DE2525288C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur automatischen Regulierung einer elektronischen Hauptuhr - Google Patents

Description

des Schieberegisters (ff 3) als auch der Eingang fu den Regulierimpuls (gl, g2) zugeführt und übe Koinzidenzglieder miteinander vergleichbar sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zu automatischen Regulierung einer elektronischei Hauptuhr mittels Reguliertmpulsen einer übergeordne ten Hauptuhr, wobei in der nachgeordneten Hauptuh jeweils Torzeiten erzeugt werden, innerhalb derer di< Regulierimpulse empfangen und zur Gleichstellunj ausgewertet werden, sowie eine Schaltungsanordnunj zur Durchführung dieses Verfahrens.

Um eine Hauptuhr zu einer anderen übergeordnetei Hauptuhr in Gleichlauf zu halten, ist es bereits bekannt in der nachgeordneten Hauptuhr einen Vergleichst puls zu erzeugen, ihn mit dem Regulierimpuls der über geordneten Hauptuhr zu vergleichen und entsprechenc der zeitlichen Reihenfolge dieser beiden Impulse eine positive oder negative Korrektur vorzunehmen (DT-AS 16 73 782 ). Andererseits wurde auch bereit: vorgeschlagen, mit dem Regulierimpuls einer Zentral hauptuhr oder eines Zeitzeichens eine direkte Gleich stellung der nachgeordneten Hauptuhr vorzunehmen. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, bestimmte Tor zeiten festzulegen, innerhalb derer ein Regulierimpuls empfangen werden kann. Wäre dies nicht der Fall, so könnte leicht durch Störimpulse eine falsche Regulierung der nachgeordneten Hauptuhr eintreten. Bei die sen bekannten Verfahren sind jedoch relativ aufwendi ge Schaltungen nötig, um den Vergleichsimpuls bzw die Torzeiten zu erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Erzeugung von Torzeiten für den Empfang von Regulierimpulsen in einfacher \Veise zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß die> von einem Frequenzgenerator über Frequenzteilung erzeugten Zeitimpulse der nachgeordneten Hauptuhr durch eine vor der letzten Teilung vorgenommene Invertierung einen Verlauf erhalten und durch eine nachfolgende Verzögerungseinrichtung wieder verzögert werden, wobei durch Abgriff des voreilenden und des verzögerten Zeitimpulses Torzeiten für den Empfang der Regulierimpulse gewonnen werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der ohnehin vorhandene Teiler für die Zeitimpulse gleichzeitig für die Erzeugung der Torzeit mit herangezogen, so daß der Schaltungsaufwand sehr gering gehalten werden kann. Die Verzögerung der Zeitimpulse erfolgt zweckmäßigerweise in mehreren Stufen in einem Schieberegister, wobei an einer mittleren Stufe der zeitgenaue Fortstellimpuls für die Nebenuhren und die Torzeit zwischen einer vorhergehenden und einer nachfolgenden Stufe des Schieberegisters abgegriffen wird.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Regulierung enthält gewöhnlich einen Frequenzgenerator und einen mindestens zweistufigen Frequenzteiler, wobei der letzten Teilerstufe ein Inverter vorgeschaltet und ein mehrstufiges Schieberegister nachgeschaltet ist. Die Ausgänge verschiedener Stufen des Schieberegisters können über Koinzidenzglieder zur Erzeugung eines Torsignals geführt werden. Dieses Torsignal wird dann zweckmäßigerwei-

se zusammen mit den von der Hauptuhr kommenden Regulierimpulsen über weitere Koinzidenzglieder zur Rückstellung der Teiler und des Schieberegisters verwendet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Torzeitsignal auch zum definierten Anhalten der zu regulierenden Hauptuhr nach e;yem schnellen Vorlauf verwendet werden. Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, daß eine der Teilerstufen in mindestens zwei Stufen unterteilt ist von denen eine durch Setzen einer Nachstelleinrichtung umgehbar ist. Wird diese Nachstelleinrichtung, beispielsweise in Form eines Speichers, gesetzt, so durchläuft das Signal des Frequenzgenerators nicht mehr alle Teilerstufen, so daß die Uhr mit höherer Geschwindigkeit vorläuft. Mit dem Torzeitsignal kann dieser Vorlauf unterbrochen werden, so daß die Uhr genau zu einem definierten Zeitpunkt, also beispielsweise zur vollen Minute, stillgesetzt wird und mit dem nächsten Gleichstellimpuls wieder in Normalbetrieb übergeht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Torzeitsignal auch zum Umschalten auf Reservebetrieb verwendet werden. Eine mitlaufende Hauptuhr, die von einer übergeordneten Hauptuhr in Gleichlauf gehalten wird, kann damit sofort den Betrieb der Uhrenanlage übernehmen, wenn der ordentliche Minutenimpuls ausbleibt. Zu diesem Zweck ist es lediglich erforderlich, den gespeicherten Regulierimpuls mit dem Ausgang des Schieberegisters zu vergleichen. Läuft die Torzeit ab, ohne daß ein Gleichstellimpuls eintrifft, dünn ergeben sich an der Vergleichseinrichtung unterschiedliche Phasenlagen; daraus kann ein Umschaltbefehl auf die Reservehauptuhr abgeleitet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Ton.eit zur Aufnahme eines Regulierimpulses von einer übergeordneten Hauptuhr,

F i g. 2 ein Zeitdiagramm für den Signalverlauf in Fig. 1,

F i g. 3 eine Schaltungsanordnung zur Nachlaufsteuerung einer Hauptuhr und

F i g. 4 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Umschaltbefehls für Reservebetrieb.

Die F i g. 1 zeigt die Schaltung einer elektronischen Hauptuhr nit einem Schwingungsgenerator FG, dessen Frequenz mit einem Teiler 71 elektronisch auf 0,5 Hz für Sekundenimpulse heruntergeteilt wird. Das bedeutet, daß die Nebenuhren bei jedem Phasenwechsel um eine Sekunde weitergeschaltet werden. An den Teiler 71 schließt sich ein Teiler Tl mit dem Teilungsverhältnis 60:1 an, der die Minutenimpulse (1/120Hz) erzeugt. Dieser Teiler ΤΊ wird über den Inverter NX angesteuert, so daß der Minutenimpuls um eine Sekunde voreilt. Durch ein nachgeschaltetes Schieberegister mit den Kippgliedern FFl, FF2 und FF 3 wird dieser Vorlauf wieder ausgeglichen. Im vorliegenden Fall wird das Schieberegister mit einem 2-Hz-Schiebetakt angesteuert, so daß der Minutenimpuls bei jeder Stufe um 0,5 see. verzögert wird. Nach der zweiten Stufe (FF2) ist also der richtige Minutenimpuls für die Nebenuhren abgreifbar. An den Ausgängen von FFl und FF3 läßt sich über die Koinzidenzglieder ND 2 und ND3 zu jeder vollen Minute eine Torzeit von ±0,5 see. ableiten. Diese Torzeit, die in a und b anliegt, wird über die Negationsglieder Λ/2 und N3 den NAND-Gattem yVDl und ND 4 zugeleitet. Während der Torzeit werden die an den Eingängen g 1 und g2 eintreffenden Gleichstellimpulse angenommen, damit werden die Teiler TX und T2 über das NAND-Glied ND5 auf 0 gesetzt. Gleichzeitig wird auch das Schieberegister in seine Ausgangsposition zurückgesetzt

In der F i g. 2 ist in einem Zeitdiagramm der Signalverlauf in F i g. 1 dargestellt. Das Signal /1 ist das Ausgangssignal des Teilers TX mit einer Frequenz von 0,5 Hz (Sekundentakt). Über den Inverter N X erscheint der umgekehrte Sekundentakt π 1, mit dem der Teiler T2 angesteuert wird. Der Minutenimpuls /2 bzw. /2' am Ausgang des Teilers 7"2 eilt um eine Sekunde vor, und er wird dann in den folgenden Kippgliedern FFl, FF2 und FF3 des Schieberegisters jeweils um eine halbe Sekunde verzögert. Durch Abgriff der Signale ff X bzw. ff X' und ff 3 bzw. ff3' wird über die Koinzidenzglieder ND 2 und ND 3 die Torzeit zt von einer Sekunde gebildet; s'.e beginnt bei 59,5 see. Trifft nun beispielsweise über gX ein Gleichstellimpuls zur Zeit ι ein, so werden die Teiler Tt und T2 auf 0 gesetzt; ebenso werden die Kippglieder des Schieberegisters umgeschaltet. Mit der Nullstellung beim Eintreffen des Gleichstellimpulses beginnt also in der Hauptuhr die neue Minute zu laufen (/ U).

F i g. 3 zeigt eine Weiterbildung der Schaltung von F i g. 1 zum Zweck einer einfachen Nachstellung der Hauptuhr. Der Teiler TX ist in zwei Stufen 7"Il mit einem Teilungsverhältnis von 2 :1 und 7Ί2 mit einem Teilungsverhältnis von η: 1 aufgeteilt. Bei Normalbetrieb wird die Ursprungsfreqnenz /vom Frequenzgenerator FG mit dem Teilungsverhältnis 2 η ■. 1 aufgeteilt. Bei Normalbetrieb wird die Ursprungsfrequenz / vom Frequenzgenerator FC mit dem Teilungsverhältnis 2n:l auf 0,5 Hz heruntergeteilt. Die Gaiter ND XX und ND 14 sind frei, das Gatter ND13 ist gesperrt. Wird nun der Speicher SPX mit der Taste B gesetzt, so schließt das Gatter NDXX, während das Gatter ND13 frei wird. Dadurch wird die Teilerstufe ΠΙ umgangen und der Teiler 7"I teilt nur noch η: 1, so daß sich die Ausgangsfrequenz von 0,5 Hz auf 1 Hz verdoppelt. Die Uhr läuft mit doppelter Geschwindigkeit vor, bis das Tor von F i g. 1 über a oder b ein Signal abgibt, welches über ND 16 und ND 15 das Gatter ND14 sperrt. Die Eingangs- und damit auch die Ausgangsfrequenz wird damit zu 0. Die Uhr bleibt 0,5 see. vor dem nächsten Minutenimpuls mit geöffnetem Tor stehen und wartet den nächsten Gleichstellimpuls ab. Trifft dieser ein, so wird die Uhr gleichgestellt, das Torsignal an a oder b beendet und der Speicher SP X über den Anschluß R (siehe auch Fig. 1) zurückgesetzt. Damit ist der Normalbetrieb wieder hergestellt; das Gatter ND15 sperrt die später eintreffenden Torsignale ab.

Hauptuhren, die in Bereitschaft betrieben werden, können durch eine einfache Ergänzung so ausgebildet werden, daß sie von einer übergeordneten Hauptuhr in Gleichlauf gehalten werden und bereits 0,5 see. nach Ausbleiben des ordentlichen Miriutenimpulses den Betrieb der Uhrenanlage übernehmen. Die F i g. 4 zeigt das Schieberegister mit der Torschaltung von Fig. 1, wobei die über das Tor eintreffenden Gleichstellimpulse gX, g2 zusätzlich einem Speicher SP2 zugeführt werden, dessen Phasenlage am Ausgang mit der letzten Stufe des Schieberegisters verglichen wird. Dies geschieht über die Koinzidenzglieder ND21, ND22 und ND 23. Läuft die Torzeit ab, ohne daß ein Gleichstellimpuls eintrifft, dann ergeben sich unterschiedliche Phasenlagen und an ND 23 wird ein Umschaltbefehl üb erzeugt. Damit wird die in Bereitschaft betriebene

Reservehauptuhr sofort in Betrieb genommen. Trifft der Gleichstellimpuls dagegen zeitgerecht ein, dann werden Speicher und Schieberegister in die gleiche Lage gesetzt und es kommt zu keinem Umschaltbefehlt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

U7ftft

Claims (9)

Patentansprüche: 25

1. Verfahren zur automatischen Regulierung einer elektronischen Hauptuhr mittels Regulierimpulsen einer übergeordneten Hauptuhr, wobei in der nachgeordneten Hauptuhr jeweils Torzeiten erzeugt werden, innerhalb derer die Regulierimpulse empfangen und zur Gleichstellung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Frequenzgenerator fFG^ über Frequenzteilung (Fl, Tl) erzeugten Zeitimpulse der nachgeordneten Hauptuhr durch eine vor der letzten Teilung (Γ2) vorgenommene Invertierung (Nl) einen Vorlauf erhalten und durch eine nachfolgende Verzögerungseinrichtung (FFl, FF2, FF3) wieder verzögert werden, wobei durch Abgriff der voreilenden und der verzögerten Zeitimpulse Torzeiten für den Empfang der Regulierimpulse gewonnen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der vorlaufenden Zeitimpulse über ein mehrstufiges Schieberegister (FFl, FF2. FF3) erfolgt, wobei der richtige Zeitimpuls an einer mittleren Stufe (FF2) und das Torzeitsignal zwischen einer vorhergehenden (FFl) und einer nachfolgenden Stufe (FF3) des Schieberegisters abgegriffen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Torzeitsignal zum definierten Anhalten der zu regulierenden Hauptuhr nach einem schnellen Vorlauf verwendet wird (F i g. 3).

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der übergeordneten Hauptuhr ankommenden Regulierimpulse (g 1, gl) einem Speicher (SPT) zugeführt werden, dessen Phasenlage mit dem Ausgang der Verzögerungseinrichtung verglichen wird, und daß bei Nichteintreffen eines Regulierimpulses während der Torzeit ein Umschaltbefehl zu einer in Bereitschaft gehaltenen Reservehauptuhr erzeugt wird.

5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, mit einem Frequenzgenerator und einem mindestens zweistufigen Frequenzteiler, dadurch gekennzeichnet, daß der letzten Teilerstufe (F2) ein Inverter (N 1) vorgeschaltet und ein mehrstufiges Schieberegister (FFl, FF2, FF3) nachgeschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge verschiedener Stufen des Schieberegisters über Koinzidenzglieder (ND2, ND3) und deren Ausgänge zusammen mit den Eingängen für die Gleichstellimpulse (gl, g2) über weitere Koinzidenzglieder (NDi, ND4) den Teilern (Fl. Γ2) und dem Schieberegister (FFl, FF2, FF3) zugeführt werden.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Teilerstufen (Fl) in mindestens zwei Stufen (FIl, F12) unterteilt ist, von denen eine Stufe (FIl) durch Setzen eines Nachstellspeichers (5Pl) umgehbar ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachstellspeicher (SPl) mit dem Ausgang des Schieberegisters (R) verbunden ist und von dort aus rücksetzbar ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, welcher sowohl der Ausgang 288