DE1423515A1 - UEber eine elektronische Halbleiter-Verstaerkerschaltung kontaktlos angetriebener Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Geraets - Google Patents

UEber eine elektronische Halbleiter-Verstaerkerschaltung kontaktlos angetriebener Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Geraets

Info

Publication number
DE1423515A1
DE1423515A1 DE19571423515 DE1423515A DE1423515A1 DE 1423515 A1 DE1423515 A1 DE 1423515A1 DE 19571423515 DE19571423515 DE 19571423515 DE 1423515 A DE1423515 A DE 1423515A DE 1423515 A1 DE1423515 A1 DE 1423515A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
amplifier circuit
gear
dependent
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19571423515
Other languages
English (en)
Other versions
DE1423515B2 (de
Inventor
Glaser Dr Guenther
Fritz Herr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Junghans GmbH
Original Assignee
Gebrueder Junghans GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebrueder Junghans GmbH filed Critical Gebrueder Junghans GmbH
Publication of DE1423515A1 publication Critical patent/DE1423515A1/de
Publication of DE1423515B2 publication Critical patent/DE1423515B2/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/02Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum
    • G04C3/027Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum using electromagnetic coupling between electric power source and pendulum
    • G04C3/0278Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum using electromagnetic coupling between electric power source and pendulum the pendulum controlling the gear-train by means of static switches, e.g. transistor circuits

Description

  • Über eine elektronische Halbleiter-Verstärkerschaltung kontaktlos angetriebener Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Geräts. Die Erfindung betrifft einen über eine elektronische Halbleiter-Verstärkerschaltung kontaktlos angetriebenen Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Gerätes, vorzugsweise einer elektrischen Uhr, mit einer bei der Schwingung des Gangordners induktiv erregten Steuerspule im Eingangskreis der Verstärkerschaltung, bei welcher der elektronischen Verstärkerschaltung mindestens ein temperaturabhängiger Widerstand zum Ausgleich der Temperaturfehler des Ganges, z.B. infolge der Temperaturabhängigkeit des Halbleiter-Verstärkers, zugeordnet ist.
  • Es ist bekannt, zum kontaktlosen Antrieb eines Gangordners einer Uhr eine Halbleiter-Verstärkerschaltung zu verwenden, deren Temperaturabhängigkeit durch Verwendung wenigstens eines temperaturabhängigen Widerstandes ausgeglichen wird. Bei der bekannten Schaltung wird dem Eingang des Halbleiter-Verstärkers eine Vorspannung zugeführt, welche von einem temperaturabhängigen Spannungsteiler abgegriffen wird. Mit Veränderung der Temperatur ändert sich die Vorspannung am Halbleiter-Verstärker, wodurch dessen Verstärkung beeinflusst wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen über eine elektronische Halbleiter-Verstärkerschaltung kontaktlos angetriebenen Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Gerätes zu schaffen, bei welcher eine einfache und wirksame Temperaturkompensation erreicht wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer an sich bekannten Uhr mit einer ohne Vorspannungsglieder arbeitenden Verstärkerschaltung des temperaturabhängige Widerstand unmittelbar parallel zu den Ausgangsklemmen der Steuerspule geschaltet ist. Vorzugsweise wird als temperaabhängiger Widerstand ein Gleichrichterelement mit temperaturabhängigen Halbleiter-Eigenschaften verwendet. Durch die erfindungsgemäße.Schaltung wird parallel zur Steuerspule ein Nebenschluss geschaffen, welcher einen mit der Temperatur sich ändernden Teil des Steuerstromes fährt. Dieser Stromanteil gelangt nicht zur Einwirkung auf den Halbleiter-Verstärker. Es wird somit ein Teil der vom Gangregler erzeugten Steuerleistung in dem Widerstand vernichtet. Der Gangregler erfährt somit mit sich ähdernder Temperatur eine veränderliche Dämpfung, und es wird gleichzeitig die am Eingang des Halbleiter-Verstärkers zur Verfügung stehende Steuergröße geändert und damit auch die auf die Triebspule einwirkende Ausgangsleistung.Die erfindungsgemäße Anordnung hat deshalb einen besonders günstigen Einfluss auf die Stabilisierung des Gangordners.
  • Es ist bekannt, dass die.Stromstärke in einem Transistor von der Temperatur abhängt. Dies ist in Fig. la dargestellt, bei der der Kollektorstrom ic eines in Emitter-Schaltung betriebenen Transistors in Abhängigkeit von der Spannung Ub zwischen Basis und Emitter für OOC und 400C dargestellt ist. Dabei. durchfließt der Kollektorstrom ic einen Widerstand Ra. Legt man einen dem Gangregler induktiv, kapazitiv oder galvanisch entnommenen Spannungpimpuls zwischen Basis und Emitter, der den in Fig. 1b gezeichneten zeitlichen Verlauf haben möge, so ergibt sich der durch den Spannungsimpuls erzeugte zeitliche Verlauf des Kollektorstromes gemäß Fig. 10. Durch diesen Strom wird ein mechanischer Impuls auf den Gangregler erzeugt, der, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, von der Temperatur abhängt. Diese Temperaturabhängigkeit wirkt sich sowohl auf die Größe des mechanischen Impulses als auch auf seine Phase aus. Die Kurve 2a zeigt den von der Stromeinheit in der Zeiteinheit erzeugten mechanischen Impuls dJ/dt in Abhängigkeit von der Zeit. Fig. 2b zeigt, schematisch vereinfacht, den zeitlichen Stromverlauf bei tiefer und hoher Temperatur. Die Stromimpulse bewirken den durch die entsprechende Schraffierung gekennzeichneten mechanischen Impuls J = dJ/dt # dt. Die Schwerpunkte dieses Impulses bei der Temperatur 1 (0'C) und 2 (400C) fallen nicht zusammen und liegen, je nach dem wo der Impuls zeitlich ausgelöst wird, auf verschiedenen Seiten.
  • Nun beeinflußt die Impulsphase direkt den Gang einer Uhr. Die prozentuale Änderung a,T/T der Schwingungsdauer des Gangreglers beträgt: Hierbei ist A die Energiezufuhr des mechanischen Impulses,OC 1 die Amplitude, bei der der Impuls erfolgt, und 0C0 die maximale Amplitude des Gangreglers. Bekanntlich ist CpC= (X0 # ein w t. D ist das Direktionsmoment der rücktreibenden Kraft des Gangreglers.
  • Es ist bekannt, daß der Gang einer Uhr von der Amplitude des Gangreglers abhängt. Letztere ist aber, im Energiegleichgewicht von der Energiezufuhr A und damit von der Größe des Impulses abhängig, sowie von der Dämpfung des Gangreglers.
  • Eine Temperaturveränderung bringt also durch Änderung des Transistorstromes eine Amplitudenveränderung und dadurch eine Gangänderung. Liegt ferner der Impulsschwerpunkt 2 bei höherer Temperatur zeitlich vor dem Impulsschwerpunkt 1 bei niederer Temperatur, so geht die Uhr bei 2 gegenüber 1 vor. Die Wirkungen der Impulsvergrößerung und der Phasenverschiebung können so gerichtet sein, daß sie sich verstärken, vermindern oder aufheben.
  • Diese prinzipiellen Erkenntnisse erlauben folgende Möglichkeiten der Kompensierung der durch den Transistor und die Uhr selbst sich ergebende Änderung des Ganges mit der Temperatur.
  • 1.) Mechanische Kompensierung.
  • Bei gegebenem Steuer- und Arbeitsimpuls ergibt sich eine bestimmte Temperaturabhängigkeit des Ganges. Es ist bekannt, diese bei Pendeluhren durch eine Pendelstange unter Verwendung von zwei Stoffen mit verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten mittels Bimetallen zu kompensieren. Im vorliegenden Falle ist die dadurch erreichbare Temperaturkompensierung meist nicht ausreichend und außerdem schwer veränderbar. Eine wirksamere Gangänderung läßt sich bei magnetisch gesteuerten Gangreglern durch die Annäherung eines ferromagnetischen Teiles oder eines Magneten erreichen. Diese Annäherung kann nun in wirksamer Weise durch einen Bimetallstreifen erfolgen. Fig. 3 gibt ein schematisches Beispiel für eine Pendeluhr. Dabei bedeutet BM den Bimetallstreifen mit großer thermischer Verbiegung, der einen Magneten M trägt. Seine Einspannung E kann sowohl in seitlicher Richtung 1 als auch in der Höhe h verändert werden und damit sowohl die Gangänderung je Grad Celsius als auch der absolute Gang eingestellt werden. Durch Einstellschrauben bei a und b kann eine Begrenzung erfolgen. Sinngemäß kann anstelle des Bimetallstreifens auch eine andere durch die Temperatur bedingte Verschiebung des ferromagnetischen Teiles bzw. Magneten M verwendet werden. 2.) Dämpfungswiderstand.
  • Durch eine Dämpfung kann der Gang beeinflußt werden. Es ist wesentlich günstiger, die Dämpfung durch einen zur Steuerspule S parallelgeschalteten Widerstand Rp in Verbindung mit einem Vorwiderstand R, durchzuführen, als durch einen nutzlos Arbeitsenergie verzehrenden Widerstand parallel zur Arbeitsspule .k oder durch einen temperaturabhängigen, ebenfalls Energie verzehrenden Widerstand Re vor dem Emitter. Hei vorgegebener Spulenanordnung von Steuerspule und Arbeitsspule gibt es opti-male Werte von Rp und R., die in einer für die Dämpfung erträglichen Weise eine Temperaturkompensierung ermöglichen. Fig. 4 gibt hierfür ein Meflbeispiel, in dem der Gang in sec/Tag in Abhängigkeit vom Parallelwiderstand Rp aufgetragen ist. Beim Wert Rpl ist der Gang für alle Temperaturen nahezu gleich. Um einen konstanten Gang (g2) zu erreichen, bei einem unter Umständen günstigen Parallelwiderstand, kann man zu dem Parallelwiderstand R p2 einen temperaturabhängigen Widerstand RT schalten, der in der gemäß Fig. 4 eingezeichneten Weise den Gang kompensiert.
  • Es sind auch Kombinationen zwiachen Serien- und Parallelschaltung von temperaturabhängigen Widerständen und temperaturunabhängigen Widerständen möglich.
  • 3.) Temperaturabhängige Veränderung der Kuryenform der Steuerspannung.
  • Anstelle einen zur Steuerspule parallelgeschalteten Widerstands kann man eine Diode mit Halbleitereigenschaften, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Widerstand verwenden. Die Diode sperrt beim Rücklauf des Gangreglers und verursacht dann keinerlei Dämpfung, so daB der Transistor beim Rückschwingen des Gangreglers durch eine hohe Spannung auch bei hoher Temperatur sicher gesperrt wird. In der Phase des Arbeitsimpulses jedoch leitet die Diode, und zwar umso besser, je höher die Temperatur ist. Der auf den Transistor einwirkende Spannungsimpuls Ub wird daher gemäß Fig. 5a umso kleiner, je höher die Temperatur ist. Von einer bestimmten, strichpunktiert gezeichneten Spannung an hat der Kollektorstrom infolge der strombegrenzenden Wirkung des Außenwiderstandes Ra sein Maximum erreicht. Der Strom wird dann bei einem Pendel mit induktiv wirkender Arbeitsspule infolge der Gegeninduktivität der Arbeitsspule noch in der punktierten Weise verringert (Abb.5b). Bei höherer Temperatur wirkt die niedrigere Steuerspannung so, gemäß der eingezeichneten Kurve, daß der gesamte Arbeitsimpuls nahezu gleich bleibt und damit auch der Gang. Durch eine geeignete Kombination der Temperatur-und Spannungsabhängigkeit der Diode mit einem Vorwiderstand geeigneter Eigenschaften kann bei gegebener Spulenanordnung eine gute Temperaturkompensation erreicht werden.
  • Die Diode parallel zur Arbeitsspule zu schalten, würde zwar prinzipiell auch eine Temperaturkompensierung ermöglichen, aber wegen des Energieverlustes im Arbeitskreis nicht die günstige Wirkung haben. 4.) Gegenseitige Verschiebung von Steuerspule und Arbeitsspule.
  • Aus der Fig. 2 geht schon hervor, daß die Spulenstellung einen Einfluß auf den Einsatz des Impulses und damit auf die Temperaturabhängigkeit des Ganges hat.' Bei einer magnetischen Steuerung und Impulsübertragung kann man zur Steuerung und Impulsübertragung entweder die Steuer- und Arbeitsspule auf die verschiedenen Pole N, S wirken lassen oder auch auf denselben Pol N oder S, wie dies Fig. 6 und 7 zeigen.
  • Bei zweiseitiger Spulenanordnung hat man die Möglichkeit, die eine Spule, sei es Steuerspule oder Arbeitsspule oder beide, zu verschieben und damit den Impulseinsatz im Sinne der Abb. 2 zu verschieben, möglichst jedoch so, daß der Schwerpunkt des mechanischen Impulses zur Zeit größter Pendelgeschwindigkeit erfolgt. Dadurch läßt sich gemäß Fig. 6b eine weitgehende Änderung des Ganges je Temperaturänderung Q g/A J-erzielen, die sowohl positiv als auch negativ sein kann. Dabei ist auf der Abszisse die Verschiebung der Spule aufgetragen, auf der Ordinate die Gangänderung p g in sec/Tag, wenn der Transistor von 100C auf 400C erwärmt wird. Man erkennt, daß man durch eine solche Verschiebung der Spulen das Pendel so ausgleichen kann, daß der Gang der Uhr bei veränderlicher Temperatur praktisch konstant bleibt. Bei einseitiger Spulenanordnung kann man die Spulen nur auf einen Pol wirken lassen. Eine leichte Verschiebung der beiden Spulen gegeneinander ist hierbei nicht bequem.
  • Andererseits kann man eine solche feste gegenseitige Zage der Spulen wählen, daß ein vorgegebener Temperaturgang des Pendels oder der Unruhe ausgeglichen wird. Eine gleichzeitige Verschiebung beider Spulen gegenüber dem Magnetpol bzw. gegenüber der Zage größler Pendelgeschwindigkeit bewirkt gemäß Fig. 7 eine geringe Änderung ,d g des Ganges bei Temperaturänderung. Auch hiermit kann man also durch Verschiebung beider in festem Abstand zueinander befindlicher Spulen die Temperaturabhängigkeit vermindern oder kompensieren.
  • Bei der einseitigen Spulenanordnung ist die Kopplung zwischen Steuerspule und Arbeitsspule auch ohne Bewegung des Pendels so stark, daß dadurch eine Selbsterregung zwischen Steuerkreis und Arbeitskreis infolge Rückkopplungsschwingungen auftreten kann, die unter Umständen zu hohen Wechselstromverlusten führen kann oder ungleichmäßigen Impuls ergibt. Es ist daher von Vorteil, zur Vermeidung dieser Selbsterregung einen Neutralisationskondensator zwischen Kollektor und Basis zu legen. Die Batterie wird schaltungsmäßig vorteilhafterweise so angeordnet, daß nur höchstens drei Anschlüsse von der Spulenanordnung mit Transistor zur Batterie samt Kondensator führen. Eine Dämpfung dieser Rückkopplungsschwingungen durch Ohm'sche Widerstände würde einen unnötigen Energieverlust bedingen und nur bei relativ loser Kopplung mit erträglichen Leistungsverlusten vertretbar sein. Parallel zu den Spulen gelagerte Kondensatoren müßten zur Vermeidung der Selbsterregung ungünstiger bemessen werden.
  • Die Temperaturabhängigkeit der Halbleiter ist eine a physikalische Tatsache. Sie ist bei den Silicium-Transistoren zwar geringer als bei den Germanium-Transistoren. Da aber alle Halbleiterverstärker temperaturabhängig sind, muß der Einfluß dieser Temperaturabhängigkeit auf den Gang bei allen elektronischen Halbleiterverstärkern berücksichtigt werden. Da man sie mit den angeführten Mitteln eliminieren kann, spielt die Temperaturabhängigkeit des mechanischen Gangreglers selbst keine Rolle mehr. Man kann daher einfachere mechanische Teile für den Gangregler verwenden. So müssen z.B. die Unruhspirale oder die Pendelstange nicht von vornherein temperaturkompensiert sein.

Claims (2)

  1. P A T E N T ANS P R Ü C H E 1. Über eine elektronische Halbleiter-Verstärkerschaltung kontaktlos angetriebener Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Gerätes, vorzugsweise einer elektrischen Uhr, mit einer bei der Schwingung des Gangordners induktiv erregten Steuerspule im Eingangskreis der Verstärkerschaltung, bei welcher der elektronischen Verstärkerschaltung mindestens ein temperaturabhängiger Widerstand zum Ausgleich der Temperaturfehler des Ganges, z.B.infolge der Temperaturabhängigkeit des Halbleiter-Verstärkers, zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daB - bei Verwendung einer an sich bekannten Uhr mit einer ohne Vorspannungsglieder arbeitenden Verstärkeruchaltung - der temperaturabhängige Widerstand unmittelbar parallel zu den Ausgangsklemmen der Steuerspule geschaltet ist.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängiger Widerstand ein Gleichrichter-. element mit temperaturabhängigen Halbleitereigenschaften verwendet ist.
DE19571423515 1957-10-25 1957-10-25 Ober eine elektronische Halbleiter-Verstärkerschaltung- kontaktlos angetriebener Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Gerätes Pending DE1423515B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEJ0013902 1957-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1423515A1 true DE1423515A1 (de) 1969-07-03
DE1423515B2 DE1423515B2 (de) 1970-02-05

Family

ID=7199297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19571423515 Pending DE1423515B2 (de) 1957-10-25 1957-10-25 Ober eine elektronische Halbleiter-Verstärkerschaltung- kontaktlos angetriebener Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Gerätes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1423515B2 (de)

Also Published As

Publication number Publication date
DE1423515B2 (de) 1970-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3320509C2 (de) Elektronischer Näherungsschalter
DE947375C (de) Relais-UEbertragungsschaltung mit Transistor
DE1209961B (de) Schaltungsanordnung fuer den elektrisch angetriebenen Schwinger eines zeithaltenden Geraetes
DE1039945B (de) Schaltungsanordnung zur kontaktlosen elektrischen Unterhaltung der Schwingung eines selbstgesteuerten Gangreglers einer elektrischen Uhr unter Anwendung einer elektronischen Rueckkopplungs-Schaltung
DE1423515A1 (de) UEber eine elektronische Halbleiter-Verstaerkerschaltung kontaktlos angetriebener Gangordner eines zeithaltenden elektrischen Geraets
DE1488740A1 (de) Elektromagnetischer Schwinganker
DE1773718C3 (de) Antriebsschaltungsanordnung für einen Gangordnerschwinger eines zeithaltenden Geräts
DE1300867B (de) Elektronischer Uhrenantrieb
CH425644A (de) Transistor-Schaltverstärker für sich selbst steuernde Uhrenantriebe
DE1194455B (de) Transistor-Schaltverstaerker, insbesondere zur Anwendung bei sich selbst steuernden Uhrenantrieben
DE1523991C3 (de) Antriebsschaltung für einen mechanischen Resonator
DE744764C (de) Elektrische Regeleinrichtung mit Schwingregler
DE1789976U (de) Uhr mit mitteln zur kompensation der temperaturbeeinflussung der gangreglerschwingungen, insbesondere elektromagnetisch angetriebene uhr.
DE1207886B (de) Elektronischer Uhrenantrieb
DE1173031B (de) Kontaktlos gesteuerte zeithaltende Antriebs-vorrichtung, insbesondere fuer Armbanduhren
DE2011367B2 (de) Schaltungsanordnung fuer den elektrisch angetriebenen schwinger von elektronischen zeitgebern
DE2038185A1 (de) Elektronische Uhr
DE2036330A1 (de) Verfahren zur automatischen Amplituden regelung von elektromechanischen Schwingern
DE1909543A1 (de) Schaltungsanordnung fuer den permanentmagnet-dynamischen Antrieb eines mechanischen Schwingers oder Rotors,insbesondere eines zeithaltenden Geraetes
DE1523991A1 (de) Antriebsschaltung fuer einen Resonator
DE1246594B (de) Elektronisches zeithaltendes Geraet mit ueber eine Transistorschaltung im Normalbetrieb kontaktlos gesteuerter Unruh
DE2031451A1 (de) Schaltungsanordnung für den permanentmagnet-dynamischen Antrieb eines Schwingsystems
DE1136778B (de) Von sich aendernder Gleichspannungsquelle gespeiste elektromagnetische Antriebs- und/oder Gangregler-Anordnung, vorzugsweise fuer Uhren
DE1099949B (de) Als Gangordner eines zeithaltenden Geraets dienender mechanischer Schwinger mit kontaktfreier Steuerung
DE1119777B (de) Zeithaltendes elektrisches Geraet