DE2641779C2 - Elektronische Uhr mit Analoganzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Uhr mit Analoganzeige.

Es sind bereits elektronische Uhren mit digitaler Anzeige in vielfacher Ausführung bekanntgeworden, wobei ausgehend von einem Frequenzteiler für die Quarz- oder Netzfrequenz, in diesen Frequenzteilern ein Takt von 1 Hz erzeugt wird, der dem Eingang von Zählern zugeführt wird, deren binärcodierte Ausgänge sogenannten Decoder-Treibern zugeführt werden, die mit beispielsweise 7-Segment-Anzeigeelementen in Verbindung stehen.

Bei Verwendung von 7-Segment-Anzeigeelementen sind bei einer sechsstelligen Zahl für die Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeige insgesamt zweiundvierzig Einzelelemente notwendig, die entsprechend den anzuzeigenden Zahlen von der obengenannten Ansteuerlogik angesteuert werden. Hierbei können Leuchtdioden, sogenannte LED, oder Flüssigkristallanzeigeelemente, sogenannte LCD, verwendet werden.

Bekanntlich ist bei der digitalen Anzeige von LED-Anzeigeelementen der Stromverbrauch der einzelnen Elemente verhältnismäßig groß, weil zur Darstellung einer sechsstelligen Zahl immpx mehrere einzelne Segmente sechsfach aufleuchten müssen.

Der Stromverbrauch bei LCD-Elementen ist zwar erheblich geringer, jedoch ist die Anzeige nur bei einfallendem Licht möglich, da die Ziffer selbst keinen Leuchteffekt aufweist, sondern sich nur an den entsprechenden Segmenten die Reflektionsfähigkeit des auffallenden Lichtes verändert

ίο In der DE-OS 22 60 057 ist eine Anzeigeeinrichtung für ein Zeitmeßgerät bekanntgeworden, bei welcher die physikalischen Eigenschaften gemäß Anspruch 1 beschriebenen Weisen besonders ausgebildet sind.

Hierzu wird eine besondere Schaltungsanordnung vorgeschlagen.

In der DE-OS 22 32 632 ist eine Anzeigevorrichtung beschrieben, die aus einer zwischen zwei durchsichtigen Elektrodenplatten angeordneten KristaUflüssigkeit besteht, die eine ganz besondere Ausbildung erfährt
Die DE-OS 22 45 539 betrifft eine elektrooptische Anzeigevorrichtung, die gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen aufgebaut ist

Es ist ferner in der DE-OS 22 23 537 eine elektronische Uhr mit einer mit lichtemittierenden Dioden versehenen optischen Zeitanzeige bekanntgeworden. Dabei sind auf die Umgebungshelligkeit ansprechende Detektoreinrichtungen vorgesehen, die ein der Lichtintensität des auf das Anzeigefeld fallenden Lichtes entsprechendes Signal liefern, wobei eine besondere so Leistungsregelung vorgesehen ist. Der Schaltungsaufbau besteht darin, daß jeweils zwei Decoderanordnungen mit einer l-aus-60-Anzeige und eine Decoderanordnung mit einer 1-aus-12-Anzeige versehen sind.

Schließlich ist in der DE-OS 24 51 057 eine Anord-3^r> nung zur Zeitanzeige bekanntgeworden, bei welcher eine Zeitbasis, ein Teiler sowie je ein Sekunden-, Minuten- und Stundenzähler und eine besondere Multiplexanordnung vorgesehen sind, die jeweils zwei binärcodierte Ausgänge Ai, A 2 umschaltet bzw. im ⁴" Rhythmus der durch den Datenanzeigewähler gelieferten Frequenz auf besondere Decodierer legt.

Zur Auswahl der einzelnen Anzeigeabschnitte zur Bildung der Stunden- und Minuten- und gegebenenfalls Sekundenanzeige ist bei der vorbekannten Anordnung ^4S ein Stabvortrieb vorgesehen, der mindestens sechzig Ausgänge besitzen muß, damit mit den beiden Segmenten, dem Innensegment und dem Außenscgment, die entsprechende Anzeige der Stunden- und Minutenanzeiger erfolgen kann. Das Innensegment und 5» das Außensegment werden durch einen besonderen Segmentvortrieb betätigt, der vom Datenanzeigewähler gesteuert wird. Es ist ein besonderer Wechselstromgenerator vorgesehen, der mit dem Stabvortrieb als auch mit dem Segmentvortrieb verbunden ist und durch den Takt aus einem besonderen Zähler angesteuert wird.

Die vorliegende Erfindung geht von der genannten Schaltungsanordnung aus und hat sich zur Aufgabe gestellt, die Ansteuerlogik, d. h. die Schaltungsanordm> nung, wesentlich zu vereinfachen und insbesondere auch die Zahl der Zuleitungen von der eigentlichen Steuerlogik zu den Anzeigeelementen zu verringern.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine elektronische Uhr mit Analoganzeige, bestehend aus "5 sechzig auf einem Kreis angeordneten Anzeigeelementen für die Sekunden/Minutenanzeig.? und auf einem weiteren konzentrischen Kreis angeordneten zwölf oder sechzig Anzeigeekmenten für die Stunden- bzw.

Stunden/Minutenanzeige, wobei die Anzeigeelemente mit einer aus Zähler, Multiplexem und Decodern bestehenden Ansteuerlogik entsprechend der anzuzeigenden Stunden-, Minuten- und Sekundenzeit sowie gegebenenfalls des Datums derart angesteuert werden, daß die binärcodierten Ausgänge der Zähler einer Multipiexanordnung zugeführt werden, deren Ausgangssignale einem Decoder für die Decodierug zur Ansteuerung der Anzeigeelemente zugeführt werden, vorgeschlagen, weiche dadurch gekennzeichnet ist, daß jeweils sechzig Anzeigeelemente zu einer aus Reihen und Spalten bestehenden Matrix zusammengeschaltet sind, wobei die jeweils parallelgeschalteten Reihen der Anzeigeelemente mit den Ausgängen eines einzigen l-aus-/7-Decoders (n = Anzahl der Elemente einer Reihe) und die anderen Pole (Anoden) der Anzeigeelemente zu einer Spalte zusammengeschaltet sind und daß die A BCD- Eingänge des l-aus-n-Decoders mit den binärcodierten Ausgängen eines ersten Multiplexers verbunden sind, dessen Eingänge mit den binärcodierten Ausgängen von zwei nur bis zur Zahl π zählenden Zählern für die Sekunden/Minuten- und/oder Minuten-Stundenzählung verbunden sind und daß die zu je einer Spalte zusammengeschalteten Pole (Anoden) der Anzeigeelemente gegebenenfalls über Treiber und Inverter mit den Ausgängen eines zweiten Multiplexers verbunden sind, dessen Eingänge mit den Ausgängen eines bis zur Anzahl der Spalten zählenden Zählers für die Sekunden/Minuten und/oder Minuten/Stunden verbunden sind.

Bei der elektronischen Uhr gemäß der Erfindung tritt der wesentliche Vorteil auf, daß die Ansteuerlogik gegenüber der durch die DE-OS 24 51 057 bekanntgewordenen Ansteuerlogik wesentlich vereinfacht ist, da zwischen dem eigentlichen Anzeigeteil und der Steuerlogik wesentlich weniger Zuleitungen benötigt werden. Durch die einfache Multiplexeranordnung wird gegenüber der in der genannten DE-OS angeführten Schaltungsanordnung eine wesentliche Vereinfachung im Schaltungsaufbau erzielt So entfällt ein besonderer Datenanzeigewähler, ein besonderer Segmentvortrieb und ein besonderer Stabvortrieb. Der Multiplexer-Oder-Gatter-Anordnung können einfache wechselnde Impulse zugeführt werden, die beispielsweise aus dem Netzwechselstrom oder einem Quarzteiler entnommen werden können.

Die vorliegende Erfindung läßt sich auch besonders gut für Armbanduhren bei vollständiger Integrierung der Schaltung verwenden, wobei dann der große Vorteil erzielt wird, daß für die Anzeige der Zeit wesentlich weniger Strom benötigt wird als bei Verwendung von digitalen Anzeigeelementen. Dies äußert sich in einer wesentlich längeren Lebensdauer der verwendeten Batterien.

An Hand der Zeichnungen soll am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform die elektronische Analoguhr näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt schematisch die Anordnung der Anzeigeelemente der elektronischen Analoguhr gemäß der Erfindung in 36O°-Einteilung;

Fig.2 zeigt ein Display mit verschalteten Leuchtdioden,

Fig.3 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung für eine mit Netz betriebene Uhr, bei welcher für den Multiplexer kein besonderer Oszillator verwendet wird,

F i g. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Displays entsprechend den F i g. 1 und 2, bei welcher mittels der Anzeigeelemente der Lauf von mechanischen Zeigern elektronisch nachgebildet wird;

F i g. 5 zeigt verschiedene Zeigerstellungen, die mittels der Anordnung gemäß F i g. 7 dargestellt werden können;

F i g. 6 und F i g. 6a zeigen eine komplette Schaltungsanordnung zum Betrieb der elektronischen Uhr gemäß den Fig.4 und 5 mit der elektronischen Nachbildung mechanisch umlaufender Zeiger.

Wie sich aus F i g. 1 ergibt, sind, durch kleine Kreise

ίο dargestellt, auf einem inneren Umfangskreis sechzig Leuchtdioden LED jeweils im Abstand von 6° angeordnet. Diese Leuchtdioden LED sollen die Minuten- und/oder Sekundenanzeige bewirken. Auf äußeren konzentrischen Kreisen sind jeweils zwei weitere Leuchtdioden LED im Winkelabstand von 30" zum Gesamtumfang angeordnet. Diese Leuchtdioden sollen die Stundenanzeige bewirken. Selbstverständlich kann zur Einsparung eines weiteren Stromverbrauchs nur eine äußere Leuchtdiode LED auf dem Umfang vorgesehen sein. Innerhalb oder außerhalb kann eine besondere Stunden- oder Minutenmarkierung vorgesehen sein, wobei diese auch auf einem die gesamte Anordnung abdeckenden rotdurchlässigen Kunstglas aufgedruckt sein kann. Selbstverständlich können auch für die Minuten- und die Stundenanzeige Leuchtdioden verschiedener Farben verwendet werden. So können die Leuchtdioden für die Minuten bzw. Sekundenanzeige rot und die Leuchtdioden für die Stundenanzeige grün oder gelb sein.

Es ist schließlich auch möglich, anstelle der Leuchtdioden jede beliebigen anderen Anzeigeelemente zu verwenden, wie beispielsweise Glimmlampen, Flüssigkristalle u. a. m., wobei dann allerdings die Ausgänge der Treiber-Decoder entsprechend geändert werden müssen.

Schließlich können die Anzeigeelemente auch andere Formen, beispielsweise längliche, rechteckige, elliptische oder dergleichen Formen, aufweisen, je nachdem, wie das Äußere der Uhr gestaltet werden soll.

In Fig. 2 ist ein mit den Leuchtdioden LED aufgebautes Display dargestellt, wobei die Schaltungsverknüpfungen der einzelnen Leuchtdioden aufgezeigt sind. Die Striche mit den beiden Endpunkten sollen, wie dargestellt, jeweils eine Leuchtdiode bezeichnen. Diese können selbstverständlich ähnlich wie bei den 7-Segment-Anzeigen, aus dünnen feinen Strichen bestehen, wobei die Stundeneinteilung durch etwas länger und gegebenenfalls breitere Striche dargestellt wird. Es ist aber auch möglich, normale Leuchtdioden zu verwen-Jen und diese in entsprechenden Abständen zueinander anzuordnen.

Die Leuchtdioden für die Stundenanzeige, die im Abstand von 30° auf dem äußeren Kreis dargestellt sind, liegen mit ihren Anoden auf einer Sammelschiene Sa, die bei Sa 1 an eine positive Spannungsquelle von ca. 5 V, gegebenenfalls über einen Vorwiderstand angeschlossen ist Die Kathoden der äußeren Dioden LED führen zu Anschlüssen, die der Reihe nach mit den Ausgängen 0 bis 11 der Stundenanzeige verbunden sind

^Wl Auf dem inneren Kranz sind sechzig kleinere Leuchtdioden LED im Abstand von 6° angeordnet, wobei die ersten fünfzehn an einer Sammelschiene Sb mit dem Anschluß Sb 1 liegen. Die zweiten fünfzehn liegen an einer Sammelschiene Sc mit dem Anschluß

"^s Sei, die dritten und vierten fünfzehn jeweils an der Sammelschiene Sdund Semit den Anschlüssen Sd 1 und Set.
Die Anoden der inneren Leuchtdioden LED sind

derart miteinander verbunden, daß jeweils die ersten miteinander verbunden sind und zum Anschluß O führen. Die zweiten sind in gleicher Weise miteinander verbunden, ebenso die dritten, vierten und folgenden bis zu den fünfzehnten. Die Endpunkte der Verbindungen führen dann zu den Ausgängen 0 bis 14 eines noch zu beschreibenden Decoders.

Die gesamte Anordnung kann als integrierte Schaltung ausgeführt werden, wobei dann die Leuchtdioden LED entsprechend eingesetzt bzw. eingelöst werden müßten. Es ist aber auch möglich, die gesamte, in F i g. 2 dargestellte LED-Anordnung als gesamte Anzeigeeinheit in Miniaturausführung, beispielsweise als Display für eine Armbanduhr oder eine sonstige Kleinuhr, vollständig integriert auszuführen.

In Fig.3 ist ein Gesamtschaltbild einer elektronischen Uhr gemäß der Erfindung für Netzbetrieb dargestellt.

Die verwendeten komplexen Bausteine werden in ihrer Funktion im einzelnen nicht beschrieben. Sie sind bekannt und können in jedem einschlägigen Datenbuch nachgeschlagen werden. Diese komplexen Bausteine sind mit Zahlen bezeichnet, die sich beispielsweise aus der Reihe SN 74 XX der Firma Texas Instruments aus dem »The TTL Data Book« ergeben.

Von einem üblichen auf 5 V stabilisierten Netzgerät N werden wechselstromseitig 50-Hz-Impulse über zwei NAND-Gattern 7400 zur Impulsformung auf einen aus zwei Bausteinen 7490 bestehenden Teiler gelegt, der die 50-Hz-Impulse-Frequenz im Verhältnis 50 :1 heruntersetzt, so daß am Ausgang des zweiten Bausteins 7490 Sekundenimpulse entstehen. Diese Sekundenimpulse werden dem Eingang A eines ersten 4-Bit-Binärzählers 7493 zugeführt, dessen Ausgänge Qi bis Q 4 mit dem einen Eingang von jeweils vier OR-Gattern 7432 verbunden sind. Diese vier Ausgänge haben eine codierte Zählfolge von Null bis Fünfzehn, die hinter den genannten OR-Gattern den vier Eingängen A, B, C, D des Decoders 74154 zugeführt werden.

Der Eingang RO des ersten Zählers 7493 steht mit dem Eingang A eines Teilers-durch-zwölf 7492 in Verbindung. Dieser Zähler beginnt die jeweiligen Rücksetzimpulse nach Ablauf von fünfzehn Sekunden zu zählen, wobei die codierten Ausgänge Q1 bis Q 4 mit den Eingängen eines l-aus-10-Decoders 7442 verbunden sind. Da für den Gesamtumlauf entsprechend sechzig Sekunden bei einer Einteilung durch vier jeweils nur vier Steuerimpulse für die jeweiligen Sammelschienen benötigt werden, sind nur vier Ausgänge 0 bis 3 mit den Eingängen von vier weiteren ODER-Gattern 7432 so verbunden. Die Ausgänge dieser OR-Gatter sind jeweils paarweise mit UND-Gattern des Bausteins 7400 verbunden, deren Ausgänge über Treibertransistoren TUN 1 bis TUN4 mit den vier Sammelschienen Sb, Sc Sd, Se über die Eingänge Sb 1, 5c 1. Sd 1, Se 1 (F i g. 5) verbunden sind.

Nach Ablauf des Sekundenumlaufs wird der erste Teiler-durch-zwölf 7492 durch R 0 zurückgesetzt, so daß der Zähler wieder bei Null beginnt RO ist aber gleichzeitig mit dem Eingang A eines weiteren Zählers 7493 gelegt, so daß dieser die Minuten zählt Dieser zweite Zähler 7493 ist mit seinen Ausgängen Q1 bis Q 4 mit den zweiten Eingängen der oben genannten ODER-Gatter 7432 verbunden, die auch mit dem ersten Zähler 7493 in Zusammenhang stehen. Jeweils nach fünfzehn Minuten wird dieser Zähler zurückgesetzt Dieser Rücksetzeingar.g RO steht mit einem weiteren Teiler-durch-zwölf 7492 in Verbindung, der alle fünfzehn Minuten weiterzählt. Dessen Ausgänge Q1 bis (?4 stehen mit einem weiteren Dezimaldecoder 7442 in Verbindung, dessen Ausgänge 0 bis 3 mit der zweiten Reihe der ODER-Gatter 7432 in Verbindung stehen, deren andere Eingänge mit dem ersten Decoder 7442 verbunden sind.

Auf die ODER-Gatter der ersten Reihe 7432 werden also paarweise Sekunden- und Minutenimpulse gegeben, während auf die zweite OR-Gatterreihe 7432 alle fünfzehn Sekunden bzw. fünfzehn Minuten Impulse gegeben werden.

Die Ausgänge 0 bis 14 des 1-aus-15-Decoders 741S4 werden an die Endpunkte der Verbindungen der inneren Leuchtdioden LED von F i g. 2 gelegt.

Ferner ergibt sich aus F i g. 3 noch, daß nach Ablauf von sechzig Minuten der zweite Teiler-durch-zwölf 7492 mit dem Eingang eines weiteren Zählers 7493 für die Stundenzählung in Verbindung steht. Die Ausgänge dieses weiteren Zählers 7493 Qi bis Q 4 sind mit den Eingängen eines weiteren Decoders 74154 verbunden, dessen Ausgänge mit den Kathoden der äußeren LED (F i g. 5) zur Stundenanzeige verbunden sind.

Zum Multiplexbetrieb, d.h. um die Minuten- und Sekundenanzeige abwechselnd auf der kreisförmigen Anordnung der sechzig Leuchtdioden LED durchzuführen, sind jeweils die zweiten Eingänge einer Gruppe von OR-Gattern 7432 miteinander verbunden. Die zweiten Eingänge der anderen Gruppe von ODER-Gattern sind ebenfalls untereinander verbunden. Die beiden jeweils miteinander verbundenen Eingänge müssen nun abwechselnd auf H- und L-Pegel gelegt werden. Hierzu können die beiden Verbindungen in einfacher Weise an die beiden Ausgänge der zwei Eingangs-NAND-Gatter 7400 gelegt werden, wobei die Impulse im 50-Hz-Takt jeweils phasenverschoben sind. Damit werden im Rhythmus dieser Frequenz die OR-Gatter 7432 einmal durchlässig für die Sekundenanzeige und einmal durchlässig für die Minutenanzeige, wobei dieses Umschalten infolge der 50-Hz-Frequenz nicht mehr sichtbar ist. Um die Sekundenanzeige abzuschalten, ist ein Schalter 52 in die entsprechende Zuführungsleitung gelegt.

Selbstverständlich kann anstelle der Netzfrequenz auch ein besonderer Oszillator vorgesehen sein, der aus zwei Schmitt-Triggern aufgebaut ist wobei die Kapazität des Oszillators derart bemessen ist, daß eine solche Frequenz erzeugt wird, bei welcher das abwechselnde Aufleuchten der Sekunden- und Minutenleuchtdioden nicht mehr sichtbar ist. Durch die kombinierten und invertierten zweiten OR-Gatterausgänge werden also im Fünfzehn-Sekunden-oder Fünfzehn-Minutentakt die Basen der Transistoren TUN 1 bis TUN4 auf H-Pegel gelegt und so nacheinander durchgeschaltet wodurch das + -Potential nacheinander auf die Sammelschienen Sb bis Se der Anoden der inneren Leuchtdioden (F i g. 2) gelegt wird. Durch die Ansteuerung des Decoders 74154 wird jeweils im entsprechenden Minuten- oder Sekundentakt eine Reihe von Dioden nacheinander aufleuchten, worauf dann die zweite Reihe bis zur vierten Reihe aufleuchtet und der Zyklus von vorne beginnt Durch die Multiplexerschaltung der OR-Gatter wird im 50-Hz-Rhythmus einmal der Sekundentakt und einmal der Minutentakt auf die Leuchtdioden LED in der oben angegebenen Weise gelegt Da die angegebene 50-Hz-Frequenz nicht mehr sichtbar ist, bleibt jeweils die Minutenanzeige eine Minute lang stehen, während die Sekundenanzeige auf der gleichen Reihe eine volle Umdrehung macht

Selbstverständlich kann die dargestellte Schaltungsanordnung auch in der Weise abgewandelt werden, daß anstelle der Decoder 74154 mit 1-aus-15 beliebige andere Decoder, beispielsweise sechs Decoder mit 1-aus-10, verwendet werden, wobei dann sinngemäß auch die Ansteuerung aus entsprechend geschalteten Zählern erfolgt.

Es ist ferner möglich, auch eine Großuhrenanzeige vorzunehmen, wobei dann unter Zwischenschaltung von entsprechenden Schaltgliedern große Anzeigeelemente, wie beispielsweise Leuchtstoffröhren oder dergl., verwendet werden können. Ebenso ist auch eine Anordnung, beispielsweise in voller Integrationsschaltung für Armbanduhren möglich, wobei dann jeweils immer nur punktförmig die einzelnen LED für die Sekunden, Minuten und Stunden auf entsprechenden Kreisen angeordnet sind.

Das zuvor beschriebene Prinzip der rein elektronischen Anzeige, bei dem keine mechanischen Zeiger verwendet werden, kann auch in der Weise abgewandelt werden, daß mit Hilfe der Anzeigeelemente der Lauf von mechanischen Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeigern möglichst naturgetreu nachgebildet wird, ohne daß aber hierzu irgendwelche mechanischen Teile vorhanden sind.

In Fig.4 ist eine derartige Anordnung dargestellt Diese besteht aus jeweils sechzig auf einem ersten Kreis /? 1 angeordneten stabförmigen Anzeigeelementen, beispielsweise Leuchtdioden LEDX. Jeweils auf dem gleichen Radius sind weitere sechzig Anzeigeelemente, beispielsweise Leuchtdioden LED2 in Stabform, auf einem zweiten konzentrischen Kreis R 2 mit dem halben Radius angeordnet.

Durch eine besondere Ansteuerlogik können nun die einzelnen Leuchtdioden entweder zusammen oder einzeln zur Aufleuchtung gebracht werden.

In F i g. 4 sind jeweils der Einfachheit halber nur neun Anzeigeelemente dargestellt.

Aus Fig.5 ergibt sich nun die Funktion des nachgebildeten Zeigerlaufes.

Während bei den zuvor beschriebenen Anordnungen der Anzeigeelemente jeweils eine Stundenzahl so iange aufleuchtete, bis die Minutenanzeige einen Umlauf getätigt hatte, wird bei der in F i g. 4 und 5 gezeigten Anordnung der Stundenzeiger im Zwölfminutentakt nachgeführt, so daß der Eindruck einer mit mechanischen Zeigern betriebenen Uhr entsteht In dem in Fig.5 dargestellten Beispiel zeigt die Uhr zwölf Minuten nach zwölf Uhr durch die ausgezogenen, die Leuchtdioden darstellenden Striche an. Das bedeutet, daß die erste Leuchtdiode LED 2 allein aufleuchtet, während beide zwölften Leuchtdioden LEDX und LED 2 zur Bildung eines langen Minutenzeigers aufleuchten. Gestrichelt sind dann weitere Zeigerstellungen gezeigt, nämlich vierundzwanzig Minuten nach zwölf Uhr, sechsunddreißig Minuten nach zwölf Uhr, zwölf Minuten vor ein Uhr und ein Uhr. Aus der gestrichelten Darstellung des nachgebildeten Stundenzeigers ist ersichtlich, daß dieser sich bei Annäherung des Minutenzeigers an die nächste Stunde auch wie bei einem mechanischen Teiger auf diese Stunde zubewegt und nicht, wie in den vorherbeschriebenen Fällen, so . lange stehenbleibt, bis die Minutenanzeige einen Umlauf beendet hat

Um nun die beiden auf konzentrischen Kreisen R1 und R 2 angeordneten Leuchtdioden LED X und LED 2 zur Bildung der in Fig.5 dargestellten imitierten Zeigeranordnung zu benutzen, ist eine besondere Ansteuerlogik erforderlich, die im Multiplexbetrieb arbeitet, wobei jeweils die nach der durch die entsprechende Augenblickszeit sich ergebende Ansteuerung der entsprechenden Anzeigee'emente erfolgt. In Fig.6 und Fig.6a ist die Schaltungsanordnung einer derartigen Ansteuerlogik dargestellt, die im wesentlichen auf der in F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung aufbaut.
Zur möglichst originalgetreuen Nachbildung des Laufes des Stundenzeigers von einer Stunde zur nächsten wurde im Gegensatz zu der in F i g. 3 dargestellten Zeichnung der Stundenumlauf in fünf Teile, d. h. in je zwölf Minuten, unterteilt Aus. diesem Grunde sind die beiden mittleren Zähler 7493 so geschaltet, daß sie im 12-Sekunden- bzw. 12-Minuten-Takt zurückgesetzt werden. Die auf dem äußeren Kreis R I angeordneten LED 1 sind in einer Matrizenanordnung mit zwölf Reihen und fünf Spalten angeordnet.
Während bei der in F i g. 3 dargestellten Anordnung die integrierten Schaltkreise 74154 aus l-aus-15-Decoder arbeiten, arbeiten sie im vorliegenden Fall nur als i-aus-12-Decoder. Die vier Spalten werden ebenso wie die zwölf Reihen über die Multiplexer OR-Gatter von zwei Decodern 7442 nunmehr im l-aus-5- anstatt im l-aus-4-Code über die NPN-Transistoren angesteuert. Aus diesem Grunde .sind die zugehörigen Zäiiicr 7492 so geschaltet, daß sie bis fünf zählen.

Dieser erste Teil der Schaltung funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie in der F i g. 3 dargestellt ist, d. h. die oberen, auf dem Kreis R1 angeordneten LED 1 leuchten abwechselnd im nicht sichtbaren 50-Hz-Takt des OR-Gatter-Multiplexers auf, so daß zur Sekundenanzeige jeweils in einer Sekunde eine LED 1 aufleuchtet und dann die nächste usw. bis ein Umlauf vollendet ist, worauf die eine Minute lang stehende LED 1 zur Minutenanzeige um eine Einheit weitergeschoben wird. Durch den Schalter S 2 kann die Sekundenanzeige abgeschaltet werden.

Ein ähnlicher Multiplexbetrieb findet zwischen der Stundenanzeige und der Minutenanzeige statt, wofür die LED 2 auf dem inneren Radius R 2 von F i g. 4 und 5 herangezogen werden, die jeweils auf den gleichen Radien wie die LEDX liegen. Dieser Schaltungsteil arbeitet wie folgt

Der Minutenzähler 7493 ist mit seinen Ausgängen Q X bis Q4 mit weiteren im rechten Teil von Fig.6a dargestellten OR-Gattern 7432 verbunden, deren Ausgänge, wie dargestellt, mit den Eingängen A, B, C, D des l-aus-12-Decoders 74154 verbunden sind. Die Ausgänge dieses Decoders sind, wie oben dargestellt, mit den einzelnen Leuchtdioden LED 2 verbunden. Die Steuerung im Minutentakt erfolgt durch die Ausgänge 0 bis 4 des rechten Decoders 7442, dessen Ausgänge a,b,c, d, e mit den in Fig.6a links dargestellten OR-Gattern 7432 des Multiplexers verbunden sind. Damit ist zunächst in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen oberen Schaltungsteil gewährleistet, daß sowohl die LED 1 als auch die LED 2 im Minutentakt umlaufen und somit den Minutenzeiger bilden. Um nun gleichzeitig mit den LED 2 die Stundenanzeige zu bewerkstelligen, ist der linke Zähler 7493 für die Stunden ebenso wie die entsprechenden Zähler für die Minuten und die Sekunden geschaltet, und zwar im Takt von zwölf Minuten. Nach jeweils zwölf Minuten wird dem Eingang A dieses Zählers ein Impuls zugeführt, der die binärcodierte Zählung an den Ausgängen QX. bis Q 4 bewirkt Diese Ausgänge sind mit den zweiten Eingängen der unteren OR-Gatter des OR-Gatter-Mul-

S2

tiplexers verbunden. Die entsprechenden Ausgänge dieser OR-Gatter werden wiederum an die Eingänge A, B, C, D des 1-aus-12-Decoders 74154 gelegt, wo jeweils im 12-Minuteri-Takt die unteren LED2 einer Spalte der Matrixanordnung zur Anzeige gelangen.

Nach zwölf 1?-Minuten-Einheiten wird der Zähler 7493 zurückgestellt. Das bedeute¹, daß jeweils nach zwei Stunden und vierundzwanzig Minuten de^r in F i g. 6a dargestellte Zähler 7492 um eins weiterzählt, wodurch der damit verbundene Decoder 7442 über das nächste Ό Gatter die nächne Sammelschiene der LED 2-Αί-.::·τή-nung einschaltet.

Das bedeutet, daß die LED 2, d. h. der nachgebildete Stundenzeiger nach fünf rr>a! zwei Stunden und vierundzwanzig Minuten, d. h. also nach zwölf Stunden, is einen ganrr- Umlauf jeweils im ^-Minuten-Takt vollendet hat. Da die Anordnung im Multiplexbetrieb arbeitet, hat der aus den zwei LED 1 uns LED 2 gebildete »Minutenzeiger« zwölf Umläufe hinter sich.

Mit de; dargestellten Anordnung ist es also ohne weiteres möglich, durch entsprechende Dimensionierung der LFD-Anzeigeelemente eine übersichtliche und einfache Uhrenanzeige durchzuführen, die ^lbst auf größere Entfernungen ohne weiteres und mit der erforderlichen Genauigkeit abgelesen weiden kann.

Selbstverständlich können die LED auch durch andere Anzeigeelemente, wie beispielsweise Flüssigkristalle, ersetzt werden, wobei bei Verkleinerung des Systems und bei Anwendung einer gesamten integrierten Schaltung ohne weiteres eine Kleinuhrenanzeige, beispielsweise für eine Armbanduhr, durchgeführt werden kann. Dabei besieht der Vorteil darin, daß auch diese sehr leicht ablesbar ist und daß weniger strotnverbrauchende Elemente zur genauen Anzeige der tatsächlichen Stunden-, Minuten- und Sekundenzeit erforderlich sind.

Die genannte Schaltungsanordnung kann selbstverständlich auch zur Anzeige von Großuhren verwendet werden, wobei dann beispielsweise ^elbstleuchtende Anzeigeelemente, wie Leuchtstoffröhren, fluoreszierende Anzeigeelemente, ferromagnetische Anzeigeelemente u. a. m., unter Anwendung geeigneter Steuer- und Ventileinrichtungen verwendet werden können.

Es ist schließlich auch möglich, bei der Uhr gemäß der vorliegenden Erfindung eine Tag- und Monatsangabe in der Weise durchzuführen, daß durch Verwendung weiterer Zähler entsprechende Unterteilungen vorgenommen werden, wobei dann beispielsweise durch Einbau eines bestimmten Knopidruekschaitm die Monatszeit auf die Stundenanzeige und das Datum auf die Minutenanzeige gelegt werden, wobei die letztere beispielsweise durch die ersten einunddreißig Anzeigeelemente für die Minuten dargestellt werden kann.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Elektronische Uhr mit Analoganzeige, bestehend aus sechzig auf einem Kreis angeordneten Anzeigeelementen für die Seikunden/Minutenanzeige und auf einem weiteren konzentrischen Kreis angeordneten zwölf oder sechzig Anzeigeelementen für die Stunden bzw. Stunden/Minutenanzeige, wobei die Anzeigeelemente mit einer aus Zähler, Multiplexer^ und Decodern bestehenden Ansteuerlogik entsprechend der anzuzeigenden Stunden-, Minuten- und Sekundenzeit sowie gegebenenfalls des Datums derart angesteuert werden, daß die binärcodierten Ausgänge der Zähler einer Multiplexanordnung zugeführt werden, deren Ausgangssignale einem Decoder für die Decodierung zur Ansteuerung der Anzeigeelemente zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils sechzig Anzeigeelemente zu einer aus Reihen und Spalten bestehenden Matrix zusammengeschaltet sind, wobei die jeweils parallel geschalteten Reihen der Anzeigeelemente mit den Ausgängen eines einzigen 1-aus-n-Decoders (n = Anzahl der Elemente einer Reihe) und die anderen Pole (Anoden) der Anzeigeelemente zu einer Spalte zusammengeschaltet sind und daß die ABCD-Έλη-gänge des 1-aus-n-Decoders mit den binärcodierten Ausgängen eines ersten Multiplexers verbunden sind, dessen Eingänge mit den binärcodierten Ausgängen von zwei nur bis zur Zahl η zählenden Zähler für die Sekunden/Minuten- und/oder Minuten-Stundenzählung verbunden sind und daß die zu je einer Spalte zusammengeschalteten Pole (Anoden) der Anzeigeelemente gegebenenfalls über J5 Treiber und Inverter mit den Ausgängen eines zweiten Multiplexers verbunden sind, dessen Eingänge mit den Ausgängen eines bis zur Anzahl der Spalten zählenden Zählers für die Sekunden/Minuten und/oder Minuten/Stunden verbunden sind. ^⁰

2. Uhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente aus Leuchtdioden (LED)bestehen.

3. Uhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente aus Glimmlampen bestehen.

4. Uhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente aus Flüssigkristallen bestehen. so

5. Uhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente aus Leuchtstoffröhren bestehen.

6. Uhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere, insbesondere fünfzehn Leuchtdioden (LED) zu einer Diodenmatrix mit vier Spalten zusammengeschaltet sind, wobei die jeweiligen parallel geschalteten Reihen von Leuchtdioden mit ^b0 den Ausgängen (0, . 1, 2... 14) eines einzigen l-aus-16-Decoders (154) geschaltet sind und die Anoden der Leuchtdioden (LED) zu einer Spalte zusammengeschaltet sind und jeweils mit dem Emitter von vier Transistoren (Tl₁ 7"2, T3, T4) '^ verbunden sind, deren Kollektoren zusammengeschaltet und auf +5V liegen, wobei die einzelnen Basen der Transistoren (Ti, T2. 7"3, TA) zur Invertierung der Signale mit den Ausgängen je eines NAND-Gatters mit zwei Eingängen verbunden sind, wobei jeweils die beiden Eingänge eines Gatters mit den Ausgängen von je zwei zusammengehörenden OR-Gattern zur Steuerung des 15-Sekunden- bzw. 15-Minutentakts verbunden sind.

7. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des l-aus-16-Decoders (154) unter entsprechender Abänderung der Einteilung der Diodenmatrix ein l-aus-10-Decoder eingesetzt wird.

8. Display für eine Uhr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in voll- oder teilintegrierter Schaltung auf einem äußeren Umfangskreis zwölf strichförmige LED-Dioden im Abstand von 30° angeordnet sind, deren Anoden zusammengeschaltet und deren Kathoden, vorzugsweise auf kreisförmigen Schaltbahnen, an beliebige gewünschte Punkte geführt werden, und daß auf einem inneren Umfangskreis sechzig kleinere, strichförmige Leuchtdioden LED im Abstand von 6° angeordnet sind, wobei die Kathoden von je fünfzehn Leuchtdioden der einzelnen Quadranten durch Sammelschienen (Sb, Sc, Sd, Se) verbunden sind und die Anoden jeweils der ersten, zweiten, dritten... fünfzehnten Diode eines jeden Quadranten miteinander verbunden sind und zu entsprechenden Anschlußpunkten führen. .

9. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachbildung des Laufes mechanischer Zeiger auf zwei konzentrischen Kreisen (R 1, R 2) jeweils sechzig längliche Anzeigeelemente, vorzugsweise opto-elektronische Anzeigeelemente, wie Leuchtdioden (LEDi, LED2), Flüssigkristalle oder über entsprechende Treiber betriebene Lampen, Leuchtstoffröhren, usw., angeordnet sind, wobei je zwei auf einem Radius liegen, wobei die Anzeigeelemente durch eine entsprechende Ansteuerlogik so angesteuert werden, daß jeweils nur ein oder beide Anzeigeelement/e entsprechend dem Zeitablauf,zur Nachbildung des Laufes mechanischer Zeiger angesteuert werden.

10. Elektronische Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem inneren Kreis (R 2) liegenden Anzeigeelemente (ED2) die Stunden jeweils im 12-Minuten-Takt zeigen und die auf dem äußeren Kreis (R 1) liegenden Anzeigeelemente (LEDi) jeweils zusammen mit den entsprechenden inneren Anzeigeelementen (LED 2) die Minuten anzeigen, wobei gegebenenfalls die äußeren Anzeigeelemente (LEDi) allein die Sekundenanzeige durchführen, wobei die Ansteuerung der beiden (LED 1 und LED 2) zwischen Sekunden und Minuten und Minuten und Stunden im Multiplexbetrieb erfolgt.

11. Schaltungsanordnung für eine elektronische Uhr nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwölf Leuchtdioden oder Flüssigkristalle (LED 1) zu einer Diodenmatrix mit fünf Spalten zusammengeschaltet sind, wobei die jeweiligen parallelgeschalteten Reihen von Leuchtdioden mit den Ausgängen (0, 1, 2... 11) eines l-aus-16-Decoders (74154) geschaltet sind und die Anoden der Leuchtdioden (LEDi) zu einer Spalte züsammengeschaltet sind und jeweils mit den Emittern von fünf Transistoren (TUN 1 bis TUN5) verbunden sind, deren Kollektoren zusammengeschaltet sind und auf 5 V liegen, wobei die einzelnen

Basen der genannten Transistoren zur Invertierung der Signale mit den Ausgängen je eines NAND-Gatters mit zwei Eingängen verbunden sind, wobei jeweils die beiden Eingänge eines Gatters mit den Ausgängen von je zwei zusammengehörenden OR-Gattern zur Steuerung des 12-Sekunden- bzw. 12-Minuten-Takts verbunden sind, wobei die OR-Gatter im Multiplexbetrieb arbeiten und deren Eingänge mit den fünf Ausgängen von je zwei Decodern (7442) verbunden sind und daß ferner die zwölf Leuchtdioden (LED 2) ebenfalls zu einer Diodenmatrix mit vier Spalten zusammengeschaltet sind, wobei die jeweiligen parallelgeschalteten Reinen von Leuchtdioden mit den Ausgängen (0, 1, 2... 11) eines weiteren l-aus-16-Decoders (74154) geschaltet sind und die Anoden der Leuchtdioden zu einer Spalte zusammengeschaltet sind und jeweils mit den Emittern von fünf Transistoren verbunden sind, deren Kollektoren zusammengeschaltet sind und auf 5 V liegen, wobei die einzelnen Basen der Transistoren der Invertierung der Signale mit den Ausgängen je eines NAN D-Gatters mit zwei Eingängen verbunden sind, wobei jeweils die beiden Eingänge eines Gatters mit den Ausgängen von je zwei zusammengehörigen OR-Gattern zur Steuerung des 12-Minuten- bzw. 2-Stunden-und-vierundzwanzig-Minuten-Takts verbunden sind, wobei die Eingänge der im Multiplexbetrieb geschalteten OR-Gatter mit einem Zähler bis fünf (7492) und zugehörigen Decoder (7442) verbunden sind, der mit dem Reset-Eingang eines wieteren Zählers bis zwölf (7493) verbunden ist, dessen Eingang mit desn Ausgang für den 12-Minuten-Takt in Verbindung steht

12. Elektronische Uhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch weitere Zähler und Decoder eine Datums- und Monatsanzeige in der Weise erfolgt, daß durch geeignete Schaltmittel die Monatsanzeige auf die Anzeigeelemente für die Stundenanzeige und die Datumsanzeige auf die Anzeigeelemente für die Minuten- bzw. Sekundenanzeige gelegt werden kann.