DE2156808A1 - Elektronische Uhr, insbesondere Armbanduhr - Google Patents
Elektronische Uhr, insbesondere ArmbanduhrInfo
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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 Fp 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.
209822/09Ü2
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.
209 8 22/0902
Claims (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.209822/09025. 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.209822/09Ü210. 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.209822/090215· Uhr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daR 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 Lichtverhältnissen2 0 9 8 2 2/0902BAD ORlOINAL- 42 - 2156803der 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,209822/0902daß 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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US9202770A | 1970-11-23 | 1970-11-23 | |
US9202770 | 1970-11-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2156808A1 true DE2156808A1 (de) | 1972-05-25 |
DE2156808B2 DE2156808B2 (de) | 1975-06-12 |
DE2156808C3 DE2156808C3 (de) | 1976-02-05 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2440581A1 (de) * | 1973-08-23 | 1975-05-28 | Ebauches Sa | Vorrichtung fuer elektroluminiszenzanzeige bei einer uhr |
DE2651463A1 (de) * | 1975-11-21 | 1977-05-26 | Philips Nv | Gasentladungswiedergabeanordnung |
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---|---|---|---|---|
DE2440581A1 (de) * | 1973-08-23 | 1975-05-28 | Ebauches Sa | Vorrichtung fuer elektroluminiszenzanzeige bei einer uhr |
DE2651463A1 (de) * | 1975-11-21 | 1977-05-26 | Philips Nv | Gasentladungswiedergabeanordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2115336A1 (de) | 1972-07-07 |
CH557059A (de) | 1974-12-13 |
JPS5123195B1 (de) | 1976-07-15 |
CH1692671A4 (de) | 1974-05-31 |
DE2156808B2 (de) | 1975-06-12 |
GB1365974A (en) | 1974-09-04 |
CA946169A (en) | 1974-04-30 |
US3760582A (en) | 1973-09-25 |
FR2115336B1 (de) | 1975-02-07 |
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