DE2609526B2

DE2609526B2 - Elektronische Uhr

Info

Publication number: DE2609526B2
Application number: DE2609526A
Authority: DE
Inventors: Toshio Tokio Kashio
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1975-03-08
Filing date: 1976-03-08
Publication date: 1978-05-18
Also published as: FR2331079B1; HK43283A; DE2609526A1; FR2331079A1; DE2609526C3; JPS5547717B2; US4045952A; GB1544449A; CH615315GA3; CH615315B; JPS51103476A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Uhr mit einem Taktimpulse erzeugenden Oszillator, einem Frequenzteiler zum Untersetzen der Frequenz der Taktimpulse, einer elektronischen Zähleinrichtung zum Zählen von Signalen des Frequenzteilers, einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Zeit nach Maßgabe eines Signals von der Zähleinrichtung, einer von Hand betätigbaren Schaltereinrichtung zum Einleiten einer

b5 Zeitkorrektur, einer Zeiteinstellsteuereinrichtung zum Ausführen einer Zeitkorrektur, bei der Betätigung der Schaltereinrichtung, einem Speicher zum Speichern einer auf eine Zeiteinheit bezogenen Zeitkorrekturgröße, nach der ein Fehler der Schwingfrequenz des Oszillators ausgeglichen wird, und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Untersetzungsverhältnisse? des Frequenzteilers nach Maßgabe der im Speicher gespeicherten Zeitkorrekturgröße.

Eine solche aus der DT-OS 22 19 493 bekannte elektronische Uhr weist in der Steuereinrichtung zum Steuern des Untersetzungsverhältnisses des Frequenzteilers einen Digitalvergleicher auf, der die in dem Speicher eingespeicherte feste Korrekturgröße mit den Ausgangssignalen einer Reihe von bistabilen Schaltungen vergleicht, die zu einer Kette von den Frequenzteiler bildenden bistabilen Schaltungen gehören. Der Ausgang des Digitalvergleichers ist mit einer Flip-Flop-Schaltung verbunden, die zum Sperren und Entsperren des Digitalvergleichers gesetzt und gelöscht werden kann. Das Ausgangssignal der letzten Stufe des Frequenzteilers wird nicht nur zum Verstellen der Anzeigeeinrichtung für die Zeit, also z. B. zum Weiterzählen einer die Zeit zählenden Zähleinrichtung, sondern auch gleichzeitig zum Rücksetzen der FHp-Flop-Schaltung benutzt. Das Ausgangssignal der zurückgesetzten Flip-Flop-Schaltung wird zum Entsperren des Digitalvergleichers benutzt. Dieser vergleicht daher die Ausgangssignale der ausgewählten bistabilen Schaltungen mit der im Speicher fest eingestellten Korrekturgröße beim nächsten Frequenzteilerdurchlauf. Stellt der Digitalvergleicher Übereinstimmung fest, so gibt er ein Setz-Signal an die Flip-Flop-Schaltung, die dadurch ein Ausgangssignal zum Zurücksetzen der ausgewählten bistabilen Kippstufen des Frequenzteilers und zum Sperren des Digitalvergleichers abgibt. Unmittelbar nach dem Zurücksetzen der bistabilen Kippstufen beginnt der nächste Frequenzteilerdurchlauf, der diesmal jedoch vollständig beendet wird, da der Digitalvergleicher gesperrt ist. Nach Beendigung dieses vollständigen Frequenzteilerdurchlaufes wird das Ausgangssignal der letzten bistabilen Kippstufe des Frequenzteilers der Digitalvergleicher wieder entsperrt, so daß der nächste Frequenzteilerdurchlauf wieder bei Erreichen der eingespeicherten Korrekturgröße abgebrochen wird. Bei dieser bekannten Steuereinrichtung wird also die Periodendauer eines vollständigen Frequenzteilerdurchlaufs um die Zeitdauer des jeweils nachfolgenden stark verkürzten Frequenzteilerdurchlaufs verlängert. Auf diese Weise kann am Ausgang der letzten Stufe des Frequenzteilers eine richtige Frequenz abgenommen werden, obwohl die Schwingungsfrequenz des Oszillators einen Fehler gegenüber der gewünschten Sollfrequenz hat. Da andererseits mit dieser bekannten Steuereinrichtung die tatsächliche Periodendauer für einen vollen Frequenzteilerdurchlauf nur verlängert, nicht aber verkürzt werden kann, sind mit ihr nur ein Vorgehen der Uhr bewirkende Fehler der Schwingungsfrequenz des Oszillators auszugleichen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Uhr ist, daß in den Speicher jeweils eine feste Korrekturgröße eingespeichert ist, so daß aufgrund von Alterungserscheinungen oder aber Änderungen der Umgebungstemperatur auftretende Frequenzänderungen der Schwingungen des Oszillators durch diese Korrekturgröße nicht ausgeglichen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Uhr der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß der

jeweils auftretende Anzeigefehler infolge von Änderungen der Schwingungsfrequenz des Oszillators so gering •vie möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die in dem Speicher zum Steuern des Untersetzungsverhältnisses des Frequenzteilers gespeicherte Korrekturgröße, die zu einer sogenannten automatischen Korrektur der Zeitanzeige jeweils benutzt wird, wird immer dann geändert, wenn mit Hilfe der von Hand vorzunehmenden Nachstellung der Uhr eine Zeitkorrekturgröße mit Hilfe von am Gehäuse der Uhr vorgesehenen Schaltern eingegeben wird. Um die im Speicher gespeicherte Korrekturgröße in der jeweils richtigen Weise ändern zu können, wird mit Hilfe eines Zeitintervallzählers das Zeitintervall gezählt, das zwischen der jeweils letzten und der gerade vorgenommenen Zeitkorrektur von Hand liegt Außerdem wird die bei der gegenwärtigen Zeitkorrektur von Hand eingegebene Zeitkorrekturgröße gespeichert und dann aus dem Zählerstand des Zeitintervallzählers und dieser gespeicherten Zeitkorrekturgröße ein Wert ermittelt, um den die bisher im Speicher gespeicherte Zeitkorrekturgröße zu ändern ist, damit in Zukunft ein der gerade von Hand eingegebenen Zeitkorrekturgröße entsprechender Zeitfehler nicht mehr auftritt. Auf diese Weise kann also von Hand, d. h. von jedem die Uhr benutzenden Laien, die zur sogenannten automatischen Zeitkorrektur benutzte und im Speicher der Uhr gespeicherte Korrekturgröße jeweils so geändert werden, daß der zwischen zwei von Hand vorgenommenen Nachstellungen der Uhr aufgetretene Zeitfehler für die Zukunft durch die automatische Zeitkorrektur wieder ausgeglichen wird. Daher können bei der neuen Uhr auch die durch Alterung oder Temperaturänderungen auftretenden allmählichen Änderungen der Schwingungsfrequenz des Oszillators jederzeit ausgeglichen werden, wobei selbstverständlich sowohl ein zum Vorgehen als auch ein zum Nachgehen der Uhr führender Frequenzfehler ausgeglichen werden kann, da mit den von Hand betätigbaren Schaltern die von der Anzeigeeinrichtung angezeigte Zeit der Uhr selbstverständlich in beiden Richtungen korrigiert werden kann.

Weitere, die besondere Ausbildung der neuen elektronischen Uhr betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung in Form eines Blockschaltbildes dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Eine Standard-Taktfrequenz von z. B. 32 768 Hz, die von einem Oszillator U erzeugt wird, wird an eine Frequenzteilerschaltung 12 gegeben. Ein Eingang eines UND-Gliedes 13 erhält einen Sekunden-Impuls, d.h. einen Impuls pro Sekunde, von der Frequenzteilerschaltung 12. Der andere Eingang des UND-Gliedes 13 ist mit dem Ausgang eines Inverters 40 verbunden. Wenn der Inverter kein Eingangssignal erhält, so erzeugt er ein Ausgangssignal von »1«, das das UND-Glied 13 leitend schaltet. Das zuvor erwähnte Signal mit einem Impuls pro Sekunde, das von der Frequenzteilerschaltung 12 abgegeben wird, wird über ein ODER-Glied 14 an einen bis 60 zählenden Sekunden-Zähler 15 gegeben. Ein alle Minuten von dem Zähler 16 erzeugtes Übertragssignal wird an einen bis 12 zählenden Stunden-Zähler 17 gegeben, der seinerseits ein Übertragssignal alle 12 Stunden abgibt. Wird daher ein Übertragssignal von dem Stunden-Zähler 17 zur Bezeichnung des Vormittags benutzt, so gibt das nachfolgende Übertragssignal den Nachmittag an. Ein Übertragssignal von dem Stunden-Zähler 17 wird an einen Binärzähler 18 gegeben, der seinerseits ein Übertragssignal alle 24 Stunden oder einmal am Tag

erzeugt. Das Übertragssignal von dem Binärzähler 18 wird an einen bis 7 zählenden Zähler 19 und an einen bis 31 zählenden Zähler 20 gegeben. Der vom Zähler 19 angegebene Zählerstand bezeichnet den Wochentag und der von dem Zähler 20 angegebene Zählerstand

ίο bezeichnet den Monatstag. Die die Zählerstände der Zähler 15, 16, 17, 18, 19 und 20 angebenden Signale werden an eine Anzeigeeinrichtung 10, die einen Decoder und eine Treiberschaltung umfaßt, gegeben, um die Sekunden, Minuten, Stunden, Wochentage und Monatstage entsprechend der jeweiligen Zählerstände anzuzeigen.

Die neue elektronische Uhr weist nicht nur die zuvor erwähnten prinzipiellen elektronischen Zeitzähler, sondern auch erste und zweite Zeitkorrektur-Schalter 21 und 22 auf. Der erste Schalter 21 weist einen festen Kontakt Cl zum Angeben eines Korrekturbefehls für ein Nachgehen der Uhr, einen festen Kontakt C2 zum Angeben eines Korrekturbefehls beim Vorgehen der Uhr und einen Umschalter auf, der zwischen einer neutralen Stellung A/und den festen Kontakten Cl oder C2 umzuschalten ist und sich im Ruhezustand in seiner neutralen Stellung befindet. Ein Signal von einer Speisequelle V wird je nach Schaltstellung des Umschalters an die Kontakte Cl oder Cl wahlweise gegeben. Der zweite Schalter 22 ist durch einen Arbeitskontakt gebildet, der wiederholt geöffnet und geschlossen wird, wobei die Anzahl seines Schließens z. B. die Anzahl von Sekunden angibt, um die die Zeit korrigiert werden soll, wodurch Impulse erzeugt werden, deren Anzahl einer Korrekturgröße für die Sekundenanzeige entspricht.

Die festen Kontakte CX und Cl des ersten Zeitkorrektur-Schalters 21 sind mit den Setzeingängen von Flip-Flops 23 und 24 jeweils verbunden.

Die Flip-Flops 23 oder 24 werden wahlweise in der Weise betätigt, wie der Zeitkorrektur-Schalter 21 umgeschaltet wird. Ein Setz-Ausgangssignal von dem Flip-Flop 23 wird als ein Ansteuersignal an UND-Glieder 25, 26 gegeben. Ein Setz-Ausgangssignal von dem Flip-Flop 24 wird als ein Ansteuersignal an ein UND-Glied 27 gegeben. Die Ausgangssignale von den UND-Gliedern 25, 27 werden als ein Fortschreitsignal von »—1« an einen ersten Zähler 29 über ein ODER-Glied 28 gegeben. Der erste Zähler 29 zählt in

so seinem Zählerstand um » +1« bei Erhalt eines Impulses weiter, der über ein UND-Glied 30 jedesmal dann erhalten wird, wenn der zweite Zeitkorrekturschalter 22 betätigt wird. Das UND-Glied 30 wird von einem Ausgangssignal von einem ODER-Glied 31 angesteuert, das Signale von den festen Kontakten Ci, Cl des ersten Zeitkorrektur-Schalters 21 erhält. Ein Zählsignal vom ersten Zähler 29 wird an einen nur lesenden Speicher 32 gegeben, der mit ROM abgekürzt ist. Der Zähler 29 gibt ein Ausgangssignal immer dann an, wenn

bo er einen von 0 verschiedenen Zählerstand enthält. Ein Zählerstand-Ausgangssignal vom Zähler 29, das im folgenden als ein Zählerstand-Erfassungssignal bezeichnet wird, wird an den Setz-Eingang eines Flip-Flop 34 über ein UND-Glied 33 gegeben. Der das Zählerstandes Erfassungssignal führende Ausgang des Zählers 29 ist mit einem Inverter 35 verbunden, dessen Ausgangssignal an den Rücksetz-Eingang der Flip-Flops 23,24,34 jeweils gegeben wird, um diese zurückzusetzen, wenn

der erste Zähler 29 einen Zählerstand von »0« erreicht.

Ein Ausgangssignal von dem ODER-Glied 31 wird an eine Verzögerungsschaltung 36 und einen Inverter 37 gegeben. Ausgangssignale von der Verzögerungsschaltung 36 und dem Inverter 37 werden an ein UND-Glied 38 gegeben, das einen Impuls mit einer Breite erzeugt, die einer von der Verzögerungsschaltung 36 bewirkten Zeitverzögerung entspricht, wenn das ODER-Glied 31 sein Ausgangssignal beendet. Der Ausgangsimpuls von dem UND-Glied 38 wird als ein Ansteuersignal an das UND-Glied 33 gegeben.

Im gesetzten Zustand gibt das Flip-Flop 34 ein Ansteuersignal an die UND-Glieder 25, 26, 27 und 39. Das UND-Glied 39 gibt ein Ausgangssignal von dem UND-Glied 27 über das ODER-Glied 14 an einen elektronischen Zeitzähler. Der Ausgang des UND-Gliedes 26 ist mit einem Inverter 40 verbunden, dessen »1«-Ausgangssignal das UND-Glied 13 in den leitenden Zustand schaltet. Das UND-Glied 25 erhält einen Impuls pro Sekunde von der Frequenzteilerschaltung 12, um die Zeit zu zählen. Das UND-Glied 27 erhält nicht nur ein Ausgangssignal von einem Inverter 41 des einen Impuls pro Sekunde aufweisenden Zeitzählsignals, das von der Frequenzteilerschaltung 12 erzeugt wird, sondern ebenfalls einen Impuls mit einer höheren Frequenz als ein Impuls pro Sekunde.

Der Speicher 32 erhält ein Ausgangszählsignal von einem Zähler 42 zum Zählen eines Übertragssignals, das von dem Binärzähler 18 abgegeben wird. Der Zähler 42 wird von einem Ausgangssignal von einer Verzögerungsschaltung 43 zurückgesetzt, die ein Ausgangssignal von dem UND-Glied 38 erhält. Der Zähler 42 ist bereits mit einer Anzahl von Tagen gespeichert, die vergangen sind, seit die Zeit zuvor korrigiert wurde. Der Speicher 32 ist mit einer Korrekturgröße pro Zeiteinheit gespeichert, z. B. pro Tag, die von einem Zählausgangssignal vom Zähler 42 bestimmt wird, das einer Anzahl von vergangenen Tagen entspricht, und einem Zählausgangssignal von dem Zähler 29, in bezug auf, wie später beschrieben, verschiedenen Ausgangssignalen von den Zählern 29, 42, und gibt ein eine erforderliche tägliche Korrekturgröße bezeichnendes Signal ab. Ein Ausgangssignal von dem Speicher 32 wird an einen zweiten Zähier 45 gegeben, um seinen Zählerstand über ein UND-Glied 44 zu vergrößern oder zu verkleinern, das durch ein Ausgangssignal von dem UND-Glied 38 leitend geschaltet wird. Der zweite Zähler 45 wird auf einen bestimmten Wert voreingestellt. Ein Setz-Ausgangssignal von dem Flip-Flop 23 wird als ein Rückwärts-Zählbefehl an den zweiten Zähler 45 gegeben, und ein Setz-Ausgangssignal von dem Flip-Flop 24 wird als ein Vorwärtszählbefehl an den zweiten Zähler 45 gegeben Dieser zweite Zähler 45 speichert schließlich einen Zählerstand, der durch Addieren eines Zählerstandes, der einem Signal von dem UND-Glied 44 entspricht, zu dem voreingestellten Wert oder durch Abziehen dieses Zählerstandes von dem voreingestellten Wert entsprechend dem Inhalt des Vorwärts- oder Rückwärts-Zählbefehls erreicht wird.

Ein von dem zweiten Zähler 45 erreichter Zählerstand wird zusammen mit den Zeitanzeigesignalen von den Zählern 16, 17, 18 an einen weiteren, nun lesenden Speicher 46 gegeben. Der Speicher 46 erfaßt und speichert einen Zählerstand, der von dem zweiten Zähler 45 alle 5 Minuten bei Erhalt eines Übertragsignals, z. B. von dem Zähler 18, erhalten wird. Von der zugeordneten Frcqucn/icilcrstufe der Frequenzteilcrschaltung 12 abgegebene Impulse werden entsprechend des erfaßten Zählerstandes um ein bestimmtes Maß vergrößert oder verkleinert. Die zuvor erwähnte 5-Minuten-Erfassung wird 288mal pro Tag mit eine:

Häufigkeit von 12mal pro Stunde (12x24 = 288 durchgeführt, um die 5-Minuten-Zählung in dem Minuten-Zähler 16, die den jeweiligen Stundenzählun gen in den Stundenzählern 17, 18 zugeordnet sind, zu prüfen.

Es wird jetzt angenommen, daß der Quarzoszillator

ίο 11 einen Fehler von 60 Sekunden für jeden mit 30 Tagen angenommenen Monat aufweist. Dieser Fehler hat dann ein Größe von 2 Sekunden pro Tag. Außerdem wird angenommen, daß eine elektronische Uhr ursprünglich so eingestellt ist, daß sie die 5-Minuten-Korrektur in Einheiten von 0,01 Sekunden vornimmt. Dann erforder die Korrektur eines Fehlers von 2 Sekunden pro Tag, daß die Einzelkorrekturgröße von 0,01 Sekunden pro 5 Minuten 200mal wiederholt wird (2/0,01=200). Bei einem gewöhnlichen Quarzoszillator wird ein Fehler von 2 Sekunden pro Tag bereits als ein Maximalwert betrachtet. Wird daher eine Korrektur pro Tag bis zu 200mal mit der zuvor erwähnten Korrekturgrößenein heit von 0,01 Sekunden durchgeführt, so kann diese ihren Zweck sehr gut erfüllen.

Das heißt, daß eine Korrektur von 0,01 Sekunden alle 5 Minuten, die 288mal am Tag durchgeführt werden kann, vollständig einen maximalen Fehlerbereich abdeckt, der bei gewöhnlichen Quarzoszillatoren auftritt. Der Zähler 45 muß daher lediglich mit eine Zählkapazität bis zu einem Zählerstand von 200 ausgestattet werden. Im Falle, daß der Zähler 45 » + 2< zählt, wird der Speicher 46 zur Abgabe eines Impulse an die Frequenzteilerstufe der Frequenzteilerschaltung 12 veranlaßt, die einen Impuls pro 0,01 Sekunde zum

j) Zeitpunkt von 0 Stunden und 00 Minuten abgibt, bei denn der Stunden-Zähler 18 ein Übertragssignal abgib und ebenfalls zu einem 5 Minuten späteren Zeitpunk von 0 Stunden 05 Minuten, wodurch dann ein Fortschreiten von 0,02 Sekunden eventuell erreich werden kann. Zählt der Zähler 45 einen Zählerstand von » — 2«, so erzeugt der Speicher 46 ein Ausgangssigna das. ein Ausgangssignal von der Frequenzteilerstufe de Frcquenzteilerschaltung 12 für einen Impuls pro 0,0 Sekunde daran hindert, an die nachfolgende Frequenz > teilerstufe zum Zeitpunkt von 0 Stunden 00 Minuten wi auch zum Zeitpunkt von 0 Stunden 05 Minuten ein Ausgangssignal abzugeben, wodurch ein Nachgehen de Uhr von 0,02 Sekunden pro Tag erreicht wird.

Der Speicher 46 kann auch durch einen hier nich gezeigten Vorwärts-Rückwärts-Zähler ersetzt werden So ist es möglich, den Zählerstand des Zählers 45 ar dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler in Abhängigkeit voi einem Übertragssignal von dem Stunden-Zähler 18 zt geben und anschließend den Zählerstand des Vorwärts Riickwärts-Zählers in Abhängigkeit von einem 5-Minu ten-Signal von dem Stunden-Zähler 18 und eine Zählerstand-Erfassungssignals von dem Vorwärts Rückwärts-Zähler zu vergrößern oder zu verkleinert wodurch ein Zählerstand von der Frequenzteilerschal

M) tuing 12 in Einheiten von 0,01 Sekunden jedesmal dam vergrößert oder verkleinert wird, wenn eine Vorwärts oder Rückwärtszählung ausgeführt wird. Der bei den zuvor erwähnten Korrekturvorgang benutzte Zähler 4. zählt zwischen +100 und -100. Es kann jedoch di

ti¹) gleiche Zeitkorrektur erhalten werden, wenn ein Zähle 45 benutzt wird, der zwischen 0 und 200 zählt, wobei de Zeitpunkt, bei dem der Zähler 45 einen Zählerstand vo ICK) aufweist, als Standardzeit benutzt wird.

Wird ein Vorgehen oder Nachgehen in der Zeitanzeige der elektronischen Uhr festgestellt, so wird die Zeil durch Betätigung des ersten und zweiten Zcitkorrektur-Schalters 21 und 22 korrigiert.

Zeigt z. B. die angezeigte Zeit ein Vorgehen von einer Sekunde, so wird der erste Schalter 21 auf die Verzögerungsseite umgeschaltet, d. h. über den ersten Kontakt Cl wird der Setz-Eingang des Flip-Flops 23 beaufschlagt. Da ein Signal von dem ersten festen Kontakt C1 auch an die Verzögerungsschaltung 36 und den Inverter 37 über das ODER-Glied 31 gegeben wird, gibt das UND-Glied 38 kein Ausgangssignal ab, während der erste Schalter 21 in dieser Schaltstellung bleibt. Gleichzeitig wird ein Ausgangssignal von dem ODER-Glied 31 als ein Ansteuersignal an das UND-Glied 30 gegeben.

Außerdem wird der zweite Korrekturschalter 22 betätigt, d. h. geöffnet und geschlossen, und zwar entsprechend der gewünschten Korrekturgröße, während der erste Schalter 21 auf die Verzögerungsseite geschaltet bleibt. Zur Korrektur von einer Sekunde wird der zweite Schalter 22 einmal geöffnet und geschlossen, um einen Impuls zu erzeugen. Der Ausgangsimpuls von dem zweiten Schalter 22 wird als ein Weiterzählsignal an den ersten Zähler 29 über das UND-Glied 30 gegeben, das in seinen leitenden Zustand geschaltet ist Als Folge davon zählt der Zähler 29 auf einen Zählerstand von »1«. Ein Zählerstandserfassungssignal von dem Zähler 29 wird als ein Ansteuersignal an das UND-Glied 33 gegeben.

Wird der erste Schalter 21 in seine neutrale Stellung N zurückgeschaltet, während der erste Zähler 29 auf einen Zählerstand voreingestellt ist, der die erforderliche Korrekturgröße angibt, so gibt der erste feststehende Kontakt Cl kein weiteres Ausgangssignal mehr ab. Als Folge davon erzeugt das UND-Glied 38 ein Ausgangssignal, das durch das UND-Glied 33 zum Setzen an das Flip-Flop 34 gelangt Zu diesem Zeitpunkt sind beide Flip-Flops 23 und 34 gesetzt, die UND-Glieder 25 und 26 leitend geschaltet und das UND-Glied 13 durch den Inverter 40 gesperrt. Ein Zeitzählimpuls von der Frequenzteilerschaltung 12 wird als ein Rückwärts-Zählsignal an den Zähler 29 über das UND-Glied 25 und das ODER-Glied 28 gegeben. Gibt die Frequenzteilerschaltung 12 einen Zeitzählimpuls ab, so zählt der Zähler 29 auf einen Zählerstand von »0«. Dementsprechend wird das Zählerstanderfassungssignal beendet und der Inverter gibt ein Ausgangssignal ab, durch das die Flip-Flops 23 und 34 zurückgesetzt werden. Die UND-Glieder 25 und 26 werden gesperrt und ein Zeitzählimpuls von der Frequenzteilerschaltung 12 wird durch das UND-Glied 13 an einen elektronischen Zeitzähler gegeben. Eine Anzahl von Zeitzählinipulsen, die von der Frequenzteilerschaltung 12 an den Zeitzähler abzugeben ist, wird durch eine Anzahl verkleinert, die dem Zählerstand des Zählers 29 entspricht, wodurch das Vorgehen der Zeitanzeige korrigiert wird.

Bei dem zuvor erwähnten Korrekturvorgang wird der Zählerstand des ersten Zählers 29 an den Speicher 32 gegeben, der außerdem von dem Zähler 42 ein Signal erhält, das eine Anzahl von Tagen angibt, die vergangen sind, seit die Zeit das letzte Mal korrigiert wurde. Ist die Anzahl von Tagen z. B. »20« und der Zählerstand des Zählers 29 beträgt »I«, dann bedeutet dieses, daß während der vergangenen 20 Tage eine Sekunde verlorengegangen ist. Wird eine Zeiteinheit, in der eine Zeitkorrektur ausgeführt werden soll, auf einen Tag festgelegt, so muß eine Korrektur von 0,05 Sekunden pro Tag ausgeführt werden. Ist eine elektronische Uhr ursprünglich so ausgelegt, daß sie eine tägliche Korrektur in Einheiten von 0,01 Sekunden ausführt, so

"i entspricht die erforderliche Korrekturgröße von 0,05 fünfmal der Korrekturgrößeneinheit von 0,01. Der Speicher 32 gibt daher ein positives Signal von 5 ab. Gibt das UND-Glied 28 ein Signal ab, so wird das positive Signal von »5« von dem Speicher 32 an den

κι zweiten Zähler 45 über das UND-Glied 44 gegeben. Zu dieser Zeit erhält der zweite Zähler 45 bereits einen Rückwärts-Zählbefehl infolge des Setzens des Flip-Flops 23. Der Zählerstand des Zählers 45 wird daher in Abhängigkeit von einem Signal vom Speicher 32 um »5«

ι "i zurückgezählt. War bis zu diesem Zeitpunkt der Zähler 45 bisher auf einen Zählerstand von »0« eingestellt, so wird der Zähler 45 dann neu auf einen Zählerstand von »—5« eingestellt Ein Signal vom UN D-Glied 38 gelangt durch die Verzögerungsschaltung 43 zum Zähler 42, um diesen zurückzusetzen. Als Folge davon ist der Zähler 42 bereit, bis zu einer Anzahl von Tagen zu zählen, die vergehen werden, bis die jeweils nächste Zeitkorrektur ausgeführt wird.

1st eine elektronische Uhr ursprünglich so ausgelegt, daß sie eine tägliche Zeitkorrektur mit der Häufigkeit von 0,01 Sekunden für jeweils 5 Minuten vornimmt, so gibt die nachstehende Tabelle I die tägliche Korrekturgröße an, die von dem Speicher 32 an den Zähler 45 abgegeben wird, auf die der Zähler 45 pro Tag

jo voreingestellt werden muß, was auf der Basis der Anzahl von Tagen erfolgt während denen eine Zeitkorrektur einmal ausgeführt werden soll, wie auch auf der Grundlage der Häufigkeit, mit der der Zeitkorrektur-Schalter 22 wiederholt betätigt wird, nämlich die Anzahl von Sekunden, die die Gesamtgröße der Zeitkorrektur angibt, die für die zuvor erwähnte Anzahl von Tagen erforderlich ist

Tabelle 1

Anzahl der
vergangenen Tage

ßetäligungshäufigkeit
12 3 4

45 10	10	10	10
11	9	10	10
12	8	10	10
13	7	9	9
14	7	9	9
so 15	6	9
16	6	8
17	6	8
18	5	8
19	5	7
55 20	5	7
21	5	7
22	5	6
23	4	6
24	4	6
bo 25	4
26	4
27	4
28	4
29	4
h5 30	3
31	3
32	3
33	3

Fortsetzung

Anzahl der
vergangenen Tage

Betätigungshäufigkeit 12 3 4

3	6	9	10	10
3	6	9	10	10
3	5	8	10	10
3	5	8	10	9
3	5	8	9	9
3	5	8	9
2	5	8	9
2	5	7	9
2	5	7	9
2	5	7	8
2	5	7	8
2	4	7	8
2	4	7	8
2	4	6	8
2	4	6	8
2	4	6
2	4	6
2	4	6
2	4	6

34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52

Die Tabelle gibt unterschiedliche Vielfache einer Einheitsgröße für eine 5-Minuten-Korrektur, nämlich 0,01 Sekunden, an, die in dem Speicher 32 nach Maßgabe der Werte der Ausgangssignale von dem Zähler 29 und 42 gespeichert sind. Wird angenommen, daß zwei Sekunden z. B. während 20 Tagen korrigiert werden sollen, die seit dem Ende der letzten Zeitkorrektur vergangen sind, so ist die erforderliche tägliche Korrekturgröße 0,1 Sekunden, wodurch der Speicher 32 dem Zähler 45 einen Zählerstand von 10 vorgibt, da, wie zuvor beschrieben, die elektronische Uhr bereits ursprünglich auf die Ausführung einer täglichen Zeitkorrektur in Einheiten von 0,01 Sekunden eingestellt wurde. Die Tafel 1 gibt den Fall an, bei dem ein gewöhnlicher Quarzoszillator mit einem Fehler von etwa 3 Sekunden pro Monat angenommen wird. Der zuvor erwähnte Wert, auf den der Zähler 45 voreingestellt wird, ermöglicht es dem Speicher 32, seine Aufgabe auch mit einer extrem kleinen Kapazität zu erfüllen.

Soll die Betriebsgenauigkeit der Uhr weiter verbessert werden, so kann diese so ausgelegt werden, daß sie eine Zeitkorrektur in kleineren Einheiten als 0,01 Sekunden vornimmt. Ist eine Zeitdauer, während der eine Zeitkorrektur ausgeführt werden soll, z. B. weniger als 19 Tage und der Zeitkorrektur-Schalter muß nur zweimal oder weniger oft betätigt werden, so kann eine Korrekturgröße von 10 in jedem leeren Teil der Tabelle unter dem Ausdruck von 2 eingefügt werden, der die Betätigungshäufigkeit des Zeitkorrekturschalters angibt, die irgendeiner kürzeren Zeitdauer als 19 Tagen zugeordnet ist. Ähnliches gilt auch für die übrigen leeren Teile der Tabelle.

Der Zähler 45 wird mit einem erforderlichen Zählerstand gespeichert, der öle Zeitkorrektur pro Zeitdauer, z. B. pro Tag, angibt. Der in dem Zähler 45 gespeicherte Zählerstand wird an den weiteren Speicher 46 z. B. alle 5 Minuten bei Erhalt eines Übertragungssignals von dem Zähler 18 und eines Zählerausgangssignals ausgelesen, das alle 5 Minuten von dem Minutenzähler 16 zugeführt wird, wodurch, wie zuvor erwähnt, ein von der einen Impuls pro 0,01 Sekunden abgebenden Frequenzteilerstufe der Fre-ϊ quenzteilerschaltung 12 erhaltener Zählerstand korrigiert wird. Da der Zähler 45 auf einen Zählerstand von »—5« wie zuvor beschrieben, voreingestellt ist, werden fünf dieser alle 0,01 Sekunden auftretenden Impulse von der Frequenzteilerschaltung alle 5 Minuten unterdrückt,

H) um eine Verzögerung von 0,05 Sekunden pro Tag zu bewirken. Diese die Zeitkorrektur angebenden Daten werden in dem Zähler 45 gespeichert, wodurch automatisch die folgende Zeitkorrektur für eine Verzögerung von 1 Sekunde während 20 Tagen mit der

1"> gleichen täglichen Korrekturgröße ausgeführt wird, wie dieses zuvor durch Betätigung der Zeitkorrektur-Schalter 21,22 vorgenommen wurde.

Zeigt eine Zeitanzeige ein Nachgehen an, so wird dieses Nachgehen in gleicher Weise durch die ersten

-'» und zweiten Zeitkorrektur-Schalter 21 und 22 korrigiert. In diesem Fall wird die Korrektur zum Zwecke eines Vorstellens in der nachfolgenden Weise vorgenommen. Der erste Zeitkorrekturschalter 21 wird auf seinen zweiten feststehenden Kontakt C2 umgeschal-

>"> tet, um das Flip-Flop 24 zu setzen und ein Ansteuersignal an das UND-Glied 30 über das ODER-Glied 31 zu geben. Der erste Zähler 29 wird mit einer erforderlichen Korrekturgröße durch Betätigung des zweiten Zeitkorrektur-Schalters 22 gespeichert. Wird unter dieser

ii) Bedingung der erste Zeitkorrektur-Schalter 21 zurück in seine neutrale Stellung N geschaltet, so setzt ein Ausgangssignal von dem UND-Glied 38 das Flip-Flop 34, um das UND-Glied 27 in den leitenden Zustand zu schalten. Dementsprechend erzeugt die Frequenzteiler-

r> schaltung 12 einen Impuls mit einer kürzeren Zeitdauer als ein Impuls pro Sekunde durch das UND-Glied 27. Dieser Impuls wird an eine Zeitzählschaltung durch das UND-Glied 39 und das ODER-Glied 14 gegeben, um eine angezeigte Zeit vorzustellen. Gleichzeitig wird ein für ein Vorstellen benutzter Impuls von dem ersten Zähler 29 gezählt. Das Flip-Flop 34 wird zurückgesetzt, wenn die Anzahl der gezählten Impulse mit einer vorbestimmten Korrekturgröße übereinstimmt, die bereits in dem ersten Zähler 29 gespeichert ist, wodurch

4Ί der zuvor erwähnte Korrekturvorgang beendet wird. Da zu dieser Zeit der Schaltzustand des UND-Gliedes 27 durch den Inverter 41 gesteuert wird, endet ein von dem UND-Glied 39 abgegebener Korrekturimpuls, der dem von der Frequenzteilerschaltung 12 abgegebenen

^r>() Zeitzählsignal von einem Impuls pro Sekunde entspricht.

Auch bei der zuvor erwähnten Korrektur zum Vorstellen der Uhr ist der Speicher 32 mit dem Zählausgang sowohl des ersten Zählers 29 als auch dem

« des Zählers 42 verbunden. Als Folge davon erhält der Zähler 45 über das UND-Glied 44 eine bestimmte Korrekturgröße pro Zeitdauer, z. B. pro Tag. Da zu diesem Zeitpunkt das Flip-Flop 24 gesetzt ist, zählt der Zähler 45 in Vorwärtsrichtung. Die Frequenzteilerschal-

M) tung 12 wird daher zu einer Vorstellung durch den Speicher 46 für jede Zeitdauer, z. B. für einen Tag, gesteuert.

Jedesmal, wenn eine erforderliche Gesamlkorrekturgröße für eine vorgegebene Zeitdauer bestimmt ist, die

fa^r) aus einer Anzahl von Tagen besteht, so wird diese Korrekturgröße in eine täglich erforderliche Korrekturgröße unterteilt. Später wird diese tägliche Korrektur automatisch für jede Zeitdauer durchgeführt. Eine

Il

Größe dieser täglichen Korrektur wird aufeinanderfolgend zu der bereits in dem zweiten Speicher 45 gespeicherten Korrektur hinzuaddiert, wodurch progressiv ein Fehler der Zeitanzeige vermindert wird.

Mit einer in der beschriebenen Weise aufgebauten elektronischen Uhr können Frequenzfehler z. B. eines Quarzoszillators 11 korrigiert werden, während die Zeit pro Zeitdauer, z. B. pro Tag, gezählt wird, indem die Zeitkorrekturvorgänge wiederholt werden, wodurch eine extrem genaue Zeitzählung erreicht wird. Da diese Fohler nicht z. B. durch einen Trimmerkondensator korrigiert werden, der z. B. für die Feinabstimmung eines Oszillators selbst benutzt wird, sondern durch einen gewöhnlichen Zeitkorrekturvorgang, kann die Einstellung des Oszillators, der ein wichtiges Teil der elektronischen Uhr bildet, sehr leicht durchgeführt werden, wodurch sich der bemerkenswerte Vorteil nicht nur einer einfachen Konstruktion der elektronischen Uhr, sondern gleichzeitig auch einer Steigerung der Genauigkeit der Zeitzählung ergibt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist eine Zeitdauer, während der eine erforderliche Zeitkorrektur ausgeführt wurde, durch einen Tag gegeben und die elektronische Uhr war so ausgelegt, daß sie die Zeitkorrektur in Einheiten von 0,01 Sekunden ausführt. Selbstverständlich können diese Faktoren jedoch frei gewählt werden. Außerdem wurden die ersten und zweiten Schalter für die Ausführung der Korrektur benutzt. Es kann jedoch irgendein anderes Verfahren mit der gleichen Wirksamkeit angewendet werden, vorausgesetzt, daß es ein Vorstellen und Nachstellen und eine erforderliche Korrekturgröße bezeichnen kann. So ist es z. B. möglich, bei einem anderen Korrekturvorgang nur einen einzigen Zeit-Schalter für ein Vorstellen der Uhr zu drücken, bevor 30 Sekunden gezählt sind, und für ein Nachstellen der Uhr zu drücken, nachdem 30 Sekunden Rezählt sind, wodurch eine "> Zeitkorrektur für ein Vorgehen oder Nachgehen mit Hilfe eines einzigen Zeitkorrektur-Schalters erreicht wird, wobei die erforderliche Korrekturgröße durch die Betätigungshäufigkeit der Betätigung dieses Schalters bestimmt wird. Außerdem ist es möglich, zwei

κι Zeitkorrekturschalter vorzusehen, von denen einer ausschließlich zum Ausführen einer Vorstellung der Uhr und zur Bestimmung einer erforderlichen Größe dieser Vorstellung und der andere ausschließlich zum Bewirken eines Nachstellens und zum Bestimmen der

ι) erforderlichen Größe dieser Nachstellung benutzt wird. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde der Zähler 29 mit einem Zählerstand gespeichert, der die Betätigungshäufigkeit des zweiten Zeitkorrektur-Schalters 22 angibt. Es kann jedoch auch ein

2i) andersartiger Impuls, z. B. ein über 2 Sekunden auftretender Impuls als ein Vorstellsignal an den Zähler 29 in Abhängigkeit von der Betätigungsdauer des zweiten Zeitkorrektur-Schalters 22 gegeben werden. Mit der neuen Uhr kann auch ein Zeitkorrekturvorgang

2) ausgeführt werden, bei dem ein Zeitkorrektur-Schalter in exakter Übereinstimmung mit z. B. einem Radio-Zeitzeichen betätigt wird, wobei die zu diesem Zeitpunkt angezeigten 0 bis 30 Sekunden als ein Vorgehen der Uhr betrachtet werden, der Sekunden-Zähler gelöscht wird,

jo die zu diesem Zeitpunkt angezeigten 31 bis 59 Sekunden als ein Nachgehen der Uhr betrachtet werden und gleichzeitig der Minuten-Zähler um 1 erhöht und der Sekunden-Zähler gelöscht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Uhr mit einem Taktimpulse erzeugenden Oszillator, einem Frequenzteiler zum Untersetzen der Frequenz der Taktimpulse, einer elektronischen Zähleinrichtung zum Zählen von Signalen des Frequenzteilers, einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Zeit nach Maßgabe eines Signsiis von der Zähleinrichtung, einer von Hand ι ο betätigbaren Schaltereinrichtung zum Einleiten einer Zeitkorrektur, einer Zeiteinstellsteuereinrichtung zum Ausführen einer Zeitkorrektur, bei der Betätigung der Schaltereinrichtung, einem Speicher zum Speichern einer auf eine Zeiteinheit bezogenen Zeitkorrekturgröße, nach der ein Fehler der Schwingfrequenz des Oszillators ausgeglichen wird, und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Untersetzungsverhältnisses des Frequenzteilers nach Maßgabe der im Speicher gespeicherten >o Zeitkorrekturgröße, gekennzeichnet durch eine Zeitintervallzähleinrichtung (42) zum Zählen der Zeit zwischen jeder Zeitkorrektur bei jeder Betätigung der Schaltereinrichtung (21, 22) und der unmittelbar vorangegangenen Zeitkorrektur, durch eine Einrichtung (32) zum Ermitteln eines Wertes nach Maßgabe des Zählerstands der Zeitintervallzähleinrichtung (42) und der Zeitdauer, um die die Zeit durch die Zeiteinstellsteuereinrichtung (23 bis 29) korrigiert wurde, um welchen die im Speicher (46) gespeicherte Zeitkorrekturgröße zu ändern ist, und durch eine Zeitkorrekturgröße-Änderungseinrichtung (45) zum Ändern der Zeitkorrekturgröße in dem Speicher (46) nach Maßgabe des ermittelten Wertes. Jj

2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinstellsteuereinrichtung (23 bis 29) eine Einrichtung (23,24) zum Bezeichnen der Richtung, in die die Zeit nach Maßgabe eines Vor- oder Nachgehens der Uhr aufgrund eines Fehlers der Schwingungsfrequenz des Oszillators (11) zu korrigieren ist, und eine Einrichtung (29) zum Speichern einer Zeitkorrekturgröße aufweist.

3. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (32) den Wert aufgrund der 4^r> Richtung und Größe der Zeitkorrektur, die beide von der Zeiteinstellsteuereinrichtung (23 bis 29) zugeführt werden, und des Zählerstands der Zeitintervallzähleinrichtung (42) ermittelt.

4. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkorrekturgröße-Änderungseinrichtung (45) ihren Speicherinhalt aufgrund des Werts ändert, der von der Einrichtung (32) ermittelt ist, und die Zeitkorrekturgröße in dem Speicher (46) nach Maßgabe der Änderung ihres Speicherinhalts ändert.