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Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb des Gangordnerschwingers
eines zeithaltenden Geräts Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den
kontaktlosen Antrieb des Gangordnerschwingers eines zeithaltenden Geräts, vorzugsweise
einer Uhr-, mit wenigstens einem Halbleiterverstärker, vorzugsweise Transistorverstärker,
der durch eine durch Relativbewegung zwischen einem Magnetsystem und einer Steuerspule
erzeugte Spannung gesteuert wird und ausgangsseitig die Triebspule durch fliessende,
auf den Gangordnerschwinger antreibend wirkende Stromimpulse liefert, und mit einer
von der Spannung an der Triebspule beaufschlagten Diode, welche den Eingang des
Halbleiterverstärkers beeinflusst
und die Steuerspannung bei Überschreiten
einer vorbestimmten Triebspulenspannung herabsetzt.
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Bei Halbleiterverstärker verwendenden Schalw tungsanordnungen der
genannten Art 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 dEnUmgebungsbedingungen, insbesondere der
Temperatur, abhängig sind. Es ist bereits bekannt, für die Amplitudenstabilislerung
eines ein Permanentmagnet-System tragenden Schwingers eine Wirbelstrombremse zu
verwenden.. welche von dem Permanentmagnet-System beeinflusst wird, sobald der Schwinger
eine bestimmte Amplitude überschreitet. Der Schwinger wird in diesem Falle durch
die Wirbelsträme 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
vernichtet wird. Das bedeutet eine zusätzliche Belastung der Stromquelle.
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Es Ist bereits bei ei-nem Schwingarbeitsgerät
mit
elektromagnetischem Antrieb, das auf die Frequenz des speisenden Wechselstroms 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 freischwingenden,
selbstgesteuerten Schwinger, sondern um ein Vibrationsgerät handelt, das im Takt
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 zu glätten, jedoch ergibt sich hiermit eine starke Temperaturabhängigkeit
der Steuerspannung.
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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
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.
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Es ist weiterhin ein zeithaltendes elektrisches Gerät mit einer selbsterregten,
in ihrer Eigenfrequenz durch elektromagnetische Antriebssysteme in Schwingung gehaltenen
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.
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Es ist schließlich auch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten
Art bekannt, bei welcher im Arbeitsstromkreis ein relativ niederohmiger SpannungsteZer
eingeschaltet ist, wobei ein nicht linearer Widerstand
mit exponentiell
verlaufender Strom-Spannungs-Charakteristik, zum Beispiel eine Diode, zwischen einem
Punkt des Spannungsteilers und der Basis des Transistors geschaltet ist, der oberhalb
einer bestimmten Klemmenspannung und damit oberhalb einer vorgegebenen unteren Grenzspannung
für die Speisespannungsquelle einen relativ niederohmigen Nebenschluß zur Basis-Emitter-Strecke
bzw. zur Kollektor-Basis-Diode des Transistors und dem damit in Reihe lJegenden
Teilwiderstand des Spannungsteilers bildet. Dabei kann statt eines besonderen Spannungsteilers
in der Emitterzuleitung des Transistors die Diodenzuleitung an einen Punkt der Arbeitswicklung
gelegt werden. Dies bedingt jedoch eine Arbeitsspule mit einer besonderen Anzapfung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine wirksame Amplitudenstabilisierung
gewährleistet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß parallel zur Triebspule
eine Begrenzerdiode mit Spannungsschwelle geschaltet Ist und in Reihe mit der Parallelschaltung
aus Triebspule und Begrenzerdiode ein Emitterwiderstand des Halbleiterverstärkers
liegt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird durch die Diode die
Spannung
an der Triebspule begrenzt, und es wird zusätzlich durch den Emitterwiderstand der
Eingangskreis des Halbleiterverstärkers im Sinne einer Verringerung der Triebimpulse
beaufschlagt.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Die grundlegende Antriebsschaltung ist an sich bekannt. Sie besteht
aus einem Transistor Tr 1, in dessen Basis-Emitter-Kreis eine Steuerspule
Ll liegt. Im Emitter-Kollektor-Kries des Transistors Trl liegt die Reihenschaltung
aus einer Speisespannungsquelle U
und einer Triebspule L2. Zwischen dem Verbindungspunkt
der Spannungsquelle U und der Triebspule L2 und der Basis der Transistors
Trl ist ein Neutralisationskohdensator Cn geschaltet, welcher das Auftreten von
Rückkupplungsschwingungen infolge der Kopplung der Spulen L, und L 2 verhindert.
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Da die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung grundsätzlich bekannt
ist, soll sie hier nur kurz erläutert werden. Mit den Spulen Ll und L2 wirkt ein
Permanentmagnetsystem zusammen. Vorzugsweise sind die Spulen L, und L2 fest angeordnet,
während das Permanentmagnetsystem
mit dem Gangordnerschwinger bewegt
wird. Durch das schwingende Permanentmagnetsystem werden in der Steuerspule L
1 Steuerimpulse erzeugt, welche den Transistor Tr, beeinflussen, so daß in
dessen Ausgangskreis die Triebspule L2 durch fliessende Stromimpulse auftreten,
welche antreibend auf das Permanentmagnetsystem einwirken.
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Erfindungsgemäß ist parallel zur Triebspule L2 eine Begrenzerdiode
D, mit möglichst steiler Kennlinie und scharfem Kennlinienknick geschaltet. In Reihe
mit der Parallelschaltung aus Triebspule L2 und Dj liegt im Emitter-Kreis des Transistors
Trl der Widerstand RE! Tritt an der Triebspule L2 eine Spannung auf, die gleich
der Schwellenspannüng der Diode D, ist, so wird diese Diode leitend und begrenzt,
die Spannung an der Triebspule L2 und damit auch den die Triebspule L2 durchfliessenden
Triebstrom. Änderungen der Spannung an der Stromquelle U ergeben praktisch
keine Änderungen der Amplitude des angetriebenen Gangordnerschwingers mehr. Mit
zunehmendem Diodenstrom nimmt auch der Emitterstrom zu, und es vermindert sich der
Basis-Strom um die an dem Emitterwiderstand RE anfallende Spannung RE x iE-Der Transistor
Trl wird somit weniger ausgesteuert und
es wird auf diese Weise
eine gewisse Regelwirkung erzielt. Es handelt sich hier um eine Gegenkopplung, bei
der eine dem Ausgangsstrom proportionale Spannung auf die Eingangsspannung wirkt.