DE2450348A1 - Elektronische uhr - Google Patents
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- G04F5/04—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses
- G04F5/06—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators
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Description
PATENTANWÄLTE
DR. CLAUS REINLÄNDER DIPL.-ING. KLAUS BERiN HArtDT
D-8 München 60 · Orthstraße 12 · Telefon (089) 832024/5 2450348
Telex 5212744 · Telegramme Interpatent
267/29
Citizen Watch. Co., Ltd.
1-9-18, Nishishinjuku Shinjuku-ku, Tokyo, Japan
Elektronische Uhr
Prioritäten: 24. Oktober 1973 Japan 119 605/73
30. Oktober 1973 Japan 121 994/73
15. November 1973 Japan 128 549/7?
26. November 1973 Japan 132 379/73
Die Erfindung betrifft eine elektronische Uhr mit einem System zum Kompensieren der Frequenzänderung eines Zeitbezugssignals
mit der Temperatur unter Verwendung eines Temperatursignalgenerators, wobei die elektronische Uhr
einen Zeitbezugssignalgenerator, Einrichtungen zum Bilden eines Zeitzähleinheitsignals aus dem Zeitbezugssignal,
eine Zeitzählvorrichtung zum Halten einer Zeit unter Verwendung
des Zeitzähleinheitsignals und eine Zeitanzeigevorrichtung zum Anzeigen der Zeit, die in der Zeitzählvor·»
richtung gehalten ist, enthält.
Die Frequenz eines Zeitbezugssignals soll im wesentlichen in einem beschränkten Bereich gehalten werden, auch wenn die
Temperatur der Umgebung, in der sich die Uhr befindet, geändert wird.
Die besondere Resonanzfrequenz muß mit der Außentemperatur
auch in einem Kristalloszillator geändert werden, der als Bezugsoszillator eines Zeitbezugssignalgenerators für Uhren
mit hoher Genauigkeit verwendet wird.
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Um den Schwierigkeiten der Änderung der Resonanzfrequenz
zu begegnen, wird entweder ein Weg, bei dem ein Zeitbezugssignalgenerator
in einem Kessel mit konstanter Temperatur im Falle von Meßeinrichtungen angeordnet wird, oder ein
Weg gewählt, bei dem die Frequenz eines Ausgangssignals aufrechterhalten wird, indem die thermische Kennlinie des
Kristalloszillator mit der Temperatur-Kapazitäts-Kennlinie eines Temperaturfühlelements ins Gleichgewicht gebracht
wird, wodurch die Kapazität des Zeitbezugssignalgenerators kontinuierlich geändert wird.
Der erstere Weg führt jedoch zu Problemen bezüglich des Verbrauchs elektrischer Energie und bezüglich des Raumbedarfs
Auch beim letzteren Weg ist es schwierig, ein Temperaturfühlelement zu finden, das eine Temperatur-Kapazitäts-Kennlinie
aufweist, die der Kennlinie des Bezugsoszillators entspricht, die etwas komplex ist. Des weiteren haben viele
Arten von Temperaturkompensationselementen Nachteile
bezüglich der Haltbarkeit und der Stabilität, als auch bezüglich des Bildens einer integrierten Schaltung des
Temperaturkompensationssystems.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektronische Uhr mit einem sehr genauen, zuverlässigen und kompakten
Temperaturkompensationssystem zu schaffen, das in der lage ist, die Frequenz des Ausgangssignals des Zeitbezugssignalgenerators
mit Genauigkeit auch bei veränderten Temperaturbedingungen zu halten oder ein genau temperaturkompensiertes
Ausgangssignal von dem ZeitZähleinheitSignalgenerator
zu erhalten oder eine Stufensteuerung der Zeitzählvorrichtung äquivalent zur Steuerung der Zeitzählvorrichtung auszuführen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind
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Pig. 1 ein Blockschaltbild des Systems zum Kompensieren
durch Übertragen des Ausgangssignals des Temperatursignalgenerätors
durch einen Temperaturkompensationssignalgenerator,
Pig. 2 ein Blockschaltbild des Systems, das ein Signal durch
Zusammensetzen der Ausgangssignale des Temperatursignalgenerators, des Zeitbezugssignalgenerators
und des ZeitzähleinheitSignalgenerators im Temperaturkompensationssignalgenerator
erzeugt,
Pig. 3 ein Blockschaltbild des Systems, bei dem das Aüsgangssignal
des Temperaturkompensationsignalgenerators direkt als Kompensationssignal verwendet wird,
Pig. 4(A), 4(B) und 4(C) jeweils Darstellungen von Oszillatoren
als TemperaturSignalgeneratoren,
Pig. 4(D), 4(E) und 4(P) Darstellungen von Pilterkreisen,
die jeweils in den in Pig. 4(A), 4(B) und 4(C) gezeigten Oszillatoren verwendet werden,
Pig. 4(G) und 4(H) jeweils Darstellungen von Beispielen der zusammengesetzten Elemente,
Pig. 5(A) und 5(B) jeweils Schaltbilder zum Ausführen einer
Prequenzaddition,
Pig. 6 ein Schaltbild des Prequenzsubtrahierkreises,
Pig. 7 ein Punktionsblockschaltbild der elektronischen Uhr
mit der Temperaturkompensationsvorrichtung, die einen Temperaturfühloszillator und damit gekoppelte
Preguenzaddiereinrichtungen enthält,
Pig. 8 ein Punktionsblockschaltbild der elektronischen Uhr mit Einrichtungen zum Kompensieren der Temperatur-Prequenz-Kennlinie
des Zeitbezugssignals unter Verwendung der Informationen, die sich auf die intermittierend
gemessene Temperatur und die in dem Speicher gespeicherten Daten bezieht,
Pig. 9 ein Blockschaltbild, das schematisch den Aufbau der
elektronischen Uhr zeigt,
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Pig. 10 eine perspektivische Ansicht von zwei Kristalloszillatoren,
die in einem gemeinsamen Gehäuse eingeschlossen sind, und
Pig. 11 ein Punktionsschaltbild der elektronischen Uhr mit
Einrichtungen zum Kompensieren der Frequenzänderung des Zeitbezugssignals mit der Temperatur unter Verwendung
von zwei Schwingungen, die von dem Bezugsoszillator erhalten werden und die unterschiedliche
Schwingungsarten haben.
In den Pig. 1 und 2 bezeichnen 11 einen Zeitbezugssignalgenerator,
12 einen Zeitzähleinheitsignalgenerator, 13 eine Zeitzählvorrichtung zum Halten einer Zeit unter Verwendung
eines ZeitZähleinheitsignals, 14 eine Vorrichtung zum
Anzeigen der gehaltenen Zeit, 15 einen Temperatursignalgenerator
und 16 einen Temperaturkompensationssignalgenerator.
Der Temperatursignalgenerator 15 enthält einen Oszillator mit Temperaturfühlung und vorgegebener Temperatur-Frequenzkennlinie,
wobei das Frequenzänderungsmaß der Temperatur-Fr
equenzkennlinie im allgemeinen größer als das des Zeitbezugsignalgenerators 11 ist.
Das Ausgangssignal des Temperatursignalgenerators 15 hat
ein großes Änderungsmaß der Temperatur-Frequenzkennlinie, so daß die Umgebungstemperatur leicht bestimmt
werden kann, indem die Frequenz gemessen wird, und demgemäß kann das Ausgangssignal des Temperatursignalgenerators 15
für das Temperatursignal gehalten werden. In Fig. 1 ist das Signalübertragungssystem weggelassen, jedoch ist dieses notwendig,
um die Frequenz oder das Zeitsignal, das als Standard verwendet wird, zu erhalten, um die Frequenz oder eine
periodische Zeit zu messen, wobei das Signal von der Zeitzählvorrichtung 13 oder das temperaturkompensierte Zeitbezugssignal
in der Vorrichtung 13 als Grundlage der Frequenzmessung zweckmäßig ist.
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Wenn z.B. das Maß der Frequenzänderung mit der
—5 Temperatur des Kristalloszillators etwa 10 ^ beträgt und
das Maß des Ausgangs signals des {Demperatursignalgenerators
15 etwa 10 beträgt, dann kann die Frequenz
des Ausgangssignals des Temperatursignalgenerators 15 mit geringerem Fehler gemessen werden, indem die Resonanzfrequenz
als Grundlage verwendet wird. Alternativ kann als Grundlage ein Signal von dem getrennten Kristalloszillator
oder ein Signal verwendet werden, das mit einer elektrischen Welle ausgesandt wird.
Gemäß Fig. 1 wird das Ausgangssignal des Temperatursignalgenerators
15 dem Temperaturkompensationsignalgenerator als Frequenzsignal mit vorbestimmter Temperaturkennlinie
zugeführt.
Der Temperaturkompensationssignalgenerator 16 arbeitet in
der Weise, daß er das Signal von dem Temperatursignalgenerator 15 in ein Signal in der Form zum Kompensieren
der Temperaturkennlinie der Ausgangsfrequenz des Zeitbezugssignalgenerators
11 in Übereinstimmung mit der Frequenz des Temperatursignals umzusetzt und dieses wenigstens zu einer
der folgenden Einrichtungen auszusendet., nämlich dem Zeitbezugssignalgenerator 11, dem Zeitzähleinheitsignalgenerator
12 und der Zeitzählvorrichtung 13.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2 wird ein Temperatursignal erhalten, und zwar entweder eine Frequenz entsprechend der
Differenz zwischen der Frequenz des Ausgangssignals von wenigstens einer der folgenden Einrichtungen, nämlich
dem Zeitbezugssignalgenerator 21, dem Zeitzähleinheitssignalgenerator
22 und der Zeitzählvorrichtung 23, und der Frequenz des Ausgangssignals von dem Temperatursignalgenerator
25 durch Mischen der Signale in dem Temperaturkompensationsignalgenerator 24, oder eine Zahl, die unter
Verwendung des Endes der Zahlen gegeben ist, die durch Zählen der Zahl der Impulse des Ausgangssignals von dem
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Temperatursignalgenerator innerhalb der Zeiteinheit erhalten wird, die durch das Zeitbezugssignal bestimmt wird.
Das vorstehende Verfahren, bei dem die Differenz der
Prequenzwerte verwendet wird, und das Verfahren, bei dem das Ende der Zahlen durch den Überlauf eines Zählers
aufgenommen wird, verbessert die Analysierfähigkeit bei der Temperaturbestimmung.
Das durch eines der vorstehend erwähnten Verfahren vorbereitete Signal wird in ein Signal umgesetzt, das die
Temperaturkennlinie der Ausgangsfrequenz des Zeitbezugssignalgenerators
21 kompensieren kann,und wird zu wenigstens einer der folgenden Einrichtungen ausgesandt, nämlich
dem Zeitbezugssignalgenerator 21, dem Zeitzähleinheit
Signalgenerator 22 und der Zeitzählvorrichtung 23 wie
im Falle der I1Ig. 1. Mit 24 ist eine Zeitanzeigevorrichtung
bezeichnet.
Pig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Systems der Erfindung, das dem in den Pig. 1 und 2 gezeigten System mit
der Ausnahme gleichartig ist, daß der Temperaturkompensationsignalgenerator weggelassen ist. Bei dem System
wird die Temperaturkennlinie der Ausgangsfrequenz des Zeitbezugssignalgenerators 31 kompensiert, indem die
Ausgangsfrequenz eines Temperatursignalgeneratore 35 zu
wenigstens einer der folgenden Einrichtungen ausgesandt wird, nämlich dem Zeitbezugssignalgenerator 31» dem
Zeitzähleinheitsignalgenerator 32 und der Zeitzählvorrichtung 33. Mit 34· ist eine Zeitanzeigevorrichtung bezeichnet.
Pig. 4(A) zeigt ein System zum Erzeugen eines Temperatursignals
unter Verwendung einer Kombination eines Verstärkers mit einem positiven Verstärkungsgrad und eines
Bandpaßfilters. Pig. 4(D) zeigt ein PiIter mit einem
Bandpaßfilter, Widerständen und Kondensatoren.
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Ein solches Filter kann eine Spule oder ein mechanisches
Resonanzelement, wie ein, keramisches Filter, und einen elektromechanischen Übertrager aufweisen. Pig. 4-(B)
zeigt einen Oszillator mit einer Schwingungsfrequenz von etwa dem Doppelten der Verschiebungszeit und mit einem
Verstärker mit negativem Verstärkungsgrad und einem Verschiebungselement. Pig. 4-(E) zeigt eine Schaltung
eines Tiefpaßfilters.
Pig. 4(C) zeigt einen Oszillator mit einem Verstärker mit
positiver Rückkopplung als Abstimmverstärker, der die Komponenten mit der besonderen Prequenz eliminieren kann
und eine negative Rückkopplung bei der anderen Prequenz als die oben erwähnte mittels eines Filters abgeben kann,
von denen eines der Schaltung in Pig. 4(P) gezeigt ist.
Mit einem der in den Pig. 4(A), 4(B) und 4(C) gezeigten
Oszillator ist tatsächlich der Schwingungszustand sichergestellt.
Wenn ein Oszillator mit einem großen Änderungsmaß der Temperatur-Frequenz-Kennlinie erhalten werden soll,
können ein oder·mehrere Elemente, welche die Resonanzfrequenz des in den Pig. 4(A), 4(B) oder 4(C) gezeigten
Oszillators bestimmen, wie ein Widerstand, ein Kondensator oder eine Reaktanz, durch ein Element ersetzt werden,
dessen Kennlinie sich mit der Temperatur ändert. Wenn z.B.
einer der Widerstände durch einen Thermistor oder Posistor ersetzt wird, wird ein Oszillator, der als Temperatur-1
Signalgenerator wirkt, aufgebaut. Wenn des weiteren einer der Widerstände durch einen variablen Widerstand ersetzt
wird, kann die Temperaturkennlinie eingestellt werden. Dies gilt auch für den Ersatz eines Kondensators.
Bei den in den Pig. 4(D), 4(E) und 4(P) gezeigten Systemen
können zusammengesetzte Elemente, wie ein in Pig. 4(G) gezeigtes Verteilungsverzögerungselement oder ein in Pig.4(H)
gezeigtes Verteilungsgrenzfilter einzeln oder in Kombination mit einem Element zur TemperaturbeStimmung verwendet
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werden. Alternativ ist es auch möglich, eine digitale
Verzögerungsvorrichtung oder eine Filtervorrichtung mit einem logischen Kreis zu verwenden.
Kreise zum Ausführen einer Frequenzaddition und -subtraktion
sind jeweils in den Fig.5 und 6 gezeigt.
Pig. 5(Α) zeigt ein Exklusiv-ODER-Tor oder einen logischen
MICHT-Kreis, das/der genau zwei Signale mit Frequenzen
von jeweils f1 und f2 addieren kann, es sei denn, daß
die Ränder der Signale einander überlappen.
Ein bei der Addition auftretender Fehler würde nach der Wahrscheinlichkeit im Verhältnis zu den hinzuzufügenden
Signalen sehr klein sein und ist deshalb vernachlässigbar.
Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung wirkt in der Weise, daß sie zwei Signale mit den Frequenzwerten 2f1 und £2 addiert,
nachdem die Wellenform und -anordnung in Verbindung mit
der Phase durch einen logischen Kreis regeneriert worden ist. Die Schaltung kann die Genauigkeit der Addition im
Vergleich .zu der in Fig. 5(A) gezeigten Schaltung aufgrund der Regelung der Phase der· addierten Signale durch
den logischen Kreis verbessern.
Fig. 6 zeigt eine Schaltung zum Erzeugen eines Differenzsignals f2-f1 aus den beiden Signalen mit den jeweiligen
Frequenzwerten f1 und f2. Das Differenzsignal f2-f1 kann auch erhalten werden, indem die Frequenzwerte f1 und f2
in einem Zähler getrennt gezählt werden und indem dann die Differenz zwischen den beiden gezählten Werten zu der
gewünschten Zeit abgenommen wird. In diesem Falle wird die Information über die Frequenzdifferenz mit einer konstanten
Zeiteinstellung erhalten, so daß es erforderlich wird, die Information kontinuierlich über eine Speichervorrichtung
zu machen, falls die Differenz kontinuierlich erforderlich ist.
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Alternativ kann das Ausgangssignal zu jeder Zeit erhalten werden, wenn die Differenz in einem Zähler den vorbestimmten
Wert erreicht.
In einer einfacheren Weise kann der Differenzwert oder
dessen integrierter Wert erhalten werden, indem ein Aufwärtsund
Abwärtszähler verwendet wird, der so betätigt wird, daß ein Signal zum Aufwärtszählen und das andere
Signal zum Abwärtszählen verwendet wird, wobei der gezählte Wert ausgelesen wird, indem der Zähler umgeschaltet
oder zurückgestellt wird. Ein gleichartiger Wert kann auch erhalten werden, indem ein Aufwärtszähler verwendet wird
und indem der Zähler in konstanten Intervallen abgelesen oder zurückgestellt wird. Die Frequenzdifferenz in der
Größenordnung von 1x1 Cr zwischen den beiden Signalen mit den Frequenzwerten f1 und f2 kann z.B. erhalten werden,
indem der gezählte Wert der Frequenz f1 jedesmal ausgelesen wird, wenn der gezählte Wert 1000 oder 10000 erreicht.
Zähler mit einer geringen Kapazität können aufgrund der Tatsache verwendet werden, daß der Differenzwert am Ende
des gezählten Wertes erscheint, was ein Überlaufen der höheren Ziffern ermöglicht.
Pig. 7 zeigt eine elektronische Uhr mit einer Temperaturkompensationsvorrichtung
für einen Zeitbezugssignalgenerator,
der aus einem Tempefatursignalgenerator, einem
Frequenzzähler und einem damit verbundenen Teiler besteht, der einen Kristalloszillator 71 als Zeitbezugssignalgenerator,
einen Frequenzzähler 72, einen Oszillator 75 als Temperatureignalgenerator, einen Zeitzähleinheitsignalgenerator
74» eine Zeitzählvorrichtung 75, eine Zeitanzeigevorrichtung
76, eine Betätigungsvorrichtung 77 und Teiler
enthält.
Das System ist in der Form eines C/MOS-IO oder eines zusammengesetzten
Kreises eines G/MOS-IC und anderer elektronischer
Teile aufgebaut, wobei das Verhältnis zwischen den Temperaturkoeffizienten der jeweiligen Oszillatoren 71 und 73 größer
als 1 ist.
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Die Ausgangssignale von den Oszillatoren 71 und 73 werden
einer Frequenzteilung in den jeweiligen Teilern 78 und einer Frequenzaddition in dem Zähler 72 unterworfen, um
die Minimumeinheit der Zeitzählung in dem Zeitzähleinheitssignalgenerator
74 zu zählen. Die Information in dem Generator 74 wird auf der Anzeigevorrichtung 76 als gehaltene
Zeit angezeigt.
Der Oszillator 73 wirkt derart, daß die Schwingung-durch
das Ausgangssignal der Steuervorrichtung 79 entsprechend
den Signalen von der Zeitzählvorrichtung 75 und dem Zeitzähleinheitsignalgenerätor
74 gesteuert wird.
Die Steuervorrichtung 74 ist so vorgesehen, daß der Anstieg der verbrauchten elektrischen Energie durch die Wirkung
des Oszillators 73 eliminiert wird und daß das Maß des Temperaturkompensationsvorgangs oder der Zeiteinstellung
gesteuert wird, jedoch ist dies in einigen Fällen nicht notwendig.
Pig. 8 zeigt ein System zum Eliminieren des Anstiegs des Verbrauchs von elektrischer Energie durch die Wirkung des
Oszillators 73 und zum Steuern des Maßes des Temperaturkompensationsvorganges oder der Zeiteinstellung, wobei
81 einen ZeitbezugsSignalgenerator, 82 einen
Zeitzähleinheitsignalgenerätor, 83 eine Zeitzählvorrichtung, 84 eine Zeitanzeigevorrichtung, 85 eine Zeiteinstellsteuervorrichtung,
86 einen Temperatursignalgenerator, 87 einen
Speicher und 88 eine Frequenzänderungsvorrichtung bezeichnen.
Bei dör oben beschriebenen Ausführungeform enthält der
Temperatursignalgenerator 86 einen Oszillator, der die Frequenz in einem weiteren Bereich mit der Temperatur
ändert.
Die Zeiteinstellsteuervorrichtung 85 dient dazu, den Start-
und Stoppvorgang des Temperatursignalgenerators 86 zur Erzeugung einer intermittierenden Betriebsweise zu steuern.
Die Vorrichtung 85 wirkt auch in der Weise, daß der Anstieg
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des Verbrauchs der elektrischen Energie durch die Betätigung des Oszillators 73 eliminiert wird und daß das Maß
des Temperaturkompensationsvorgangs oder die Zeiteinstellung gesteuert wird. Die Steuerung der Zeiteinstellung ·
wird ausgeführt, indem als Eingang die Signale von dem Zeitzähleinheitsignalgenerator 82 und der Zeitzählvorrichtung
83 verwendet werden;
Das Temperatur signal,· das intermittierend von dem Temperatursignalgenerator
86 erhalten wird, wird dem Speicher zugeführt und darin bis zur nächsten Zeitsteuerung gespeichert.
Das gespeicherte Temperatursignal wird dann der
Frequenzänderungsvorrichtung 88 zugeführt und zum Kompensieren
der frequenzänderung verwendet, die durch die Temperaturkennlinie
der Zeitbezugssignalfrequenz verursacht wird
. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems unter ■Verwendung
eines Kristalloszillators als Temperatursignalgenerator,
wobei 91 einen Oszillator als Zeitbezugssignalgenerator und 92 einen Oszillator als Temperatursignalgenerator
bezeichnen, wobei ein Kristalloszillator mit einer Temperatur-Frequenzkennlinie, die von der Kennlinie
des Kristalloszillators 93 in dem Oszillator 91 verschieden ist, verwendet wird. Die Oszillatoren 91 und
erzeugen intermittierend Ausgangssignale aufgrund der
Steuerung der Zeitzählvorrichtung 912, wie unten beschrieben
wird.
In Fig. 9 bezeichnen 95 einen Teiler zum Teilen der Schwingungsfrequenz
des Oszillators, der auch weggelassen werden kann, und 96 einen Temperaturkompensationsignalgenerator
mit einem Zähler 97» einem Speicher 98 und einem Umsetzer 99· Der Zähler 97 wirkt derart, daß das Ausgangssignal von
der Zeitzählvorrichtung 912, die unten beschrieben wird,
mit dem Ausgangssignal des Teilers 95 oder des Oszillators 92,
wenn der Teiler 95 weggelassen wird, z.B. in der Weise verglichen wird, daß der Zähler 97 die Ausgangsfrequenz
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von dem Teiler 95 innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode zählt, in der das Ausgangssignal von der Zeitzählvorrichtung
zugeführt wird.
Das Ergebnis der Zählung wird in dem Speicher 98 gespeichert. Die in dem Speicher 98 gespeicherte Information
hängt von der Temperaturänderung, d.h. der Information bezüglich der Temperatur, ab. Der Speicher 98 wird durch
das Ausgangssignal von der Zeitzählvorrichtung 912 derart gesteuert, daß eine Information gehalten wird, bis
die folgende Information zugeführt wird. Der Umsetzer 99 erzeugt ein Temperaturkompensationssignal unter Verwendung
des Ausgangssignals des Speichers 98 in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Kennlinie entsprechend der Temperatur-Frequenz-Kennlinie
des Oszillators 91. Ein Exklusiv-ODER-Tor
910 addiert die Ausgangssignale von dem Oszillator 91 und dem Umsetzer 99 und ein Zeitzähleinheitsignalgenerator
911 bereitet ein ZeitZähleinheitsignal vor, indem die
Ausgangsfrequenz des Exklusiv-ODER-Tors geteilt wird. 912
bezeichnet des weiteren die Zeitzählvorrichtung, die ein
Signal vorbereitet, das zum Anzeigen der Zeit unter Verwendung des Signals von dem Zeitzähleinheitsignalgenerator
911 erforderlich ist. 913 ist eine Anzeigevorrichtung, welche die Zeit entsprechend dem Ausgangssignal von der
Zeitzählvorrichtung 912 anzeigen kann.
Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, ändert sich die Resonanzfrequenz des Oszillators 91 als Zeitbezugssignalgenerator
mit der Temperatur, wobei das Signal dem Exklusiv-ODER-Tor zugeführt wird. Andererseits ändert sich auch
die Ausgangsfrequenz des Oszillators 92 als Temperatursignalgenerator mit der Temperatur, so daß das Ausgangssignal
des Zählers 97 gegenüber der Zeit unterschiedlich ist, bevor sich die Umgebungstemperatur ändert, und sich das
Ausgangssignal des Speichers 98 ändert. Das Ausgangssignal
des Umsetzers 99» das geändert wird, 'Wird demgemäß dem Exklusiv-ODER-Tor 910 zugeführt, wodurch das
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Ausgangssignal des Oszillators 91 kompensiert wird. Das Ausgangssignal mit einer konstanten Frequenz wird nämlich
erhalten, auch wenn sich die Umgebungstemperatur ändert.
Die in Pig. 9 gezeigte Ausführungsform ist so aufgebaut,
daß die Frequenzänderung mit der Temperatur des Oszillators 91 kompensiert wird, indem dem Exklusiv-ODER-Tor
das Signal von dem Umsetzer 99 zusammen mit dem Signal von dem Oszillator 91 zugeführt wird, jedoch ist es auch möglich,
einen solchen Aufbau zu wählen, daß die konstante Schwingungsfrequenz des Oszillators 91 gegenüber einer
Temperaturänderung aufrechterhalten wird, indem das Signal von dem Umsetzer. 99 dem Oszillator 91 zugeführt wird.
In Pig.-10. ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher der
Kristalloszillator 93 des Oszillators 91 und der Kristalloszillator 94 des Oszillators 92 in einem Gehäuse 95
eingeschlossen sind. In diesem Pail wird die Temperaturkompensation aufgrund der Tatsache stabiler ausgeführt,
daß beide Kristalloszillatoren 93 und 94 sich unter gleichen Bedingungen befinden. Die Anordnung kann des
weiteren in ihrer Abmessung kleiner gemacht werden und ist wirtschaftlich vorteilhaft, da es nur notwendig ist, ein
einzelnes Gehäuse zu verwenden.
Pig. 11 zeigt eine weitere Anordnung nach der Erfindung, bei der die Temperaturkompensation ausgeführt wird, indem
zwei Ausgangssignale mit voneinander verschiedenen Sehwingungsarten
abgenommen werden, die in dem Zeitbezugssignalgenerator und dem Temperatureignalgenerator verwendet werden.
Zwei Schwingungsarten von dem Bezugsoszillator 111 werden jeweils einem Paar Oszillatoren 112 und 113 zugeführt und
der Oszillator 113 wird derart gesteuert, daß er intermittierend durch die Zeitzählvorrichtung 116 schwingt. Ein
Zähler 118 wird gleichartig dem Oszillator 113 durch die Zeitzählvorrichtung 116 gesteuert und .zurückgestellt, wenn
das Ausgangssignal des Oszillators 113 stabil wird, und
zählt die Eingangsfrequenz innerhalb der vorbestimmten
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Zeitperiode. Der resultierende gezählte Wert, welcher der Temperatur entspricht, wird in einen Speicher 116 geschrieben,
der die geschriebene Information speichern kann, bis eine neue Information zugeführt wird. Der Signalumsetzer
120 erzeugt ein Temperaturkompensationsignal unter Verwendung des Ausgangesignäls des Speichers 119 in Übereinstimmung
mit der vorbestimmten Kennlinie entsprechend der Temperatur-Frequenzkennlinie des Zeitbezugssignals.
Eine Frequenzänderungsvorrichtung 114 erzeugt nötigenfalls
ein Signal, das verwendet wird, um ein ZeitZähleinheitsignal
in der Vorrichtung 115 zu erhalten, indem das Zeitbezugssignal
von dem ZeitbezugsSignalgenerator mit dem Oszillator
112 in Übereinstimmung mit dem Signal von dem Zeitzähleinheit
signalgenerator 115 über die Zeitzählvorrichtung
116 kompensiert wird. Die Zeitzählvorrichtung 116 hält des weiteren die gezählte Zeit in Übereinstimmung mit
dem Zeitzähleinheitsignalgenerator 115 und eine Anzeigevorrichtung 117 zeigt die Zeit an. Es ist möglich, eine
Anordnung zu bilden, bei der die Punktion der Frequenzänderungsvorrichtung
111 dem Zeitzähleinheitsignal 115 oder der Zeitzählvorrichtung 116 selbst gegeben wird.
Der Zähler 118 kann'durch Einschalten·eines Flip-Flops
in mehreren Stufen gebildet werden, wenn er im Überlaufbetrieb verwendet wird. Der Umsetzer 120 kann durch einen
Mikroprogramm-Speicher ("ROM" genannt) ausgeführt werden, bei dem ".Codes geschrieben werden, um eine Kompensation der
Temperaturkennlinie des Bezugaoszillators zu erzeugen.
Alternativ kann eine Kombination von Toren anstelle des ROM verwendet werden.
Gemäß der Erfindung können Wechsel oder Änderungen der Zeitbezugssignalfrequenz
mit der Temperatur stabil während einer langen Zeitdauer kompensiert werden unä das System kann auch
als IO ohne Oszillatoren aufgebaut werden, was es ermöglicht, eine sehr genaue elektronische Uhr zu schaffen, die geringe
Abmessungen hat.
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Claims (10)
1. Elektronische Uhr, gekennzeichnet durch einen Zeitbezugssignalgenerator,
durch Einrichtungen zum Erzeugen eines Zeitzähleinheitsignals in Übereinstimmung mit dem
Ausgangssignal des Zeitbezugssignalgenerators, durch eine
Zeitzählvorrichtung zum Halten der Zeit unter Verwendung
des Zeitzähleinheitsignals, durch eine Anzeigevorrichtung
zum Anzeigen der in der Zeitzählvorrichtung gehaltenen Zeit,
durch einen Temperatursignalgenerator, der ein Signal mit einer Frequenz erzeugt, die sich mit der Temperatur ändert,
und durch Einrichtungen zum Kompensieren der Temperatur-Frequenz-Kennlinie
des Zeitbezugssignals in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Temperatursignalgenerators.
2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursignalerzeugungseinrichtung so
aufgebaut ist, daß ihr Ausgangssignal wenigstens einer der
folgenden Vorrichtungen zugeführt wird, nämlich dem Zeitbezugs·
signalgenerator, den Zeitzähleinheitsignalerzeugungseinrich-"tungen
und der Zeitzählvorrichtung, wodurch die Temperatur-Prequenz-Kennlinie
des Zeitbezugssignals kompensiert wird.
3. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Temperaturkompensationsignalgenerator zum Umsetzen
des Ausgangssignals des Temperatursignalgenerators in ein Signal, das wenigstens einer der folgenden Vorrichtungen
zugeführt wird, nämlich dem Zeitbezugssignalgenerator, den Zeitzähleinheitsignalerzeugungseinrichtungen und der Zeitzählvorrichtung
.
4. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch. Einrichtungen zum Erzeugen eines Temperatursignals von
wenigstens einem der Ausgangssignale von dem Zeitbezugssignalgenerator, den Zeitzähleinheitsignalerzeugungseinrichtungen
und der Zeitzählvorrichtung aus dem Ausgangssignal von dem'Temperatursignalgenerator.
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5. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Erzeugen eines Temperatursignals aus
wenigstens einem der Ausgangssignale von dem Zeitbezugssignalgenerator,
den Zeitzähleinheitsignalerzeugungseinrichtungen und der Zeitzählvorrichtung und aus dem Ausgangssignal
von dem Temperatursignalgenerator und durch
einen Temperaturkompensationsignalgenerator zum Umsetzen des Teraperatursignals in ein Temperaturkompensationssignal,
das zum Kompensieren der Temperatur-Frequenz-Kennlinie
des Zeitbezugssignals verwendet wird, wobei das Temperaturkompensationsignal
wenigstens einer der folgenden Vorrichtungen zugeführt wird, nämlich dem Zeitbezugssignalgenerator,
den Zeitzähleinheitsignalerzeugungseinrichtungen und der Zeitzählvorrichtung.
6. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursignalgenerator Einrichtungen zum Bestimmen
der Zeitsteuerung enthält, um intermittierend das Temperatursignal in Übereinstimmung mit wenigstens einem der
Ausgangssignale von dem Zeitbezugssignalgenerator, den Zeitzähleinheitsignalerzeugungseinrichtungen und der Zeitzählvorrichtung
zu erzeugen.
7. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursignalgenerator Einrichtungen zum Bestimmen
der Zeitsteuerung enthält, um intermittierend das Temperatursignal in Übereinstimmung mit wenigstens einem der
Ausgangssignale von dem Zeitbezugssignalgenerator, den
Zeitzähleinheitsignalerzeugungseinrichtungen und der Zeitzählvorrichtung zu erzeugen, und des weiteren einen Speicher
zum Speichern des Temperatursignals, bis das folgende Signal zugeführt wird, enthält.
8. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Einrichtungen zum Erzeugen eines Temperatursignals aus zwei Signalen mit voneinander unterschiedlichen Schwingungsarten, die von dem Zeitbezugssignalgenerator erhalten werden.
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9. Elektronische Uhr, gekennzeichnet durch einen Zeitbezugs
Signalgenerator mit einem ersten Kristalloszillator, durch einen Temperatursignalgenerator mit einem zweiten
Kristalloszillator, durch einen Temperaturkompensationssignalgenerator
zum Vorbereiten eines Temperaturkompen»-'
sationssignals durch Vergleichen des Ausgangssignals des
zweiten Kristalloszillators oder dessen geteilten Signals mit dem Ausgangssignal der Zeitzählvorrichtung, wodurch
die Temperatur-Prequenz-Kennlinie des ersten Kriställoszillators
in Übereinstimmung mit dem Temperaturkompensationssignal
kompensiert wird.
10. Elektronische Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kristalloszillator und der zweite
Kristalloszillator in einem gemeinsamen Gehäuse eingeschlossen sind.
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Leerseite
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48119605A JPS5071362A (de) | 1973-10-24 | 1973-10-24 | |
| JP12199473A JPS5073673A (de) | 1973-10-30 | 1973-10-30 | |
| JP48128549A JPS5757674B2 (de) | 1973-11-15 | 1973-11-15 | |
| JP48132379A JPS5840155B2 (ja) | 1973-11-26 | 1973-11-26 | デンシドケイ |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2450348A1 true DE2450348A1 (de) | 1975-05-07 |
| DE2450348B2 DE2450348B2 (de) | 1980-03-20 |
| DE2450348C3 DE2450348C3 (de) | 1980-12-11 |
Family
ID=27470610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2450348A Expired DE2450348C3 (de) | 1973-10-24 | 1974-10-23 | Elektronische Uhr |
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| Country | Link |
|---|---|
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| DE (1) | DE2450348C3 (de) |
| FR (1) | FR2249377B1 (de) |
| GB (1) | GB1481336A (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2900925A1 (de) * | 1978-01-11 | 1979-08-30 | Citizen Watch Co Ltd | Elektronische uhr |
| DE102019212669A1 (de) * | 2019-08-23 | 2021-02-25 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Synchronisation von zumindest zwei Kommunikationsvorrichtungen, Kommunikationsvorrichtung, Fahrzeug und Kommunikationssystem |
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| FR2552954B1 (fr) * | 1983-10-04 | 1985-11-08 | Cepe | Composant pour oscillateur compense en temperature et oscillateur le comprenant |
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- 1974-10-14 GB GB44376/74A patent/GB1481336A/en not_active Expired
- 1974-10-23 DE DE2450348A patent/DE2450348C3/de not_active Expired
- 1974-10-24 CH CH1425274A patent/CH615559GA3/xx unknown
- 1974-10-24 FR FR7435682A patent/FR2249377B1/fr not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH615559GA3 (en) | 1980-02-15 |
| FR2249377B1 (de) | 1977-07-08 |
| FR2249377A1 (de) | 1975-05-23 |
| GB1481336A (en) | 1977-07-27 |
| CH615559B (de) | |
| DE2450348C3 (de) | 1980-12-11 |
| DE2450348B2 (de) | 1980-03-20 |
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