DE2156808A1 - Elektronische Uhr, insbesondere Armbanduhr - Google Patents

Description

Garland, Dallas County,' Texas

Hamburg, 15. November 1971

Elektronische Uhr, insbesondere Armbanduhr

Die bisher bekannten sogenannten elektronischen Armbanduhren stellten eine Kombination von mechanisch-elektrischer Einrichtung und mechanischer Zeitanzeigeanordnung dar. Es ist klar, daß man eine verhältnismäßig einfache Uhr dadurch erhält, daß man eine entsprechende Hochfrequenzquelle, beispielsweise einen Oszillator oder ähnliches mit einem entsprechenden Zähler koppelt, der mit vorgegebener Geschwindigkeit Ausgangssignale in einer Folge erzeugt, die eine Zeitanzeige ermöglicht. Bisher verwendete Uhren mit digitalen Schaltungen und elektroluminiszenter Anzeige enthielten entweder keine eingebaute Spannungsquelle oder arbeiteten nur eine begrenzte Zeitdauer. Obwohl bereits Armbanduhren unter Verwendung digitaler Schaltkreise und mit elektroluminiszenten Anzeigen vorgeschlagen wurden, konnten derartige Anordnungen wegen der hohen Leistungsanforderungen sich bisher in der Praxis nicht durchsetzen. Eine wirklich brauchbare elektronische Armbanduhr muß ausreichend klein sein, damit sie in der gewünschten Weise benutzt werden kann, und sie darf nicht .ein zu häufiges Auswechseln der Spannungsquelle erforderlich

machen.

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Gemäß der Erfindung wird eine elektronische Uhr, insbesondere eine Armbanduhr, mit einer optischen Zeitanzeige vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine eingebaute Spannungsquelle, durch eine Signalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung stabiler Frequenzsignale, aus denen eine Vielzahl von die Zeit bezeichnenden binären Ausgangssignalen ableitbar ist, durch einen vonhand zu betätigenden Schalter sowie durch eine Anzeigesteuerung, die bei Betätigung des Schalters die Zeitanzeige in Abhängigkeit von den binären Ausgangssignalen aktiviert.

Die optische Zeitanzeige ermöglicht eine Anzeige von Stunden, Minuten und Sekunden. Da die Anzeige bisher den größten Energieverbrauch hatte, wird eine erhebliche Energieeinsparung dadurch erreicht, daß sie jeweils nur zu dem gewünschten Zeitpunkt aktiviert wird.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist außerdem eine Energiesteuerung vorgesehen, die bei Aktivierung der Anzeige die dieser zugeführte Energie in Abhängigkeit von der umgebenden Beleuchtung steuert. Somit wird keine überschüssige Energie dadurch verbraucht, daß eine gleich helle Anzeige bei sehr dunkler und sehr heller Umgebung geliefert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei für gleiche Teile je-

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weils gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung das Äußere des Uhrgehäuses und die Zeitanzeige.

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild die elektronische Schaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 3a und 3b zeigen in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendete Logikschaltungen.

Fig. 4 zeigt anhand einer Gruppe von Kurven die Steuerung des Arbeitszyklus der der elektroluminiszenten Anzeige zugeführten Leistung.

Fig. 5 zeigt schematisch eine andere Steuerung der Anzeigeintensität .

Fig. 5a zeigt eine Abwandlung der Schaltung gemäß Fig. 5.

In Fig. 1 ist eine Darstellung einer elektronischen Uhr gemäß der Erfindung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel dient lediglich zur Veranschaulichung und bedeutet keine Beschränkung. Typischerweise kann das Gehäuse 1 der Uhr eine im wesentlichen ovale Form haben. Entsprechende Einrichtungen dienen zum Anbringen des Armbandes. Der innen liegende'Schaltungsteil der Uhr kann auf einer

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einzigen Schaltungsplatte angebracht sein, die zusammen mit der eingebauten Spannungsquelle, etwa einer Batterie, im Gehäuse 1 befestigt ist. Die Zeitanzeige kann durch eine Schutzabdeckung 2 betrachtet werden. ·

Die Zeitanzeige enthält eine Vielzahl von digitalen Darstellungen, beispielsweise in Form von Paaren von siebenelementigen Reihen 3a, 3b und 3c. Die Anordnung und die besondere Form der digitalen Darstellungen sind nicht bedeutend für die Erfindung. Der den Teil 3c enthaltende Anzeigebereich gibt die Stundenanzeige, während die Minutenanzeige durch den Teil 3b und die Sekundenanzeige durch den Teil 3a gegeben sind. Die Abdeckung 2 bildet vorzugsweise einen Bandpaß, der nur für diejenige Wellenlänge des Lichtes durchlässig ist, die von der Zeitanzeige emittiert wird, wodurch die Erkennbarkeit verbessert wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Anzeigen aus lichtemittierenden Dioden, die im roten Bereich abstrahlen. Die Abdeckung besteht dann aus rotem Plexiglas mit einer dünnen Schicht aus einer transparenten blau-roten Farbe auf der unteren Fläche. Vorzugsweise ist der unterhalb der Abdeckung befindliche Teil des Gehäuses schwarz, um Lichtreflektionen zu vermeiden und eine bessere Erkennbarkeit zu ermöglichen.

An der Außenfläche der Uhr befindet sich ein Hauptsteuer- oder Betätigungsschalter Ί, der beispielsweise aus einem

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Druckschalter bestehen kann. Um eine Zeitanzeige in Stunden und Minuten zu erhalten, drückt der Benutzer kurzzeitig den Knopf 4, wodurch er die Schaltung aktiviert, so daß für eine vorbestimmte Zeitspanne eine entsprechende Anzeige durch die Teile 3b und 3c geliefertig wird. Wird der Schalter k heruntergedrückt gehalten, so wird der die Sekunden anzeigende Teil 3a aktiviert und bleibt solange wirksam, wie der Schalter 4 heruntergedrückt wird.

Druckschalter 7 und 8 dienen zum Einstellen der Uhr auf die gewünschte Zeit. Diese Druckschalter können sich gegebenenfalls an der Rückseite der Uhr befinden. Zusätzlich sind auf der Vorderfläche der Uhr Lichtsensoren 5 vorgesehen, von denen drei dargestellt sind. Diese Lichtsensoren steuern die der Anzeige zugeführte Energie in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen in der Umgebung, um dadurch den Energieverbrauch herabzusetzen und eine besonders gute Anzeige zu ermöglichen.

In Fig. 2 ist in einem Blockschaltbild die Schaltung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt, bei dem die Bezugszeit von einem Oszillator 11 geliefert wird, der irgendein geeigneter, stabiler Oszillator, beispielsweise ein quarzgesteuerter Oszillator sein kann. Das verhältnismäßig hochfrequente Ausgangssignal des Oszillators 11 wird einem Frequenzteiler 12 zugeführt, der von bekannter Bauart sein kann. Es sei darauf hingewiesen, daß sich eine

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besonders hohe Genauigkeit dadurch erzielen läßt, daß man einen Oszillator hoher Frequenz benutzt, beispielsweise von 32.768 Hz.

Der Frequenzteiler 12 teilt die vom Oszillator 11 gelieferte Frequenz um den gewünschten Faktor herunter, so daß man eine Vielzahl von Ausgangsfrequenzen erhält. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liefert der Frequenzteiler 12 sechs verschiedene Ausgangsfrequenzen. Wie im. einzelnen anhand der Figuren 3a und 3b beschrieben wird, werden der Arbeitszyklus-Steuerung 13 und der Betriebs- und Einstellsteuerung 15 verschiedene dieser Ausgangsfrequenzen zugeführt.

Die Betriebs- und Einstellsteuerung 15 leitet dem Zähler 9 Impulse zu. Dieser Zähler enthält drei einzelne Zähler, deren Ausgänge jeweils über eine Anzeige- und Steuerschaltung 16 mit der Dekodier- und Anzeigeschaltung 17 verbunden sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die Versorgungsspannung B+ der Spannungsquelle nur dem Oszillator 11, dem Frequenzteiler 12, dem Zähler 9 und einem Teil der Betriebs- und Einstellsteuerung 15 zugeführt wird, es sei denn, daß einer oder mehrere der Schalter 4, 7 und 8 betätigt sind. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Energieeinsparung.

Die Lichtsensoren 5 können beispielsweise lichtempfindliche Transistoren sein, die das Umgöbungslicht anzeigen und entsprechende Signale an die Arbeitszyklus-Steuerung 13 liefern.

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Diese Steuerung 13 gibt in Abhängigkeit von einem Signal der Betriebs- und Einstellsteuerung 15»welches anzeigt, daß einer der Schalter 4, 7 und 8 betätigt wurde, entsprechende Signale an die Betätigungsschaltung 18. Diese Betätigungsschaltung steuert die Anzeige- und Steuerschaltung 16, um eine Zuführung von Zählerausgangsinformation zur Dekodier- und Anzeigeschaltung 17 zu ermöglichen, und führt der Dekodier- und Anzeigeschaltung 17 in Abhängigkeit von dem Licht in der Umgebung Energie zu, so daß die Anzeige für vorbestimmte Arbeitszyklus- und Zeitspannen aktiviert wird. Dies ist wichtig, da die Anzeige eine wesentliche Ursache für Energieverbrauch ist. Um weiterhin den Energieverbrauch zu verringern, ist eine optimale Anzeige vorgesehen, die weder so schwach, daß sie unleserlich wird, noch so hell ist, daß sie verschwimmt oder unscharf wird.

In den Figuren 3a und 3b sind die Einzelheiten einer Schaltungsanordnung für das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Oszillator 11, der vorzugsweise ein stabiler quarzgesteuerter Oszillator ist, ist mit dem Frequenzteiler verbunden, der in diesem Ausführungsbeispiel sechs verschiedene Ausgangsfrequenzen erzeugt. Diese Ausgangsfrequenzen sind mit F₁ bis Fg bezeichnet, wobei F. die höchste Frequenz, beispielsweise 256 Hz ist. Die anderen Frequenzen sind in absteigender Folge 128 Hz, 6k Hz, 8Hz, 4 Hz und 2 Hz. Die Frequenzen F₁, F₃ und F, dienen zur Steuerung des Arbeitszyklus, während-dessen der Anzeige Energieimpulse mit einer solchen Geschwindigkeit

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zugeführt werden, daß die Trägheit des Auges das Plattern nicht wahrnimmt und daß außerdem keine Schwebung mit 50 Hz- oder 60 Hz - Licht erfolgt. Die Frequenz F^ wird als Zeitnormal verwendet. Die Frequenz F_ dient als Blinkanzeige, während die Frequenz Fg zum Stellen der Stunden- und Minutenanzeige verwendet wird.

Die Ausgangssignale des Frequenzteilers 12 gelangen an besondere Eingänge der Schaltung gemäß Figuren 3a und 3b. So wird beispielsweise die Frequenz F₁ einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 20 zugeführt, das sich in der Betriebs- und Einstellsteuerung befindet.

Ein anderer Eingang des Gatters 20 ist mit einem Nicht-Oder-Gatter 58 verbunden, das die Arbeitszyklus-Steuerung 13 darstellt. Das Gatter 20 und alle anderen Nicht-Oder-Gatter der vorliegenden Schaltung liefern nur dann ein positives Ausgangssignal, wenn alle Eingangssignale negativ oder binäre Nullen sind. Als Definition und für die Beschreibung der Betriebsweise der Gatter dieser Schaltung werden die Bezeichnungen "binäre Null", "negatives Signal" und "Signal mit niedriger Spannung" als gleichbedeutend angesehen. Das bedeutet, daß so bezeichnete Signale negativ gegenüber der "binären Eins", "einer hohen Spannung" oder einem "positiven Signal" sind. Das so bezeichnete Signal hat keinen festgelegten absoluten Wert, etwa eine negative Spannung oder eine positive Spannung.

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Vielmehr beziehen sich derartige Angaben nur auf die relativen Werte der Signale zueinander.

Der Ausgang des Gatters 20 ist mit einem Eingang eines NichtOder-Gatters 21 verbunden. Der andere Eingang des Gatters 21 liegt an dem CL-Ausgang des Doppel-Flip-Flops 37· Ferner ist der Ausgang des Gatters 20 mit einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 46 in der Arbeitszyklus-Steuerung 13 verbunden, während der Ausgang des Gatters 21 an einen anderen Eingang des NichtOder-Gatters ²J6 und an einen Eingang des Und-Gatters 300 angeschlossen ist. Die Frequenz F^ gelangt an den anderen Eingang des Und-Gatters 300. Die Frequenzen Fp und F, werden jeweils einem Eingang der Nicht-Und-Gatter 49 und 50 zugeleitet. Diese Gatter befinden sich in der Arbeitszyklus-Steuerung 13. Nicht-Und-Gatter sind solche Schaltungen, die am Ausgang nur dann eine binäre Null abgeben, wenn an allen Eingängen eine binäre Eins liegt, und Und-Gatter sind Schaltungen, die nur dann eine binäre Eins abgeben, wenn allen Eingangen eine binäre Eins zugeführt wird.

Die Frequenz F₁, gelangt an einen Eingang jedes Nicht-Oder-Gatters 38 und 40 der Betriebs» und Einstell-Steuerung 15· Die Frequenz Fg wird vom Frequenzteiler 12 einem Eingang jedes Nicht-Oder-Gatters 27 und 28 zugeführt. Man erkennt also, daß die Signale mit unterschiedlichen Frequenzen verschiedenen Teilen der Schaltung-zugeführt werden, um Infor-

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mationen zu liefern oder einen Steuervorgang zu bewirken. Während des normalen Betriebes befindet sich das zweite Flip-Flop-des Doppel-Flip-Flops 37 im gesetzten Zustand, und der Ausgang Q₂ ist negativ. Dieser Ausgang ist mit dem anderen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 40 verbunden, um ein Aktivierungssignal zu liefern. Ferner besteht eine Verbindung über die Leitung D zu einem Eingang jedes Nicht-Oder-Gatters 7^a und 80a des Zählers 9a» der die Sekunden zählt. Wenn der Qp-Ausgang negativ ist, so gelangen Impulse der Frequenz F₂., die dem anderen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 40 zugeführt werden, über die Leitung C zum Takteingang der Zählstufe 76a des Zählers 9a, der ein Paar Zählstufen 76a und 77a enthält. Der in der Zählstufe 76 gespeicherte Zählerstand zeigt die Einer-Einheiten des Sekundenstandes an, während der in der Zählstufe 77a gespeicherte Zählerstand die Zehner-Einheiten angibt. » Um Synchronisationsfehler zu verringern, ist die Frequenz der dem Takteingang der Zählstufe 76a zugeführten Impulse vorzugsweise 8 Hz und nicht 1 Hz. Dadurch wird es möglich, den Zählerstand der Sekunden mit einer Genauigkeit von Achtelsekunden einzustellen. Die Zählstufe 76a enthält zur Anpassung der Impulsgeschwindigkeit von 8 Impulsen pro Sekunde bei einer Anzeige eines Zählerstandes von einem Impuls pro Sekunde drei zusätzliche Stufen, die das Eingangssignal durch 8 teilen und den ermittelten

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Wert zählen. Solange wie also das Ausgangssignal an Q₂ infolge des gesetzten Zustandes des zweiten Flip-Flöps des Doppel-Flip-Flops 37 eine niedrige Spannung hat, erhöht sich der an den Ausgängen der Zählstufen 76a und 77a angezeigte Zählerstand mit einer Geschwindigkeit von einem Schritt pro Sekunde.

Das Nicht-Und-Gatter 72a ist mit einem gewissen Ausgang der Zählstufe 76a.verbunden, um einen vorbestimmten Zählerstand i zu ermitteln. Dieser umfaßt vorzugsweise zehn Schritte.. Das Gatter 72a erzeugt bei Erreichen des gewünschten Zählerstandes ein negatives Ausgangssignal, das dem Inverter 73a zugeführt wird. Das positive Signal vom Inverter 73a gelangt an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 74a, welches dann ein negatives Ausgangssignal abgibt, das einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 75a zugeführt wird. Der andere Eingang des Nicht-Oder-Gatters 75a ist ebenfalls negativ. Somit erzeugt dieses Gatter ein positives Ausgangssignal, das die Ausgänge der Zählstufe 76a auf Null zurückstellt und sie für die nächsten 10 Sekunden der Zählung vorbereitet.

Das positive Signal vom Inverter 73a wird außerdem der Zählstufe 77a zugeführt, so daß diese die Zehner-Einheiten für die Sekundenanzeige zählende Einrichtung jeden 18. der Zählstufe 76a zugeführten Impuls zählt. Das Gatter 78a ist mit den Ausgängen der Zählstufe 77a verbunden, um einen vorbestimmten Zählerstand, beispielsweise 6 anzuzeigen.

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Wird dieser Zählerstand angezeigt, so liefert das Nicht-Und-Gatter 78a ein negatives Signal an den Inverter 79a. In Abhängigkeit von diesem Signal erzeugt der Inverter ein positives Signal und führt dieses einem Eingang des : Nicht-Oder-Gatters 8Oa zu, um dadurch in diesem ein negatives Ausgangssignal zu erzeugen. Das negative Signal wird einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 8la zugeführt, dessen anderer Eingang negativ gehalten wird (beispielsweise durch Erdung), so daß das Gatter 8la ein positives Signal abgibt, das an die Rückstellklemme der Zählstufe 77a gelangt und diese auf Null zurückstellt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Gatter JHa. und 8Oa auch Signale von der Qp-Klemme des Flip-Flops 37 erhalten. Eine andere Rückstellung der zweiten Zählstufe wird durch die Betätigung des Schalters 8 begonnen. Das Ausgangssignal des Inverters 79a wird außerdem an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 83 gegeben, dessen anderer Eingang vom Schalter 8 gesteuert wird. Ist somit kein anderes Stellsignal vorhanden, so erhält das Gatter 83 ein negatives Signal vom Gatter 28. Der Ausgang des Gatters 83 liegt am Eingang der Minuten-Zählstufe 76b des Zählers 9b. Jedes positive Signal des Inverters 79 bewirkt also die Erzeugung eines negativen Signals durch das Gatter 83. Diese Signale werden von der Zählstufe 76b gezählt. Das bedeutet, daß alle 60 Sekunden im Zähler 76b ein Minutenschritt erzeugt wird. Wiederum werden die Ausgangssignale der Zählstufe 76b durch das Gatter 72b

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ermittelt, um ein negatives Eingangssignal für den Inverter 73b zu erzeugen. Die Zählstufe 76b wird beim 10. Schritt von einem in Abhängigkeit von einem negativen Signal des Gatters 72b erzeugten positiven Signal des Inverters 73b zurückgestellt.

Ferner ist der Ausgang des Inverters 73b mit der Zählstufe 77b verbunden, wodurch zusätzliche Zählungen erfolgen. Ein Rückstellimpuls wird der Zählstufe 77b über ein das Nicht-Und-Gatter 78b und den Inverter 79b enthaltendes Netzwerk zugeführt. Dieses Rückstellnetzwerk entspricht dem vorstehend beschriebenen.

Außerdem liegt der Ausgang des Inverters 79b am Eingang des Nicht-Oder-Gatters 93, dessen anderer Eingang ein anderes, vom Schalter 7 gesteuertes Stellsignal empfängt. Jedes positive Signal für das Gatter 93 bewirkt die Zufuhr eines negativen Signals zum Flip-Flop 97. Wird dieses Flip-Flop durch das Signal vom Gatter 93 getriggert, so wird einem Eingang eines der Gatter l6c, dem Eingang der Zählstufe 98 und einem Eingang des Nicht-Und-Gatters 104 ein Ausgangssignal zugeführt.

Diese Schaltung entspricht den vorstehend beschriebenen Schaltungen, indem die Zählstufen die Eingangssignale zählen. Die Stundenanzeige zeigt jedoch nicht, wie in üblichen Uhren", das Zeichen 0 an. Vielmehr wird nach der Anzeige der Ziffer 12 eine 1 angezeigt. Daher ist der Ausgang des Flip-Flops 9.7-direkt

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mit dem Eingang eines der Gatter l6c verbunden. Wird somit die Zählstufe 98 zurückgestellt, so wird die Anzeige einer 1 geliefert und der Durchgang durch 0 verhindert. Die Zählstufe 98 wird durch das das Nicht-Und-Gatter 72c, den Inverter 73c und die Nicht-Oder-Gatter 74c und 75 enthaltende Netzwerk zurückgestellt, das einen gegebenen Zustand in der Zählstufe 98 anzeigt und diese zur passenden Zeit zurückstellt.

Ferner liefert der Inverter 73c ein Signal an das Flip-Flop IO3. Die beiden Ausgänge des Flip-Flops 103 sind jeweils mit einem Eingang der Gatter 95 und 96 der Anzeige-Steuerung 16c verbunden. Das Gatter 95 erzeugt bei Betätigung eine 1 - Anzeige. Das Gatter 96 dient bei Betätigung zur Abschaltung der Zehneranzeige der Stundendarstellung.

Die Eingänge der Nicht-Und-Gatter 104 sind mit den Ausgängen des Flip-Flops 97, des Flip-Flops 103 und der Zählstufe 98 verbunden, so daß das Gatter 104 immer dann betätigt wird, wenn ein Zählerstand von 13 angezeigt wird. Bei Betätigung liefert das Gatter 104 ein negatives Signal an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 105, dessen anderer Eingang bereits negativ festgelegt ist. Somit liefert das Gatter I05 bei einem Zählerstand von 13 ein positives Signal an die Basis des npn-Transistors T^₀. Ist der Transistor T₁₀ durch dieses positive Signal in den leitenden Zustand gekommen, so wird dem Flip-Flop 103 und .der Zählstufe 98 über die Gatter 74c und 75c ein Rückstell-

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signal zugeführt. Somit wird also durch das Flip-Flop 97 nur die 1- Anzeige aktiviert. Die Anzeige hat sich daher in der gewünschten Weise von 12 zu 1 geändert.

Die Dekodier- und Anzeigeschaltung 17 ist·in drei Abschnitte 17a, 17b und 17c unterteilt, von denen jeder eine Anzeige 3a, 3b und 3c enthält. Die Dekodier- und Anzeigeschaltung 17 enthält .konventionelle Schaltkreise und entspricht etwa dem'numerischen Festkörper-Anzeiger, wie er von der Firma Hewlett-Packard unter der Teilebezeichnung 5082-7000 vertrieben wird; sie hat jedoch eine geringere Größe. Die vier Ausgangssignale der Zählstufe 76a werden dem zugehörigen Abschnitt 17a der Dekodier- und Anzeigeschaltung über Gatter 200a, 202a, 2O4a und 2O6a des Abschnittes l6ä der Anzeige- und Steuerschaltung zugeleitet. Die drei Ausgänge der Zählstufe 77a sind über Gatter 2O8a , 210a und 212a mit dem Abschnitt 17a verbunden. In gleicher Weise sind die Minuten-Zählstufen 76b und 77b über entsprechen-■ de Gatter des Abschnittes 16b mit dem die Anzeige 3b enthaltenden Abschnitt 17b verbunden. Die drei Ausgänge der Zählstufe 98 liegen über Gatter 200c, 202c und 2O4c des Abschnittes l6c an einem Teil des die Anzeige 3c enthaltenden Abschnittes 17c. Man erkennt jedoch, daß eine Ableseanzeige solange nicht möglich ist, wie die Spannung B+ nicht mit der Leitung H für die Sekundenanzeige^ der Leitung I für die Minutenarizeige und der Leitung J für die Stundenanzeige verbunden ist und solange nicht Betätigungsseignale auf den Leitungen A, B und E auftreten,

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die die Gatter der Abschnitte l6a, l6b und I6c aktivieren. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung von Nicht-Oder-Gattern in der Anzeigesteuerung, um Umlaufströme zwischen den Zählern und den zugehörigen Dekodierern und Anzeigen zu verhindern.

Es sei darauf hingewiesen, daß trotz Zufuhr von Signalen zu den Eingängen verschiedener Gruppen von Gattern eine Ableseanzeige nicht möglich ist, da diese Gatter nicht aktiviert worden sind. Der einzige Leistungsverbrauch erfolgt durch den Oszillator 11, den Frequenzteiler 12, das Doppel-Flip-Flop 37 und den Zähler 9 und liegt in der Größenordnung von Mikroampere.

Wie vorstehend bereits erwähnt, steuert der Betätigungsschalter *J die Betätigung der Uhr. Eine kurzzeitige Betätigung des Schalters H bewirkt während einer kurzen Zeitspanne eine Aktivierung der Stunden- und Minutenanzeige, wobei die Arbeitszyklus-Steuerung 13 und die Betätigungsschaltung 18 die Intensität der Anzeige in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen in der Umgebung steuern, die in drei verschiedenen Lichtstufen L₁, L₂ und L, durch die Lichtsensoren 5 bestimmt werden.Wird der Schalter 4 geschlossen gehalten, so wird die Sekundenanzeige nach der Zeitspanne durch die Arbeitszyklus-Steuerung aktiviert, bis der Schalter 4 wieder geöffnet ist. Wie vorstehend

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bereits erwähnt, erhält die Arbeitszyklus-Steuerung 13 Eingangssignale vom Frequenzteiler 12 und wirkt mit der Betriebsund Einstellsteuerung 15 und den Lichtsensoren 5 zusammen.

Die Aufgabe der Arbeitszyklus-Steuerung 13 besteht in der Steuerung der Länge der Zeitspanne, während der die Anzeigeelemente Energie von der Spannungsquelle erhalten. Dabei reduziert die Arbeitszyklus-Steuerung den Energieverbrauch λ auf ein Minimum. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden, wie später beschrieben wird. Die Lichtsensoren gemäß Pig. I bestehen vorzugsweise aus lichtempfindlichen Transistoren T7, T8 und T9. Zur Überdeckung des Bereiches des einfallenden Lichtes ohne Sättigung oder nicht ausreichende Empfindlichkeit werden drei Sensoren verwendet. Derartige Transistoren sind bekannt und erzeugen in Abhängigkeit von dem auffallenden Licht einen Stromfluß. Die Kollektoren der Transistoren T8 und T9 sind gemeinsam an eine Klemme eines Trennwiderstandes 57 gelegt. Der Kollektor des Transistors T7 liegt- an der gegenüberliegenden Klemme dieses Widerstandes 57 und an einem Eingang des NichtOder-Gatters 58. Der andere Eingang dieses Gatters ist geerdet. Der Wert des Widerstandes 57 ist so groß, daß der Ausgang der Gatters 58 auf einer hohen Spannung liegt, wenn der Transistor T7 leitet. Der Emitter des Transistors T8 ist an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 59 gelegt und über einen Widerstand 151 geerdet. Der andere Eingang des Gatters 59 liegt ebenfalls auf Erde. Der Emitter des Transistors T9 ist mit einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 6O verbunden und über den Widerstand 150

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geerdet, während der andere Eingang des Gatters 6O ebenfalls geerdet ist. Der Emitter des Transistors T7 ist geerdet. Die Gatter 58, 59 und 60 erzeugen jeweils Ausgangssignale L., L_? und L,. Diese Ausgangssignale zeigen jeweils den leitenden Zustand der Transistoren T7, T8 und T9 an,· wobei das Vorhandensein eines Signals angibt, daß der Schwellwert des Transistors erreicht ist. Somit sind die leitenden Zustände eine Anzeige für die Lichtmenge, die auf die Oberfläche der Uhr gefallen ist. Diese Information ist selbstverständlich wichtig, da die Anzeige bei verhältnismässig dunkler Umgebung nicht so stark oder nicht solange illuminiert zu werden braucht, wie in einer hellen Umgebung. Die Steuerung des Arbeitszyklus läßt sich sehr einfach anhand der Kurven aus Fig. 4 erklären, wobei die Kurven A, B und C die Ausgangsfrequenzen F., F₂ und F, anzeigen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Phasenbeziehung zwischen den Ausgangssignalen mit den Frequenzen F., F„ und F, sowie Fjso gewählt ist, daß die hintere Flanke jedes Signals mit niedrigerer Frequenz zu dem Zeitpunkt einer hinteren Flanke jedes höherfrequenten Signals auftritt.

Bei einer Lichtintensität unter L₁ (dunkelster Zustand) wird der Stundenanzeige jedesmal, wenn alle drei Signale positiv sind, (Kurve D), Energie zugeführt, was zu einem 12,5 % Arbeitszyklus führt. Um den maximalen Strom zu verringern, wird der Minutenanzeige Energie zugeführt, wenn die Signale mit den Frequenzen F₁ und F_? positiv und das Signal mit der Frequenz F., negativ ist (Kurve E). Wird die Lichtintensität L. überschritten,

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so ergibt sich ein Arbeitszyklus von 25 %» wie inden Kurven P und G gezeigt. Beim überschreiten der Lichtintensität Lp erhält man den in den Kurven H und I dargestellten Arbeitszyklus von 50 %. Bei der Lichtintensität L, erhalten beide Elemente dauernd Energie, was zu einer maximalen Intensität führt. Eine weitere Energieeinsparung kann jedoch dadurch erzielt werden, daß man die Anzeige mit der Frequenz Pfblinken läßt, wodurch der vorhandene Arbeitszyklus um 50 % verringert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Impulsfolgefrequenz in jeder der Kurven C bis I die gleiche ist. und F, beträgt» was wegen der normalen Trägheit des Auges ausreicht, so daß das Blinken der Dioden nicht bemerkt wird.

Aus den Figuren 3a und 3b ergibt sich, daß beim öffnen des Schalters 4 die Spannung B+ (Batteriespannung) von der Leitung 44 abgeschaltet wird. Dadurch gelangt ein Signal mit verhältnismäßig niedriger Spannung an den Cp-Ausgang des Doppel-Flip-Flops 37 und an den Eingang des Inverters 45. Dieses negative Signal, das durch Verbindung des Widerstandes 301 mit Erde erzeugt wird, wird auch einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 55 zugeführt. Der andere Eingang dieses Gatters ist mit dem Ausgang des Inverters 47 verbunden, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 48 in Verbindung steht. Ein Eingang des Gatters 48 liegt am Ausgang des Gatters 26 und ein anderer Eingang airrAusgang des Gatters 22. Ein weiterer Eingang des Gatters 48 ist mit dem Ausgang des Und-Gatters 300 verbunden, dessen einer Eingang ein Signal mit der

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Frequenz F^ vom Frequenzteiler 12 aufnimmt. Das Ausgangssignal des Gatters 21 (im folgenden als LED-Steuersignal bezeichnet) wird einem anderen Eingang des Gatters 300 zugeführt.

Solange die Schalter 7 und 8 geöffnet (unbetätigt) bleiben, erzeugen die Gatter 22 und 26 jeweils negative Ausgangssignale, die dem Gatter HB zugeführt werden* Das LED-Steuersignal vom Gatter 21 hat eine niedrige Spannung, da das Gatter 21 ein positives CL-Signal vom Flip-Flop 37 erhält. Das Ausgangssignal des Gatters 300 ist niedrig, und das Gatter 48 erhält nur negative Eingangssignale, und erzeugt ein positives Äusgangssignal. Dies wird im Inverter ή·? umgesetzt, so daß an einen zweiten Eingang des Gatters 55 ^und ^an einen Eingang jedes Gatters 53 und 52 ein negatives Signal gelangt.

Da das Gatter 55 an jedem Eingang ein negatives Signal aufnimmt, erzeugt es am Ausgang ein positives Signal, das vom Inverter 56 umgesetzt und direkt den Kollektoren der Transistoren Te und T9 sowie über den Widerstand 57 dem Kollektor des Transistors T7 zugeführt wird. Dadurch wird jeder der lichtempfindlichen Transistoren in den nicht-leitenden Zustand gebracht. Wenn die Transistoren T8 und T9 im nicht-leitenden Zustand sind, so erhalten die Nicht-Oder-Gatter 59 und 60 nur negative Eingangssignale und erzeugen dadurch jeweils positive Ausgangssignale L^ und L,.Diese Signale stellen eine Anzeige dafür dar, daß das von den Transistoren festgestellte Licht der Umgebung nicht die vorgegebene Intensität erreicht. In diesem Zustand ist dies nur eine Anzeige dafür, daß der

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Schalter 4 nicht geschlossen ist.

Außerdem erhält das Gatter 58 an seinen Eingängen nur negative Signale, so daß es ein positives Ausgangssignal erzeugt. Dieses wird einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 20 zugeführt. Um einen Durchlaß für das Frequenzsignal P₁ (unter Vernachlässigung der Phasenumkehr) zu erhalten, ist ein Aktivierungssignal in Form eines negativen L^-Signals (vom Gatter 58) erforderlich. Dieses negative Signal wird direkt einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 46 und einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 21 zugeführt. Das Gatter 21 wird durch das vorstehend erwähnte positive cL-Signal vom Flip-Flop 37 festgehalten und erzeugt ein negatives Ausgangssignal.

Das Gatter 48 erhält vom Nicht-Oder-Gatter 21 ein negatives Ausgangssignal, vom Gatter 20 ein negatives Ausgangssignal und vom Inverter 45 ein Signal. Da der Schalter 4 als geöffnet angenommen wird,setzt der Inverter 45 das ihm zugeführte negative Signal um und erzeugt ein positives Signal, das an einen Eingang des Gatters 46 gelangt. Somit erzeugt das Gatter 46 immer ein negatives Ausgangssignal, bis der Schalter 4 geschlossen wird, um dem Inverter 45 ein positives Signal zuzuführen.

Das vom Gatter 46 erzeugte negative Signal gelangt an einen

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Eingang des Nicht-Und-Gatters 54, das in Abhängigkeit von dem negativen Eingangssignal ein positives Ausgangssignal' erzeugt. Dieses Signal wird der Basis des Emitterfolger-Transistors Τβ zugeleitet. Da der Transistor T6 vom pnp-Typ ist, bringt das positive Eingangssignal ihn in den nicht-leitenden Zustand. Dadurch wird auch der Transistor T3 nichtleitend. Somit liegt an der Leitung H für die Sekundenanzeige keine Versorgungsspannung B+, und es ergibt sich keine Aktivierungsspannung für die Gatter der Anzeige- und Steuerschaltung. Daher wird der Spannungsquelle keine Energie entnommen. .

Der Inverter 47 liefert außerdem an einen Eingang jedes Gatters 52 und 53 ein negatives Signal, so daß diese Gatter unabhängig von den anderen Eingangssignalen ein positives Ausgangssignal erzeugen. Diese Ausgangssignale werden je- · weils den Basen der pnp-Transistoren T5und T4 zugeführt, wodurch diese in dem nichtleitenden Zustand bleiben. Daher sind auch die Transistoren T2 und Tl im nichtleitenden Zustand, und auf den Leitungen I und J liegt keine Versorgungsspannung B+ und auf den Leitungen B oder E keine Aktivierungsspannung.

Wenn der Schalter 4 geschlossen ist, so gelangt eine positive Spannung B+ über den Inverter 45 an den Eingang des Gatters Somit erhält also das Gatter 46 ein negatives Signal. Gleich-

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zeitig wird dem Cp-Eingang des Flip-Flops 37 und einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 3^ ein positives Signal zugeführt. Das positive Signal bei D₂ läßt das Signal (L negativ werden, wodurch das Nicht-Oder-Gatter 40 aktiviert wird. Die Zufuhr eines positiven Signals zum Gatter 34 bewirkt außerdem die Erzeugung eines negativen. Signals, das demNiicht-Oder-Gatter 35 zugeführt wird. Am anderen Eingang dies Gatters 35 liegt bereits ein negatives Signal, das heißt dieser Eingang ist geerdet» Somit liefert das Gatter 35 ein positives Signal, das dem C^-Eingang des Flip-Plops 3? zugeleitet wird. Die Zufuhr des C^-Signals bewirkt ein negatives Signal am Ausgang (L des Flip-Flops 37, welches dem Gatter 21 zugeführt wird, um dies in der zu beschreibenden Weise zu aktivieren.

Das negative Q.-Signal gelangt außerdem an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 38, dessen anderem Eingang das Signal mit der frequenz F₁^ (beispielsweise 8 Hz) zugeführt wird. Ist also Fj. negativ, so liefert das Gatter 38 einen positiven Impuls. Die von dem Gatter 38 erzeugten Impulse entsprechen also in der Frequenz der Frequenz F₁..

Die Signale des Gatters 38 werden dem Zähler 41 zugeführt. Dies ist ein konventioneller Zähler bekannter Bauart. Das Gatter 42 ist so mit dem Zähler 4l verbunden, daß es bei einem vorbestimmten Zählerstand anspricht. Im vorliegenden Fall wird eine Zählung von zehn Impulsen angezeigt. Wenn dieser Zählerstand angezeigt wird, so erzeugt das Gatter

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ein negatives Signal, das dem Inverter 43 zugeführt wird. Das dadurch entstehende positive Ausgangssignal des Inverters ¹13 gelangt an die R₁ -Klemme des Flip-Flops 37» wodurch Q₁ auf den positiven Wert zurückgestellt wird, und der Ausgang des Gatters 21 wird auf dem negativen Viert festgelegt. Ferner wird der Ausgang des Gatters 38 negativ festgelegt. Somit erkennt man, daß das Gatter 21 für eine vorbestimmte Zeitspanne (beispielsweise 10 Zählsehritte oder 1,25 Sekunden) gesperrt wird.

Wenn Qp durch die Zufuhr des Cp-Signals negativ geschaltet und das Gatter ^O aktiviert wird, so gelangt das F^-Signal (beispielsweise 8 Hz) an den Eingang des Zählers 76, der mit der zweiten Anzeige zusammenarbeitet. Somit wird also das F^-Signal kontinuierlich dem Zähler 76 zugeführt, bis das Flip-Flop 37 durch das Rp-Signal vom Gatter 33 rückgestellt wird. Daher bewirkt die mit den Anzeigeelementen zusammenwirkende Logikschaltung eine kontinuierliche Zählung von Impulsen, bis der Rp-Eingang des Flip-Flops 37 ein Signal zur Umschaltung des (L-Ausgangs auf den positiven Wert erhält.

Ist der Schalter 4 geschlossen, so gelangt außerdem ein positives Signal an einen Eingang des Gatters 55, das in Abhängigkeit von diesem Eingangssignal ein negatives Signal erzeugt,. das dem Inverter 56 zugeleitet wird. Somit gelangt an die Kollektoren der lichtempfindlichen Transistoren ein

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positives Signal, durch das diese aktiviert werden. In Abhängigkeit von dem auffallenden Licht werden verschiedene Kombinationen der Transistoren T7, T8 und T9 leitend, falls nicht alle Transistoren nichtleitend sind. Der leitende Zustand der Transistoren Τ8 ,oder T9 bewirkt jeweils ein positives Signal am Eingang der zugehörigen Nicht-Oder-Gatter 59 und 60. Ein positives Eingangssignal läßt diese Gatter ein negatives Ausgangssignal erzeugen. Ist andererseits der Transistor T8 oder T9 im nichtleitenden Zustand, so erzeugt das zugehörige Gatter 59 oder 60 ein positives Ausgangssignal. Somit stellt also in dieser Schaltungsanordnung ein positives Signal bei Lp oder L, eine Lichtintensität unterhalb eines bestimmten Schwellwertes dar, während ein negatives Signal bei Lp oder L, eine Lichtintensität oberhalb eines gegebenen Schwellwertes bedeutet. In gleicher Weise liefert der Transistor T7 im leitenden Zustand ein negatives Signal an den Eingang des Gatters 58, wodurch dieses ein positives Ausgangssignal erzeugt. Dieses Signal bezeichnet das Erreichen einer vorgeschriebenen Lichtintensität. Liefert das Gatter 58 ein negatives Signal, so ist diese Lichtintensität nicht erreicht, und der Transistor 7 ist im nichtleitenden Zustand. Typischerweise bezeichnet L, die stärkste Lichtintensität, beispielsweise hellen Sonnenschein und die anderen Signale geben geringere Lichtintensitäten an.

Das Signal L₁ dient als ein Eingangssignal für das Gatter 20. Ist L₁ negativ, bezeichnet also eine sehr dunkle Umgebung, so wird das Gatter 20 aktiviert und läßt die Frequenz P₁ durch.

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Das Signal mit der Frequenz P. gelangt an einen Eingang des Gatters 21 und an einen Eingang des Gatters 46. Da der Schalter 4 geschlossen ist, wird das Gatter 21 durch ein negatives (L-Signal aktiviert. Somit wird einem anderen Eingang des Gatters 46 und dem Eingang des Und-Gatters 300 ein LED-Steuersignal zugeführt. Man erkennt, daß dieses Steuersignal vom Gatter 21 gegenüber dem Signal vom Gatter 20 um l80 phasenverschoben ist. Somit läßt sich nicht erreichen, daß alle Eingangssignale für das Gatter 46 negativ sind, während das CL-Signal negativ ist. Das Gatter 46 erzeugt also ein negatives Ausgangssignal, das dem Nicht-Und-Gatter zugeführt wird und an dessen Ausgang ein positives Signal hervorruft. Dieses positive Signal verhindert, daß der Transistor T6 leitend wird, wodurch auch der Transistor T3 nichtleitend und die zweite Anzeige 3a nicht aktiviert ist.

Ferner wird das Frequenzsignal F₁- (beispielsweise 4Hz) als ein anderes Eingangssignal dem Gatter 300 zugeführt. Dieses erzeugt nur dann ein positives Signal, wenn alle Eingänge positiv sind. Selbstverständlich ist das Signal mit der Frequenz F^ nur für einen Teil der Gesamtzeit positiv und sonst negativ. Somit erzeugt das Gatter 300 ein pulsierendes Ausgangssignal der Frequenz F₁, das mit der Frequenz F₅ moduliert ist. Dieses pulsierende Signal bewirkt eine intermittierende Aktivierung der Gatter der Anzeige- und Steuerschaltung durch die Leitungen B und E, und den Leitungen I und J wird intermittierend Energie zugeführt. Dadurch ergibt sich eine

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weitere Energieeinsparung, da die Anzeige nur für die vom Signal Fj- bestimmte Zeit aufleuchtet.

Das Ausgangssignal des Und-Gatters 300 wird-einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 48 zugeführt, an dessen andere Eingänge die Ausgangssignale der Nicht-Oder-Gatter 22 und 26 gelangen. Wenn die Schalter 7 und 8 geöffnet sind, so sind die Ausgangssignale der Gatter 22 und 26 auf einem niedrigen Wert, und jedesmal, wenn das Ausgangssignal des Gatters 300 sich auf einem niedrigen Wert befindet, wird ein positiver Impuls (Frequenz F. moduliert mit Frequenz P₁.) am Ausgang des Gatters 48 erzeugt. Dieses Signal wird dem Inverter 47 zugeführt und von dort einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 55 und der Nicht-Und-Gatter 52 und 53 zugeleitet. Das Nicht-Und-Gatter 53 erhält außerdem Eingangssignale von den Nicht-Und-Gattern 49 und 51· Die Eingangssignale für das Nicht-Und-Gatter 49 sind die Frequenz F„ und das Signal Lp, während die Eingangssignale für das Gatter 51 das Ausgangssignal

des Nicht-Und-Gatters 50 und das Signal L, sind. Als Eingangssignale für das Gatter 50 dienen das L,-Signal und die Frequenz F... Bei niedrigster Lichtintensität sind L₂ und L, positiv und am Ende jedes Impulses der Frequenz F, kommen die Transistoren T2 und T5 in den leitenden Zustand, wenn dem Gatter 52 ein Impuls der Frequenz F. zugeleitet wird, wodurch die Stundenanzeige 3c entsprechend Kurve D aktiviert wird. Unmittelbar

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vor dem Beginn jedes Impulses der Frequenz F, kommt der Ausgang des Gatters 53 auf eine niedrige Spannung, falls am Eingang des Gatters ein Impuls der Frequenz F₁ ansteht, wodurch die Transistoren Tl und T²I zur Aktivierung der Minutenanzeige 3b gemäß Kurve E leitend werden. Ist die Lichtintensität L₁ erreicht, so leitet der Transistor T7. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 57 reicht aus, um das Eingangssignal für das Gatter 58 auf eine niedrige Spannung zu bringen, so daß das Ausgangssignal eine hohe Spannung hat.

Die hohe Ausgangsspannung vom Gatter 58 gelangt an einen Eingang des Gatters 20, wodurch dessen Ausgangssignal auf eine niedrige Spannung kommt und eine Umschaltung des Ausgangssignals des Gatters 21 auf einen ho.hen Wert bewirkt. Das Ausgangssignal .des Gatters 46 bleibt niedrig, und das Ausgangssignal des Gatters 300 besteht aus positiven Impulsen der Frequenz F₁-, die am Ausgang des Inverters 47 positive Impulse der Frequenz F₁- erzeugen. Diese positiven Impulse werden zur Aktivierung der Transistoren T7, T8 und T9 dem Gatter 55 zugeführt.

Wenn das Ausgangssignal des Inverters 47 aus positiven Impulsen der Frequenz F^ besteht, so sind die Ausgangssignale Lp und L, positiv und positive Impulse der Frequenzen F_p und F, bewirken negative Ausgangssignale der Gatter 49 und 50,

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da die Lp- und L,-Signale positiv sind. Das Ausgangssignal des Gatters 51 ist positiv, wenn das Signal der Frequenz F.. positiv ist und umgekehrt. Demgemäß ist bei positivem Signal der Frequenz F, das Ausgangssignal des Gatters 52 negativ und bringt die Transistoren T2 und T5 in den leitenden Zustand. Außerdem wird auf der Leitung I die B+ - Spannung an den Dekodier- und Anzeigeabschnitt 17c gelegt (Kurve F). Die positiven Impulse der Kurve F werden im Inverter 310 umgesetzt und der Leitung E zur Aktivierung der Gatter des Anzeige- und Steuerabschnittes l6c zugeleitet, wodurch die Stundenanzeige 3c gemäß dem Zählerstand im Zähler 98 und dem Zustand der Flip-Flops 97 und 103 aktiviert wird. Ist das Signal der Frequenz F, negativ, so ist das Ausgangssignal des Gatters 52 positiv, und das negative Ausgangssignal des Gatters 53 bringt auf die Leitung I die Spannung B+ (Kurve G), und auf der Leitung· B wird vom Inverter ein Aktivierungssignal gelierfert, so daß die Minutenanzeige 3b entsprechend aktiviert wird.

In gleicher Weise wird bei Erreichen der Lichtintensität L~ der Transistor T8 leitend, und das Ausgangssignal Lp des Gatters 59 wird negativ, wodurch das Äusgangssignal des Gatters ^9 positiv wird. Ist das Signal der Frequenz F, positiv, so wird die Stundenanzeige entsprechend djr Kurve H aktiviert. Ist das Signal der Frequenz F, negativ, so wird die Minutenanzeige aktiviert, wie in Kurve I gezeigt.

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Der Transistor T9 kommt bei der Lichtintensität L, in den leitenden Zustand, wodurch das Ausgangssignal L, des Gatters 60 negativ und die Ausgangssignale der Gatter 50 und 51 positiv werden. Das einzige pulsierende Signal ist die Frequenz F₁-, die vom Gatter 48 geliefert wird. Die Ausgangssignale der Gatter 52 und 53 werden zu der Zeit negativ, zu der das Signal der Frequenz F₁. positiv ist, wodurch die Anzeigen 3t» und 3c mit maximaler Intensität der Frequenz Fj- blinken.

Man erkennt, daß der Arbeitszyklus eine direkte Funktion des einfallenden Lichtes ist. Je größer die Intensität des umgebenden Lichtes ist, desto größer ist der Arbeitszyklus.

Ferner ist zu erkennen, daß es möglich ist, den Ausgang des Gatters 21 direkt mit dem Gatter 48 zu verbinden, wodurch das Blinken verhindert und der Energieverbrauch fast verdoppelt wird.

Um die Sekunden-Anzeige 3a zu beleuchten, muß der Schalter 4 für eine Zeitspanne geschlossen gehalten werden, die über die Arbeitsperiode oder die Zählperiode des Zählers 41 hinausgeht. Das heißt, der Schalter .4 muß geschlossen bleiben, um dem Gatter 46 ein aktives Signal zuzuführen, bis das Flip-Flop 37 durch den Zähler 4l zurückgestellt und das Ausgangssignal Q₁ zum positiven Wert zurückgekehrt ist. Dieses positive Signal wird dem Gatter zugeführt und läßt dieses ein negatives Ausgangssignal abgeben. Das. negative LED-Steuersignal gelangt zu Eingängen der Gatter und- 46. Das negative Ausgangssignal des Gatters 300 bewirkt eine

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Blockierung des Gatters. Das dem Gatter 46 zugeführte negative Signal bewirkt jedoch ein positives Ausgangssignal der Frequenz F₁, da alle anderen dem Gatter 46 zugeführten Eingangssignale zumindest periodisch negativ sind. Ferner sind die dem Gatter 54 zugeführten Signale für mindestens einen Teil der Zeit positiv, wenn eine Steuerung durch die Lichtschwellwerte erreicht wird. Sind alle Eingangssignale des Gatters 54 positiv, so wird am Ausgang ein negatives Signal erzeugt, das die Transistoren T3 und T6 leitend macht, und B+ wird über die Leitung H mit der Anzeige 3a verbunden, um dieser Strom zuzuführen. Der Arbeitszyklus, mit dem Energie zugeführt wird, ändert sich in Abhängigkeit von der vorhandenen Lichtintensität, wie dies vorstehend beschrieben wurde, jedoch ohne Blinken, und der Inverter 314. liefert auf die Leitung H die Spannung B+ und auf die Leitung A ein Aktivierungssignal.

Eine andere Möglichkeit zur Steuerung der Diodenanzeigen zur Erzeugung einer Strahlungsintensität in Abhängigkeit von den umgebenden Lichtverhältnissen ist in Fig. 5 gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel gelangt das Umgebungslicht 400 durch ein Filter 2 und trifft auf einen Transistor 4O2. Der Kollektor dieses Transistors 4O2 ist über einen Schalter 4θ4 an B+ gelegt, während sein Emitter über einen Widerstand 4O6 geerdet ist. Der Emitter liegt außerdem über einen Widerstand 4O8 am Eingang des Differentialverstärkers 410 und über einen Kondensator 412 an Erde. Der zweite fotoempfindliche Transistor 420 ist mit seinem Kollektor entsprechend an B+ gelegt, während sein Emitter über den Widerstand 422 geerdet, über einen Wider-

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stand 424 mit dem,anderen Eingang des Differentialverstärkers 4lO verbunden und über einen Kondensator 426 geerdet. Der Ausgang des Differentialverstärkers 410 ist über die Diode 430 an die Basis des Transistors 432 gelegt, dessen Emitter-Kollektor-Strecke einerseits an die Spannungsquelle B+ und andererseits sowohl über die Anzeige- und Steuerschaltung 16 an der Dekodier- und Anzeigeschaltung 17 als auch über den Widerstand 434 und die lichtemittierende Diode 43β an Erde liegt. Die lichtemittierende Diode 436 und der Fototransistor M20 sind im Gehäuse so angeordnet, daß sie gegenüber dem umgebenden Licht abgeschirmt sind und daß die von der Diode 436 emittierte Strahlung auf den Fototransistor 420 fällt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Diode 436 und die Dioden der Anzeige 17 jeweils Energie in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Differentialverstärkers 410 erhalten. Ferner ist.-"" der Leitfähigkeitszustand des Transistors 420 von der Emission der Diode 436 und der Leitfähigkeitszustand des Transistors von der Intensität des umgebenden Lichtes abhängig. Demgemäß ist das Ausgangssignal des Verstärkers 410 und die den Anzeigedioden zugeführte Spannung eine Funktion der Intensität des umgebenden Lichtes.

Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung hat den Vorteil größerer Einfachheit und gestattet außerdem die Anzeigedioden in gewünschtem Umfang zu aktivieren, selbst wenn sich die Batterie bis zu einem gewissen Grad entladen hat. Der Nachteil

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dieser Schaltung besteht darin, daß keine getrennte Aktivierung für die Stunden- und Minutenanzeigen oder für eine blinkende Anzeige vorgesehen ist. Gegebenenfalls können jedoch diese Möglichkeiten in die Schaltung gemäß Fig. 5 gebaut werden. So kann beispielsweise das Ausgangssignal des Verstärkers aus Fig. 5a einem Detektor zugeführt werden, der eine Vielzahl von Ausgängen aufweist, die mit der Arbeitszyklus-Steuerung verbunden sind. Diese Ausgänge können selbstverständlich die Transistoren entsprechendden Transistoren T7, Τ8 und T9 steuern.

Somit wurde die Betriebsweise der Arbeitszyklus-Steuerung und von Teilen der übrigen Schaltung für den Normalbetrieb bei Betätigung durch den Schalter 4 beschrieben. Es ist jedoch normalerweise erforderlich, die Uhr zumindest am Anfang auf die richtige Zeit einzustellen. Diese Einstellung erfolgt mittels der Schalter 7 und 8, die jeweils die Stellung der Stunden und Minuten steuern.

Beim Einstellen der Uhr ist der Schalter 4 geöffnet, während der Schalter 7 zum Einstellen der Stundenanzeige vom Benutzer geschlossen wird. Ist dies der Fall, so sind beide Eingänge des Nicht-Oder-Gatters 22 negativ, so daß dieses Gatter ein dem Gatter 48 zuzuführendes positives Signal erzeugt. Das -Gatter 48 liefert ein negatives Signal an den Inverter 47, wodurch einem Eingang jedes Gatters 52 und 53 dauernd ein positives Signal zugeleitet wird. Die anderen den Gattern

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und 53 zugeführten Signale sind, wie vorstehend beschrieben, zumindest periodisch positiv. Dadurch sind die Stunden- und Minutenanzeigen zur Betrachtung durch den Benutzer beleuchtet.

Ist der Schalter 7 geschlossen, so wird außerdem ein negatives Signal an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 27 gelegt, während der andere Eingang dieses Gatters das Prequenzsignal F^ vom Frequenzteiler 12 aufnimmt. Ist das Signal F/- (zweckmäßigerweise 2Hz) auf einer niedrigen Spannung, so erzeugt das Gatter 27 ein Ausgangssignal hoher Spannung, was auf der Leitung G zum NichtOder-Gatter 93 gelangt und die Erzeugung eines negativen Signals zum Triggern des Flip-Flops 97 und zur Betätigung des Zählers 98 bewirkt. Erzeugt der Zähler 98 die richtige Ausgangssignalkombination, wie sie die Anzeige angibt, so wird der Schalter 7 freigegeben. Der Eingang des Gatters 27 kehrt auf den positiven Wert zurück und erzeugt dadurch ein negatives Ausgangssignal, das dem Gatter 93 zugeführt wird. Dadurch wird das Gatter aktiviert und überträgt erforderlichenfalls Signale vom Minutenzähler zum Stundenzähler.

In gleicher Weise wird beim Schließen des Schalters 8 dem Eingang jedes der Nicht-Oder-Gatter 26 und 28 ein negatives Signal zugeführt, während.an dem anderen Eingang des Gatters 28 das Frequenzsignal F/- liegt, so daß am Ausgang dieses Gatters ein pulsierendes Signal entsteht. Dieses pulsierende Ausgangssignal wird über die Leitung F einem Eingang des Nicht-Oder-Gatters 83 zugeführt und erzeugt an dessen Ausgang ein pulsierendes Signal, das zur Zähl-

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stufe 9b gelangt. Ist die richtige Minutenanzeige vorhanden, so wird der Schalter 8 freigegeben. Dann gelangt ein positives Signal an einen Eingang des Gatters 28, wodurch dieses blockiert und die Übertragung weiterer Impulse der Frequenz F₂ zur Zählstufe 9b verhindert wird. Jetzt liefert das Gatter 28 jedoch ein negatives Signal zum Gatter 83, so daß-zum passenden Zeitpunkt Signale vom Sekundenzähler zum Minutenzähler übertragen werden können. Während der Schalter 8 geschlossen ist, wird außerdem ein pulsierendes Signal vom Gatter 28 zu einem Eingang | des Nicht-Oder-Gatters 32 geleitet und erzeugt dort ein pulsierendes Ausgangssignal. Dieses gelangt wiederum an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 33» das ebenfalls ein pulsierendes Ausgangssignal von etwa 2 Hz abgibt. Dieses wird dem Rückstelleingang Rp des Flip-Flops 37 zugeleitet, um das Ausgangssignal Q₂ in den positiven Zustand zu bringen. Somit wird das Nicht-Oder-Gatter JJO blockiert und erzeugt ein dauerndes negatives Ausg"angssignal. Ferner gelangt das positive Signal Q₂ auf der Leitung D zu den Nicht-Oder-Gatter 74 und 80a und läßt diese negative ' Ausgangssignale abgeben, welche zusammen mit anderen negativen Eingangssignalen den Nicht-Oder-Gattern 75a und 8la zugeführt werden. Somit liefern die Gatter 75a und 8la positive Ausgangssignale, die die Zählstufen 76a und 77a in den Null-Zustand zurückstellen, bis ein nachfolgendes Betätigungssignal zugeführt wird.

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Das Ausgangssignal des Gatters 33 gelangt außerdem an einen Eingang ,des Nicht-Oder-Gatters 3^₅ so daß dieses in Abhängigkeit von dem vom Gatter 32 gelieferten pulsierenden Signal ein pulsierendes Signal an einen Eingang des Nicht-Oder-Gatters 35 leitet. Das Gatter 35 liefert ein pulsierendes Signal für den C₁-Eingang des Flip-Flops 37. Ein positives Signal am Eingang C₁ bewirkt ein positives Q und entsprechend ein

negatives Q₁. Ein negatives Q₁ aktiviert in der vorstehend beschriebenen Weise das Gatter 21, um sicherzustellen, daß ein LED-Steuersignal geliefert wird. Somit wird also die Anzeige beleuchtet, und der Benutzer kann die Minuteneinstellung beobachten.

Ferner bewirkt das negative Q.-Signal den Beginn der Arbeit des Rückstellnetzwerkes, das den Zähler kl enthält. Somit wird das FlipyFlop 37 zurückgestellt, und das Signal Q₁ wird im normalen Betrieb positiv. Nimmt jedoch die Minuteneinstellung eine längere Zeit in Anspruch als die Anzeigezeit, so hält der ™ Benutzer den Schalter 8 geschlossen, und das C₁-Signal vom Gatter 35 überläuft das R.-Signal und hält den Ausgang Q₁ auf einem negativen Wert, bis die richtige Minutenanzeige auftritt.

Es wird davon ausgegangen, daß die Uhr jetzt auf die richtige Zeit eingestellt ist. Die Minuten- und Stunden sind richtig eingegeben, und die Sekundenanzeige ist auf Null-Null gestellt.

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Zu einer ganz exakten Einstellung kann der Benutzer -^n offiziellen Zeitton abhören und bei dessen Auftr^en den · Schalter 4 schließen. Dann gelangt ein positives Signal an den Cp-Eingang des Flip-Flops 37, und den. Zählern werden · zur Erhöhung des Zählerstandes Impulse zugeführt.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   !./Elektronische Uhr, insbesondere Armbanduhr, mit einer optischen Zeitanzeige, gekennzeichnet durch eine eingebaute Spannungsquelle, durch eine Signalerzeugungs-Einrichtung zur Erzeugung stabiler Prequenzsignale, aus denen eine Vielzahl von die Zeit bezeichnenden binären Ausgangssignalen ableitbar ist, durch einen vonhand zu betätigenden Schalter sowie durch eine Anzeigesteuerung, die bei Betätigung des Schalters die Zeitanzeige in Abhängigkeit von den binären Ausgangssignalen aktiviert.

   2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Zeitanzeige in Abhängigkeit von der Betätigung des Schalters eine Minuten- und Stundenanzeige liefert.

   P 3· Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesteuerung der optischen Zeitanzeige Energie in Abhängigkeit von den umgebenden Lichtverhältnissen zuführt.

   ty. Uhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszyklus zur Zufuhr von Energie zur Steuerung der der Zeitanzeige zugeführten Energie veränderbar ist.

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   5. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeschwindigkeit, mit der die Energie zugeführt wird, oberhalb der Wahrnehmbarkeit durch das menschliche Auge liegt und keine Schwebung mit Licht von 50 oder 60 Hz bildet. ■

   6. Uhr nach Anspruch k oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesteuerung eine Einrichtung enthält, die auf Lichtintensitäten anspricht, die unterhalb solcher umgebenden LichtIntensitäten liegen, bei denen der Arbeitszyklus zur Erzeugung einer wechselnden Anzeige von Minuten und Stunden 100 % ist.

   7. Uhr nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer blinkenden, für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Anzeige von Minuten und Stunden der Zeitanzeige von der Anzeigesteuerung eine modulierte Spannung zuführbar ist.

   8. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitanzeige lichtemittierende Dioden enthält.

   9· Uhr nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Abdeckung für die lichtemittierenden Dioden, welche im wesentlichen transparent für Frequenzen des emittierten Lichtes, jedoch nicht für¹ höhere Frequenzen ,ist.

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   10. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesteuerung eine Vielzahl von lichtempfindlichen Elementen enthält, die jeweils auf unterschiedliche Intensitäten des umgebenden Lichtes ansprechen.

   11. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesteuerung ein erstes, auf die Intensität des umgebenden Lichtes ansprechendes lichtempfindliches Element,, einen auf die Höhe der der Anzeige zugeführten Spannung ansprechenden Detektor und eine Anpassungseinrichtung zur Änderung der der Anzeige zugeführten Spannung in Abhängigkeit von den von dem lichtempfindlichen Element und dem Detektor erzeugten Signalen enthält.

   12. Uhr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitanzeige eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden aufweist und der Detektor ein zweites lichtempfindliches Element und eine lichtemittierende Diode enthält, die mit der gleichen Spannung erregt wird, wie die Vielzahl der lichtemittierenden Dioden. . . ■

   13· Uhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite lichtempfindliche Element Fototransistoren sind.

   1^. Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von einer kurzzeitigen Betätigung des Schalters während einer vorbestimmten Zeitspanne eine? Anzeige von Minuten und Stunden erfolgt.

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   15· Uhr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, da^R bsi Betätigung des Schalters über die. vorbestimmte '"slüspanne hinaus eine Sekundenanzeige erfolgt.

   16. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 15> dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der binären Ausgangssignale ein Zähler vorge gesehen ist, daß die Zeitanzeige eine elektroluminiszente Anordnung und einen Dekodierer enthält und daß die Anzeigesteuerung zwischen dem Zähler und den Dekodierern liegende Gatter sowie Einrichtungen zur Aktivierung dieser Gatter in Abhängigkeit von dem Betrieb des Schalters enthält und daß der elektroluminiszenten Anordnung und den Dekodieren Energie zur Aktivierung der Anordnung in Abhängigkeit von den Ausgangs signalen des Zählers zuführbar ist.

   17. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schalter zwischen der Spannungsquelle und der Zeitanzeige angeordnet ist, daß mit de,r Zeitanzeige eine Logiksteuerung zur Lieferung von Logiksignalen für einen wahlweisen Betrieb der Zeitanzeige bei Verbindung mit der Spannungsquelle vorgesehen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung Wechselspannungssignale liefert, daß eine Arbeitszyklus-Steuerung zur wahlweisen Verbindung der Signalerzeugungseinrichtung mit der Logiksteuerung zur Steuerung einer Anzahl von Wechselspannungssignalen, die wahlweise der Logiksteuerung zugeführt werden, vorgesehen ist, daß Sensoren zur Abtastung der Lichtverhältnisse in der Umgebung mit der Arbeitszyklussteuerung und der Logiksteuerung verbunden sind, um in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen

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   BAD ORlOINAL

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   der Umgebung zu arbeiten,und daß ein weiterer Schalter zur wahlweisen Verbindung der Spannungsquelle mit der Logiksteuerung vorgesehen ist.

   18. Uhr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter eine Vielzahl von Halbleiteranordnungen enthält, die wahlweise von der Arbeitszyklus-^Steuerung steuerbar sind, so daß der Zeitanzeige nur dann Spannung zugeführt wird, wenn die Halbleiteranordnung sich im leitenden Zustand befindet.

   19· Uhr nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Druckschaltern, von denen jeder eine Betriebsweise der Uhr steuert, wobei mindestens einer die Einstellung der Uhr ermöglicht.

   20. Uhr nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung einen Oszillator und einen Frequenzteiler enthält, daß die Logiksteuerung eine Vielzahl von mit Gattern verbundenen Zählstufen aufweist und daß die Gatter mit der Zeitanzeige verbunden sind und auf Signale für die Zeitanzeige in Abhängigkeit vom Zustand der Zählstufen ansprechen,-wenn die Halbleiteranordnung leitfähig ist.

   21. Uhr nach einem der Ansprüche 17 bis 20/ dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitanzeige beleuchtbare Elemente enthält, die bei Zufuhr von elektrischer Energie aufleuchten, daß die Logiksteuerung erste Gatter zur Zufuhr von elektrischer Energie zu den Elementen bei Empfang entsprechender Signale enthält,

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   daß die ersten Gatter Energie von der Spannungsquelle über den ersten Schalter leiten, wenn dieser in Abhängigkeit von Signalen der mit der Signalerzeugungseinrichtung verbundenen Zähler der Arbeitszyklus-Steuerung in den leitfähigen Zustand kommt⁴ , wobei Ausgangssignale entsprechend dem Signalzählerstand erzeugt und den ersten Gattern zugeführt werden, um diese für die übertragung von elektrischer Energie zu den Elementen durchlässig zu machen, und daß mit jedem Zähler Rückstellschaltungen zur Rückstellung bei einem vorgewählten J Zählerstand verbunden sind.

   22. Uhr nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren mindestens'einen lichtempfindlichen Transistor enthalten, dessen Leitfähigkeit eine Punktion des auffallenden Lichtes ist, daß jeder der lichtempfindlichen Transistoren mit dem Eingang einer getrennten Gattereinheit verbunden ist, um entsprechend dem auffallenden Licht ein Steuersignal zu erzeugen, daß die Arbeitszyklussteuerung eine Vielzahl von Gattern zur Aufnahme und zur Aktivierung durch Signale von der Signalerzeugungseinrichtung und von den Gattern enthält, um Signale zu liefern, die wahlweise die Schalter zur Zuführung von elektrischer Energie von der Spannungsquelle zur Zeitanzeige aktivieren.

   su:sch.