DE2220783A1

DE2220783A1 - Elektronisch gesteuerte Stoppuhr

Info

Publication number: DE2220783A1
Application number: DE19722220783
Authority: DE
Inventors: Jasuhiro Ooi; Toshihide Samejima
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1971-04-27
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1972-12-21
Also published as: CH612569GA3; FR2134574B1; GB1391995A; FR2134574A1; US3854277A; CH612569B

Description

DIPL -PHYS. F. ENDLICH eo34 jnterpfaffenhofen 26. April 1972 BLUMENSTRASSE S „ /„ ·

PATENTANWALT , Δ/ϋ.1

TELEFON: (MÜNCHEN) 84 36 38 TELEGRAM MADRESSE:

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• PATENDLICH MUNICH

Meine Akte: S-3022

Anmelder: Kabushiki Kaisha Seiko Sha, 5, 2-chome, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo, Japan

Elektronisch gesteuerte Stoppuhr

Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte Stopp-Uhr mit. einem Signalgenerator zur Erzeugung einer Normalfrequenz s wie mit einem Frequenzteiler.

Elektronisch gesteuerte Stoppuhren, die insbesondere bei Sportveranstaltungen Verwendung finden, sind wegen ihrer speziellen Konstruktion gewissermaßen mit dem Nachteil behaftet, daß sie nur für spezielle Zwecke und nicht für allgemeine Zeitmeßzwecke verwendbar sind.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine elektronisch gesteuerte Uhr derart auszubilden, daß sie nicht, nur als Stoppuhr, sondern allgemein als Uhr verwendbar ist, indem der größte Teil der Schaltung für beide Verwendungsarten genutzt werden kann. Ferner soll bei einer derartigen, für eine Doppelfunktion bestimmten elektronisch gesteuerten Uhr ermöglicht werden, daß eine sofortige und genaue Zeiteinstellung bei der Verwendung als Uhr möglich ist. Ferner soll die Rückstelleinrichtung so ausgebildet werden, daß unter gewissen Voraussetzungen keine Rückstellung erfolgt, selbst wenn der Rückstellschalter versehentlich betätigt wird.

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Diese Aufgabe wird bei einer elektronisch gesteuerten Uhr, welche die genannten zwei Funktionen abwechselnd erfüllen kann, erfindungsgemäß gelöst durch einen Signalgenerator zur Erzeugung einer Normalfrequenz, durch einen Frequenzteiler zur Unterteilung der Normalfrequenz, durch eine Start-Stoppeinrichtung für die Zählzeit zur Steuerung des Ausgangssignals des Frequenzteilers, durch eine Zähleinrichtung zur Erzeugung des Zeitausgangssignals jeder Zeiteinheit durch Zählung der Ausgangsimpulse des Frequenzteilers, durch eine Einrichtung zur Steuerung des Zählstandes der Zähleinrichtung, durch eine Sperreinrichtung zum Empfang von Zählsignalen innerhalb des Zeitzählbereichs im Falle der Benutzung als Stoppuhr, durch eine Einrichtung zur Steuerung der Sperreinrichtung, durch eine Anzeige-Betätigungseinrichtung, welche die Ausgangssignale der Sperreinrichtung, oder sowohl einen Teilder Ausgangssignale der Zähleinrichtung als auch der Ausgangssignale der Sperreinrichtung enthält, und durch eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Zahlze.it durch das Ausgangs signal der Anzeige-Betätigungseinrichtung. Ferner werden Schaltungen vorgesehen, die weitgehend für beide Funktionen verwendbar sind, so daß diese Uhr trotz einer verhältnismäßig einfachen Konstruktion für beide Zwecke nutzbar ist.

Bei einer elektronisch gesteuerten Uhr gemäß der Erfindung wird deshalb nach der Teilung der Normalfrequenz die verstrichene Zeit durch eine Zähleinheit unter Verwendung der unterteilten Frequenz gezählt. Zumindest ein Teil dieser Zählgrößen wird über eine Sperreinrichtung an eine Anzeigeexriheit weitergegeben. Im FaIIeder Benutzung als Uhr wird die Zählgröße der Zähleinheit der Anzeigeeinheit für die Zeitanzeige zugeführt, während im Falle der Verwendung als Stoppuhr eine besondere Zählgröße in der Sperreinrichtung durch eine Steuereinrichtung gespeichert wird, welche Ausgangsgröße dann durch die Anzeigeeinheit angezeigt wird.

Ferner kann eine Rückstelleinrichtung vorgesehen werden, die dann nicht zurückgestellt wird, wenn die Zählung in der Zähleinheit erfolgt, sodaß kein Einfluß auf den Zählwert ausgeübt wird, selbst wenn der Rückstellschalter bei dieser Verwendungsart versehentlich betätigt wird. Ferner kann eine Zeiteinstelleinheit vorgesehen werden, um eine Zeiteinstellung im Fa]Le der Benutzung

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als Uhr zu ermöglichen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Bei dem Ausführungsbexspiel sei angenommen, daß die kleinste Zeiteinheit 1/100 Sekunde ist, während die größte Zählzeit im Falle der Benutzung als Stoppuhr 60 Minuten beträgt, und daß die Uhr bei dem anderen Verwendungszweck eine 12 Stunden-Uhr ist. Als Signalgenerator 1 findet zur Erzeugung der Normalfrequenz ein Kristalloszillator Verwendung. Frequenzteiler 2, 3 und 4 bestehen aus einer Anzahl von Flip-Flop-Schaltungen, welche die Normalfrequenz in die Frequenz der Zeiteinheit unterteilen. Zähler 5-11 dienen zur Zeitzählung jeder Zeiteinheit. Der Zähler 5 zählt. Zeiteinheiten mit einer 1/100 Sekunde, der Zähler 6 Zeiteinheiten mit einer 1/10 Sekunde, der Zähler 7 Zeiteinheiten mit 1 Sekunde, der Zähler 8 Zeiteinheiten von 10 Sekunden, der Zähler 9 Zeiteinheiten von 1 Minute, der Zähler 10 Zeiteinheiten von 10 Minuten, und der Zähler 11 zählt Zeiteinheiten von 1 und 10 Stunden. Die Sperrschaltungen 12-17 speichern zwischenzeitlich die Ausgangsgrößen der Zähler 5-10. Die Entschlüsselungs-Treiberstufen 18-24 ändern die Schlüssel der Ausgangssignale der Sperrschaltungen 12-17 und dienen auch zur Verstärkung der Ausgangssignale. Eine Entschlüsselungseinrichtung 25 dient für eine Dezimaltransformation. Die Torschaltungen 26, 27 sind NAND-Schaltungen, an die ein Negator 28 angeschlossen ist. Anzeigeelemente 29-34 dienen für die Wiedergabe und werden durch die Ausgangssignale der Treiberschaltungen 18-23 betätigt. Die Anzeigeelemente 29-34 sind Ziffernfelder, die beispielsweise aus Licht emittierenden Dioden bestehen. Die Ausgangssignale der Entschlüsselungs-Treiberschaltung 24 werden Anzeigeelementen 35^45 für die Anzeige der Einheiten von Stunden zugeführt, welche 1, 2 11 Stunden aufeinanderfolgend anzeigt. Bei diesem Ausführungsbexspiel finden Lampen als Anzeigeelemente 3 5-45 Verwendung, obwohl anstelle dieser Lampen auch Licht emittierende Dioden und dergleichen Einrichtungen Ver-

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wendung finden können. Auf diese Weise werden die betreffenden Zeiteinheiten angezeigt. Eine Schalteinheit 46 für die Zeitzählung besteht aus einem Start-Stop-Schalter 49 in Form eines Drucktastenschalters mit einem Schaltglied 49a, Kontakten 49b, 49c, NAND-Schaltungen 47, 48 und einer J-K-Flip-Flop-Schaltung 50. Eine Schalteinheit 51 besteht aus einem Sperrsteuerschalter 52 in Form eines Drucktastenschalters mit einem Schaltglied 52a, Kontakten 52b, 52c, NAND-Schaltungen 53, 54 und einer J-K-Flip-Flop-Schaltung 55. Eine Zeitexnstelleinheit 56 enthält einen Schalter 61 mit einem Schaltglied 61a und einem Kontakt 61b, einen Schalter

62 mit einem Schaltglied 62a und einem Kontakt 62b, NAND-Schaltungen 57, 58, 59 und eine ODER-Schaltung 60. Eine Rückstelleinheit

63 besteht aus einem Rückstellschalter 64 in Form eines Drucktastenschalters mit einem Schaltglied 64a, Kontakten 64b, 64c, NAND-Schaltungen 65, 66, 67 und einem Negator 68.

Im folgenden soll die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels bei der Verwendung als Stoppuhr beschrieben werden.

Zuerst, werden die Schalter in der folgenden Weise eingestellt. Das Schaltglied 49a des Schalters 49 wird mit dem Kontakt 49b verbunden und das Ausgangssignal an dem Anschluß Q der Flip-Flop-Schaltung 50 hat einen niedrigen Wert (welcher im folgenden als der logische Wert "L" bezeichnet wird), weshalb die Eingangsschaltung des Frequenzteilers 2 geschlossen ist. Das Schaltglied 64a des Schalters 64 wird mit dem Kontakt 64b verbunden und das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 67 befindet sich auf einem hohen Wert (der im folgenden als ein logischer Wert "H" bezeichnet wird), weshalb sich ein Zustand ergibt, bei dem die Rückstellung in Aktion ist. Das Schaltglied 52a des Steuerschalters 52 wird mit· dem Kontakt 52b verbunden, und das Ausgangssignal am Anschluß Q der Flip-Flop-Schaltung 55 hat den Wert "H", weshalb die Eingangsschaltungen der Sperrschaltungen 12-17 geöffnet sind. Die Schalter 61, 62 für die Zeiteinstellung sind beide geschlossen und das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 59 hat einen Wert "L". Von den FrequenzteiLern 2, 3, 4 und den Zählern 5-11 wird angenommen, daß sie bereits eingestellt sind.

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Wenn jetzt das. Schaltglied 49a des Schalters 49 über den Kontakt 49b, den Kontakt 49c zu dem Kontakt 49b umgeschaltet wird, behält das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 47 den Wert "H", "L"/ ¹¹H", und bei dem Wert ¹¹H", ¹¹L" wird die Flip-Flop-Schaltung 50 ausgelöst und der Ausgang des Anschlusses Q gelangt von dem Wert "L" zu "H", um die Torschaltung des Frequenzteilers 2 zu öffnen. Deshalb wird die Frequenz des Ausgangssignals des Signalgenerators 1 auf 1/100 Sekunde durch die Frequenzteiler 2, 3, 4 aufgeteilt und dem Zähler 5 zugeführt. Bei einem Zählstand von 9/100 Sekunden und bei der Zufuhr des nächsten Zeitsignals von 1/100 Sekunde wird ein Übertragssignal erzeugt und dem Zähler 6 für Einheiten von 1/10 Sekunde in der nächsten Stufe zugeführt. Danach erfolgen aufeinanderfolgende Zählungen in den Zählern 6, 7 ... Wenn beispielsweise eine Zeit von 6 Minuten und 54,21 Sekunden nach dem Schließen des Schalters 49 verstrichen ist, wird "1", "2", "4", "5", "6" in den Zählern 5, 6, 7, 8 und 9 gezählt. Die Ausgangssignale werden den Entschlüsselungs-Treiberschaltungen 18-22 über die Sperrschaltungen 12-16 zugeführt, wonach die Werte "1", "2", "4", "5", "6" der Wiedergabeelemente 29-33 ausgewählt werden, um 6 Minuten und 54,21 Sekunden anzuzeigen. Danach ändert sich die angezeigte Zeit in Abhängigkeit von dem weiteren Zeitverlauf.

Es sei angenommen, daß bei einem Zählstand von 7 Minuten 54,21 Sekunden in den Zählern 5-9 der Steuerschalter geschlossen wird, indem das Schaltglied 52a von dem Kontakt 52b zu dem Kontakt 52c und dem Kontakt 52b umgeschaltet wird. Dann ändert sich das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 53 von dem Wert "H" zu "L" zu "H" und bei der Änderung von dem Wert "H" zu "L" wird die Flip-Flop-Schaltung 55 ausgelöst, und das Ausgangssignal von dem Anschluß Q gelangt von dem Wert "H" zu dem Wert "L". Deshalb werden die Eingangsschaltungen der Verriegelungsschaltungen 12-17 alle geschlossen, wodurch in den Verriegelungsschaltungen 12-17 die Werte "1", "2", "4", "5", "7" gespeichert werden. Die Ausgangssignale der Verriegelungsschaltungen 12-17 zeigen statistisch "1", "2", "4", "5", "7" an, also die Zeit 7 Minuten, 54,21 Sekunden mit den Anzeigeelementen.29-33 über die Treiberschaltungen 18-22. Auf diese Weise ist es möglich, eine spezielle Zeit während des Zeitablaufs abzulesen.

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Die Zeitzählung erfolgt in der Zähleiriheit und die nach dem Schließen des Schalters 49 verstrichene Zeit wird wiederum in der folgenden Weise angezeigt. Das Schaltglied 52a des Schalters 52 wird über den Kontakt 52b zu dem Kontakt 52c zu dem Kontakt 52b umgeschaltet, um den Ausgang des Anschlusses Q der Flip-Flop-Schaltung 55 von dem Wert "L" zu ¹¹H" zu ändern. Dann werden die Torschaltungen der Verriegelungsschaltungen 12-17 geöffnet, wodurch die Ausgangssignale der Zähler 5-10 den Treiberschaltungen 18-23 über die Verriegelungsschaltungen 12-17 zugeführt werden, sodaß die Anzeigeelemente 29-34 die verstrichene Zeit anzeigen.

Die Rückstellung der Zähleinheit erfolgt in folgender Weise. Durch Betätigung des Schalters 49 wird zuerst das Ausgangssignal am Anschluß Q der Flip-Flop-Schaltung 50 auf den Wert "L" geändert und die Torschaltung des Frequenzteilers 2 wird geschlossen.. Dann wird das Schaltglied 64a des Schalters 64 zu dem Kontakt 64c umgeschaltet und das Ausgangssignal der NAHD-Schaltung 65 wird von dem Wert "L" auf "H" geändert, um den Eingang der NAND-Schaltung 67 auf dem Wert "H" zu halten. Da dem anderen Eingang der NAND-Schaltung 67 ein Eingangssignal zugeführt wurde, .das Ausgangssignal "H" der Flip-Flop-Schaltung 50, das durch den Negator 68 umgekehrt wurde, hat der Ausgang der NAND-Schaltung 67 den Wert "L". Dadurch werden die Frequenzteiler 3, 4 und die Zähler 5-11 zurückgestellt.

Diese Rückstellung erfolgt jedoch nicht, wenn ein Zählvorgang in der Zähleinheit erfolgt wenn sich also die Eingangsschaltung des Frequenzteilers 2 in einem Öffnungszustand befindet. Wenn sich die Eingangsschaltung des Frequenzteilers 2 demnach in dem Öffnungszustand befindet, befindet sich der Ausgang des Anschlusses Q der Flip-Flop-Schaltung 50 auf dem Wert "H". Deshalb wird der Wert "L" dem Eingang der NAND-Schaltung 67 über den Negator 68 zugeführt. Unabhängig von dem dem anderen Eingang der NAND-Schaltung 67 zugeführten Wert wird deshalb dessen Wert auf "H" gehalten, so daß die Rückstellung nicht verursacht wird.

Im folgenden soll der Fall erläutert werden, bei dem die Einrichtung als Uhr zur Zeitanzeige Verwendung findet. Zunächst wird davon ausgegangen, daß jeder Schalter sich in der gleichen Lage wie bei dem Anfangszustand tefindet, der für .die Erläuterung der

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Arbeitsweise als Stoppuhr angenommen wurde. Es soll der Fall angenommen werden, daß die Zeit auf eine richtige Zeit entsprechend 3 Uhr 25 Minuten O Sekunden eingestellt ist. Diese Zeit wird vorläufig als 3 Uhr 23 Minuten angenommen. Wenn das Schaltglied 62a des Schalters 62 geöffnet wird, gelangt ein Eingang der NAND-Schaltung 57 auf den Wert "H", wodurch ein Zeitsignal von 1/100 Sekunde am Ausgang der NAND-Schaltung 59 erzeugt wird. Dieses Zeitsignal von 1/100 Sekunde wird dem Zähler 9 über die ODER-Schaltung 60 zugeführt. Dann erfolgt die Zählung durch die Zähler 9, 10, 11. Zu dem Zeitpunkt, in dem der Zähler 11 "3" zählt, wird der Schalter 62 geschlossen, wodurch die Zufuhr des Zeitsignals 1/100 Sekunde zu dem Zähler 9 angehalten wird. Durch- Öffnen des Schalters 61 für die Zeiteinstellung wird ein Eingang der NAND-Schaltung 58 auf dem Wert "H" gehalten und ein Zeitsignal von 1/10 Sekunde wird dem Zähler 9 über die NAND-Schaltungen 58, 59 und die ODER-Schaltung 60 zugeführt. Wenn der Zähler 9 "4" zählt und der Zähler 10 "2", wenn also 24 Minuten gezählt wurden, wird der Schalter 61 für die Zeiteinstellung geschlossen. Wenn danach der Zähler 9 bis zu "5" zählt, wird die Eingangsschaltung des Frequenzteilers 2 durch die Wirkungsweise des.Schalters 49 geschlossen. Wenn deshalb die Zähler 7-11 3 Uhr 25 Minuten speichern, wird die Eingangsschaltung des Frequenzteilers 2 durch Betätigung des Schalters 49 geöffnet und derveitere Zeitablauf wird gezählt. Die Zeit wird von den Verriegelungsschaltungen und der Betätigungseinheit für die Anzeige angezeigt.

Falls.die Zeiteinstellung wenig vor der Mittagszeit liegt, kann die Einstellung so erfolgen, daß durch die vorherige Rückstellung der Frequenzteilerstufen und der Zähleinheit durch die Rückstell-Schalteinheit der Schalter 49 sofort zum Öffnen der Eingangsschaltung des Frequenzteilers 2 betätigt wird, um die Zählzeit zu beginnen, wenn es 12 Uhrist.

Die Stundenanzeige erfolgt durch die Lampen 35-45. Wenn es beispielsweise 3 Uhr ist, leuchtet die Lampe 37. Zwischen 0 und 1 Uhr leuchtet jedoch keine 'Lampe, um auf diese Weise den elektrischen Energieverbrauch zu verringern.

Um eine Anzeige von 0 Uhr zu ermöglichen, kann durch Ver- . bindung einer Lampe mit dem Ausgangsanschluß für 0 Uhr an der Be-

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tätigungseinrichtung für die Anzeige die Spannungsquelle angeschlossen werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel betrug die Meßzeit für die Stoppuhr maximal 60 Minuten. Soll jedoch die Stoppuhr eine Messung während mehrerer Stundenermöglichen, kann eine Verriegelungsschaltung für die Zeiteinheit von Stunden vorgesehen werden, so daß das Ausgangssignal des Zählers 11 der Betätigungsschaltung für die Anzeige über diese Verriegelungsschaltung zugeführt werden kann.

Im Falle einer Transformation des Einstellwerts kann eine exklusive NOR-Schaltung anstelle der exklusiven ODER-Schaltung 60 Verwendung finden.

Als die beiden Arten der schnellen Signale des Schalters für die Zeiteinstellung wurden Signale von 1/100 Sekunde und 1/10 Sekunde gewählt, obwohl es bei anderen Ausführungsbeispielen möglich ist, entsprechend dem gewünschten Verwendungszweck andere spezielle Zeitsignale zu benutzen.

Das Ausführungsbeispiel betrifft ferner eine 12 Stunden-Uhr> obwohl die Erfindung auch auf eine Anzeige von 24 Stunden anwendbar ist, indem entsprechende Zähl- und Anzeigeeinrichtungen vorgesehen werden. Es ist auch eine digitale Wiedergabe anstelle einer Zeitanzeige mit Lampen möglich, falls dies im Zusammenhang mit dem elektrischen Energieverbrauch von Interesse sein sollte.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1". Elektronisch gesteuerte Stoppuhr mit einem Signalgenerator zur Er- ^—^ zeugung einer Normalfrequenz, einer Frequenzteilereinrichtung zur Unterteilung der Normalfrequenz, gekennzeichnet durch eine Start-Stop-Einrichtung (49) zur Steuerung der Ausgangssignale der Frequenzteiler inric htung (2, 3, 4), durch eine. Zähleinrichtung* zur Erzeugung von zeitbestimmenden Ausgangssignalen jeder Zähleinheit durch Zählung von Ausgangsimpulsen von der Frequenzteilereinrichtung, durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Zählstands in der Zähleinrichtung, durch eine Verriegelungseinrichtung (12-17) zum Empfang von Ausgangssignalen der Zeitzählung bei der Arbeitsweise als Stoppuhr, durch eine Einrichtung (51, 52) zur Steuerung der Verriegelungseinrichtung, durch eine Betätigungseinrichtung für die Anzeige zum Empfang sowohl von Ausgangssignalen von der Verriegelungseinrichtung und zeitweise von Zählsignalen von der Zähleinrichtung oder Ausgangssignalen von der Verriegelungseinrichtung, und durch eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Zählzeit durch Ausgangssignale von der Betätigungseinrichtung, so daß die Stoppuhr auch als Uhr verwendbar ist.
2. Elektronisch gesteuerte Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet. , daß die . Steuereinrichtung für die Zähleinrichtung eine Rückstelleinrichtung zur Erzeugung eines Rückstellsignals aufweist, sowie eine Torschaltung, die ein Signal von der Start-Stop-Einrichtung für die Zeitzählung und ein Rückstellsignal von der Rückstelleinrichtung erhält, wobei das Rückstellsignal nicht erzeugt wird, wenn die Start-Stop-Einrichtung das Ausgangssignal erzeugt, um die Zähleinrichtung in dem Zählzustand zu halten.
3. Elektronisch gesteuerte Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für die Zähleinrichtung eine Schalteinrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals für die Zeiteinstellung aufweist, daß eine Zeiteinstelleinrichtung vorgesehen ist, die aus einer Torschaltung besteht, die benötigte Zählsignale von der Zähleinrichtung erhält

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und das Ausgangssignal von der Schalteinrichtung, und daß der Zählstand durch Zufuhr der benötigten Zählsignale von der Torschaltung an die Zähleinrichtung mit dem Ausgangssignal von der Torschaltung zu der Zähleinrichtung mit dem Ausgangssignal von der Schalteinrichtung fortgeschaltet wird.

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