DE2258210C3

DE2258210C3 - Electronic quartz watch

Info

Publication number: DE2258210C3
Application number: DE19722258210
Authority: DE
Original assignee: Nautschno-Issledovatelskij Institut Tschasovoj Promyschlennosti, Moskau
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1972-11-28
Publication date: 1978-02-09

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Quarzuhr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to an electronic quartz watch according to the preamble of the patent claim.

Es sind bereits verschiedene elektronische Quarzuhren bekannt (vgl. DT-OS 21 05 706, DT-OS 19 52 203, »Elektronik«, 1971, Heft 8, Seite 261—264), die einen Quarzgenerator mit einem nachgeschalteten mehrstufigen Frequenzteiler aus Flipflops aufweisen.Various electronic quartz watches are already known (see DT-OS 21 05 706, DT-OS 19 52 203, "Electronics", 1971, No. 8, pages 261-264), which have a quartz generator with a downstream multi-stage frequency divider made of flip-flops.

Zwar ist es neuerdings gelungen, mit Hilfe der CMOS-Technik derartige Frequenzteiler aus Flipflops in integrierter Schaltungstechnik zu fertigen, so daß eine Miniaturisierung erreicht werden kann, doch bleibt für Flipflops der hohe Aufwand an Bauelementen bestehen, d.h. es sind für Flipflops in Standardschaltung mindestens zwölf Bauteile erforderlich. Hinzu kommt, daß das Teilerverhältnis pro Stufe auf nur 2:1 beschränkt ist, was eine verhältnismäßig hohe Anzahl von Stufen des Frequenzteilers erfordert, und für Teilerverhältnisse, die nicht den Potenzen von 2 entsprechen, müssen redudante Zählketten verwendet werden, die den Aufwand weiter erhöhen. Außerdem weist der eine bekannte Frequenzteiler aus Flipflops (vgl. »Elektronik«, 1971, Heft 8, Seite 261-264) nochIt is true that such frequency dividers from flip-flops have recently succeeded with the help of CMOS technology to manufacture in integrated circuit technology, so that miniaturization can be achieved, but remains for Flip-flops have a high cost of components, i.e. they are standard circuit for flip-flops at least twelve components are required. In addition, the division ratio per stage is only 2: 1 is limited, which requires a relatively large number of stages of the frequency divider, and for Divider ratios that do not correspond to the powers of 2 must use redundant counting chains that further increase the effort. In addition, the one known frequency divider consists of flip-flops (see "Electronics", 1971, No. 8, pages 261-264) eine gesonderte Mehrfachkonstantstromquelle auf, die aus einer größeren Anzahl von Transistoren mit Verbundbasis besteht, was eine komplizierte Herstellungstechnoiogie erfordert.a separate multiple constant current source, the consists of a large number of composite base transistors, which requires a complicated manufacturing technology.

s Daneben sind elektronische Quarzuhren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches bekanntgeworden (vgL z. B. »Annales Francaises de Chronometrie et de Micromecanique« 1968, Seite 13—17). Dabei besteht jede Stufe des Frequenzteilers aus einem aus zweis In addition, electronic quartz watches according to the preamble of the patent claim have become known (see e.g. »Annales Francaises de Chronometrie et de Micromecanique "1968, pages 13-17). Each stage of the frequency divider consists of one of two Transistoren verschiedenen Leitungstyps aufgebauten Multivibrator. Damit ist insoweit eine Verbesserung gegenüber den bekannten elektronischen Quarzuhren mit Frequenzteiler aus Flipflops erreicht, als das Teilungsverhältnis pro Stufe je nach Wahl derMultivibrator built up of transistors of different conduction types. This is an improvement in this respect compared to the known electronic quartz watches with frequency divider from flip-flops than that Division ratio per level depending on the choice of ÄC-Glieder normalerweise zwischen 2:1 und 10:1 eingestellt werden kann, was die Anzahl der zu verwendenden Teilerstufen beträchtlich senktÄC terms usually between 2: 1 and 10: 1 can be adjusted, which considerably reduces the number of divider stages to be used

Diese bekannte elektronische Quarzuhr benötigt jedoch zwei Spannungsquellen (von +1,5 V und +3 V),However, this well-known electronic quartz watch requires two voltage sources (of +1.5 V and +3 V), was nicht nur den Fertigungsaufwand erhöht sondern auch während des Gebrauchs nachteilig ist da normalerweise die Spannungsquellen in Form von Batterien vorliegen, die eine durchschnittliche Lebensdauer von nur ca. einem Jahr haben, so daß mit demwhich not only increases the manufacturing effort but is also disadvantageous during use normally the voltage sources are in the form of batteries, which have an average life of only about one year, so that with the Batterieauswechseln zusätzliche Unkosten verbunden sind.Battery replacement incurs an additional expense.

Eine andere bekannte elektronische Quarzuhr (vgl. »Elektronik«, 1971, Heft 8, Seite 273—274) hat einen Frequenzteiler, von dem jede Stufe in Form eines ausAnother known electronic quartz watch (see "Electronics", 1971, No. 8, pages 273-274) has one Frequency divider from which each stage in the form of a zwei Transistoren verschiedenen Leitungstyps aufgebauten Multivibrator ausgeführt ist, wobei im Basisstromkreis eines Transistors ein zeitgebendes RC-Glied liegt Dabei ist jedoch notwendig, daß die Speisespannung mit einer Genauigkeit von ±0,05 V stabilisiert ist,two transistors of different conduction types constructed multivibrator is designed, with a timing RC element in the base circuit of a transistor, however, it is necessary that the supply voltage is stabilized with an accuracy of ± 0.05 V, weshalb dort ein gesonderter elektronischer Spannungsstabilisator vorgesehen ist, der verhältnismäßig aufwendig im Aufbau und in der Fertigung istwhich is why a separate electronic voltage stabilizer is provided there, which is relatively is complex to set up and manufacture

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Quarzuhr mit einem Frequenzteiler aus Multivibra-It is therefore the object of the invention to provide an electronic quartz watch with a frequency divider made of multivibres tor-Stufen, deren Teilungsverhältnis auch beträchtlich größer als 2:1 einstellbar ist, zu schaffen, die einerseits mit einer einzigen Spannungsquelle auskommt und andererseits ein Schwanken der Speisespannung um bis zu 25% des Nennwertes zuläßt ohne daß einegate stages, the division ratio of which can also be set considerably greater than 2: 1, to create the one hand gets by with a single voltage source and, on the other hand, the supply voltage fluctuates by up to to 25% of the nominal value without a gesonderte Spannungsstabilisierungsschaltung nötig ist. Diese Aufgabe wird durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruches gelöstseparate voltage stabilization circuit is required. This object is achieved by the teaching according to the characterizing part of the patent claim

Vorteilhafterweise kommen die Multivibrator-Stufen des Frequenzteilers der erfindungsgemäßen elektroniAdvantageously, the multivibrator stages come the frequency divider of the electroni according to the invention sehen Quarzuhr mit nur vier Transistoren plus zusätzlichen drei passiven Bauelementen aus, wobei eine Hybrid-Technologie verwendet wird, die einfach und sehr ausgereift ist (vgl. dazu auch »Annales Francaises de Chronometrie et de Micromecanique«see quartz watch with only four transistors plus additional three passive components, using a hybrid technology that is simple and is very mature (see also "Annales Francaises de Chronometrie et de Micromecanique" 1968, Seite 13 bis 17).1968, pages 13 to 17).

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 die elektrische Prinzipschaltung der elektroniThe invention is intended below with reference to the description of exemplary embodiments and the drawing are explained in more detail. It shows F i g. 1 the basic electrical circuit of the elektroni sehen Quarzuhr gemäß der Erfindung,see quartz watch according to the invention,

F i g. 2 die Blickschaltung des elektrischen Teiles der elektronischen Quarzuhr mit einer niederfrequenten Stelleinrichtung und Fig. 3 (a, b, c, d, e) Zeitdiagramme der Arbeit derF i g. 2 the visual circuit of the electrical part of the electronic quartz watch with a low frequency one Adjusting device and Fig. 3 (a, b, c, d, e) timing diagrams of the operation of the elektrischen Prinzipschaltung der elektronischen Quarzuhr.electrical principle circuit of the electronic quartz watch.

Die Prinzipschaltung der elektronischen Quarzuhr umfaßt einen Quarzgenerator 1 (Fig. 1), einen Impuls-The basic circuit of the electronic quartz watch includes a quartz generator 1 (Fig. 1), a pulse

former 2, der die Form der Spannungsimpulse des Quarzgenerators 1 in eine für die Teilung der Impulsfolgefrequenz geeignete Form umwandelt und gleichzeitig als Vorstufe eines mehrstufigen Frequenzteilers 3 auftritt Der mehrstufige Frequenzteiler 3 weist Stufen 4,5 und 6 auf. Am Ausgang jeder Stufe 4,5 und 6 des Frequenzteilers 3 liegt jeweils eine Koinzidenzschaltung 7,8 bzw. 9. Am Ausgang der Koinzidenzschaltung 9 liegt ein eine Anzeigeeinrichtung für die laufende Zeit ansteuernder Impulsformer 10, dessen Ausgang mit einer eine Wicklung 12 für den Antrieb des Uhrwerks (nicht gezeigt) und für die Anzeige laufender Zeit aufweisenden Stelleinrichtung 11 verbunden istformer 2, which transforms the shape of the voltage pulses of the quartz generator 1 into one for the division of the Pulse repetition frequency converts suitable form and at the same time as a preliminary stage of a multi-stage frequency divider 3 occurs The multi-stage frequency divider 3 has stages 4, 5 and 6. At the exit of each stage 4, 5 and 6 of the frequency divider 3 is a coincidence circuit 7, 8 and 9 respectively. At the output of the coincidence circuit 9 is a display device for the current time controlling pulse shaper 10, the output of which one a winding 12 for driving the clockwork (not shown) and for displaying the current time having adjusting device 11 is connected

Der Quarzgenerator 1 ist als Multivibrator (Flipflop) aus Transistoren 13 und 14 von verschiedenem Leitungstyp unter Schaltung eines Quarzresonators 15 zwischen dem Kollektor des npn-Transistors 14 und der Basis des pnp-Transistors 13 ausgeführt Im Emitterstromkreis der Transistoren 13 und 14 liegende Widerstände 16 und 17 sind durch Kondensatoren 18 und 19 überbrückt; der durch den Kondensator 18 überbrückte Widerstand 16 ist an eine mit dem Pluspol einer Speisequelle 21 gekoppelte Schiene 20 und der durch den Kondensator 19 überbrückte Widerstand 17 an eine mit dem Minuspol der Speisequelle 21 gekoppelte Schiene 22 angeschlossen. Die Schiene 22 ist geerdet.The quartz generator 1 is a multivibrator (flip-flop) made of transistors 13 and 14 of different types Conduction type with connection of a quartz resonator 15 between the collector of the npn transistor 14 and the Base of the pnp transistor 13 carried out in the emitter circuit of the transistors 13 and 14 Resistors 16 and 17 are bridged by capacitors 18 and 19; that through the capacitor 18 bridged resistor 16 is to a coupled to the positive pole of a supply source 21 rail 20 and the Resistor 17 bridged by capacitor 19 to a resistor connected to the negative pole of supply source 21 coupled rail 22 connected. The rail 22 is grounded.

Zwischen der Basis des Transistors 13 und der Schiene 22 ist ein zur Vorgabe des Basisstroms des Transistors 13 vorgesehener Widerstand 23 geschaltet. Die Basis des Transistors 14 ist mit dem Kollektor des Transistors 13 und über einen Widerstand 24 mit der Schiene 22 gekoppelt. Im Kollektorstromkreis des Transistors 14 liegt ein mit der Schiene 20 verbundener Widerstand 25. Der Widerstand 25 tritt als Belastungswiderstand auf.Between the base of the transistor 13 and the rail 22 is a to specify the base current of the Transistor 13 provided resistor 23 switched. The base of the transistor 14 is connected to the collector of the Transistor 13 and coupled to rail 22 via a resistor 24. In the collector circuit of the A resistor 25 connected to the rail 20 is connected to the transistor 14. The resistor 25 acts as a load resistor on.

Der zugleich als Vorfrequenzteiler dienende Spannungsimpulsformer 2 ist aus einem pnp-Transistors 26 und einem npn-Transistor 27 in Multivibratorschaltung aufgebaut. Im Basisstromkreis des Transistors 27 liegt ein zeitgebendes RC-GYied, das sich aus einem zwischen der Basis des Transistors 27 und dem Kollektor des Transistors 26 geschalteten Kondensator 28 und einem zwischen der Basis des Transistors 27 und der Schiene 20 geschalteten Widerstand 29, der gleichzeitig zur Vorgabe des Anfangs-Basisstroms des Transistors 27 vorgesehen ist, zusammengesetzt. Ein zwischen der Schiene 22 und dem Kollektor des Transistors 26 geschalteter Widerstand 30 stellt einen Belastungswiderstand dar.The voltage pulse shaper 2, which also serves as a pre-frequency divider, is constructed from a pnp transistor 26 and an npn transistor 27 in a multivibrator circuit. In the base circuit of the transistor 27 there is a timing RC-GYied, which is made up of a capacitor 28 connected between the base of the transistor 27 and the collector of the transistor 26 and a resistor 29 connected between the base of the transistor 27 and the rail 20, which is simultaneously connected to the Specification of the initial base current of the transistor 27 is provided, composed. A resistor 30 connected between the rail 22 and the collector of the transistor 26 represents a load resistor.

Der Emitter des Transistors 27 ist mit der Schiene 22 und der Emitter des Transistors 26 mit der Schiene 20 verbunden. Die Basis des Transistors 26 ist mit dem Kollektor des Transistors 27 über einen Widerstand 31 gekoppelt, der zur Begrenzung des Kollektorstromes des Transistors 27 vorgesehen ist.The emitter of transistor 27 is connected to rail 22 and the emitter of transistor 26 is connected to rail 20 connected. The base of the transistor 26 is connected to the collector of the transistor 27 via a resistor 31 coupled, which is provided to limit the collector current of the transistor 27.

Am Eingang des Impulsformers 2 ist ein im Schalterbetrieb arbeitender pnp-Transistor 32 in der Weise geschaltet, daß dessen Basisemitterstromkreis in Nebenschluß mit dem Widerstand 25 gelegt ist. Der (_)U Kollektor des Transistors 32 ist mit der Basis des Transistors 26 und über den Widerstand 31 mit dem Kollektor des Transistors 27 verbunden.At the input of the pulse shaper 2, a pnp transistor 32 operating in switch mode is connected in such a way that its base-emitter circuit is shunted with the resistor 25. The ( _{) U} collector of transistor 32 is connected to the base of transistor 26 and via resistor 31 to the collector of transistor 27.

An den Ausgang des Impulsformers 2 ist der mehrstufige Frequenzteiler 3 mit den Stufen 4, 5 und 6 <,₅ angeschlossen.The multi-stage frequency divider 3 with stages 4, 5 and 6 <, _{5 is} connected to the output of the pulse shaper 2.

Die Stufe 4 ist in Multivibratorschaltung aus einem pnp-Transistor 33 und einem npn-Transistor 34 im zweiten bzw. ersten Multivibratorzweig ausgeführtThe stage 4 is in a multivibrator circuit from a pnp transistor 33 and an npn transistor 34 im executed second or first multivibrator branch

In den Basisstromkreis des im zweiten Zweig des Multivibrators der Stufe 4 liegenden Transistors 33 ist ein zeitgebendes RC-G\\ed geschaltet, das sich aus einem zwischen der Basis des Transistors 33 und dem Kollektor des Transistors 34 geschalteten Kondensator 35 und einem zwischen der Basis des Transistors 33 und der Schiene 22 geschalteten Widerstand 36 zusammensetzt Der Emitter des Transistors 33 ist mit der Schiene 20 und der Emitter des Transistors 34 mit der Schiene 22 verbunden. Ein einer ersten Widerstandsgruppe angehörender Widerstand 37 ist zwischen dem Kollektor des Transistors 33 und der Basis des Transistors 34 geschaltet und zur Begrenzung des KoJIektorstromes des Transistors 33 vorgesehen. Die erste Widerstandsgruppe vereinigt in sich Widerstände, die in Analogie zum Widerstand 37 geschaltet sind.In the base circuit of the transistor 33 located in the second branch of the multivibrator of stage 4, a timing RC-G \\ ed is connected, which consists of a capacitor 35 connected between the base of transistor 33 and the collector of transistor 34 and a capacitor 35 between the base The emitter of the transistor 33 is connected to the rail 20 and the emitter of the transistor 34 is connected to the rail 22. A resistor 37 belonging to a first resistor group is connected between the collector of the transistor 33 and the base of the transistor 34 and is provided to limit the KoJIektorstromes of the transistor 33. The first group of resistors combines resistors that are connected in analogy to resistor 37.

Ein zwischen der Schiene 20 und dem Kollektor des Transistors 34 liegender Widerstand 38 tritt als Belastungswiderstand auf.A resistor 38 located between the rail 20 and the collector of the transistor 34 occurs as Load resistance.

Am Eingang der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 liegt ein im Schalterbetrieb arbeitender npn-Transistors 39 in Emitterschaltung. Der Emitter des Transistors 39 ist mit der Schiene 22, der Kollektor des Transistors 39 ist über den Widerstand 37 mit dem Kollektor des im zweiten Multivibratorzweig liegenden Transistors 33 vom entgegengesetzten Leitungstyp und mit der Basis des im ersten Multivibratorzweig liegenden Transistors 34 von demselben Leitungstyp wie beim Transistor 39 gekoppelt, die Basis des Transistors 39 ist über einen Widerstand 40 an den Kollektor des Transistors 26 angeschaltetAt the input of stage 4 of the multi-stage frequency divider 3 there is a switch operating npn transistor 39 in common emitter circuit. The emitter of the transistor 39 is connected to the rail 22, the collector of the The transistor 39 is connected via the resistor 37 to the collector of the second multivibrator branch Transistor 33 of the opposite conductivity type and with the base of the in the first multivibrator branch lying transistor 34 of the same conductivity type as in transistor 39 coupled, the base of the The transistor 39 is connected to the collector of the transistor 26 via a resistor 40

An den Ausgang der Stufe 4, die als erste Stufe des mehrstufigen Frequenzteilers 3 auftritt, ist die aus einem Transistor 41 aufgebaute Koinzidenzschaltung 7 angeschlossen, dessen Emitter mit der Schiene 22 verbunden ist. Die Verbindung des Eingangs-Basis-Emitter-Stromkreises des Transistors 41 des Koinzidenzschaltung 7 mit der Stufe 4 des Frequenzteilers 3 kommt über einen einer zweiten Widerstandsgruppe angehörenden Widerstand 42 zustande, der zwischen dem Kollektor des im ersten Zweig des Multivibrators der Stufe 4 liegenden Transistors 34 und der Basis des Transistors 41 geschaltet ist. Die zweite Widerstandsgruppe vereinigt in sich Widerstände, die in Analogie zum Widerstand 40 geschaltet sind. Der Kollektor des Transistors 41 ist an den Widerstand 40 geschaltet, der mit seinem anderen Ende an die Basis des im Schalterbetrieb arbeitenden und mit dem Eingang der ersten Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 gekoppelten Transistors 39 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 41 ist über einen einer dritten Widerstandsgruppe angehörenden Widerstand 43 mit der Basis eines im Schalterbetrieb arbeitenden, an den Eingang der nachfolgenden Stufe 5 angeschalteten Transistors 44 verbunden. Die dritte Widerstandsgruppe vereinigt in sich Widerstände, die in Analogie zum Widerstand 43 geschaltet sind.At the output of stage 4, which occurs as the first stage of the multi-stage frequency divider 3, the one from one Transistor 41 constructed coincidence circuit 7 connected, the emitter of which is connected to the rail 22 is. The connection of the input base emitter circuit of the transistor 41 of the coincidence circuit 7 with the stage 4 of the frequency divider 3 comes through a a second resistance group belonging to resistance 42 between the collector of the transistor 34 located in the first branch of the multivibrator of stage 4 and the base of the transistor 41 is switched. The second resistance group combines resistances that are analogous to Resistor 40 are connected. The collector of the transistor 41 is connected to the resistor 40, the with its other end to the base of the counter and to the input of the first stage 4 of the multi-stage frequency divider 3 coupled transistor 39 is connected. the The collector of the transistor 41 is connected via a resistor 43 belonging to a third resistor group the basis of one that works in switch mode and is connected to the input of the subsequent stage 5 Transistor 44 connected. The third resistance group combines resistances that are analogous to Resistor 43 are connected.

Die Stufen 5 und 6 des Frequenzteilers 3 sind ähnlich wie die Stufe 4 geschaltet. Sie sind ebenfalls in Multivibratorschaltung aus Transistoren 45, 46 und 47, 48 vom verschiedenen Leitungstyp aufgebaut In den Basisstromkreisen der Transistoren 45 und 47 liegende zeitgebende /?C-Glieder sind jeweils durch Kondensatoren 4ü, 50 und Widerstände 51,52 gebildet Der ersten Widerstandsgruppe angehörende Widerstände 53, 54 sind zwischen dem Kollektor des Transistors 45 und der Basis des Transistors 46 bzw. dem Kollektor desThe stages 5 and 6 of the frequency divider 3 are connected in a similar way to stage 4. They are also in Multivibrator circuit composed of transistors 45, 46 and 47, 48 of different conductivity types Base circuits of the transistors 45 and 47 lying timing /? C-elements are in each case by capacitors 4ü, 50 and resistors 51, 52 are formed. Resistors 53, 54 belonging to the first group of resistors are between the collector of transistor 45 and the base of transistor 46 and the collector of the

Transistors 47 und der Basis des Transistors 48 geschaltet. Die Widerstände 53 und 54 sind zur Begrenzung des Kollektorstromes der Transistoren 45 und 47 vorgesehen. Am Ausgang jeder der Stufen 5, 6 sind Widerstände 55 und 56 geschaltet, die als s Belastungswiderstände auftreten und mit den Kollektoren der Transistoren 46 bzw. 48 und der Schiene 20 verbunden sind. Sämtliche Stufen des Frequenzteilers 3 sind also gleich und unterscheiden sich lediglich durch die Kapazitätswerte der Kondensatoren 35,49 und 50. ι οTransistor 47 and the base of transistor 48 switched. The resistors 53 and 54 are for Limitation of the collector current of the transistors 45 and 47 is provided. At the exit of each of the stages 5, 6 resistors 55 and 56 are connected, which appear as s load resistors and with the collectors the transistors 46 and 48 and the rail 20 are connected. All stages of the frequency divider 3 are therefore the same and differ only in the capacitance values of the capacitors 35, 49 and 50. ι ο

Die Stufenzahl des Frequenzteilers kann beliebig sein und wird durch die Frequenz des Quarzresonators 15, das Teilungsverhältnis jeder Stufe des Frequenzteilers 3 und die Frequenz der Stelleinrichtung 11 bestimmt.The number of stages of the frequency divider can be arbitrary and is determined by the frequency of the quartz resonator 15, the division ratio of each stage of the frequency divider 3 and the frequency of the actuator 11 are determined.

Am Eingang jeder Stufe 5 und 6 liegen in Emitterschaltung im Schalterbetrieb arbeitende npn-Transistoren 44 bzw. 57. Die Kollektoren der Transistoren 44,57 sind mit den Basen der Transistoren 46,48 und über der ersten Widerstandsgruppe angehörende Widerstände 53,54 mit den Kollektoren der Transistoren 45 bzw. 47 verbunden.At the input of each stage 5 and 6 there are npn transistors working in common emitter circuit in switch mode 44 and 57, respectively. The collectors of transistors 44, 57 are connected to the bases of transistors 46, 48 and across the first resistor group associated resistors 53,54 with the collectors of the transistors 45 or 47 connected.

An den Ausgängen der Stufen 5 und 6 liegen in Emitterschaltung jeweils aus einem Transistor 58 und 59 ausgeführte Koinzidenzschaltungen 8 und 9. Die Emitter der Transistoren 58 und 59 sind an die Schiene 22 angeschaltet Die Basen der Transistoren 58 und 59 sind über der zweiten Widerstandsgruppe angehörende Widerstände 60 und 61 an die Kollektoren der Transistoren 46 bzw. 48 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 58 der Koinzidenzschaltung 8 ist direkt mit dem Kollektor des Transistors 41 der vorhergehenden Koinzidenzschaltung 7 und mit der Basis des an den Eingang der Stufe 6 über einen einer dritten Widerstandsgruppe angehörenden Widerstand 62 angekoppelten Transistors 57 verbunden.At the outputs of stages 5 and 6 there are emitter-connected transistors 58 and 59 executed coincidence circuits 8 and 9. The emitters of transistors 58 and 59 are connected to the rail 22 turned on The bases of transistors 58 and 59 are associated with the second resistor group Resistors 60 and 61 are connected to the collectors of transistors 46 and 48, respectively. The collector of the Transistor 58 of coincidence circuit 8 is directly connected to the collector of transistor 41 of the previous one Coincidence circuit 7 and with the base of the to the input of the stage 6 via a third Resistor group belonging resistor 62 coupled transistor 57 connected.

Der Kollektor des Transistors 59 der Koinzidenzschaltung 9 ist mit dem Kollektor des Transistors 58 der vorhergehenden Koinzidenzschaltung 8 und mit der Basis des Transistors 57 gekoppeltThe collector of the transistor 59 of the coincidence circuit 9 is with the collector of the transistor 58 of the preceding coincidence circuit 8 and coupled to the base of transistor 57

Es sei nun auf einige charakteristische Eigenschaften der Prinzipschaltung der Quarzuhr eingegangen:Let us now look at some characteristic properties of the basic circuit of the quartz clock:

1. Der Kollektor des Transistors 58 der zweiten Koinzidenzschaltung 8 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 ist mit dem Kollektor des Transistors 41 der Koinzidenzschaltung 7 direkt und der Kollektor des Transistors 59 der dritten Koinzidenzschaltung 9 mit dem Kollektor des Transistors 58 der Koinzidenzschaltung 8 über einen einer zusätzlichen Widerstandsgruppe angehörenden Widerstand 63 verbunden. Die zusäztliche Widerstandsgruppe vereinigt in sich Widerstände, die in Analogie zum Widerstand 63 geschaltet sind. Der Kollektor des Transistors 41 der ersten Koinzidenzschaltung 7 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 ist mit dem Eingang der ersten Stufe über einen zusätzlichen, mit dem einen Ende an den Kollektor des Transistors 41 und mit dem anderen an den Widerstand 40 angekoppelten Widerstand 64 verbunden. Bei der Reihenschaltung der Stufen im mehrstufigen Frequenzteiler ist also der Kollektor der geradzahlig numerierten Koinzidenzschaltung mit dem Kollektor der vorhergehenden, ungeradzahlig numerierten Koinzidenzschaltung direkt und der Kollektor der ungeradzahlig numerierten Koinzidenzschaltung mit dem Kollektor der vorhergehenden, geradzahlig numerierten Koinzidenzschaltung Ober einen Widerstand verbunden.1. The collector of the transistor 58 of the second coincidence circuit 8 of the multi-stage frequency divider 3 is connected to the collector of the transistor 41 of the coincidence circuit 7 directly and the collector of the Transistor 59 of the third coincidence circuit 9 to the collector of transistor 58 of the coincidence circuit 8 connected via a resistor 63 belonging to an additional resistor group. The additional Resistor group combines resistors that are connected in analogy to resistor 63. the The collector of the transistor 41 of the first coincidence circuit 7 of the multi-stage frequency divider 3 is with the entrance of the first stage via an additional, one end to the collector of transistor 41 and the other to resistor 40 coupled resistor 64 connected. When the stages are connected in series in the multi-stage frequency divider is therefore the collector of the even numbered coincidence circuit with the collector of the previous one, odd-numbered coincidence circuit direct and the collector of the odd-numbered numbered coincidence circuit with the collector of the preceding, even-numbered coincidence circuit Connected via a resistor.

2. Die Stufenzahl des mehrstufigen Frequenzteilers 3 und das Teilungsverhältnis einer Stufe können beliebig in Abhängigkeit von der Frequenz des Generators 1 und den an die elektrische Prinzipschaltung der elektronischen Quarzuhr gestellten Forderungen sein. Jedoch werden in jedem Fall die elektrischen Prinzipschaltungen des Generators 1 und der Stufen 4, 5, 6 praktisch miteinander identisch sein, was die elektrische Schaltung der elektronischen Quarzuhr erheblich vereinfacht, die Zahl der Schaltungselemente reduziert und in Verbindung mit der Arbeit der Transistoren im Mikrobetrieb die Erhöhung der Zuverlässigkeit der Uhr im ganzen gewährleistet (der Stromverbrauch einer Stufe des Frequenzteilers mit einer Koinzidenzschaltung beträgt ca. 0,3 bis 0,5 μΑ bei einer Speisespannung von Ibis 1,35 V).2. The number of stages of the multi-stage frequency divider 3 and the division ratio of a stage can be arbitrary depending on the frequency of the generator 1 and the requirements placed on the electrical principle circuit of the electronic quartz watch. However In any case, the basic electrical circuits of generator 1 and stages 4, 5, 6 become practical be identical to each other, which considerably simplifies the electrical circuit of the electronic quartz watch, the number of circuit elements is reduced and in conjunction with the work of the transistors in the Micro-operation ensures an increase in the reliability of the watch as a whole (the power consumption of a The level of the frequency divider with a coincidence circuit is approx. 0.3 to 0.5 μΑ with a supply voltage from Ibis 1.35 V).

In F i g. 2 ist die Blockschaltung des elektrischen Teils der elektronischen Quarzuhr für den Fall dargestellt, daß in der vorliegenden Uhr die niederfrequente Stelleinrichtung 11 bei Arbeitsfrequenzen von 1 bis 2 Hz in Anwendung kommt. Hier werden von dem einen Impulsformer 2 zwei mehrstufige Frequenzteiler 65 und 66 parallel betrieben. Die elektrischen Schaltungen der mehrstufigen Frequenzteiler 65 und 66 sind in Analogie zur elektrischen Schaltung des mehrstufigen Frequenzteilers 3 (F i g. 1) ausgeführt. Hierbei wird das Teilungsverhältnis πι des Frequenzteilers 65 (Fig.2) beispielsweise gleich /Ji = 3*i, wo k\ die Stufenzahl des mehrstufigen Frequenzteilers 65 ist, und beim mehrstufigen Frequenzteiler 66 gleich rti = 2*2, wo ki die Stufenzahl des mehrstufigen Frequenzteilers 66 ist, gewählt. In diesem Fall weist das Impulssignal vom Ausgang der an den Ausgängen der mehrstufigen Frequenzteiler 65 und 66 liegenden Koinzidenzschaltung 67 eine π\ χ /fe mal niedrigere Frequenz gegenüber der Impulsfrequenz des Quarzgenerators 1 auf.In Fig. 2 shows the block circuit of the electrical part of the electronic quartz watch for the case that the low-frequency setting device 11 is used in the present watch at working frequencies of 1 to 2 Hz. Here, two multi-stage frequency dividers 65 and 66 are operated in parallel by one pulse shaper 2. The electrical circuits of the multi-stage frequency divider 65 and 66 are designed in analogy to the electrical circuit of the multi-stage frequency divider 3 (FIG. 1). Here, the division ratio πι of the frequency divider 65 (Figure 2) is, for example, equal to / Ji = 3 * i, where k \ is the number of stages of the multi-stage frequency divider 65, and in the multi-stage frequency divider 66 is equal to rti = 2 * 2, where ki is the number of stages multi-stage frequency divider 66 is selected. In this case, the pulse signal from the output of the coincidence circuit 67 located at the outputs of the multistage frequency divider 65 and 66 has a frequency π \ χ / fe times lower than the pulse frequency of the crystal generator 1.

Die Schaltung nach F i g. 2 gestattet es, eine niedere Impulsfrequenz bei Verwendung zeitgebender RC-GWeder mit kleiner Zeitkonstante zu erhalten, was die Betriebssicherheit erhöht sowie die Abmessungen der Uhr im Vergleich zu der Schaltung nach F i g. 1 verkleinertThe circuit according to FIG. 2 allows a lower pulse frequency to be obtained when using timing RC-GWe with a small time constant, which increases operational reliability and increases the dimensions of the clock compared to the circuit according to FIG. 1 downsized

Die elektronische Quarzuhr arbeitet wie folgt:The electronic quartz watch works as follows:

Der Quarzgenerator 1 erzeugt in F i g. 3a dargestellte frequenzstabile Stromimpulse mit der Periode T. Hierbei werden die eine Multivibratorschaltung bildenden Transistoren 13 und 14 (Fig. 1) während eines kurzzeitigen, gegenüber der Schiene 20 der Quelle 21 negativen Stromimpulses leitend. Den Hauptteil der Periode (F i g. 3a) aber sind die Transistoren 13 und 14 (F i g. 1) gesperrt, deshalb ist der Stromverbrauch von der Speisequelle 21 durch die Schaltung des GeneratorsThe quartz generator 1 generates in FIG. 3a, frequency-stable current pulses with the period T. In this case, the transistors 13 and 14 (FIG. 1) forming a multivibrator circuit become conductive during a brief current pulse that is negative with respect to the rail 20 of the source 21. The main part of the period (FIG. 3a), however, the transistors 13 and 14 (FIG. 1) are blocked, so the current consumption from the supply source 21 is due to the switching of the generator

1 sehr gering. In der Schaltung des Quarzgenerators 1 sind die in den Emitterstromkreisen der Transistoren 13 und 14 liegenden Widerstände 16,17 zur Verbesserung der Selbsterregungsbedingungen durch die Kondensatoren 18 und 19 überbrückt Die Stabilität der Ausgangsimpulse des Quarzgenerators 1 wird durch die der Parameter des Quarzresonators 15 bestimmt1 very low. In the circuit of the quartz generator 1, there are those in the emitter circuits of the transistors 13 and 14 lying resistors 16, 17 to improve the self-excitation conditions by the capacitors 18 and 19 bridged The stability of the output pulses of the crystal generator 1 is ensured by the the parameters of the quartz resonator 15 are determined

Während die Impulse am Ausgang des Impulsformer:While the pulses at the output of the pulse shaper:

2 ausbleiben, sind die Transistoren 26 und 27 leitend und befinden sich im Sättigungszustand, da der Widerstand 29 an der Basis des Transistors 27 ein Offnungspotentia] erzeugt und über den "Widerstand 31 der Transistor 2t geöffnet wird. Da an der Basis des Transistors 32 das Potential gegenüber dem Emitter gleich Null ist, so isi der Transistor 32 hierbei gesperrt Ein derartige] Zustand der Transistoren im Impulsformer 2 ändert sich nicht, bis an die Basis des Transistors 32 vom Ausgang des Quarzgenerators 1 ein gegenüber dem Emitter de; Transistors 32 negativer Stromimpuls kommt Hierbe2 do not occur, the transistors 26 and 27 are conductive and are in the saturation state, since the resistor 29 at the base of the transistor 27 generates an opening potential] and the transistor 2t is opened via the "resistor 31" Potential against the emitter is equal to zero, so the transistor 32 is blocked. Such a state of the transistors in the pulse shaper 2 does not change until the base of the transistor 32 from the output of the quartz generator 1 receives a negative current pulse compared to the emitter; come here

öffnet sich der Transistor 32, die Potentialdifferenz zwischen seinem Kollektor und Emitter wird Null, was den vorher leitenden Transistor 26 sperren läßt. Am Kollektor des Transistors 26 wird die Spannung Null, und ein hierbei entstehender, gegenüber der Schiene 22 negativer Spannungssprung am Kollektor wird über den Kondensator 28 auf die Basis des Transistors 27 gegeben und sperrt ihn. Im ersten Augenblick ist die Sperrspannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 27 ungefähr der Speisespannung gleich. Im Laufe der durch die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 28 (F i g. 1) und den Widerständen 29 und 30 bestehenden Stromkreises bestimmten Zeit t\ (F i g. 3b) erfolgt eine Umladung des Kondensators 28. Dieser Zustand der Schaltung wird in Fig.3b veranschaulicht, wo der untere Spannungspege! am Ausgang des Impulsformers 2 (Fig. 1) (Spannung am Widerstand 30) der Zeit fi (Fig.3b), d. h. der Zeit des Befindens der Transistoren 26 und 27 (Fig. 1) im Sperrzustand entspricht. In praktisch realisierten Schaltungen für die Uhr wird der Widerstand 30 viel kleiner als der Widerstand 29 gewählt, deshalb kann man praktisch die Spannungsänderung am Widerstand 30 im Laufe der Zeit t\ vernachlässigen und diese Spannung als konstant und gleich Null (der Spannung an der Schiene 22) annehmen. Die Dauer des Sperrzustandes der Transistoren 26 und 27 hängt also von der Umladung des Kondensators 28 über den Widerstand 29 ab. Der Kondensator wird umgeladen, bis die Basisspannung des Transistors 27 auf einen dessen Öffnungsschwelle gleichen Wert angestiegen ist Hierbei öffnet sich der Transistor 26, und der Kondensatorthe transistor 32 opens, the potential difference between its collector and emitter becomes zero, which causes the previously conductive transistor 26 to block. At the collector of the transistor 26, the voltage becomes zero, and a voltage jump that occurs at the collector, which is negative with respect to the rail 22, is passed through the capacitor 28 to the base of the transistor 27 and blocks it. At the first moment the reverse voltage between the base and the emitter of the transistor 27 is approximately equal to the supply voltage. In the course of the time t \ (FIG. 3b) determined by the time constant of the circuit consisting of the capacitor 28 (FIG. 1) and the resistors 29 and 30, the capacitor 28 is recharged. This state of the circuit is shown in FIG Fig.3b illustrates where the lower voltage level! at the output of the pulse shaper 2 (FIG. 1) (voltage across the resistor 30) corresponds to the time fi (FIG. 3b), ie the time at which the transistors 26 and 27 (FIG. 1) are in the blocking state. In circuits implemented in practice for the clock, the resistor 30 is chosen to be much smaller than the resistor 29, which is why the voltage change at the resistor 30 in the course of time t \ can be neglected and this voltage is constant and equal to zero (the voltage on the rail 22 ) accept. The duration of the blocking state of the transistors 26 and 27 therefore depends on the charge reversal of the capacitor 28 via the resistor 29. The capacitor is recharged until the base voltage of the transistor 27 has risen to a value equal to its opening threshold. The transistor 26 opens and the capacitor opens

28 wird über die leitenden Übergänge der Transistoren28 is over the conductive junctions of the transistors

26 und 27 bis zur Spannung der Speisequelle 2t umgeladen.26 and 27 reloaded up to the voltage of the supply source 2t.

Da im Laufe des Zeitintervalls U (F i g. 3b), als der Kondensator umgeladen wurde, die Transistoren 26 undSince in the course of the time interval U (F i g. 3b), when the capacitor was reloaded, the transistors 26 and

27 (F i g. 1) gesperrt waren und die vom Quarzgenerator 1 kommenden und den Transistor öffnenden Impulse den Zustand dieser Transistoren nicht ändern, bleibt das Signal am Ausgang des Impulsformers 2 beim Eintreffen des (λ- l)-ten Impulses vom Quarzgenerator 1 und im Laufe des gesamten Zeitintervalls fi (F i g. 3b) aus. Der nächste oder n-te Impuls des Quarzgenerators 1 (F i g. 1) bewirkt nach dem öffnen der Transistoren 26 und 27 eine Sperrung der Transistoren 26 und 27, und im Impulsformer 2 laufen Prozesse ab, die den oben beschriebenen analog sind. Hierbei werden am Ausgang des Impulsformers 2 (arn Widerstand 30) positive Impulse mit einer der Speisespannung gleichen Amplitude ausgebildet, deren Frequenzen n-mal kleiner sind als die Frequenz des Quarzgenerators. In Fig.3b ist ein Zeitdiagramm der Spannungsimpulse am Ausgang des Impulsformers 2 (Fig. 1) beim periodischen Eintreffen der Signale vom Quarzgenerator 1 dargestellt Im betreffenden Fall ist der Übersichtlichkeit halber das Teilungsverhältnis des Impulsformers 2 gleich drei (jfc = 3) gewählt, und im allgemeinen kann es durch Variation der Parameter des zeitgebenden Gliedes aus dem Kondensator 28 und dem Widerstand27 (Fig. 1) were blocked and the pulses coming from quartz generator 1 and opening the transistor do not change the state of these transistors, the signal at the output of pulse shaper 2 remains when the (λ- l) th pulse from quartz generator 1 arrives and over the entire time interval fi (FIG. 3b). The next or nth pulse of the quartz generator 1 (FIG. 1) causes the transistors 26 and 27 to be blocked after the transistors 26 and 27 have opened, and processes analogous to those described above take place in the pulse shaper 2. In this case, positive pulses with an amplitude equal to the supply voltage are formed at the output of the pulse shaper 2 (arn resistor 30), the frequencies of which are n times smaller than the frequency of the quartz generator. In Figure 3b is a timing diagram of the voltage pulses at the output of the pulse shaper is 2 (Fig. 1) during the periodic arrival of the signals from the quartz generator 1 shown in the case in question is (JFC = 3) was chosen for reasons of clarity, the dividing ratio of the pulse shaper 2 equal to three, and in general it can be achieved by varying the parameters of the timing element made up of the capacitor 28 and the resistor

29 beliebig groß werden.29 can be of any size.

Die Ausgangsimpulse (Fig.3b) vom Impulsformer 2 (F i g. 1) steuern die Arbeit der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 an. Bis zum Eintreffen des ersten Impulses vom Ausgang des Impulsformers 2 sind die Transistoren 33 und 34 des Mutlivibrators in der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 leitend und befinden sich im Sättigungszustand. Ein derartiger Ausgangszustand wird durch die Widerstände 36 und 37 sichergestellt. Der Transistor 39 ist hierbei gesperrt, weil das Potential an dessen Basis gleich dem Potential des mit der Schiene 22 der Spannungsquelle 21 S gekoppelten Emitters ist.The output pulses (Fig.3b) from pulse shaper 2 (F i g. 1) control the work of stage 4 of the multi-stage frequency divider 3. Until the first one arrives Pulse from the output of the pulse shaper 2 are the transistors 33 and 34 of the mutlivibrator in stage 4 of the multi-stage frequency divider 3 conductive and are in the saturation state. Such an initial state is established by the resistors 36 and 37 ensured. The transistor 39 is blocked because the potential at its base is equal to the potential of the emitter coupled to the rail 22 of the voltage source 21S.

Der erste vom Kollektor des Transistors 26 über einen Widerstand an der Basis des Transistors 39 ankommende positive Impuls öffnet diesen Transistor. Das öffnen des Transistors 39 bewirkt einen KippvorThe first from the collector of transistor 26 through a resistor at the base of transistor 39 incoming positive pulse opens this transistor. The opening of the transistor 39 causes a Kippvor gang beim Multivibrator, wodurch die Transistoren 33 und 34 gesperrt werden. In dem Augenblick der Sperrung der Transistoren ändert sich die Sperrspannung an der Basis des Transistors 33 sprunghaft über einen Kondensator 35 um den Wert der Spannung dergear with the multivibrator, which causes the transistors 33 and 34 are blocked. At the moment the transistors are blocked, the blocking voltage at the base of transistor 33 changes abruptly a capacitor 35 to the value of the voltage of the

i_S Speisequelle. Dann nimmt die Sperrspannung an der Transistorbasis mit der Umladung des Kondensators 35 über die Widerstände 36 und 38 ab. Diesem Vorgang entspricht in Fig.3c der obere Pegel der Ausgangsspannung am Widerstand 38, der im Laufe der Zeit h i _S source of supply. Then the reverse voltage at the transistor base decreases with the charge reversal of the capacitor 35 via the resistors 36 and 38. This process corresponds to the upper level of the output voltage at resistor 38 in FIG. 3c, which over time h (Fig.3c) aufrechterhalten wird. Hierbei öffnen der zweite und der dritte Impuls vom Ausgang des Impulsformers 2 den Transistor 39, der Multivibrator aber spricht bei der Spannungsänderung am Kollektor des Transistors 39 nicht an, da er sich in einem Zustand(Fig.3c) is maintained. Here the second and third pulse from the output of the pulse shaper 2 the transistor 39, the multivibrator but does not respond to the voltage change at the collector of transistor 39, since it is in a state befindet, bei dem die Transistoren 33 und 34 gesperrt sind, und der ankommende zweite und der dritte Impuls sperren die bereits gesperrten Transistoren. Die Transistoren des Multivibrators kehren in den leitenden Ausgangszustand zwischen dem dritten und dem viertenis located, in which the transistors 33 and 34 are blocked, and the incoming second and third pulse block the already blocked transistors. The transistors of the multivibrator return to the conductive Initial state between the third and the fourth Eingangsimpuls nach Ablauf des Zeitintervalls fe (Fig. 3c) zurück, wenn sich der Kondensator 35(Fi g. 1) bis auf eine dem Öffnungsschwellenwert des Transistors 33 gleiche Spannung entladen hat Diesem Zustand entspricht in F i g. 3c der untere Pegel der Spannung amInput pulse after the time interval has elapsed (Fig. 3c) back when the capacitor 35 (Fi g. 1) This state has been discharged except for a voltage equal to the opening threshold of transistor 33 corresponds in FIG. 3c the lower level of the voltage at Eingangswiderstand 38. Der Kondensator 35 lädt sich schnell mit kleiner Zeitkonstante über die leitenden Basis-Emitter- und Kollektor-Emitter-Obergänge der Transistoren 33 bzw. 34 auf. Der vierte Impuls vom Ausgang des Impulsformers bewirkt daher, indem erInput resistance 38. The capacitor 35 charges quickly with a small time constant via the conductive base-emitter and collector-emitter transitions of the Transistors 33 and 34, respectively. The fourth pulse from the output of the pulse shaper is therefore effected by being den Transistor 39 öffnet, erneut ein Umkippen des Multivibrators in den Zustand mit gesperrten Transistoren.the transistor 39 opens, again a tilting of the multivibrator into the state with the transistors blocked.

Die Periode der Spannungsimpulse am Ausgang der Stufe 4 des Frequenzteilers erhöht sich also um dasThe period of the voltage pulses at the output of stage 4 of the frequency divider increases by the Dreifache gegenüber der Impulsperiode des Impulsformers 2, d. h. die Frequenz am Ausgang der Stufe 4 des Teilers erweist sich als geteilt durch drei. Ebenso wie in der Stufe des Impulsformers 2 hängt das Teilungsverhältnis der Stufe 4 von der Zeitkonstante des aus demThree times that of the pulse period of the pulse shaper 2, i.e. H. the frequency at the output of stage 4 of the Teiler turns out to be divided by three. As in the step of the pulse shaper 2, the division ratio of the step 4 depends on the time constant of the Kondensator 35 und dem Widerstand 36 bestehenden Ladestromkreises ab. Der Widerstand 38 wird als viel kleiner als der Widerstand 36 vorausgesetztCapacitor 35 and the resistor 36 from the existing charging circuit. The resistance 38 is considered a lot less than the resistance 36 assuming

Die Arbeit der Koinzidenzschaltung 7 beruht bei der elektronischen Quarzuhr auf dem TrägheitsvermögenThe operation of the coincidence circuit 7 in the electronic quartz watch is based on inertia der Transistoren. Bei leitenden Transistoren 33 und 34 in der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 ist der Transistor 41 in der Koinzidenzschaltung 7 gesperrt, da seine Basis fiber den Widerstand 42 und Ober den gesättigten Transistor 34 mit der Schiene 22 verbundenof the transistors. With conductive transistors 33 and 34 in stage 4 of the multi-stage frequency divider 3 is the Transistor 41 blocked in the coincidence circuit 7, since its base on the resistor 42 and over the saturated transistor 34 connected to rail 22 ist Wenn der positive Impuls vom Ausgang des Impulsformers 2 bei der öffnung des Transistors 26 gleichzeitig am Eingang der Stufe 4 des Frequenzteilers 3 fiber den Widerstand 40 und am Eingang der Stufe 5 fiber die Widerstände 64 und 43 eintrifft, beginnen dieIf the positive pulse from the output of the Pulse shaper 2 upon opening of transistor 26 at the same time at the input of stage 4 of the frequency divider 3 arrives via the resistor 40 and at the input of the stage 5 via the resistors 64 and 43, the start Transistoren 33 und 34 zu sperren, d. h. der Transistor 41-der Koinzidenzschaltung 7 fängt an zu leiten. Da die öffnung des Transistors 41 nicht schlagartig, sondern mit einiger, durch die Eigenschaften des TransistorsTo block transistors 33 and 34, d. H. the transistor 41 of the coincidence circuit 7 begins to conduct. Since the The transistor 41 does not open suddenly, but rather with some, due to the properties of the transistor

bedingter Verzögerung geschieht, kann der positive Impuls vom Kollektor des Transistors 26 auf den Eingang der Stufe 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 gelangen und auf den Transistor 44 einwirken, der die Sperrung der Transistoren 45 und 46 des Multivibrators bewirkt Wenn der Transistor 41 leitend wird, überbrückt er durch seinen Ausgang gleichzeitig den Eingang der Stufe 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 und über den Widerstand 64 auch den Eingang der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 . Hierbei können eingangsseitige Außenstörungen auf den Zustand der Transistoren in den Stufen 4 und 5 des Frequenzteilers 3 keinesfalls einwirken. Die Vorderflanke des positiven Impulses am Eingang der Stufe 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 fällt mit der Signalflanke am Ausgang des Impulsformers 2 zusammen.conditional delay happens, the positive pulse from the collector of transistor 26 to the Enter the stage 5 of the multi-stage frequency divider 3 and act on the transistor 44, which the Blocking of transistors 45 and 46 of the multivibrator causes When transistor 41 becomes conductive, it simultaneously bridges the input of stage 5 of the multi-stage frequency divider 3 through its output and via the resistor 64 also the input of stage 4 of the multi-stage frequency divider 3. Here you can External interference on the input side on the state of the transistors in stages 4 and 5 of frequency divider 3 do not act under any circumstances. The leading edge of the positive pulse at the input of stage 5 of the multi-stage Frequency divider 3 coincides with the signal edge at the output of pulse shaper 2.

In der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 aufgrund der Instabilität der Impulsflanken und der Parameter des Transistors bei dessen Sperrung und öffnung entstehende Phasenfehler beeinflussen also die Arbeit der Stufe 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 keineswegs. Die Stabilität der Ausgangsimpulse am Eingang der Stufe 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 wird daher nur durch die Parameter des Quarzgenerators bestimmtIn stage 4 of the multi-stage frequency divider 3 due to the instability of the pulse edges and the The parameters of the transistor when it is blocked and opened thus influence the phase errors Work of stage 5 of the multi-stage frequency divider 3 by no means. The stability of the output pulses on The input of stage 5 of the multi-stage frequency divider 3 is therefore only determined by the parameters of the crystal generator definitely

Die Arbeit der Stufe 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 ist analog der Arbeit der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3, weil deren Schaltungen identisch sind.The work of stage 5 of the multi-stage frequency divider 3 is analogous to the work of stage 4 of the multi-stage Frequency divider 3 because their circuits are identical.

Das positive Signal vom Ausgang der Koinzidenzschaltung 7 öffnet den Transistor 44. Hierbei werden die leitenden Transistoren 45 und 46 für die durch die Parameter des Kondensators 49 (Fig. 1) und des Widerstandes 51 bestimmte Zeit ij (F i g. 3d) gesperrt Im Laufe der gesamten Zeit t₃ (F i g. 3d) können die Impulse vom Ausgang der Koinzidenzschaltung 7 (Fig. 1) den Zustand der gesperrten Transistoren 45 und 46 nicht ändern, deshalb ist die Ausgangsspannung der Stufe 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 (d. h. die Spannung am Widerstand 55) gleich der Spannung der Schiene 20 der Speisequelle 2i. In Fig.3c entspricht dieser Zustand dem oberen Spannungspegel.The positive signal from the output of the coincidence circuit 7 opens the transistor 44. The conductive transistors 45 and 46 are blocked for the time ij (FIG. 3d) determined by the parameters of the capacitor 49 (FIG. 1) and the resistor 51 During the entire time t ₃ (Fig. 3d) the pulses from the output of the coincidence circuit 7 (Fig. 1) cannot change the state of the blocked transistors 45 and 46, therefore the output voltage of stage 5 of the multi-stage frequency divider 3 (ie the voltage across the resistor 55) is equal to the voltage of the rail 20 of the supply source 2i. In FIG. 3c, this state corresponds to the upper voltage level.

Wenn das Teilungsverhältnis der Stufe 5 (F i g. 1) des mehrstufigen Frequenzteilers auch gleich drei gewählt ist, so öffnen sich die Transistoren des Multivibrators zwischen dem dritten und dem vierten Impuls (F i g. 3d) am Ausgang der Koinzidenzschaltung 7 (Fig. 1). Hierbei öffnet der vierte Impuls vom Ausgang der Koinzidenzschaltung 7 den Transistor 44 und sperrt die Transistoren 45 und 46, und die Vorgänge werden in der Stufe 4 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 wiederholtIf the division ratio of stage 5 (FIG. 1) of the multi-stage frequency divider is also chosen to be three the transistors of the multivibrator open between the third and fourth pulse (Fig. 3d) at the output of the coincidence circuit 7 (Fig. 1). The fourth pulse from the output opens Coincidence circuit 7 blocks transistor 44 and blocks transistors 45 and 46, and the operations are in the Stage 4 of the multi-stage frequency divider 3 repeated

Am Ausgang 5 des Frequenzteilers 3 liegt die Koinzidenzschaltung 8 mit einem Transistor 58, dessen Kollektor mit dem Kollektor des Transistors 41 der Koinzidenzschaltung 7 gekoppelt ist Der positive Impuls gelangt vom Kollektor des Transistors 26 über die Widerstände 64 und 62 auf die Basis des Transistors 57. Nach dieser Einwirkung wird der Transistor 57 leitend, da der Transistor 58 hierbei noch gesperrt ist Die Vorderflanke des Impulses am Eingang der Stufe 6 fällt also auch mit der Vorderflanke des Impulses am Eingang des Impulsfonners 2 zusammen. Die Stabilität der Impulse am Ausgang der Stufe 6 wird also von den Phasenfehlern der Stufen 4 und 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 nicht beeinflußt.At the output 5 of the frequency divider 3 there is the coincidence circuit 8 with a transistor 58, the collector of which is coupled to the collector of the transistor 41 of the coincidence circuit 7. The positive pulse arrives from the collector of the transistor 26 via the resistors 64 and 62 to the base of the transistor 57. after this action of the transistor 57 is conducting, since the transistor 58 is in this case still locked, the leading edge of the pulse at the input of the stage 6 is thus covered with the front edge of the pulse at the input of Impulsfonners 2 together. The stability of the pulses at the output of stage 6 is therefore not influenced by the phase errors of stages 4 and 5 of the multi-stage frequency divider 3.

Am Ausgang der letzten Stufe des mehrstufigen s Frequenzteilers 3 (im gegebenen Fall der Stufe 6) werden Impulse erzeugt, deren Frequenzen ebenfalls dreimal kleiner als die der Impulse am Ausgang sind (falls das Teilungsverhältnis ebenso wie bei den vorhergehenden Stufen gleich drei gewählt ist). DieAt the output of the last stage of the multi-stage frequency divider 3 (in the given case of stage 6) pulses are generated whose frequencies are also three times smaller than those of the pulses at the output (if the division ratio is chosen to be equal to three, as in the previous stages). the

ίο Vorgänge in der Stufe 6 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 und in der Koinzidenzschaltung 9 laufen ähnlich wie in den Stufen 4 und 5 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 und in den Koinzidenzschaltungen 7 und 8 ab.ίο Processes in stage 6 of the multi-stage frequency divider 3 and in the coincidence circuit 9 run similarly as in stages 4 and 5 of the multi-stage Frequency divider 3 and in the coincidence circuits 7 and 8.

is Am Ausgang der Stufe 6 des mehrstufigen Frequenzteilers 3 werden negative Impulse (F i g. 3e) gebildet, die die gleiche Form wie die Ausgangsimpulse der Stufen 4 und 5 (Fig. 1) aufweisen. Ebenso wie in den vorhergehenden Stufen ist das Zeitintervall £4 (F i g. 3e) in der Stufe 6 von der Zeitkonstante des durch den Kondensator 50 und den Widerstand 52 gebildeten ÄC-Gliedes abhängig.is At the output of stage 6 of the multi-stage frequency divider 3 negative pulses (Fig. 3e) are formed which have the same shape as the output pulses of stages 4 and 5 (Fig. 1). As in the previous stages, the time interval £ 4 (F i g. 3e) in stage 6 of the time constant formed by the capacitor 50 and the resistor 52 ÄC member dependent.

Das Impulssignal gelangt vom Ausgang der Koinzidenzschaltung 9 auf den Impulsformer 10, der Impulse mit bestimmter Amplitude, Polarität und bestimmtem Tastverhältnis erzeugt, die für die Stelleinrichtung 11 des Uhrwerkes notwendig sind, worin sich beispielsweise die Wicklung eines Vibro- oder Schrittmotors befinden kann.The pulse signal passes from the output of the coincidence circuit 9 to the pulse shaper 10, the pulses with a certain amplitude, polarity and certain pulse duty factor generated for the actuator 11 of the clockwork are necessary, in which, for example, the winding of a vibrating or stepping motor can be located.

In der Uhr werden also zum Beispiel bei einer Frequenz vom Quarzgenerator 1 gleich 9720 Hz der Wicklung 12 der Stelleinrichtung 11 Impulse von 120 Hz zugeführt, die es gestatten, die Zentral-(Minuten-)Achse oder -Welle des Zeigerwerks ohne irgendwelche Untersetzung der Drehzahl anzutreiben.In the clock, for example, the frequency of the quartz generator 1 is 9720 Hz Winding 12 of the actuating device 11 is supplied with pulses of 120 Hz, which allow the central (minute) axis or drive shaft of the pointer mechanism without any reduction in speed.

Die andere Variation der elektronischen Quarzuhr, deren Blockschaltung in F i g. 2 dargestellt ist, arbeitet analog der oben beschriebenen.
Da die vorliegende Schaltung im Betrieb mit einem großen Tast- oder Impuls-Pausen-Verhältnis arbeitet, wird die Zeit des leitenden Zustands der Transistoren verkürzt, die viel kleiner als die des gesperrten Zustandes wird. Dies ermöglicht es, den Stromverbrauch wesentlich zu verringern und folglich die Lebensdauer der Speisequelle zu verlängern, was besonders wichtig für eine Armbanduhr ist, deren Maße begrenzt sind.The other variation of the electronic quartz watch, the block diagram of which is shown in FIG. 2 works analogously to that described above.
Since the present circuit operates with a large duty cycle or mark-to-space ratio, the time of the conductive state of the transistors is shortened, which is much smaller than that of the blocked state. This makes it possible to reduce the power consumption significantly and consequently to extend the life of the power source, which is particularly important for a wristwatch whose dimensions are limited.

Bei den Multivibratoren mit Transistoren von verschiedenem Leitungstyp, die in der vorliegenden Schaltung weitgehend verwendet sind, wird der Normalbetrieb der elektrischen Schaltung selbst bei niedriger Speisespannung (unterhalb von 1 V) gewährleistet Ein Vorteil der Schaltung ist auch der Umstand, daß die Stufen des mehrstufigen Frequenzteilers in gleicher Schaltung aufgebaut sind und die gleichen Parameter der Elemente aufweisen, was die Schaltung wesentlich vereinfachtIn the case of the multivibrators with transistors of different conductivity types, which are used in the present Circuit are used extensively, normal operation of the electrical circuit itself will occur low supply voltage (below 1 V) guaranteed. An advantage of the circuit is also the fact that that the stages of the multi-stage frequency divider are constructed in the same circuit and the same Have parameters of the elements, which significantly simplifies the circuit

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die betriebstechnischen Kennwerte der Uhr beträchtlich zu verbessern und sie als Armbanduhr auszuführen.The present invention makes it possible to considerably increase the operational characteristics of the watch improve and run it as a wristwatch.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patentanspruch:Claim:

Elektronische Quarzuhr, deren Quarzgenerator mit einem mehrstufigen Frequenzteiler elektrisch gekoppelt ist, dessen jede Stufe als Multivibrator aus zwei Transistoren von verschiedenem Leitungstyp ausgeführt und mit ihrem Ausgang mindestens an eine als ein Transistor in Emitterschaltung ausgebildete Koinzidenzschaltung angeschlossen ist, wobei mit dem Ausgang der an die letzte Stufe des mehrstufigen Frequenzteilers geschalteten Koinzidenzschaltung ein eine Anzeigeeinrichtung für laufende Zeit ansteuernder Impulsformer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang jeder Stufe (4, 5, 6) jeweils ein im Schalterbetrieb arbeitender Transistor (39,44,57) in Emitterschaltung angeschlossen ist, dessen Kollektor jeweils gekoppelt ist mit der Basis eines Transistors vom gleichen Leitungstyp, der im ersten Zweig des Multivibrators liegt, an den der im Schalterbetrieb arbeitende Transistor angeschlossen ist, und über einen Widerstand mit dem Kollektor eines Transistors vom entgegengesetzten Leitungstyp im zweiten Zweig des Multivibrators, in dessen Basisstromkreis ein zeitgebendes ÄC-GIied liegt, daß vom Transistor jeder Koinzidenzschaltung (7,8, 9) gekoppelt ist die Basis über einen Widerstand mit dem Kollektor des Transistors im ersten Zweig des Multivibrators der Stufe, an deren Ausgang diese Koinzidenzschaltung angeschlossen ist, und ferner der Kollektor über einen Widerstand mit der Basis des im Schalterbetrieb arbeitenden, an den Eingang der bezüglich dieser Koinzidenzschaltung nachfolgenden Stufe angeschalteten Transistors und mit dem Kollektor des Transistors der vorhergehenden Koinzidenzschaltung über einen Widerstand, falls sie geradzahlig numeriert ist, und direkt, falls sie ungeradzahlig numeriert ist; und daß der Kollektor des Transistors der an den Ausgang der ersten Stufe (4) angeschalteten Koinzidenzschaltung (7) über einen Widerstand (64) mit dem Eingang dieser Stufe gekoppelt istElectronic quartz watch with an electric quartz generator with a multi-stage frequency divider is coupled, its each stage as a multivibrator two transistors of different conduction types and with their output at least on a coincidence circuit designed as a transistor in an emitter circuit is connected, wherein with the output of the coincidence circuit connected to the last stage of the multi-stage frequency divider a display device for current time controlling pulse shaper is connected, characterized in that the Input of each stage (4, 5, 6) one transistor (39, 44, 57) in switch mode Emitter circuit is connected, the collector of which is coupled to the base of a Transistor of the same conductivity type that is in the first branch of the multivibrator to which the im Switch mode working transistor is connected, and through a resistor to the collector of a transistor of the opposite conductivity type in the second branch of the multivibrator, in its Base circuit is a timing element, that the transistor of each coincidence circuit (7, 8, 9) the base is coupled via a resistor to the collector of the transistor in the first branch of the Multivibrators of the stage to the output of which this coincidence circuit is connected, and further the collector through a resistor to the base of the operating switch, to the input the transistor connected to the following stage with respect to this coincidence circuit and with the collector of the transistor of the previous coincidence circuit via a resistor, if it is even numbered, and directly if it is odd numbered; and that the collector of the transistor of the coincidence circuit (7) connected to the output of the first stage (4) a resistor (64) is coupled to the input of this stage