulses wird dabei im wesentlichen durch die Spannung der Batterie B bestimmt. Während der kurzen Dauer des auscrelösten Impulses lädt der Basisstrom des Transistors Z T den KondensatorC in Sperrichtung auf, bis die Differenz zwischen der in den Wicklungen L, und L4 induzierten Rückkopplungsspannung und der in dem Kondensator aufgebauten Sperrsparinung nicht mehr ausreicht, um den Transistor T genügend in Mußrichtung zu halten. Damit läßt sich auch kein Basisstrom mehr erzwingen, der seinerseits einen genügend schnell ansteigenden Kollektorstrom zur Folge hat.The height of the voltage pulse is essentially determined by the voltage of battery B. During the short duration of the triggered pulse, the base current of the transistor Z T charges the capacitor C in the reverse direction until the difference between the feedback voltage induced in the windings L, and L4 and the reverse saving built up in the capacitor is no longer sufficient to protect the transistor T to keep in the required direction. This means that a base current can no longer be forced, which in turn results in a collector current that rises sufficiently quickly.

Nur durch eine ausreichende Anstiegsgeschwindigkeit des Kollektorstroms kann aber eine ausreichende Rückkopplungsspannung induziert werden. Sobald daher die Anstiegsgeschwindigkeit des Kollektorstroms kleiner wird, verringert sich auch sehr schnell die Differenz zwischen der induzierten Rückkopplungsspannung und der Sperrspannung am KonciensatorC, wodurch der Stromimpuls im Kollektorkreis plötzlich unterbrochen wird. Der Strom im Kollektorkreis entspricht im wesentlichen demjenigen Strom, welcher der Batterie entnommen wird. Beien Abreißen des Stromes im Kollektorkreis des Transistors T wird aber nicht der Strom in den Wicklungen L, und L unterbrochen, denn das in den Wicklungskernen 4 und 5 aufgebaute magnetische Feld beginnt jetzt zusammenzubrechen und induziert daher in den Wicklungen L, und L, eine Spannung mit im Vergleich zu dem bereits erfolgten Spannungsimpuls entgegengesetzter Polung. Die Halbleiterdiode D, die, bezogen auf den Kollektorstromkreis des Transistors, in Sperrichtung gepolt ist, wird daher für die in den Wicklungen L, und L 3 induzierte Spannung leitend, so daß sich der Stromkreis über die Diode 1) so lanae schließt, bis mit abnehmender Intensität die im Magnetfeld gespeicherte Energie verbraucht ist.However, a sufficient feedback voltage can only be induced by a sufficient rate of rise of the collector current. As soon as the rate of rise of the collector current becomes smaller, the difference between the induced feedback voltage and the reverse voltage at the capacitor C also decreases very quickly, as a result of which the current pulse in the collector circuit is suddenly interrupted. The current in the collector circuit essentially corresponds to the current drawn from the battery. If the current in the collector circuit of the transistor T is torn off, the current in the windings L and L is not interrupted, because the magnetic field built up in the winding cores 4 and 5 now begins to collapse and therefore induces a voltage in the windings L and L with opposite polarity compared to the voltage pulse that has already occurred. The semiconductor diode D, which is polarized in the reverse direction with respect to the collector circuit of the transistor, is therefore conductive for the voltage induced in the windings L and L 3 , so that the circuit closes via the diode 1) so lanae until with decreasing intensity the energy stored in the magnetic field is consumed.

Der Antriebsimpuls für die Unruh besteht daher aus einem Ladeimpuls. dessen Energie der Batterie B entnommen wird, und einem Entladeimpuls, der die in den Wicklunaskernen 4 und 5 gespeicherte magnetische Energie ausnutzt. Durch das Zusammenbrechen des Magnetfeldes werden zwar auch in den Wicklungen L, und L 4 Spannungen induziert, die in bezug auf die vorgenannten Spannungen gegenphasig sind. Da jedoch die Teilspannung an der Wicklung L., überwiegt, ist die resultierende Spannung in Sperrrichtung wirksam und addiert sich während der Dauer des Entladeimpulses zur Sperrspannung des Kondensators C. Da aber kein Basisstrom mehr fließen kann, bleibt dieser Spannungsimpuls wirkungslos. Der während des Impulses aufgeladene Sperrkondensator C entlädt sich über die Widerstände Ri und R-seine Spannung schwankt zwischen der maximalen Sperrspannung und dem Spannungswert, der eine ausreichende Anfangsverstärkung des Transistors T hervorruft. Die Halbleiterdiode D besitzt noch die Wirkung, das Auftreten parasitärer Selbsterregung in höheren Frequenzen zu verhindern, die einen zusätzlichen Energieverbrauch verursachen würde und außerdem den Antriebsimpuls für die Unruh undefiniert und zu früh auslösen würde. Dies wird verhindert, weil die Halbleiterdiode D nur einseitig gepolte Spannungsschwankungen an den Wicklungen Li und L 3 zuläßt und damit eine einseitig gepolte Bedämpfung der übertrager hervorruft.The drive pulse for the balance therefore consists of a charging pulse. whose energy is taken from the battery B, and a discharge pulse that uses the magnetic energy stored in the winding cores 4 and 5. As a result of the collapse of the magnetic field, voltages are induced in the windings L 1 and L 4 which are out of phase with respect to the aforementioned voltages. However, since the partial voltage on winding L., predominates, the resulting voltage is effective in the reverse direction and adds up to the reverse voltage of capacitor C during the duration of the discharge pulse. The blocking capacitor C charged during the pulse is discharged through the resistors Ri and R - its voltage fluctuates between the maximum blocking voltage and the voltage value which causes the transistor T to gain sufficient initial amplification. The semiconductor diode D also has the effect of preventing the occurrence of parasitic self-excitation at higher frequencies, which would cause additional energy consumption and would also trigger the drive pulse for the balance wheel in an undefined and too early manner. This is prevented because the semiconductor diode D allows voltage fluctuations on the windings Li and L 3 which are polarized only on one side and thus causes the transformer to be attenuated on one side.

In Fig. 2 ist eine vereinfachte Schaltung für das im einzelnen erläuterte Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gezeigt. Diese Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß der Rückkopplungszweig als Dreipunktschaltung ausgeführt ist und die notwendige Gegenkopplungsspannung als induktiver Spannungsabfall an der Wicklung L" entsteht. Die Wickluna L., kann hierbei entfallen, außerdem sind die Wicklungen L, und L., durch eine einzige Wicklung mit Anzapfung ersetzt. Der polrichtige Anschluß der Wicklungen L, und L, wird damit zwangläufig erreicht.FIG. 2 shows a simplified circuit for the exemplary embodiment according to FIG. 1 , which is explained in detail. This simplification is achieved in that the feedback path is designed as a three-point circuit and the necessary negative feedback voltage is developed as an inductive voltage drop across the winding L ". The Wick Luna L., in this case can be omitted, moreover, the windings L and L, by a single winding The correct polarity connection of the windings L, and L, is thus inevitably achieved.

In Fig. 3 ist eine Variante der Fig. 1 bzw. -! dargestellt, wobei eine feste Rückkopplung wirksam ist, bei welcher nur durch den Arbeitspunkt des Transistors T entschieden wird, ob die Schaltuno selbsttätig Impulse erzeugt oder nicht. Der Arbeitspunkt des Transistors T ist derart ein 'gestellt, daß die Verstärkung während der Impulspausen zur selbsttätigen Erzeugung von Antriebsimpulsen nicht ausreicht. Von dem mechanischen Schwingsystern wird dabei jedoch auf den Eingang des Transistors T während jeder vollen Schwingung oder jeder Halbschwingung ein Spannungs- oder Stromimpuls auf den Eingang des Transistors gegeben, wodurch dessen Arbeitspunkt kurzzeitig in Richtung höherer Verstärkung verschoben wird, bis eine Selbsterregung durch die Rückkopplung eintritt.In Fig. 3 is a variant of Fig. 1 or -! shown, whereby a fixed feedback is effective, in which it is decided only by the operating point of the transistor T whether the Schaltuno automatically generates pulses or not. The operating point of the transistor T is set in such a way that the gain during the pulse pauses is insufficient for the automatic generation of drive pulses. However, the mechanical oscillation system sends a voltage or current pulse to the input of the transistor at the input of the transistor T during every full oscillation or every half oscillation, whereby its operating point is briefly shifted in the direction of higher amplification until self-excitation occurs through the feedback .

Ebenso wie in der in Fig. 1 gezeigten Grundschaltung ist auch hier neben dem Transistor T eine Halbleiterdiode D, ein Sperrkondensator C und ein Spannungsteiler mit den Widerständen R, und RI, vorhanden. Die Wicklungen Li und L2 sind auch hier auf einem Kern angeordnet, wobei die Wicklung Li wiederum als Antriebswicklung wirksam ist. Die beiden Wicklungen sind hier fest miteinander gekoppelt und zum Erreichen einer Rückkopplung entsprechend gepolt. Gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entfällt hierbei der Gegenkopplungskreis.As in the basic circuit shown in FIG. 1 , in addition to the transistor T, a semiconductor diode D, a blocking capacitor C and a voltage divider with the resistors R 1 and RI are also present here. The windings Li and L2 are also arranged here on a core, the winding Li in turn acting as a drive winding. The two windings are firmly coupled to one another here and correspondingly polarized in order to achieve a feedback. Compared to the embodiment shown in FIG. 1 , the negative feedback circuit is omitted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electronic clock drive with the gear folder oscillation system, z. B. balance wheel or pendulum, attached part made of ferromagnetic material, which changes when approaching the drive coil of the inductance of a magnetic circuit and thus after reaching the triggering criterion via a blocking oscillator circuit working with a transistor and a blocking capacitor of the time-determining oscillating system directly supplies drive pulses, characterized in that the blocking capacitor (C) charged during the pulse duration is dimensioned and switched so that it only allows the formation of a single very short drive pulse during each half-cycle of the system, and that the electrical control energy for the transistor (T) operated as a switch is exclusively an electromagnetic one Feedback circuit or the operating current source (B) is taken, preferably in that an existing electrical balance between a feedback circuit (L, L2) and a negative feedback circuit (L., L,) in favor of the feedback circuit dan n is disturbed when the part (3) made of ferromagnetic material with low remanence enters the triggering angle range on the oscillating system, and that the magnetic energy stored in the coil core during the resulting current surge is used to prolong the drive pulse by the fact that it breaks off The voltage induced by the collapsing magnetic field in the windings (L1, L3) of the collector current pulse poles a semiconductor diode (D) connected in parallel in the direction of flow and thus closes the circuit for the driving current until the stored energy is consumed.

2. Clock drive according to claim 1, characterized in that the feedback branch (4, L "L2) and negative feedback branch (5, L., L4) are formed by two magnetically decoupled transformers with two windings each , one winding (L1) of the feedback branch at the same time is the drive coil, which works together with a part (3) made of material of low remanence of the oscillating system that is immersed in the air gap of the core (4) in such a way that its inductance is increased when the magnetic conductor is immersed and the resulting impulsive excitation generates an attraction pulse on the magnetic conductor (3) and thus exerts on the oscillating system. 3. Clock drive according to claim 1, characterized in that the windings (LI, L2) of the feedback transformer are combined to form a winding with a tap and the only winding (L. ) a coil forming the negative feedback branch is connected (Fig. 2) 4. Clock drive according to Claim 1, characterized in that characterized in that the semiconductor diode (D) is combined with the transistor to form a structural unit and is preferably accommodated in the same housing. 5. Watch drive according to claim 1 or the following, characterized by the use of a silicon transistor. Documents considered: French Patent Nos. 1090 564, 1092 411, 65 772, addendum to No. 1092 41 1; publicized (D6livr6) documents of French Patent No. 1,147,598. British Patent No. 601712; Die Uhr, 1957, Issue 3, pp. 18 to 20, 22, 24.