DE1673762B2 - Schaltungsanordnung fuer den kontaktlosen antrieb eines schwingenden oder umlaufenden gliedes, vorzugsweise eines gangordnerschwingers fuer zeithaltende geraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb eines schwingenden oder umlaufenden Gliedes, vorzugsweise eines Gangordnerschwingers für zeithaltende Geräte, unter Verwendung einer einen Steuertransistor und einen Antriebstransistor enthaltenden Kippschaltung mit komplementären Transistoren und einer einzigen, von einem relativ zu ihr bewegten, vorzugsweise am schwingenden oder umlaufenden Glied angeordneten Magnetsystem beaufschlagten Spule, welche im Ausgangskreis des Antriebstransistors liegt.

Es ist eine Schaltungsanordnung der genannten Art für den Antrieb eines Gangordners für zeithaltende Geräte bekannt (DT-AS 11 66 101), bei welcher eine als Kippgenerator arbeitende monostabile oder astabile Kippschaltung vorgesehen ist, die durch die in der Spule induzierte Spannung synchronisiert wird. Zu diesem Zweck ist ein Ende der Spule über einen Kondensator an die Basis des Steuertransistors angeschlossen. Der hier erforderliche Kondensator besitzt verhältnismäßig große Abmessungen, was für den Einbau in Uhrgehäuse, insbesondere in Armbanduhrgehäuse, nachteilig ist. Bei dieser Schaltungsanordnung ist außerdem die Impulsdauer unabhängig von der Schwingungsamplitude konstant, wodurch eine Konstanthaltung der Schwin

geramplitude erschwert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich mit geringen Abmessungen verwirklichen läßt und bei welcher die Impulsdauer mit zunehmender Geschwindigkeit des anzutreibenden Gliedes geringer wird, so daß eine gewisse Geschwindigkeitsstabilisierung bewirkt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Magnetsystem und Spule so ausgebildet und angeordnet sind, daß in der Spule paarweise Impulse mit wechselnder Polarität erzeugt werden, nämlich pro Halbschwingung 1 Impulspaar, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der erste Impuls eines Impulspaares eine Polarität aufweist,

die geeignet ist, den Steuertransistor zu öffnen, daß ferner die Transistorschaltung als bistabile Kippschaltung aufgebaut ist, bei der jeweils beide Transistoren Jetten oder sperren, und daß schließlich die Spule unmittelbar im Eingangskreis des Steuertransistors liegt.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung entstehen, anders als bei der eingangs zitierten DT-AS. immer Impulspaare mit einer positiven und einer negativen Halbwelle, von denen das er* te Impulspaar zur Leitendsteuerung der Kippschaltung dient.

Vorzugsweise wird als Steuertransistor ein Silizium-Transistor verwendet. Im Eingangskreis des Steuertransistors, vorzugsweise in dessen Emitter-Zuleitung, kann in Reihe mit der Spule ein Widerstand liegen. Im Ausgangskreis des Steuertransistors kann ein Widerstand vorgesehen sein, an den die Eingangselektroden des Antriebstransistors angeschlossen sind. Diese Maßnahme ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn als Antriebv insistor ein Germanium-Transistor verwen-

det wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispie! näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. I ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der in der Spule induzierten Spannung in Abhängigkeit von der Zeit und F i g. 3 eine graphische Darstellung des Ausgangsstromes des Antriebstransistors in Abhängigkeit von der Zeit.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Schaltung schematisch dargestellt. Sie kann für den Antrieb eines Schwingers oder eines umlaufenden Gliedes verwendet werden. Das anzutreibende Glied ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Antrieb erfolgt über die Spule Sp, die mit einer Magnetanordnung, vorzugsweise einer Permanentmagnetanordnung, zusammenwirkt. Vorzugsweise ist die Spule Sp feststehend, während sich die Magnetanordnung auf dem bewegten Glied befindet.

Die Spule Sp und die Magnetanordnung sind in an sich bekannter Weise so ausgebildet und angeordnet, daß bei der Bewegung des Magneten relativ zur Spule in dieser paarweise Impulse mit wechselnder Polarität auftreten, deren Amplitude vorzugsweise gleich ist.

Die Schaltungsanordnung enthält zwei Transistoren Ti und T2, die zu einer bistabilen Kippschaltung zusammengeschaltet sind. Ti ist der Steuertransistor, in dessen Eingangskreis die Spule Sp liegt. Die Spule 5p liegt gleichzeitig im Ausgangskreis des Antriebstransistors 72 in Reihe mit einer Spannungsquelle U₀.

In der dargestellten Schaltung ist der Steuertransistor Π ein npn-Transistor, während der Antriebstransistor T2 ein pnp-Transistor ist. Natürlich kann die Anord-

nung auch umgekehrt sein, so daß der Transistor 7 1 ein pnp-Transistor ist, während der Antriebstransistor ?~2 ein npn-Transistor ist.

Der Steuertransistor 71 ist wegen der Temperaturstabilität zweckmäßig ein Silizium-Transistor, während der Antriebstransistor 72 ein Germanium-Transistor sein kann. In diesem Falle wird im Ausgangskreis des Steuertransistors Ti ein Widerstand R3 vorgesehen, von welchem die Steuerspannung für den Antriebstransistor T2 abgenommen wird. In der Basiszuleitung des Antriebstransistors T2 ist noch ein Widerstand R 2 vorgesehen. Auch in der Basiszuleitung zu dem Steuertransistor Ti ist ein Widerstand R 1 vorgesehen. Dieser Widerstand R i kann auch in die Emitter-Zuleiiung des Transistors 71 gelegt werden, in welchem Falle der Widerstand kleiner ausgeführt werden kann.

Es wird angenommen, daß die beiden Transistoren Π und T2 gesperrt sind. In diesem Falle liegt an der Basis des npri-Transistors Ti eine negative Spannung, wahrend an der Basis des pnp-Transistores T2 positive Spannung liegt, so daß beide Transistoren gesperrt bleiben. Wird nun das in der Zeichnung nicht dargestellte Glied, beispielsweise ein Gangordnerschwinger einer Uhr. bewegt, so wird in der Spule Sp eine Spannung induziert, deren zeitlicher Verlauf in F i g. 2 dargestellt ist. Die in der Spule 5p induzierte Spannung ist eine Wechselspannung, deren eine Halbwelle im Sinne einer Aussteuerung auf den Steuertransistor T \ wirkt. In F i g. 2 ist mit </ die Ginschaltschwelle des Transistors 7 1 bezeichnet. Diese Einschaltschwelle u wird nach einer Zeitspanne a' erreicht. Nach dieser Zeilspanne wird der Steuertransistor 71 ausgesteuert, wodurch der Widerstand der Emitier-Kollektor-Sircckc des Steueriransistors 71 schlagartig verringert wird. Dadurch erhält der Antriebstransistor 72 an seiner Basis eine negative Vorspannung, so daß auch er ausgesteuert wird. Die Spule 5p wird damit von einem Strom durchflossen, wie er in Fig, 3 dargestellt ist. Die gezeigte Einsattelung ergibt sich durch die vom Permanentmagnetsystem in der Spule Sp induzierte Spannung.

Sobald das vom Magnetsystem erzeugte Magnetfeld die Spule 5p wieder verläßt, wird die Polarität der Spannung umgekehrt, wodurch der Stcueriransistor 71 wieder gesperrt wird. Dadurch erhält der Antriebstransistor 72 an seiner Basis positive Spannung, so daß auch er gesperrt wird. Der Strom durch die Spule Sp wird damit unterbrochen, und es kann sich bei einem Gangordnerschwinger als angetriebenes Glied dieser frei weiter bewegen.

Sobald die Spule Sp wieder von neuem in den Bereich des Magnetfeldes gerät, wiederholt sich der beschriebene Vorgang.

Wie bereits erwähnt, kann aie Leitfähigkeitsart der Transistoren auch umgekehrt sein, als es in der Zeichnung dargestellt ist. In diesem Falle muß natürlich auch die Polarität der Spannungsquelle Uo umgekehrt werden.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann unter Verwendung von Schaltelementen sehr geringer Größe verwirklicht werden, so daß sie sich insbesondere zur Herstellung von sogenannten integrierten Schaltungen eignet.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt sich auch sehr gut unter Anwendung der Hybridtechnik herstellen. Die Herstellung der bekannten Schaltungen in Hybridtechnik oder als integrierte Schallungen bereitet dagegen Schwierigkeiten, da sich Kondensatoren in diesel Technik nicht herstellen lassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb eines schwingenden oder umlaufenden Gliedes, vorzugsweise eines Gangordnerschwingers für zeithaltende Geräte, unter Verwendung einer einen Steuertransistor und einen Antriebstransistor enthaltenden Kippschaltung mit komplementären Transistoren und einer einzigen, von einem relativ zu ihr bewegten, vorzugsweise am schwingenden oder umlaufenden Glied angeordneten Magnetsystem beaufschlagten Spule, welche im Ausgangskreis des Antriebstransistors liegt, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetsystem und Spule (Sp) so ausgebildet und angeordnet sind, daß in der Spule paarweise Impulse mit wechselnder Polarität erzeugt werden, nämlich pro Halbschwingung 1 Impulspaar, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der erste Impuls eines Impulspaares eine Polarität aufweist, die geeignet ist, den Steuertransistor zu öffnen, daß ferner die Transistorschaltung als bistabile Kippschaltung aufgebaut ist, bei der jeweils beide Transistoren leiten oder sperren, und daß schließlich die Spule (Sp) unmittelbar im Eingangskreis des Steuertransistors liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuertransistor (7M) ein Silizium-Transistor ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingangskreis des Steuertransistors (Ti) vorzugsweise in dessen Ernitter-Zuleitung, in Reihe mit der Spule (Sp) ein Widerstand (R 1) liegt.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis des Steuertransistors (Ti) ein Widerstand (R 3) liegt, an den die Eingangselektroden des Antriebstransistors (Tl) angeschlossen sind.