DE2100273B2

DE2100273B2 - PULSE FORMER AND DRIVER CIRCUIT FOR THE FORMATION OF RECTANGULAR PULSES

Info

Publication number: DE2100273B2
Application number: DE19712100273
Authority: DE
Inventors: Bruno Lancaster Pa. Dargent (V.St.A.)
Original assignee: Time Computer, Inc., Lancaster, Pa. (V.StA.)
Priority date: 1970-01-05
Filing date: 1971-01-05
Publication date: 1976-03-11
Also published as: GB1330781A; CH1534570A4; CH550427B; FR2074913A5; US3657568A; DE2100273A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Impulsformer- und Treiberschaltung zur Bildung von Reclitcckimpulscn. insbesondere für die Wandlerspule einer elektrischen Uhr. mit einem Differenzierglied. dem umzuformende Rechteckimpulse zugeführt werden, und zwei komplementären Feldeffekttransistoren, deren (iale-Elektroden und deren Drain-l.lcktroi.len jeweils milcm ander verbunden sind, wobei der geformte Rechieck impuls an den Drain-Hlckirodcii auftritt.The invention relates to a pulse shaper and Driver circuit for the formation of Reclitcckimpulscn. especially for the transducer coil of an electrical Clock. with a differentiator. the square-wave pulses to be reshaped are fed, and two complementary ones Field effect transistors whose (iale electrodes and their drain holes are milcm connected to the other, the shaped rectangle impulse at the drain Hlckirodcii occurs.

Aus der DT-AS 12 75113 ist cmc Transistorschallung zur Ableitung eines Ausgangsimptilses mil bestimmter Dauer und Verzögerung gegenüber einem Lingangsimpuls bekannt. Diese bekannte Iran istorschaltung enthält zwei komplementäre Transistoren und eine Differenzierschaltung am Hingang der Schaltungsanordnung, wobei einer der zwei komplementären Transistoren mit seinem Emitter und seinem Kollektor über einen ersten und zweiten Widerstand an eine erste Betriebsspannung bzw. an Erde angeschlossen ist und wobei der zweite der komplementären Transistoren mit seinem Kollektor über einen dritten Widerstand mit einer zweiten, gegenüber der ersten geringeren Betriebsspannung verbunden und mit seinem Emitter an Erde angeschlossen ist. Der Ausgangsimpuls wird am Kollektor des zweitei, Transistors abgegriffen. Ferner ist die Basis jedes Transistors mit dem Kollektor des anderen Transistors verbunden, und schließlich sind die Betriebsspannungen und die genannten beiden Widerstände so bemessen, daß im Ruhezustand der zweite Transistor nicht leitend ist. Die Schaltung enthält fcrnet einen vierten Widerstand, der mit seinem einen Ende an der genannten geringeren Betriebsspannung und mit seinem anderen Ende über die Reihenschaltung von gleichsinnig gepolten, im Ruhezustand rettenden Dioden an Erde liegt, wobei der Eingangsimpuls über einen ersten Kondensator dem Verbindungspunkt der beiden Dioden zugeführt wird. Die beiden Dioden stellen mit dem ersten Kondensator die Differenzierschaltung dar. Diese bekannte Transisiorschaltung enthält schließlich noch einen /weiten Kondensator, der zwischen dem Emitter des ersten Transistors und dem Abgriffspunkt des vierten Widerstandes liegt. Diese bekannte Transistorschaltimt: beansprucht vergleichsweise sehr viel Raum, da sit zwei Kondensatoren enthält, durch die eine Aus führung der bekannten Schaltung in integrierte! Schahunastechnik nicht sinnvoll ist.From the DT-AS 12 75113 cmc is transistor sound for the derivation of an initial imptile mil certain duration and delay compared to an input pulse known. This well-known Iran interconnection contains two complementary transistors and a differentiating circuit at the input of the circuit arrangement, one of the two complementary transistors with its emitter and its Collector connected to a first operating voltage or to earth via a first and second resistor is and wherein the second of the complementary transistors with its collector via a third resistor connected to a second, lower operating voltage than the first and is connected to earth with its emitter. The output pulse is applied to the collector of the second Transistor tapped. Furthermore, the base of each transistor is with the collector of the other transistor connected, and finally the operating voltages and the mentioned two resistors dimensioned so that the second transistor is not conductive when idle. The circuit includes fcrnet a fourth resistor, one end of which is connected to said lower operating voltage and with its other end via the series connection of polarized in the same direction, saving in the idle state Diodes is connected to earth, the input pulse being fed to the connection point of the two diodes via a first capacitor. The two Together with the first capacitor, diodes represent the differentiating circuit. This known transistor circuit finally contains a / wide capacitor, which is between the emitter of the first Transistor and the tap point of the fourth resistor lies. This well-known transistor switch: takes up a comparatively large amount of space since it contains two capacitors through which one off leading the well-known circuit in integrated! Shahuna technique does not make sense.

Aus der DT-AS 10 42 015 ist eine Anordnuni zur Frequenzteilung einer Impulsfolge bekannt, du aus einem im Ruhezustand gesperrten Schwingiings erzeuger mit einem Schwingkreis besteht, an dei eine Serienschaltung aus einem Gleichrichter um einem Belaslungswidersland parallel geschaltet ist Die Induktivität und die Summe des Innenwider stände.» des Gleichrichters, des Bclastungswiderstantle und des Wirkwiderstandes der Induktivität führei zu einer solchen Zeitkonstanten, daß nur jede u-lc Impuls einer der Schaltung zugeführten Impuls reihe den Schwingungserzeuger in den leitenden /u stand versetzt. Der bekannten Schaltung weiden an Hingangsschluß rcchteckförmigc Impulse zugeführt während jedoch am Ausgangsanschluß stark ver zerrte Impulse mit abgerundeten Ecken abgcgriflei werden, deren Flankensteilheit nicht ausreichen! isi um beispielsweise einen Frequenzteiler anzustellen-An arrangement is from DT-AS 10 42 015 known for the frequency division of a pulse train, you from a locked oscillation in the idle state generator with a resonant circuit, to which a series circuit of a rectifier a Belaslungswiderland is connected in parallel. The inductance and the sum of the internal resistance stands. " the rectifier, the load resistor and the effective resistance of the inductance at such a time constant that only each u-lc pulse is a pulse applied to the circuit row put the vibration generator in the leading position. We look forward to the familiar circuit Rectangular pulses are supplied while the output connection is strongly ver dragged impulses with rounded corners whose edge steepness is insufficient! isi for example to turn on a frequency divider -

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgab besteht darin, eine Impulsform- und Treiberschal tu ng der eingangs definierten Art zu schaffen, tli mit möglichst wenig Bauelementen auskommt un< einen sehr geringen St rom bedarf hat. jedoch genai geformte Impulse mit steilen Flanken aus impuls förmigen Eingangssignalen erzeugen kann.The object on which the invention is based is to create a pulse shape and driver scarf doing the type defined at the beginning, tli gets by with as few components as possible and has a very low power requirement. however genai can generate shaped pulses with steep edges from pulse-shaped input signals.

Ausgehend \on der Impulsformer- und 1 reiber schaltung der eingangs definierten Art wird dies Aufgabe crlindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erreichen schneller Schali/citcn die (iaie-¹ lektrode der komplementären Feldeffekttransistoren mit der Differenzierglied verbunden sind, während die Source Elektrode des einen Feldeffekttransistors im >p,n_; nungsfiihrenden Pol einer Sparmimgsquelle und di Source-'rlektrode des anderen Feldeffekttransistor an Masse liegt, und daß die Drain-Elckiroder de komplementären Feldeffekttransistoren mit der (lau:On the basis of the pulse shaper and driver circuit of the type defined at the outset, this object is achieved according to the invention in that the (generally ¹ electrode of the complementary field effect transistors are connected to the differentiating element, while the source electrode of one field effect transistor in the> p, n _; leading pole of an energy-saving source and the source electrode of the other field effect transistor is connected to ground, and that the drain electrodes or the complementary field effect transistors with the (lau:

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F'ektrode eines Schalt-Feldeffekttransistors verbunden sind, über dessen Drain-Elektrode das Anlegen von Energieimpulsen an einen Lastwiders land, vorzugsweise der Wandlerspiilc, erfolgt.F'electrode of a switching field effect transistor connected are, via whose drain electrode the application of energy pulses to a load counter land, preferably der Wandlerspiilc, takes place.

Im Gegensatz zu dem Bekannten läßt sich die Inipulsform- und Treiberschaltung nach der Erfindung in integrierter Schaltungstechnik ausführen, wobei insbesondere der Kapazitätswert der Differenzierschaltung -im Eingang der Schaltung vergleichsweise sehr klein gewählt werden kann, was zu klei- _J0 _nen räumlichen Abmaßen der Kapazität führt, da auf Grund der hohen Eingangsimpedanz der zusammengeschalleten komplementären Feldeffekttransistoren der Widerstandteil der Differenzierschaltung vergleichsweise hochohmig ausgeführt werden kann. so daß die Impulsformer und Treiberschaltung nach der Erfindung auch in sehr kleinen Uhrer, wie beispielsweise Armbanduhren, eingebaut werden kann.In contrast to the known, the Inipulsform- and driving circuit can according to the invention in integrated circuitry to perform, in particular, the capacitance value of the differentiating circuit -in the input of the circuit can be relatively made very small, resulting in small _J0 _n s spatial dimensions of the capacitance results , because due to the high input impedance of the complementary field-effect transistors that are connected together, the resistance part of the differentiating circuit can be designed with a comparatively high resistance. so that the pulse shaper and driver circuit according to the invention can also be built into very small clocks such as wristwatches .

Darüber hinaus enthält die erfindungsgemäße Schaltung auch nur die Hälfte an Bauelementen von der zuerst erläuterten bekannten Schaltung, so daß die gesamte Schaltung in einem vergleichsweise sehr kleinen Raum untergebracht werden kann.In addition, the circuit according to the invention contains only half of the components of the known circuit explained first, so that the entire circuit can be accommodated in a comparatively very small space.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen.daßcin Widerstand des Differcnzierglicdes zwischen den Gate-Elektroden der komplementären Feldeffekttransistoren und dem positiven Pol der Spannungsqucllc bzw. der Sourcc-Elektrode des einen Feldeffekttransistors liegt und daß der Laslwiderstand mit der Sourcc-Elektrode des Schalt-Fcldeffekltran- yo Sistors verbunden ist.According to an advantageous embodiment it is provided that the resistance of the Differcnzierglicdes lies between the gate electrodes of the complementary field effect transistors and the positive pole of the voltage source or the source electrode of one field effect transistor and that the laser resistance with the source electrode of the switching Fcldeffekltran- yo Sistor is connected.

Im einzelnen kann die Erfindung noch dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß der eine komplementäre Feldeffekttransistor einen P-leitenden Kanal uiui der andere komplementäre Fcldeffckltranjistor einen N-Icilciitlen Kanal aufweist. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Sehalt-Fcldcffckuraniistiir bevorzugtcrvvcise einen P-lcitenden Kanal.In detail, the invention can still experience an advantageous development that the one complementary field effect transistor a P-channel uiui the other complementary Fcldeffckltranjistor has an N-Icilciitlen channel. At this Embodiment has the Sehalt Fcldcffckuraniistiir preferably a P-liting channel.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbcispicle der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe following are preferred embodiments the invention explained in more detail with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 ein vereinfachtes Gesamt-Blockschallhild einer elektronischen IJhrcnkonstruklioii. für welche die Impulsformschaltung mit den Merkmalen der Erfindung bcsondci s geeignet ist. _4S F i g. 1 a simplified overall block sound shield of an electronic Ihrcn Konstruklioii. for which the pulse shaping circuit with the features of the invention bcsondci s is suitable. _4S

F i g. 2 ein genaues Schaltbild einer Impulsformsehaltung mit den Merkmalen der Erfindung.F i g. 2 is a detailed circuit diagram of a pulse shape circuit with the features of the invention.

Fig.? ein Schaltbild einer abgewandelten erlinihingsgemäßen Impulsform- bzw. Treiberschaltung.Fig.? a circuit diagram of a modified according to erlinihingsgem Pulse shape or driver circuit.

F i g. 4 einen Teil der Treiberschaltung gemäß ^₀ I■'1 g. I. in welchem die einzelnen Bauelemente zur besseren Lrläulcnmg mit Beschriftungen versehen sind.F i g. 4 a part of the driver circuit according to ^ ₀ I ■ '1 g. I. in which the individual components are provided with labels for better clarification.

T 1 g. 5 \. 5 B und 5(" die Amplitude der Spannung ills Fimkiion der /eil an verschiedenen Punkten der „ Treiberschaltung gemäß F i g. 2.T 1 g. 5 \. 5 B and 5 ("the amplitude of the tension ills fimkiion the / eil at different points of the" Driver circuit according to FIG. 2.

F i g. (1 eine graphische Darstellung des Verhäilnisscv /wischen Stromstärke um! Ausi'angsspannunL' der Schallung gemäß I 1 s:. 2 ,ils Tüiiklioii einer Ί r.msistor-Durchlaßspanni:;"-:: und ,,,,F i g. (1 a graph of the ratio cv / wipe current strength! Output voltage the sound according to I 1 s :. 2, ils Tüiiklioii a Ί r.msistor forward voltage:; "- :: and ,,,,

ΙΊ L '■ eine graphische Darstellung de; Schwellenspani'un·: als Fiiiküou ι· τ /eitkonsiar.k ei.;:- S_Lh.ii-1 ■ ι η ■ ΙΊ L '■ a graphic representation de; Schwellenspani'un ·: as Fiiiküou ι · τ /eitkonsiar.k ei.;: - S _L h.ii- 1 ■ ι η ■

I i .:. I stellt ein vcrciniachte-- Blockschaltbild eine: elektronischen l'h'lOiiü ihcrmcn \orniaiheqiien/ Generator aulweist ^r/ugsuei^^ emen qa. ;,\je iciierten Oszillator 12 ov._ einen frei sch w mgeihicn Mniuvibiator. der Ausg.mgsimpulse mit einer Frequenz in der Größenordnung von mindestens etwa 5 kHz erzeugt. Das vom Oszillator 12 abgegebene Signal wire über eine Leitung 14 an einen mehrstufigen Frequenzteiler 16 angelegt, welcher die Signalfrequenz auf einen zum Antreiben der Zeiger einer Uhr geeigneten Wert herabsetzt. Das vom Frequenzteiler 16 abgegebene Signal wird über eine Leitung 18 einer Treiberschaltung 20 eingespeist, die als Impulsformer arbeitet, die I mpulse formt und an einen Wandler 22 anlegt, welcher die elektrischen Impulse in eine mechanische Bewegung umwandelt, wodurch eine Zeitanzeige 24, beispielsweise die Zeiger einer Uhr. die sich über das Zifferblatt einer Uhr drehen, betätigt werden.I i.:. I represents a detailed block diagram: electronic l'h'lOiiü ihcrmcn \ orniaiheqiien / Generator evidences ^ r / ugsuei ^^ emen qa. ;, \ each iciated Oscillator 12 ov._ a freely swiveling Mniuvibiator. the output pulse generated with a frequency in the order of at least about 5 kHz. The signal output by the oscillator 12 wire applied via a line 14 to a multi-stage frequency divider 16, which the signal frequency to a for driving the hands of a clock decreases. The output from the frequency divider 16 Signal is fed via a line 18 to a driver circuit 20, which operates as a pulse shaper, the I mpulse forms and applies to a transducer 22, which converts the electrical impulses into mechanical motion converts, creating a time display 24, for example the hands of a clock. who find out about the Turning the dial of a clock can be operated.

Wie auch in der genannten Offenlegungsschrift beschrieben ist, bestehen der Oszillator 12 und der Frequenzteiler 16 vorzugsweise aus integrierten Schaltungsbauteilen unter Verwendung von komplementären MOS-FeidefTckt-Transistoren. Die Erfindung bezieht sich auf einen neuartigen und verbesserten Aufbau der Treiberschaltung 20. wie er in F i g. 2 dargestellt ist. Diese Treiberschaltung 20 weist ebenfalls komplementäre MOS-Feldcffekt-Transistorcn auf. die nach den bei der Herstellung von integrierten Schaltkreise·! angewendeten Verfahren hergestellt sein können und voll an den integrierten Schaltungsaufbau des Oszillators und des Frequenzteilers anpaßbar sind. Gemäß F i g. 2 wird das von der Leitung 18 (F i g. 11 gelieferte Eingangssignal 28 an den Eingang 26 der Treiberschaltung 20 in Form von Rcchtcckimpulsen angelegt, die vom Frequenzteiler 16 gemäß F i g. 1 empfangen werden. An den Eingang 26 ist ein nur angedeuteter Integrator30 mit einem Reihen-Kondensator 32 und einem an Masse gelegten Parallcl-Widerstand 34 angeschlossen. Die am Ausgang des Integrators 30. d.h. an dem in F i g. 2 mit 2 bezeichneten Punkt erscheinende Spannung wird durch das Signal 36 veranschaulicht.As is also described in the cited laid-open specification, the oscillator 12 and the Frequency divider 16 preferably made of integrated circuit components using complementary MOS FeidefTckt transistors. The invention relates to a new and improved structure of the driver circuit 20. as shown in FIG. 2 is shown. This driver circuit 20 also has complementary MOS field effect transistors on. which are used in the manufacture of integrated circuits ·! Process used to be produced can and are fully adaptable to the integrated circuit structure of the oscillator and the frequency divider. According to FIG. 2 is the from the line 18 (Fig. 11 input signal 28 supplied to the input 26 of the driver circuit 20 in the form of reverse pulses applied by the frequency divider 16 according to FIG. 1 can be received. At the input 26 is only indicated Integrator 30 with a series capacitor 32 and a parallel resistor connected to ground 34 connected. The at the output of the integrator 30, i.e. at the one shown in FIG. 2 labeled 2 Voltage appearing at the point is illustrated by signal 36.

Das Signal 36 der Differenzierschaltung wird an die g-Pole38 und 40 zweier komplementärer MC)S-Fckleflcki-Transistorcn 42 bzw. 44 angelegt. Der Transistor 42 ist ein Transistor vom Anreicherungstyp mil einem p-Kanal, einem s-Pol 46 und einem d-Pol 48. während der Transistor 44 ein komplementärer Transistor vom Anrcicherungslyp mit einem n-Kanal. einem s-Pol 50 und einem d-Pol 52 ist. Die Grundschicht des Transistors 42 ist auf bekannte Weise an den s-Pol 46 angeschlossen und die Grundschicht des Transistors 44 ist mit dem s-Pol50 verbunden. Die beiden Transistoren 42 und 44 sind in einer üblichen Inverierkonfiguration mit gemeinsamen g-Polen 38 und 40 und gemeinsamen d-Polcn 48 und 52 geschaltet, so daß das an der mit diesen d-Polen verbundenen ■\usgangsleilung 56 erscheinende Ausgangssignal 54 gegenüber dem Eingangssignal 28 invertiert ist. Der s-Pol 46 des Transistors42 ist an die Plusklcmme58 einer Spannungsqucllc angeschlossen, während der s-Pol 50 des Transistors 44 mit Masse 60. d.h. mit der anderen Klemme der Spannungsquelle verbundenThe signal 36 of the differentiating circuit is applied to the g poles 38 and 40 of two complementary MC) S corner transistors 42 and 44, respectively. The transistor 42 is an enhancement type transistor with a p-channel, an s-pole 46 and a d-pole 48. while the transistor 44 is a complementary transistor of the enhancement type with an n-channel. an s-pole 50 and a d-pole 52. The base layer of the transistor 42 is connected in known manner to the S-pole 46 and the base layer of the transistor 44 is connected to the s-Pol50. The two transistors 42 and 44 are connected in a conventional inversion configuration with common g-poles 38 and 40 and common d-poles 48 and 52, so that the output signal 54 appearing on the output line 56 connected to these d-poles is opposite to the input signal 28 is inverted. The s-pole 46 of the transistor 42 is connected to the plus terminal 58 of a voltage source, while the s-pole 50 of the transistor 44 is connected to ground 60, ie to the other terminal of the voltage source

An die Pliiskleinme 58 der Spannimgsquelle isi außerdem über cmc Leitung 62 ein Schall-Transisloi 64. vor/Mgiweise ebenfalls- ein MOS-Feldeffekt-Tran· sisior mn g-Pol 68. s-Pol 70 und d-Pol 72. angeschlossei; Dei Tiansistor 64 ist vorzugsweise, ähnlich wii der I ransislor 42. vom Anreicheriingslv ρ mit p-Kanal i)cr d-Pol72 iles Transistors 64 ist iilxv einen LaM-widerstand .111 Masse gelegt, welcher bei der bevorzugten Ausluhruiiüsform ticmäß T i u. 2 durch eine Wand-A sound transistor 64 is also connected to the plug 58 of the voltage source via the cmc line 62, in front of / possibly also a MOS field effect transistor with g-pole 68, s-pole 70 and d-pole 72; The Tiansistor 64 is preferably, similar to the I ransislor 42. of the enrichment lv ρ with p-channel i) cr d-pole 72 iles transistor 64 is iilxv a LaM resistor .111 connected to ground, which in the preferred output form tic according to T i u. 2 through a wall

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Ier-Spulc74 der Armbanduhr gebildet wird. Die Signalform der an die Spule74 angelegten Impulse ist bei 76 angedeutet.Ier-Spulc74 of the wristwatch is formed. the Waveform of the pulses applied to coil74 is indicated at 76.

F i μ. 3 zeigt eine abgewandelte erlindungsgeniäüe Treiberschaltung, bei welcher gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind wie in F i g. 2. Auch bei dieser Aiisführungsform ist die Eingangsklenime 26 über einen Kondensator 32 a η die μ-Pole 38 und 40 zweier komplementärer Transistoren 42 b/w. 44 angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch diese beiden g-Pole über einen Widerstand 78. der zusammen mit dem Kondensator 32 einen nur allgemein angedeuteten Integrator80 bildet, an die Plusklemme 58 der Stromquelle angeschlossen. Die die beiden d-Polc miteinander verbindende Leiliing 56 erzeugt ein nicht invertiertes Signal 82, das an den g-Pol eines MOS-Fcldeffck!-Transistors84 angelegt wird, der \om Anreicherungstyp entweder mit einem p-Kanal oder einem η-Kanal sein kann, was davon abhängt, ob der Last-Widerstand, d. h. die der Spule 74 in F i g. 2 entsprechende Spule, zwischen zwei Klemmen 86 und 88 oder zwischen eine Klemme 90 und Masse 92 geschaltet ist. Wenn der Transistor 84 ähnlich wie der Transistor 64 gemäß F i g. 1 ein Transistor mit p-Kanal ist, so ist die Spule über die Kleinmen 86 und 88 geschaltet und ist die Klemme 90 mit Masse verbunden. Hat jedoch der Transistor 84 einen η-Kanal, so fallen die Klemmen 86 und 88 zusammen und ist die Lastspule zwischen die Klemme 90 und Masse 92 geschaltet. ^₀ F i μ. 3 shows a modified inventive driver circuit in which the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. 2. In this embodiment too, the input cycle 26 via a capacitor 32 a η is the μ-poles 38 and 40 of two complementary transistors 42 b / w. 44 connected. In this embodiment, however, these two g-poles are connected to the positive terminal 58 of the current source via a resistor 78 which, together with the capacitor 32, forms an integrator 80, which is only indicated in general. The line 56 interconnecting the two d-poles generates a non-inverted signal 82 which is applied to the g-pole of a MOS-Fcldeffck! -Transistor84, which can be either an enhancement type with a p-channel or an η-channel , which depends on whether the load resistance, ie that of the coil 74 in FIG. 2 corresponding coil, is connected between two terminals 86 and 88 or between a terminal 90 and ground 92. If the transistor 84 is similar to the transistor 64 shown in FIG. 1 is a transistor with p-channel, the coil is connected via the small men 86 and 88 and the terminal 90 is connected to ground. However, if transistor 84 has an η-channel, terminals 86 and 88 coincide and the load coil is connected between terminal 90 and ground 92. ^ ₀

F i g. 4 ist ein Schaltbild des Abschnitts der Treiberschaltung gemäß F i g. 2, welcher die Signalform prägt, wobei den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind. In F i g. 4 ist die Eingangsspannung an der Klemme 26 mit U₁ und die Ausgangsspannung an der Leitung 56 mit U₁, bezeichnet. Die Quellenspannung ist mit + U Volt und die Schwellenspannung der Transistoren der Transistoren mit U₁₁ angegeben. Die Klemme 26 und Masse bilden zwei Eingangsklemmen für die Impulsformschaltung gemäß F i g. 4. während eine Klcmme57 und Masse zwei Ausgangsklemmen für die Impulsformschaltung bilden.F i g. 4 is a circuit diagram of the portion of the driver circuit shown in FIG. 2, which shapes the signal shape, parts corresponding to the parts described above being provided with the same reference numerals. In Fig. 4, the input voltage at terminal 26 is designated with U ₁ and the output voltage at line 56 with U ₁ . The source voltage is indicated with + U volts and the threshold voltage of the transistors of the transistors with U _11. Terminal 26 and ground form two input terminals for the pulse shaping circuit according to FIG. 4. while a Klcmme57 and ground form two output terminals for the pulse shaping circuit.

Die Fig. 5A. 5B und 5C sind in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansichten der Signale 28. 36 bzw. 54 gemäß Fig. 1. Die auf eine Speisespannung vonFigure 5A. 5B and 5C are enlarged views of signals 28, 36 and 36, respectively. 54 according to FIG. 1. The on a supply voltage of

U Volt normierte Eingangsspannung ist mit U volt normalized input voltage is with

Transistoren 42 und 44 bestehenden Inverter bzw Umformer aufweist. In Fi g. 6 ist die AusgangsspanTransistors 42 and 44 having existing inverters or converters. In Fi g. 6 is the starting span

nung " mit 100 bezeichnet und ist der Transistorvoltage " is denoted by 100 and is the transistor

strom/ als Funktion der Durchlaßspannung ·■> current / as a function of the forward voltage · ■>

wiedergegeben. Die Stromkurve ist in F i g. 6 mit 102 bezeichnet, wobei die Stromstärke durch die senkrechte Skala 104 in /(A angegeben ist. F i g. 7 ist schließlich eine graphische Darstellung der Steilheitreproduced. The current curve is in FIG. 6 denoted by 102 , the current intensity being indicated by the vertical scale 104 in / (A. Finally, FIG. 7 is a graphical representation of the slope

der Durchlaßspannung V . Die Kurve 106 in Fig. 7the forward voltage V. The curve 106 in FIG. 7

L'L '

stellt eine Funktion vonrepresents a function of

(-> — RC ist. Die Kurve 108 ist eine Funktion von (-> - RC is. Curve 108 is a function of

U,U, ^TT

dar. wobei inktion von ;? =c" ,., und die Kurve 110 eine Funktion vonwhere inction of;? = c ",., and curve 110 is a function of

U' 1 ' U '1'

J -_H ^c <■'■ Ersichtlicherweise hat die letztgenannte J - _H ^c <■ '■ Obviously has the latter

Funktion ihren Spitzenwert bei 112, wobei T= RC ist. Wenn die Schaltung gemäß F i g. 4 mit einer Speisespannung von + U Volt gespeist wird.dieTransistorcnFunction its peak at 112, where T = RC . If the circuit according to FIG. 4 is fed with a supply voltage of + U volts. DieTransistorcn

eine Schwellenspannung von * = U₀ besitzen undhave a threshold voltage of * = U ₀ and

außerdem das Eingangssignal eine Rcchteckwe'le mit positiver Amplitude von ungefähr U darstellt, gilt:In addition, the input signal represents a rectangle with a positive amplitude of approximately U , the following applies:

wenn U₁ von U₁ = () auf U = + U steigt,
geht U₉ von U₁₁ = + U₁ auf U₁₁ = 0. so daßif U _{1 increases} from U ₁ = () to U = + U ,
U ₉ goes from U ₁₁ = + U ₁ to U ₁₁ = 0. so that

r — ^c RC-r - ^c RC-

und
U (P-Kanal schaltet Aus) U ~ and
U (P-channel switches off) U ~

(N-Kanal schaltet Ein) U₁₁ (N-channel switches on) U ₁₁

U₁ UU ₁ U

_r. (N-Kanal schaltet Aus) U₁.
"° (P-Kanal schaltet Ein) U _r . (N-channel switches off) U ₁ .
"° (P-channel switches on) U

5555

angegeben und besitzt, wie durch 28 in Fi g. 5A angedeutet, die Form einer positiven Rechteckwellc mit einer halben Periode zwischen den Zeitpunkten r₀ und ;, und außerdem einen positiven Wert von + U Volt. Die Spannung am g-Pol ist in Fig. 5B durch dasindicated and has, as indicated by 28 in Fi g. 5A indicated, the shape of a positive rectangular wave with half a period between the times r ₀ and;, and also a positive value of + U volts. The voltage at the g-pole is shown in Fig. 5B by the

Signal 28 als Funktion -? angegeben. Der Schwellenwert der Wandler 22 ist duich die mit U₀ bezeichnete gestrichelte Linie 94 angegeben, und der Spannungs-Schaltwert der Differenzierschaltung ist mit 96 angedeutet und mit Λ bezeichnet. In Fig. 5C ist dieSignal 28 as a function -? specified. The threshold value of the converter 22 is indicated by the dashed line 94 denoted by U ₀ , and the voltage switching value of the differentiating circuit is indicated by 96 and denoted by Λ. In Fig. 5C is the

\usgangsspannung " mit der Ziffer54 verschen:Give \ output voltage "with the number 54:

die invertierten bzw. negativ werdenden Spannuni;smpulse98 besitzen eine Impulsbreite T. the inverted or negative voltages; smpulse98 have a pulse width T.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der tberragungseigenschaften des Impulsformabschnitts der schaltung gemäß Fig. 1. die gemäß F i g. 4 den ntegrator 30 und den aus den MOS-Feldeffekt-Die Breite des Ausgangsimpulses wird bestimmt durchFig. 6 is a graph of the transmission characteristics of the pulse shape section of the circuit according to FIG. 1, according to FIG. 4 den integrator 30 and from the MOS field effect die The width of the output pulse is determined by

Mi = e" rc .Mi = e " rc .
<-> = RC,<-> = RC,

(->' ~ .4343 (->'~ .4343

H= JH = J

7-; ~ .43437-; ~ .4343

Die Steigung der KurveThe slope of the curve

U_n .U _n .

6060

U dtU dt

= e= e

,., ermittelt sich ,., is determined

was Tür 7 = H (F i g. 3) maximal wird. Die Schaltzeil des Ausgangssignals wird durch die Zeit bestimmt. die £? benötigt, um von U₀ auf L'„ + ¹^ überzugchen, so daß der letzte Ausdruck die Änderung der Durchlaßspannung wiedergibt, die zum Schalten des Inverters gemäß F^i si. 1 und 2 erforderlich istwhat door 7 = H (Fig. 3) is maximum. The switching line of the output signal is determined by the time. the £? needed to cover from U ₀ to L '"+ ¹ ^, so that the last expression reflects the change in the forward voltage that is necessary for switching the inverter according to F ^ i si. 1 and 2 is required

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Wenn I T die Schaltzeit ist, giltIf I T is the switching time, then applies

-1-1

17 =17 =

. I U₉ wird bestimmt durch die Übertragungskurve -'"'s- in Abhängigkeit von Ot. (F i g. 2). Bekanntlich . IU ₉ is determined by the transfer curve - '"' s - as a function of Ot. (FIG. 2)

wird durch -² das Maximum fur T = θ erreicht.the maximum for T = θ is reached by - ^2.

= ey == ey =

Auf gleiche Weise kann die Durchschnittsstromstärke im Inverter bestimmt werden, wenn er entsprechendIn the same way, the average current in the inverter can be determined if it is appropriate

der Kurve // -jj- arbeitet. Wenn beispielsweise U = 3 V und I U₉ = 0,05 V ist, ergibt sich:the curve // -yy- works. For example, if U = 3 V and I U ₉ = 0.05 V, then:

Lt = 1,17V: (3-e-¹)-Lt = 1.17V: (3-e- ¹ ) -

10-³0,05 ., 10- ³ 0.05.,

AT = — = 46 ns . AT = - = 46 ns.

R kann sehr groß sein (größer als 10Mi.'). R can be very large (greater than 10Mi. ').

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, schafft die Erfindung eine neuartige Impulsformschaltung und insbesondere eine Schaltung, die sich speziell zum Betreiben der Wandlerspule einer eine elektrische oder eine elektronische Schaltung aufweisenden Uhr eignet. Obgleich die Impulsformung in Verbindung mit einem Uhrenantrieb beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß die Impulsformschaltung zur Ansteuerung des g-Pols eines oder mehrerer P- oder N-Kanal-MOS Feldeffekt-Transistoren, die als Schalter oder Vorverstärker zur Ansteuerung eines Schalters wirken, oder zur Ansteuerung der Basis eines oder mehrerer P-N-P- oder N-P-N = Flächentransistoren verwendet werden kann, die wiederum als Schalter oder als Vorverstärker zur Ansteuerung eines weiteren Schalters dienen, wobei ein Widerstand im Basiskreis günstig ist. Zudem kann die Impulsforrr.schaltung zum Ansteuern eines oder mehrerer Inverter verwendet werden, die parallel, in Reihe oder parallel und in Reihe geschaltet sind. Jeder Inverter wirkt als Puffer und verkürzt die Einschaltzeit durch sein eigenes Eingangssignal, bis die physikalische Grenze bzw. der Schwellenwert der Vorrichtung erreicht wird. Die Vorrichtung kann MOS-Feldeffekt-Transistoren ansteuern, von denen jeder als gcmeinsamer s-Pol oder g-Pol mit oder ohne Rückkopplung arbeitet. Wenn das Ausgangssignal an die Basis eines MOS-Feldeffekt-Transistors angelegt wird, kann dieser, ebenfalls mit oder ohne Rückkopplung, als gemeinsamer s-Pol oder g-Pol arbeilten. Werden Treiberstufen mit P-N-P- oder N-P-N-Flächentransistorcn verwendet, so arbeitet jeder Transistor als gemeinsame Emitteransteuerung oder gemeinsame Kollcktoransteuerung mit oder ohne Rückkopplung. Vorzugsweise ist ein Widerstand in Reihe mit der Basis bzw. den Basen geschaltet, um nötigenfalls den Basisstrom zu begrenzen. Wesentliche Merkmale der erfindungsgemäßen Impulsform- und Treiberschaltungen liegen darin, daß sie eine sehr geringe Eingangsleistung erfordern, d. h. eine hohe Eingangsimpedanz von mehreren M Ω besitzen, welche eine kleine Kapazität und einen sehr großen Widerstand in der RC-Differenzierschaltung zuläßt. Die gesamte Einheit gewährleistet hohe Leistungsverstärkung und hohen Wirkungsgrad, ist außerdem vom Eingangssignal und vom Lastwiderstand unabhängig. Die Schaltung liefert einen guten Rechteckwellenimpuls, und die gesamte Vorrichtung kann vorteilhafterweise zum Ansteuern jeder Art von Treiberkreisen verwendet werden. Mit Ausnahme der begrenzten RC-Variation treten im Ausgangssignal keine temperaturabhängigen Schwankungen auf.As can be seen from the foregoing, the invention provides a novel pulse-shaping circuit and, in particular, a circuit which is particularly suitable for operating the transducer coil of a clock having an electrical or electronic circuit. Although the pulse shaping has been described in connection with a clock drive, it can be seen that the pulse shaping circuit for controlling the g-pole of one or more P- or N-channel MOS field effect transistors, which act as a switch or preamplifier for controlling a switch, or can be used to control the base of one or more PNP or NPN = flat transistors, which in turn serve as a switch or as a preamplifier to control a further switch, a resistor in the base circuit being beneficial. In addition, the pulse form circuit can be used to control one or more inverters that are connected in parallel, in series or in parallel and in series. Each inverter acts as a buffer and shortens the switch-on time with its own input signal until the physical limit or the threshold value of the device is reached. The device can drive MOS field effect transistors, each of which works as a common s-pole or g-pole with or without feedback. If the output signal is applied to the base of a MOS field effect transistor, it can function as a common s-pole or g-pole, also with or without feedback. If driver stages with PNP or NPN flat transistors are used, each transistor works as a common emitter control or common collector control with or without feedback. A resistor is preferably connected in series with the base or bases in order to limit the base current if necessary. Essential features of the pulse shaping and driver circuits according to the invention are that they require a very low input power, ie have a high input impedance of several MΩ , which allows a small capacitance and a very large resistance in the RC differentiating circuit. The entire unit ensures high power amplification and high efficiency, and is also independent of the input signal and load resistance. The circuit delivers a good square wave pulse and the entire device can advantageously be used to drive any type of driver circuit. With the exception of the limited RC variation, there are no temperature-dependent fluctuations in the output signal.

Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Impulsformschaltung, die speziell zum Ansteuern dei Wandlerspule einer elektrischen Armbanduhr aus gelegt ist. Die Schaltung weist komplementäre MOS-Feldeffekt-Transistoren mit p- und n-Kanäicn auf deren gemeinsame g-Pole an eine RC-Differenzier schaltung angeschlossen sind. Die d-Pole der Tran sistoren sind insgesamt an einen MOS-Schalt-Tran sistor zum Durchschalten des Stroms auf die Last Spule angeschlossen.In summary, the invention creates a pulse shaping circuit, which are specially designed to control the transducer coil of an electric wristwatch is laid. The circuit has complementary MOS field effect transistors with p and n channels on their common g poles to an RC differentiator circuit are connected. The d-poles of the Tran sistors are a total of a MOS switching Tran sistor connected to switch the current to the load coil.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

21 OO claims:

1. Pulse shaper and driver circuit for the formation of square pulses, especially for the Transformer coil of an electrical clock, with a differentiating element, the square-wave pulses to be transformed are supplied, and two complementary field effect transistors, their gate electrodes and their drain electrodes are respectively connected to each other, wherein the shaped rectangular pulse occurs at the drain electrodes, characterized in that to achieve faster switching times the gate electrodes (38, 40) of the complementary field effect transistors (42, 44) are connected to the differentiating element (32. 34: 32, 78), while the source electrode (46) of a field effect transistor (42) on the live pole (58) of a voltage source and the source electrode (50) of the other Field effect transistor (44) is connected to ground, and that the drain electrodes (48: 52) of the complementary Field effect transistors (42, 44) with the gate electrode (68) of a switching field effect transistor (64) are connected, via its drain electrode (72) the application of energy pulses to a Load resistance, preferably the transducer coil (74). he follows.

2. pulse shaper and driver circuit according to claim 1, characterized in that a; o Resistance (78) of the diffuser element (32, 78) between the gate electrodes of the complementary Field effect transistors (42, 44) and the positive pole (58) of the voltage source or the Source electrode of a field effect transistor (42) and that the Lasi Resistance with the Source electrode of the switching field effect transistor (64) is connected.

3. pulse shaper and driver circuit according to claim 1, characterized in that the one complementary field effect transistor (42) has a P-type channel and the other is complementary Field effect transistor (44) has an N-conductive channel.

4. pulse shaper and driver circuit according to claim 2, characterized in that the Switching field transistor (64) has a P-lcitendcn Has channel.