DE1523933A1

DE1523933A1 - Schaltungsanordnung fuer den kontaktlosen Antrieb eines Gangordnerschwingers eines zeithaltenden Geraets

Info

Publication number: DE1523933A1
Application number: DE19651523933
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ganter
Original assignee: Gebrueder Junghans GmbH
Current assignee: Gebrueder Junghans GmbH
Priority date: 1965-05-21
Filing date: 1965-05-21
Publication date: 1969-10-16
Also published as: CH532279A; CH676166A4; CH522912A; CH1808567A4

Description

DH. ING. ERNST MAIER I W 4 O V <J PATBKTAHWAIT

8 MÜNCHEN 28

TIIHO» »t «0 BO, ·» Bl »J

A II965 50. Oktober 1968

EM/Be/Bx

Aktenzeichen: P 15 23 933-5 (J 28 182 IXb/83b) Anmelder : Firma Gebr. Junghans GMBH

Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb eines Gangordnerschwingers eines zeithaltenden Geräts

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb eines Gangordnerschwingers eines zeithaltenden Geräts, vorzugsweise einer Uhr, mit wenigstens einem Halbleiter-Verstärker, vorzugsweise Transistorverstärker, der durch eine durch die Relativbewegung zwischen einem Magnetsystem und einer Steuerspule erzeugte Spannung gesteuert wird und ausgangsseitig die Triebspule durchfließende, auf den Gangordnerschwinger antreibend wirkende Stromimpulse liefert, und mit von der Spannung an der Triebspule beeinflußten Schaltelementen, welche den

909842/0686

Sparkasse Schramberg Bankhaus Merdc, Finde & Co., München, Nr. 25 464 Bankhaus H. Aufhäuser, München, Nr. 53 597 Postsdtedc ι München 153 8 61 Telegrammadresse ι Patentsenior Unterlagen (Art. 7 § I Abs. 2 Nr. l Satz 3 des Änderungsfles. v. 4.9.1967)

Eingang des Halbleiterverstärkers beaufschlagen und die Steuerspannung bei Überschreiten einer vorbestimmten Tzfebspulenspannung herabsetzen.

Bei Halbleiterverstärker verwendenden Schaltungen für den kontaktlosen Antrieb von Gangordnerschwingern von zeithaltenden Geräten ist eine Stabilisierung der Schwingeramplitude des zeithaltenden Gangordnerschwingers von besonderer Wichtigkeit, da die von dem Halbleiterverstärker gelieferten Impulse von der Spannung der Stromquelle und von den Umgebungsbedingungen, insbesondere der Temperatur, abhängig sind. Es ist bereits bekannt, für die Amplitudenstabilisierung eines ein Permanentmagnetsystem tagenden Schwingers eine Wirbelstrombremse zu verwenden, welche von dem Permanentmagnetsystem beeinflußt wird, sobald der Schwinger eine bestimmte Amplitude überschreitet. Der Schwinger wird in diesem Falle durch die Wirbelströme gebremst und so auf die gewünschte Schwingungsamplitude zurückgeführt. Diese Stabilisierungseinrichtung ist aber nicht immer ausreichend wirksam. Nachteilig ist hierbei auch, daß die dem Schwinger zugeführte überschüssige Antriebsenergie vollständig vernichtet wird. Das bedeutet eine zusätzliche Belastung der Stromquelle.

9098 42/066 6

Es ist bereits bei einem Schwingarbeitsgerät mit elektromagnetischem Antrieb, das auf die Frequenz des speisenden Wechselstromes abgestimmt ist, bekannt, die Konstanthaltung der Schwingungsamplitude mit Hilfe einer in Abhängigkeit von der Amplitude der Schwingungen des Geräts erzeugten elektrischen Spannung zu bewirken, die einen im Speisestromkreis liegenden Magnetverstärker steuert. Abgesehen davon, daß es sich hier nicht um ein zeithaltendes Gerät mit einem frei-schwingenden, selbst-gesteuerten Schwinger, sondern um ä ein Vibrationsgerät handelt, das im Takte der Netzfrequenz zwangsweise angetrieben wird, setzt die Verwendung eines Magnetverstärkers einen möglichst gleichförmigen Steuerstrom voraus, der bei einem zeithaltenden Gerät der eingangs genannten Art nicht zur Verfügung steht. Es ist zwar möglich, die in einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art auftretenden Stromimpulse mit Hilfe eines RC-Gliedes su glätten, jedoch ergibt sieh hierbei eine starke Temperaturabhängigkeit der Steuerspannung.

Es ist weiterhin ein selbstgesteuerter mechanischer Schwinger bekannt, der unter Anwendung von Elektronenröhren in seiner Eigenfrequenz angetrieben wird, wobei Steuervorrichtungen vorgesehen sind, welche an einem RC-Glied eine von der

- 4 -909842/0)666

Schwingungsamplitude abhängige, die Amplitude der Schwingung begrenzende Vorspannung erzeugen. Auch hier ergibt sich infolge der Verwendung eines RC-Gliedes eine starke Temperaturabhängigkeit jedenfalls dann, wenn für den Antrieb des Schwingers eine verhältnismäßig niedrige Frequenz mit großem Tastverhältnis verwendet wird, wie sie bei einem zeithaltenden Gerät der eingangs genannten Art auftritt.

Es ist weiterhin ein zeithaltendes elektrisches Gerät mit einer selbsterregten, in ihrer Eigenfrequenz durch elektromagnetische Antriebssysteme in Schwingung gehaltene Stimmgabel als zeitbestimmendes Schwingglied unter Verwendung eines elektronischen Schwingkreises bekannt. Bei diesem Gerät wird eine Amplitudenstabilisierung durch eine bestimmte Bemessung der Triebspule erreicht, wodurch die in ihr erzeugte Gegen-EMK bei vergrößerter Amplitude einen solchen Wert erreicht, daß der Antriebsstrom vermindert wird. Eine solche Steuerung ist jedoch allein nicht genügend wirksam.

Es sind auch kontaktlos angetriebene mechanisch schwingende permanentmagnetische Systeme bekannt, durch deren Bewegung in einer Eingangsspule eines Transistors periodisch Steuerimpulse erzeugt werden, die in einer im Ausgangskreis

- 5 909842/0666

des Transistors liegenden Triebspule Stromimpulse bewirken. Dabei ist zwischen einem Punkt der Triebspule und der Basis des Transistors eine Diode geschaltet, die oberhalb einer vorgegebenen Speisespannung einen relativ niederohmigen Nebenschluß zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors und der damit in Reihe liegenden, im Ausgangskreis des Transistors vorgesehenen Triebspule bildet. Die Wirksamkeit einer solchen Diode zur Amplitudenstabilisierung ist aber begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Aufwand in einem weiten Bereich eine gute Amplitudenstabilisferung bewirkt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Steuerspule ein durch die Spannung an der Triebspule oder eine dieser Spannung proportionale Spannung steuerbarer Widerstand parallel geschaltet ist. Dabei kann als steuerbarer Widerstand ein Transistor vorgesehen sein, dessen Ausgangskreis parallel zur Steuerspule und dessen Eingangskreis parallel zur Triebspule geschaltet ist. In den Eingangskreis ™ des parallel zur Steuerspule geschalteten Transistors kann ein veränderbarer Widerstand eingeschaltet sein.

Es ist auch möglich, als steuerbaren Widerstand einen

- 6 -909842/0666

Transistor vorzusehen, dessen Ausgangskreis parallel zur Steuerspule und dessen Eingangskreis parallel zu einem im Ausgangskreis des Halbleiterverstärkers liegenden Widerstand geschaltet ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit zwei komplementären Transistoren,

Fig. 2 ein Schaltbild einer abgewandelten Schaltungsanordnung mit zwei Transistoren gleicher Leitungsart und

Pig. 3 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei welcher der Eingangskreis des Regeltransistors parallel zu einem im Emitterkreis des Haupttransistors liegenden Widerstand geschaltet ist.

Die grundlegende Antriebsschaltung für einen Gangordnerschwinger ist in allen gezeigten Beispielen im wesentlichen die gleiche. Sie besteht aus dem Transistor TrI, der im Basis-Emitterkreis dieses Transistors liegenden Steuerspule L₁, der im Emitter-Kollektorkreis des Transistors liegenden Reihenschaltung aus einer Stromquelle U_ß und Triebspule L₂ sowie

- 7 909842/0666

dem Neutralisationskondensator C_n, der das Auftreten von Rückkopplungsschwingungen infolge der Kopplung der Spulen L, und L₂ verhindern soll.

In Fig. 1 1st parallel zur Steuerspule L, die Emitter-Kollektor-Strecke eines zu dem Transistor TrI komplementären Transistors Tr2 geschaltet, dessen Basis über einen veränderbaren Widerstand R-, an den Verbindungspunkt zwischen Stromquelle Ug und Triebspule L₂ geführt ist. Der Eingangskreis des Transistors Tr2 liegt somit parallel zur Triebspule L₂ und wird durch die an dieser auftretende Spannung gesteuert. Mit zunehmender Spannung an der Triebspule L₂ wird der Widerstand der Emitter-KüIIektor-Strecke des Transistors Tr2 geringer und damit fließt ein immer größerer Anteil der in der Steuerspule L, ers'-u^en Spannung über den Transistor Tr2, wodurch die Aussteuerung des Haupttransistors TrI geringer und damit auch die Spannung der die Triebspule L₂ durchfließenden Stromimpulse kleiner"wird.

Der Vorwidersband R₁ dient zur Einstellung des Arbeitspunktes, d.h. zur Einstellung des Wertes, von welchem an der Transistor Tr2 wirksam werden soll.

9.0 9842/0666

Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist parallel zur Steuerspule L₁ ein Transistor Tr^ geschaltet, der die gleiche Leitungsart wie der Haupttransistor TrI hat. Im übrigen entspricht die Schaltung weitgehend derjenigen nach Pig. I. Der Widerstand R₂ im Basiskreis des Transistors Tr> dient auch hier zur Einstellung des Arbeitspunkfres.

Bei der Schaltung nach Fig. 5 sind ebenfalls Transistoren TrI und Tr4 gleicher Leitungsart verwendet. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr4 liegt hier ebenfalls parallel zur Steuerspule L₁, während der Eingangskreis, d.h. die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Tr4, parallel zu einem im Emitterkreis des Haupttransistors TrI liegenden veränderbaren Widerstand R_v, geschaltet ist. Mit Hilfe des Widerstandes ist der Einsatzpunkt des Transistors Tr4 einstellbar.

— Q -

909842/06

Claims

(NEUE)
Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb des Gangordnerschwingers eines zeithaltenden Geräts, vorzugsweise einer Uhr, mit wenigstens einem Halbleiter-Verstärker, vorzugsweise Transistorverstärker, der durch eine durch die Relativbewegung zwischen einem Magnetsystem und einer Steuerspule erzeugte Spannung gesteuert wird und ausgangsseitig die Triebspule durchfließende, auf den Gangordnerschwinger antreibend wirkende Stromirapulse liefert, und mit von der Spannung an der Triebspule beeinflussten Schaltelementen, welche den Eingang des Halbleiterverstärkers beaufschlagen" und die Steuerspannung bei Überschreiten einer vorbestimmten Triebspulenspannung herabsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspule (L-,) ein durch die Spannung an der Triebspule (Lp) oder eine dieser Spannung proportionale Spannung steuerbarer Widerstand (Tr₂,.Tr-, Trj,.) parallelgeschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Widerstand ein Transistor Tr^.) vorgesehen ist, dessen Ausgangskreis parallel

- 10 -

9.0 9 842/0666

zur Steuerspule (L₁) und dessen Eingangskreis parallel zur Triebspule (Lg) geschaltet ist.

5· Schaltungsanordnung nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingangskreis des parallel zur Steuerspule (L₁) geschalteten Transistors ein veränderbarer Widerstand (R_yl* R_y2) eingeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Widerstand ein Transistor (Trji) vorgesehen ist, dessen Ausgangskreis parallel zur Steuerspule (L₁) und dessen Eingangskreis parallel zu einem im Ausgangskreis des Halbleiterverstärkers (Tr₁) liegenden Widerstand (R_v-z) geschaltet ist.