DE2505458A1 - Elektronische uhr - Google Patents
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Description
Elektronische Uhr
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine elektronische Zeitmeßanordnung und insbesondere auf einen einzigen Ring
aus einzelnen Sichtanzeigeelementen, die zur Anzeige der Zeitabschnitte Stunden, Minuten und Sekunden selektiv betätigt
werden.
Elektronische Uhren mit Leuchtdioden (LED) sind in der Technik bekannt. In den USA-Patentschriften 3 754 392
und 3 757 551 sind elektronische Uhren beschrieben, die Anzeigen aus 27 in zwei konzentrischen Kreisen angeordnete
Leuchtdioden zur Stunden -, Minuten- und Sekundenanzeige aufweisen. Zur Einbeziehung von komplementären MOS-Bauelementen
(CMOS -Bauelementen), die mit niedriger Energie arbeiten ,in ein zwei Spannungswerte aufweisendes Versorgungssystem, bei dem die niedrigere Spannung an Hochfrequenz-Bauelemente
angelegt wird, ist eine mit NAND-Schaltüngen
Schw/Ba
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aufgebaute Logik verwendet worden. Der Arbeitszyklus der Anzeige wird mit Hilfe einer Treiberschaltung dadurch
gesteuert, daß maximal drei Dioden zu jeder gegebenen Sekunde impulsförmig angesteuert werden.
Auch elektronische Uhren mit Digitalanzeigen, die den Ablesewert in arabischen oder römischen Ziffern
angeben, und unter Verwendung von Leuchtdioden oder Flüssigkristallelementen arbeiten, sind in der Technik
bereits bekannt.
Es ist anerkannt, daß digitale Anzeigen eine präzise Angabe der Zeit liefern. Dies geschieht auf eine Weise,
die auf Seiten des Benutzers ein beträchtliches Kopfrechnen erfordern kann. Im Gegensatz dazu dienen die
Zeiger einer herkömmlichen Uhr häufig als einfache Form eines Rechners, der eine einfache Berechnung der seit
einem bestimmten Ereignis verstrichenen Zeit oder der bis zum Eintreten eines Ereignisses noch verbleibenden
Zeit gestattet. Diese Vorliebe für die Möglichkeit des schnellen Erfassens ist das Ergebnis der langen Erfahrung
mit herkömmlichen Uhrziffer-Blättern.
Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Zeitanzeige, die die präzise Erkennungsmöglichkeit der Digitalanzeige
mit der schnellen Korrelationsmöglichkeit mit Ereignissen kombiniert, die herkömmliche Anzeigen aufweisen.
Ferner betrifft die Erfindung die Reduzierung der Betriebsenergie im Vergleich zia elektromechanischen Uhren oder
elektronischen Uhren mit einer digitalen Anzeige. Bei elektronischen Uhren mit Digitalanzeige müssen viele
Bauelemente zur Erzielung einer äquivalenten Anzeige ständig erregt werden. Elektromechanische Uhren mit
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herkömmlichen Anzeigen erfordern Energie zum Antreiben der
Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger.
Bei Anwendung der Erfindung müssen zu einem gegebenen Zeitpunkt
zur Anzeige der Stunde, der Minute und der Sekunde maximal drei Leuchtdioden erregt werden.
Nach der Erfindung sind mehrere einzelne Sichtanzeigeeleniente
in einem einzigen Kreis angeordnet. Elemente wie Leuchtdioden oder Flüssigkristallanzeigeelemente werden zur Anzeige der
Stunde, der Minute und der Sekunde selektiv erregt. Die gerade vorliegende Stunde wird durch kontinuierliche Erregung an
der entsprechenden Stelle angezeigt. Die Stundenstelle wird zur nächsten Stundenstelle weitergeechaltet, wenn ein Minutenanzeiger
zur Position 12.00 Uhr weiterschaltet. Minuten werden durch ein Element angezeigt, das mit einer Frequenz
blinkt, die größer als 1 Hz ist. Sekunden werden mit einem kontinuierlich erregten Element angezeigt, das sich
um den Kreis in Intervallen von 1 Sekunde vorwärts bewegt. Somit kann ein einziger Ring aus Elementen zur Anzeige der
Stunden, Minuten und Sekunden verwendet werden. Wenn sich diß Minuten- und Stundenanzeige an der gleichen Stelle befinden,
dann können sowohl das Stundenelement als auch ein unmittelbar benachbartes Element gleichzeitig blinken*-"
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein Stundenanzeiger geschaffen wird, bei dem sich die
Stelle eines Elements alle 12 Minuten weiterbewegt, damit sich eine vertrautere Positionsanzeige ergibt.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß eine Koinzidenzanzeige von Stunden und Minuten vorgesehen wird, bei der
'die Elemente zu beiden Seiten des Stundenanzegers blinken.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:
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Fig.1 und 2 ein schematisches elektrisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig.3 und 4 ein schematisches elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung mit einem
weitergeschalteten Stundenanzeiger mit einer anderen Stunden-, Minuten-Koinzidenzanzeige,
Fig.5 eine Schaltungsanordnung mit Flüssigkristallanzeigelementen
und
Fig.6 eine Steueranordnung zur Erzeugung einer Anzeige
mit variabler Farbe.
Fig. 1 und 2:
In der Ausführungsform von Fig.1 und 2 besteht das wesentliche Element des Zifferblatts 126 der Uhr
aus einem Ring aus Leuchtdioden 127, 131 usw. 60 Dioden sind in dem Ring als ein einziger Kreis gebildet.
Die Erfindung umfaßt geeignete Steuerschaltungen zur selektiven Erregung der Dioden in dem einzigen Ring,
damit die drei Größen Stunden, Minuten und Sekunden in einer \-e±se angezeigt werden können, die leicht
interpretiert werden kann und wenig Verwirrung stiftet. Zur Erzeugung von Impulsen in einer Folge von einem
Impuls .pro Sekunde und in einer Folge von zwei Impulsen pro Sekunde wird eine geeignete Zeitsteuerquelle verwendet.
Das Signal mit einem Impuls pro Sekunde wird zum V/eiterschalten des Sekundenanzeigers verwendet. Das Signal
mit zwei Impulsen pro Sekunde wird zur Erregung des Minutenanzeigers verwendet. Der Stundenanzeiger bleibt
ständig erleuchtet.
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Wie in Fig.1 dargestellt ist, ist die Zeitsteuerquelle
für eine nicht tragbare Einheit, die mit Kleinleistungs-TTL-Schaltungen
arbeitet, die 60-Hz-Stromversorgung, die über einen Stecker 1 an die Einheit angeschlossen ist;
der Stecker 1 ist über einen Transformator 3 mit einem Vollweggleichrichter 6 verbunden.
In tragbaren Uhren, beispielsweise in Taschen- oder Armbanduhren kann ein von einer-Batterie gespeister Quarzoszillator
mit einer Zählerkette zur Erzielung der 1-Hz- und 2-Hz-Bezugsfrequenzen für ein mit CMOS-Bauelementen
oder mit Injektionslogik arbeitendes System verwendet werden.
Der Vollweggleichrichter 6 istmit einer Klemme 16 eiies Kondensators 13 und mit einem Eingang eines 5-Völt~
Reglers 7 verbunden, der die 5-Volt-Quelle bildet, auf
die in der gesamten Beschreibung Bezug genommen wird. Die zweite Klemme des Kondensators 13 liegt an Masse.
Der Verbindungspunkt 17 des Vollweggleichrichters liegt ebenfalls an Masse.
Der Vollweggleichrichter 6 ist mit einem Schmitt-Trigger über einen Widerstand 11 verbunden. Der Schmitt-Trigger
dient dazu, 60 Rechteckimpulse pro Sekunde an dsrLeitung
38 zu erzeugen. Genauer gesagt ist der Widerstand 11 mit beiden Eingängen einer NAND-Schaltung 18 verbunden. Der
Ausgang einer NAND-Schaltung 19 ist mit dem Eingang Ain
eines Zählers 23 und über einen Widerstand 20 mit dem Eingang der NAND-Schaltung 18 verbunden, der über einen
Widerstand 12 an Masse liegt. Der Ausgang der NAND-Schaltung 18 ist mit einem.Eingang der NAND-Schaltung 19 verbunden.
Der zweite Eingang der NAND-Schaltung 19 wird von einem
Oszillator 22 gespeist, der wahlweise zum Stellen der Uhr
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verwendet wird. Der Oszillator 22 ist ein Unijunction-Oszillator,
Er enthält die einem Unijunction-Transistor 33 zugeordneten Schaltungen und einen Transistor 34.
Der Emitter des Unijunction-Transistors 33 steht über einen Widerstand 31 mit einem Schalter 30 in Verbindung.
Ein Widerstand 29 führt zu einer Klemme eines Schalters 28. Ein Kondensator 35 führt vom Emitter des- Unijunction-Transistors
33 nach Masse. Die zweite Klemme des Schalters ist mit der zweiten Klemme des Schalters 30 und mit
der Basis 2 des Unijunction-Transistors 33 verbunden. Ein Widerstand 32 führt v.Qm Kollektor des Transistors 34
zum Eingang der NAND-Schaltung 19. Der Widerstand 36
verbindet die Basis 1 des Unijunction-Transistors 33 und die Basis des Transistors 34 mit Masse. Der Emitter
des Transistors 34 liegt ebenfalls an Masse.
Das Schließen des Schalters 30 dient dazu, ein Ausgangssignal für die NAND-Schaltung 19 zu erzeugen, die das
Stellen des Stundenaazeigers auf dem Zifferblatt 126
ermöglicht. Das Schließen des Schalters 28 erzeugt ein Signal zum Stellen des Minutenanzeigers.
Das Ausgangssignal an der Leitung 38 gelangt dann zu einer Reihe von Zählern 23 , 24, 40, 43, 44, 45 und 46. Der
Zähler 23 hat den Teilerfaktor 6. Der Zähler 24 ist eine Einheit mit Doppelfunktion, die ein Ausgangssignal mit
dem Teilerfaktor 10 und dem TeilerfaktoF 5 liefert. Der Ausgang A des Zählers 24 liefert ein Signal mit einem
Impuls pro Sekunde . Der Ausgang D gibi; ein Signal mit
zwei Impulsen pro Sekunde ab. Der Zähler 40 hat den Teilerfaktor 10. Der Zähler 43 hat den Teilerfaktor 6. Der
Ausgang C des Zählers 43 liefert ein Signal mit einem Impuls pro Minute. Der Zähler 44 hat den Teilerfaktor
Der Zähler 45 hat den Teilerfaktor 6, wobei sein Ausgang C
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ein Signal mit einem Impuls pro Stunde abgibt. Der Zähler hat den Teilerfaktor 12.
Der Zähler 23 ist ein aus vier Flipflops aufgebauter Zähler. Der Ausgang A des Zählers 23 ist mit dem Eingang BD (Takteingang)
des zweiten und vierten Flipflops verbunden. Der Ausgang B ist an der Klemme RO1 angeschlossen. Der
Ausgang C ist mit der Klemme R02 und mit dem Eingang BD des Zählers 24 verbunden. Die RO-Anschlüsse ergeben einen
Nullstellzustand.
Die Anschlüsse R9 des Zählers 23 sind über die Leitung mit den vier R-Anschlüssen des Zählers 24 und mit Masse
verbunden. Die R9-Anschlüsse ergeben einen 9-Stell-Zustand.
Der Ausgang D des Zählers 24 ist mit seinem Eingang Ain und mit den Eingängen B1 und B2 einer monostabilen Kippschaltung
25 verbunden. Der Ausgang A des Zählers 24 ist mit dem Eingang A des Zählers 40 verbunden.
Die Kippschaltung 25 ist eine monostabile' Kippschaltung,
die den Arbeitszyklus der Minutenanzeige-Leuchtdioden steuert. Die Eingänge A1 und A2 der Kippschaltung 25
liegen an Masse. Der Anschluß G1 ist über einen Widerstand 27 mit einer +5-Volt-Quelle und mit einer Klemme
eines Kondensators 26 verbunden. Der Anschluß G2 ist mit
der zweiten Klemme des Kondensators 26 verbunden. Der Ausgang Q der Kippschaltung 25 steht über die Leitung 21
mit einem Eingang von NAND-Schaltungen 75 und 77 in Verbindung, und der Ausgang Q ist mit einem Eingang
einer NAND-Schaltung 42 verbunden, die ihrerseits über eine Leitung 99 mit der Katode der Diode 100
von Fig.2 verbunden ist.
Der Zähler 40 dient dazu, für jeweils 10 Eingangsimpulse einen Ausgangsimpuls zu erzeugen. Der Ausgang A des
Zählers 40 ist mit dem Eingang BD und über eine Leitung 61 a
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mit dem Eingang B1 eines Multiplexers 62 von Fig.2
verbunden. Der Multiplexer 62 ist eine Quad-2-Eingabeeinheit.D'ie Eingänge RO und R9 des Zählers 40 sind
zusammen mit den R9-Anschlüssen des Zählers 43, den Anschlüssen RO und R9 des Zählers 44 und den R9-Anschlüssen
des Zählers 45 an eine gemeinsame Masseschien 59 angeschlossen. Die Ausgänge B und C des
Zählers 40 sind über Leitungen 61 bzw. 60 mit den Eingängen B2 und B3 des Multiplexers 62 verbunden.
Der Ausgang D des Zählers 40 ist mit dem Eingang Ain des Zählers 43 und über eine Leitung 63 mit dem Eingang
B4 desMultiplexers 62 verbunden.
Der Zähler 43 erzeugt für jeweils 6 Eingangsimpulse einen Ausgangsimpuls.Der Ausgang A des Zählers 43 ist
mit dem Eingangsanschluß BD und über eine Leitung 64 mit dem Eingang 1C1 eines Doppel-Vierfacheingangs-Multiplexers
57 verbunden. Der Ausgang B des Zählers 43 ist mit dem Anschluß R01 des Zählers verbunden, und er führt über
eine Leitung 65 zum 2C1-Eingang des Multiplexers 57.
Der Ausgang C des Zählers 43 ist mit dem Anschluß R02
verbunden, und er führt über eine Leitung 66 zum Anschluß Ain des Zählers 44 und zum Anschluß 1C1
eines Doppel-Vierfacheingang-Multiplexers 58.
Der Zähler 44 erzeugt für jeweils 10 Eingangsimpulse einen
Ausgangsimpuls.Der Ausgang A des Zählers 44 ist mit dem
Eingangsanschluß BD und mit der Leitung 67 verbunden.Die
Leitung 67 führt zu einer Leitung 217, die bei einem Eingang einer NAND-Schaltung 68 endet, und sie führt
ferner zu einer Leitung 217, die bei einem Eingang der NOR-Schaltung 69 endet. Die Leitung 67 führt
außerdem zu einem Eingang einer Antivalenz-Schaltung Der Ausgang B des Zählers 44 ist über eine Leitung 71 und
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und einen Negator 72 mit einer Leitung 211 verbunden,
die bei einem Eingang der NAND-Schaltung 68 endet. Die Leitung 71 führt auch zu einer Leitung 216, die
bei einem Eingang der NOR-Schaltung 69 endet. Die Leitung 71 ist ferner am Eingang A2 des Multiplexers
angeschlossen.
Der Ausgang C des Zählers 44 ist über die' Leitungen und 212 mit einem Eingang der NAMD-Schaltung 68 und
über die Leitungen 73 und 215 mit einem Eingang der NOR-Schaltung 69 verbunden. Die Leitung 73 führt auch über
einen Negator 74 zu einem Eingang einer NAND-Schaltung
Der Ausgang D des Zählers 44 ist am Eingang Ain des Zählers 45 angeschlossen, und er führt über eine Leitung 76 und
eine Leitung 214 zu einem Eingang der NOR-Schaltung Die Leitung 76 ist über einen Negator 78 mit einem Eingang
einer NAND-Schaltung 77 und über eine Leitung 213 mit
einem Eingang der NAND-Schaltung 68 verbunden.
Der Zähler 45 erzeugt für jeweils 6 Eingangsimpulse .
einen Ausgangsimpuls.Der Ausgang A des Zählers 45 ist mit dem Eingang BD verbunden, und er' ist über die Leitung
79 mit dem Eingang 1CO desMultiplexers 57 sowie mit
der Leitung 82 verbunden. Die Leitung 82 führt zu einem Eingang einer Antivalenz-Schaltung 87.
Der Ausgang B des Zählers 45 ist mit dem Anschluß RO1
und über die Leitung 80 mit dem Eingang 2CO des Multiplexers 57 verbunden. Die Leitung 83 führt zu einem
Eingang der Antivalenz-Schaltung 86.
Der Ausgang C des Zählers 45 ist an den Anschluß R02 und über die Leitung 81 mit dem Eingang 1CO des Multiplexers
58 verbunden. Die Leitung 81 führt zum Eingang Ain
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des Zählers 46 und über die Leitung 84 zu einem Eingang einer Antivalenz-Schaltung 85.
Der Zähler 46 erzeugt für jeweils 12 Eingangsirapulse einen Ausgangsimpuls.Der Ausgang A des Zählers 46 ist mit dem
Eingang BD verbunden, und er steht über die Leitung 88 und den Negator'89 mit einem Eingang einer NAND-Schaltung
in Verbindung. Die Leitung 88 ist mit einem Eingang einer NAIID-Schaltung 90, mit einem Eingang einer NAND-Schaltung
und mit einem Eingang einer Antivalenz-Schaltung 92 verbunden.
Der Ausgang B des Zählers 46 ist am Eingang 1C2 des Multiplexers
87 und an einem Eingang der Antivalenz-Schaltung angeschlossen.
Der Ausgang C des Zählers 46 ist mit dem Anschluß R02,
mit dem Eingang 2C2 des Multiplexers 57 und über die Leitung 16O mit einem Eingang der Antivalenz-Schaltung 86
verbunden.
Der Ausgang D des Zählers 46 ist mit dem Anschluß R01
des Zählers, mit dem Eingang 1C2 des Multiplexers 58
und über die Leitung 159 mit einem Eingang der Antivalenz-Schaltung 85 verbunden.
Die Anschlüsse G1 und G2 des Multiplexers 57 liegen ebenso
wie die Anschlüsse G1 und G2 des: Multiplexers 58 an Masse.
Die Ausgänge Y1 und Y2 des Multiplexers 57 und der Ausgang Y1 des Multiplexers 58 sind über Leitungen 156, 157 bzw.
158 mit den Eingängen A, B bzw. C eines Sektordecodierers von Fig.2 verbunden.
Ein in Fig.2 dargestellter Koinzidenzkomparator 85 empfängt
über die zur NAND-Schaltung 68 und zur NOR-Schaltung 69
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führenden Leitungen 210 bis 217 Eingangsimpulse. Die Ausgänge der NAND-Schaltung 68 und der NOR-Schaltung
sind mit einem Eingang der NAND-Schaltungen 90bzw. 93 verbunden. Die Ausgänge der NAND-Schaltungen 90 und
93 liegen über den Widerstand 96 gemeinsam an der +5V-Quelle
sowie an einem Eingang der Antivalenz-Schaltung 92. Die Ausgänge der Antivalenz-Schaltungen 85, 86, 87
und 92 sind jeweils mit einem Eingang einer Antivalenzschaltung 97 verbunden. Der Ausgang der .Antivalenz-Schaltung
97 ist über die Leitung 98 mit einem Eingang der NAND-Schaltung 42 und mit einem Eingang der Antivalenzschaltung
70 von Fig.1 verbunden. Der Ausgang der NAND-Schaltung 62 steht über die Leitung 99 mit der Katode
der Diode 100 von Fig.2 in Verbindung. Die Anode der Diode 100 ist mit der Anode der Diode 102, über den
Widerstand 101 mit der +5V-Quelle und mit den NAND-Schaltungen 94 und 91 verbunden. Der Ausgang der NAND-Schaltung
91 ist am zweiten Eingang der NAND-Schaltung
94 angeschlossen; ferner ist er über den Widerstand mit der +5V-Quelle und mit dem Ausgang Y5 des Stellendecodierers
106 verbunden. Der Ausgang der NAND-Schaltung 94 ist mit dem Ausgang YO des Stellendecodierers 106
verbunden.
Ein freilaufender Kippgenerator 50 speist einen 3-Zustands-Zähler
49 mit einer Frequenz von etwa 1000 Hz. Der Kippgenerator 50 enthält eine als Schmitt-Trigger wirkende
NAND-Schaltung 51, einen Widerstand 107 und einen Kondensator 52. Der Ausgang der NAND-Schaltung 51 ist mit dem
Widerstand 107, mit der NAND-Schaltung 53 und mit den
Takteingängen der JK-Flipflops 47 und 48 verbunden. Der
Widerstand 107 ist an die vier Eingänge der NAND-Schaltung 51 und an eine Klemme des Kondensators 52 angeschlossen.
Die andere Klemme des Kondensators 52
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liegt an Masse. Der Ausgang der NAND-Schaltung 53 ist
mit dem Takteingang D des Decodierers 111 verbunden.
Der 3-Zustands-Zähler 49 enthält die JK-Flipflops 47
und 48. Der Eingang K des Flipflops 47 ist über einen Widerstand 54 mit der +5V-Quelle, mit den Löscheingängen
der Flipflops 47 und 48 und mit dem Eingang K des Flipflops 48 verbunden. Der Eingang J des Flipflops 47 ist am
Ausgang Q des Flipflops 48 und an einem Eingang der NAtID-Schaltung
55 angesc&ossen. Der Ausgang Q des Flipflops
ist mit dem Eingang J des Flipflops 48, über die Leitung mit einer Klemme des Schalters 109 und über die Leitung
mit den Wähleingängen A der Multiplexer 57 und 58 von
Fig.1 verbunden. Die andere Klemme des Schalters 109 liegt an Masse. Der Ausgang Q des Flipflops 47 ist mit einem
zweiten Eingang der NAND-Schaltung 55 verbunden, deren Ausgang über die Leitung 152 und den Negator 56 mit einem
Eingang jeder der NAND-Schaltungen 75 und 77 in Verbindung
steht.Der Ausgang Q des Flipflops 48 ist über die Leitung an der Katode der Diode 102 und an der. Leitung 110 sowie
über die Leitung 110 an den Wähleingängen B der Multiplexer 57 und 58 von Fig.1 angeschlossen. Die Ausgänge der
NAND-Schaltungen 75 und 77 von Fig.1 sind über die Leitungen 154 und 155 mit den Eingängen A3 bzw. A4
des Multiplexers 62 verbunden. Der Eingang S des Multiplexers 62 von Fig.2 ist mit dem Schaltarm des einpoligen
Umschalters 109 verbunden. Der Ausgang E des Multiplexers 62 liegt an Masse. Die Ausgänge Y1, Y2, Y3 und Y4 des
Multiplexers 62 sind jeweils mit den Eingängen A, B, C und D des Stellendecodierers 106 verbunden.
Die Ausgänge YO bis Y5 des Sektordecodierers 111 sind über eine Gruppe von Widerständen 125 mit den Basisanschlüssen
der Transistoren 119 bis 124 verbunden. Die
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Emitter der Transistoren 319 bis 124 sind gemeinsam
über den Widerstand 112 an die +5V-Quelle angeschlossen.
Jeder der Kollektoren der Transistoren 119 bis 124 ist jeweils an die Anoden von in einem Sektor liegenden
zehn Leuchtdioden angeschlossen, die die Leuchtdiodenanzeige 126 bilden. Die Anzeige 126 enthält in einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel sechs Sektoren aus jeweils 10 Leuchtdioden. Die Ausgänge YO bis Y9 des Decodierers
sind an die Leitungen 140 bis 149 der Anzeige 126 angeschlossen, die auf dem von der Anzeige 126 gebildeten
Zifferblatt als konzentrische Kreise dargestellt sind. Jeder konzentrische Kreis ist in jedem Sektor an jeweils
an der gleichen Stelle liegende Dioden angeschlossen. Beispielsweise ist die Katode der Leuchtdiode 127 des
Sektors 129 mit der Leitung 14O verbunden. Die Katode der Leuchtdiode 128 des Sektors 130 ist ebenfalls mit
der Leitung 140 verbunden. In gleicher Weise ist die Katode der Leuchtdiode 131 des Sektors 129 ebenso wie
die Katode der Leuchtdiode 132 des Sektors 130 mit der Leitung 141 verbunden. Die Anoden der Dioden jedes
Sektors sind gemeinsam mit dem Kollektor eines der Transistoren 119 bis 124 verbunden.
Eine weitere Energiereduzierung kann dadurch erzielt
werden, daß der Arbeitszyklus jeder Anzeigezeit herabgesetzt wird. Der Arbeitszyklus kann durch Sperren der
Anzeige für eine Zeitperiode während jedes Zustandes des Zählers 49 gesteuert werden. Der Ausgang der NAND*
Schaltung 59 von Fig.2 kann über den Negator 43 mit dem
Eingang D des Sekturdecodierers 111 verbunden sein. Wenn am Eingang D des Sektordecodierers 111 der Signalwert "1" anliegt, wird eine Codegruppe erzeugt, die
unabhängig von den Signalen an den Eingängen A, B und C alle Ausgänge sperrt. Somit wird die gesamte
Anzeige gesperrt.
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Im Betrieb liefert das über den Stecker 1 zugeführte 60-Hz-Netz
die Energie und eine Zeitbasis. Das dem Gleichrichter 6 am Schaltungspunkt 5 zugeführte Eingangssignal wird dem
Schmitt-Trigger 2.1 zugeführt. Die Widerstände 11 und 12
am Eingang der NAND-Schaltung 18 begrenzen die Eingangsspannung auf einen Wert unter 5V. Der zv/ischen dem Ausgang
der NAND-Schaltung 19 und dem Eingang der NAND_Schaltung 18
!Legende Widerstand 20 bildet eine positive Rückkopplung, damit sich eine Hysterese von etwa 300 mV ergibt. Der Schmitt-Trigger
formt das gleichgerichtete Halbwellensignal zu einer Folge von Rechteckimpülseno
Das Ausgangssignal des Oszillators 22 wird über eine ODER-Verknüpfung mit dem 60-Hz-Netzsignal in der NAND-Schaltung
verknüpft, damit zusätzliche Taktimpulse geliefert werden, wenn entweder derMinutenschalter 28 oder der Stundenschalter
30 geschlossen sind. Der Oszillator 22 stellt eine einfache Anordnung dar, mit der die Uhr zum Stellen beschleunigt
werden kann.
Der Zähler 23, der den Teilerfaktor 6 hat, erzeugt zusammen
mit dem Zähler 24, der den Teilerfaktor 10 und den Teilerfaktor 5 hat, aus der Eingangsnetzfrequenz von 60 Hz eine
Ausgangsfrequenz von 1 Hz und 2 Hz. Das am Ausgang D des Zählers 24 auftretende Ausgangssignal mit der Frequenz 2 Hz
wird den Eingängen B1 und B2 der monostabilen Kippschaltung zugeführt, die den Arbeitszyklus für das Blinken des Minutenanzeigers
steuert. Das am Ausgang A des Zählers 24 abgegebene Signal mit der Frequenz 1 Hz wird dem Eingang A des Zählers
40 von Fig.1 zugeführt., Der Zähler 40 ist ein Zähler mit dem
Teilerfaktor 10 im BCD-Format, der Sekunden zählt. Der Zähler ist ein im BCD-Format arbeitender Zähler mit dem Teilerfaktor 6,
der jeweils Zehnergruppen von Sekunden zählt. Das Ausgangs-
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signal des Zählers 43 ist ein Signal mit einem Impuls pro Minute, das dem Eingang Ain des Zählers 44 zugeführt wird.
Der Zähler 44, der die Minuten zählt, hat den Teilerfaktor 10,-Der
Zähler 45 ist ein Zähler mit dem Teilerfaktor 6, der Zehnergruppen von Minuten zählt. Sowohl der Zähler 44 als
auch der Zähler 45 arbeiten im BCD-Format. Der Zähler 46 ist ein Zähler mit dem Zählerfaktor 12, der die Stunden
zählt. Der Ausgang A des Zählers 46 ist ein Ausgangssignal mit dem Teilerfaktor 2, und seine Ausgänge B, C und D
sind so angeschlossen, daß sich ein Betrieb im BCD-Format mit dem Teilerfaktor 6 ergibt. Diese Zählerkette stellt
eine zweckmässige und wirksame Anordnung dar, mit deren Hilfe Sekunden, Minuten und Stunden in multiplexierter
Form zur Anzeige geliefert werden können.
Die integrierten Schaltungen 42, 49, 50, 53, 55, 56, 57, 58,
62, 68, 69, 70, 72, 74, 75, 77, 78 und 95 ergeben die Zeitsteuerung und die Multiplexierung, die zur Entnahme von Daten
aus den Zählern 40, 43, 44, 45 und 46 erforderlich sind, und sie wandeln diese Daten in eine verständliche Anzeige
um. Da die Sekunden-,Minuten- und Stunden-Signale drei Informationsquellen darstellen, muß die Information aus
den Zählern in multiplexierter Form zu der Leuchtdiodenanzeige übertragen werden.
Die JK-Flipf'lops 47 und 48 von Fig.2 und ihre zugehörigen
Bauelemente bilden den 3-Zustands-Zähler 49. Jeder Zustand
entspricht einer der drei darzustellenden Informationsquellen, nämlich Sekunden, Minuten oder Stunden, wie in der nachfolgenden
Tabelle I angegeben ist.
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Tabelle | I | 0.48 | Anzeige. | |
Steue rzustand | Q47 | O O 1 |
Minuten Sekunden Stunden |
|
1 2 3 |
O 1 O |
Der 3-Zustands-Zähler wird von einem freilaufenden Kippgenerator
50 angesteuert, dessen Frequenz lediglich so schnell sein muß, daß kein merkliches Blinkender
Anzeige beobachtet wird. In der bevorzugten Ausführungsform
wurde eine Frequenz von 1000 Hz verwendet.
Die Schaltungen 57 und 58 von Fig.1 sind Multiplexer,
deren Eingangssignale an die Zehnerminuten-, Zehnersekunden- und Stundenausgänge der Zähler 43, 45 und
angeschlossen sind. Beigielsweise sind die Eingänge 1C0, 1C1 und 1C2 des Multiplexers 57 jeweils mit den
Zehnerminuten-, Zehnersekunden- bzw. Stundenausgängen der Zähler verbunden. Die Eingänge 2CO, 2C1 und 2C2
des Multiplexers 57 und die Eingänge"1CO, 1C1 und 1C2 des Multiplexers 58 sind auch an die Zehnerminuten-,
Zehnersekunden- bzw. Stundenausgänge der Zähler angeschlossen.
Die Ausgänge Y1 und Y2 des Multiplexers 57 und der Ausgang Y1 des Multiplexers 58 sind mit den
Eingängen A, B bzw. C des Sektordecodierers 111 von Fig.2 verbunden, der ein 1-aus-6-Decodierer ist. Die sechs
Ausgänge des Decodiersrs 111 sind der Reihe nach an invertierende Puffertransistoren 119 bis 124 angeschlossen,
die ihrerseits jeweils mit den Anoden der Leuchtdioden der Sektoren 1 bis 6 der Anzeige 126 verbunden sind.
Da in jedem Sektor nur 2 Stunden angezeigt werden können, sind nur die drei höchstwertigen Bits des Zählers 46 (die
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Bits B, C und D)über die Multiplexer 57 und 58 an den Sektordecodierer 111 und dann an die Puffertransistoren
119 "bis 124 angeschlossen. Das niedrigstwertige Bit des Zählers 46, das Bit A, wird dazu verwendet, diejenige
Stunde innerhalb der Sektoren zu bestimmen, die adressiert werden. Beispielsweise liegen die Stundenanzeiger für
2.00 Uhr und 3.00 Uhr beide im Sektor 130. Die Zeitangabe :
2.00 Uhr wird durch die Diode 128 des Sektors 130 bezeichnet, und die Zeitangabe 3.00 Uhr wird durch die Diode 219 des
Sektors 130 bezeichnet.
Der Multiplexer 62 von Fig.2 koppelt die in BCD vorliegenden
Minuten-oder Sekunden-Daten an den Stellendecodierer von Fig«, 2, dessen Ausgange mit den Katoden der Leuchtdioden in jedem Sektor der Anzeige 126 verbunden sind.
Zur Auswahl der Katode des richtigen Stundenanzeigers wird das niedrigstwertige Bit, nämlich das Bit A des
Stundenzählers 46, durch die mit offenem Kollektor arbeitenden NAND-Schaltungen 94 unl91 zu den von
offenen Kollektoren gebildeten Ausgängen 0 und 5 des Stellendecodierers 106 durchgeschaltet.
Der Minutenanzeigezustand des Zählers 49 wird mit Hilfe
der NAND-Schaltung 55 von Fig.2 decodiert und im Negator
'56 negiert, dessen Ausgangssignal den Eingängen der
NAND-Schaltungen 75 und 77 zugeführt wird. Dies ergibt
eine einfache Anordnung zum Sperren von Ausgängen des Stellendecodierers 106 durch Erzeugung einer aus vier
Bits bestehenden Codegruppe, bei der die zwei höchstwertigen Bits den Wert "1" haben. Diese Codegruppe
ergibt Ausgangssignal des Stellendecodierers 106, die alle den Wert "1" haben. Dies ist während des
Stundenanzeigezustands von Bedeutung, wenn die Minuteneingangssignale
über den Multiplexer 62 ausgewählt werden.
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Nach Fig.2 steuern der Negator 56 und die NAND-Schaltung 55
die NAND-Schaltungen 75 und 77 derart, daß sich ein Minutenzustand "1" ergibt, der die Ausgänge des Stellendecodierers
106 sperrt. Dadurch können die Ausgangssignale der NAND-Schaltungen 94 und91 die Stundenleuchtdiode bestimmen,
die adressiert werden soll. Überdies werden den NAND-Schaltungen 75 und 77 auch Eingangssignale zugeführt, die an
der von der monostabilen Kippschaltung £5 kommenden Leitung 41 anliegen, was eine Möglichkeit bildet, die Minutenanzeige
während der Haltezeit der monostabilen Kippschaltung zu sperren, so daß sich ein mit einer Frequenz von 2Hz
blinkender Minutenanzeiger ergibt.
Der Koinzidenzkomparator 95 stellt fest, wenn sich die Minuten- und Stundenanzeiger an der gleichen Stelle
befinden. Beispielsweise ist dies bei 1.05 Uhr, 2.10 Uhr und 3.15 Uhr der Fall. Wenn dies eintritt, wird
der Stundenanzeiger in gleicherweise wie der Minutenanzeiger zum Blinken veranlaßt, indem das Signal am Ausgang Q der
monostabilen Kippschaltung 25 über die NAND-Schaltung 42 von Fig.1 zu den Stundenmultiplexier-NAND-Schaltungen 94
und 91 durchgeschaltet wird0 Wenn eine Vergleichsbedingung
eintritt, muß ferner eine dem Stundenanzeiger unmittelbar benachbarte Leuchtdiode veranlaßt werden, zu blinken, damit
die Koinzidenz der Minuten- und Stundenanzeiger angezeigt wird. Dies wird dadurch erzielt, daß in Serie mit dem
niedrigstwertigen Bit des Minutenzählers 44 eine Antivalenz-Schaltung 70 angefügt wird. Wenn ein Vergleichssignal erzeugt wird, wird somit das niedrigstwertige Bit
negiert, und es verschiebt den Minutenanzeiger um eine Stelle im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn bezüglich
des Stundenanzeigers abhängig davon, ob die Stundenzahl gerade oder ungerade ist. Wenn die Stundenzahl ungerade
ist, verschiebt sich der Minutenanzdger um eine Stelle
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gegen den Uhrzeigersinn. Wenn die Stundenzahl gerade ist,
wird der Minutenanzeiger um eine Stelle im Uhrzeigersinn verschoben. '
Fig.3 und 4 ; .. . .-
In Fig.3 und 4 ist eine AusfUhrungsform dargestellt, die
eine vertrautere Anzeige ergibt, weil der Stundenanzeiger
jeweils einmal pro 12 Minuten und nicht einmal pro Stunde weitergeschaltet wird. Wenn die Stunden- und Minutenanzeigen
zusammenfallen, dann blinken die Leuchtdioden auf beiden Seiten des Stundenanzeigers.
In Fig.3 und 4 sind die Änderungen von Fig.1 und 2
dadurch wiedergegeben, daß mehrere Baueinheiten weggelassen sind, nämlich die NAND_Schaltung 68, die NOR-Schaltung 69,
die NOR-Schaltung 97, die Antivalenz-Schaltungen 85, 86,
87 und 92, die NAND-Schaltungen 90 und 93, die NAND-Schaltungen
94 und 91> die Negatoren 89 und 72 und
der Zähler 46. Ein Fortschaltstundenanzeiger mit den
Zählern 75, 76 und 77 von Fig.3, den Komparatoren 178 und 179 und dem Multiplexer 180 von Fig.4 sind hinzugefügt
worden.
Zur Erzielung einer Koinzidenzanzeige, mit deren Hilfe die Leuchtdioden auf beiden Seiten des ^tundenanzeigers
blinken, ist Fig.1 außerdem durch Hinzufügung einer Modulo-60-BCD-Addier-und Subtrahiereinheit 201 von Fig.3 abgeänderte
Fig.2 ist außerdem durch Ändern der Beschaltung der JK-Flipflops
47 und 48 und durch Hinzufügen der NAND-Schaltungen 204, 205 und 206 sowie des Negators 203 nach Fig.4 abgeändert
worden.
Da ein Ausführungsbeispiel bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 ausführlich erläutert worden ist,
werden im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 nur die
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Änderungen bezüglich jener Figuren erläutert.
Der Zähler 175 von Fig.3 empfängt als Eingangssignal
das Minutenausgangssignal des Zählers 43 an der Leitung 66, und er erzeugt für jeweils 12 Eingangssignale ein Ausgangssignal.
Der Ausgang A des Zählers 175 ist mit seinem Anschluß BD verbunden. Der Ausgang D des Zählers 175 ist am
Eingang Ain des Zählers 176 angeschlossen.
Der Zähler 176 ist ein Zähler mit dem Tei^rfaktor 10, der
die Stundenposition innerhalb jedes Zweistundensektors der Anzeige liefert. Der Ausgang A des Zählers 176 ist mit
seinem Eingang BD und über die Leitung 172a mit dem Eingang A1 des Addierers 186 verbunden. Der Ausgang A ist auch
über die Leitung 172 mit dem Eingang A1 des Komparators 179 von Fig.4 angeschlossen. Der Ausgang B des Zählers
ist über eine Leitung 171a zum Eingang A2 des Addierers 186 und über die Leitung 171 zum Eingang B1 des Komparators
179 geführt. Der Ausgang C des Zählers 176 ist über eine Leitung 170a mit dem Eingang 3 des Addierers 186 und über
eine Leitung 170 mit dem Eingang C1 des Komparators 179 verbunden. Der Ausgang D des Zählers 176 ist mit Eingang Ain
des Zählers 177 verbunden. Der Ausgang' D führt über eine Leitung 179a auch zum Eingang A4 des Addierers 186 und
über eine Leitung 179 zumEingang D1 des Komparators 179. Die RO-Anschlüsse der Zähler 175 und 176 sind zusammen
mit den R9-Anschlüssen der Zähler 176 und·177 über die
Leitung 59 an Masse gelegt.
Der Zähler 177 hat den Teiletffaktor 6. Der Ausgang A
des Zählers 177 von Fig.3 ist mit seinem Anschluß BD verbunden ; er steht über eine Leitung 178 mit dem
Eingang A1 des Addierers 185 in Verbindung.Der Ausgang A führt über die Leitung I68a auch zum Eingang A1 des
Komparators 178 von Fig.4. Der Ausgang B des Zählers 177
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ist mit seinem Anschluß RO1 verbunden. Die Leitungen I67
und i67a verbinden den Ausgang B mit dem Eingang A2 des
Addierers 185 bzw.mit dem Eingang B1 des !Comparators 178.
Der Ausgang C des Zählers 177 ist mit seinem Anschluß R02
verbunden, und er steht über die Leitungen I66 und i66a
mit dem Eingang A3 des Addierers 185 bzw. mit dem Eingang C1
des Komparators 178 in Verbindung.
Der Komparator 178 ist einer der zwei zur Koinzidenzfeststellung vorgesehenen Komparatoren. Der Eingang A2 des
Komparators 178 von Fig.4 ist über die Leitungen 82 und 79 mit dem Ausgang A des Zählers 45 verbunden. Der Eingang
B2 des Komparators 178 steht über die Leitungen 80 und 83 mit dem Ausgang B .des Zählers 45 in Verbindung. Der Eingang C2 ist über die Leitungen 84 und 81 am Ausgang C
des Zählers 45 angeschlossen.
Der Komparator 179 ist der zweite der zur Koinzidenzfeststellung vorgesehenen Komparatoren. Die Eingänge A2, B2, C2
und D2 des Komparators 179 sind über die Leitungen 67 und 162, 71 und 163, 73 und 164 bzw. 76 und I65 mit den
Ausgängen A, B, C und D des Zählers 44 verbunden. Der Ausgang Y des Komparators 178 ist direkt am Eingang I
des Komparators 179 angeschlossen. Der Ausgang Y des Komparators 179 ist mit der Leitung 173 und über einen
Widerstand 207 mit der +5V-Quelle verbunden. Die Leitung 173 führt zur Leitung 98 von Fig.1 zu einem Negator 203
und zu einem Eingang der NAND-Schaltung 184 der modulo-6O-BCD-Addier-
und Subtrahiereinheit 201.
Die Eingänge A1, A2, A3 und A4 des Multiplexers 180 sind
direkt mit den Ausgängen Y1, Y2, Y3 bzw. Y4 des Multiplexers
62 verbunden. Die Ausgänge Y1, Y2, Y3 und Y4 des Multiplexers 180 sind an die Eingänge A, B, C bzw. D
des Stellendecodierers 106 angeschlossen. Der Wähleingang S
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des Multiplexers 180 steht über die Leitung 104 mit dem Ausgang Q des JK-Flipflops 48 in Verbindung. Die
Freigabeklemme E des Multiplexers 180 liegt an Masse.
Die modulo-60-BCD-Addier- und Subtrahiereinheit 201 von Fig.3 erhöht oder erniedrigt die Stundenposition
um 1, wenn Koinzidenz auftritt. Der Eingang A4 des Addierers 185 ist gemeinsam mit dem Eingang B4 an Masse
gelegt. Die Eingänge B1, B2 und B3 sind gemeinsam mit der Leitung 174 verbunden. Der Summenausgang 3 des
Addierers 185 ist an die UND-Schaltung 188, an den Eingang A3 des Addierers 190 und an einen Eingang der
Nand-Schaltung 208 angeschlossen. Der Summenausgang 2 des Addierers 185 ist an einen zweiten Eingang der
UND-Schaltung 188, am Eingang A2 des Addierers 190 und an einem Eingang der lAND-Schaltung 208 angeschlossen.
Der Summenausgang 1 ist mit dem Eingang A1 des Addierers 190 und mit einem Eingang der NAND-Schaltung 208 verbunden,
Die UND-Schaltung 188 steht über den Negator 187 mit den
Eingängen B2 und B1 des Multiplexers 189 in Verbindung, und sie ist direkt mit dem Eingang A2 des Multiplexers
verbunden.
Der Eingang A1 des Multiplexers 189 liegt an Masse. Der Anschluß S des Multiplexers 189 steht mit der Leitung
und mit dem Anschluß S des Multiplexers 193 in Verbindung. Der Anschluß E des Multiplexers 189 ist mit dem
Übertrageingang CO des Addierers 190, mit dem Anschluß E
des Multiplexers 193 und mit dem Ausgang der NOR-Schaltung
2 00 verbunden. Der Ausgang Y des Multiplexers 189 ist mit dem Eingang B2 des Addierers 190 verbunden, während
der Ausgang Y2 mit dem Eingang B3 des Addierers 190 verbunden ist. · ,
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Die Eingänge A4, B1 und B4 des Addierers 190 liegen gemeinsam an Masse. Der Summenausgang 3 des Addierers
ist mit dem Eingang 1C2 des Multiplexers 58 von Fig.3 verbunden. Der Summenausgang 2 des Addierers 190 ist
am Eingang 2C2 des Multiplexers 57 angeschlossen, und der Summenausgang 1 ist mit dem Eingang 1C2 des Multiplexers
57 verbunden.
Die Leitung 174 ist über den Negator 183 und die NAND-Schaltung
184 mit dem Eingang BI des Addierers 186 verbunden. Die Eingänge B2, B3 und B4 des Addierers t36
sind gemeinsam an die Leitung 174 angeschlossen. Der Übertragausgang C4 des Addierers 186 ist mit dem Eingang
des Negators 191 und mit dem Eingang B4 des Multiplexers 193 verbunden. Der Übertrageingang CO des Addierers
ist am Summenausgang 4 des Addierers 185 angeschlossen.
Der Summenausgang 4 des Addierers 186 ist mit einem Eingang der UND-Schaltung 195, mit einem Eingang der UND-Schaltung
194, mit einem Eingang der NAND-Schaltung 208 und mit
dem Eingang A4 des Addierers 197 verbunden. Der Summenausgang 3 des Addierers 186 ist am zweiten Eingang der
UND-Schaltung 194, am Eingang A3 des Addierers 197 und an einem Eingang der NAND-Schaltung 208 angeschlossen.
Der Summenausgang 2 des Addierers 186 ist mit einem zweiten Eingang der UND-Schaltung 195, mit dem Eingang A2 des Multiplexers
1.97 und mit einem Eingang der NAND-Schaltung verbunden. Der Summenausgang 1 des Addierers 186 ist mit
dem Eingang A1 des Addierers 197 und mit dem Eingang des Negators 198 verbunden. Der verbleibende Eingang der NAND-Schaltung
208 ist an die Leitung 174 angeschlossen.
Die Ausgänge der UND-tSchaltungen 194 und 195 liefern
die Eingangssignale für die NOR-Schaltung 196. Die Ausgänge
des Negators 191 und der NOR-Schaltung 196 stehen über die NAND-Schaltung 192 mit den Eingängen A1, A2 und A4 des
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Multiplexers 193 in Verbindung. Der Negator 191 ist auch an die Eingänge B1 und B3 des Multiplexers 193
angeschlossen.
Die Eingänge A3 und B2 des Multiplexers 193 liegen gemeinsam an Masse. Die Ausgänge Y1, Y2 und Y3 des
Multiplexers 193 sind mit den Eingängen B2, B3 bzw. B4 des Addieres 197 verbunden. Der Ausgang Y4 des Multiplexers
193 ist am Ubertrageingang CO des Addierers angeschlossen.
Der Eingang B1 des Addierers liegt an Masse. Die Summenausgänge 1, 2, 3 und 4 des Addierers 197 sind
an die Eingänge B1, B2, B3 bzw. B4 des Multiplexers angeschlossen. Die Ausgänge des Negators 198 und der
NAND-Schaltung 208 sind an die Eingänge der NOR-Schaltung
200 angeschlossen. Die NAND-Schaltung 208 ist über den Negator J199 auch mit dem Anschluß CO des Addierers
verbunden.
Der 3-Zustands-Zähler 49 von Fig,2 ist so abgeändert,
wie in Fig.4 angegeben ist. Die Anschlüsse J und K des JK-Flipflops 47 sind gemeinsam über den Widerstand
mit der +5V-Quelle verbunden. Der Ausgang Q des Flipflops
47 und die Eingänge J und K des Flipflops 48 sind über die Leitung 108 gemeinsam an die Leitung 174 angeschlossen.
Der Ausgang Q des Flipflops 48 ist zusätzlich zu der Verbindung mit den Leitungen 104 und 110 mit einem Eingang
der NAND-Schaltung 204 und mit einem Eingang der NAND-Schaltung 205 verbunden. Der Ausgang des Negators 203
und eine Verbindung zur Leitung 174 über die Leitung bilden zusammen die weiteren zwei Eingänge derNAND-Schaltung
204 , deren Ausgang wiederum mit einem Eingang der NAND-Schaltung 206 verbunden ist. Ein zweiter Eingang
der NAND-Schaltung 205 ist über die Leitung 99 mit dem
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Ausgang der NAND-Schaltung 42 von Fig.3 verbunden. Der
Ausgang der NAND-Schaltung 205 ist mit einem Eingang der
NAND-Schaltung 206 verbunden. Der Ausgang der NAm-Schaltwig
206 ist am Eingang D des Sektordecodierers 111 von Fig-Λ
angeschlossen.
Im Betrieb arbeitet der Zähler 175 als Zähler mit dem
Teilerfaktor 12, dessen Eingangssignal das Einminutenaus gangs signal des Zählers 43 ist. Der Zähler 175 zählt
somit 12 Minutenintervalle. Der Zähler 176 ist ein Zähler mit dem Teilerfaktor 10, der innerhalb jedes Zweistundensektors der Anzeige die Stundenposition liefert. Der
Zähler 177 ist ein Zähler mit dem Teilerfaktor 6, der den bestimmten Sektor der Anzeige festlegt, in dem
die Stunde anzuzeigen ist. Die innere Verbindung der Zähler 175, 176 und 177 mit dem Multiplexer 180 ergibt
das Fortschreiten der Stundenanzeige in Zwölfminutenabständen.
Die Komparatoren 178 und 179 ergeben die Koinzidenzfeststellung, mit der bestimmt wird, wann sich die
stunden- und Minutenanzeiger an der gleichen Stelle befinden. Dabei muß ein Vergleich zwischen jeweils
■zweiEingängen A, B, C und D jedes Komperators durchgeführt
werden, damit an der Leitung 173 ein Vergleichssignal erscheint. Die Komparatoren bestehen aus Antivalenz-Schaltungen mit offenen Kollektoren. Diese
Schaltungsänderungen ermöglichen, daß sich der Stundenanzeiger
in einer analogeren Weise von einer Stunde zur nächsten bewegt, wodurch sich eine größere Ähnlichkeit
mit einem herkömmlichen Uhrenzifferblatt mit Zeigern ergibt. . N
Die modulo-60-BCD-Addier- und Subtrahiereinheit 201, die
Änderungen des Zustands-Zählers 49 und die Eingabe in den Sektordecodierer 111 über die NAND-Schaltung 206 bilden
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die Schaltungsanordnung zur Anzeige der Koinzidenz der Minuten- und Stundenanzeiger. Wenn ein Koinzidenzfall
eintritt, blinken die Leuchtdioden auf beiden Seiten des Stundenanzeigers.
Die Addier- und Subtrahiereinheit 201 bilden eine Anordnung, mit deren Hilfe die Stundenanzeiger um eine Stelle erhöht
oder erniedrigt werden können, wenn eine Vergleichsbedingung eintritt. Die Addier- und Subtrahiereinheit ist eine herkömmliche
Vorzeichen-Größen-Schaltung zur Verarbeitung von Operationen, die nur positive Ergebnisse haben.
Der abgeänderte Zustandszähler 49 ergibt während der Vergleichs- oder Koinzidenzzeit ein . 4-Zustands-Anzeige-Signal,
wie in der Tabelle II angegeben ist.
Tabelle II | 0.48 | Anzeige | |
Steuerzustand | Q47 | O O 1 1 |
Minuten Sekunden Stunden(+1 Stunden(-1 |
1 2 3 4 |
O 1 O 1 |
||
Die Minuten und die Sekunden werden in der gleichen Weise dargestellt, wie bei der Ausführungsform der Figuren 1 und 2,
Die §tunden werden nur während des Zustands "Stunden(+1")"
angezeigt, wenn keine Koinzidenz zwischen Minuten und Stunden vorhanden ist und die Stelle "Stunden (-1)" leer
ist. Das Leertasten der Stelle "Stunden (-1)" bei Fehlen von Koinzidenz wird mittels des Negators 203 sowie
der NAND-Schaltungen 204, 205 und 206 erzeugt. Falls die Minuten und die Stunden zusammenfallen ist die Position
"Stunden (+1)" die Zeit, die sich ergibt, wenn die Leucht-
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diode an der um 1 vorwärtsbewegten Stundenposition erregt ist, und die Position "Stunden (-1)" ist die
Zeit, die dann vorliegt, wenn die Leuchtdiode an der um 1 erniedrigten Stundenposition erregt ist. Bei
Koinzidenz ,blinken die (+1)- und (-1)-Leuchtdioden.
Nach der Erfindung wird eine Uhranzeige mit in einem
einzigen Ring angeordneten Leuchtdioden geschaffen, die zur· exakten Darstellung der Zeit und zur Minimalisierung
des Energiebedarfs selektiv erregt werden.
Insbesondere sind bei einem Ausführungsbeispiel 60 Leuchtdioden
jeweils im Abstand von 6° voneinander in einem einzigen Ring so angeordnet, wie es einem herkömmlichen
Uhrzifferblatt entspricht. Die gerade vorliegende Stunde wird mittels einer kontinuierlich erregten Leuchtdiode (
angezeigt,während die Minuten dadurch angezeigt werden,
daß eine Leuchtdiode mit einer Frequenz von 2HZ blinkt.
Sekunden werden in Form einer kontinuierlich erregten Leuchtdiode angezeigt, die in Intervallen von einer Sekunde
um den Leuchtdiodenring weitergeschaltet' wird. Falls sich die Minuten- und Stundenanzeigen an der gleichen
Leuchtdiodenstelle befinden, dann blinken gleichzeitig die Stundenleuchtdiode und eine unmittelbar benachbarte
Leuchtdiode. Zu jeder gegebenen Sekunde sind maximal drei Leuchtdioden erregt.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist ein Stundenanzeiger vorgesehen, bei dem die Leuchtdiodenstelle alle 12 Minuten
weitergeschaltet wird, damit sich eine vertrautere Anzeige ergibt.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist eine Koinzidenzanzeige für Stunden und Minuten vorgesehen, bei der die Leuchtdioden zu beiden Seiten des Stundenanzeigers blinken.
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Fig.5:
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist
die von 60 Leuchtdiodenelementen gebildete Anzeige durch eine Flüssigkristallanzeige (LCD) ersetzt, damit der
Anzeigenergieverbrauch noch weiter verringert wird. Nach Fig.5 besteht eine Flüssigkristallanzeige 300
aus 60 Elementen. Sie sind in Form von sechzig radial verlaufenden Streifen allgemein in der gleichen Zusammenstellung
wie die Leuchtdioden von Fig.2 angeordnet. Die Form der einzelnen Elemente könnte quadratisch, dreieckig,
trapezförmig usw. sein, wie es gewünscht wird. Der Aufbau der Flüssigkristallanzeigen selbst ist bekannt. Die
spezielle Anordnung von Fig.5 bietet keine außergewöhnlichen Problemeo Die Elektrodenpüa tte 301 der Flüssigkristallanzeige
enthält entsprechend den Anoden der Leuchtdioden 6 Sektorelemente 311 bis 316, die an sechs Sektortreiber
321 bis 326 angeschlossen sind. Die andere Elektrodenplatte der Flüssigkristallanzeige enthält sechzig einzelne Elemente
300, wobei entsprechende Elemente in jedem Sektor miteinander verbunden sind.
Die Flüssigkristallanzeige erfordert eine mit der Anzeige kompatible erhöhteSpannung. Der Generator 330 erzeugt über
vier Spannungsvervielfachüngsstufen aus der bei der Leuchtdiodenausführung
verwendeten Quelle eine hohe Anzeigespannung. Basis-Emitter-Vorspannungswiderstände 331 biegen an jedem
Sektortreibertransistor eine Sperrvorspannung an, wenn
die Eingangssignale aus dem Sektordecodierer den Signalwert "1" haben. Der vierstufige Spannungsvervielfacher 330
ist zur Vervielfachung eines WechsaLspannungssignals zur
Erzeugung höherer Gleichspannungen bekannt. Das Eingangssignal des Vervielfachers kann ein Signal mit einer
Spannung von 3,5 bis 4 V Spitze-Spitze sein, so daß das Ausgangssignal eine Gleichspannung von 14 bis 15 V ist.
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Wenn die Anzeige eine höhere oder eine niedrigere Gleichspannung benötigt, können mehr oder weniger Stufen verwendet
werden, wie es für die Anzeige erforderlich ist.
Fig.6:
In Fig.6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Bei dieser Ausführungsform werden Leuchtdioden verwendet, die eine solche Kennlinie haben, daß
die Anzeigefarbe bei einem Durchlaßstromwert rot ist.
Bei einem bestimmten anderen Durchlaßstrom ist die Anzeigefarbe grün. Diese Anordnung ermögl icht die Anzeige der
Stunden, Minuten oder Sekunden in einer unterschiedlichen Farbe.Daraus ergibt sich eine verbesserte Ablesbarkeit
der Anzeige. Fig.6 zeigt die notwendigen änderungen von Fig.2, die eine Minutenanzeige mit unterschiedlicher Farbe
gegenüber der Stunden- und Sekundenanzeige ergeben. Dabei wird eine Erhöhung des Ansteuerstroms während der Minuten-Multiplexzeit
angewendet. Nach Fig.6 wird die Erhöhung durch Ausnutzung des Ausgangssignals der NAND-Schaltung 55
von Fig.2 bewirkt. Dieses Ausgangssignal hat während
der Minutenanzeigezeit den Wert "0". Der PNP-Transistor wird während der Minutenanzeigezeit durchgeschaltet.
Die daraus regultierende Wirkung besteht darin, daß der Widerstand 341 dem Widerstand 342 parallelgeschaltet wird,
wodurch der zu den Sektortreibern 119 bis 124 und zu
den Leuchtdioden fliessende Strom erhöht wird. Der Widerstand 342 ist so gewählt, daß er die bei niedrigerem Strom
auftretende Leuchtdiodenfarbe ergibt, während der Widerstand
341 so gewählt ist, daß die Parallelschaltung der Widerstände 341 und 342 den die zweite Farbe hervorrufenden
Stromwert ergibt. Die Anzeige entspricht sonst genau der
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in Fig.2 dargestellten Anzeige.
Die Erfindung ist hier zwar im Zusammenhang mit speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben worden, doch ist für
den Fachmann ohne weiteres erkennbar, daß im Rahmen der Erfindung auch weitere Abwandlungen möglich sind.
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Claims (21)
- Patentan s ρ r ü c heElektronische Uhr mit einer Zeitanzeige durch einzelne Siqhtanzeigelemente, gekennzeichnet durch(a) mehrere in einem einzigen Ring angeordnete einzelne Sichtanzeigeelemente und(b) eine Logikschaltung zur Erregung mehrerer Anzeigeelemente zur Anzeige von wenigstens zwei der Größen Stunden, Minuten und Sekunden mit unterschiedlichem optischen Aussehen in dem einzigen Ring.
- 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus 60 Anzeigelementen gebildet ist.
- 3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente Leuchtdioden sind.
- 4. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente Flüssigkristall-Anzeigeelemente sind.·
- 5. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum wahlweisen Erregen der Leuchtdiodenelemente zur Erzielung unterschiedlicher Farben für verschiedene Zeitanzeiger vorgesehen sind.
- 6. Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element in dem Ring, das auf Grund seiner Lage die Stunde anzeigt, derart erregt ist, daß es eine Farbe aufweist, die sich von der Farbe des Elements unterscheidet,509833/0717das die Position der Minute anzeigt.
- 7. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Position der Stunde und der Minute anzeigenden Elemente unterschiedliche Arbeitzyklen aufweisen.
- 8. Uhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die Position der Stunde anzeigende Element kontinuierlich erregt ist und daß das die Position der Minute anzeigende Element impulsweise erregt ist.
- 9. Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Minutenanzeiger mit einer Frequenz über 1 Hz impulsförmig erregt ist.
- 10. Uhr nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung die Anzeigeelemente nacheinander rund um den Ring mit einer Verschiebungsgeschwindigkeit von einem Schritt pro Sekunde erregt, so daß eine optische Positionsanzeige der Sekunde entsteht, die sich von den Stunden- und Minutenanzeigen unterscheidet.
- 11. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung die- Position des Stundenanzeigers längs des Rings für alle 12 Verschiebungen des Minutenanzeigers um ein Element weiterschaltet.
- 12. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,(a) daß .die Uhr eine Taschen-oder-Armbanduhr ist und(b) daß die Logikschaltung eine komplementäre MOS-Logik für minimalen Energieverbrauch enthält.509833/0717■ - 33 -
- 13. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,(a) daß die Uhr eine nichttragbare Uhr ist und(b) daß die Steuerschaltung TTL-Schaltungen für minimalen Energieverbrauch enthält.
- 14. Uhr nach Anspruch 1 mit einer Ansteuerschaltung zur Erzeugung einer genauen Zeitbasis, gekennzeichnet durch(a) eine erste Logikschaltung zur"Auswahl und zur kontinuierlichen Erregung eines der Anzeigeelemente zum Anzeigen der Stundenposition,(b) eine zweite Logikschaltung zum Auswählen und intermittierenden Erregen der Anzeigeelemente zum Anzeigen der Minuten und(c) eine dritte Logikschaltung zum Auswählen und kontinuierlichen Erregen eines Stromkreises für die Erregung eines der Anzeigeelemente, dessen Position sich zur Anzeige von Sekunden mit einer Geschwindigkeit von einer Position pro Sekunde um den Ring verschiebt.
- 15. Uhr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige 60 Anzeigeelemente enthält.
- 16. Uhr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente in gleichen Abständen in 6°-Intervallen und in 6 Anzeigesektoren angeordnet sind, in denen sich jeweils 10 Anzeigeelemente befinden, und daß eine Steueranordnung zum Auswählen der Sektoren für die Minimalisierung des Energieverbrauchs vorgesehen ist.
- 17. Uhr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, (a) daß die Uhr eine nichttragbare Uhr ist, und509833/0717(b) daß die Ansteuerschaltung eine Verbindung mit einer 60 Hz-Energiequelle aufweist.
- 18. Uhr nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine vierte Logikschaltung zum Weiterschalten der Stundenanzeige zur nächsten Minutenposition nach jeweils 12 Minuten.
- 19t Uhr nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine fünfte Logikschaltung zum intermittierenden Erregen von Anzeigeelementen auf beiden Seiten der Stundenanzeige zum Anzeigen einer Koinzidenz der Stunden- und Minutenpositionen.
- 20. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch(a) mehrere in einem einzigen Ring angeordnete lichtemittierende Elemente,(b) eine erste Logikschaltung zum Erregen von drei der lichtemittierenden Elemente in jeder gegebenen Sekunde zur Anzeige der Sekunden, Minuten und Stunden,(c) eine zweiteLogikschaltung zum Weiterschalten der Stundenanzeige nach jeweils 12 Minuten, und(d) eine dritte Logikschaltung zum Anzeigen der Koinzidenz der Stunden- und Minutenpositionen.
- 21. Uhr nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß 60 Elemente vorgesehen sind, die in gleichen Abständen von jeweils angeordnet sind, und daß dafür vorgesehene Steuereinrichtungen in 6 Sektoren aus jeweils 10 Elementen angeordnet sind.509833/0717
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