DE2116433A1

DE2116433A1 - Elektronische Digitaluhr

Info

Publication number: DE2116433A1
Application number: DE19712116433
Authority: DE
Inventors: Paul Gene Liverpool Mc Intosh Bruce Cromwell Utica Thamhain Hans Jürgen Liverpool N Y Emerson (V St A )
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1970-04-06
Filing date: 1971-04-03
Publication date: 1971-11-04
Also published as: CH478971A4; GB1341252A; CH534386A; US3664116A; CA930033A

Description

Dr. rer. not. Horst Schüler ⁶ ^^nkf _t ^urt^/M°^{in ]}' ^de" '^

Nidaastraße 52 Ko/WK/nO

PATENTANWALT Telefon (0611)237220

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I758-38-RR-687

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./ü.S.A.

Elektronische Digitaluhr

Die Erfindung umfaßt eine insbesondere zur monolithischen Integration geeignete elektronische Digitaluhr, bei der die Ganggeschwindigkeit zwischen einer normalen und einer schnelleren Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Pegel einer vom Netz abgenommenen und als Uhrbezugssignal einer einzigen Eingangsklemme zugeführten Wechselspannung mit einer Frequenz von 60 Hz veränderbar ist.

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Zur Anzeige der Tageszeit werden seit mehr als hundert Jahren die bekannten Zeigeruhren benutzt. Während die rirauchbarkeit dieser bekannten Anzeige selten bezweifelt wird, zeigt sich bei näherer Betrachtung, daß eine derartige Anzeige keinen Informationstypus darstellt, der durch das menschliche Gehirn .extrem leicht aufnehmbar ist. Wenn man die Mühen eines Kindes sieht, das das Ablesen der Uhr lernt, erkennt man in der Tat, daß das Ablesen einer Zeigeruhr einen relativ intellektuellen, vielschichtigen und eine Vielzahl von Schritten aufweisenden Denkprozeß erfordert.

Obwohl auch andere, leichter vergleichbare Zeitanzeigen, wie mechanische und elektronische Pigitaluhren mit einer digitalen Stunden- und Minutenanzeige zur Verfügung standen, haben diese nur eine begrenzte Verwendung gefunden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß solche Digitaluhren bisher im allgemeinen kompliziert und teuer und dementsprechend wenig für den Konsumentengebrauch geeignet waren. Allerdings sind bisher nur mechanische Digitaluhren, die relativ geräuschvoll, unzuverlässig und schwierig zu stellen sind, für den Konsumenten vevfügbar gewesen.

Daher besteht ein echter Bedarf für eine billige, leicht zu stellende, für den Konsumentengebrauch geeignete elektronische Digitaluhr. Eine solche Uhr sollte zwecks Beweglichkeit in der Formgebung eine geringe Baugröße besitzen und ein Alarmsignal zu einer festgesetzten Zeit abgeben können.

Diese Bedürfnisse werden durch die erfindungsgemäße elektronische Digitaluhr, die insbesondere für einen monolithisch integrierten Aufbau geeignet ist, befriedigt.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine billige, für den Konsumentengebrauch geeignete, leicht stellbare, elektronische Digitaluhr zu schaffen, die einen monolithisch integrierten Aufbau zuläßt und eine Alarmanzeige zu einer festsetzbaren Zeit abzugeben vermag. .

1 0 9 8 A S / 1 β Α .0

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch eine Digitaluhr gelöst, die zum leichten Stellen der Uhr einen Ganggeschwindigkeitssteuers t romkreis enthält, mit dem die Ganggeschwindigkeit zwischen einer normalen, einer langsamen und einer schnellen Stellgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Pegel der Netzwechselspannung von 60 Hz veränderbar ist, die als Uhrbezugssignal einer einzigen Eingangsklemme zugeführt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein verallgemeinertes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen elektronischen Digitaluhr,

Fig. 2 ein Logikschaltbild des Ganggeschwindigkeitssteuerstromkreises aus Fig. 1,

Fig. 3 ein Logikschaltbild der Torstufe aus Fig. 1,

Fig. ¹J verschiedene Spannungs-Zeit-Diagramme zur Erläuterung der Funktionsweise des Ganggeschwindigkeitssteuerstromkreises aus Fig. 1 und

Fig. 5 ein Schaltbild des Eingangs- und Ausgangskreises der Digitaluhr.

Wie aus dem Blockschaltbild der Fig. 1 hervorgeht, wird ein Uhrbezugssignal in Form der leicht verfügbaren Netzwechselspannüng von 60 Hz über die Leitung 1 einem Ganggeschwindigkeitssteuerstromkreis 3 zugeführt. Der Ganggeschwindigkeitssteuers t ro mkre is 3, der nachfolgend kurz Gangsteuerstromkreis genannt wird, gibt über die Leitung 5 Impulse mit einer Impulsfrequenz von 60 Uz an einen Frequenzteiler 7, der nach jeweils 30 Eingangsimpulsen einen Ausgangsimpuls und somit zwei Impulse pro Sekunde an die Ausgangsleitung 9 abgibt. Die Leitung 9

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ist an einen zweiten Frequenzteiler 11 angeschlossen, der nach jeweils 120 Eingangsimpulsen einen Ausgangsimpuls und daher einen Impuls pro Minute an die Leitung 13 abgibt, die zu einer Torstufe 15 führt.

Der Gangsteuerstromkreis 3 spricht erfindungsgemäß auf den Spannungspegel des Uhrbezugssignales von 60 Hz auf der Leitung 1 an, um wahlweise die Torstufe 15 über die Leitung 17 in einen Zustand "Schnelles Stellen" und über die Leitung 19 in einen Zustand "Langsames Stellen" zu steuern. Die von dem Gangsteuerstromkreis 3 abgegebenen Impulse werden über die ψ Leitung 21 und die von dem Frequenzteiler 7 abgegebenen Impulse über die Leitung 23 unmittelbar der Torstufe 15 zugeführt.

Der Ausgang der Torstufe 15 liegt über die Leitung 25 am Uhrminutenzähler 27 und in Abhängigkeit von einem über die Leitung 29 zugeführten Alarmsteuersignal über die Leitung 31 an einem Alarmzehnminutenzähler 33· Auf der Leitung 25 erscheinen entweder imjZustand " Schnelles Stellen" 60 Impulse pro|Sekunde, im Zustand "Langsames Stellen" zwei Impulse pro Sekunde oder im Normalzustand ein Impuls pro Minute. Der Uhrminutenzähler führt eine binäre Zählung der über die Leitung 25 eingespeisten Impulse von 0 bis 9 durch und gibt das Ergebnis über die ^ Leitungen 35* 37, 39 und 4l an die Alarmvergleichsstufe 43 und über die Leitungen 45» 47, 49 und 51 an einen Matrixschalter 53 ab. Die Verbindung zwischen dem Uhrminutenzähler und dem Matrixschalter 53 ist der Einfachheit halber duroh die dicke Leitung 55 dargestellt.

Der Uhrminutenzähler 27 ist des weiteren über die Leitung 57 mit einem Uhr-Zehnminutenzähler 59 verbunden, der Minutenzähler 27 arbeitet derart, daß er für jeweils zehn über die Leitung 25 eingespeiste Impulse einen Impuls über die Leitung 57 in den Zehnminutenzähler 59 eingibt.

Der Uhr-Zehnminutenzähler 59 zählt die über die Leitung 57 ankommenden Impulse und gibt das binäre, zwischen 0 und 5 liegende

1 0 9 8 U 5 / 1 R h <;.

Ergebnis über die Leitungen 61, '63 und 65 an die Alarmvergleichsstufe 43 und über die Leitungen 67, 69 und 71 an den Matrixschalter 53 ab. Die Verbindung zwischen dem Zehnminutenzähler und dem Matrixschalter 53 ist der Einfachheit halber wiederum durch die dicke Leitung 73 dargestellt. Der Zehnminutenzähler 59 gibt für jeweils sechs, ihm über die Leitung 57 zugeführte Impulse einen Ausgangsimpuls über die Leitung in den Uhr-Stundenzähler 77·

Der Uhr-Stundenzähler 77 liefert sein binäres, zwischen 1 und 12 liegendes Ergebnis über die Leitungen 79» 8l, 83 und 85 an die Alarmvergleichsstufe 43 und über die Leitungen 87, 89, und 93 an den Matrixschalter 53. Die Verbindung zwischen dem Uhr-Stundenzähler 77 und dem Matrixschalter 53 ist wiederum durch die dicke Leitung 95 dargestellt.

Die Impulse, die auf der von der Torstufe 15 abgehenden Leitung 31 erscheinen, wenn auf der Leitung 29 ein Alarmsteuersignal geliefert wird, werden, wie bereits erwähnt, dem Alarm-Zehnminutenzähler 33 zugeführt. Das binäre, zwischen 0 und 5 liegende Ergebnis dieses Zählers 33 wird über die Leitungen 97, 99 und 101 der Alarmvergleichsstufe 43 und über die Leitungen 103, 105 und 107 dem Matrixschalter 53 eingegeben. Die Verbindung zwischen dem Zehnminutenzähler 33 und dem Matrixschalter 53 ist der Einfachheit halber durch die dicke Leitung 109 dargestellt. Für jeweils sechs über die Leitung 31 eingespeiste Impulse gibt der Zehnminutenzähler 33 einen Impuls über die Leitung 111 an den Alarm-Stundenzähler 113 ab.

Der Alarm-Stundenzähler 113 führt sein binäres, zwischen 1 und 12 liegendes Ergebnis über die Leitungen 115, 117* 119 und der Alarmvejgleiehsstufe 43 und über die Leitungen 123, 125» 127 und 129 dem Matrixschalter 53 zu. Die Verbindung zwischen dem Stundenzähler 113 und dem Matrixschalter 53 ist wiederum durch die dicke Leitung 131 dargestellt.

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-D-

Die Alarmvergleichsstufe 43 gibt über die Leitung 133 ein Signal ab, wenn die von den Uhrzählern 27_a 59 und 77 angegebene Zeit mit der von den Alarmzählern 33 und 113 angegebenen, voreingestellten Zeit übereinstimmt.

Ein Auswertesignal, wie beispielsweise ein Signal mit einer Frequenz von 10 kHz, wird von einem geeigneten, nicht näher dargestellten Oszillator über die Leitung 135 einem binären Auswertezähler 137 zugeführt, der sein binäres, zwischen 0 und 2 liegendes Ergebnis mit einem Takt von 3»33 kHz über die fc Leitungen 139 und l4l abgibt. Die Leitungen 139 und l4l sind an einen Auswertedekodierer 143 angeschlossen, dem des weiteren über die Leitung 145 das der Torstufe 15 über die Leitung 29 eingespeiste Alarmsteuersignal zugeführt wird. Im Zustand "Zeitanzeige", d.h. bei fehlendem Alarmsteuersignal, erzeugt der Auswertedekodierer 143 aufeinanderfolgende Schaltsignale, die über die Leitungen 147» 149 und 151 zum Matrixschalter 53 gelangen. Ist dagegen ein Alarmsteuersignal vorhanden, so erzeugt der Auswertedekodierer 143 aufeinanderfolgende Schaltsignale, die über die Leitungen 153 und 155 dem Matrixschalter 53 zugeführt werden.

Die im Zustand "Zeitanzeige" von dem Auswertedekodierer 143 P über die Leitungen 147, 149 und 151 abgegebenen Schaltsignale schalten die binären Ausgänge des Uhr-Minutenzählers 27» des Uhr-Zehnminutenzählers 59 und des Uhr-Stundenzählers 77 über die Leitungen 159, l6l, l63 und 165 an eine Binär-Dezimal-Dekodierstufe 157 an. Entsprechend schalten im Zustand "Alarmanzeige" die von dem Auswertedekodierer 143 über die Leitungen 153 und 155 abgegebenen Schaltsignale die binären Ausgänge des Alarm-Zehnminutenzählers 33 und des Alarm-Stundenzählers 113 an die Binär-Dezimal-Dekodierstufe 157 an.

Die Dekodierstufe 157 dekodiert die Binärinformationen auf den Leitungen 159, l6l, l63 und 165 in dezimale Ausgangssignale von ΰ bis 12, die durch die in Klammern gesetzten Zahlen 0 bis 12 versinnbildlicht sind. Die Ausgänge der De-

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kodierstufe 157 sind rait einer Dekodierstufe 167 für das Anzeigesystem der Uhr verbunden, die über die Leitungen I69, 171, 173, 175, 177, 179 und Ιδί Steuersignale an die einzelnen Elektroden von vier parallelgeschalteten, jeweils sieben Elektroden aufweisenden Anzeigeröhren abgibt, was insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht. Der binäre Ausgang des Auswertezählers 137 ist über die Leitungen I85 und I87 ebenfalls an das Anzeigesystem angeschlossen, um wahlweise und nacheinander die Anzeigeelemente synchron mit dem aufeinanderfolgenden Anlegen der Stundenzehner-, der Stunden-, der Minutenzehner- und der Minutenausgänge des Dekodierers I67 parallel zu den Elektroden der vier Anzeigeelemente anzuregen, wobei die Anzeigeelemente für die Stunden und die Stundenzehner gleichzeitig angeregt werden.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 gezeigten Schaltung ist derart, daß während eines normalen Betriebs ein Uhrbezugssignal mit einer Frequenz von 60 Hz und einem Spannungspegel von beispielsweise 9 Voxt auf die Leitung. 1 gegeben wird. Bei einem solchen Spannungspegel werden keine Signale "Langsames Stellen" und "Schnelles Stellen" von dem Gangsteuerstromkreis 3 über die Leitungen 17 und 19 abgegeben. Auf der Leitung 13 erscheint ein Impuls pro Minute und diese Impulse werden durch die Torstufe 15 über die Leitung 25 dem Uhr-Minutenzähler 27 zugeführt. Dies hat zur Folge, daß an den Eingängen des Matrixschalters 53 die binären Ergebnisse des Stundenzählers, des Zehnminutenzählers und des Minutenzählers anliegen, die sich in Abhängigkeit von dem jede Minute auf der Leitung 25 erscheinenden Impuls ändern.

Während des Normalbetriebes werden die Stundenwerte, die Zehn minutenwerte und die Minutenwerte am Eingang des Matrixschalters 53 nacheinander auf die von diesem abgehenden Ausgangsleitungen 159, 161, 163 und 165 durch von dem Auswertedekodierer 1H3 über die Leitungen 147, 1^9 und 151 nacheinander abgegebenen Schaltsignale gegeben.

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Die Ausgänge des Matrixschalters 53» die nacheinander binäre Stunden-, Zehnminuten- und Minutenvrerte abgeben, sind mit der Binär-Dezimal-Dekodierstufe 157 zum wahlweisen Anschalten der Dezimaleingänge der Dekodierstufe l6j für das Anzeigesystem verbunden. Die Ausgänge des Dekodierers l67 sind über die Leitungen 169 - 183 zu den Stundenzehner-, Stunden-, Minutenzehner und Minutenanzeigeelementen parallelgeschaltet, wie aus Fig. 5 hervorgeht. Das auf den Leitungen 185 und I87 erscheinende binäre Ausgangssignal des Auswertezählers 137 wird dazu benutzt, um nacheinander die Stundenzehner- und die Stunden- ^ anzeigeelement sowie die Minutenzehner- oder Minutenanzeigeelemente synchron mit dem Erscheinen der entsprechenden binären Eingänge am Dekodierer 167 anzuregen.

Es sei nun angenommen, daß aus irgendwelchen Gründen, wie einer versehentlichen Abschaltung, die Uhrzähler 27» 59 und 77 falsch gesetzt sind und beispielsweise ein binäres 5-Uhr-Ausgangssignal abgeben, wenn es in Wirklichkeit 10 Uhr ist. Um die Uhr zu stellen, wird ein Uhrbezugssignal mit einem gegenüber dem Normalbetrieb höheren Spannungspegel, beispielsweise von -27 Volt, auf die Leitung 1 gegeben. Aufgrund dieses höheren Spannungspegels erzeugt der Gangsteuerstromkreis 3 ein Steuersignal "Schnelles Stellen", das über die Leitung ™ 17 der Torstufe 15 zugeführt wird. Dies hat zur Folge, daß die Leitung 21 auf die Leitung 25 durchgeschaltet wird. Demgemäß werden die Zähler 27» 59 und 77 mit einer Geschwindigkeit von 60 Hz betätigt und nähern sich schnell der korrekten 10-Uhr-Stellung. Die durchlaufenden Zählwerte werden den entsprechenden Anzeigeelementen in derselben Art und Weise wie während des oben beschriebenen Normalbetriebes zugeführt.

Um das Stellen der Uhr zu erleichtern, wird, wenn die gewünschte 10-Uhr-Stellung mit einer Geschwindigkeit von 60 Hz näher kommt, das Uhrbezugssignal auf der Leitung 1 auf einen Spannungspegel vermindert, der zwischen dem des Normalbetriebes und dem im Zustand "Schnelles Stellen" auftretenden Pegel, bei-

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spielsweise bei -13 Volt liegt. Aufgrund dieses Spannungspegels auf der Leitung 1 erzeugt der Gangsteuerstromkreis 3 ein Steuersignal "Langsames Stellen", das über die Leitung 19 der Torstufe 15 zugeführt wird. Dies hat zur Folge, daß die Torstufe 15 die vom Frequenzteiler 7 abgehende Leitung 23 auf die Leitung 25 schaltet. Die Zähler 27, 59 und 77 und damit auch die Stunden-, Minutenzehner- und MinutenanzeigeeLemente rücken nunmehr mit einer Geschwindigkeit von 2 Impulsen pro Sekunde vor, bis die eigentliche Stellung erreicht ist, bei der die Spannung auf der Leitung 1 auf ihren Normalpegei verkleinert wird und die Uhr in ihren Normalbetrieb übergeht.

Es sei nun angenommen, daß der Wunsch besteht, die Alarmzähler 33 und 113 zu setzen. Um dies durchzuführen, wird ein Steuersignal "Alarm Stellen" über die Leitung 29 der Torstufe 15 zugeführt. Dies hat zur Folge, daß die Torstufe 15 über die Leitung 31 entweder zwei Impulse pro Sekunde oder 60 Impulse pro Sekunde an den Zähler 33 abgibt, je nach dem, ob der Torstufe 15 ein Steuersignal "Langsames Stellen" oder ein Steuersignal "Schnelles Stellen" über die Leitung 19 bzw. 17 in Abhängigkeit von dem Spannungspegel des Uhrbezugssignals auf der Leitung 1 zugeführt wird.

Demgemäß rücken der Zehnminutenzähler 33 und der Stundenzähler 113 entweder mit einer Geschwindigkeit von zwei Impulsen pro Sekunde oder mit 60 Hz vor und die entsprechenden binären Werte werden über die Leitungen 123, 125, 127 und 129 sowie die Leitungen 103, 105 und 107 dem Matrixschalter 53 zugeführt. Die Anwensenheit eines Signals "Alarm Stellen" auf der Leitung 29 hat ein ähnliches, dem Auswertedekodierer 143 zugeführtes Signal zur Folge, wodurch der Auswertedekodierer 1^3 über die Leitungen 153 und 155 ein Schaltsignal an den Matrixschalter 53 abgibt. Dadurch werden der Binärwert des Stundenzählers 113 und der des Zehnminutenzählers 33 nacheinander auf die Ausgangs Ie Jiungen 159» l6l, 163 und 165 des Matrixschalters 53 geschaltet. Die Werte der Alarmzähler 33 und II3 werden

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daher in der gleichen Weise wie die der Uhrzähler durch die Anzeigeelemente dargestellt. Wenn sich die gewünschte Einstellung nähert, werden die Zähler vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit, die dem "Langsamen Stellen" entspricht, vorgerückt, bis die gewünschte Alarmeinstellung erreicht ist. .Sobald die Alarmeinstellung erfolgt ist, wird das Steuersignal "Alarm Stellen" von der Leitung 29 entfernt und die Digitaluhr beginnt normal weiterzulaufen.

Die Alarmvergleichsstufe 43 gibt über die Leitung 133 ein Alarmzeich/%3, wenn die Uhrzähler 27, 59 und 77 auf den gleichen Wert vorgerückt sind, wie er an den Alarmzählern 33 und 113 eingestellt ist. Wenn daher der auf den Leitungen 79, 8l, 83 und 85 erscheinende binäre Wert des Uhr-Stundenzählers 77 gleich dem auf den Leitungen 115, 117, 119 und 121 erscheinenden binären Wert des Alarm-Stundenzählers 113 und der auf den Leitungen 6l, 63 und 65 erscheinende binäre Wert des Uhr-Zehnminutenzählers 59 gleich dem auf den Leitungen 97, 99 und 101 erscheinenden binären Wert des Alarm-Zehnminutenzählers ist und der über die Leitungen 35, 37, 39 und 4l vom Uhr-Minutenzähler 27 abgegebene binäre Wert Null ist, wird von der Alarmvergleichsstufe 43 ein Alarmsignal auf die Leitung 133 gegeben.

Wie aus der die erfindungsgemäße Digitaluhr darstellenden Fig. 1 und den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Uhr leicht zu stellen, klein, billig und demgemäß ideal an die Bedürfnisse des Konsumenten angepaßt.

Die in Fig. 1 dargestellte elektronische Digitaluhr ist insbesondere für einen monolithisch integrierten Aufbau geeignet und erfordert nur eine äußerst geringe Zahl von Anschlüssen, wodurch die Kosten sinken und die Zuverlässigkeit und die Schaltungsproduktion (circuit yield) wächst. Genauer gesagt, ist die erfindungsgemäße Digitaluhr insbesondere zur Integration in Form einer Metalloxydhalbleiterschaltung, die

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nur l6 Anschlüsse benötigt, geeignet. Eine solche in MOS-Technik ausgeführte Schaltung erfordert eine äußerst geringe Zahl von Arbeitsgängen, während sie extrem kleine Abmessungen und die entsprechend wirksame Verwendung von Chips erlaubt. Zudem gestattet eine solche Schaltung die Verwendung sehr hochohmiger Wirkwiderstände, was die Benutzung einer großen Zahl von Bauteilen mit einer geringen Verlustleistung ermöglicht und verwendet außerdem Betriebsspannungen, die zum Betrieb der gegenwärtig erhältlichen, billigen Fluoreszenzanzeigeelemente herangezogen werden können.

Es wird nunmehr auf die Fig. 2 Bezug genommen, die ein Logikschaltbild des erfindungsgemäßen Gangsteuerstromkreises 3 zei^t Fa:¹ die mit der Fig. 1 gleichen Elemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet.

Das eine Frequenz von 60 Hz aufweisende Uhrbezugssignax v.ird über die Leitung 1 dem Verstärker 201 zugeführt, der das Bezugssignal in eine Rechteckimpulsfolge umwandelt und diese über die Leitung 5 abgibt. Das Uhrbezugssignal auf der Leitung 1 wird auch einem ersten Spannungsteiler zugeführt, der drei Feldeffekttransistoren FET 1, FET 2 und FET 3 umfaßt, die in Reihe hintereinander zwischen der Leitung 1 und Erde liegen. Die Senkelektrode und die Torelektrode der Feldeffekttransistoren FET 1 und FET 2 sind jeweils unmittelbar miteinander verbunden. An der Torelektrode des Feldeffekttransistors FET 3 liegt eine feste Vorspannung von beispielsweise -27 Volt, während seine Quellelektrode auf Erdpotential liegt. Auf diese Weise besteht der erste Spannungsteiler aus dem hohen Scheinwiderstand des konstant vorgespannten Feldeffekttransistors FET 3 und die Schwellspannung fällt am Feldeffekttransistor FET 1 und am Feldeffekttransistor FET 2 ab, die ähnlich wie umgekehrt vorgespannte Zenerdioden arbeiten.

Des weiteren wird das Uhrbezugssignal auf der Leitung 1 einem zweiten Spannungsteiler mit zwei Feldeffekttransistoren FET 4 und FET 5, die in Reihe hintereinander zwischen der Leitung 1

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und Erde liegen, zugeführt. Die Senkelektrode und die Torelektrode des Feldeffekttransistors FET 4 sind unmittelbar miteinander verbunden, während die Torelektrode des Feldeffekttransistors FET 5 an einer festen Vorspannung von -27 Volt und seine Quellelektrode an Erde liegt. Daher besteht der zweite Spannungsteiler aus dem hohen Scheinwiderstand des konstant vorgespannten Feldeffekttransistors FET 5 und dem Schwellspannungsabfall am Feldeffekttransistor FET 4, der wiederum ähnlich wie eine umgekehrt vorgespannte Zenerdiode wirkt.

fc Das Signal an der Verbindungsstelle der beiden Feldeffekttransistoren FET 2 und FET 3 wird durch einen Verstärker 209 umgeformt und dem Rücksetzeingang R_Dp eines Dauerkipp-Flip-Flops 213 (toggle flip flop) und dem Setzeingang S_p eines Speicher-Flip-Flops 215 (latch flip flop) zugeführt. Der Ausgang (L des Dauerkipp-Flip-Flops 213 ist mit einem Eingang eines ODER-NICHT-Gatters 217 verbunden, dessen anderer Eingang an die Leitung 5 angeschlossen ist. Der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters liegt am Rücksetzeingang R„ des Speiher-Flip-Flops 215· Auf diese Weise entsteht am Ausgang Q_F des Speicher-Flip-Flops 215, von dem die Leitung 17 abgeht, ein Steuersignal "Schnelles Stellen".

™ Ähnlich wird das Signal an der Verbindungsstelle der beiden Feldeffekttransistoren FET 4 und FET 5 des zweiten Spannungsteilers durch einen Verstärker 219 umgeformt und das Ausgangssignal des Verstärkers 219 dem Rücksetzeingang R^₀ eines

i/o

Dauerkipp-Flip-Flops 223 und dem Setzeingang S„ eines Speicher-Flip-Flops 225 zugeführt. Der Dauerkippeingang T (toggle input) des Dauerkipp-Flip-Flops 223 und ein Eingang des ODER-NICHT-Gatters 227 sind mit der eine Rechteckimpulsfolge führenden Leitung 5 verbunden, während der andere Eingang des ODER-NICHT-Gatters 227 am Ausgang Q₂ des Dauerkipp-Flip-Flops 223 liegt. Der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters ist an den Rücksetzeingang Rg des Speicher-Flip-Flops 225 angeschlossen. Auf diese Weise entsteht am Ausgang Q_s des Speicher-Flip-Flops

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225 und auf der Leitung 19 ein Steuersignal "Langsames Stellen"

Während des Normalbetriebes des GangsteuerStromkreises nach Fig. 2 wird über die Leitung 1 ein Uhrbezugssignal von 60 Hz ' und einer Amplitude von beispielsweise -8 Volt eingespeist und der Verstärker 201 gibt eine Rechteckirapulsfolge von 60 Hz und einer Amplitude von beispielsweise -13 Volt über die Leitung 5 ab.

Während des Normalbetriebes, bei dem zwischen der Leitung 1 und Erde am ersten Spannungsteiler -8 Volt liegen, erzeugt der Spannungsabfall an den Feldeffekttransistoren FET 1 und FET 2 an dem Verbindungspunkt von Feldeffekttransistor FET 2 und Feldeffekttransistor FET 3 eine Spannung von ungefähr 0 Volt, die nicht ausreicht, eine Zustandsänderung des Verstärkers 209 hervorzurufen.

Eine ähnliche Bedingung existiert für den zweiten Spannungsteiler während des Normalbetriebes: an der Verbindungsstelle zwischen dem Feldeffekttransistor FET 4 und dem Feldeffekttransistor FET 5 entsteht eine Spannung von ungefähr -3 Volt, die ebenfalls nicht ausreicht, eine Zustandsänderung des Verstärkers 219 hervorzurufen.

Sinkt die Spannung des Uhrbezugssignales auf der Leitung 1 auf einen Wert von ungefähr -14 Volt beim Betrieb "Langsames Stellen" ab, so erzeugt der Spannungsabfall am Feldeffekttransistor FET 4 eine Spannung von ungefähr -8 Volt an der Verbindungsstelle der beiden Feldeffekttransistoren FET 4 und FET 5, die eine Zustandsänderung des Verstärkers 219 hervorruft. Während des Betriebs "Langsames Stellen" erzeugt jedoch der Spannungsabfall an den Feldeffekttransistoren FET 1 und FET 2 eine Spannung von ungefähr -2 Volt an der Verbindungsstelle der beiden Feldeffekttransistoren FET 2 und FET 3, die nach wie vor für eine Zustandsänderung des Verstärkers nicht ausreicht.

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steigt.

- 14 -

Sinkt die Spannung des Uhrbezugssignals auf der Leitung 1 auf einen Wert von ungefähr -27 Volt beim Betrieb "Schnelles Stellen" ab, so erzeugt der Spannungsabfall an den beiden Feldeffekttransistoren FET 1 und FET 2 eine Spannung von ungefähr -14 Volt am Verbindungspunkt der beiden Feldeffekttransistoren FET 2 und FET 3 und der Verstärker 209 ändert seinen Zustand. Der Spannungsabfall am Feldeffekttransistor FET 4 erzeugt während des Betriebes "Schnelles Stellen" eine Spannung von ungefähr -20 Volt zwischen den beiden Feldeffektstransistoren FET 4 und FET 5. Daher ändern während eines solchen Betriebes beide Verstärker 209 und 219 ihren Zustand.

Die logische Verknüpfung des Gangsteuerstromkreises nach Fig. kann wesentlich leichter anhand der Spannungs-Zeit-Diagramme in Fig. 4 verstanden werden· In Fig. 4a ist das Uhrbezugssignal auf der Leitung 1 dargestellt, das während einer Zeitdauer t^ einen einen Normal<betrieb bewirkenden Spannungspegel von -8 Volt aufweist, während der Zeitdauer tp einen einen Betrieb "Schnelles Stellen" bewirkenden Spannungspegel von -27 Volt besitzt, während der Zeitdauer t-, einen einen Betrieb "Langsames Stellen" bewirkenden Spannungspegel von -14 Volt hat und schließlich während einer Zeit th zur Wiederaufnahme des Normalbetriebes wieder auf einen Spannungspegel von -8 Volt

Die Fig. 4b zeigt die Rechteckimpulsfolge von 60 Hz auf der Leitung 5» an die, wie aus Fig. 2 hervorgeht, der Triggereingang T der Dauerkipp-Flip-Flops 213 und 223 und jeweils ein Eingang der ODER-NICHT-Gatter 217 und 227 angeschlossen sind.

Die Figuren 4c bis 4f zeigen die Spannungsverläufe am Rückset zeingang R_DS des .Dauerkipp-Flip-Flops 223» am Ausgang Q₂ des Dauerkipp-Flip-Flops 223, am Rücksetzeingang Rg des Speicher-Flip-Flops 225 bzw. am Ausgang des ODER-iJICHT-Gatters 227 und am Ausgang Q_s des Speicher-Flip-Flops 225, an dem das Steuersignal "Langsames Stellen" an die Leitung 19 abgegeben wird.

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Ähnlich zeigen die Figuren 4g bis 4j die Spannungsverläufe am Rücksetzeingang R_Dp des Dauerkipp-Flip-Flops 213; am Ausgang Q. des Dauerkipp-Flip-Flops 213, am Rücksetzeingang R^₁ des Speicher-Flip-Flops bzw. am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters und am Ausgang Q_p des Speicher-Flip-Flops 215, an dem das Steuersignal "Schnelles Stellen" an die Leitung 17 abgegeben wird.

Bei den Spannungsverlaufen der Figuren 4b bis 4j entspricht einer logischen "0" eine Spannung von ungefähr null Volt und einer logischen "1" ein Signal von ungefähr -13 Volt.

Die folgenden Wahrheitstabellen beschreiben die Funktionen des Dauerkipp-Flip-Flops 213 und des Speicher-Flip-Flops 215, wie sie in aen zugeordneten Spannungs-Zeit-Diagrammen der Fig. 4 dargestellt sind. Die den Ausgängen der Flip-Flops 213 und 215 zugeordneten negativen und „positiven Zeichen in den Wahrheitstabellen zeigen den vorhandenen bzw. den neuen Ausgangszustand an.

(1) Dauerkipp-Flip-Flop 213 Der Dauerkipp-Flip-Flop 213

ändert seinen Zustand jedesmal, wenn das Triggersignal am Eingang T von dem Zustand "0" in den Zustand "1" wechselt, aber nur dann, wenn R_Dp sich im Zustand "0" befindet. Wenn R_Dp im Zustand "1" ist, hat das Triggersignal am Eingang T keine Wirkung.

^RDF	V	V
0	1	0
0	0	1
1	1	1
1	0	1

(2) Speicher-Flip-Flop 215 S„ R

Der Zustand, bei dem S_p und R_p beide "1" sind, ist nicht zugelassen.

0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	1

Ähnlich beschreiben die folgenden Wahrheitstabellen die Funktion des Dauerkipp-Flip-Flops 223 und die des Speicher-Flip-Flops 225. Die Tabellen 1 und 3 sind im allgemeinen identisch und die Tabelle 4 unterscheidet sich von der Tabelle 2 nur darin, daß beim Flip-Flop 215 (Tabelle 2) der wahre Ausgang benutzt wird, während es beim Flip-Flop 225 (Tabelle 4) der Komplementärausgang ist.

(3) Dauerkipp-Flip-Flop 223

^RDS	V	Q_{2 +}
0	1	0
0	0	1
1	1	1
1 .	0	1

Der Dauerkipp-Flip-Flop 223 ändert seinen Zustand jedesmal, wenn das Triggersignal am Eingang T von dem Zustand "0" in den Zustand "1" wechselt, aber nur dann, wenn R_DS sich im Zustand "0" befindet. Wenn R im Zustand "1" ist, hat das Triggersignal am Eingang T keine Wirkung.

(4) Speicher-Flip-Flop 225

^ss	^RDS	V	S⁺	R_DS beide ·■
0	0	1	1	zugelassen.
0	0	0	0
0	1	1	1
0	1	0	T-I
1	0	1	Ü
1	0	ü	0

Der Zustand, bei dem S_c und

109845/164 C-

Wie aus der Fig. 4 und den obigen Wahrheitstabellen hervorgeht, hat im Normalbetrieb während der Zeiten t. und tu, wenn das Uhrbezugssignal auf der Leitung 1 einen Spännungspegel von -8 Volt besitzt, die logische Funktion des Dauerkipp-Flip-Flops 223, des ODER-NICHT-Gatters 227 und des Speicher-Flip-Flops 225 einen Zustand "1" am Ausgang Q„ und damit auf der Leitung 19 zur Folge. Im Betrieb "Schnelles Stellen" und "Langsames Stellen", wenn das Uhrbezugssignal in den Zeiten tp und t, einen Spannungspegel von -14 Volt bzw. -27 Volt besitzt, hat die logische Funktion dieser Elemente jedoch einen Zustand "0" am Ausgang Q_g und damit auf der Leitung 19 zur Folge.

Ähnlich ist im Normalbetrieb während der Zeiten t. und tj, die logische Funktion des Dauerkipp-Flip-Flops 213» des ODER-NICHT-Gatters 217 und des Speicher-Flip-Flops 215 derart, daß sich am Ausgang Q_p und damit auf der Leitung 17 ein Zustand "0" ergibt. Im Betrieb "Schnelles Stellen", wenn während der Zeit t₂ das Uhrbezugssignal einen Spannungspegel von -27 Volt besitzt, ist die logische Funktion dieser Elemente jedoch so, daß sich am Ausgang Q_p und auf der Leitung 17 ein Zustand "1" einstellt. Im Betrieb "Langsames Stellen" während der Zeit t, kehrt der Ausgang Q_p in seinen Zustand "0" zurück.

Demgemäß kann die logische Verknüpfung des Stromkreises nach Fig. 2 durch die folgende Tabelle dargestellt werden:

Bedingung	Stellen	Spannung des Ührbezugssignales	^QS	^QF
Normal	Stellen	-8 V	1	0
Langsames	-14 V	0	0
Schnelles	-27 V	0	1

Die in der Tabelle 5 dargestellten Ausgangssignale des Gangsteuerstromkreises nach Fig. 2 werden der Torstufe 15 zugeführt und haben zur Folge, daß die Torstufe während des Nor-

09845/164 6

malbetriebes einen Impuls pro Minute an den Uhr-Minutenzähler und entweder "zwei Impulse pro Sekunde während des Betriebes "Langsames Stellen" oder 60 Impulse pro Sekunde während des Betriebes "Schnelles Stellen" entweder an den Uhr-Minutenzähler 27 oder den Alarm-Zehnminutenzähler 33 abgibt.

Es wird nunmehr auf ELg. 3 Bezug genommen, die ein Logikschaltbild der in Pig. I allgemein dargestellten Torstufe 15 zeigt. Für die mit der Fig. 1 and 3 gleichen Elemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet.

Die auf der Leitung 23 erscheinenden zwei Impulse pro Sekunde werden dem ersten von drei Eingängen eines ODER-MICHT-Gatters 301 zugeführt. In die beiden anderen Eingänge werden über die Leitung 17 das Steuersignal "Schnelles Stellen" und über die Leitung 19 das Steuersignal "Langsames Stellen" von dem Gangsteuerstromkreis 3 eingespeist.

Das Steuersignal "Schnelles Stellen" wird darüber hinaus über einen Inverter 303 dem einen Eingang eines ODER-NICHT-Gatters 305 zugeführt, an dessen anderem Eingang die Rechteckimpulsfolge von 60 Hz auf der Leitung 21 eingespeist wird. Der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 305 ist an den einen Eingang eines ODER-NICHT-Gatters 307 angeschlossen. Der andere Eingang des ODER-NICHT-Gatters 307 ist mit dem Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 301 verbunden. Der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 307 liegt an dem einen Eingang des ODER-NICHT-Gatters 309 und ebenso an dem einen Eingang eines weiteren ODER-NICHT-Gatters 311. Die ODER-NICHT-Gatter 309 und 311 bilden zusammen mit dem Inverter 313 einen Datenflußsehalter.

Das Steuersignal "Alarmanzeige" auf der Leitung 29 wird über einen Inverter 313 dem zweiten Eingang des ODER-NICHT-Gatters 309 und unmittelbar dem zweiten Eingang des ODER-NICHT-Gatters 311 zugeführt. Der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 311 ist mit dem Alarm-Zehnminutenzähler 33 über die Leitung 31»

109845/1646

wie in Pig. 1 dargestellt, verbunden. Das Steuersignal "Alarmanzeige" wird des weiteren über die Leitung 1^5 in den Auswertedekodierer 143 eingespeist.

Die Wirkungsweise der Torstufe 15 ist derart, daß bei einer Einspeisung einer "1" in den einen Eingang des ODER-NICHT-Gatters 311 über die Leitung 29 sich aufgrund des Inverters 313 am Eingang des ODER-NICHT-Gatters 309 eine "0" ergibt. Auf diese Weise erscheinen alle vom Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 307 abgegebenen Impulse auch in invertierter Form am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 309, aber nicht am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 311. Umgekehrt erscheint bei Einspeisung einer "0" über die Leitung 29 am Eingang des ODER-NICHT-Gatters 311 eine "0" und am Eingang des ODER-NICHT-Gatters 309 wegen des Inverters 313 eine "1". Dadurch verlassen alle vom Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 307 abgegebenen Impulse in invertierter Form den Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 311 und gelangen über die Leitung 31 zu dem Alarm-Zehnminutenzähler 33, während sie den Ausgang des GⁿEH-NICHT-Gatters 309 in nicht invertierter Form verlassen. Die ODER-NICHT-Gatter und 311 und der Inverter 313 können daher als Datenflußschalter für alle am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 307 erscheinenden Impulse angesehen werden. Ein Zustand "1" auf der Leitung 29 hat eine Zeitanzeige und ein Zustand "0" auf der Leitung eine Alarmanzeige zur Folge.

Unter der Annahme, daß über die Leitung 29 eine "1" eingespeist wird und sich dadurch der Zustand "Zeitanzeige" einstellt, arbeitet die Torstufe nach Fig. 3 derart, daß während des Normalbetriebes, wenn also, wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, eine "0" und eine "1" über die Leitung 17 bzw. 19 durch den Gangsteuerstromkreis in das ODER-NICHT-Gatter 301 eingespeist werden, der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 301 "0" ist und die über die Leitung 23 dem Eingang des ODER-NICHT-Gatters zugeführten zwei Impulse pro Sekunde aufgrund der Anwesenheit einer "Γ' auf der Leitung 19 nicht am Ausgang des ODER-NICHT-

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Gatters 305 erscheinen. Ferner wird die während des Normalbetriebes auf der Leitung 17 erscheinende "0" durch den Inverter 303 invertiert, so daß in den einen Eingang des ODER-NICHT-Gatters 305 eine "1" eingespeist wird, der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 305 auf ¹¹O" bleibt und die über die Leitung 21 dem anderen Eingang des ODER-NICHT-Gatters 305 zugeführte Rechteckimpulsfolge von 60 Hz nicht am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 305 erscheint.

Da die beiden Eingänge des ODER-NICHT-Gatters 307 demgemäß während des Normalbetriebes "0" sind, erscheint im Ausgang dieses ODER-NICHT-Gatters eine "1", was zur Folge hat, daß der Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 309 sich in dem Zustand "0" befindet. Daher erscheint der über die Leitung 13 dem ODER-NICHT-Gatter 315 zugeführte eine Impuls pro Minute in invertierter Form am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 315 und wird nach Invertierung durch den Inverter 317 über die Leitung 25 an den Uhr-Minutenzähler 27 abgegeben.

Während des Betriebes "Langsames Stellen" wird, wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, der Eingang des ODER-NICHT-Gatters 301, der mit der Leitung 19 verbunden ist, "0", was zur Folge hat, daß die über die Leitung 23 dem ODER-NICHT-Gatter 301 zugeführten zwei Impulse pro Sekunde in invertierter Form am Ausgang dieses ODER-NICHT-Gatters erscheinen.

Da in diesem Zustand die Rechteckimpulsfolge von 60 Hz noch nicht am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 305 erscheint, werden die zwei Impulse pro Sekunde am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 301 zweimal durch die ODER-NICHT-Gatter 307 und 309 invertiert und dem Eingang des ODER-NICHT-Gatters 315 zugeführt. Da der andere Eingang des ODER-NICHT-Gatters 315 außer während des Impulsintervalls des einen Impulses pro Minute, der über die Leitung 13 zugeführt wird, immer "0" ist und dieser Impulsintervall,verglichen mit den zwei Impulsen pro Sekunde, die am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 309 erscheinen,

1 0 9 8 U 5 / 1 R /, b

kurz ist, werden demgemäß die zwei Impulse pro Sekunde durch das ODER-NICHT-Gatter 315 invertiert und ebenso durch den Inverter 317 und danach über Leitung 25 dem Uhr-Minutenzähler 27 zugeführt.

Während des Betriebes "Schneles Stellen" wird der Eingang des ODER-NICHT-Gatters 301, der an die Leitung 17 angeschlossen ist, "1", so daß die zwei Impulse pro Sekunde nicht länger am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 315 erscheinen. Aufgrund des Inverters 303 erscheint jedoch jetzt eine "0" am Eingang des ODER-WICHT-Gatters 305 und das ODER-NICHT-Gatter 305 gibt eine Rechteckimpulsfolge von 60 Hz in invertierter Form ab. Dieses Ausgangssignal wird zweimal durch die ODER-NICHT-Gatter 307 und 309 invertiert und dem ODER-NICHT-Gatter 315 zugeführt. Da der Eingang des ODER-NICHT-Gatters 315 wiederum außer während des Impulsintervalls des einen Impulses pro Minute, der über die Leitung 13 eingespeist wird, immer "0" ist und dieser Impulsintervall, verglichen mit den 60 Impul-, sen pro Sekunde, die am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 309 erscheinen, kurz ist, werden die 60 Impulse pro Sekunde demgemäß durch das ODER-NICHT-Gatter 315 invertiert und ebenso durch den Inverter 317 und über die Leitung 25 dem Uhr-Minutenzähler 27 zugeführt.

Unter der Annahme, daß über die Leitung 29 eine "0" eingespeist wird, was den Zustand "Alarmanzeige" zur Folge hat, ergibtjsich für die logische Punktion der Torstufe nach Fig. 3 ia allgemeinen das gleiche wie oben beschrieben, außer daß im Zustand "Schnelles Stellen" die Rechteckimpulsfolge von 60 Hz am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 307 über das ODER-NICHT-Gatter 311 und die Leitung 31 dem Alarm-Zehnminutenzähler 33 zugeführt wird, während im Zustand "Langsames Stellen" die zwei Impulse pro Sekunde am Ausgang des ODER-NICHT-Gatters 307 ähnlich weitergegeben werden.

1 0S845/1645

211G Λ 31

Offensichtlich wird der eine Impuls pro Minute sowohl während des Normalbetriebes als auch dann, wenn der Pegel des Uhrbezugssignals auf der Leitung 1 eine den Zustand "Schnelles Stellen" oder "Langsames Stellen" begründende Größe aufweist und eine einen Zustand "Alarm Stellen" begründende logische "0" auf der Leitung 29 ist, über die Leitung 25 dem Uhr-Minutenzähler 27 zugeführt. Liegt jedoch durch Eingabe einer "1" über die Leitung 29 ein Zustand "Uhr Stellen" vor, werden in Abhängigkeit von dem Pegel des Uhrbezugssignales auf der Leitung 1 entweder 60 Impulse pro Sekunde oder zwei Impulse pro Sekunde über die Leitung 27 dem Uhr-Minutenzähler 25 zugeführt. Daher werden die im Alarmkreis liegenden Zähler 33 und 113 ihren voreingestellten Wert immer beibehalten, es sei denn, daß auf der Leitung 29 der Zustand "0" und gleichzeitig entweder auf der Leitung 19 ebenfalls ein Zustand "0" beim Betrieb "Langsames Stellen" oder auf der Leitung 17 der Zustand "1" beim Betrieb "Schnelles Stellen" henscht.

Es wird nunmehr zu der Fig. 5 übergegangen, die eine bevorzugte AusfUhrungsform eines Eingangs-Ausgangs-Kreises zur Verwendung bei der elektronischen Digitaluhr nach Pig. I zeigt.

Wie aus der Figur hervorgeht, ist ein Transformator Tl vorgesehen, an dessn Primärwicklung 501 eine Netzwechselspannung von 120 Volt liegt und der vier Sekundärwicklungen 503, 505, 507 und 509 besitzt.

Die Sekundärwicklung 503 liefert die Spannung für die Heizung einer üblichen Anzeigeröhre Vl mit sieben Elektroden, während die Sekundärwicklung 505 die Spannung für die Heizung einer zweiten Anzeigeröhre V2 mit sieben Elektroden liefert. Die Heizwicklungen der dritten und vierten, jeweils sieben Elektroden aufweisenden Anzeigeröhre V3 und V¹I sind parallelgeschaltet und liegen an der Sekundärwicklung 507.

Die Anzeigeröhren Vl, V2, V3 und V4 dienen zur Anzeige der Minuten, der Minutenzehner, der Stunden und der Stundenzehner.

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Die Ausgänge des Dekodierers 167 sind parallel über die Leitungen 171, 173, 175, 177, 179, 181 und 183 an die entsprechenden Elektroden der Röhren Vl, V2 und V3 angeschlossen. Da die Röhre V^ zur Anzeige der Stundenzehner vorgesehen ist und demgemäß niemals mehr als eine "1" angezeigt wird, ist der Ausgang des Dekodierers I67 über die Leitung I69 an das Elektrodenpaar der Röhre Vh angeschlossen, durch das die Anzeige einer numerischen 1 erfolgt.

An der Sekundärwicklung 5^9 des Transformators Tl liegt ein Spannungsregler, der aus den Transistoren TRl und TR2, einer Diode Dl, einer Zenerdiode D2, einer Kapazität Cl und den Widerständen Rl, R2 und R3 besteht. Der Spannungsregler dient dazu, eine geregelte Gleichspannung von -27 Volt zwischen de' Leitung 511 und Erde und von -13 Volt zwischen Erde und der Verbindung des Transistors TR2 mit der Zenerdiode D2 zu erzeugen. Die Versorgungsspannung von -27 Volt und -13 Volt werden zur Speisung der in Fig. 1 gezeigten elektronischen Digitaluhr verwendet.

Des weiteren ist ein Spannungspegelwählstromkreis für das der Leitung 1 zugeführte Uhrbezugssignal vorgesehen. Der Wählstromkreis umfaßt eine aus dem Widerstand Rk und der Kapazität C2 bestehende Reihenschaltung, die parallel zu der Sekundärwicklung 509 gesc_haltet ist, und eine Reihenschaltung der widerstände R5, R6, R7 und der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors TR3, die zwischen der Leitung 511 und Erde liegt. Die Basis des Transistors TR3 ist über einen Widerstand R8 an den Verbindungspunkt von Widerstand R4 und Kapazität C2 angeschlossen. Zur Auswahl der einzelnen Spannungspegel des Uhrbezugssignales, durch die der Betrieb "Normal", "Langsames Stellen" oder "Schnelles Stellen" begründet wird, ist ein zweipoliger Hebelumschalter Sl mit den Anschlußklemmen 515, 517, 519, 521, 523 und 525 und ein einpoliger Hebelumschalter .32 mit den Anschlußklemmen 527, 529 und 531 vorgesehen. Die ochalter sind in ihrer Normalstellung gezeichnet. Die Verbin-

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dung zwischen dem Widerstand R5 und dem Widerstand R6 ist mit der Anschlußklemme 517 des Schalters Sl, die Verbindung zwischen dem Widerstand R6 und R7 mit der Anschlußklemme 527 des Schalters S2 und die Verbindung zwischen dem Widerstand R7 und dem Transistor TR3 mit der Anschlußklemme 523 des Schalters Sl verbunden.

Die Wirkungsweise des Wählstromkreises der Pig. 5 ist derart, daß die von der Sekundärwicklung 509 an die Basis des Transistors TR3 abgegebene, sinusförmige Wechselspannung von 60 Hz in eine sich zwischen 0 und -27 Volt ändernde Rechteckimpulsfolge von 60 Hz umgewandelt wird, die an dem aus den Widerständen R5, R6 und R7 bestehenden Spannungsteiler abfällt. Der Widerstand R4 und die Kapazität C2 dienen zum Fernhalten von von der Sekundärwicklung 509 abgegebenen Störimpulsen von der Basis des Transistors TR3·

Daher wird bei in ihrer Normalstellung stehenden Schaltern Sl und S2 eine Rechteckimpulsfolge mit einer Amplitude von ungefähr -8 Volt, die am Verbindungspunkt der Widerstände R5 und R6 vorhanden ist, über die Klemmen 517, 519, 531 und 529 an die Leitung 1 abgegeben.

Befindet sieh der Schalter Sl in der Stellung "Schnelles Stellen", wird eine Rechteckimpulsfolge mit einer Amplitude von -27 Volt, die an der Verbindung von Transistor TR3 und Widerstand R7 auftritt, über die Klemmen 523 und 521 auf die Leitung 1 gegeben.

Befindet sich der Schalter S2 in seiner Stellung "Langsames Stellen", wird eine Rechtecikimpulsfolge mit einer Amplitude von -1*1 Volt, die an der Verbindung der beiden Widerstände R6 und R7 auftritt, über lie Klemmen 52? und 529 an die Leitung 1 abgegeben.

Schließlich ist ein Sefc^'v-^.r-ctiikreis für die Anzeigeröhren vorgesehen s der» drei Sehaluvrajsiskoren TUk _s TE 3 und TH6 ent

hält. Die Emitter der Transistoren TR4, TR5 und TR6 sind an die Leitung 511 angeschlossen und liegen daher auf -27 Volt, während ihre Kollektoren jeweils über einen Widerstand R9 bzw. RIO bzw. RIl an Erde liegen. Der Kollektor des Transistors TR4 ist des weiteren mit den parallelgeschalteten Heizungen der Anzeigeröhren V3 und V4 verbunden, während die Kollektoren der Transistoren TR5 und TR6 an die Heizung der Anzeigeröre V2 bzw. die der Anzeigeröhre V3 angeschlossen sind. Die Basis jedes Transistors ist über einen Widerstand R12 bzw. R13 bzw. Rl4 mit der Leitung 511 verbunden, die auf -27 Volt liegt.

Der Binärausgang des Auswertezählers 137 liegt über die Leitung 185 und den Widerstand R15 an der Basis des Transistors TR4 und über die Leitung I87 und den Widerstand RI6 an der Basis des Transistors TR5. Die Kollektoren der Transistoren TR4 und TR5 sind jeweils über eine Diode D3 bzw. D4 mit der Basis des Transistors TR6 verbunden.

Die Wirkungsweise des Schaltkreises für die Anzeigeröhre ist folgende: Gibt der Auswertezähler 137 einen binären Wert zwischen 1 und 3 über die Leitungen I85 und I87 ab, werden die Transistoren TR4, TR5 und TR6 nacheinander in folgender Weise leitend:

(6) Leitung I85 Leitung 187 TR4 TR5 TR6

0	1	leitend	sperrend	sperrend
1	0	sperrend	leitend	sperrend
1	1	sperrend	sperrend	leitend

Da die Transistoren Tr4, TR5 und TR6 nacheinander leitend werden, nähert sich die Spannung am Kollektor jedes Transistors abwechselnd einer Spannung von -27 Volt. Daher wird, wenn der Transistor TR4 leitend ist, eine Spannung von -27 Volt an die parallelgeschaltete Heizung der Anzeigeröhren V3 und V4 gelegt, wodurch diese Röhren in Betriebszustand versetzt werden. Ähnlich wird, wenn der Transistor TR5 leitend ist, die Anzeige-

109845/16A5

röhre V2 und wenn der Transistor TR6 leitend ist, die Anzeigeröhre Vl in ihren Betriebszustand versetzt.

Auf diese Weise wird die Anzeigeröhre Vl für die Minuten, die Anzeigeröhre V2 für die Minutenzehner und die Anzeigeröhren V3 und V4 für die Stunden nacheinander synchron mit dem aufeinanderfolgenden Anlegen der Minuten-, Minutenzehner- und Stundenwerte an die entsprechenden Elektroden der Anzeigeröhren durch den Dekodierer I67 über die Leitungen I69, 171» 173, 175, 177, 179, 181 und 183 in ihren Betriebszustand versetzt.

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Claims

Patentansprüche

Iy Elektronische Digitaluhr, gekennzeichnet durch Zählmittel (27, 59, 77, 33, 113), Mittel (R4, R5, R6, R7, TR3, R8, C2) zum Erzeugen eines Bezugssignals mit einer ersten Frequenz, einen auf dieses Bezugssignal ansprechenden, mindestens ein Signal mit einer zweiten Frequenz erzeugenden Wandler (7; 11) und einen auf den Spannungspegel des Bezugssignals ansprechenden Steuerstromkreis (3, 15), durch den die Signale mit der ersten und zweiten Frequenz wahlweise den Zählmitteln (27, 59» 77, 33, 113) zur Steuerung ihrer Zählgeschwindigkeit zuführbar sind.
2. Elektronische Digitaluhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das von den Mitteln (R4, R5, R6, R7, RS, C2, TR3) erzeugte Bezugssignal mit einer ersten Frequenz einen ersten, zweiten oder dritten Spannungspegel aufweist, der auf dieses Bezugssignal ansprechende Wandler (7» 11) ein Signal mit einer zweiten und eines mit einer dritten Frequenz erzeugt und der auf die Spannungspegel ansprechende Steuerstromkreis (3,15) zum jeweiligen Zuführen eines der drei Frequenzsignale zu den Zählmitteln ausgebildet ist.
3· Elektronische Digitaluhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das an die Zählmittel (27, 59, 77, 33, 113) abgegebene Signal mit der ersten Frequenz zum schnellen Antrieb, das mit der zweiten Frequenz zum langsamen Antrieb und das mit der dritten Frequenz zxm normalen Antrieb der Zählmittel vorgesehen ist.
4. Elektronische Digitaluhr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß di·= erste Frequenz 60 Hz, die zweite Frequenz 2 Hz und die dritte Frequenz l/6ü Hz betrag:.,

. .* Q 9 8 4 5 / 1 6 4 ό

2 1 1 6 £ 3 ?
5. Elektronische Digitaluhr nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die Zählmittel (27, 59, 77, 33, 113) einen Uhrzähler (27, 59, 77) und einen Alarmzähler (33, 113) umfassen.
6. Elektronische Digitaluhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerstromkreis (3, 15) eine Torschaltung (15) enthält, die die drei Frequenzsignale wahlweise dem Uhrzähler (27, 59, 77) oder dem Alarmzähler (33, 113) zuführt.
7. Elektronische Digitaluhr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine auf den Uhrzähler (27, 59,77) und den Alarmzähler (33, 113) ansprechende Vergleichsstufe (43) vorgesehen ist, die bei Gleichheit der Werte der beiden Zähler ein Signal abgibt.
8. Elektronische Digitaluhr nach einem der Ansprüche 5 - 7 , dadurch gekennzeichnet , daß eine auf den Uhrzähler (27, 59, 77) und den Alarmzähler (33, 113) ansprechende Anzeigeeinrichtung (53, 157, 167, Vl, V2, V3, V4) vorgesehen ist.
9. Elektronische Digitaluhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung (53, 157, 167, Vl, V2, V3, V4) zum wahlweisen Anzeigen der Werte des Uhrzählers (27, 59, 77) und des Alarmzählers (33, 113) von dem Steuerstromkreis (15) ansteuerbar ist.
10. Elektronische Digitaluhr nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerstromkreis (3) einen ersten und einen zweiten, von dem Bezugssignal gespeisten Spannungsteiler (FETl, FET2, PET3, FET^, FET5), auf den Spannungspegel am Abgriff des ersten Spannungsteilers (FETl, FET2, FET3) ansprechende, ein Signal mit der ersten Frequenz an die Zählmittel (27,

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21184 3?

59, 77, 33, 113) abgebende Mittel (209, 213, 217, 215) und auf den Spannungspegel am Abgriff des zweiten Spannungsteilers (FET4, FET5) ansprechende, ein Signal mit der zweiten Frequenz an die Zählmittel (27, 59, 77, 33, 113) abgebende Mittel (219, 223, 225, 227) enthält.
11. Elektronische Digitaluhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Spannungsteiler drei in Reihe geschaltete Feldeffekttransistoren (FETl, FET2, FET3) umfaßt und der Abgriff zwischen dem zweiten und dem dritten Feldeffekttransistor (FET2, FET3) liegt und der zweite Spannungsteiler zwei in Reihe geschaltete Feldeffekttransistoren (FET4, FET5) aufweist, zwischen denen der Abgriff liegt.
12. Zähler für eine elektrische Digitaluhr gemäß einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet , daß eine Zählerstufe (27, 59, 77), ein auf ein ßezugssignal mit einer ersten Frequenz ansprechender, ein Signal mit einer zweiten Frequenz erzeugender Wandler (7, 11) und auf den Spannungspegel des Bezugssignals ansprechende Mittel (3, 15) vorgesehen sind, durch die das Signal mit der ersten und das Signal mit der zweiten Frequenz wahlweise an die Zählstufe zum Steuern ihrer Zählgeschwindigkeit anlegbar sind.

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