DE2312140A1

DE2312140A1 - Vorrichtung zur aufrechterhaltung der unruhschwingungen in einer uhr

Info

Publication number: DE2312140A1
Application number: DE2312140A
Authority: DE
Inventors: Igor Scherrer
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1972-03-28
Filing date: 1973-03-12
Publication date: 1973-10-11
Also published as: FR2177813A1; JPS5319220B2; FR2177813B1; IT981520B; CH456972A4; CH574637B5; GB1418749A; US3844106A; JPS499278A

Description

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EBAUCHES S.A. , NEUCHATEL/Schweiz

Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Unruhschwingungen in einer Uhr

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Unruhschwingungen in einer Uhr, die eine mit der Unruh elektromechanisch gekoppelte Spule hat, die zwischen einer Spannungsquelle und einem Ausgangstransistor geschaltet ist, wobei dieser Ausgangstransistor zu einem astabilen Multivibrator gehört, der einen durch die Spannung an der der Spule und dem Ausgangstransistor gemeinsamen Klemme gesteuerten Eingangstransistor enthält, während eine Gegenkopplungsschaltung vorgesehen ist, um die Sättigung des Multivibrators zu vermeiden.

Dieser Schaltungstyp, der zum Beispiel aus der CH-PS 495'004 bekannt ist, erlaubt, den Selbstanlauf des Systems zu erhalten. Wenn die Unruh still steht, oscilliert der Multivibrator und gibt Stromimpulse an die Spule,resp. Antriebsimpulse an die Unruh ab. Die Unruh beginnt dann zu schwingen und von einer gewissen Ampli—

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tudenhöhe, resp. einer in der Spule induzierten Spannungshöhe an wird die Frequenz des Multivibrators, .die etwas niedriger ist als diejenige der Unruh, durch denselben synchronisiert» Zugleich wird mittels eines Phasenumkehrgliedes eine Uebersteuerung des Ausgangstransistors verhindert. Bei einer zweiten, aus der französischen Patentanmeldung 2 '103' ^50 (fig· k) bekannten Vorrichtung wird eine Gegenkopplung mittels eines Transistors ausgeführt·

Bei diesen Systemen wird jedoch der Platzbedarf ziemlich beträchtlich und sie sind für die Integriertechnik schlecht geeignet, besonders weil die Widerstände nicht immer mit der gewünschten Genauigkeit integriert werden können, besonders wenn si e hohe Ferte haben·

Es ist das Ziel dieser Erfindung, eine Vorrichtung vorzusehen, die sich zur Integration besonders gut eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Gegenkopplungskreis zumindest einen in den Basiskreis des Eingangstransistors geschalteten Transistor aufweist, der zu einem Stromgenerator gehört. Somit kann der Basisstrom des Eingangs tr ans is tors in Funktion des Potentials an der gemeinsamen Klemme ändern, ohne dass der Ausgangstransistor im statischen Betrieb sättigt. Dagegen ist der dynamische Betrieb gleich wie bei den bekannten Schaltungen,

Die beigefügte Zeichnung stellt als Beispiel zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäs sen Schaltungen dar. -

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Die Schaltung gemäss Fig. 1 weist einen astabilen Multivibrator auf, der die Transistoren T^ und T₂, die Widerstände 1 und 2, einen Kopplungskondensator 3 und einen Transistor T3 als Stromgenerator aufweist. Die Schaltung wird durch eine Spannungsquelle Vbb gespeist· Die Spule h liegt zwischen einer Klemme der Spannuhgsquelle Vbb und dem Kollektor des Ausgangstransistors T2, der der Spule h die Antriebsimpulse zuführt. Ausserdem ist die Spule 4 in einer an sich bekannten Weise elektromechanisch mit der nicht dargestellten Unruh gekoppelt. Der Kondensator 3 liegt zwischen der dem Ausgangstransisfcor T₂ und der Spule h gemeinsamen Klemme B und der Basis des Eingangstransistors Tl. Ein Gegenkopplungswiderstand 5 ist zwischen die Klemme B einerseits und den Kollektor und die Basis eines Transistors T^ andererseits geschaltet·

Die Transistoren To und Tj₄. stellen eine gesteuerte Stromquelle dar. Sie sind beide in integrierter Schaltung auf ein und demselben Substrat ausgeführt. Die Schaltung gemäss Fig. 1 unterscheidet sich von den bekannten Schaltungen dadurch, dass der zwischen die Basis des Eingangstransistors T·^ und die negative Klemme der Spannungsquelle geschaltete Widerstand durch die Anordnung der Elemente To, T^ und 5 ersetzt wird.

Die Arbeitsweise des eigentlichen Multivibrators der Spule h und der mit der Spule h elektromechanisch gekoppelten Unruh ist an sich bekannt. Der Strom Io ist als von einem Stromgenerator geliefert zu be trachten, und das Verhältnis I0/I2, ist gleich dem Verhältnis der Flächen der Transistoren T, und T^. Es ergibt sich:

I₄ = (Vbb - R_bI₂ - V_BEh) / R₅

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wobei R^₃ der Widerstand der Spule 4, Vgg^ die Basis-Emitter-Spannung des Transistors T^ und R^ der Wert des Widerstandes 5 ist. Es kann festgestellt werden, dass Iif und folglich auch Io kleiner werden, je grosser I₂ wird und folglich je kleiner das Potential in B ist, was zur Folge hat, dass I₂ kleiner wird. Daher ist klar, dass ein Gleichgewichtszustand vor der Sättigung des Transistors T erreicht wird. Was den dynamischen Betrieb betrifft, zeichnet sich diese Schaltung dadurch aus, dass der Kondensator 3 durch einen Stromgenerator und nicht durch einen Widerstand aufgeladen wird, was vorteilhaft ist. Weiter wird I_ während des Antriebsimpulses zu null, was ohne Einfluss ist.

Di« Sättigung des Ausgangstransistors T„ wird also durch eine zwischen der gemeinsamen Klemme B und dem Eingangs trans is tor T₁ eingeschaltete direkte oder statische Gegenkopplung vermieden.

Eine zweite Ausführungsform, die leicht als integrierte Schaltung ausgeführt werden kann, zeigt die Fig. 2. Der Stromgenerator besteht aus den Transistoren T_, T>, T , T„. Der Gegenkopplungswiderstand 5 ist zwischen die gemeinsame Klemme B und den Transistor Tr geschaltet, der den mit einem Widerstand 8 in Serie geschalteten Transistor T„ steuert. Der Transistor T ist Teil eines Stromgenerators, wobei der Strom I ' gleich dem Produkt aus Lr und dem Verhältnis der Flächen der Transistoren T₀ und T,- ist. Für die beab-

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sichtigten Anwendungen kann praktisch der Wert des Widerstandes 8 in der Grössenordnung einiger Zehner von K-O. liegen. Dieser Wert kann auch mit der gewünschten Genauigkeit in einer integrierten Schaltung erreicht werden.Der Widerstandswert 5 ist nicht kritisch und kann daher auch integriert werden, obwohl er ziemlich hoch

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MJl.) liegt.

Wenn das Potential an der gemeinsamen Klemme B genügend klein geworden ist, beginnt der Transistor T. zu leiten} das Potential an der Transistorbasis Tq wird grosser und der Stromgenerator sperrt. Bie Sättigung wird auch in diesem Falle vermieden.

Die Schaltung gemäss Fig. 2 mag wohl relativ kompliziert erscheinen, es können aber sämtliche Elemente, die der Gegenkopplung dienen, in einer integrierten Schaltung vereinigt werden.

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Claims

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Ansprüche:

Γ1,, Schaltung zur Aufrecht erhaltung der Unruhschwingungen in einer Uhr, die eine mit der Unruh elektromechanisch gekoppelte Spule (4) hat, die zwischen eine Spannungsquelle (Vbb) und einen Ausgangstransistor ^T₂) geschaltet ist, wobei dieser Ausgangstransistor (T zu einem astabilen Multivibrator gehört, der einen durch .die Spannung an der Spule (k) und dem Ausgangstransistor (T„) gemeinsamen Klemme $3)gesteuerten Eingangstransistor (T₁) enthält, und wobei eine Gegenkopplungsschaltüng vorgesehen ist, um die Sättigung des Multivibrators zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkopplungskreis zumindest einen in den Basiskreis des Eingangs transistors geschalteten Transistor (T_) aufweist, der zu einem Stromgenerator gehört.
2. Schaltung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Basiskreis ein Transistor (T„) mit gesteuerter Verstärkung liegt.

3· Schaltung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Transistors (T„) mit der Basis des parallel mit ihm geschalteten Transistors (Tl) verbunden ist, wobei die Basis beider Transistoren mit der - gemeinsamen Klemme (B) über einen Widerstand verbunden ist.

k» Schaltung gemäss Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Stromgenerator durch das Potential an der gemeinsamen Klemme (b) gesteuert wird.

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