DE2256540B2 - Elektronische Armbanduhr mit einem Schrittmotor und einer Zeitanzeige-Korrektureinrichtung - Google Patents
Elektronische Armbanduhr mit einem Schrittmotor und einer Zeitanzeige-KorrektureinrichtungInfo
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- G04F8/006—Apparatus for measuring unknown time intervals by electromechanical means running only during the time interval to be measured, e.g. stop-watch
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Armbanduhr
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Quarzkristall-gesteuerte Armbanduhren zeichnen sich durch eine sehr hohe Genauigkeit aus, ihr
monatlicher Fehler hält sich in den Grenzen von ±5 Sekunden. Die Zeitanzeige einer solchen Uhr ist daher
selten falsch. Dennoch sind die Träger solcher Uhren bereits beunruhigt, wenn über eine lange Zeit hinweg
eine Fehlanzeige in der Größenordnung einiger Sekunden auftritt, und sie sind eifrig bemüht, einen
solchen Fehler zu korrigieren. Zum Zwecke der Korrektur der Zeitanzeige, insbesondere aber auch zum
Zwecke der Neueinstellung der Zeitanzeige nach einer Reparatur, einem Batteriewechsel od. dgl. ist es bei
Uhren mit digitaler Zeitanzeige bekannt, Einrichtungen vorzusehen, mit denen sich die Zeitanzeige auf einen
bestimmten Wert, beispielsweise 0, rückstellen oder aber auch auf andere Werte gezielt einstellen läßt.
Hierzu sind in der Regel mehrere Schalter erforderlich. Soweit für die Rückstellung von Zählerschaltkreisen ein
impulsförmiges Signal benötigt wird, ist es bekannt, ein solches durch Schließen eines Schalters mit Hilfe eines
nachgeschalteten Monoflop-Schaltkreises zu formen (DE-OS 15 48 081).
Es sind Uhren mit Zeiger-Zeitanzeige bekannt geworden, deren zeitgebendes Signal elektronisch
erzeugt und mit Hilfe eines elektromechanischen Wandlers in eine Drehbewegung übersetzt wird
(DE-OS 19 52 203). Eine Uhr der eingangs genannten Art mit einem elektro-mechanischen Wandler in
Ausbildung als Schrittmotor zeigt die DE-OS 17 73 675.
Der dabei verwendete Wandler arbeitet mit einem hin- und hergehend bewegten Anker, der über eine Klinke
und ein Klinkenrad seine Bewegung in eine Drehbewegung überträgt Es ist aber auch bereits ein Schrittmotor
bekannt, bei welchem ein hin- und herbewegbares mechanisches Zwischenteil entfällt und der mit einem
von den alternierenden Signalen entsprechend abwechselnd magnetisch ausgesteuerten Stator und einen
diesem zugeordneten Rotor aufweist, der über seinen Umfang hinweg der Reihe nach magnetische Pole mit
abwechselnder Polarität aufweist (DE-OS 19 55 698). Eine elektrische Anzeige-Korrektureinrichtung ist im
Zusammenhang mit diesen bekannten Zeiger-Uhren nicht offenbart
Geht eine solche bekannte Armbanduhr mit mechanischer Zeitanzeige um einen kleinen Fehler nach, so muß
die Uhr zunächst angehalten werden, danach wird die Zeitanzeige entsprechend vorgestellt und schließlich die
Uhr zum eingestellten Zeitpunkt wieder in Gang gesetzt Eine solche Handhabung läßt die ansonsten
aufgrund ihrer hohen Ganggenauigkeit hervorragenden Uhren der vorstehend genannten Art kompliziert und
mühsam zu bedienen erscheinen.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Uhr der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Sekundenanzeige in
konstruktiver unii bedienungstechnischer Hinsicht in
einfacher Weise schnell korrigiert werden kann.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 ge.löst
Die niedrige Betriebsfrequenz des Schrittmotors in Verbindung mit der raschen Impulsabgabemöglichkeit
des Schalters lassen eine schnelle und bequeme Korrektur der Zeitanzeige zu, da pro schnell erfolgendec
Schalterbetätigung ein entsprechend großer Korrekturschritt möglich ist. Mit nur einem Schalter wird
durch Mitausnützen des für den normalen Betriebsablauf vorgesehenen Zählers ein Foruiellsignal alter-
nierender Stromrichtung zur Verfügung gestellt, wodurch
ein Nachgehen der Uhr korrigierbar ist. Mit demselben Schalter läßt sich ein Vorgehen der Uhr
durch Anhalten des Schrittmotors über eine entsprechende Zeit hinweg korrigieren. Durch diese schnelle
Korrekturmöglichkeit läßt sich ein evtl. auftretender Fehler in der Zeitanzeige sehr schnell beseitigen,
wodurch der Gebrauchswert der Armbanduhr bei unbeeinträchtigter Ganggenauigkeit erhöht wird. Die
Handhabung mit Hilfe nur eines Schalters kommt dem
so Bedienungskomfort entgegen, im übrigen werden dadurch mögliche Fehlerquellen und der konstruktive
Aufwand auf ein Minimum herabgesetzt.
In besonders bevorzugter Ausführung ist der Schalter
als Schließkontakt ausgebildet. Weiterhin bevorzugt wird dem Schalter ein Kondensator parallel geschaltet.
Um von der Bedienungszeit des Schalters weitgehend unabhängig zu werden und ein hinsichtlich seiner
Impulsdauer bestimmtes Signal zu erzeugen, ist in weiterhin bevorzugter Ausbildung dem Schalter ein
monostabiler Multivibrator nachgeschaltet, dessen Ausgang dem einen Spulenanschluß der Antriebsspule
des Schrittmotors über eine Gatterschaltung zugeführt ist, der Schalter ist parallel dazu auf einen bestimmten
Eingang des Zählers geführt, welcher derart ausgesteuert wird, daß bei Loslasser des Schalters am
entsprechenden Zählerausgang ein Signalimpuls umgekehrter Stromrichtung und wiederum mit vorbestimmter
Dauer dem anderen Spulenanschluß zugeführt wird.
Weitere Ausführungen ergeben sich aus Unteransprüchen.
Anhand der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels wird in der nachstehenden Beschreibung
die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltdiagramm des Ausführungsbeispieles,
Fig.2 ein Zeitdiagramm der Spannungs- bzw.
Stromverhältnisse an verschiedenen Punkten des Blockschaltbildes gemäß Fig. 1 bei normalem Betrieb
der Uhr und bei Aufbringen von Korrektursignalen.
Ein Inverter I, für einen Oszillator ist mit einem Schwingkristall X-Ud zugeordnet und überträgt das
stabile Ausgangssignal des Schwingkristalls zu einer nachfolgenden Zähler* und Impulsformerschaltung C.
Das geformte Ausgangssignal dieser Schaltung C wird mit Hilfe einer NOR-Gatters NR\ und weiterer Inverter
/2, /3 und /4 verstärkt und treibt einen entsprechenden Strom durch eine Antriebsspule L des Schrittmotors.
F i g. 2 zeigt ein Beispiel eines Zeitdiagramms für den
Verlauf von Spannungen und Strömen an einigen Schaitungspunkten tür den Fail, daß die Eingangsfrequenz
16384 kHz beträgt und ein i5-schrittiger Binär-Zähler Verwendung findet.
Dann wird während des normalen Betriebsablaufes ein impulsförmiger Strom durch die Spule L geleitet, der
jede 1-Sekunde invertiert, wie dies in der linken Hälfte
der F i g. 2 dargestellt ist Dadurch werden dem Stator S des elektro-mechanischen Wandlers entsprechend abwechselnd
magnetische Nord- und Südpole aufgeprägt Dem Stator S ist ein Rotor Ro zugeordnet, der
hinsichtlich seines Umfanges sechs magnetische Pole abwechselnder Polarität aufweist, wie dies aus F i g. 1
erkennbar ist Der Rotor Ro wird demnach in jeder Sekunde um 60° gedreht und treibt in entsprechender
Untersetzung ein Ritzel 4 an, welches einen Sekundenzeiger trägt
Im folgenden wird die schnelle Fortbewegung bzw. das schnelle Einspeisen von Steuersignalen für die
Sekundenanzeige beschrieben. Mit Hilfe eines NOR-Gatters NR2, eines Inverters /5, und eines /?C-Gliedes,
das die Zeitkonstante bestimmt, ist ein monostabiler Multivibrator gebildet, wie dies Fig. 1 zeigt. Ein
Anschluß des Gatters NR2, dem Trigger-Impulse zugeführt werden, ist gleichzeitig mit einem Einstellbzw.
Fortstell-Anschluß PR der einen Zähler enthaltenden Schaltung C verbunden. Der Zähler wird jeweils
weitergeschaltet, so oft eineTriggerung erfolgt
Wird also ein Korrekturschalter SW eingeschaltet, um den Sekundenzeiger weiterzuschalten, so erscheint
augenblicklich eine Ausgangsspannung an dem Au? gang OUTj des monostabilen Multivibrators, und es
wird dem elektro-mechanischen Wandler ein Strom in gleicher Richtung zugeführt, wie er auch an dem
Ausgang OUT2 der Schaltung Cauftritt Der Zähler der
Schaltung C wird gleichzeitig derart fortgeschaltet, daß an dem Ausgang OUT\ eine Ausgangsspannung auftritt,
sobald der Schalter SW wieder ausgeschaltet wird, wodurch ein gegenüber dem vorerwähnten Strom
umgekehrter Strom die Antriebsspule L durchließt Wird also beispielsweise das Ein- und Ausschalten des
Korrekturschalters wiederholt so drein der Rotor des
elektro-mechanischen Wandlers um 120°, was einer Zeitanzeige von 2 Sekunden entsDricht Wird auf der
anderen Seite ein Anhalten gei.-iinscht, so wird der
Schalter SWm geschlossener Stellung gehalten.
Dabei ist zu bemerken, daß bei dem gewählten Beispiel gemäß Fig. 2 die Impulsbreite zur Steuerung
des Stromes durch die Spule Z.= '/M see beträgt.
Mt dem Korrekturschalter wird demnach die
Korrektur der Sekundenanzeige leichtgemacht, was bei den bekannten Quarzkristall-Armbanduhren nicht möglich
war. Auf diese Weise erhöht sich der praktische Wert solcher Uhren. Um die Impulsbreite des
monostabilen Multivibrators etwa gleich derjenigen am Ausgang OUT2 zu machen und um zu verhindern, daß
sich die Ausgänge OUT^ und OUTj überlappen, ist dem
Schalter ein Kondensator parallelgeschaltet Mit wenigen Ausnahmen, insbesondere Kondensatoren, können
die vorerwähnten Schaltkreiselemente in komplementärer Feldeffekt-Transistortechnik zusammengefaßt
werden, was sich hinsichtlich der erforderlichen Energie als vorteilhaft erweist. Realisiert man also die Schaltung
in zumindest erheblichem Umfange in monolitischer integrierter Schaltkreistechnik, so leistet man einen
fci-heblichen Beitrag für die kompakte Bauweise einer
Quarzkristall-Armbanduhr.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektronische Armbanduhr mit einem Schwingkristall als Zeitnormal, einer — insbesondere in
integrierter Komplimentär-Feldeffekt-Transistor-Schaltkreistechnik
ausgeführten — Zähler- und Impulsformcrschaltung und einem Schrittmotor als
elektro-mechanischen Wandler, dem das Ausgangssignal der Zähler- und Impulsformerschaltung als
hinsichtlich der Stromrichtung alternierendes Antriebssignal von einigen Hertz oder weniger
zugeführt ist und welcher ein Zeigerwerk antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter
(SW) vorgesehen ist, mit welchem durch kurzzeitiges Betätigen dem Schrittmotor (L, S, Ro) ein
zusätzliches alternierendes Antriebssignal dadurch zugeführt ist, daß dessen Teil mit der einen Polarität
nach dem Ausgang der Zählerschaltung (C) zugeführt und dessen Teil mit der anderen Polarität durch
Fortschalten des Zählers erzeugt wird, und mit
welchem Schalter durch entsprechend andauerndes Betätigen der Schrittmotor anhaitbar ist
2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (SW) als Schließkontakt ausgebildet
ist.
3. Uhr nach Anspruch ί oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalter (SW) ein
Kondensator parallel geschaltet ist
4. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalter
(SW) ein monostabiler Miltivibrator (NR7, Is, C, R)
nachgeschAet ist, dessen Ausgang dem einen Spulenanschluß der Antriebsspule (L)des Schrittmotors
(L, S, Ro) über eine Gatterschaltung (NR1, I4)
zugeführt ist.
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