DE2659409B2 - Elektronische Digitalquarzuhr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Digitaluhr mit einem Quarzoszillator, einer Teilerkette, Zählern und Anzeigeschaltungen für die Stunden, Minuten und Sekunden, und mit einer Einrichtung zur Korrektur der Minuten- und Sekundenzähler, wenn die Uhr um einen Betrag unter 30 Sekunden vor- oder nachgeht.

Die Zeiteinstellung einer elektronischen Quarzuhr ist überlicherweise eine recht zeitaufwendige und langweilige Angelegenheit. Wenn die Uhr z. B. das Datum, Stunden, Minuten und Sekunden anzeigt, muß man zuerst die Zähler für das Datum und die Stunden auf den richtigen Wert einstellen, dann den Minutenzähler auf einen um eine Einheit höheren als den richtigen Wert einstellen, dann die Uhr anhalten, den Sekundenzähler auf Null setzen und dann die Uhr auf ein Zeitzeichen hin, das den Beginn einer Minute anzeigt, wieder in Gang setzen.

Aus der DE-OS 23 36 328 ist eine Vorrichtung zur Zeitkorrektur einer elektronischen Uhr bekannt, wobei Sekunden addiert oder subtrahiert werden können mittels eines Druckknopfes, der einmal betätigt werden muß, um eine Sekunde zur Sekundenanzeige zu addieren und der gedrückt gehalten werden muß um den Sekundenzähler zu blockieren und damit Sekunden von der Anzeige zu subtrahieren.

Eine solche Zeitkorrektur ist aber für den Träger der Uhr nicht einfach auszuführen und erfordert entweder das Zählen der Anzahl der Betätigungen des Druckknopfes, wenn die Uhr nachgeht, oder der verflossenen Sekunden, wenn die Uhr vorgeht.

Aus der DE-OS 24 02 845 ist eine weitere Vorrichtung zur Korrektur von Zeitabweichungen, die kleiner sind als eine halbe Minute, bekannt. Die Vorrichtung löst die gestellte Aufgabe mit relativ geringem Aufwand, hat aber den Nachteil, daß sie ein ungewolltes Richten der Uhr nicht vermeidet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einer Vorrichtung, die eine Korrektur von Zeitabweichungen erlaubt, die kleiner sind als 30 Sekunden und eine automatische Korrektur der Minutenanzeige erlaubt, wenn die Uhr nachgeht, ein ungewolltes Richten der Uhr zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Uhr zeichnet sich dadurch aus, daß die Einrichtung einerseits ein Zeitglied aufweist, dessen Eingang über Verknüpfungsglieder mit einem Druckknopf verbunden ist, und dessen Ausgang über Verknüpfungsglieder mit dem Rückstelleingang der Sekundenzähler und mit dem Eingang einer logischen Vorrichtung verbunden ist, wobei das Zeitglied nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn der Druckknopf bis zum Ende von dessen Laufzeit betätigt gehalten wird, und wobei der Ausgang der logischen Vorrichtung, der über Verknüpfungsglieder mit den Sekundenzählern verbunden ist, diesen in einen Zustand versetzt, der der Uhrzeit am Ende der Laufzeit entspricht, und andererseits einen Dekoder aufweist, dessen Eingänge mit

Ausgängen der Sekundenzähler verbunden sind, und dessen Ausgang durch eine logische Schaltung mit dem Minutenzähler verbunden ist, wobei die logische Schaltung so entworfen ist, daß sie im Falle eines Nachgebens der Uhr einen Impuls an den Minutenzähler liefert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Die Fig. 1 ein Teilschaltbild einer erfindungsgernäßen Uhr; und

die F i g. 2 die Arbeitsweise der Uhr nach F i g. 1.

Im Schaltbild nach F i g. 1 ist ein Sekundenzähler 1 sichtbar, der über ein NOR-Tor !0 einen Impulszug f\ der Frequenz 1 Hz erhält, welcher von einem nichtgezeigten Quarzoszillator über eine ebenfalls nichtgezeigte Teilerkette geliefert wird, und der vier D-Flip-Flops 2—5 aufweist Die Bezeichnungen der Eingänge (D, CL, Äjund der Ausgänge (Q, <2>sind nur für den Flip-Flop 2 angegeben; die Anordnung der Eingänge und Ausgänge sind jedoch für alle D-Flip-Flops der Figur gL'ich.

Der Ausgang Q jedes Flip-Flops 2—5 ergibt ein Bit der binär kodierten Information der Sekundeneinheiten (A, B, C, D) Der Zähler 1 kann nur von 0 bis 9 zählen, alle seine Flip-Flops werden auf Null zurückgestellt, sobald deren Ausgänge A — Ddie Zahl 10 im Binärkode zeigen, d.h. 1010. Diese Rückstellung wird mit Hilfe einer Vorrichtung 11 durchgeführt, welche aus einem NAND-Tor 12 besteht, das das Vorhandensein einer logischen »1« an den Ausgängen ßund D feststellt und eine Speicherschaltung 13, 14 zum Kippen bringt, welche auf dem zweiten Eingang einen Impulszug Λ} erhält, der von der nichtgezeigten Teilerkette geliefert wird. Die Frequenz dieses Impulszuges (z. B. 32 Hz) ist derart, daß das Rückstellsignal, das noch über ein NAND-Tor 15 läuft, kurz ist.

Die Vorrichtung 11 liefert auch die Impulse für einen Zähler 6 für die Zehner der Sekundenanzeige, der drei D-Flip-Flops 7—9 aufweist. Die Ausgänge E Fund G dieser Flip-Flops stellen die binär kodierte Information der Zehner der Sekunden dar. Der Zähler 6 kann nur von 0 bis 5 zählen, seine Flip-Flops werden in ähnlicher Art auf Null zurückgestellt, wie dies beim Zähler 1 beschrieben wurde, und zwar durch eine Vorrichtung 16, die aus einem NAND-Tor 17, das das Vorhandensein der Zahl 6 (binär: 110) feststellt, und aus einer Speicherschaltung 18, 19 besteht. Das Rückstellsignal wird über ein NAND-Tor 20 an die Flip-Flops 7—9 angelegt. Die Speicherschaltung 18, 19 liefer* über ein NAND-Tor 21 au/ Impulse Λ/für einen nichtgezeigten Minutenzähler.

Ein aus D-Flip-Flops 23-27 bestehendes Zeitglied 22 wird über ein NOR-Tor 28 mit einem Impuls /2 der Frequenz 8 Hz angespeist, der von der Teilerkette erhalten wird. Die Flip-Flops 23—26 werden im Normalbetrieb auf Null gehalten durch ein Ausgangssignal »1« eines Inverters 29, dessen Eingang seinerseits auf »0« gehalten wird, weil ein Druckknopf 40 für die Steuerung der Zeiteinstellung in Ruhestellung ist. Der Flip-Flop 27 erhält an seinem Rückstelleingang den Impulszug /3. Sein Ausgang Q ist über NAND-Tore 15 bzw. 20 mit den Rückstelleingängen der Flip-Flops der Zähler 1 und 6 verbunden. Dieser ist auch mit einem Eingang einer Speicherschaltung 30, 31 verbunden, deren zweiter Eingang mit dem Eingang eines Inverters 29 verbunden ist. Weiter ist dieser Ausgang Q mit einem Eingang eines D-Flip-Flops 32 verbunden, an dessen Eingang R der Impulszug 72 anliegt. Ferner ist er (Pfeil

N) mit Rückstelleingängen eines Teiles der Flip-Flops der Teilerkette verbunden, genauer gesagt, mit jenen Flip-Flops, die zwischen jenem, der den Impulszug /3 liefert, und dem Ende der Teilerkette angeordnet sind. Das Ausgangssignal der Speicherschaltung 30, 31 steuert ein NOR-Tor 28, während der Ausgang Q des D-FIip-Flops 32 ein NOR-Tor steuert, das auf seinem zweiten Eingang den Impuszug /3 erhält. Der Ausgang des Tores 33 ist über das NOR-Tor 10 mit dem Eingang

ίο des Sekundenzählers 1 verbunden.

Die Schaltung weist weiter einen Dekoder 34 auf, der aus zwei NAN D-Toren 35 und 36 und einer Speicherschaltung 37, 38 besteht. Das Tor 35 erhält die Informationen B, E und F des Sekundenzählers.

Während das Tor 36 die Informationen Fund Ό sowie den Impulszug /3 erhält Die Tore 35 und 36 speisen je einen der Eingänge der Speicherschaltung 37,38, so daß am Ausgang des Dekoders 34 ein Signal <x vorhanden ist, das im Zustand »0« ist, wenn der Sekundenzähler 1+6 einen Wert zwischen 0 und 32 Sekunden anzeigt, und im Zustand »1« während der übrigen Zeit. Das Signal μ steuert ein NAND-Tor 39, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang Q des Flip-Flops 27 verbunden ist. Der Ausgang des Tores 39 ist über das NAND-Tor 21 mit dem Eingang des nichtgezeigten Minutenzählers verbunden.

Es soll nun die Arbeitsweise der Uhr anhand von F i g. 2 näher beschrieben werden, die die Impulszüge /3 (32Hz), /2 (8Hz) und /1 (1 Hz) und einige andere

Mi Signale zeigt. Der Zeitmaßstab ist in dieser F i g. 2 nicht gleichbleibend, ab der mit χ bezeichneten Stelle ist er vergrößert, um die Ablesung zu erleichtern.

Wenn die Uhr gerichtet werden soll, drückt der Benutzer auf den Druckknopf 40, und zwar zu einem, durch ein Zeitzeichen genau angegebenen Zeitpunkt am Anfang einer Minute. Dies bringt ein Signal »i« an den Eingang des Inverters 29 (Signal S,) und dadurch eine »0« an dessen Ausgang. Der Zähler 22 wird nicht mehr auf Null gehalten, sondern er beginnt die Impulse /2 zu zählen. Zwei Sekunden später kippt, falls der Druck auf den Druckknopf während dieser Zeit aufrechterhalten wird, der D-Flip-Flop 27. Sei Ausgangssignal (RAZ) stellt den Sekundenzähler und die vorhergehenden Teilerstufen auf Null zurück und kippt die Speicherschaltung 30, 3i. Das Ausgangssignal der letzteren sperrt das NOR-Tor 28, so daß keine Impulse /2 mehr am Eingang des Zählers 22 eintreffen. Der D-FIip-FIop 27 wird ungefähr 15 ms nach seinem Kippen durch einen Impuls 73 wieder in den ursprünglichen Zustand zurückgekippt. Er bringt den D-Flip-Flop 32 zum Kippen, dessen Ausgangssignal das NOR-Tor 33 öffnet, bis er durch einen Impuls 72 wieder auf Null gestellt wird. Zwei Impulse COR vom Impulszug /3 passieren das Tor 33, während es offen ist. Der Eingang CL des D-Flip-Flops 2 erhält dadurch zwei mit 1 und 2 bezeichnete Impulse (Signal CLS) gerade bevor er auf Null zurückgestellt wird. Der mit 0 bezeichnete Impuls hat keinen Einfluß, denn er entsteht gleichzeitig mit dem Impuls RAZ, dessen Wirkung überwiegt.

Wenn im Zeitpunkt des Auftretens des Impulses RAZ das Signal α im Zustand »1« ist, d.h. wenn die Sekundenzähler 1 und 6 gerade vor ihrer Rückstellung einen Wert zwischen 32 und 0 Sekunden anzeigen, wird durch den Ausgang Q des Flip-Flops 27 über die NAN D-Tore 39 und 21 ein Impuls an den Minutenzähler übertragen, der um eine Einheit vorrückt. Die Tatsache, daß das Signal α in diesem Zeitpunkt im Zustand »1« ist, gibt an, daß die Uhr nachgeht und daß die Korrektur des

Zustandes des Sekundenzählers von einem Vorrücken des Minutenzählers begleitet sein muß.

Wenn im Zeitpunkt des Auftretens des Impulses RAZ das Signal λ im Zustand »0« ist, d. h. wenn der Sekundenzähler einen Wert zwischen 0 und 32 anzeigt, bedeutet das, daß die Uhr vorläuft; der Minutenzähler erhält keinen Impuls, weil das NAND-Tor 39 gesperrt ist. Das Richten der Uhr beschränkt sich auf eine Korrektur des Zustandes des Sekundenzählers.

Das Richten der Uhr kann nicht ungewollt geschehen, weil, wenn der Druck auf den Druckknopf weniger lang dauert als die Laufzeit des Zeitgliedes, die Flip-Flops 23—27 sofort wieder auf Null gestellt werden und sonst nichts geschieht.

Es ist klar, daß auch andere Werte für die Frequenz der Impulszüge (2 und f3 gewählt werden könnten, Ebenfalls könnte die Laufzeit des Zeitgliedes anders sein. Man muß jedoch den Dekoder so schalten, daß, wenn Tdie Laufzeit des Zeitgliedes ist, sein Ausgang im Zustand »0« ist, wenn der Sekundenzähler einen Wert zwischen 0 und (30+T,) Sekunden anzeigt, und im Zustand »0«, wenn dieser Wert zwischen (30+ T) und 0 Sekunden beträgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronische Digitaluhr mit einem Quarzoszillator, einer Teilerkette, Zählern und Anzeigeschaltungen für die Stunden, Minuten und Sekunden, und mit einer Einrichtung zur Korrektur der Minuten- und Sekundenzähler, wenn die Uhr um einen Betrag unter 30 Sekunden vor- oder nachgeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einerseits ein Zeitglied (22) aufweist, dessen Eingang über Verknüpfungsglieder mit einem Druckknopf (40) verbunden ist, und dessen Ausgang über Verknüpfungsglieder mit dem Rückstelleingang der Sekundenzähler (1,6) und mit dem Eingang einer logischen Vorrichtung (32, 33) verbunden ist, wobei das Zeitgiied (22) nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn der Druckknopf (40) bis zum Ende von dessen Laufzeit betätigt gehalten wird, und wobei der Ausgang der logischen Vorrichtung (32,33), der über Verknüpfungsglieder mit den Sekundenzählern (1,6) verbunden ist, diesen in einen Zustand versetzt, der der Uhrzeit am Ende der Laufzeit entspricht, und andererseits einen Dekoder (34) aufweist, dessen Eingänge mit Ausgängen der Sekundenzähler verbunden sind, und dessen Ausgang durch eine logische Schaltung mit dem Minutenzähler verbunden ist, wobei die logische Schaltung so entworfen ist, daß sie im Falle eines Nachgehens der Uhr einen Impuls an den Minutenzähler liefert.

2. Elektronische Uhr nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (22) ein Zähler mit mehreren Stufen (23—27) ist, von denen die ersten (23—26) auf Null gehalten werden, wenn der Druckknopf (40) in Ruhelage ist, und die letzte

(27) durch einen ersten Impulszug (FS), der durch die Teilerkette abgegeben wird, auf Null zurückgestellt wird, welcher Zähler über eine zweite Torschaltung

(28) mit einem zweiten, ebenfalls von der Teilerkette gelieferten Impulszug (Π) angespeist wird, wenn der Druckknopf (40) in gedrückter Stellung ist, wobei das Ausgangsglied (RAZ) der genannten letzten Stufe (27) am Ende der Laufzeit auf eine Speicherschaltung (30, 31) einwirkt, um die zweite Torschaltung (28) zu sperren.

3. Elektronische Uhr nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (RAZ) der letzten Stufe (27) des Zeitgliedes (22) den Sekundenzähler (1,6) und einen Teil der Teilerkette auf Null stellt und einen Flip-Flop (32), der eine dritte Torschaltung (33) zum Kippen bringt, ansteuert, dabei bilden die beiden letztgenannten Elemente die genannte logische Schaltung (32, 33), wobei der genannte Flip-Flop (32) einerseits lange genug gekippt bleibt, daß die dritte Torschaltung (33) soviel Impulse durchlassen kann, wie die Anzahl der Sekunden beträgt, welche die Laufzeit des Zeitgliedes beträgt, wobei diese Impulse durch den ersten Impulszug (TS) geliefert werden, und andererseits durch den genannten zweiten Impulszug f/2) auf Null gestellt wird.

4. Elektronische Uhr nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über einen ihrer Eingänge durch den genannten Dekoder (34) angesteuerte erste Torschaltung (39) auf ihrem anderen Eingang das Ausgangssignal des Zeitgliedes (22) erhält, wobei die genannte Torschaltung (39) durch den Dekoder (34) während jener Zeit geöffnet wird, während der Sekundenzähler (1,6) einen Wert zwischen (30+ T) und 0 Sekunden anzeigt, und während der übrigen Zeit gesperrt ist, wobei T eine ganze Zahl zwischen 0 und 30 ist, so daß der Minutenzähler nur dann am Ende der Laufzeit einen Impuls, der ihn um eine Einheit vorrücken läßt, erhält, wenn die Uhr nachgeht