DE2352422C3

DE2352422C3 - Schaltung zum Erzeugen einer Hilfsspannung in elektronischen Uhren

Info

Publication number: DE2352422C3
Application number: DE19732352422
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7803 Gundelfingen Keller
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1973-10-19
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2352422B2; DE2352422A1

Description

Für das Problem, in elektronischen Uhren eine Hilfsspannung zu erzeugen, die größer ist als die t>" Spannung der verwendeten Batterien, sind schon mehrere Lösungen bekannt. Das Bedürfnis für eine solche Hilfsspannung besteht z. B. dann, wenn als Zeitoder Datumsanzeige Flüssigkristallelemente oder Leuchtdioden vorgesehen sind, zur Spannungsversor- *>· gung der gesamten Uhr jedoch nur eine Monozelle verwendet werden soll. In diesem Fall kann die Hilfsspannung eine Wechsel- oder Gleichspannung sein.

je nachdem, welche Anzeigeelemente und elektronischen Steuerschaltungen vorgesehen sind,

Auch in Quarzuhren kann das Problem auftreten, eine Hilfsgleichspannung zu erzeugen, wenn als Oszillator- und Frecjuenzteilerschaltungen integrierte Schaltungen in sogenannter MOS-Technik (monolithisch integrierte Schaltungen mit Isolierschicht-Feldeffekttransistoren) verwendet v/erden sollen, da diese bei hohen Oszillatorfrequenzen teilweise eine, höhere Betriebsgleicispannung als die einer Monozelle benötigen.

Zur Erzeugung einer Hilfsgleichspannung ist es aus der DE-OS 21 22 683 bekannt, einen Transformator und eine Spannungsverdopplerschaltung vorzusehen, wobei der Transformator aus Frequenzteilerstufen gespeist wird, deren Ausgangsfrequenz in der Größenordnung von 100 kHz liegt

Aus der DE-OS 21 53 906 und der DE-OS 21 65 421 sind Schaltungen zum Erzeugen der Hilfsspmnung bekannt, die Gleichspannungswandler, also beispielsweise Sperrschwingerschaltungen, enthalten, wobei eine nachfolgende Spannungsvervielfacherschaltung mit Dioden und Kondensatoren vorgesehen sein kann. Schließlich ist aus der DE-OS 22 03 611 noch eine Schaltung zum Erzeugen der Hilfsspannung bekannt, die ebenfalls mit einem Transformator ausgerüstet ist und von den Schwingungen einer Stimmgabel entsprechende Impulse ableitet

Sämtliche Schaltungen des bekannten Standes der Technik benötigen also mindestens eine zusätzliche Spule, wenn nicht sogar einen zusätzlichen Transformator, um mittels Spannungswandlung die höhere Hilfsspannung zu erzeugen. Es ist offensichtlich, daß diese zusätzliche Spule, insbesondere wenn sie noch mit einem Ferrit- oder Eisenkern versehen ist, wie dies aus dem Stand der Technik ebenfalls hervorgeht, zusätzlichen Platz beansprucht und somit diese Lösung insbesondere bei Armbanduhren nur schwer zu realisieren ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine weitere und vorteilhafte Lösung des genannten Problems bei solchen elektronischen Uhren möglich ist, die neben der elektronischen Steuerschaltung einen die Zeitanzeige impulsweise betätigenden, mindestens eine Spule aufweisenden elektromechanischen Wandler enthalten. Bei solchen Uhren wird das geschilderte Problem durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß durch die Doppelausnutzung einer schon vorhandenen Spule kein weiterer Platzbedarf entsteht, während die zusätzlich erforderlichen elektronischen Bauelemente in einfacher Weise zusammen mit der elektronischen Steuerschaltung integriert werden können.

Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen werden nun anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel das Blockschaltbild einer Hochfrequenz-Quarzuhr und

Fig. 2 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel das Blockschaltbild einer Unruh-Uhr mit elektronischer Datumsanzeige.

Das in Fig. 1 als Ausführungsbeispiel gezeigte Blockschaltbild einer Hochfrequenz-Quarzuhr enthält eine elektronische Steuerschaltung, die aus dem Oszillator OSZ mit dem Quarz Q, aus dem Frequenzteiler /-Tund aus der Motortreiberschaltung Λ/Tbesteht. Ferner ist die Motorspule L gezeigt, die von der Motortreiberschaltung gesteuert wird und an der

Batteriespannung U₈ angeschlossen ist. Von dieser Batteriespannung werden auch der Oszillator und die Motortreiberschaltung versorgt, während bei dem gewählten Ausführungsbeispiel die Frequenzteilerschaltung von der zu erzeugenden Hilfsgleichspannung Uh gespeist wird.

Die Hilfsgleichspannung Uh wird dadurch erzeugt, daß die Schwingschaltung S, die entweder freischwingend oder von einer der höherfrequenten Frequenzteilerstufenausgänge getriggert sein kann, während der Impulspausen der von der Motortreiberschaltung abgegebenen Impulse Spannungswandlerimpulse erzeugt, die die Spule L mit Stromimpulsen beaufschlagen, deren Impulsdauer so klein gewählt ist, daß der elektromechanische Wandler keine die Zeitanzeige weiterschaltenden Bewegungen ausführen kann. Die beim Abschalten der Stromimpulse der Schwingschaltung an der Spule L entstehende Rückschlagspannung wird mittels der Diode D und des Kondensators C in üblicher Weise gleichgerichtet und geglättet, so daß am Verbindungspunkt von Diode und Kondensator die Hilfsgleichspannung Uh abgenommen werden k;nn.

Die Schwingschaltung 5 kann so ausgebildet werden, daß ihre Frequenz durch die Induktivität der Spule L und/oder durch die Kapazität mindestens eines in ihr enthaltenen Kondensators bestimmt ist. Beispielsweise kann als Schwingschaltung eine Sperrschwingerschaltung oder ein astabiler Multivibrator dienen.

Die Hilfsgleichspanrung Uh kann auch im Bedarfsfalle stabilisiert werden, was in Fi g. 1 durch die Z-Diode Z angedeutet ist Insbesondere, wenn an den Stromverbrauch strenge Forderungen gestellt werden, also beispielsweise bei Armbanduhren, ist es von Vorteil, wenn der in der Z-Diode nach Erreichen der stabilisierten Hilfsgleichspannung fließende Strom dazu verwendet wird, die SchwingschaUung auf minimalen Strom zu steuern.

Bei Quarzuhren ist es auch vorteilhaft, wenn die Schwingschaltung S nur nach dem Einschalten der Batteriespannung U_B in Betrieb ist, jedoch nach Erreichen des Nennwertes der Hilfsgleichspannung Uh die Spule von Stromimpulsen beaufschlagt wird, die aus mindestens einer höherfrequenten Stufe des Frequenz-ο tellers abgeleitet sind.

Die Erfindung ist nicht nur bei Uhren mit einer Quarzoszillatorschaltung und nachgeschaltetem Frequenzteiler als elektronische Steuerschaltung, wie es das Ausführungsbeipiel nach F i g. 1 zeigt, anwendbar, sondern auch bei Uhren mit einer anderen Art der Zeitbildung, also beispielsweise bei elektronischen Unruh- oder Stimmgabeluhren.

Als Ausführungsbeispiel hierzu zeigt Fig.2 das Blockschaltbild einer Unruh-Uhr mit elektronischer Datumsanzeige. Die Unruh-Antriebsspule L wird von der elektronischen Antriebsschaltung A, beispielsweise einer üblichen Ein- oder Zweispulenschaltung, mit Stromimpulsen niedriger Folgefrequenz synchron zu der Unruhbewegung gespeist.

Die SchwingschaUung 5 führt der Spule zusätzlich Strominrpuise mit höherer Folgefrequenz zu, deren Impulsdauer so klein gewählt ist, daß die Bewegung der Unruh dadurch nicht nachteilig beeinflußt wird.

Die beim Abschalten der Stromimpulse der Schwingschaltung S an der Unruh-Antriebsspule L entstehende Rückschlagspannung, die die Batteriespannung Ub übersteigt, wird direkt als Hilfsspannung zum Betrieb der Datums-Anzeigeeinheit DA verwendet, die von der Anzeige-Treiberstufe A Tgesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Erzeugen einer Hilfsspannung mittels eines Spannungswandlers, die größer als die s Batteriespannung ist, in elektronischen Uhren, die einen die Zeitanzeige impulsweise betätigenden, mindestens eine Spule aufweisenden elektromechanischen Wandler und eine den Wandler antreibende elektronische Steuerschaltung, beispielsweise auch einen Quarzoszillator mit nachgeschaltetem Frequenzteiler, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Spule (L) des elektromechanischen Wandlers als Spule des Spannungswandlers dient und daß die Impulsdauer der Spannungswandlerimpulse derart kleiner als die Dauer der den elektromechanischen Wandler betätigenden Impulse ist, daß die Spannungswandlerimpulse die Zeitanzeige nicht beeinflussen.

2. Schaltucg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (L) des elektromechanischen Wandlers Teil einer Schwingschaltung (S) ist, deren Frequenz durch die Induktivität der Spule und/oder durch die Kapazität mindestens eines Kondensators bestimmt ist.

Schaltung

ÄtiSpfüCll

Quarzoszillator und einem nacngeschalteten Frequenzteiler, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingschaltung (S) die Spule (L) nur während des Aufbaues der Hilfsspannung (Uh) mit Stromimpulsen speist, während nach Ereichen des Nennwertes der Hilfsspannung die Spule von aus mindestens einer Stufe des Frequenzteiler;, (FT) abgeleiteten Stromimpulsen gespeist wii'd.

4. Schaltung nach einem der / .lsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung mittels einer Z-Diode (Z) oder mehrerer in Reihe geschalteter Flußdioden stabilisiert ist.

5. Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Z-Diode (Z) -to bei Erreichen der stabilisierten Hilfsspannung fließende Strom die Schwingschaltung (S) auf minimale Stromaufnahme steuert.

6. Schaltung nach Anspruch 2 mit einer elektronischen Unruh-Antriebsschaltung und einer von einer -»5 Treiberstufe gesteuerten elektronischen Datumsanzeige, dadurch gekennzeichnet, daß die Unruh-Antriebsspule (L) von der Schwingschaltung (S) mit Stromimpulsen gespeist ist, deren Frequenz höher als die Frequenz der Unruh-Antriebsimpulse ist und so deren Impulsdauer so klein ist, daß die Unruh-Bewegung nicht nachteilig beeinflußt wird, und daß die an der Unruh-Antriebsspule entstehende Rückschlagspannung direkt als Hilfsspannung für die elektronische Datumsanzeige dient.