DE2404628A1 - Elektronische uhr - Google Patents

Description

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BIVIATOR SA. , . GRENCHEN

Elektronische Uhr

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Uhr, insbesondere Kleinuhr/ mit elektrooptxscher Anzeige und mit einer Gleichspannungsquelle zum Unterhalt der Schwingung eines den Gang der Uhr regelnden Resonators. Bekannte Uhren dieser Art weisen meistens einen Quarzoscillator auf, dessen Frequenz geteilt und einem Zähler zugeführt wird. Die Ausgänge des Zählers wirken über eine geeignete Codierschaltung auf leitende Beläge, welche die digitale oder analoge elektrooptische Anzeige aktivieren. Für die elektrooptische Anzeige sind üblicherweise Flüssigkristalle

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MS/ek/18406
Fall 115

Eine besondere Schwierigkeit besteht bei solchen elektronischen Uhren darin, dass für die elektrooptisch^ Anzeige .verhältnismässig hohe Spannungen erforderlich sind, welche die üblichen Spannungen von gebräuchlichen Zellen zur Verwendung in Kleinuhren, insbesondere Armbanduhren*erheblich übersteigen. Es war daher erforderlich, einen Gleichspannungswandler vorzusehen. Damit sind jedoch erhebliche Nachteile verbunden, weil der Spannungswandler viel Raum beansprucht und einen bescheidenen Wirkungsgrad aufweist. Der Wirkungsgrad und der Raumbedarf des Gleichspannungswandlers fiel deshalb ungünstig aus, weil abgesehen von einem Transformator ein besonderer elektronischer Oscillator zur Speisung der Primärwicklung des Transformators vorgesehen sein muss.

Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, eine elektronische Uhr der oben erwähnten Art vorzusehen, welche eine günstigere Ausnützung der ohnehin vorhandenen Komponenten der Uhr gestattet und damit Bestandteile und Platz einzusparen gestattet. Die erfindungsgemässe Uhr ist dadurch gekennzeichnet, dass im Takt der Resonatorschwingung variierende elektrische Signale sowohl zur Steuerung der elektrooptischen Anzeige als auch zur Erzeugung der Betriebsspannung für die elektrooptische Anzeige herange-

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zogen sind. Damit kann jedenfalls ein besonderer Generator für den Gleichspannungswandler, unter Umständen jedoch auch der Transformator, des Gleichspannungswandlers /umgangen werden.

Die erfindungsgemässe Lösung eignet sich in besonderer .Weise, wenn die Uhr mit einer Isotopenspannungsquelle ausgerüstet ist, welche eine verhältnismässig sehr hohe Spannung von beispielsweise 300 - 1000 Volt abgibt. Diese Spannung ist zu hoch zum Betrieb der elektrooptischen Anzeige, welche beispielsweise eine Spannung von 10 - 20 Volt benötigt, und sie ist auch wesentlich zu hoch zum Betrieb eines eventuellen Frequenzteilers, eines Zählers und einer Codierschaltung. Die hohe Spannung eignet sich jedoch zum elektrostatischen direkten Antrieb eines Resonators, insbesondere eines ohne elektronischen AnregungsStromkreis zwischen zwei mit der Spannungsquelle verbundenen Elektroden schwingenden, und durch Umladung in Schwingung gehaltenen Resonator. Die im Takt der Resonatorschwingung auftretenden Stromoder Spannungsänderungen können zur Erzeugung einer geeigneten Betriebsspannung für die elektrooptische Anzeige und die Steuerstromkreise für dieselbe herangezogen werden.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausfuhrungsform,

Fig. 2 zeigt einen Teil einer AusfuhrungsVariante,

Fig. 3 zeigt einen Teil einer weiteren Ausführungsform und,

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform.

Die in Fig. 1 dargestellte uhr weist eine Isotopen-Spannungsquelle 1 auf. Diese schematisch dargestellte Spannungsquelle an sich bekannter Bauart weist in einem Gehäuse 2 eine Anode 3 und eine Kathode 4 auf. Die Anode 3 ist mit einem radioaktiven Präparat 5 belegt, das einen Betastrahler, beispielsweise Tritium enthält. Die vom Präparat 5 emittierten Elektronen gelangen an die Kathode 4 und laden dieselbe negativ, während die Anode 3 positiv aufgeladen wird.

Die Kathode 4 ist direkt mit der einen Elektrode 6 eines Schwingkondensators verbunden, während die Anode

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über die Primärwicklung 7 eines Transformators mit der zweiten Platte 8 des Schwingkondensators verbunden ist. Zwischen den Platten 6 und 8 ist eine elastische Blattfeder 9 angeordnet, deren eines Ende in einem Halter 10 eingespannt ist. Die Blattfeder 9 ist auf eine geeignete Eigenfrequenz abgestimmt und sie schwingt im Betrieb zwischen den Platten 6 und 8 hin und her. Die Schwingung wird durch Umladung der Blattfeder 9 beim jeweiligen Berühren der einen Elektrode aufrechterhalten.

Der Transformator weist eine Sekundärwicklung 11 auf, die mit einem Gleichrichter 12 in Serie geschaltet ist. Es wird damit eine pulsierende Gleichspannung erzeugt, welche einem Zähler 13 und einer elektrooptischen Anzeigeeinheit 14 als Betriebsspannung zugeführt wird. Die eine Platte 8 des Schwingkondensators ist über einen Kondensator 15 mit dem Zähleingang des Zählers verbunden. Der Zähler 13 enthält ausser einem eigentlichen Zählstromkreis eine Codierschaltung, welche über Verbindungsleitungen die erforderlichen Steuersignale an die Anzeigeeinheit 14 überträgt, welche im vorliegenden Falle als elektrooptische Digitalanzeige bekannter Art mit Flüssigkristallen ausgebildet ist.

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Während des Betriebs fliesst in der Primärspule 7 des Transformators ein pulsierender Strom zur Elektrode 8 des Schwingkondensators, wodurch in der Sekundärspule 11 Spannungsstösse geeigneter Spannung induziert werden, welche der Gleichrichter 12 gleichrichtet und als Betriebsspannung den Einheiten 13 und 14 zuführt. Zugleich wird eine Wechselspannung der Frequenz der Blattfeder 9, welche beispielsweise 50 Hz betragen kann, an den Zähleingang des Zählers 13 übertragen. Sowohl der Zähler 13 als auch die Anzeigeeinheit 14 können mit pulsierendem Gleichstrom betrieben werden. Nötigenfalls kann jedoch auch eine Siebkette vorgesehen sein, um die gleichgerxchteten Stromimpulse zu glätten.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvarxante, in welcher entsprechende Teile gleich bezeichnet sind wie in Fig. 1. In diesem Falle ist am Ende der schwingenden Blattfeder ein Permanentmagnet 16 befestigt, der im Bereiche einer Spule 17 schwingt. Damit wird in dieser Spule eine Spannung induziert, die vom Gleichrichter 12 gleichgerichtet und den Kreisen 13 und 14 als Betriebsspannung zugeführt wird. Zugleich wird die in der Spule 17 induzierte Wechselspannung über den Kondensator 15 dem Eingang des Zählers zugeführt.

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Fig. 3 zeigt eine weitere AusführungsVariante. In diesem Falle ist eine Gleichstromquelle 18 niedriger Spannung, beispielsweise eine einzige Zelle ■ vorgesehen, welche eine übliche Oszillatorschaltung 19 zum Unterhalt der Schwingung einer Stimmgabel 20 über eine Kopplungsspule 21 speist. Mit der Kopplungsspule 21 ist eine weitere Spule 22 gekoppelt, welche über einen Gleichrichter 12 die Betriebsspannung für die Kreise 13 und 14 liefert. Die an der Spule 21 auftretende Wechselspannung wird über den Kondensator 15 dem Eingang des Zählers 13 zugeführt.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer Isotopen-Spannungsquelle gemäss Fig. 1, wobei wiederum entsprechende Teile gleich bezeichnet sind wie in Fig. Wie bereits anhand der Fig. 1 erläutert, wird die schwingende Blattfeder 9 dauernd elektrisch umgeladen, wobei der Potentialunterschied erheblich ist und praktisch der Spannung der Quelle 1 entspricht. Die Blattfeder 9 ist elektrisch über einen Kondensator 23 mit dem Gleichrichter 12 verbunden, welcher in der beschriebenen Weise die Betriebsspannung für die Teile 13 und 14 liefert, Die an der Blattfeder 9 auftretende Wechselspannung wird über den Kondensator 15 ebenfalls

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an den Eingang des Zählers 13 übertragen.

Es sind weitere AusführungsVarianten möglich. In allen Fällen können beispielsweise zwei verschiedene Betriebsspannungen einerseits für die elektro-optische Anzeigeeinheit 14 und anderseits für den Zähler 13 vorgesehen sein. Bei den Ausführungen nach Fig. 1-3 können in diesem Falle zwei Gleichrichter vorgesehen sein, die mit verschiedenen Anzapfungen der Spulen 11, 17, bzw. 22 verbunden sind, während bei der Ausführung nach Fig. 4 zwei verschieden bemessene Gleichrichterkreise vorgesehen sein können. Dabei kann auch die eine Betriebsspannung geglättet werden, während die andere Betriebsspannung pulsieren kann.

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Claims (6)

PATENTANSPRUECHE: 2 4 O A 6 2

1) Elektrische Uhr, insbesondere Kleinuhr, mit elektrooptischer Anzeige und mit einer Gleichspannungsquelle zum Unterhalt der Schwingung eines den Gang der Uhr regelnden Resonators, dadurch gekennzeichnet, dass im Takt der Resonatorschwingung variierende elektrische Signale sowohl zur Steuerung der elektrooptischen Anzeige (14) als auch zur Erzeugung der Betriebsspannung für die elektrooptische Anzeige (14) herangezogen sind.

2) Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Isotopen-Spannungsquelle (1) vorgesehen ist.

3) Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (1) mit einem elektrostatischen Antriebssystem (6,8) für den Resonator (9) verbunden ist.

4) Uhr nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Antriebsstromkreis für den Resonator (9,20) die Primärwicklung (7,21) eines Transformators (7_r 11; 21,22) geschaltet ist, während die Sekundär-

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wicklung (11,22) über einen Gleichrichter (12) die
elektrooptische Anzeige (14) speist.

5) Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
auch eine Zähl- und Codierschaltung (13) zur Steuerung
der elektrooptischen Anzeige (14) über den Gleichrichter (12) gespeist wird.

6) Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrooptische Anzeige (14) mit pulsierender Gleichspannung betrieben ist.

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