DE2622860A1 - SECOND HAND CONTROL CIRCUIT FOR A QUARTZ CLOCK - Google Patents

SECOND HAND CONTROL CIRCUIT FOR A QUARTZ CLOCK

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DE2622860A1
DE2622860A1 DE19762622860 DE2622860A DE2622860A1 DE 2622860 A1 DE2622860 A1 DE 2622860A1 DE 19762622860 DE19762622860 DE 19762622860 DE 2622860 A DE2622860 A DE 2622860A DE 2622860 A1 DE2622860 A1 DE 2622860A1
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DE
Germany
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hand
output
frequency divider
control circuit
quartz
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19762622860
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German (de)
Inventor
Shinji Nagaoka
Takeo Saito
Takashi Segawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Koki KK
Original Assignee
Seiko Koki KK
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    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C13/00Driving mechanisms for clocks by master-clocks
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    • G04C13/10Slave-clocks actuated intermittently by electromechanical step advancing mechanisms
    • G04C13/11Slave-clocks actuated intermittently by electromechanical step advancing mechanisms with rotating armature
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
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    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor

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Description

Die Erfindung betrifft eine Sekundenzeiger-Steuerschaltung für eine Quarzuhr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a second hand control circuit for a quartz watch according to the preamble of the claim.

Zur Steuerung bzw. Einstellung des Sekundenzeigers einer Uhr ist es bekannt, die Bewegung des Sekundenzeigers mechanisch mittels eines an der Uhr angebrachten Knopfes anzuhalten, jedoch erweist sich dieses Prinzip vom Gesichtspunkt der Haltbarkeit her sowie auch aus Kostengründen als nachteilig.For controlling or setting the second hand of a Clock is known to move the seconds hand mechanically to stop by means of a button attached to the watch, but this principle proves from the point of view of durability as well as disadvantageous for reasons of cost.

In elektrischer Hinsicht wäre zur Steuerung des Sekundenzeigers eine Rückstellmöglichkeit an der Frequenzteilerstufe von Vorteil. Jedoch weist manchmal das bei zur Zeit handelsüblichen Quarzuhren verwendete CMOS-IC-Bauelement keinen Rückstellanschluß auf.From an electrical point of view, a reset option at the frequency divider stage would be available to control the second hand Advantage. However, this sometimes indicates that it is currently commercially available Quartz watches did not use a CMOS IC device on.

Zur Steuerung eines Sekundenzeigers einer Quarzuhr, bei der ein solches CMOS-IC-Bauelement verwendet wird, ist es daher z.B. bekannt, die Schwingung durch Kurzschließen des Eingangs des Oszillatorteils mit dem negativen Anschluß der StromquelleFor controlling a second hand of a quartz watch, at using such a CMOS IC device, it is known, for example, to control the oscillation by short-circuiting the input of the oscillator part to the negative connection of the power source

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zu unterbrechen, was jedoch den Nachteil aufweist, daß im Falle der Verwendung eines CMOS-IC-Bauelements für eine solche Quarzuhr, die mit einer dynamischen Frequenzteilung in den unteren Stufen der Frequenzteilerstufe arbeitet, obwohl die Schwingung zum Stillstand gebracht wird, die Frequenzteilerstufe selbst sich aufgrund des Aufbaus des dynamischen Frequenzteilerabschnitts äußerst instabil verhält, was sich auf das Ausgangssignal auswirkt und eine unnötige Bewegung des Sekundenzeigers zur Folge hat.to interrupt, which, however, has the disadvantage that in the case of using a CMOS IC component for such a quartz watch, which works with a dynamic frequency division in the lower stages of the frequency divider stage, although the oscillation is brought to a standstill, the frequency divider stage itself due to the structure of the dynamic frequency divider section is extremely unstable, which affects the output signal and causes unnecessary movement of the second hand Has.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Steuerung für den Sekundenzeiger einer Quarzuhr zu schaffen, bei der die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten. The object of the invention is therefore to create an electrical control for the second hand of a quartz watch which does not occur the disadvantages of the prior art mentioned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs gelöst.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the claim solved.

Vorteilhafterweise wird damit erfindungsgemäß eine Steuerschaltung für den Sekundenzeiger einer Quarzuhr geschaffen, die einen mit einem Schwingquarz ausgestatteten Oszillatorteil, eine Frequenzteilerstufe, deren untere Stufen als dynamischer Frequenzteilerabschnitt ausgebildet sind, und eine in Form einer Brückenschaltung angeordnete Ausgangsstufe umfaßt, wobei zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen der Ausgangsstufe ein Kondensator und eine Treiberspule in Reihe geschaltet sind und aufgrund des durch die Spule fließenden Stromes ein Schrittmotor in Drehung versetzt wird, von dessen Ausgangsdrehmoment der Sekundenzeiger bewegt und zur Steuerung durch Kurzschließen der Treiberspule mittels eines Schalters angehalten wird.Advantageously, according to the invention, this is used as a control circuit created for the second hand of a quartz watch, the one equipped with a quartz oscillator part, a Frequency divider stage, the lower stages of which as a dynamic frequency divider section are formed, and comprises an output stage arranged in the form of a bridge circuit, wherein between the Both output connections of the output stage a capacitor and a driver coil are connected in series and due to the through the coil of flowing current is set in rotation by a stepping motor, the output torque of which moves the second hand and is stopped for control by short-circuiting the drive coil by means of a switch.

Insbesondere ergibt sich aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine Steuerschaltung für einen Sekundenzeiger, die einfach im Aufbau sowie billig in der Herstellung ist und auch bei Steuerung des Sekundenzeigers den gleichen Stromverbrauch wie im normalen Betrieb aufweist.In particular, due to the inventive Circuit arrangement a control circuit for a second hand which is simple in construction and inexpensive to manufacture and has the same power consumption as in normal operation even when the second hand is controlled.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing and is described in more detail below.

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Es zeigen:Show it:

Fig. 1: eine Ausführungsform der Erfindung,Fig. 1: an embodiment of the invention,

Fig. 2: einen Impulsplan zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1.Fig. 2: a pulse plan to illustrate the mode of operation the circuit arrangement according to FIG. 1.

In Fig. 1 sind mit der Bezugszahl 1 ein Oszillationsinverter, mit der Bezugszahl 2 ein Rückkopplungswiderstand und mit der Bezugszahl 3 ein Binärzähler bezeichnet, dessen untere Stufen (in der Figur nicht dargestellt) als dynamischer Frequenzteilerabschnitt ausgebildet sind, während mit Ql, Q2, Q3 und Q4 Ausgangstransistoren bezeichnet sind, von denen Ql und Q3 P-Kanal-MOS-Transistoren und Q2 und Q4 N-Kanal-MOS-Transistoren sind, die in Form einer Brückenschaltung angeordnet sind, wie Fig. 1 zu entnehmen ist.In Fig. 1, reference numeral 1 is an oscillation inverter, reference numeral 2 is a feedback resistor and the reference number 3 denotes a binary counter, the lower stages of which (not shown in the figure) as a dynamic frequency divider section are formed, while with Ql, Q2, Q3 and Q4 output transistors are designated, of which Ql and Q3 P-channel MOS transistors and Q2 and Q4 N-channel MOS transistors are arranged in the form of a bridge circuit, as shown in FIG. 1 can be seen.

Der durch gestrichelte Linien umschlossene Schaltungsteil, also der Oszillationsinverter 1, der Binärzähler 3 und die Ausgangstransistoren Ql, Q2, Q3 und Q4, wird normalerweise als CMOS-IC-Bauelement in Form eines einzigen IC-Chips ausgeführt.The circuit part enclosed by dashed lines, So the oscillation inverter 1, the binary counter 3 and the output transistors Ql, Q2, Q3 and Q4, is normally used as a CMOS IC component implemented in the form of a single IC chip.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, sind der Eingang und der Ausgang des Oszillationsinverters 1 mit einem Quarzoszillator oder Schwingquarz X'tal und Kondensatoren Cl, C2 verbunden, und mit den Ausgangsanschlüssen a und b der Ausgangstransistoren sind ein Kondensator Co und eine Spule M zum Antrieb des Schrittmotors verbunden, während ein Schalter Sw, der parallel zur Treiberspule M liegt, normalerweise geöffnet ist und mittels eines an der Uhr angebrachten Knopfes geschlossen wird, z.B., wenn eine Einstellung oder Steuerung des Sekundenzeigers durchgeführt werden soll.As can be seen from Fig. 1, the input and the output of the oscillation inverter 1 with a crystal oscillator or Quartz crystal X'tal and capacitors Cl, C2 connected, and with the output terminals a and b of the output transistors a capacitor Co and a coil M connected to drive the stepper motor, while a switch Sw connected in parallel to the drive coil M is normally open and closed by means of a button attached to the watch, e.g. when a setting or control of the second hand is to be performed.

Im folgenden soll die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung beschrieben- werden. Die Frequenz eines oszillierenden Ausgangssignals, das von der bekannten, den Schwingquarz X'tal, den Oszillationsinverter 1 und die Kondensatoren Cl und C2 aufweisenden Oszillatorschaltung abgegeben wird, wird sukzessiv mittels· des Binärzählers 3 bis auf 0,5 Hz heruntergeteilt. Die eine Fre-The following is the mode of operation of this circuit arrangement to be discribed. The frequency of an oscillating output signal, that of the known, the quartz crystal X'tal, the oscillation inverter 1 and the capacitors Cl and C2 having Oscillator circuit is output, is successively by means of of the binary counter 3 down to 0.5 Hz. The one friend

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quenz von 0,5 Hz aufweisenden Signale 0 und 0 werden den Steuerelektroden der Transistoren Ql und Q2 und Q3, Q4 zugeführt. (Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die Signale 0 und $ jeweils im Verhältnis zueinander invertiert, d.h., wenn das Signal 0 den Wert 1 hat, hat das Signal $ den Wert O, und wenn das Signal 0 den Wert O hat, hat das Signal $ den Wert 1.)Signals 0 and 0 having a frequency of 0.5 Hz are fed to the control electrodes of the transistors Q1 and Q2 and Q3, Q4. (As can be seen from Fig. 2, the signals 0 and $ are each inverted in relation to one another, that is, if the signal 0 has the value 1, the signal $ has the value O, and if the signal 0 has the value O, the signal $ has the value 1.)

Es sei nun angenommen, daß das Signal 0 den Wert 1 und das Signal j? den Wert 0 hat. Da in diesem Falle die Ausgangstransistoren Q2 und Q3 leiten und die Ausgangstransistoren Ql und Q4 sperren, fließt ein Strom über den Transistor Q3, den Ausgangsanschluß b, die Treiberspule M, den Kondensator Co und den Ausgangsanschluß a durch den Transistor Q2. Nehmen nach einer Sekunde, wenn die Ausgangstransistoren Ql und Q4 leitend werden und die Ausgangstransistoren Q2 und Q3 sperren, das Signal 0 den Wert 0 und das Signal $ den Wert 1 an, so fließt über den Transistor Ql, den Ausgangsanschluß a, den Kondensator Co, die Treiberspule M und den Ausgangsanschluß b ein Strom durch den Transistor Q4.It is now assumed that the signal 0 has the value 1 and the signal j? has the value 0. As in this case the output transistors Q2 and Q3 conduct and the output transistors Ql and Q4 block, a current flows through the transistor Q3, the output terminal b, the drive coil M, the capacitor Co and the output terminal a through the transistor Q2. Take after one Second when the output transistors Ql and Q4 become conductive and the output transistors Q2 and Q3 block, the signal 0 has the value 0 and the signal $ has the value 1, so flows through the transistor Ql, the output terminal a, the capacitor Co, the drive coil M and the output terminal b, a current through the transistor Q4.

Der zwischen den Ausgangsanschlüssen ä und b fließende Strom soll i sein. Werden nun der Widerstand der Treiberspule M mit R, die Summe der Sättigungswiderstände der Ausgangstransistoren Q2 und Q3 (oder die Summe der Sättigungswiderstände der Transistoren Ql und Q4) mit R1, die Kapazität des Kondensators Co mit C und die Spannung der elektrischen Spannungsquelle mit E bezeichnet, so ergibt sich:The current flowing between the output connections ä and b should be i. If now the resistance of the driver coil M becomes R, the sum of the saturation resistances of the output transistors Q2 and Q3 (or the sum of the saturation resistances of the transistors Ql and Q4) with R 1 , the capacitance of the capacitor Co with C and the voltage of the electrical voltage source with E. denotes, it results:

C(RfR1)C (RfR 1 )

R+R1 (1)R + R 1 (1)

Auf diese Weise fließt ein entgegengesetzt gerichteter Strom, wie durch Formel (1) veranschaulicht, einmal in jeder Sekunde durch die Antriebs- oder Treiberspule M, wodurch der bekann-In this way, as illustrated by formula (1), an oppositely directed current flows once every second through the drive or driver coil M, whereby the known

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te, in der Figur nicht dargestellte Schrittmotor sich dreht und mittels des von ihm erzeugten Drehmoments den Sekundenzeiger bewegt .te, not shown in the figure, the stepping motor rotates and moves the second hand by means of the torque it generates .

Soll nun eine Einstellung oder Steuerung des Sekundenzeigers vorgenommen werden, so wird der. Schalter Sw geschlossen, wodurch die-Treiberspule -M kurzgeschlossen wird-und-der- Schrittmotor kein Antriebsdrehmoment mehr abgibt, so daß der Sekundenzeiger zum Stillstand kommt.If the second hand is to be adjusted or controlled, the. Switch Sw closed, whereby the driver coil -M is short-circuited-and-the-stepping motor no longer delivers any drive torque, so that the second hand comes to a standstill.

Da der zu diesem Zeitpunkt zwischen den Ausgangsanschlüssen a und b fließende, mit i1 bezeichnete Strom durchSince the current, denoted by i 1 , flowing at this point in time between the output connections a and b, flows through

_ t _ t

gegeben ist, ist der Spitzenwert des Stromes entsprechend (R + R1)/R1 zeitlich veränderlich. Da jedoch der Betrag des Stromverbrauchs durch Integration der Formel (1)is given, the peak value of the current is variable over time according to (R + R 1 ) / R 1. However, since the amount of electricity consumed by integrating the formula (1)

Γ 1^Γ 1 ^

^t = O^ t = O

dt = 2 CE (3)dt = 2 CE (3)

und durch Integration der Formel (2)and by integrating the formula (2)

/ i1 dt = 2 CE (4)/ i 1 dt = 2 CE (4)

*t = 0* t = 0

erhalten wird, ist der Stromverbrauch in beiden Fällen genau gleich.is obtained, the power consumption is accurate in both cases same.

In Fig. 2 sind die im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 beschriebenen Signalformen der Spannungen 0, 0, a und' b sowie die Signalformen des zwischen den Ausgangsanschlüssen a und b bei geöffnetem Schalter Sw fließenden Stromes i und die Signalformen des zwischen den Ausgangsanschlüssen a und b bei geschlossenem Schalter Sw fließenden Stromes i1 dargestellt. In FIG. 2, the waveforms of the voltages 0, 0, a and 'b described in connection with the circuit arrangement according to FIG. 1 and the waveforms of the current i flowing between the output terminals a and b when the switch Sw is open and the waveforms of the between the Output terminals a and b shown with the switch Sw flowing current i 1 is closed.

60 98 SO /071360 98 SO / 0713

Claims (1)

-6- 14. Mai 1976-6- May 14, 1976 S-3926S-3926 PatentanspruchClaim Sekundenzeiger-Steuerschaltung für eine Quarzuhr, mit einem einen Schwingquarz aufweisenden Oszillatorteil und einer Frequenzteilerstufe zur Frequenzteilung des oszillierenden Ausgangssignals des Oszillatorteils, die als untere Stufen einen dynamischen Frequenzteilerabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei Ausgangsanschlüssen (a, b) einer in Form einer Brückenschaltung aufgebauten, auf die Frequenzteilerstufe folgenden Ausgangsstufe eine Reihenschaltung eines KondensatorsSecond hand control circuit for a quartz watch, with an oscillator part having a quartz oscillator and a frequency divider stage for frequency division of the oscillating output signal of the Oscillator part, which is a dynamic frequency divider section as lower stages has, characterized in, that with two output connections (a, b) a built in the form of a bridge circuit, on the frequency divider stage following output stage a series connection of a capacitor (Co) und einer Treiberspule (M) verbunden ist, wobei die Treiberspule (M) einen Schrittmotor zur Bewegung des Sekundenzeigers antreibt, und daß ein Schalter (Sw) der Treiberspule (M) parallelgeschaltet ist und die Treiberspule (M) bei Steuerung bzw. Einstellung des Sekundenzeigers kurzschließt.(Co) and a drive coil (M) is connected, the drive coil (M) a stepper motor to move the second hand drives, and that a switch (Sw) of the driver coil (M) is connected in parallel and the driver coil (M) during control or setting of the second hand short-circuits. 609850/0713609850/0713 LeerseiteBlank page
DE19762622860 1975-05-22 1976-05-21 SECOND HAND CONTROL CIRCUIT FOR A QUARTZ CLOCK Withdrawn DE2622860A1 (en)

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