DE2211441A1

DE2211441A1 - Zeitbasis mit einem impulsgenerator und einem frequenzteiler

Info

Publication number: DE2211441A1
Application number: DE2211441A
Authority: DE
Inventors: Hubert Choffat; Walter Hammer; Jean Hermann; Eric Andre Vittoz
Original assignee: Centre Electronique Horloger SA
Current assignee: Centre Electronique Horloger SA
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1973-04-19
Also published as: US3895486A; FR2156523B1; IT950298B; JPS5623116B2; JPS4848163A; CA951913A; CH554015A; NL7204364A; FR2156523A1; CH1511771A4; HK18380A; GB1392524A; BE780107A

Description

Dipl. Ing. C.Wallach

Dipl. Ing. G. Koch Dr. T. Haibach

652 - Fk/r

Centre Electronique Horloger S.A. Neuchat el / Schweiz

Zeitbasis mit einem Impulsgenerator und einem Frequenzteiler

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zeitbasis mit einem Impulsgenerator und einem Frequenzteller mit einstellbarem Teilerverhältnis.

Bei einer aus einem Zeitnormal und einem Frequenzteiler bestehenden Zeitbasis wird die für die von dem Frequenzteiler abgegebenen Impulse erforderliche Frequenz dadurch gewonnen, daß eine genau festgelegte Frequenz für das Zeitnormal, das allgemein durch einen Quarzirapulsgenerator oder eine Stimmgabel gebildet ist, und ein genau festgelegtes Teilerverhältnis für den Frequenzteiler vorgesehen wird»

Dies erfordert eine Einstellung des Zeitnormals, die, beispielsweise im Falle eines Quarzes, in folgenden Schritten erfolgt:

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1. Grobabgleioh, bei dem die relative Frequenzabweichung zwischen der Eigenschwingung des Quarzes und seinem Nenn-

JL "f* O ff

wert ——· von ungefähr 10~ auf 1O~ absinkt.

2. Feinabgleich, bei dem ·< von 10 auf einige 10 verringert wird.

3. Endabgleich und Beseitigung der Alterung, wobei "*sr* von

-5 -6

einigen 10 auf weniger als 10 übergeht.

Diese Schritte erfordern jeweils schwierige und kostenaufwendige Arbeitsvorgänge und weisen zunehmende Schwierigkelten auf, wenn es sich um Miniaturquarze handelt, die für tragbare Chronometer,wie Z.B. Armbanduhren bestimmt sind. In der Praxis müssen die Miniaturquarze aus Gründen des Energieverbrauchs bei niedrigen Frequenzen schwingen, die typischerweise zwischen 8 und 6k kHz liegen. Diese Miniaturquarze sind Stäbe, die Biegeschwingungen ausführen. Ihre geringen Abmessungen und insbesondere ihre geringe Dicke erfordert schon beim Schneiden eine hohe Präzision. Der Grobabgleich erfolgt durch Beschleifen der Enden unter sehr schwierigen Bedingungen. Die für gekapselte Quarze geforder-

-5 te Genauigkeit von einigen 10 ist insbesondere deshalb schwer zu erreichen, weil der Quarz für Armbanduhren eine Aufhängung, die Stoßen widersteht and deren Steifigkeit einen hohen Einfluß ihrer Toleranzen auf die Frequenz ergibt, aο wie ein Gehäuse mit geringen Abmessungen aufweist» Sowohl die Aufhängung als auch das Gehäuse können während der abschließenden Herstellungssehritta die Frequenz das Quarzes um einige 10 ändern, Ein Teil dieser Frequenzabweichung kann beseitigt werden, indem nine Einstellung des

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Quarzes nach dem Verschließen des Gehäuses vorgesehen wird und Indem zwei öffnungen angebracht werden, durch die ein Metallbelag auf die Enden des Quarzes aufgebracht wird» bevor diese verschlossen und ein Vakuum erreicht wird; dies ist jedoch eine komplizierte und mühsame Lösung. Schließlich erfolgt der abschließende Abgleich im allgemeinen mit Hilfe einer Abgleichkapazität, die in Reihe alt dem Quarz in die Oszillatorschaltung eingefügt ist.

Dieses Verfahren weist viele Nachteile auf, deren Auswirkungen auf das endgültige Produkt, beispielsweise eine Armbanduhr, zweifach sind! Genauigkeit und Preis. Die Grob- und Feinabgleichvorgänge beeinträchtigen die Stabilität des Quarzes und verstärken die Alterungseffekte. Der Endabgleich erfordert ein einstellbares Element, dessen Stabilität sich in gleicher Weise auf die Frequenzstabilität auswirkt und das gegenüber äußeren Einflüssen, wie z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Staub usw. empfindlich ist.

Die Grob- und Feinabgleichvorgänge sind schwierig, erfordern komplizierte Ausrüstungen und besondere Vorsicht bei ihrer Ausführung* wodurch der Preis des Quarzes beträchtlich erhöht wird. Die Abgleichkapazität ist in gleicher Weise ein sehr kostspieliger bestandteil, der außerdem Platz benötigt.

Es wurde bereit· vorgeschlagen, diese Abgleichkapazität fortzulassen, indem ein Frequenzteiler mit einem durch eine Sperreinrichtung einstellbaren Teilerverhältnis eingeführt wird (deutsche Auelegeechrift 1 9U6 166). Bei einem derartigen Ausftthrungsbeispiel ist ein Potentiometer

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zur Sineteilung der Dauer dieser Sperrung vorgesehen, wodurch ein ein·teilbares Präzislonselement durch ein anderes ersetzt wird, das mit Identischen Auswirkungen auf die Stabil it Mt verbunden ist« Bei einen anderen Ausführungsbeiepiel sind !Schalter vorgesehen, die eine Änderung des Teilerverhältnis se β durch Sperrung einer Anzahl von Impulsen ermöglicht, die gleich einer ganzzahligen Potenz von 2 1st, d. h. 1, 2, h, 8 usw. Diese Lösungen ersetzen somit ein empfindliches elektromechanisches Element durch ein anderes, das mit entsprechenden Stabilitäts-, Platz- und Preisproblemen verbunden ist. Dieses außerhalb der integrierten Schaltung angeordnete Element wird von aus dieser Schaltung kommenden Impulsen durchlaufen, wodurch sich die Gefahr von Funktionsfehlern, einem übermäßigen Verbrauch, einer überlastung der Schaltungen ergibt, und zwar in einer feuchten, korrodierenden und staubigen Umgebung. Weiterhin ist leicht zu zeigen, daß diese Lösung weder eine sehr große Korrektur des Teiler-Verhältnis se β noch eine feine Einstellung dieses Teilerverhältnisses ermöglicht.

Es sind weitere Prinzipien von Teilern mit einstellbarem Teilerverhältnis bekannt, insbesondere bei Frequenz-Synthetisierern. Der größte Teil dieser Prinzipien weist jedoch Eigenschaften auf, die sie für eine Armbanduhr nicht anwendbar machen, sei es aufgrund ihrer Kompliziertheit, aufgrund der Schwierigkeit ihrer Ausführung in integrierbarer Form oder sei es aufgrund irgendeines anderen Grundes. Beispielsweise erfordert ein bekannter Teller (deutsches Patent 1 299 023) mit durch Sperrung einstellbarem Teilerverhältnis außer dem Haupt-Frequenzteiler einen Hilfszähler, der mit der gleichen Frequenz wie der Haupt-Frequenzteiler

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arbeitet, wodurch der Leistungsverbrauch, iroffdoppelt und Schalter erforderlich werden« derem Kombination da© gewünschte Teilerverhältnis bestimmt. Bio Einfügung derartiger Schalter ergibt Platz- und Preisproblem« und ergibt insbesondere eine sehr schwierige Gangeineteilung_v insbesondere für den Benutzer oder bei der Wartung nach dem Verkauf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde„ diese Nachteile zu vermeiden und neue Möglichkeiten zu schaffen, die durch bekannte Vorrichtungen nicht realisierbar waren» Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, eine befriedigend· Lösung des Problems der Erzielung einer mit Präzision abgeglichenen Zeitbasis zu schaffen, die einen Quarz aufweist, dessen Frequenz stabil ist, jedoch innerhalb sehr großer Toleranzen liegt· Diese Lösung verwendet einen Frequenzteiler, dessen Teilerverhältnis einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Zeitbasis der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Teiler elektrische Hilfseingänge aufweist, deren logischer Zustand das Teilerverhältnis bestimmt, und daß die Zeitbasis einen Speicher umfaßt, der mit den Hilfseingängen verbunden ist und der die das Teilerverhältnis durch Einwirken auf die Hilfseingänge bestimmende Information in codierter Form speichert.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergeben eich wesentliche Vorteilet

Es wird eine vereinfachte Herstellung des Resonators

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ermöglicht, die die Arbeitsvorgänge umfaßt, die dazu erforderlich sind, eine stabile Frequenz und ein genau definiertes Temperaturverhalten sicherzustellen, die jedoch nur ein Minimum von Vorsichtsmaßnahmen in bezug auf die Frequenztoleranz erfordert. Dieser Vorteil hat eine erheblioh· Auswirkung auf den Preis des Resonators.

Die anderen Element« der Zeitbasis unter Einschluß des Frequenz-Einstellelementes sind digitale Elemente, deren einzelnen Variationen sehr groß sein können, ohne daß dies Auswirkungen auf den Gang der Zeitbasis hat.

Die Oange ins teilung kann mit Hilfe der Integrierbaren Schaltungen erfolgen, was zur Zuverlässigkeit des Systems beiträgt, eine miniaturisierte Ausführung ermöglicht und einen niedrigen Preis für ein Großeerienprodukt ergibt.

Die Erhöhung der Kompliziertheit der Schaltung ist nicht sehr bedeutend und ergibt ein unbedeutendes Anwachsen des Leistungsverbrauehe, wenn die Technologie der komplementären MOS-Transistoren (Metalloxydhalbleiter-Feldeffekt-Transistoren) angewendet wird (im wesentlichen dynamischer Leistun^vsbedarf). Die Erhöhung der Kompliziertheit der Schaltung hat keinen nachteiligen Einfluß auf den Gesantpreis des Systems, und zwar aufgrund der Einsparung, die sich bei anderen Bauteilen, wie z. B. Miniaturschaltern und in bezug auf die Anzahl von Verbindungen ergibt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ^dIe ErI ·< i.- Uterung der Einstellung des Teilerverhäl fcniases durch e.lf.y elektrisch· Steuerung« Insbesondara wird hierdurch ein« schnelle Frequenzeinstellung durch eine aufeinanderfol tn-le Ein-

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führung einer Information in bezug auf die Teilung möglich. Die Einführung dieser Information kann mit Hilfe einer einzigen Bingangsklemme der Schaltung erfolgen*

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Speicher der Zeitbasis ein elektrisch änderbarer Speicher·

Der Vorteil de« elektrisch änderbaren Speichers besteht in der Möglichkeit, jederzeit das Teilerverhältnis lediglich mit Hilfe von elektrischen Impulsen ssu ändern, ohne daß die Verbindungen der Schaltung geändert werden müssen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in ü@t Zeichnung dargestellten Aus ffihrangabei spiel en noch, siätfeer erl&utert.

In der Zeichnung seigern

Fig. 1 eine schematisehe Darstellung einer Uhr mit einem Zeitnormal und einem Frequenzteiler» die eine übliche Zeltbas iß bilden, sowie einen Motor und ein Zeigerwerk, die durch den Frequenzteiler angetrieben werden;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsfonn der Zeitbasis;

Fig. 3 eine schematisch· Darstellung einer Aus führung sform des Speicherblockes lh nach Fig. 2 in Form eines Schieberegisters;

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Fig* k eine schematiecho Dareteilung einer anderen Aue-

fUhrungeform de· Speicherblockes; /

Fig# 5 und 6 zwei AuefUhrungeformen eines Teile des

Speichers, die ein Element vom MNOS- bzw. FAMOS-Tyρ aufweisenι

Fig. 7 eine Einzelheit einer in Fig. 2 durch den Block 13 dargestellten logischen Schaltung!

Fig· β ein die Wirkungsweise der logischen Schaltung nach Fig. 7 erläuternde« Diagramm;

Fig. 9 eine ausführliche Schaltung der in Fig. 2 durch den Block 15 dargestellten logischen Schaltung;

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der logischen Schaltung nach Fig. 9*

Fig. 11 eine Darstellung des Blocks 9 nach Fig. 2 in der üblichen logischen Form;

Fig. 12 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des Gatters nach Fig. 11 j

Fig. 13 eine ausführliche Darstellung der durch den Block 7 nach Fig. 2 dargestellten logischen Schaltung;

Fig. ^k ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der logischen Schaltung nach Fig. 13;

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Fig. 15 eine schematische Darstellung eines zweitea

Aueführungsbeispiels dee einstellbarer Teilers, das durch eine einzige Teilerstufe gebildet ist, die eine Teilung entweder durch 1 oder durch 2 durchführt;

Fig. 16 eine grafische Darstellung: der Betriebsweise der Stufe nach Flg. 15;

Fig. 17 ein drittes Ausführungsbeispiel eines einstellbaren Teilerst der eine Teilerkette aufweist, die durch vier Stufen und einen die Teilerkette nach dem in den Figuren 15 und 16 gezeigten Prinzip einstellenden Vergleicher gebildet ist;

Fig. 18 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise Zeitbasis nach Fig. 17;

Fig. 19 eine vierte Ausführungsform eines einstellbaren Teilers» der eine Teilerkette und einen die Tellerkette einstellenden Vergloioher umfaßt;

Fig. 20 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Zeitbasis nach Fig. 19;

Fig. 21 ein Beispiel eines nicht permanenten elektronischen Speichers, der zum Anschluß an den Vergleicher der in den Figuren 17 oder 19 dargestellten Zeitbasen zur Einstellung des Teilerverhältnis ses bestimmt ist;

0 (J S ϊΠ £ / 10 10

- IO -

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Fig. 22 eine Vorrichtung zur Speisung des Speichere nach Fig. 21;

Fig. 23 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Speichers , der mit den Zeitbasen nach den Figuren 17 oder 19 verbindbar ist, wobei dieser Speicher die Form eines Zählers aufweist;

Fig. Zk eine Zugriffsvorrichtung des Speichere nach Fig. 23;

Fig. 25 eine Vorrichtung zur Steuerung der Null-Rückstellung und des Einschreibens in «inen Speicher der in Flg. 23 gezeigten Art;

Fig. 26 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise nach Fig. 25?

Fig. 27 ein weiteres Beispiel eines Speichers;

Fig. 28 eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 27 dargestellten Speichers.

Fig, 1 zeigt eine Uhr bekannter Art, die einen durch einen Quarz gesteuerten Impulsgenerator I₁ eine Reihe von Binärteilern 2 (Flip-Flops) und einen Motor 3 umfaßt, der ein Zeigerverk k antreibt. Die durch die Teiler 2 gebildete Teilerkette weist ein vorgegebenes Teilerverhältnis auf, und zur Erzielung der Präzision der Uhr ist es erforderlich, die Frequenz des Quarzes abzugleichen. Bei

13 einer derartigen Uhr kann die Frequenz des Quarzes 2 ^J ■

ί IJ 3 8 1 ß / I til i)

8192 Hs sein, und die Teil*rkette kann ih Binäyteiler umfassen, derart, daß die Aue&angsfrequienz der Teilerkette 0,5 Hs beträgt und einen Schrittmotor ansteuern kanne

Fig. 2 zeigt in Bloekeehaltbildform ein erstes Aueführungsbeispiel der erfijidungsgemaßen Z@itba.siB« Die Teilerkette umfaßt lh Binärteiler„ und der Quarz, dessen Nennfrequenz 8192 Hz sein soll, sei mit einer Genauigkeit von 4- 10" abgeglichen, wobei die Genauigkeit der Zeitbasils auf 3,8 · 10* einstellbar ist, indem auf das Teilerverhältnis der Kette eingewirkt wird·

Die in Fig. 2 dargestellte Zeitbasis umfaßt einen durch einen Quarz gesteuerten Impulsgenerator 51 einen ersten Binärteiler 6, «ine logische FoIgeschaltung 7» deren einer Eingang A durch Ausgange impulse des Teuere 6 gespeist wird und dessen Ausgang B eine Kette von 13 weiteren Binärteiiern β speist» Die logic©!.;.« Schaltung 7 umfaßt weiterhin einen Eingang C, der dnaretä ®i®@ Temperaturkompensationa-Eimichtung oder durch eine (nicht gezeigte) Zeiteinsteilvorrichtung gespeiet wird, sowie einen Eingang D, der durch den Ausgang eines Blocks 9 gespeist ist. Die logische Schaltung 7 bewirkt die Sperrung des Durchgangs von Ausgangsimpulsen des Teilers 6 zum Eingang des ersten Teilers 8, wenn der Eingang C den logischen Wert "Eine" annimmt, sowie die Sperrung des Durchgangs eines einzigen Ausgangsimpulses des Teilers 6 an den Eingang des ersten Teiles 8 jedesmal dann, wenn der Eingang D den logischen Wert "Eins" annimmt, und zwar unabhängig von der Dauer, . während der dieser Eingang D diesen logischen Wert "Eins" beibehält. Die logische Folgeschaltung 7 und ihre Betriebsweise werden ausführlicher unter Bezugnahme auf die Figuren

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13 und tk beschrieben* Der Funktionsblock 9 weist zwei Eingang· E und F und einen mit dem Eingang D des Blocke 7 verbundenen Ausgang auf. Dieser Block 9 wird durch ein logisches UND-Gatter gebildet, das die logische Operation Da EF ausführt und unter Bezugnahme auf die Figuren 11 und beschrieben wird. Der Ausgang des letzten Teilers β der Teilerkette speiet den Eingang eines das Zeigerwerk 11 antreibenden Schrittmotors 10, den ersten Binärteller einer Kette von 5 Tellern 12 sowie den Eingang E des Blockes 9*

Die 5 Ausgänge G, H, I, J, K der Teiler 12 speisen entsprechende Eingänge eines Blookee 13» der weitere 5 Eingänge L, M, N, 0, P und 2 Ausgänge Q, R aufweist* Dieser Block ist durch eine logische Kombinationsschaltung gebildet, die die folgenden logischen Operationen ausführt*

Q = GL + HM + IN + JO + KP

RsK

Diese logische Schaltung 13 und ihre Wirkungsweise werden ausführlicher unter Bezugnahme auf die Figuren 7 und 8 beschrieben* ....·-■{

Die Eingänge L, M, N, 0, P des Blockes 13 werden durch entsprechende Ausgänge eines Speicherblockes öder Speiehers

14 zur Bestimmung der Einstellung des Tellerverhältnissee der Teilerkette S gespeist. Dieser Speicher i4 1st ein elektronischer Speicher, wie es in den Figuren 3, k_t 5»

6 oder in den Figuren 21 - 28 dargestellt ist. ,;.

Die beiden Ausgänge Q und R des Blockes 13 speisen

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zwei entsprechende Eingänge eines Blockes 15, dessen Ausgang den Eingang F des Blockes 9 speist. Die Aufgabe dieses Blockes 15 besteht in der Unterdrückung der unbrauchbaren logischen Zustände "Eins" der Variablen Qo Dieser Block ist durch eine logische Folgeschaltung gebildet, die ebenso wie ihre Wirkungsweise anhand der Figuren 9 and 10 beschrieben wird.

Fig. 3 ist eine teilweise Darstellung einer ersten Ausführungsform des Speicherblockes ik nach Fig, 2. Dieser Speicherblock lh ist durch ein Schieberegister gebildet, das fünf D-Flip-Flops 16, 17, 18, 19 und 20 umfaßt, deren Eingänge mit U, deren Ausgänge mit V und deren Steuereingänge mit ¥ bezeichnet sind.

Zur Einführung einer das Teilerverhältnis bestimmenden Ziffer L, M, N, 0 oder P werden aufeinanderfolgend die logischen Werte von P, 0, N, M, L in der angeführten Reihenfolge an die Klemme S angelegt, wobei jedesmal ein Steuerimpuls an die Klemme T angelegt wird. Dies bewirkt, daß die Klemmen L, M, N, 0, P auf den erforderlichen logischen' Wert gebracht werden. Somit können an den Ausgängen L, M, N, 0, ? des Speichers alle möglichen Kombinationen erzielt werden. Es sind unter der Voraussetzung, daß jeder Ausgang zwei logische Zustände "Null" und "Eins" annehmen kann und daß der Speicherblock in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 fünf Ausgänge aufweist, 2^J « 36 verschiedene Kombinationen möglich. Beispielsweise können die Ausgänge L, M, N, 0, P die Binärziffer 01010 darstellen.

Eine andere Form des Speichers ist in Fig. 4 dargestellt. Diesel- Speicher umfaßt fünf Gruppen von möglichsn

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Metallisierungen, die jeweils aus zwei in Reihe geschalteten Elementen 21 und 22 bestehen. Jede dieser Gruppen von in Reihe geschalteten Metallisierungen ist einerseits mit einer Leitung mit dem Potential "Null" und andererseits mit einer Leitung mit dem Potential "Eins" verbunden. Zur Auswahl der Ausgänge L, M, N, 0, P des Speichers nach Fig. k geniigt es, eine der schmelzbaren Verbindungen U oder V für jeden Ausgang L, M, N, 0, P durchschlagen zu lassen. Um den schmelzbaren Teil V beispielsweise des Ausgange L durchschlagen zu lassen, genügt es, einen starken Strom zwischen der Eingangsklemme B und der Leitung "Null" hindurchfließen zu lassen. Wenn dieser schmelzbare Teil durchbrochen ist, ist der Ausgang L immer mit einem Potential "Bins" verbunden. Wenn eine der schmelzbaren Teile U oder V jeder in Reihe geschalteten Gruppe U, V durchbrochen ist, ermöglicht der Speicher die Zuführung der so erzielten logischen Werte an die Hilfseingänge des Blocks 13.

Die Ausführungsformen nach den Figuren 5 und 6 stellen

/Ausgang

jeweils eine einzige Zelle mit einen/L von zwei Ausführungsformen eines permanenten elektrisch änderbaren elektronischen Speichers dar· Diese Art des Speichers löst das Problem des Informationsverlustes bei einem Wechsel der Batteriezelle. Fig. 5 zeigt ein Element der bekannten MNOS-Art. Das MNOS-Element ist ein MOS-Transistor mit einer zusätzlichen Nitridschicht, die eine Veränderung des Schwellwertes des Transistors ermöglicht. Die Zuführung einer großen Spannung an den Einsehreib-Eingang B ermöglicht die Änderung des Wertes dieser Schwelle deο MNOS-Elementes. Der Ausgang L wird zu "Eins", wenn die Schwelle niedrig 1st, und zu "Null", wenn die Schwelle hoch ist. Die Flg. 6 zeigt ein FAHOS-Eleinenfc von ebenfalls bekannter Art,

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das einen MOS-Transistor mit schwimmendem Steuergitter ist« Dieses Gitter kann durch Zuführung einer großen Spannung auf die Drain-Elektrode an der Einschreib-Eingangsklemme geladen werden. Das FAMOS-Element ist dann ein Leiter, und der Ausgang L wird zu "Eins". Um den Ausgang L auf "Null" zurückzubringen, muß das Gitter des FAMOS-EIementes entladen werden, was mit Hilfe einer ultravioletten oder X«Strahlung erfolgen kann.

Bei bestimmten dieser permanenten, elektrisch änderbaren Speicher sind große Leseströme erforderlich. Es 1st weiterhin möglich, einen nicht permanenten Pufferspeicher mit geringem Verbrauch und dauernder Speisung vorzusehen, der in großen Zeitintervallen durch den permanenten Speicher regeneriert wird, der lediglich während der Regeneration der nicht permanenten Speicher gespeist wird. Derartige Speicher werden in Verbindung mit der zweiten und dritten, in den Figuren 17 und 19 dargestellten Ausfuhrungsform der Zeitbaeis beschrieben*

Fig. 7 stellt ein ausführliches Schaltbild der logischen Schaltung dar, die durch den Block 13 von Fig. 2 dargestellt ist. Diese logische Schaltung umfaßt fünf UND-Gatter 23 mit zwei Eingängen, die Jeweils mit einem der Ausgange G, H, X, J, K der Teiler 12 und mit einem der Ausgänge L, M, N, 0, P des Speichere i4 verbunden sind. Die fünf Ausgang· der UND-Gatter 23 werden fünf entsprechenden Eingängen «Ines ODER-Gatters Zk zugeführt. Die Wirkungsweise dieser Schaltung i^t in Fig. 8 dargestellt. Die Diagramme O bis K stellen di 3 Aus gangs impulse der aufeinanderfolgenden Teiler 12 dar, wobei die Frequenz der

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Impulse jedesmal die Hälfte der Frequenz der Impulse des

vorhergehenden Teilers beträgt. Venn die Frequenz des

1 3 Quarzeβ den oben angegebenen Nennwert von 2 « 8192 auf-

13 15 -2 weist, so ist die Frequenz des Signals G 2 t 2=2 a 0,25t deren Halbperiode von 2 Sekunden durch die Kurve G dargestellt ist.

Bs ist zu erkennen, daß der Ausgang Q durch die Funktion Q « GL + HM + IN + JO + KP dargestellt ist, und bei gegebener Binärziffer η « LMNOP ist die Dauer des ersten Impulses des Signals Q gleich dem n-fachen der Dauer eines Impulses des Signals G, beispielsweise 2 nsec. Wenn die Ausgänge des Blocks 14 nach Fig. 2 beispielsweiset

η a LMNOP m 01010 ■ 2¹ + 2³ ■ 10

sind, so ergibt sich eine Dauer des ersten Impulses des Signale Q, die gleich dem 10fachen der Dauer eines Impulses G ist. Wie e» aus Fig. 8 zu erkennen ist, wird der Impuls

mit der Dauer von 2 neec somit alle 64 Sekunden wiederholt.

■ ■

Die Flg. 9 1st eine logische Folgeschaltung, die durch den Block 15 in Fig. 2 dargestellt ist und deren Aufgabe in der Unterdrückung der unbrauchbaren logischen Zustände "Eine* des Signals Q besteht. Das Signal Q wird einem der Eingänge eines UND-Gatters 25 zugeführt, dessen anderer Eingang durch den Ausgang eines ODER-Gatterβ 26 gespeist wird. Der andere Eingang des ODER-Gatters 26 wird durch den Ausgang F des UND-Gatters 25 gespeist, während der andere Eingang durch den Ausgang eines UND-Gatters 27 gespeist wird. Der «ine Eingang des UND-Gatter· 27 wird durch den Ausgang

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eines Inverters 28 gespeist, dessen Eingang duroh den Ausgang eines UND-Gatters 29 gespeist wird, das gleichermaßen einen Eingang eines ODER-Gatters 30 speist, dessen anderer Eingang durch den Ausgang F angesteuert wird. Der andere Eingang des UND-Gatters 2? sowie ein Eingang des UND-Gatters 29 wird durch das Signal R gespeist, wobei der andere Eingang des UND-Gatters 29 durch den Ausgang des ODER-Gatters 30 gespeist wird·

Die Wirkungsweise der logischen Schaltung ergibt sich eindeutig aus Fig. 10, aus der zu erkennen ist, daß sich das Ausgangssignal F aus dem Eingangssignal Q durch Unterdrückung aller Impulse außer dem Impuls mit einer Dauer ergibt, die proportional zu η * LHNOP ist, die weiter oben beschrieben wurde.

Fig. 11 zeigt in der üblichen verwendeten logischen Form den Block 9 nach Fig. 2. Dieser Block 9 besteht aus einem einfachen UND-Gatter 48, dessen Eingänge jeweils durch das Signal E und das Signal F gespeist werden· Das Signal E wird durch Impulse gebildet, deren Periode 2 Sekunden beträgt, während das Signal F durch Impulse mit dem logischen Wert "Eins" und der Dauer von 2 η see gebildet wird, die sich alle 64 Sekunden wiederholen, wobei das Ausgangssignal D dieses Gatters 48 durch eine Impulsfolge von η Impulsen gebildet ist, die alle 64 Sekunden abgegeben werden» Diese Wirkungsweise ergibt sich eindeutig aus Fig. 12.

Fig. 13 zeigt eine logische FoIgeschaltung, die den Block 7 nach Fig. 2 bildet. Die Aufgabe dieser Schaltung besteht entweder in der Sperrung der Übertragung von Impul-

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sen von der zweiten an die dritte Teiler«tufβ, wenn das Eingangssignal den logischen Wert "Eine" annimmt oder in der Sperrung der Übertragung eines einzigen Impulses, wenn das Signal D den logischen Wert "Eins* einnimmt, und zwar unabhängig von der Dauer, während der das Signal D diesen Wert beibehält. Diese Wirkungsweise ergibt sich eindeutig aus Fig. 14. Zu dieses Zweck weist die logische Folgeschaltung nach Flg. 13 ein UND-Gatter 31 auf, dessen einer Eingang das Signal A Über einen Inverter k9 empfängt und dessen Ausgang de« Eingang eines OOER-Gatters 32 zugeführt wird. Der Ausgang dieses letzteren Gatters 32 wird einerseits de« anderen Eingang des UND-Gatters 31 und andererseits einem der Eingänge eines ODER-Gatters 33 zugeführt, dessen Ausgang das Signal B liefert. Das Eingangssignal D wird elnesi Eingang eines UND-Gatters 34 und einem Eingang eines weiteren UND-Gatters 35 zugeführt. Das Signal A speist weiterhin einen der Eingänge des UND-Gatters 35 und einen Eingang des ODER-Gatters 33. Die Schaltung umfaßt weiterhin ein ODER-Gatter 36, dessen beiden Eingänge jeweils durch die Ausgänge der UND-Gatter 31 bzw. 3k gespeist werden, wobei der Ausgang des Gatters 36 einerseil den zweiten Eingang des UND-Gatters 3k und andererseits den einen Eingang des UND-Gatters 35 über einen Inverter 37 speist. SchlieBlich wird das Eingangssignal C einem der Eingänge des ODER-Gatters 33 zugeführt. Das Signal C kann von einer Temparaturkompensations-Schaltung oder von einer Zeiteinstellvorrichtung stammen. Da der Schrittmotor mit 0,5 Hz arbeitet, ist es nicht möglich, ihn nur für eine Sekunde zu sperren. Wenn die Zeiteinstellung des Sekundenzeigers mechanisch Über den Motor erfolgt, so ist sie nicht auf genau + 1 see genau. Die Zeiteinstellung durch Sperrung

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der Teilung beseitigt diesen Nachteil

Selbstverständlich IkUBnBn die weiter oben beschriebe«' nen Blöcke zusammengefegt werden, um umfassendere Blöcke au bilden, was in vielen Fällen die Anordnung vereinfacht«

Die Wirkungsweise der Zeitbasis 1st folgendet .

Jede Sperrung miß dl· Frequenzabweichung von 3»8 · 10" verringern, weil die« dl· Genauigkeit 1st, die - wie weiter oben beschrieben wurde - erreicht werden soll· Ia Verlauf

-4 einer Periode C kann es erforderlich sein, maximal 10 ι 3,8 · 10" β 26 Sperrungen durchzuführen, um die maximale Frequenzabweichung zu kompensieren, die auf 10 festgelegt ist. Der Block i4 smfi daher eine Ziffer η speichern können, die zwischen 0 und 26 liegt. Im reinen Binärcode «lud somit fünf binäre Veränderliche erforderlich, wie dies durch die Speicherblöcke nach den Figuren 3-6 vorgesehen 1st*

Damit jede Sperrung die Frequenzabweichung von 3,8 · 10" verringert, wird dl· Impulsübertragung während zweier Schwingungsperloden des Quarzes und damit alle

3,8 · ΙΟ"⁶ 8192

6h see

unterbrochen.

Es ist in gleicher-Welse mö* »ich, die Impulsübertragung während einer einzigen Schwingungsperiode des Quarzes zu sperren. Die Sperrung Miß dann alle 32 Sekunden erfolgen.

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der Leiβtunesverbrauch des Blockes 7» der mit der Arbeitefrequenz ansteigt, wird jedoch erhöht. In diesen Fall wird der Block 7 direkt nach dem Ausgang des Generators 5 und nicht nach dem ersten Teiler 6 angeschaltet.

In der Abänderung könnte das Signal D dazu dienen, das Teilerverhältnis zu verringern, wenn die ursprüngliche Fre-

13 quenz des Quarzes unterhalb von 2 « 8192 Hz liegt.

In Flg. 15 ist ein zweites Aueführungsbeispiel des einstellbaren Teiler« dargestellt. Dieser Teiler 51 umfaßt eine einzige binare Teilerstufe 52, deren Eingang einerseits mit einen nicht dargestellten Oszillator, bei« spielsweise einem Quarzoszillator und andererseits mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 53 verbunden ist. ;

Der Ausgang der Stufe 52 ist mit einem ersten Eingang eines zweiten UND-Gatters 5^ verbunden, und die zweiten Eingänge der Gatter 53 und 5k sind einerseits miteinander über einen Inverter 55 und andererseits mit einer Hilfeeingangsklemme L verbunden. Die Ausgänge der Gatter 53 und 54 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters 56 ver- ,

bunden, dessen Ausgang S den Ausgang des Teilers darstellt. Es ist unmittelbar zu erkennen, daß das durch die Gatter 53t 5**» 5*> und den Inverter 55 gebildete Netzwerk r das Ausgangssignal des Teilers und das Eingangssignal so- , wie ein Steuersignal empfingt» das der Hilfeeingangeklemme ,. L zugeführt wird. Entsprechend dem an den Hilfeeingang h ..

angelegten logischen Wert "Ein·¹¹ oder "Null" teilt der ₍

Teiler 51 entweder durch 1 oder durch 2. In Flg. 16 sind . ; die an der Ausgangeklemme S des Tellers in Abhängigkeit '

von den an die Eingänge I und L angelegten Signalen ge- ^v<.

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wonnenen Auegangesignale dargeetellto Es ist zu erkennen, daß der Teiler immer dann durch 2 teilt, wenn kein Signal "Eine" an seinen Eingang L angelegt ist. Sobald ein Signal "Eins" an den Eingang L angelegt wird, leitet das Gatter das Eingangssignal I, das direkt am Ausgang S erscheint. Die Teilerstufe 52 ist dann kurzgeschlossen.

In Fig. 17 1st ein drittes AusfUhrungebeispiel des einstellbaren Frequenzteilers dargestellt» Der Teiler 57 umfaßt vier durch 2 teilende Tellerstufen 58, 59, 60 und 6i, die in Reihe geschaltet sind, wobei der Eingang I der ersten Stufe 58 mit einem nicht dargestellten Oszillator verbunden ist. Die Ausgänge der Stufen 58 - 61 sind mit den Eingängen L', M¹, N*, O* von vier Modul-2-Gattern 62, 63, 6k und 65 verbunden, die auch als EXKLUSIV-ODER-Gatter bezeichnet werden, wobei der Ausgang der Stufe 6\ in gleicher Weise mit einer Auegangsklemme S der Zeitsteuerung verbunden ist. Die Ausgänge der EXKLUSIV-ODER-Gatter 62 - 65 sind mit einem UND-Gatter 66 verbunden. Jeder zweite Eingang der EXKLUSIV-ODER-Gatter 6z - 65 ist mit einer Hilfseingangsklemme L bzw. N bzw. M bzw. 0 verbunden, die durch einen Speicher gesteuert werden, der zur Zuführung eines logischen Signals "Null¹¹ oder "Eins" an jeden der Eingänge L, M, ST und 0 vorgesehen ist. Beispiele für einen derartigen Speicher werden ausführlicher welter unten beschrieben. Der Ausgang Z des UND-Gatters 66 ist mit vier Null-Rückstelleingängen der Stufen 58 - 61 verbunden.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Teilers ist folgendet

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Di· vier Binarstufen 58 - 61 wirken al· Zähler für die Ton d«a Oszillator an I gelieferten Impulse und werden auf Kali surüokgestellt, wenn der Ausgang Z des UND-Gatters 66 "Sin·¹· wird. Die Veränderliche Z der Nullstellung wird "Eins", wenn der Zustand des Zählers mit dem Zustand der Hilfseingänge identisch ist, d. h. wenn L = L' und MsM" und NaN¹ und ObO¹. Dadurch zählt der durch die Stufen 58 - 6i gebildete Zähler eine Zahl, die dem Zustand der Hilfeeingänge in desi Binärcode entspricht.

In Flg. 18 ist als Beispiel das Auegangssignal Z (UND-Gatter 66} in Abhängigkeit von den Eingängen I¹, L¹, M¹ , N¹ , O' für die Hilfaelngangswerte L=1,M=0, N=O, 0*1 (lOOl) dargestellt, die die binäre Ausdruckswelse der gewählten Ziffer 9 darstellen. Es ist zu erkennen, daß zwei aufeinanderfolgende Null-Rückstellimpulse "Eins" am Ausgang Z de· Gatters 66 durch ein Intervall getrennt sind, das nenn Perioden des Eingangs an I darstellt.

Fig. 19 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des einstellbaren Teilers· Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt eine Sperreohaltung, die aus einem RS-Fllp-Flop 67· einem invertierenden UND-Gatter 68 (NAND-Gatter) und einem Inverter 69 besteht, und die zwischen einem mit einem nicht dargestellten Oszillator verbundenen Eingang I und vier Binärstufen 70, 71» 72 und 73 eingeschaltet ist. Die Ausgänge dieser Tier Stufen 70 - 73 sind mit Eingängen von vier entsprechenden UND-Gattern 7k, 75, 76 und 77 verbunden, deren Ausginge einem ODER-Gatter 78 zugeführt werden, das mit dem HS-Flip-Flop 67 verbunden 1st. Die zweiten Eingänge der UND-Gatter 7k - 77 stellen die Hilfeeingänge LNNO dar, die ■it einea in Fig. 19 nicht dargestellten Speicher verbunden

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sind. Wie bei der Aueführungafona nach Fig. 17 ist unmittelbar zu erkennen, daß die durch den Flip-Flop 67_t das Gatter 68 und den Inverter 69 gebildete Sperrechaltung durch dl· Hilfeeingänge L, M, M, 0 und durch die aus den vier Stufen 70 - 73 gebildete Teilerkette über die Gatter 7** - 78 gesteuert wird. Es ist somit möglich, einen Eingangsimpuls I alle 2, 4, 8 oder 16 Perioden der Veränderlichen X zu unterdrücken, und zwar entsprechend dem Wert "l^N von L, M, K, oder 0. Das gesamte Tellerverhältnis wird somit 2k bzw. 20 bzw. 18 bzw. 17·

Wie es weiter oben erwähnt wurde, sind die mit Hilfe von Hilfe eingängen einstellbaren Zeitbasen mit Speichern verbunden. Diese Speicher können verschiedene Arten aufweisen, von denen hier mehrere Beispiele angegeben sind.

Ein einfacher Speicher in Form von schmelzbaren Elementen, wie der beispielsweise in Fig. 4 dargestellte Speicher, ermöglicht die Zuführung gewünschter lpgischer Werte an die Hllfseingänge eines ein·teilbaren Teilers· Diese Art des Speichers weist jedoch den Machteil auf, daü eine große Anzahl von Eingängen In der Integrierten Teil er schal tuna; erforderlich 1st« Außerdem 1st Jede spätere Änderung des gespeicherten Wertes ausgeschlossen.

Ein nicht permanenter elektronischer Speicher, wie er beispielsweise in Fig. 21 dargestellt 1st, 1st besser geeignet ala beispielsweise ein System von Schaltern· Diese Art des nicht permanenten Speichers nach Flg. 21, der beispielsweise mit Hilfe von zwei ringförmig zuaammengeschal-teten Invertern 80, 81 und einem Eingang 82 ausgeführt 1st,

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der dl· Aufprägung das gewünschten Zustande« ermöglicht, weist dan Vorteil auf, daß er vollständig alt dar für den einstellbaren Teiler verwendeten Technologie kompatibel ist, und daß die Einhalt integrierbar 1st. Daraus ergibt sich derPortfall eines empfindlichen und platzraubenden elektromechanischen Organs sowie einer Vielzahl von Zwischen verbindungen und damit eine Erhöhung der Zuverlässigkeit und eine Verringerung des Preises für ein Großserienprodukt. Es ist zu erkennen, daß zur Speisung der vier Einginge L, M₉ N, 0 der in den Figuren 17 und 19 dargestellten Teiler für jade der Veränderlichen L, M, H und 0 zwei Inverter 80 und 81 sowie ein Eingang 82 vorgesehen wird· Bei derartigen Speichern müssen jedoch Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um einen Informationsverlust beispielsweise während des Wechsels der Batterie zu vermelden. Beispielsweise könnte eine getrennte Batterie mit langer Lebensdauer zur Speisung dieser Speicher verwendet werden. In gleicher Weise könnte eine Pufferkapazität vorgesehen werden, die durch die Batterie geladen wird und die von der Batterie abgeschaltet wird, wenn die Spannung dieser Batterie abzusinken beginnt» Sie Schaltung nach Fig 22 ist eine einfache Ausführungefora dieser Idee, in der die Abschaltung der Kapazität 83 durch eine Diode 84 sichergestellt wird, die durch eine Batterie 85 gespeist wird. Die Pufferkapazität 83 könnte weiterhin durch eine wiederaufladbare Batterie oder einen Akkumulator ersetzt werden. In der Schaltung nach Fig. 22 wird der Ausgang S. zur Speisung der Schaltung (Teilerschaltung, Zeitbasis usw.) und der Ausgang Sg zur Speisung des Speichers verwendet.

Zur Verringerung der Anzahl der Sinschreib-Eingänge

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ist ·β möglich, einen Speicher mit seriellen oder aufein« anderfolgendem Einsehreiben zu schaffen» und zwar mit Hilfe eines Schieberegisters oder eines Zählers. Die Anzahl der Eingänge ist dadurch auf zwei -verringert, und zwar tmabiiBsi·» gig von der Kompliziertheit des;Speichers. In Fig, 23 ist ein aus vier Binäretufen 86, 8?, 88, 89 gebildeter Zähler mit zwei Bingangeansehlussen* einem EingangsanschluQ I zum Empfang der zu zählenden Impulse und einem Eingangsansehluß RZ zur Rückstellung des Zählers dargestellt. Die Ausgänge L, M, N, 0 werden von dem Ausgang jeder der Stufen 86 bis 89 abgenommen.

Es ist möglich, die Anzahl der Eingänge in der integrierten Schaltung für den Zugriff des Speichers weiterhin zu verringern, indem die beiden Eingänge 1 umd RZ des Zählers nach Fig. 23 mit den Ausgängen einer Verzweigungsschaltung verbunden werden» die durch eine durch die Anzeige sichtbar ^gemachte logische Veränderliche, beispielsweise durch die den Sekundentakt angebende Variable ge*«'· steuert wird, wobei der Eingang der Verzweigtmgeschaltung der einzige sich ergebende Zugriffseingang des Speichers ist. Eine derartige Verzweigungsschaltung ist in Fig* 24 dargestellt. Sie wird durch zwei UND-Gatter 90 und 9t gebildet _t deren Ausgänge I und RZ an entsprechende Eingänge des Zählers nach Fig« 23 angelegt sind. Die ersten Eingänge jedes der Gatter 90 und 91 sind mit einem einzigen Eingangsansehluß F verbunden, während die zweiten Eingänge dieser Gatter 90 und 91 einerseits miteinander über einen Inverter 92 und andererseits mit einem-HiIfseingang A verbunden sind, der an den Ausgang des in Fig. 19 oder 2t dargestellten Teilers angeschaltet ist und somit ein den Sekundentakt darstellendes Signal empfängt· Es ist somit möglich, durch

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Einwirkung auf den Eingang F während der geradzahligen Sekunden den Zähler beispielsweise auf Null zu stellen und während der darauffolgenden ungeraden Sekunde den Zähler durch Einwirken auf diesen gleichen Eingang in den gewünschten Zustand zu bringen.

Zur Durchführung dieses Einschreiben^ kann eine externe Frequenz-Einstellvorrichtung verwendet werden· Diese Vorrichtung umfaßt eine echematisch in Flg. 25 dargestellte Anordnung, die während des Drückens eines Knopfes 93 (während einer geradzahligen Sekunde) einen Null-Rückstellimpuls abgeben muß, und die automatisch eine Sekunde später die Anzahl von Impulsen abgeben muß, die den Mitteln 94 zur Vorauswahl des Teilerverhältnisses entspricht» Die Einstellung der Frequenz mit Hilfe ('ieeer automatischen Vorrichtung vereinfacht weitgehend diesen schwierigen Vorgang· Für uhren mit elektronischer Anzeige kann eine Vorrichtung von der gleichen Art wie di» in Fig, 25 dargestellte in gleicher Velse die Zeiteinteilung ermöglichen·

In dem erläuternden Diagramm nach Fig. 26 entspricht der Impuls 95 der Null-Rückstellung während der geradzahligen Sekunden, und die Impulse 96 sind die Impulse· die am Ausgang F der Vorrichtung nach Fig. 25 nach einer Sekunde erscheinen.

Permanente elektrisch änderbare Speicher, die nunmehr beschrieben werden, erfordern in bestimmten Fällen große LesestrSme· Um diesen Nachteil zu vermelden, ist es möglich, einen nicht permanenten Pufferspeicher 97 (Fig. 27) mit geringem Verbrauch und dauernder Speisung zu verwenden.

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der in großen Zeitintervallen durch den permanenten Speicher 98 regeneriert wird, der seinerseits lediglich während der Regeneration der nicht permanenten Speicher gespeist wird* Der permanente Speicher 98 ist mit. dem nicht permanenten Speicher 97 über UND-Gatter 99, 100, 101 und 102 verbunden« Der nicht permanente·Speicher ist direkt mit einer Stromquelle 103 verbunden, während der permanente Speicher 98 mit dieser Quelle 103 über einen Unterbrecher 104 verbunden ist, der von einem Anschluß F betätigt wird, der nur zur periodischen Regeneration des nicht permanenten Speichere mit Hilfe der in dem permanenten Speicher enthaltenen Informationen gespeist wird·

Eine weitere interessante gemischte Ausführungsform ist die Verwendung eines permanenten Speichers 105 (Fig. 28) für große Korrekturwerte und eines nicht permanenten Speichers 106 zur Feineinstellung des Wertes des Teilerverhältnisses· In diesem Fall wirkt sich der Informationsverlust des nicht permanenten Speichers stur in geringem Ausmaß auf den Gang der Uhr aus.

Die vorstehend beschriebenen Aueführungsbeispiele der Zeitbasis und der Frequenzteiler umfassen aus Vereinfaehungsgründen der Beschreibung vier Binärstufen, und die das Teilerverhältnis einstellenden Speicher umfassen in gleicher Weise vier Variable. Es ist jedoch zu erkennen, daß die Anzahl der Binärstufen der Zeitbasis sowie die Anzahl der Variablen der Speicher erhöht werden kann. Eine Zeitbasis mit einem Frequenzteiler der beschriebenen Art kann 19 Teiler« stufen und einen Speicher mit vier bis zehn Variablen aufweisen·

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In der vorstehend beschriebenen Zeitbasis wurden zwei Arten von Speichern verwendet: elektromechanisch© Speicher und (elektrisch änderbare) elektronische Speicher. Wenn die elektrisch änderbaren elektronischen Speicher auch komplizierter und schwieriger sind als elektromechanieche Speicher» so weisen sie doch eine Vielzahl von Vorteilen auf.

Diese Vorteile der elektrisch änderbaren Speicher sind folgende:

Zur Änderung des Teilerverhältnissee infolge einer Änderung der Eigenschaften des Quarzes genügt es» den Inhalt des Speichers zu ändern, ohne daß die Innere Schaltung der Schaltkreise geändert werden muß und ohne daß eine Abhängigkeit von einem analogen Element, wie ϊ, Β. einem (auf Feuchtigkeit empfindlichen) Tr.inaner oder Potentiometer besteht»

Der Teilungsvorgang erfolgt vollständig in der integrierten Scha:? tung, und es ist kein "dynamischer" Zwischenausgang oder -eingang erforderlich, wodurch ohm'sche Verluste und Kapazitäten derartiger Ausgänge oder Eingänge fortfallen und jede Störung des Teilungsvorganges vermieden wird.

Der Wert des Teilungsverhältnisses kann innerhalb sehr weiter Grenzen, liegen, ohne daß die Schaltung ein Präzisions-Analog-Element oder eine übermäßige Erhöhung der Kompliziertheit, des Platzbedarfes oder des Preises erfordert.

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Das Einschreiben des Wertes des Teilerverhältnisses kann mit Hilfe einer elektrischen Vorrichtung erfolgen. Dieser Vorgang kann vollständig automatisch erfolgen und erfordert keine manuellen Arbeitsgänge im Inneren der Uhr.

Das Einschreiben in den Speicher kann mit Hilfe einer beschränkten Anzahl von Eingängen mit Hilfe eines Serieneinschreibens erfolgen.

Die Anzahl der Eingänge in einer Uhr kann durch die Verwendung eines Speichers mit folgegesteuertem Eingang, beispielsweise eines Zählers» und eines Informations-Verzweigungs-Netzwerkes, das durch eine interne Veränderliche» die durch die Anzeige (beispielsweise der Sekunde) dargestellt wird, zu Eins gemacht werden·

Wenn ein nicht permanenter Speicher verwendet wird, kann eine getrennte Speisung für den Speicher verwendet werden· Dies beseitigt den Nachteil des Informationsverlustes zum Zeitpunkt des Wechsels der Batterie. Diese getrennte Speisung kann entweder durch eine kleine Batterie mit einer Lebensdauer von mehreren Jahren oder durch eine Pufferkapazität oder eine wiederaufladbare Pufferbatterie erfolgen, die von der Batterie mit Hilfe elektronischer Mittel abgetrennt ist, und die die Spfennung an den Klemmen des Speichers während der Dauer des Wechsels der Zelle aufrechterhalten.

Wenn der Wert des Teilerverhältnisses in Abhängigkeit von bestimmten Parametern geändert werden muß, können diese direkt auf den Speicher einwirken.

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Die Aufteilung des Speichere in zwei Teile, eine» permanenten und einem nicht permanenten Teil (permanent für eine Grobeinstellung und nicht permanent für eine Feineinstellung des Wertes des Teilerverhältnisses) beseitigt den Nachteil eines schwerwiegenden Gangfehlers während eines Wechsels der Batterie ohne Vorsichtsmaßnahme. Diese Lösung vereinfacht in gleicher Weise ein Einschreiben der Korrektur, da diese für geringe Korrekturen nur eine Einwirkung auf den nicht permanenten Speicher erfordert.

Der Speicher kann auf verschiedene Weise und unter Verwendung unterschiedlicher Technologien ausgeführt werden, vorausgesetzt, daß seine Ausgänge logische Pegel aufweisen, die mit dem einstellbaren Teiler kompatibel sind. Es können beispieleweise elektromechanische Speicher, nicht permanente elektronische Speicher, elektrisch änderbare permanente elektronische Speicher usw. verwendet werden.

Die elektrisch änderbaren permanenten Speicher können den Nachteil aufweisen» daß sie eine große Leseleistung erfordern« Bs ist jedoch möglich, die Information derartiger Speicher in großen Zeitintervallen in einen nicht permanenten Pufferspeicher zu übertragen, der dauernd ohne diesen Nachteil ausgelesen wird.

Patentansprücheι

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Claims

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Patentansprüche

Zeitbasis mit einem Impulsgenerator und einem Frequenzteiler mit einstellbarem Teilerverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß der Teiler (6, 7* 8) elektrische Hilfseingänge (C, D) aufweist, deren logischer Zustand das Teilerverhältnis bestimmt, und daß ein mit diesen Hilfseingängen verbundener Speicher (l4) zur Speicherung der das Teilerverhältnis durch Einwirkung auf die Hllfseingänge bestimmenden Information in codierter Form vorgesehen ist»

2. Zeitbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein elektrisch änderbarer Speicher ist, der zumindest, einen elektrischen Einschreib-Eingang aufweist*

3· Zeitbasis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein nicht permanenter elektronischer Speicher ist.

4. Zeitbasis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Speicher mit sequentiellem Einschreiben ist·

5. Zeitbasis nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Schieberegister 1st«

6. Zeltbasis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch änderbare Speicher ein permanenter Speieher ist.

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7. Zeitbasis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch änderbare Speicher ein Speicher mit sequentiellem Einschreiben ist.

8· Zeitbasis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch änderbare Speicher ein nicht permanenter Speicher ist, der mit einem periodisch auslesbaren permanenten Speicher verbunden ist.

9· Zeitbasis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch änderbare Speicher einen permanenten Teil für große Korrekturwerte und einen nicht permanenten Teil für die kleinen Korrekturwerte des Teilungsverhältnisses aufweist«

10. Zeitbasis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch änderbare Speicher zumindest einen Einschreib-Eingang aufweist, der mit einer durch eine Anzeige sichtbar gemachten logischen Variablen verbunden ist, und daß die Ausgänge mit den Hilfseingängen des Teilers verbunden sind.

11· Zeitbasis nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung des Speichers unabhängig ist.

12. Zeitbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ausgang einer Teilerstufe mit Steuerschaltungen verbunden isb, die mit den Ausgängen des Speichers und mit dem Eingang einer in die Teilerkette in Keine eingeschalteten Zwischenschaltung verbunden sind, wobei die Zwischenschaltung in Richtung

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auf die folgenden Teilerstufen eine mittlere Anzahl von Impulsen aussendet, die von der Anzahl der empfangenen Impulse abweicht, wobei der Unterschied zwischen diesen beiden Anzahlen der in dem Speicher enthaltenden Zahl entspricht.

IJ. Zeitbasis nach Anspruch 12, bei der die Frequenz des Zeitnormals größer als die nominale, dem minimalen Teilerverhältnis des Teilers entsprechende Frequenz ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschaltung eine Übertragungsstufe ist, die Einrichtungen aufweist, um nur dann durch zwei zu teilen, wenn ein Steuerimpuls an sie angelegt ist.

14. Zeitbasis nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschaltung eine Impuls summiers chaltung ist»

15. Zeltbasis nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilerkette Über den das Anzeigeelement steuernden Ausgang hinaus verlängert ist.

16. Zeitbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Hilfseingähge des Teilers mit den Ausgängen des Speicher über EXKLUSIV-ODER-Gatter und ein UND-Gatter verbunden sind, wobei der erste Eingang jedes EXKLÜSIV-ODER-Gatters direkt mit jedem entsprechenden Ausgang des Speichers und der zweite Eingang, jedes EXKLUSIV-ODER-Gatters mit den Zwischenausgängen des Teilers verbunden ist, wobei die Ausgänge der EXKLUSIV-ODER-Gatter an die Eingänge eines UND-Gatters geführt sind, dessen Ausgang mit den elektrischen Hilfseingängen

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verbunden ist, derart« daß der Teiler als Impulszähler wirkt und dann auf Null zurückgestellt 1st« wenn sein Zustand dem Zustand des Speichers entspricht*

17· Zeltbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Sperrschaltung wirkendes UND-Gatter zwischen dem Oszillator und dem Teiler eingefügt ist» wobei dieses Gatter durch einen BS-FlIp-Plop gesteuert ist, dessen Eingang mit einem ODER-Gatter (78) verbunden ist, wobei dieses Gatter seinerseits durch UND-Gatter gesteuert 1st und wobei die ersten Eingänge jedes der Gatter mit den Ausgängen des Speichers und die zweiten Eingänge mit den Ausgängen des Teilers verbunden sind*

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