DE1963293C - Anordnung, insbesondere für elek tronische Uhren, zur Regelung der Fre quenz eines Schwingsystems mittels eines Kondensators - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, insbesondere F i g. 1 zeigt die elektrische Schaltung des Ausfür elektronische Uhren, zur Regelung der Frequenz führungsbeispiels und

F i g. 2 zeigt an bestimmten Stellen der Schaltung nach F i g. 1 auftretende elektrische Signale.

Die dargesteUte Schaltung weist einen Parallelschwingkreis, bestehend aus der Spule L₁ und der Kapazität C₁, auf. Dieser Schwingkreis ist mittels eines Kondensators C. mit einem Zweiwegeschalter, bestehend aus den Transistoren T₁ und T₂, verbunden. Die Transistoren T₁ und T₁ sind mit ihrer Emitter-Kollektor-Strecke so zueinander parallel geschaltet, daß der Emitter des einen am Kollektor des anderen Transistors liegt. Mittels eines Widerstandes R₁ und eines Kondensators C₃ wird die Basis des Transistor.; T₃ auf einem konstanten positiven Gleichpotential gehalten.

Mittels eines Kondensators C₄ ist der Schwingkreis L₁, C₁ mit dem Eingang eines C-Verstärkers verbunden, welcher aus dem Transistor T₃ und den Widerständen R, und R₃ besteht. Diesem Verstärker folgt ein Zeitglied C₅, R_A, F₄ und R_b. Dieses Zeitglied steuert ,!ie Basis des Transistors JT₁ des Zweiw^geschalters..

Fig. 2 zeigt im Stromkreis nach F i g. 1 auftretende Signale. Die im Diagramm A der F ι g. 2 dargestellte Sinusspannung erscheint an der Stelle A, d. h. an den Klemmen des Schwingkreises L₁, C₁. Der Transistor T₃ wird jeweils während einer verhältnismäßig kurzen Zeit durch die Maxima der negativen Halbwellen dieser Sinusspannung leitend, und die dabei auftretenden kurzen Impulse, die im Diagramm B der F i g. 2 dargestellt sind, laden den Kondensator C₅ periodisch über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T_t. Je nach dem eingestellten Widerstandswert der Transistor T₁ jeweils wahrend der garnen HaIbwelle leitend bleibt. Andererseits kannd|eDa jer dieser Steuerimpulse so weit herabgesetzt weraer, .«* Transistor T₁ überhaupt nicht leitend wird. Intern

Fall bleibt der Schalter wahrend der ganzer» gungsdauer offen, weil dann nam «^h ^™ stör T₁ kein Strom mehr fließt. Auf di möglich, das Verhältnis ZW₁ScJe_n Schljeteeit und Öffnungszeit des Schalters von ^ta"™»?¹ t. variieren, indem die Zeitkonstante des ^Zuf >^ed"J^' A₄ entsprechend eingesteht wird. Der scnem Kapazitätswert des ^Kondlⁿ»^l°" ^^^ zwischen Null und dem ^tatsac,^hlichfⁿ _nt^^f des Kondensators variiert werden. Entsprechend x₅ Wert vo«.C, im Verhältnis zum \Ver<.vor> C, ka η d. Resonanzfrequenz des Schwingkreises in weiteren oaer engeren Grenzen variiert .^werden_ .

Beim Ausführungsbeisp.el gemäß' J »|_u J ^lf ^an| nommen, daß die Dauer < . ^«nmpulse α,den »o Transistor T₁, d. h. den Schaker *°" ^Ma™ ^m

Potentiometers R, eingestellt werden_kann Uie im pulsdauer kann jedoch auch ^™^ Mittel, beispielsweise mittels eines von einem s.gnal gesteuerten^Transistors> verändert-£

*₅ zugsweise kann das ^^rh^^ms ^°" °^ff"

Schließzelt des Schalters mittels eines

steuert werden, welches « ^J

hört. Die dargesteUte Schaltung kann

weise mittels integrierter ^Str™*™% den. Die Schaltung ist von

die Zeitmessung, wo die

ιαταΓi ^

gemäß Diagramm C de'r F i g. 2 auf. Während Jer ⁸Daue, ■·.«« positiven „nputo is. der T,a„»is,„r Γ, 'S" der Transistor T, stets in einer Riehtung leitend

Osallators »nd ein«

gcmU

F i g. 1

_Syslenu.

am Schalter setzen ein, wenn die Spannung im Punkt durch das Maximum ihrer negativen Halbwelle geht, maß Fig. 1.
An Stelle

_{elektronischen} Schalters gemäß deseieKtr _Shjt

eissasv

der Basis des Transistors T₁ entspracht Diese Schließ-

gj;tr^e?,siec

Die Dauer der Steuerimpulse kann erhöht werden, bis |MHf?

^^ngJJ^J _mechani_schen und elektrichen Weise beeinflußt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

\ 2 ... eines Schwingsystems mittels eines Kondensators, der Patentansprüche: an das Schwingsystem über einen elektronischen

1. Anordnung, insbesondere für elektronische Schalter periodisch während variabler Intervalle ange-Uhren, zur Regelung der Frequenz eines Schwing- schaltet werden kann, deren Dauer in Abhängigkeit systems mittels eines Kondensators, der au das 5 von der Frequenz des Schwingsystems durch einen Schwingsystem über einen elektronischen Schalter Steuerstromkreis veränderbar ist.

periodisch während variabler Intervalle angeschal- Eine derartige Anordnung ist bereits vorgeschlagen tet werden kann, deren Dauer in Abhängigkeit von worden (deutsche Offenlegung?schnft 1 *1 / 620). der Frequenz des Schwingsystems durch einen Aus der USA.-Patentschrift 3 319 \ⁿ? ist eine An-Steuerstromkreis veränderbar ist, dadurch ge- ίο Ordnung zur Regelung der Frequenz eines Schwingkennzeichnet, daß der Steuerstromkreis systems mittels eines Kondensators, der an das Mittel zur Erzeugung von Steuerimpulsen mit in Schwingsystem über einen variablen elektronischen Abhängigkeit von der Frequenz des Schwing- Widerstand angeschaltet ist, dessen Wert in Abhängigsysiems variabler Impulsdauer und einer Folge- keit von der Frequenz des Schwingsystems durch einen frequenz, die der Frequenz des Schwingsystems 15 Steuerstromkreis veränderbar ist, bekannt, entspricht, enthält, und daß diese Impulse den Durch Veränderung eines variablen elektronischen elektronischen Schalter steuern, so daß ihre Dauer Widerstandes R_t in Serie zu einem Kondensator C., die Dauer der Intervalle bestimmt, während derer ergibt sieb eine erhebliche Veränderung des schein der Konden -ator an das Schwingsystem angeschal- baren Kapazitätswertes dieses Kondensators C_s. Diese let ist. so Anordnung ergibt jedoch eine Parallelimpedanz zum

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- Schwingsystem, die außer einer variablen Kapazität C_;. kennzeichnet, daß der elektronische Schalter als einen Parallelwiderstand R_p aufweist, wobei Zweiwegeschalter mitzwe< mit ihren Schaltstrecken

einander parallelgeschaketen Halbleiter-Schaltele- „ _ G

menten (T₁, 7~_t) ausgebildet ist, von welchen das 25 ^p ~~ _V1i q */?<² -*- 1 eine (7Y) Spannungen einer ersten Polarität stets

kurzschließt, während das andere (T₁) Spannungen ,

entgegengesetzter Polarität kurzschließt, jedoch Rp- — ^f R* ■

nur dann, wenn es einen Steuerimpuls vom Steuer- <·'² C₅ ² R,

jtromkreis (23, T₄) empfängt, der zur Erzeugung 30

von Steuerimpulsen ausgelegt ist, deren Beginn Dieser Parallelwiderstand setzt die Güte des Schwinpetwa mit dem Durcngung der Spannung am systems erheblich herab und verursacht Energie-Schwingsystem (L₁, Q) durcu das Maximum in Verluste. Diese bekannte Anordnung ist daher prakder Phase der genannten ersten Polarität zusam- tisch unbrauchbar für elektronische Uhrwerke, insmenfällt. 35 besondere zur Verwendung in tragbaren Uhren, wo

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 mit der verfügbaren Energie besonders sparsam umge- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- gangen werden muß und wo i^clie Gütefaktoren ver- »tfomkreis ein Zeitglied (A₄, C₅) aufweist, weiches langt werden.

durch Impulse steuerbar ist, die durch das Schwing- Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, eine Anord-

lystem (L₁, C₁) synchronisiert sind. 40 nung zu schaffen, welche erhebliche Kapazitäts-

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, änderungen praktisch ohne Miuderung der Resonanzgekennzeichnet durch Mittel zur manuellen oder kreisgüte und Energieserluste zu erzielen gestattet, automatischen Veränderung der Schließ- und OfT- Die erfindungsgemäße Anordnung, die eine erhebnungszeiten des Schalters (T₁, T₁), beispielsweise liehe Verbesserung bring., ist dadurch gekennzeichnet, ein Potentiometer (A₁) oder einen automatisch 45 daß der Steuerstromkreis Mittel zur Erzeugung von »teuerbaren Transistor. Steuerimpulsen mit in Abhängigkeit von der Frequenz

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch ge- des Schwingsystems variabler Impulsdauer und einer kennzeichnet, daß die Schließdauer des Schalters Folgefrequenz, die der Frequenz des Schwingsysteins (7"i, Γ,) durch einen Regelstromkreis steuerbar ist. entspricht, enthält, und daß diese Impulse den elektro-

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, gekenn- 50 nischen Schalter steuern, so daß ihre Dauer die Dauer teichnet durch Mittel zur Regelung der Schließ- der Intervalle bestimmt, während derer der Kondensadauer des Schalters (T₁, T₂) in Abhängigkeit von tor an das Schwingsystem angeschaltet ist.

der Phasenlage zwischen der Schwingung des Die erfindungsgemäße Steuerung des Schalters er-

Schwingsystems und einer Normalschwingung, laubt eine sehr wirksame und praktisch leistungslose

t. B. derjenigen eines Quarzes. 55 Veränderung der zusätzlichen Kapazität, wodurch eine

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, hohe Güte des Schwingsystems erhalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der elektroni- Zur Impulserzeugung ist kein besonderer Oszillator sehen Schaltung mittels integrierter Stromkreise erforderlich, da die Impulse im Takt der Eigerrfrequeni aufgebaut sind. des Schwingsystems erzeugt werden. Diese Verein-

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 60 fachung ist gerade bei Anwendung in einer Uhr von dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (C₁) erheblicher Bedeutung, da hierbei besonders sparsam über einen elektromechanischen Wandler mit einem mit dem verfügbaren Raum und der verfügbaren einen mechanischen Resonator aufweisenden Energie umgegangen werden muß. Schwingsystem gekoppelt ist. Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in

65 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels

näher erläutert.