DE2000609A1 - Circuit arrangement for the electronic contactless control of a mechanical oscillator - Google Patents

Circuit arrangement for the electronic contactless control of a mechanical oscillator

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DE19702000609
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Erwin Heuwieser
Klaus Wetzel
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Siemens AG
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Description

"Schaltungsanordnung zur elektronischen kontaktlosen Steueeines mechanischen Schwingers" Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektronischen kontaktlosen Steuerung eines mechanischen Schwingers, insbesondere in einer Uhr, wobei der mechanische Schwinger über eine Antriebsspule angetrieben wird und in derselben Antriebsspule einen Steuerstrom induziert und wobei zur Steuerung ein Multivibrator verwendet wird, der aus zwei zueinander komplementären Transistoren besteht, die als Steuertransistor und Antriebstransistor in der Weise zusammengeschaltet sind, daß der Kollektor des Steuertransistors galvanisch mit der Basis des Antriebs transistors und dessen Kollektor über einen Kondensator mit der Basis des Steuertransistors verbunden ist, daß der Emitter des Antriebstral istors auf Bezugspotential liegt und daß der Emitter des Steuertransistors über einen ohmschen Widerstand und der Kollektor des Antriebstransistors über die Antriebsspule am Versorgungspotential angeschlossen sind."Circuit arrangement for the electronic contactless control of a mechanical Schwingers "The invention relates to a circuit arrangement for electronic contactless Control of a mechanical oscillator, in particular in a watch, the mechanical The transducer is driven by a drive coil and in the same drive coil induces a control current and uses a multivibrator for control which consists of two mutually complementary transistors that act as a control transistor and drive transistor are connected together in such a way that the collector of the Control transistor galvanically with the base of the drive transistor and its collector is connected via a capacitor to the base of the control transistor that the The emitter of the Antriebstral istors is at reference potential and that the emitter of the Control transistor via an ohmic resistor and the collector of the drive transistor are connected to the supply potential via the drive coil.

Solche Schaltungsanordnungen ;ind als elektronische Steuerschaltungen für Uhren bereits vorgeschlagen worden. Dabei arbeitet der verwendete Multivibrator astabil und wird über Steuerimpulse synchronisiert, die durch die Relativbewegung der Unruh in der An-triebsspule induziert werden. Nachteilig an einem solchen stabilen Multivibrator ist, daß er auch ohne Synchrollisierimpulse schwingt, d.h. als Steuerschaltung in einer Unr auch bei stillstehender Unruh Strom verbraucht, es sei denn, daß ein eigener Abschalter vorgesehen ist.Such circuit arrangements are used as electronic control circuits for clocks has already been proposed. The multivibrator used works here astable and is synchronized via control pulses generated by the relative movement the balance wheel can be induced in the drive coil. The disadvantage of such a stable one The multivibrator is that it also oscillates without synchronization pulses, i.e. as a control circuit consumes electricity in a balance wheel even when the balance wheel is at a standstill, unless a own switch is provided.

Diesen Nachteil zu vermeiden, ohne zusätzlichen Aufwand zu betreiben, ist die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer ScnaltBng anordnung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Multivibrator monostabil ist und daß dazu die Basis des Steuertransistors über die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes mit einer Diode, die ihrerseits mit einem ohmschen Widerstand überbrüclct ist, am Versorgungspotential angeschlossen ist.To avoid this disadvantage without operating any additional effort, is the object on which the present invention is based. To solve this The object is according to the invention with a switch-on arrangement of the type mentioned at the outset suggested that the multivibrator is monostable and that the basis for this of Control transistor via the series connection of an ohmic resistor with a Diode, which in turn is bridged with an ohmic resistor, at the supply potential connected.

Bei einer solchen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der in der Antriebs spule induzierte Synchronisierimpuls : als Startimpuls für einen monos-tabilen Multivibrator verwendet.In such a circuit arrangement according to the invention, the in the drive coil-induced synchronization pulse: as a start pulse for a monostable Multivibrator used.

Dabei wird der fiir den kurzen Antriebsinpuls notwendige Kondensatorladestrom nicht ausschließlich über die Basis des Steuertransis-tors geleitet, sondern überwiegend über einen Nebenstrompfad. Dadurch wird die Stabilität des Multivibrators wesentlich erhöht, da sich die Streuung der Transistorparameter ebenso wie die Temperaturdrift trotz der bei Uhren üblichen kleinen Betriebs spannung weniger auswirken kann. Dw£ch die besondere Gestaltung des Nebenstrompfades hat der Multivibrator trotzdem eine erwünschte lange Wiederbereitschaftszeit und verbraucht während dieser Zeit keinen Betriebsstrom. Auch bei stillstehender Uhr, wenn also die Synchronisierimpulse ausbleiben, wird ein Betriebsstrom verbraucht.The capacitor charging current required for the short drive pulse is thereby not exclusively routed via the base of the control transistor, but predominantly via a bypass path. This makes the stability of the multivibrator essential increases, since the scattering of the transistor parameters as well as the temperature drift in spite of the small operating voltage that is usual for watches, this has less of an effect. Dw £ ch The multivibrator nevertheless has the special design of the bypass flow path desired long recovery time and does not consume any during this time Operating current. Even when the clock is at a standstill, i.e. if there are no synchronization pulses, an operating current is consumed.

Einzelheiten ergeben sich anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.Details result from one shown in the drawing Embodiment of a circuit arrangement according to the invention.

Zwei zueinander komplementäre Transistoren sind als Steuertransistar 1 und als Antriebstransistor 2 in der Weise zusammengeschaltet, daß die Basis des Antriebstransistors 2 direkt am Kollektor des Steuertransistors 1 und die Basis des Steuertransistors 1 über einen Kondensator 3 am Kollektor des Antriebstransistors 2 liegt. Der Emitter des Antriebstransistors 2 ist mit dem Bezugspotelltial verbunden. Der Kollektor des Antriebstransistors 2 ist über eine Antriebsspule 4, der Eniitter des Steuertransistors 1 über einen ohmschen Widerstand 5 und die Basis des Steuertransistors 1 über die Reihenschaltung eie Diode 7 mit einem ohmschen Widerstand 6 am Versorgungspotential angeschlossen. Die Diode 7 ist mit einem ohmschen Widerstand 8 überbrückt.Two complementary transistors are used as control transistors 1 and connected together as a drive transistor 2 in such a way that the base of the Drive transistor 2 directly at the collector of the control transistor 1 and the base of the control transistor 1 via a capacitor 3 at the collector of the drive transistor 2 lies. The emitter of the drive transistor 2 is connected to the reference potential. The collector of the drive transistor 2 is via a drive coil 4, the Eniitter of the control transistor 1 via an ohmic resistor 5 and the base of the control transistor 1 via the series connection eie diode 7 with an ohmic resistor 6 at the supply potential connected. The diode 7 is bridged with an ohmic resistor 8.

Diese Schaltungsanordnung stellt einen monostabilen Multivibrator dar, der aus der Antriebsspule 4 zur Synchronisation regelmäßg Startimpulse geliefert belcommt. Es sind jeweils beide Transistoren durchgeschaltet oder gesperrt. Wenn die Antriebsspule 4, die aul der Unruh der Uhr befestigt ist, über entsprechende in der Uhr vorhandene Magnete schwingt, wird in der Antriebsspule 4 einc Spannung induzicrt, die aus zwei Sinusschwingungen besteht. Durch die negative Halbwelle dieter am Kollektor des Antriebstransistors 2 erscheinenden Sinusspannung werden beide Transistoren 1 und 2 durchgeschaltet, so daß an der Antriebsspule 4 nahezu die volle Versorgungsspannung liegt.This circuit arrangement represents a monostable multivibrator which is supplied from the drive coil 4 for synchronization regular start pulses belcommt. Both transistors are either switched through or blocked. if the drive coil 4, which is attached to the balance wheel of the watch, via corresponding Magnets present in the watch oscillates, a voltage is generated in the drive coil 4 induicrt, which consists of two sinusoidal oscillations. Because of the negative half-wave The sinusoidal voltage appearing at the collector of the drive transistor 2 both transistors 1 and 2 switched through, so that on the drive coil 4 almost the full supply voltage is present.

Der Ladestrom des Kondensators 3 über den ohmschen Widerstand 6 und die Diode 7 ist um cin Mehr@acxes größer als der Basisstrom des Steuertransistors 1. Dadurch haben Änderungen dieses Basisstromes nur einen sehr geringen Einfluß auf die Ladezeit des Kondensators 3. Der Basisstrom des Antriebtransistors 2 ist über den ganzen Temperaturbereich nahezu konstant.The charging current of the capacitor 3 via the ohmic resistor 6 and the diode 7 is greater than the base current of the control transistor by cin more @ acxes 1. As a result, changes in this base current have only a very minor influence on the charging time of the capacitor 3. The base current of the drive transistor 2 is Almost constant over the entire temperature range.

Die Umladung des Kondensators 3 zwischen je zwei Antriebsimpulsen erfolgt über die ohmschen Widerstände 6 und 8 und über die Antriebsspule 4. Die Wiederbereitschaftszeit des Multivibrators darf wegen der doppelten Sinusschwingung an der Antriebsspule 4 eine bestimmte Grenze nicht unterschreiten, da es sonst zu Fehlschaltungen kommt. Wenn Transistoren mittlerer Stromverstärkung eingesetzt werden, ergibt sich eine Einschaltzeit von 5 ms.The charge reversal of the capacitor 3 between two drive pulses takes place via the ohmic resistors 6 and 8 and the drive coil 4. The The recovery time of the multivibrator is allowed because of the double sinusoidal oscillation at the drive coil 4 do not fall below a certain limit, otherwise it will Incorrect switching comes. If transistors of medium current amplification are used, this results in a switch-on time of 5 ms.

Die Diode 7 wird in einer Ausgestaltung der Erfindung mit Hilfe eines Transistors verwirklicht. Dessen Kollektor und Basis sind zusammengeschaltet, so daß er wie eine diode wirkt. Es wird dadurch das Temperaturverhalten der Schaltungsanordnung verbessert.The diode 7 is in one embodiment of the invention with the help of a Realized transistor. Its collector and base are interconnected, like this that it works like a diode. It thereby becomes the temperature behavior of the circuit arrangement improved.

Claims (2)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Schaltungsanordnung zur elektronischen kontaktlosen Steuerung eines mechanischen Schwingers, insbesondere in einer Uhr, wobei der mechanische Schwinger über eine Antriebsspule angetrieben wird und in derselben Antriebsspule spule einen Steuerstrom induziert und wobei zur Steuerung ein Multivibrator verwendet wird, der aus zwei zueinander komplementären Transistoren besteht, die als Steuertransistor und Antriebatransistor in der Weise zusammengeschaltet sind, daß der Kollektor des Steuertransistors galvanisch mit der Basis des Antriebstransistors und dessen Kollektor über einen Kondensator mit der Basis des Steuertransistors verbunden ist, daß der Emitter des Antriebstransistors auf Bezugspotential liegt und daß der Emitter des Steuertransistors über einen ohmschen Widerstand und der Kollektor des Antriebs transistors über die Antriebsspule am Versorgungapotential angeschlossen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Multivibrator monostabil ist und daß dazu die Basis des Steuer transistors (1) über die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes (6) mit einer Diode (7), die ihrerseits mit einem ohmschen Widerstand (8) überbrückt ist, am Versorgungspotential angeschlossen ist.1. Circuit arrangement for the electronic contactless control of a mechanical oscillator, in particular in a watch, the mechanical oscillator is driven by a drive coil and a coil in the same drive coil Control current is induced and a multivibrator is used for control, which consists of two mutually complementary transistors that act as a control transistor and drive transistor are connected together in such a way that the collector of the Control transistor galvanically with the base of the drive transistor and its collector is connected via a capacitor to the base of the control transistor that the The emitter of the drive transistor is at reference potential and that the emitter of the Control transistor via an ohmic resistor and the collector of the drive transistors are connected to the supply potential via the drive coil, d it is noted that the multivibrator is monostable and that for this purpose the base of the control transistor (1) via the series connection of an ohmic Resistance (6) with a diode (7), which in turn has an ohmic resistance (8) is bridged, is connected to the supply potential. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Diode (7) durch einen Transistor verwirklicht ist, dessen Kollektor mit der Basis zusammengeschaltet ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the diode (7) is realized by a transistor whose Collector is interconnected with the base.
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