DE2660692C2 - Voltage transformer arrangement - Google Patents

Voltage transformer arrangement

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DE2660692C2
DE2660692C2 DE19772660692 DE2660692A DE2660692C2 DE 2660692 C2 DE2660692 C2 DE 2660692C2 DE 19772660692 DE19772660692 DE 19772660692 DE 2660692 A DE2660692 A DE 2660692A DE 2660692 C2 DE2660692 C2 DE 2660692C2
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DE19772660692
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Shigeru Higashiyamato Tokio/Tokyo Morokawa
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Citizen Watch Co Ltd
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Description

(30) aus mehreren in Ringschaltung gekoppelten 1 η verlern (31,33,35) besteht.(30) consists of several 1 η losers (31,33,35) coupled in a ring circuit.

5. Spannungswandleranordnung nach Anspruch 4. dadui ch gekennzeichnet, daß jeder Inverter zueinander komplementäre Metalloxid-Halblciter-Feldeffekttransistoren aufweist.5. Voltage converter arrangement according to claim 4. dadui ch characterized in that each inverter to each other having complementary metal oxide half-citer field effect transistors.

6. Spannungswandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (30) eine Signalformerschaltung (32) zur Signalformung des Ausgangssignals der6. Voltage converter arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the signal generator (30) has a signal shaping circuit (32) for shaping the output signal of the

Oszillatorschaltung (30) aufweist.Has oscillator circuit (30).

7. Spannungswandleranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformerschaltung (32) aus mehreren in Reihe geschalteten Invertern (36,38,40) besteht.7. Voltage converter arrangement according to claim 6, characterized in that the signal shaping circuit (32) consists of a plurality of inverters (36, 38, 40) connected in series.

8. Spannungswandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung Feldeffekttransistoren aufweist.8. Voltage converter arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the switching device has field effect transistors.

9. Spannungswandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Klemme der Energiequelle (10) gekoppeltet Pufierkondensator (C4) und eine zwischen den Pufferkondensator (C4) und eine der Ausgangsklemmen der Schalteinrichtung (12') geschaltete Schaltvorrichtung (70) vorgesehen sind, die die Ausgangsklemme der Schalteinrichtung (12') mit dem Pufferkondensa-9. voltage transformer arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a gekoppeltet with a terminal of the energy source (10) Pufierkondensator (C 4) and between the buffer capacitor (C 4) and one of the output terminals of the switching device (12 ') connected switching device ( 70) are provided that connect the output terminal of the switching device (12 ') to the buffer condenser tor (C 4) nur bei einer besonderen voreingestellten Verbindungsart der Mehrzahl der Kondensatoren koppelt.tor (C 4) only couples the plurality of capacitors with a particular preset type of connection.

10. Spannungswandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (10) aus einer Lithiumbatterie besteht.10. Voltage converter arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the energy source (10) consists of a lithium battery.

11. Spannungswandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (10) aus einer Silberoxidbatterie besteht.11. Voltage converter arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the Energy source (10) consists of a silver oxide battery.

12. Spannungswandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Treibersystem für eine elektrooptischc Anzeige gekoppelt ist, die eine elektrooptische Anzeigeeinheit, eine Schaltung zur Erzeugung von Anzeigeinformationssignalen und eine Treiberschaltung aufweist, die auf die Anzeigeinformationssignale zum Erzeugen von Treibersignalen anspricht, deren Poten12. Voltage converter arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that it is coupled to a drive system for an electro-optical display, which is an electro-optical Display unit, a circuit for generating display information signals and a driver circuit responsive to the display information signals for generating drive signals whose potentials tiale abhängen von zumindest der Ausgangsspannung der Energiequelle und der niedrigeren Ausgangsspan nung der Spannungswandleranordnung, wodurch die elektroopiische Anzeigeeinheit zur Anzeige von Information angesteuert wird.tiale depends on at least the output voltage of the energy source and the lower output voltage voltage converter arrangement, whereby the electro-optical display unit is activated to display information.

Die Erfindung betrifft eine Spannungswandleranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a voltage converter arrangement according to the preamble of claim 1.

Insbesondere bei batteriebetriebenen elektrischen Kleinstgeräten besteht eine ständige Forderung darin, daß die Leistungsaufnahme möglichst niedrig gehalten und damit die Batterielebensdauer erhöht wird. Ein Beispiel dafür ist die fortschreitende Miniaturisierung elektronischer Uhren, deren Größe hauptsächlich durch Bauelemente, wie einen Kristalloszillator, einen Impulsmotor, Anzcigeelemente und die Batterie bestimmt ist. DieParticularly in the case of battery-operated small electrical devices, there is a constant requirement that the power consumption is kept as low as possible and thus the battery life is increased. An example this is due to the progressive miniaturization of electronic clocks, the size of which is mainly determined by components such as a crystal oscillator, a pulse motor, display elements and the battery. the

so Betriebsdauer der Batterie wird hauptsächlich durch den Vcrluststrom der Batterie sowie die von von den anderen Elementen benötigte Leistung bestimmt. Bei einer mechanisch betriebenen Anzeige haben in den letzten Jahren vorgenommene Verbesserungen in der Ausbildung des Zahnradgetriebes zusammen mit leistungsfähigeren Motorkonstruktionen die Höhe der zum Betreiben der Anzeige erforderlichen Leistung auf einen verglichen mit der vor einigen Jahren erforderlichen Leistung von 10 Mikrowatt niedrigen Wert vonso the battery life is mainly determined by the leakage current of the battery as well as that of the other elements determine the power required. In the case of a mechanically operated display, the Improvements in gear train design made in recent years, along with more powerful motor designs, have increased the amount of power required to operate the display compared to the required power of 10 microwatts a few years ago 1 Mikrowatt herabgesetzt. Im Falle einer elektronischen Uhr, die eine Flüssigkristallanzeige verwendet, liegt die zum Betreiben der Anzeige erforderliche Leistung unter 0,5 Mikrowatt. Wenn daher die zum Betreiben der Anzeige erforderliche Leistung der einzige Anteilsfaktor in der Battericleistungsaufnahme wäre, wäre es möglich, Batterien mit einem Zehntel derjenigen Batterien zu verwenden, die bisher verwandt wurden, oder eine lange Betriebsdauer von bis zu 10 Jahren vor einem Auswechseln der Batterie zu erzielen. Gegenwärtig liegt1 microwatt reduced. In the case of an electronic watch using a liquid crystal display, the power required to operate the display is less than 0.5 microwatts. Therefore, if the to operate the If the display required power were the only proportional factor in the battery power consumption, it would be possible to use batteries with a tenth of those batteries that have been used previously, or one Achieve long operating times of up to 10 years before replacing the battery. Currently lies jedoch die Leistungsaufnahme in einer elektronischen Uhr neben der zum Betreiben der Anzeige verwandten Leistung in der Größenordnung von 3 Mikrowatt bis 1,5 Mikrowatt. Zwei Drittel dieser Leistungsaufnahme erfordert die Kristalloszillatorschaltung und ein Drittel dieser Leistungsaufnahme wird für die Frequenzteiler-Schaltungen und andere Schaltungen verbraucht. Es kann somit mit Recht festgestellt werden, daß das Haupthindernis für den jüngsten Trend zu kleineren, insbesondere flacheren Uhren und einer längeren Battericlebensdau-however, the power consumption in an electronic watch is in addition to that related to operating the display Power on the order of 3 microwatts to 1.5 microwatts. Two thirds of this power consumption requires the crystal oscillator circuit and one third of this power consumption is used for the frequency divider and other circuits. It can therefore rightly be stated that the main obstacle to the recent trend towards smaller, especially flatter watches and longer battery life.

b5 er den verschiedenen elektronischen Schaltungen zugeschrieben werden kann, die in die Uhr eingebaut sind.b5 it can be attributed to the various electronic circuits built into the watch.

Ähnliche Probleme ergeben sich bei anderen battcriegetricbcncn elektrischen Kleinstgeräten, beispielsweise Kleinrechnern. Aus der DE-OS 23 47 404 ist eine elektronische Uhr bekannt, bei der Spannungswandlereinrichtungcn verwendet werden, um in der Uhr Spannungspcgcl zu erzeugen, die jedoch höher als die Battcricspan-Similar problems arise with other small electrical battcriegetricbcncn devices, for example Microcomputers. From DE-OS 23 47 404 an electronic clock is known in which the voltage converter devices are used to generate voltages in the clock which, however, are higher than the Battcricspan-

nung sind. Hierbei wird zu einem aufgeladenen Kondensator über einen teilweise als Diode geschalteten Feldeffekttransistor eine weitere Spannung addiertare. In this case, a charged capacitor is connected via a partially switched diode Field effect transistor adds another voltage

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungswandleranordnung anzugeben, die eine niedrigere Ausgangsspannung abgibt als diejenige der Energiequelle, wobei diese Ausgangsspannung möglichst verlustlos, d. h. mit hohem Wirkungsgrad geteilt v«erden soll.The invention is based on the object of specifying a voltage converter arrangement which has a lower Output voltage than that of the energy source, with this output voltage as lossless as possible, d. H. should be divided with high efficiency.

Die erfindungsgemäße Spannungswandleranordnung ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.The voltage converter arrangement according to the invention is characterized by the features of claim 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß nur internen Steuerzwecken dienende Einheiten, wie der Kristalloszillator und Frequenzteiler einer Uhr mit einer niedrigeren Spannung betrieben werden können als beispielsweise die Anzeigevorrichtung. Die in solchen Schaltungen verbrauchte Energie wird auf diese Weise um einen Faktor herabgesetzt, der gleich dem Reziprokwert des Quadrates der Spannungsabnahme ist. Wenn die Versorgungsspannung auf die Hälfte der Batteriespannung herabgesetzt wird, ist die Leistungaufnahme proportional V-2, d. h. ein Viertel der Leistungsaufnahme bei Anliegen der vollen Batteriespannung oder 1/25, wenn gar die anliegende Spannung auf t/5 der Batteriespannung verringert wird. Die Herabsetzung der Spannung erfolgt dabei mit der erfindungsgemäßen Spannungr*andleranordnung mit einem sehr hohen Wirkungsgrad, d. h. mit geringsten Verlustleistungen.The invention is based on the knowledge that units serving only internal control purposes, such as the crystal oscillator and frequency divider of a clock, can be operated with a lower voltage than, for example, the display device. The energy consumed in such circuits is reduced in this way by a factor which is equal to the reciprocal of the square of the voltage decrease. If the supply voltage is reduced to half the battery voltage, the power consumption is proportional to V- 2 , that is, a quarter of the power consumption when full battery voltage is applied or 1/25 if the voltage is even reduced to t / 5 of the battery voltage. The voltage reduction is carried out with the voltage converter arrangement according to the invention with a very high degree of efficiency, ie with the lowest power losses.

Die vorliegende Erfindung ist außerordentlich gut bei einer Uhr mit Mehrfachfunktion, beispielsweise bei einer Armbanduhr mit Mehrfachalarm, einer Uhr mit Kalender usw. anwendbar. Sie ist auch für beliebige Anwendungszwecke geeignet, bei denen es wünschenswert ist, zwei oder mehrere verschiedene Spannungen für die verschiedenen jedoch miteinander verknüpften Funktionen zu verwenden. Beispielsweise kann die Anzeige von Rechenergebnissen gewöhnlich unter Verwendung von Signalen mit einer relativ niedrigen Frequenz erfolgen, die mit Niederspannung versorgt werden. Um jedoch Rechenvorgänge selbst mit einer großen Geschwindigkeit ausführen zu können, benötigt man höhere Frequenzen und damit eine Energiequelle mit einer höheren Spannung. Da unter Verwendung der erfindungsgemäßen Spannungswandleranordnung eine hohe Versorgungsspannung an Rechenschaltungen nur dann angelegt werden kann, wenn diese tatsächlich arbeiten kann eine hohe Rechengeschwindigkeit mit einem niedrigen Energieverbrauch kombiniert werden.The present invention works extremely well in a multi-function watch such as a multiple alarm watch, a calendar watch, etc. is applicable. It is also for anyone Suitable for applications where it is desirable to use two or more different voltages for use the different but interrelated functions. For example, the display of calculation results usually using signals having a relatively low frequency which are supplied with low voltage. However, in order to be able to perform arithmetic operations even at a high speed, one needs higher frequencies and thus an energy source with a higher tension. Since using the voltage converter arrangement according to the invention a high Supply voltage can only be applied to computing circuits when they are actually working high computing speed can be combined with low energy consumption.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Spannungswandleranordnung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.Embodiments of the voltage converter arrangement according to the invention are explained below with reference to the drawings.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer elektronischen Uhr, bei der Spannungswandleranordnung Verwendung findet,F i g. 1 shows a block diagram of an electronic clock used in the voltage converter arrangement finds

F i g. 2 zeigt im einzelnen das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der in F i g. 1 dargestellten Spannungswandleranordnung, die eine Ausgangsspannung liefert, die halb so groß wie die Batteriespannung ist,F i g. FIG. 2 shows in detail the circuit diagram of a preferred exemplary embodiment of the FIG. 1 shown Voltage converter arrangement that provides an output voltage that is half the battery voltage,

Fig.3A zeigt im einzelnen ein Teilschaltbild eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels der Spannungswandleranordnung, die eine Ausgangsspannung liefert, die gleich einem Drittel der Batteriespannung ist,3A shows in detail a partial circuit diagram of another preferred exemplary embodiment of the voltage converter arrangement which supplies an output voltage which is equal to one third of the battery voltage,

F i g. 3B zeigt das Schaltbild einer Abwandlung der in F i g. 3A dargestellten Schaltung, bei der die Ausgangsimpedanz gegenüber der Last herabgesetzt ist,F i g. 3B shows the circuit diagram of a modification of the circuit diagram shown in FIG. 3A, in which the output impedance with respect to the load is reduced,

F i g. 4A und A B zeigen in vereinfachten Diagrammen die grundsätzliche Arbeitsweise der Spannungswandleranordnung,F i g. 4A and A B show the basic mode of operation of the voltage converter arrangement in simplified diagrams,

F i g. 5 zeigt im einzelnen ein Teilschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung einer Uhr, in die eine Spannungswandleranordnung zusammen mit einer Spannungsstabilisierungsschaltung eingebaut ist,F i g. 5 shows in detail a partial circuit diagram of an exemplary embodiment of a circuit of a clock in which a Voltage converter arrangement is installed together with a voltage stabilization circuit,

F i g. 6A zeigt in einem Blockschaltbild ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schaltung einer Uhr, in die die Spannungswandleranordnung der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer Einrichtung zum Kompensieren jeder Frequenzabwanderung des Kristalloszillators aufgrund von Temperaturänderungen eingebaut ist,F i g. 6A shows in a block diagram another exemplary embodiment of a circuit of a clock in which the Voltage converter arrangement of the present invention together with means for compensating every frequency drift of the crystal oscillator due to temperature changes is built in,

F i g. 6C und 6D zeigen die Signalwellenformen für die in F i g. 6B dargestellte Schaltung,F i g. 6C and 6D show the signal waveforms for the in FIG. 6B circuit shown,

Fig. 7 zeigt im einzelnen das Schaltbild einer Signalpegelvcrschiebungsschaltung, durch die der Pegel der Signale, die in der Schaltung erzeugt werden, die mit einer Niederspannungsversorgung arbeitet, verschoben wird, um die Signale an eine Schaltung zu legen, die mit einer höheren Spannungsversorgung arbeitet,Fig. 7 shows in detail the circuit diagram of a signal level shift circuit by which the level of the Signals generated in the circuit operating on a low voltage supply shifted is used to apply the signals to a circuit that works with a higher voltage supply,

F i g. 8 zeigt im einzelnen ein Teilschaltbild eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem zur Verwendung für eine Anzeigebetriebseinheit Spannungen gleich der Hälfte, gleich dem Anderthalbfachen und gleich dem Zweifachen der Batteriespannung der Uhr erzeugt werden.F i g. 8 shows in detail a partial circuit diagram of a modified embodiment of the invention in which for use for a display drive unit, voltages equal to half, equal to one and a half times and generated equal to twice the battery voltage of the watch.

F i g. 9A zeigt in einem vereinfachten Diagramm die Anordnung einer Flüssigkristallanzeigematrix,F i g. 9A is a simplified diagram showing the arrangement of a liquid crystal display matrix;

F i g. 9B zeigt im einzelnen das Schaltbild eines Teils der Anzeigebetriebsschaltung für eine Flüssigkristallanzeige,F i g. Fig. 9B shows in detail the circuit diagram of part of the display operating circuit for a liquid crystal display;

F i g. 9C zeigt die Wellenform der Signale für die in F i g. 9B dargestellte Schaltung,F i g. 9C shows the waveform of the signals for the in FIG. 9B circuit shown,

F i g. 10A und 1OB zeigen in graphischen Darstellungen die Wirkungen der an den elektrofarbigen Anzeigeelementen liegenden Spannungen,F i g. 10A and 10B show in graphical representations the effects of the voltages applied to the electro-colored display elements;

F i g. IOC zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Steuerschaltung für die elektrofarbigen Anzeigeelemente.F i g. IOC shows the circuit diagram of an exemplary embodiment of a control circuit for the electro-colored display elements.

F i g. IOD zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Steuerschaltung für die elektrofarbigen Anzeigeelemente unter Verwendung der erfindungsgemäßen Spannungswandleranordnung,F i g. IOD shows the circuit diagram of an exemplary embodiment of a control circuit for the electro-colored display elements using the voltage converter arrangement according to the invention,

Fig. 1OE zeig', in einem Diagramm die Signalwellenformen für die in Fi g. IOD dargestellte Schaltung,10E shows, in a diagram, the signal waveforms for the in Fi g. IOD shown circuit,

Fig. 1IA erläutert in einem Schaltbild, wie die erfindungsgemaüe Spannungswandleranordnung bei einer Uhr mit elektromechanischem Wandler angewandt wird,1IA explains in a circuit diagram how the voltage converter arrangement according to the invention is used in a clock is used with an electromechanical converter,

F i g. 11 B zeigt in einem Diagramm die Signalwellenformen für die in F i g. 11A dargestellte Schaltung.F i g. Fig. 11B is a graph showing the signal waveforms for the Fig. 11B. 11A circuit shown.

F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel ein Blockschaltbild einer elektronischen Uhr mit einer Spannungswandlcranordnung v'obei die starken Linien Energieflußwege und die schwachen Linien Signalwege angeben. Gemäß F i g. 1 umfaßt <3ie elektronische Uhr allgemein eine Energiequelle 10, eine Spannungswandlerschaltungs-Gruppe 12, die einen Signalgenerator 14 und einen Spannungswandler 16 enthält, ein Frequenznormal 18. einenF i g. As an exemplary embodiment, FIG. 1 shows a block diagram of an electronic clock with a voltage converter arrangement, the strong lines indicating energy flow paths and the weak lines indicating signal paths. According to F i g. 1, the electronic watch generally comprises an energy source 10, a voltage converter circuit group 12 which contains a signal generator 14 and a voltage converter 16, a frequency standard 18

Frequenzwandler 20, einen Zeitmeßzähler 22, eine Signalpegelvcrschiebungsschaltung 24 und eine Anzeigevorrichtung 26. Die Energiequelle 10 kann beispielsweise aus einer Silberoxidbatterie oder aus einer Kombination einer Solarzelle mit einer wiederaufladbaren Batterie bestehen.Frequency converter 20, a timing counter 22, a signal level shift circuit 24, and a display device 26. The power source 10 may, for example, consist of a silver oxide battery or a combination a solar cell with a rechargeable battery.

Der Signalgenerator 14 enthält einen Hilfsoszillator, der ein Ausgangssignal liefern kann, sowie eine wellenformende Schaltung, die mit dem Ausgang des Oszillators gekoppelt ist, um zueinander komplementäre Aus gangssignale zu liefern. Der Hilfsoszillator kann aus CMOS-Inverterstufcn bestehen, die als Ringoszillator geschaltet sind. Die wellenformende Schaltung kann mehrere Inverterstufen enthalten, wie es später im einzelnen beschrieben wird. Der Spannungswandler 16 enthält eine Anzahl von Schaltelementen, die synchron durch die Ausgangssignale von der wellenformenden Schaltung betrieben werden, um eine verringerte Spannung, z. B.The signal generator 14 includes an auxiliary oscillator which can provide an output signal, and a wave-shaping circuit which is coupled to the output of the oscillator in order to mutually complementary to deliver output signals. The auxiliary oscillator can consist of CMOS inverter stages, which act as a ring oscillator are switched. The wave-shaping circuit may contain a plurality of inverter stages, as will be described in detail later. The voltage converter 16 contains a number of switching elements that operate synchronously the output signals from the waveform shaping circuit are operated to generate a reduced voltage, e.g. B.

gleich der Hälfte der Ausgangsspannung der Energiequelle 10 zu liefern, die auf der Leitung 17 als V„l/2 erscheint. Diese Spannung wird dem Frequenznormal 18, dem Frequenzwandler 20 und dem Zeitmeßzähler 22 geliefert, die auf einem niedrigen Spannungspegel arbeiten.equal to half of the output voltage of the energy source 10, which is shown on the line 17 as V "l / 2 appears. This voltage is fed to the frequency standard 18, the frequency converter 20 and the time measuring counter 22 that operate at a low voltage level.

Das Frequenznormal 18 kann ein quarzgesteuerter Oszillator sein, der mit einer Frequenz von beispielsweise 32 768 Hz schwingt. Diese relativ hohe Frequenz wird dem Frequenzwandler 20 zugeführt, der die Form einesThe frequency standard 18 can be a quartz-controlled oscillator that operates at a frequency of, for example 32 768 Hz oscillates. This relatively high frequency is fed to the frequency converter 20, which is in the form of a

Frequenzteilers hat, der die Frequenz vom Frequenznormal 18 derart herunterteilt, daß das Ausgangssignal des Wandlers 20 eine niedrige Frequenz von z. B. 1 Hz hat. Dieses Signal liegt am Zeitmeßzähler 22, der verschiedene Ausgangssignale einschließlich der Zeit- und Datumsinformation liefert. Diese Ausgangssignale mit kleiner Spannungsamplitude werden der Signalpegelverschiebungsschaltung 24 zugeführt, die mit einer hohen Spannung, z. B. dem Versorgungsspannungspegei der Energiequelle 10 arbeitet. Diese Signalpegelverschicbungs-Has frequency divider that divides the frequency down from the frequency standard 18 in such a way that the output signal of the Converter 20 has a low frequency of e.g. B. 1 Hz. This signal is applied to the timing counter 22 which provides various output signals including time and date information. These output signals with smaller Voltage amplitudes are fed to the signal level shift circuit 24 which is supplied with a high voltage, e.g. B. the supply voltage level of the energy source 10 is working. This signal level shift

schaltung 24 ändert den Spannungspegel oder die Amplitude der verschiedenen Ausgangssignale des Zeitmeßzählers 22, ohne die mitgeführten Informationen zu ändern. Die Anzahl der Signalwegc und die Signalfrequenz, die an der Pegelverschiebungsschaltung liegt, ändert sich in Abhängigkeit davon, wo die Pegelverschiebungsschaltung 24 angeordnet ist. Wenn sie vor den Zeitmeßschaltungen liegt, steigt die Leistungsaufnahme infolge der höheren Frequenz an. Wenn sie andererseits hinter den Zeitmcßschaltungen liegt, nimmt die Leistungsauf-Circuit 24 changes the voltage level or amplitude of the various outputs from timing counter 22 without changing the information carried. The number of signal paths and the signal frequency, applied to the level shift circuit changes depending on where the level shift circuit 24 is located. If it is ahead of the timing circuits, the power consumption increases as a result the higher frequency. On the other hand, if it is behind the timing circuits, the power consumption

nähme ab, steigt jedoch die Anzahl der Pegelverschiebungsschaltungen an.would decrease, but the number of level shift circuits would increase.

Die im Zeitmeßzähler 22 enthaltene Zeitinformation oder eine andere Information wird durch die Anzeigeanlage 26 angezeigt, die eine Anzeigesteuerschaltung und Anzeigeeinrichtung umfaßt.The time information or other information contained in the timing counter 22 is displayed by the display device 26 which comprises a display control circuit and display device.

In Fig.2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der in Fig. 1 dargestellten Spannungswandlerschaltungsgruppe dargestellt. Wie es in F i g. 2 dargestellt ist, enthält der Signalgenerator 14 einen Oszillator 30, der mit derFIG. 2 shows a preferred exemplary embodiment of the voltage converter circuit group shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2 is shown, the signal generator 14 includes an oscillator 30, the with the

Batterie 10 gekoppelt ist und auf einer Versorgungsspannung von 1,6 V arbeilet, sowie eine wellenformende Schaltung 32, die mit einem Ausgang des Oszillators 30 verbunden ist. Der Oszillator 30 umfaßt eine Vielzahl von Inverterschaltungsstufen 31,33 und 35, die ringförmig angeordnet sind und von denen jede ein komplementäres Paar aus einem P-Kanal-Metalloxidhalbleiterfeldeffektlransistor 30a, der im folgenden als P-Kanal-MOSFET bezeichnet wird, und aus einem N-Kanal-Metalloxidhalbleitcrfeldeffekttransistor 306, der im folgenden alsBattery 10 is coupled and operates on a supply voltage of 1.6 V, as well as a waveform end Circuit 32 which is connected to an output of the oscillator 30. The oscillator 30 includes a plurality of Inverter circuit stages 31, 33 and 35, which are arranged in a ring and each of which is a complementary one Pair of a P-channel metal oxide semiconductor field effect transistor 30a, hereinafter referred to as P-channel MOSFET and an N-channel metal oxide semiconductor field effect transistor 306, hereinafter referred to as

N-Kanal-MOSFET bezeichnet wird, aufweist, die zwischen die positive Versorgungsleitung Vdd und die negative Versorgungsleitung V55I der Batterie 10 geschaltet sind. Die Galeelektroden des P-Kanal-MOSFET 30a und des N-Kanal-MOSFET 30i> sind miteinander gekoppelt und stehen mit dem Ausgang des Inverters 35, d. h. mit dem Verbindungsknotenpunkt der Drainelektrode des P-Kanal-MOSFET 30"a und der Drainelektrode des N-Kanal-MOSFET30"f>in Verbindung. In ähnlicher Weise sind die Galeelektroden des P-Kanal-MOSFET30'aN-channel MOSFET, which are connected between the positive supply line Vdd and the negative supply line V 55 I of the battery 10. The Galeelectrodes of the P-channel MOSFET 30a and the N-channel MOSFET 30i> are coupled to one another and are connected to the output of the inverter 35, ie to the connection node of the drain electrode of the P-channel MOSFET 30 "a and the drain electrode of the N. -Channel MOSFET30 "in connection. Similarly, the gale electrodes of P-channel MOSFET30'a are und des N-Kanal-MOSFET 30'b miteinander gekoppelt und mit dem Ausgang des Inverters 31, d. h. mit dem Verbindungsknotenpunkt der Drainelcktrode des P-Kanal-MOSFET 30a und der Drainelektrode des N-Kanal-MOSFET 306 verbunden. Die Gateelektroden des P-Kanal-MOSFET 30"a und des N-Kanal-MOSFET 30"/> sind miteinander gekoppelt und stehen mit dem Ausgang des Inverters 33, d. h. mit dem Verbindungsknotenpunkt der Drainelektrode des P-Kanal-MOSFET 30'a und der Drainelektrode des N-Kanal-MOSFET 30'ö inand the N-channel MOSFET 30 'are coupled together and b, that is connected to the output of the inverter 31 to the connecting node of the Drainelcktrode of the P-channel MOSFET 30a and the drain electrode of the N-channel MOSFET 306th The gate electrodes of the P-channel MOSFET 30 "a and of the N-channel MOSFET 30"/> are coupled to one another and are connected to the output of the inverter 33, ie to the connection node of the drain electrode of the P-channel MOSFET 30'a and of the drain electrode of the N-channel MOSFET 30'ö in Verbindung. Wie bereits erwähnt, sind die Sourceelektroden der P-Kanal-MOSFET 30a, 30'a und 30"a parallel zur positiven Versorgungsleitung VIW der Batterie 10 geschaltet, während die Sourceelcktroden der N-Kanal-MOSFET 30b, 30'b und 30"i> parallel zur negativen Versorgungsleitung Vwi der Batterie 10 geschaltet sind. Der in dieser Weise aufgebaute Oszillator 30 schwingt mit einer Frequenz zwischen 100 und 1000 Hz, um ein Ausgangssignal Φο auf der Leitung 34 zu liefern. Die Stromentnahme des Oszillators 30 liegt zwischen 0,1 μΑ undLink. As already mentioned, the source electrodes of the P-channel MOSFET 30a are "connected in a parallel to the positive supply line V IW of the battery 10, while the Sourceelcktroden the N-channel MOSFET 30b, 30 'b and 30"30'a and 30 i> are connected in parallel with the negative supply line V w i of the battery 10. The oscillator 30 constructed in this way oscillates at a frequency between 100 and 1000 Hz in order to deliver an output signal Φ ο on the line 34. The current consumption of the oscillator 30 is between 0.1 μΑ and

0,01 μΑ. Feldeffekttransistoren mit geringer Steilheit CM sind z. B. für die P-Kanal-Feldeffekttransistoren 30a bevorzugt, um den Strom herabzusetzen, der zu den Zeitpunkten, in denen beide gleichzeitig durchgeschaltet werden, d. h. während der Spannungspegelübergänge, in jeder Inverterstufe fließ^Der vomOszillator aufgenommene Strom kann auch dadurch herabgesetzt werden, daß der Oszillator über einen hohen Widerstand mit der Energiequelle verbunden wird. Das Ausgangssignal Φα auf der Leitung 34 liegt an der wellenformenden0.01 μΑ. Field effect transistors with a low slope CM are z. B. for the P-channel field effect transistors 30a preferred in order to reduce the current that flows at the times when both are switched through simultaneously, ie during the voltage level transitions, in each inverter stage ^ The current consumed by the oscillator can also be reduced by the fact that the oscillator is connected to the energy source via a high resistance. The output signal Φα on line 34 is at the waveform end

Schaltung 32.Circuit 32.

Die wellenformende Schaltung 32 umfaßt mehrere Inverterschaltungsstufen 36,38 und 40, von denen jede ein komplementäres Paar aus einem P-Kanal-MOSFET32a und einem N-Kanal-MOSFET326 enthält Die Wellenformung des Ausgangssignals Φο vom Oszillator 30 erfolgt durch den Inverter36, dessen Ausgangssignal an zwei in Reihe geschalteten Invertern 38 und 40 liegt Die Ausgangssignale der Inverter 38 und 40 sind mit Φ und Φ The waveshaping circuit 32 comprises a plurality of inverter circuit stages 36,38 and 40, each of which includes a complementary pair of a P-channel MOSFET32a and an N-channel MOSFET326 the waveform shaping of the output signal Φο from the oscillator 30 is made by the Inverter36 whose output signal to two inverters 38 and 40 connected in series is connected. The output signals of inverters 38 and 40 are denoted by Φ and Φ

jeweils bezeichnet und komplementär zueinander. Die Signale^ und Φ liegen am Spannungswandler 16. Es ist erfindungsgemäß nicht erforderlich, daß die Signale Φ und Φ genau komplementär zueinander sind. Es ist beispielsweise möglich, ein Mehrphasensignal zusammen mit seinem inversen Signal an den Spannungswandler dadurch zu legen, daß die Ausgangssignale nebeneinanderliegender Inverter im Hilfsoszillator an einen Decodierer, beispielsweise ein Exciusiv-ODER-Glied, gelegt werden. Der Grund dafür liegt darin, daß die Ausgangssi-each designated and complementary to one another. The signals ^ and Φ are at the voltage converter 16. According to the invention, it is not necessary for the signals Φ and Φ to be exactly complementary to one another. It is, for example, possible to apply a polyphase signal together with its inverse signal to the voltage converter by applying the output signals from adjacent inverters in the auxiliary oscillator to a decoder, for example an exclusive OR element. The reason for this is that the initial

gnale von den ungeradzahligen Invertern im Hilfsoszillator den gleichen Pegel haben, sich jedoch in ihrer Phase unterscheiden. Beim Spannungswandler des in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels wird jedoch beispielsweise ein einphasiges Paar komplementärer Signale verwandt Der Spannungswandler 16 enthält eine Vielzahl von elektrische Energie speichernden Einrichtungen 41 undsignals from the odd-numbered inverters in the local oscillator have the same level, but their phase differentiate. In the case of the voltage converter of the in FIG. However, in the exemplary embodiment shown in FIG. 2, a single-phase pair of complementary signals is used, for example The voltage converter 16 contains a multiplicity of devices 41 and 41 which store electrical energy

eine Schalteinrichtung 42, um auf die Ausgangssignale vom Signalgenerator 14 hin abwechselnd die elektrische Energie speichernden Einrichtungen parallel und in Reihe zwischen die positive Versorgungsleitung Vdd und die negative Versorgungsleitung V„l zu schalten. In F i g. 2 sind die elektrische Energie speichernden Einrichtungen 41 als ein erster Kondensator Ci und ein zweiter Kondensator Ci dargestellt. Die Schalteinrichtung 42 besteht aus einer Vielzahl von Schaltelementen, d. h. einem komplementären Paar eines P-Kanal-MOSFET 44 und eines N-Kanal-MOSFET 46 und einem ersten und einem zweiten Durchgangsglied 48 und 50, von denen jedes aus einem P-Kanal-MOSFET und einem N-Kanal-MOSFET besteht. Die Gateelektroden des P-Kanal-MOSFET44 und des N-Kanal-MOSFET 46 sind miteinander gekoppelt und stehen mit dem Ausgang des Inverters 38 der wellenformenden Schaltung 32 in Verbindung, mit dem auch die Steuerklemmen der Durchgangsglieder 48 und 50 verbunden sind. Die Sourceelcktroden des P-Kanal-MOSFET 44 und des N-Kanal-MOSFET 46 stehen jeweils mit der positiven Versorgungsleitung V/wund der negativen Versorgungsleitung V15I in Verbindung. Die Drainelektroden des P-Kanal-MOSFET 44 und des N-Kanal-MOSFET 46 sind über den zweiten Kondensator C2 miteinander gekoppelt. Das erste Durchgangsglied 48 ist mit einer Elektrode mit dem ersten Kondensator G und mit der anderen Elektrode mit dem zweiten Kondensator Cz gekoppelt. In ähnlicher Weise ist das zweite Durchgangsglied 50 mit einer F.lektrode mit dem ersten Kondensator C\ und mit der anderen Elektrode mit dem zweiten Kondensator C2 und der Drainelektrode des N-Kanal-MOSFET 46 verbunden. Die Steuerklemmen der Durchgangsglieder 48 und 50 sind mit dem Ausgang des Inverters 40 der wellenformenden Schaltung 32 verbunden.a switching device 42 in order to alternately switch the electrical energy storage devices in parallel and in series between the positive supply line Vdd and the negative supply line V "1 in response to the output signals from the signal generator 14. In Fig. 2, the electrical energy storage devices 41 are shown as a first capacitor Ci and a second capacitor Ci . The switching device 42 consists of a plurality of switching elements, ie a complementary pair of a P-channel MOSFET 44 and an N-channel MOSFET 46 and first and second pass gates 48 and 50, each of which is a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET. The gate electrodes of the P-channel MOSFET 44 and the N-channel MOSFET 46 are coupled to one another and are connected to the output of the inverter 38 of the wave-shaping circuit 32, to which the control terminals of the through gates 48 and 50 are also connected. The source leakage electrodes of the P-channel MOSFET 44 and of the N-channel MOSFET 46 are each connected to the positive supply line V / and of the negative supply line V 15 I. The drain electrodes of the P-channel MOSFET 44 and the N-channel MOSFET 46 are coupled to one another via the second capacitor C2. The first passage member 48 has one electrode coupled to the first capacitor G and the other electrode coupled to the second capacitor Cz. In a similar manner, the second through member 50 is connected to the first capacitor C 1 by one electrode and to the second capacitor C 2 and the drain electrode of the N-channel MOSFET 46 by the other electrode. The control terminals of the pass gates 48 and 50 are connected to the output of the inverter 40 of the waveform shaping circuit 32.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung das Ausgangssignal Φ auf einen hohen logischen Pegel kommt, werden die Schaltelemente 46 und 48 durchgeschaltct, während die Schaltelemente 44 und 50 sperren. Damit kommen die Kondensatoren Ci und C2 in eine Reihenschaltung miteinander quer über die Energiequelle 10. In diesem Zustand werden die Kondensatoren Ci und G aufgeladen und die Summe der Ladungsspannung ist gleich der Spannung der Energiequelle 10. Wenn nun dis Ausgangssignal auf einen niedrigen logischen Pegel kommt, werden die Schaltelemente 44 und 50 durchgeschaltet, während die Schaltelemente 46 und 48 sperren. In diesem Zustand sind die Kondensatoren Ci und Ct in eine Parallelschaltung zueinander gekommen, damit die 2s Ladungsspannung gleich groß wird. Diese Spannung, d. h. VV,l/2, erscheint am Ausgang 17.If, in the arrangement described above, the output signal Φ comes to a high logic level, the switching elements 46 and 48 are switched through, while the switching elements 44 and 50 block. The capacitors Ci and C2 are connected in series with each other across the energy source 10. In this state, the capacitors Ci and G are charged and the sum of the charge voltage is equal to the voltage of the energy source 10. If the output signal now comes to a low logic level , the switching elements 44 and 50 are switched through, while the switching elements 46 and 48 block. In this state, the capacitors Ci and Ct are connected in parallel so that the 2s charge voltage is the same. This voltage, ie VV, 1/2, appears at output 17.

Es ist möglich, Kondensatoren C1 und C2 zu verwenden, die nicht die gleiche Kapazität haben. Da jedoch in diesem Fall die Spannungen, auf die jeder Kondensator aufgeladen wird, wenn die Kondensatoren in Reihe geschaltet sind, nicht gleich sind, treten Joule'sche Verluste aufgrund der Ladungsübertragung zum Spannungsausgleich auf, wenn sie in die Parallelschaltung umgeschaltet werden. Das führt zu einem Abfall des Wirkungsgrades. Durch ein zyklisches Schalten der Signale Φ und Φ mit einer ausreichend hohen Frequenz wird somit eine konstante Ausgangsspannung gleich der Hälfte der Batteriespannung an der Ausgangsklemme 17 erhalten. Es ist zweckmäßig, daß das Umwandlungsverhältnis der Ausgangsspannung dieser Schaltung nur durch die Schaltungsverbindung unabhängig von dem Wert der Kapazitäten entschieden wird.It is possible, capacitors C1 and C2 to be used that do not have the same capacity. However, in this case, since the voltages to which each capacitor is charged when the capacitors are connected in series are not equal, Joule losses occur due to the charge transfer for voltage equalization when they are switched to the parallel connection. This leads to a drop in efficiency. By cyclically switching the signals Φ and Φ at a sufficiently high frequency, a constant output voltage equal to half the battery voltage at the output terminal 17 is thus obtained. It is appropriate that the conversion ratio of the output voltage of this circuit is decided only by the circuit connection regardless of the value of the capacitances.

Die Impedanz der MOSFET 44 und 46 und der Verknüpfungsglieder 48, 50 im gesperrten Zustand muß außerordentlich groß sein und der Ableitstrom von der Source zur Drain muß sehr klein sein, um Verluste aufgrund des zwischen Source und Drain im gesperrten Zustand anliegenden Potentials zu vermeiden.The impedance of the MOSFET 44 and 46 and the gates 48, 50 must be in the blocked state must be extremely large and the leakage current from the source to the drain must be very small in order to avoid losses due to the potential between the source and drain in the blocked state.

Es ist auch möglich, eine Schaltungsgruppe zu verwenden, die die Art eines Hilfsoszillators, wie er in F i g. 2 dargestellt ist, nicht enthält. Statt dessen können die Schaltsignale für den Spannungswandler 16 von der Quarzoszillatorschaltung, die als Zeitnormalsignalquelle dient, oder von einer Frequenzteilerstufe geliefert werden, die mit dem Ausgang des Quarzoszillators verbunden ist. In diesem Fall würde die Batteriespannung direkt an derQuarzoszillatorschaltung anliegen. Es ist auch möglich, einen Hilfsozillator mit einem anderen Aufbau aisdem beim Beispiel von F ig. 2dargestellten Aufbau zu verwenden. DiedurchdieSpannungspegelumwandlungin diesem Fall erhaltene niedrige Spannung kann zum Ansteuern der Matrix einer Flüssigkristallanzeige oder zum Liefern von Vorspannungen mit niedrigem Pegel fürverschiedene BauteilederSchaltung verwandt werden.It is also possible to use a circuit group which is the type of local oscillator shown in FIG. 2 is shown, does not contain. Instead, the switching signals for the voltage converter 16 from the Quartz oscillator circuit, which serves as a time normal signal source, or is supplied by a frequency divider stage connected to the output of the crystal oscillator. In this case the battery voltage would be are applied directly to the crystal oscillator circuit. It is also possible to have an auxiliary oscillator with a different structure also in the example of Fig. 2 should be used. By converting the voltage level to The low voltage obtained in this case can be used to drive the matrix of a liquid crystal display or for Providing low level biases may be used for various components of the circuit.

Wenn eine wellenformende Schaltung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, die auf den Hilfsozillator folgt, nicht vorgesehen ist, dann wird die Stromentnahme der Inverterstufen 38 und 40 ansteigen. Das beruht auf der Tatsache, daß der relativ langsame Anstieg der Wellenform des Ausgangssignals Φα des Hilfsoszillators bewirkt, daß ein Kurzschlußstrom von der Batterie durch die Inverter 38 und 40 immer dann fließt, wenn ein Signalpegelübergang des Signals Φα auftritt Die Verwendung der wellenformenden Schaltung 32 stellt sicher, daß die übergänge ausreichend schnell auftreten, so daß die Stromabnahme durch die inverter 38 und 40 außerordentlich gering ist.When a wave-shaping circuit as shown in FIG. 2, which follows the auxiliary oscillator, is not provided, then the current consumption of the inverter stages 38 and 40 will increase. This is due to the fact that the relatively slow rise in the waveform of the output signal Φα of the local oscillator causes a short-circuit current to flow from the battery through the inverters 38 and 40 whenever a signal level transition of the signal Φα occurs ensure that the transitions occur sufficiently quickly that the current consumption by the inverters 38 and 40 is extremely small.

Fig.3A zeigt ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine Spannung gleich einem Drittel der Batteriespannung der Uhr liefern kann. In Fig.3A gibt eine Batterie 10 ihre Leistung an einen Hilfsoszillator 30 ab, dessen Ausgangssignal an einer wellenformenden Schaltung 32 liegt, die Inverter 36,38 und 40 enthält Wenn das Ausgangssignal Φ vom Inverter 38 auf einen hohen logischen Pegel kommt, dann wird der N-Kanal-MOS-FET 54 zusammen mit den Durchgangsgliedern 62 und 58 durchgeschaltet. Drei Kondensatoren Ci, C: und Ci werden dadurch effektiv in Reihe miteinander und mit der Energiequelle 10 geschaltet und von dieser aufgeladen. Wenn das Ausgangssignal Φ anschließend auf den niedrigen logischen Pegel kommt, gehen der MOSFET 54 und die Durchgangsglieder 62 und 58, die im folgenden mit TG bezeichnet werden, in den Sperrzustand über, während die P-Kanal-MOSFET 52 und 56 und die TG 64 und 60 in den durchgeschalteten Zustand kommen. Die Kondensatoren Ci, Cj und Cj werden dadurch parallel geschaltet Wenn diese Kondensatoren alle die gleiche Kapazität haben, dann wird jeder von ihnen auf ein Drittel der Spannung der Energiequelle 10 aufgeladen sein. Wenn sie somit nun parallel geschaltet werden, erscheint an der Ausgangsklemme 17' eine Spannung gleich einem Drittel der Batteriespannung. Selbst wenn die drei Kondensatoren Ci, Ci und Cj nicht die gleiche Kapazität haben, dann wird an der Ausgangsklemme 17' ein Drittel der Spannung erscheinen, was gleich dem Mittelwert der Spannung ist, auf die jeder Kondensator aufgeladen ist Wie bereits erwähnt, sind für einen optimalen Arbeitswirkungsgrad jedoch Kondensatoren mit gleicher Kapazität bevorzugtFigure 3A shows another preferred embodiment of the invention which can provide a voltage equal to one third of the battery voltage of the watch. In Figure 3A, a battery 10 outputs its power to an auxiliary oscillator 30 from whose output signal is applied to a waveform shaping circuit 32, the inverters 36,38 and 40 includes When the output signal Φ comes from the inverter 38 to a high logic level, then the N-channel MOS-FET 54 switched through together with the through gates 62 and 58. Three capacitors Ci, C: and Ci are thereby effectively connected in series with one another and with the energy source 10 and are charged by this. If the output signal Φ then comes to the low logic level, the MOSFET 54 and the pass gates 62 and 58, which are referred to in the following as TG , go into the blocking state, while the P-channel MOSFET 52 and 56 and the TG 64 and 60 come into the switched-through state. The capacitors Ci, Cj and Cj are thereby connected in parallel. If these capacitors all have the same capacitance, then each of them will be charged to one third of the voltage of the energy source 10. If they are now connected in parallel, a voltage equal to one third of the battery voltage appears at the output terminal 17 '. Even if the three capacitors Ci, Ci and Cj do not have the same capacitance, then a third of the voltage will appear at the output terminal 17 ', which is equal to the mean value of the voltage to which each capacitor is charged.As already mentioned, are for one optimum efficiency, however, capacitors with the same capacitance are preferred

Je größer die Kapazität der Kondensatoren Ci, Ci und Ci ist, umso geringer wird die an der Klemme 17' auftretende Ausgangsimpedanz sein. Vom Standpunkt der Herabsetzung der Kosten der Bauteile sollten diese Kondensatoren andererseits so klein wie möglich sein. In Fig.3B ist eine Schaltung dargestellt, bei der diese zueinander im Widerspruch stehenden Erfordernisse für die Kondensatorbemessung miteinander in Einklang gebracht werden können. In der Spannungswandlcrschaltungsgruppe 12' werden Kondensatoren mit niedriger Kapazität verwandt. Ein Durchgangsglied 70 schaltet das Ausgangssignal von der Spannungswandlerschaltungsgruppe 12' auf einen Pufferkondensator C1 mit vergleichsweise großer Kapazität. Dabei ist zu erwähnen, daß das Schaltelement 70 den Ausgang der Spannungswandlerschaltungsgruppe 12' nur während der Zeit mit dem Kondensator C4 verbindet, während die drei Kondensatoren in der Spannungswandlerschaltungsgruppe 12', die Ci, Ci, Ci in F i g. 3A entsprechen, tatsächlich parallel geschaltet sind. Joule'sche Verluste aufgrund der Ladungsübertragung zum Kondensator Ca, während die Kondensatoren in der Spannungswandlcrschaltungsgruppe 12' von der Spannungsquelle her aufgeladen werden, werden somit vermieden. Bei dem in Fig.3B dargestellten Aufbau ist die Ausgangsimpedanz für die Last verringert.The larger the capacitance of the capacitors Ci, Ci and Ci , the lower the output impedance occurring at terminal 17 'will be. On the other hand, from the standpoint of reducing the cost of the components, these capacitors should be as small as possible. FIG. 3B shows a circuit in which these contradicting requirements for capacitor dimensioning can be reconciled with one another. Low capacitance capacitors are used in the voltage converter circuit group 12 '. A through element 70 switches the output signal from the voltage converter circuit group 12 'to a buffer capacitor C 1 with a comparatively large capacitance. It should be mentioned here that the switching element 70 connects the output of the voltage converter circuit group 12 'to the capacitor C 4 only during the time, while the three capacitors in the voltage converter circuit group 12', the Ci, Ci, Ci in FIG. 3A, are actually connected in parallel. Joule losses due to the charge transfer to the capacitor Ca while the capacitors in the voltage converter circuit group 12 'are being charged from the voltage source are thus avoided. In the structure shown in Figure 3B, the output impedance for the load is reduced.

Fig.4A und 4B zeigen, in welcher Weise eine Spannung erhalten werden kann, die gleich n/m mal derFigures 4A and 4B show how a voltage equal to n / m times that can be obtained

is Spannung der Spannungsquelle ist. Es sei angenommen, daß jeder der Kondensatoren 72-1 bis 72n-m eine Kapazität G hat, daß die Spannung der Spannungsquelle, d. h. der Potentialunterschied zwischen Von und V„l gleich Vo ist und daß die Kondensatoren nicht vorher aufgeladen sind. Wenn die Schaltung nun in der in F i g. 4A dargestellten Weise erfolgt, wird in jedem Kondensator eine Ladung Q = Cn VVn gespeichert und erscheint eine Spannung Vo/λ über den Anschlüssen jedes Kondensators.is voltage of the voltage source. It is assumed that each of the capacitors 72-1 to 72n-m has a capacitance G, that the voltage of the voltage source, ie the potential difference between Von and V "1, is equal to Vo, and that the capacitors have not been charged beforehand. If the circuit is now in the form shown in FIG. 4A, a charge Q = Cn VVn is stored in each capacitor and a voltage Vo / λ appears across the terminals of each capacitor.

InFi g. 4A sind m-Spalten von Kondensatoren parallel geschaltet, die, wie oben erwähnt, gleich aufgeladene Kondensatoren enthalten. Wenn diese Kondensatorverbindungen nun in der Weise umgeordnet werden, wie es in Fig.4B dargestellt ist, wobei dieselben Kondensatoraufladungsbedingungen wie in Fig.4A beibehalten werden, dann wird eine Spannung m/n ■ Vn über dem Satz von n-Spalten aus m-Kondensatoren erscheinen.InFi g. 4A, m columns of capacitors are connected in parallel which, as mentioned above, contain capacitors with the same charge. If these capacitor connections are now rearranged in the manner shown in Figure 4B, maintaining the same capacitor charging conditions as in Figure 4A, then a voltage m / n ■ V n across the set of n columns of m- Capacitors appear.

Es versteht sich, daß dieses Beispiel nur dazu dienen soll, ein klares Verständnis der Grundarbeitsweise des Gegenstandes der Erfindung zu ermöglichen. In der Praxis wird eine geringere Anzahl von Kondensatoren gewöhnlich ausreichen. Im folgenden werden zwei Wege beschrieben, auf denen die Anzahl der Kondensatoren verringert werden kann.It should be understood that this example is only intended to provide a clear understanding of the basic operation of the To enable the subject of the invention. In practice, a smaller number of capacitors will be used usually sufficient. The following describes two ways in which the number of capacitors can be reduced.

1. Wenn n/m > 1/2 ist,dann folgt,daß(1 — n/m) < 1/2 ist. Es ist somit möglich,den Unterschied zwischen der Ausgangsspannung der Spannungswandlerschaltungsgruppe und der Spannung der Energiequelle zu verwenden, um eine Spannung V0 (1 — n/m) zu liefern. Wenn die Kondensatoren in der oben beschriebenen Weise angeordnet werden, dann wären η mal m Kondensatoren mit gleicher Kapazität erforderlich, um diese Spannung zu erhalten. Es ist somit möglich, insgesamt (m/2 — n) Kondensatoren einzusparen, wenn η größer als m gewählt wird.1. If n / m> 1/2, then it follows that (1 - n / m) < 1/2. It is thus possible to use the difference between the output voltage of the voltage converter circuit group and the voltage of the power source to provide a voltage V 0 (1- n / m) . If the capacitors were arranged in the manner described above, then η times m capacitors of equal capacitance would be required to obtain this voltage. It is thus possible to save (m / 2 - n) capacitors overall if η is chosen to be greater than m.

2. Wenn /η-Spalten aus η in Reihe geschalteten Kondensatoren neu geschaltet werden, so daß sich n-Spalten aus m in Reihe geschalteten Kondensatoren ergeben, kann jede der zuletzt genannten Spalten aus in Reihe geschalteten Kondensatoren durch einen einzigen Kondensator niedriger Kapazität ersetzt werden. Wenn somit π Spalten aus η in Reihe geschalteten Kondensatoren, d. h. insgesamt ^-Kondensatoren vorhanden sind, können diese durch η Kondensatoren ersetzt werden, von denen jeder eine Kapazität gleich Mn der Kapazität der Serienkondensatoren hat.2. If / η-columns of η capacitors connected in series are switched anew, so that n-columns result from m capacitors connected in series, each of the last-mentioned columns of capacitors connected in series can be replaced by a single capacitor of low capacitance . If there are thus π columns of η capacitors connected in series, ie a total of ^ capacitors, these can be replaced by η capacitors, each of which has a capacitance equal to Mn the capacitance of the series capacitors.

Eine Art, in der die Spannungsumwandiung in der in den F i g. 2,3 und 4 dargestellten Schaltung erfolgt, wird im folgenden zusammengefaßt.One way in which the voltage conversion in the form shown in Figs. 2, 3 and 4 circuit shown is carried out summarized below.

Zunächst werden die Kondensatoren in Reihe zueinander und zu der Energiequelle geschaltet und von der Energiequelle aufgeladen. Mehrere Spalten aus in Reihe geschalteten Kondensatoren können mit der Energiequelle parallel geschaltet werden oder es kann einer der Kondensatoren parallel zu einem anderen Kondensator geschaltet werden. Die in Reihe geschalteten Kondensatoren oder die Spalten der in Reihe geschalteten Kondensatoren, die in der oben beschriebenen Weise aufgeladen sind, werden dann parallel zueinander geschaltet und die Ladungsspannungen werden ausgeglichen. Es ist im lastfreien Ruhezustand erforderlich, daß die Ladungsspannungen in den Kondensatoren kurz vor einer Umordnung der in Reihe geschalteten Kondensatoren in eine Parallelschaltung gleich groß sind. Wenn dieses Erfordernis nicht erfüllt ist, ergibt sich ein geringerer Wirkungsgrad. Die Ausgleichsverbindunger. können der Reihe nach in mehreren Stufen oder auch auf verschiedene Weise mit der zuerst genannten Weise kombiniert hergestellt werden.First, the capacitors are connected in series to each other and to the energy source and from the Energy source charged. Multiple columns of series capacitors can be used with the power source can be connected in parallel or one of the capacitors can be parallel to another capacitor be switched. The capacitors connected in series or the columns of those connected in series Capacitors that are charged in the manner described above are then connected in parallel to one another and the charge voltages are balanced. It is necessary in the no-load idle state that the Charge voltages in the capacitors shortly before the series-connected capacitors are rearranged are the same size in a parallel connection. If this requirement is not met, the result is a lesser one Efficiency. The compensation connector. can be done sequentially in several stages or in different stages Way can be combined with the first-mentioned way.

Wie bereits erwähnt, ist es möglich, eine Spannung n/m V0 unter Verwendung von m Kondensatoren zu liefern, vorausgesetzt, daß sowohl η als auch m eine ganze Zahl ist und η kleiner m ist. In diesem Fall werden dieAs already mentioned, it is possible to supply a voltage n / m V 0 using m capacitors, provided that both η and m are integers and η is less than m . In this case the

m Kondensatoren zunächst in Reihe zur Energiequelle geschaltet und von dieser aufgeladen. Einer der m Kondensatoren wird anschließend der Reihe nach parallel zu jedem der verbleibenden Kondensatoren (m — 1) geschaltet, um die Spannung über den Klemmen jedes Kondensators auszugleichen, wodurch sich eine Spannung V0Zm ergibt Die (m — 1) Kondensatoren bleiben in Reihe geschaltet und eine Ausgangsspannung wird an den Klemmen der η in Reihe geschalteten Kondensatoren erhalten. Die Ausgangsklemme der η Kondensatoren kann mit einer in F i g. 3B dargestellten Schaltung verbunden sein. m capacitors first connected in series to the energy source and charged by this. One of the m capacitors is then connected in series in parallel with each of the remaining capacitors (m -1) to equalize the voltage across the terminals of each capacitor, resulting in a voltage V 0 Zm The (m- 1) capacitors remain in series switched and an output voltage is obtained at the terminals of the η series-connected capacitors. The output terminal of the η capacitors can be connected to the one shown in FIG. 3B may be connected to the circuit shown.

In Fig.5 ist die erfindungsgemäße Spannungswandlerschaltungsgruppe in einer Kombination mit einer Spannungsstabilisierungsschaltung dargestellt, deren Arbeit auf den Schwellenspannungen basiert, die durch die aktiven Halbleiterschaltungsbauelemente entwickelt werden. Das in F i g. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für Uhren wirkungsvoll, die Energiequellen, wie Lithiumbatterien verwenden, die eine hohe Leistung, langeIn Figure 5, the inventive voltage converter circuit group is in a combination with a Voltage stabilization circuit shown, the work of which is based on the threshold voltages generated by the active semiconductor circuit components are developed. The in Fig. 5 is illustrated embodiment Effective for watches that use power sources such as lithium batteries, which have high performance, for a long time

Lebensdauer und eine bessere Spannungskonstanthaltung als Silberoxidbatterien haben. Die von einer Lithiumbatterie entwickelte Spannung ist jedoch für die Verwendung bei einer elektronischen Uhr ziemlich hoch und beträgt annähernd 3,2 V.Have a service life and a better voltage stabilization than silver oxide batteries. The one from a lithium battery however, developed voltage is quite high for use in an electronic watch and is approximately 3.2 V.

In F i g. 5 steht eine Batterie 90 mit einem Hilfsoszillator 91 in Verbindung, der Inverter 92,94 und 96 enthält.In Fig. 5, a battery 90 is connected to an auxiliary oscillator 91 which contains inverters 92, 94 and 96.

die als Ringoszillator mit einer extrem niedrigen Stromentnahme geschaltet sind. Das Ausgangssignal jedes Inverters ist um zwei bezüglich der anderen Stufenphasen verzögert. Die Wellenformung des Ausgangssignals dieses Hilfsoszillators, der von den Invertern 92, 94 und % gebildet wird, erfolgt über eine wellenformende Schaltung 98, die aus MOSFET 100,102,104 und 106 zusammengesetzt ist. Das Ausgangssignal der wellenformenden Schaltung wird durch Inverterstufen 108 und 110 einem Spannungswandler 112 zugeführt, der einen Schalterkreis 114 und Kondensatoren 116 und 118 enthält. Das Heruntertransformieren auf einen Pegel gleich der Hälfte der Batteriespannung erfolgt dadurch in derselben Weise wie es bei den anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben wurde. Das Ausgangssignal des Spannungswandlers 112 liegt an einer Spannungsslabilisierungsschaltung 120. Ein Spannungsregelungsbe/.ug mit einer Charakteristik, die ahnlich der einer Zehnerdiode ist, wird durch ein lnverterglied mit Gleichstromgegenkopplungsschleife 122 gebildet. Die über dem Inverter 122 entwickelte Spannung ist gleich der Summe der Absolutwerte der Schwellenspannungen der P-Kanal-undN-Kanal-MOSFETundkannals(| VTP | + VTA/; bezeichnet werden. Der Inverter 122 ist in Reihe zu einem P-Kanal-MOSFET 124 geschaltet, der als Sorcefolger geschaltet ist, so daß die Gesamtspannung, die sich über der Kombination entwickelt, gleich (2| VTP\ + VTN) ist. Der N-Kanal-MOSFET 126 wirkt als hochohmiger Widerstand, so daß ein geringer Strom durch der. Inverter !22 und den MOSFET 124 aufgcnorcv ;s men wird. Der P-Kanal-MOSFET 128 hat eine große Strombelastbarkeit und arbeitet als Sourcefolger, so daß die Ausgangsspannung an der Source des MOSFET 128 sich um | VTP |, d. h. die Schwellenspannung von der Spannung an seinem Gate unterscheidet. Da die am Gate des MOSFET 128 liegende Spannung gleich der Summe der Spannungen über dem Inverter 122 und dem MOSFET 124 ist, kompensiert der Spannungsabfall über dem MOSFET 124 genau den Gate-Source-Spannungsabfall im MOSFET 128. Die Ausgangsspannung an der Source des MOSFET128 ist somit gleich der Spannung über dem Inverter 122, d. h. gleich (| VTP| + VTN). Da irgendeine Änderung in der Höhe dieser Spannung aufgrund von Herstellungstoleranzen der integrierten CMOS-Schaltung der Uhr gleich der Änderung im Wert der Schwellenspannung der CMOS-Transistoren ist, die von der Sourceklemme des MOSFET 128 versorgt werden, stellt diese Schaltung eine genaue Regelung der Versorgungsspannung unabhängig von Abweichungen beim Herstellungsverfahren sicher. Das Ausgangssignal der Spannungsstabilisierungsschaltung 120 liegt an einem Frequenznormal 130, so daß die Leistungsaufnahme auf eine geringe, gewünschte Höhe herabgesetzt ist und die Frequenz des Ausgangssignals nicht durch Änderungen der Versorgungsspannung der Batterie beeinflußt wird.which are connected as a ring oscillator with an extremely low current consumption. The output of each inverter is delayed by two with respect to the other stage phases. The waveform shaping of the output signal of this auxiliary oscillator, which is formed by the inverters 92, 94 and%, takes place via a wave-shaping circuit 98, which is composed of MOSFET 100, 102, 104 and 106. The output of the waveform shaping circuit is fed through inverters 108 and 110 to a voltage converter 112 which includes a switch circuit 114 and capacitors 116 and 118. The stepping down to a level equal to half the battery voltage is thereby carried out in the same way as was described for the other exemplary embodiments of the invention. The output signal of the voltage converter 112 is applied to a voltage stabilization circuit 120. A voltage regulating circuit with a characteristic similar to that of a Zener diode is formed by an inverter with a DC negative feedback loop 122. The voltage developed across inverter 122 is equal to the sum of the absolute values of the threshold voltages of the P-channel and N-channel MOSFETs and can be referred to as (| VTP | + VTA /;). Inverter 122 is in series with P-channel MOSFET 124 which is connected as a source follower so that the total voltage developed across the combination is equal to (2 | VTP \ + VTN) The N-channel MOSFET 126 acts as a high-value resistor, so that a small current through the Inverter 22 and the MOSFET 124. The P-channel MOSFET 128 has a large current capacity and operates as a source follower, so that the output voltage at the source of the MOSFET 128 is | VTP |, ie the threshold voltage of Since the voltage at the gate of MOSFET 128 is equal to the sum of the voltages across inverter 122 and MOSFET 124, the voltage drop across MOSFET 124 precisely compensates for the gate-source voltage drop in MOSFET 128 The output voltage at the source of MOSFET 128 is thus equal to the voltage across inverter 122, ie equal to (| VTP | + VTN). Since any change in the level of this voltage due to manufacturing tolerances of the clock's CMOS integrated circuit will be equal to the change in the value of the threshold voltage of the CMOS transistors supplied from the source terminal of MOSFET 128, this circuit provides precise control of the supply voltage independently safe from deviations in the manufacturing process. The output signal of the voltage stabilization circuit 120 is applied to a frequency standard 130, so that the power consumption is reduced to a low, desired level and the frequency of the output signal is not influenced by changes in the supply voltage of the battery.

Das Frequenznormal 130 wird von einem Quarzkristall 132 gesteuert, so daß es ein Ausgangssignal mit einer relativ hohen Frequenz erzeugt. Das Ausgangssignal vom Frequenznormal 130 wird über eine wellenformende Schaltung 134 einem Frequenzwandler 136 in Form eines Frequenzteilers zugeführt, der die Frequenz vom Frequenznormal 130 auf ein niederfrequentes Signal herabteilt. Ein Zeitzähler 138 empfängt das relativ niederfrequente Signal vom Frequenzwandler 136 und arbeitet bei einer geringfügigen Verminderung der Leistungsausnutzung mit derselben relativ niedrigen Versorgungsspannung wie das Frequenznormal 130. Der Frequenzwandler 136, der eine hohe Hauptimpedanz für die Energiequelle ist, wird gleichfalls von einer Niederspannungsversorgung betrieben, damit sich ein maximaler Wirkungsgrad ergibt. Die Pegelverschiebungsschaltung 140 und die Anzeigevorrichtung 142 arbeiten in der im vorhergehenden beschriebenen Weise.The frequency standard 130 is controlled by a quartz crystal 132 so that it has an output signal with a generated relatively high frequency. The output signal from the frequency standard 130 is waveform shaping Circuit 134 is fed to a frequency converter 136 in the form of a frequency divider, which divides the frequency from Frequency normal 130 divides down to a low-frequency signal. A time counter 138 receives the relatively low frequency Signal from frequency converter 136 and operates with a slight reduction in power utilization with the same relatively low supply voltage as the frequency standard 130. The frequency converter 136, which is a high main impedance for the power source, is also from a low voltage supply operated so that maximum efficiency results. The level shift circuit 140 and display device 142 operate in the manner previously described.

F i g. 6A zeigt ein anderes Beispiel einer elektronischen Uhr, die eine Temperaturkompensationsschaltung enthält, die der erfindungsgemäßen Spannungswandlerschaltungsgruppe zugeordnet ist. Die elektronische Uhr enthält eine Energiequelle 150, mit der ein Hilfsoszillator t52 gekoppelt ist.F i g. 6A shows another example of an electronic watch having a temperature compensation circuit which is assigned to the voltage converter circuit group according to the invention. The electronic clock includes a power source 150 to which a local oscillator t52 is coupled.

Der Hilfsoszillator 152, der nicht nur als temperaturempfindlicher Oszillator, sondern auch als Signalgenerator für den Spannungswandler arbeitet, enthält drei Inverter 154,156 und 158 mit geringer Steilheit. Die Frequenz des Oszillators 152 wird durch einen Trimmer 160 und einen Widerstand 162 gesteuert. Der Kondensator 160 oder der Widerstand 162 hat eine lineare Charakteristik bezüglich der Temperatur, so daß die Frequenz des Oszillators 152 sich linear mit Temperaturabweichungen ändert. Diese Elemente 160 und 162 können auch fehlen und statt dessen kann der Ringoszillator derart ausgebildet sein, daß er eine Ausgangsfrequenz erzeugt, die sich proportional zu Änderungen in der Umgebungstemperatur in ihrer Phase ändert. In diesem Fall kann der Ringoszillator vorzugsweise mit der in F i g. 5 dargestellten Stabilisierungsschaltung 120 kombiniert werden. Entweder der Kondensator 160 oder der Widerstand 162 oder auch beide Elemente können von außen an das Plättchen der integrierten Schaltung des Oszillators 152 angeschaltet sein, so daß beispielsweise der Widerstand 162 ein Thermistor öder der Kondensator ein icmpcraiurempfindiicher Kondetisaior sein kann. In diesem FaIi kann die Einstellung der Frequenz des Oszillators 152 über eine Veränderung eines derartigen ausliegenden Bauteils erfolgen. Der Widerstand 162 kann auch in das Plättchen der integrierten Schaltung des Oszillators eingebaut sein, während der Kondensator 160 aus einer Streukapazität bestehen kann. Ein derartiges Verfahren ist möglich, vorausgesetzt, daß eine ausreichende Reproduzierbarkeit bei der Herstellung der integrierten Schaltung beibehalten werden kann.The auxiliary oscillator 152, which is not only used as a temperature-sensitive oscillator, but also as a signal generator for the voltage converter works, contains three inverters 154,156 and 158 with low slope. The frequency of the oscillator 152 is controlled by a trimmer 160 and a resistor 162. The capacitor 160 or the resistor 162 has a linear characteristic with respect to temperature so that the frequency of the Oscillator 152 changes linearly with temperature variations. These elements 160 and 162 can also absent and instead the ring oscillator can be designed in such a way that it generates an output frequency, which changes phase in proportion to changes in the ambient temperature. In this case it can the ring oscillator preferably with the one shown in FIG. 5 stabilization circuit 120 shown can be combined. Either the capacitor 160 or the resistor 162 or both elements can be connected to the Plate of the integrated circuit of the oscillator 152 be switched on, so that, for example, the resistor 162 a thermistor or the capacitor can be a capacitor sensitive condenser. In this case The setting of the frequency of the oscillator 152 can be based on a change of such Component. Resistor 162 can also be in the integrated circuit die of the oscillator be built in, while the capacitor 160 may consist of a stray capacitance. One such procedure is possible provided that there is sufficient reproducibility in the manufacture of the integrated Circuit can be retained.

Wenn eine Süberoxidbatterie als Energiequelle 150 verwandt wird, und der Temperaturkoeffizient des Oszillators 152 groß ist, dann kann die Spannung der Batterie direkt an den Invertern 154,156 und 158 liegen. Wenn jedoch eine Manganbaueric, beispielsweise bei einer Haushaltsuhr, verwandt wird oder wenn die Temperaturempfindlichkeit von auf einem Plättchen befindlichen Bauelementen geliefert wird, wie es oben erwähnt wurde, e>o so daß der Temperaturkoeffizient des Oszillators 152 nicht groß ist dann ist es wünschenswert, den Oszillator 152 von einem einfachen Spannungsregler aus zu versorgen. Eine geeignete Art eines Spannungsreglers ist der anhand von Fi g. 5 im obigen beschriebene Spannungsregler 120, da dieser Regler nicht nur eine Kompensation der Änderungen in den Transistorkennlinien, die durch Abweichungen im Herstellungsverfahren verursacht werden, sondern auch eine Kompensation für die Battericvcrsorgungsspannung liefertWhen a super oxide battery is used as the power source 150, and the temperature coefficient of the oscillator 152 is high, then the voltage of the battery can be applied directly to inverters 154, 156 and 158. if however, a Manganbaueric, for example in a household clock, is used or if the temperature sensitivity is supplied by components located on a wafer, as mentioned above, e> o so that the temperature coefficient of the oscillator 152 is not large then it is desirable to use the oscillator 152 from a simple voltage regulator. One suitable type of voltage regulator is the based on Fi g. 5 voltage regulator 120 described above, since this regulator is not just a compensation the changes in the transistor characteristics caused by deviations in the manufacturing process but also provides compensation for the battery supply voltage

Der Block 164 in Fig.6A repräsentiert einen Spannungswandler, wie es im obigen beschrieben wurde, der durch die Ausgangssignale Φ und Φ vom Hilfsoszillator 152 geschaltet wird. Ein kristall-, insbesondere quarzgesteuertes Frequenznormal 166 ist mit dem Ausgang des Spannungswandlers 164 verbunden und arbeitet mitThe block 164 in FIG. 6A represents a voltage converter, as described above, which is switched by the output signals Φ and Φ from the auxiliary oscillator 152. A crystal, in particular quartz-controlled frequency standard 166 is connected to the output of voltage converter 164 and works with it

WiWi

3*1»3 * 1 »

einer niedrigen Versorgungsspannung Kss1/2. Das Ausgangssignal vom Frequenznormal 166 liegt an einem ersten Frequenzwandierglied 168. das auch mit dem Versorgungsspannungspegel V^I /2 arbeiteta low supply voltage Kss1 / 2. The output signal from the frequency standard 166 is at one first frequency converter 168. which also works with the supply voltage level V ^ I / 2

Wenn ein X-geschnittener Kristall bzw. ein Kristall mit der Orientierung I im Frequenznormal 166 verwandt wird, kann die Frequenz /eines Signals, dessen Teilfrequenzen addiert eine temperaturkompensierte Frequenz liefern, ausgedrückt werden als:When an X-cut crystal or a crystal with the orientation I in the frequency standard 166 is used the frequency / of a signal whose partial frequencies are added can be a temperature-compensated frequency deliver, are expressed as:

a)a) (1) I(1) I.

wobei /o die Frequenz bei einer bestimmten Bezugstemperatur. 6? die Temperatur und a und θο Konstanten sind, "' wobei a = 16~4. θο - 25°C f; where / o is the frequency at a certain reference temperature. 6? the temperature and a and θο are constants, "'where a = 16 ~ 4. θο - 25 ° C f ;

ίο Ein relativ niederfrequentes Signal vom ersten Frequenzwandierglied 168 liegt an einer Temperaturkompen- | sationsschaltung 170, an der ein Ausgangssigna] Φ vom Hilfsoszillator 152 über die Leitung 153 anliegt Die |i Temperaturkompensationsschaltung 170 enthält allgemein ein Daten-FHp-Flop 172 (data type flip-flop), eine |j Frequenzquadrierungsschaltung 174, ein zweites Frequenzwandierglied 176, ein erstes Frequenzsummierver- |1 knüpfungsglied 178, einen Inverter 179. ein Daten-Flip-Flop 180 (data type flipflop), der als Synchronisierungs- f. is schaltung dient, ein drittes Frequenzwandierglied 182 und ein zweites Frcquenzsummierverknüpfungsglied 184. _' in F i g. 6A entspricht die erste Frequenzkomponente, d. h. der Wert 1 in der Klammer der obigen Gleichung. ;' einem Schaltungsweg, auf dem das Ausgangssignal des Frequenznormals 166 an einem Eingang des Frequenz- §>. summierverknüpfungsgliedes 178 und von dort über ein anderes Frequenzsummierverkviüpfungsglied 184 am |v letzten Frequenzwandierglied 186 und am Zeitzähler 190 liegt Der zweite Ausdruck in der Klammer der obigen Frequenzgleichung entspricht dem Schaltungsweg über das Flip-Flop 180 und das Frequenzwandlerglied 182 zum Frequenzsummierverknüpfungsglied 184. Der dem Quadrat der Temperaturkomponente in der Gleichung (1) entsprechende Ausdruck gibt den Weg über das Flip-Flop 17Z die Frequenzquadricrungsschaltung 174 und das zweite Frequenzwandlerglied 176 wieder. rίο A relatively low-frequency signal from the first frequency conversion element 168 is due to a temperature compensation | sationsschaltung 170 to which a Ausgangssigna] Φ from the local oscillator 152 is applied via line 153 | i temperature compensation circuit 170 includes generally a data-FHP-flop 172 (data type flip-flop), a | j Frequenzquadrierungsschaltung 174, a second Frequenzwandierglied 176, a first frequency summing element 178, an inverter 179, a data flip-flop 180 (data type flip-flop) which serves as a synchronization circuit, a third frequency converting element 182 and a second frequency summing element 184. _ ' in FIG i g. 6A corresponds to the first frequency component, ie the value 1 in brackets in the above equation. ; ' a circuit path on which the output signal of the frequency standard 166 at an input of the frequency §>. summing link 178 and from there via another frequency summing link 184 to the last frequency converter element 186 and the time counter 190. The second expression in brackets in the above frequency equation corresponds to the circuit path via the flip-flop 180 and the frequency converter element 182 to the frequency summing link 184 the temperature component in the equation corresponding to expression (1) gives way via the flip-flop 17Z F r equenzquadricrungsschaltung 174 and the second frequency converter section 176 again. r

Das Flip-Flop 172 dient als Frequenzprüfschaltung, und erzeugt ein Prüfausgangssignal, dessen Frequenz proportional der Anzahl der Perioden je Sekunde ist, um die die Frequenz des Hilfsoszillators 152 von einerThe flip-flop 172 serves as a frequency test circuit, and generates a test output signal whose frequency is proportional to the number of periods per second by which the frequency of the local oscillator 152 of one vorher festgelegten Bezugsfrequenz abgewichen ist, die beispielsweise die Frequenz fo/32 sein kann, die bei einer ί speziellen vorgegebenen Temperatur von 250C erzeugt_wird, die als Temperatur mit dem Temperaturkoeffi- 'previously specified reference frequency has deviated, which can be, for example, the frequency fo / 32 , which is generated at a ί special predetermined temperature of 25 0 C, the temperature with the Temperaturkoeffi- '

zienten Null bezeichnet wird. Wenn das Ausgangssignal ^ des Oszillators 152 am Takteingang des Flip-Flop 172 und das Ausgangssignal des Frequenzwandlergliedes 168 am Dateneingang des Flip-Flop 172 liegt wird, falls die ν Frequenz des Ausgangssignals Φ ein genauer Bruchteil der Frequenz des Ausgangssignals des Frequenzwand- I lergliedes 168 ist. das Ausgangssignal des Flip-Flop 172 bei 0 Hz liegen. Beispielsweise kann das Ausgangssignal des ersten Frequenzwandlergliedes 168 eine Frequenz von 16 384Hz und das des Hilfsozillators 152 eine Frequenz von 1024 Hz haben. Wenn nun die Frequenz des Oszillators 152 sich auf 1023 Hz ändert, dann wird durch das Flip-Flop 172 ein Signal mit einer Frequenz von 16 384,16 χ (1024 — 1023) Hz, d. h. von annähernd 16 Hz erzeugt. Die Frequenz dieses Ausgangssignals vom Flip-Flop 172 ist in F i g. 6A mit χ bezeichnet.is referred to as zero. If the output signal ^ of the oscillator 152 is at the clock input of the flip-flop 172 and the output signal of the frequency converter element 168 is at the data input of the flip-flop 172, if the ν frequency of the output signal Φ is an exact fraction of the frequency of the output signal of the frequency converter element 168 is. the output of the flip-flop 172 are at 0 Hz. For example, the output signal of the first frequency converter element 168 can have a frequency of 16,384 Hz and that of the auxiliary oscillator 152 can have a frequency of 1024 Hz. If the frequency of the oscillator 152 changes to 1023 Hz, then the flip-flop 172 generates a signal with a frequency of 16,384.16 χ (1024-1023) Hz, ie of approximately 16 Hz. The frequency of this output from flip-flop 172 is shown in FIG. 6A denoted by χ.

Die Frequenzquadrierungsschaltung 174 erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Frequenz, die dem Quadrat der Frequenz χ des Eingangssignals proportional ist. Das Ausgangssignal der Quadrierungsschaltung 174 liegt am zweiten Frequenzwandierglied 176, dessen Ausgangssignal dem Frequenzsummierverkniipfungsglied 178 zusammen mit dem Ausgangssignal des ersten Frequenzwandlergliedes 168 geliefert wird, um ein Signal zu erzeugen, dessen Frequenz die Frequenzabweichung a · f<{8— ofo^inderobigenGleichungOJwiedergibtThe frequency squaring circuit 174 generates an output signal having a frequency proportional to the square of the frequency χ of the input signal. The output signal of the squaring circuit 174 is applied to the second frequency conversion element 176, the output signal of which is supplied to the frequency summing element 178 together with the output signal of the first frequency conversion element 168 in order to generate a signal whose frequency reflects the frequency deviation a · f <{8- ofo ^ in the above equation OJ

Das Ausgangssignal Φ des Hilfsozillators 152 wird dadurch zum Ausgangssignal des Frequenznormals 166 synchronisiert, jedoch um 180° bezüglich des Ausgangssignals des Normals 166 phasenverschoben, daB das 0-Signal an die Dateneingangsklemme des Daten-Flip-Flops 180 und das durch den Inverter 179 invertierte .; Ausgangssignal des Normals 166 an die Taktklemme des Flip-Flop 180 gelegt wird. Das synchronisierte Ausgangssignal vom Flip-Flop 180 wird im dritten Frequenzwandierglied 182 bezüglich seiner Frequenz durch einen geeigneten Faktor dividiert und anschließend zum Ausgangssignal des Frequenzsummierverknüpfungsgliedes 178 im FrequenzsummierverknUpfungsglied 184 addiert.The output signal Φ of the auxiliary oscillator 152 is thereby synchronized to the output signal of the frequency standard 166, but phase shifted by 180 ° with respect to the output signal of the standard 166, because the 0 signal at the data input terminal of the data flip-flop 180 and that through the inverter 179 are inverted. ; The output signal of the normal 166 is applied to the clock terminal of the flip-flop 180. The synchronized output signal from the flip-flop 180 is divided with respect to its frequency by a suitable factor in the third frequency conversion element 182 and then added to the output signal of the frequency summing element 178 in the frequency summing element 184.

Somit ist die Frequenz des Ausgangssignah des Summierverknüpfungsgliedes 184 gleich der Summe der Frequenzen von drei Signalen. Eine dieser Frequenzen ist ein direkter Bruchteil der Frequenz des Ausgangssignals des quarzgesteuerten Frequenznormals, d. h. des Ausgangssignals des Normals 166, die andere Frequenz ist eine Frequenz, die sich linear mit der Temperatur ändert, d. h. die Frequenz des Ausgangssignah des dritten Frequenzwandlergliedes 182, und die dritte Frequenz ist eine Frequenz, die sich mit dem Quadrat der Temperatur ändert d. h. die Frequenz des Ausgangssignals des zweiten Frequenzwandlergliedes 176. Da bei diesem Beispiel Exclusiv-ODER-Glieder für die Frequenzsummierung verwandt werden, ist die durch den Inverter 179 erfolgende Inversion des Taktsignals erforderlich, das am Flip-Flop 180 liegt, um einen richtigen Phasenunterschied zum Ausgangssignal des Summierverknüpfungsgliedes 178 herzustellen, damit im Frequenzsummierverknüpfungsglied 184 eine Addition der Frequenzen erfolgen kann.Thus, the frequency of the output signal of the summing link 184 is equal to the sum of the Frequencies of three signals. One of these frequencies is a direct fraction of the frequency of the output signal of the crystal-controlled frequency standard, i.e. H. of the output of the standard 166, the other frequency is a frequency that changes linearly with temperature, i. H. the frequency of the output signal of the third Frequency converter element 182, and the third frequency is a frequency which changes with the square of the temperature d. H. the frequency of the output signal of the second frequency converter element 176. Since this Example exclusive-OR gates used for frequency summing is the one used by inverter 179 Inversion of the clock signal that is applied to the flip-flop 180 is required to produce a correct phase difference to the output signal of the summing link 178 so that the frequencies can be added in the frequency summing link 184.

Das Ausgangssignal vom Summierverknüpfungsglied 184 liegt an einem vierten oder letzten Frequenzwandierglied 186, dessen Ausgangssignal zum Zeitzähler 190 läuft. Der Zeitzähler 190 erzeugt Zeitsignale, die die Anzeigevorrichtung 192 betreiben und bei dem Beispiel von F i g. 6A gleichfalls ein Signal REF, das in der Frequenzquadrierungsschaltung 174 verwandt wird. Die Arbeitsweise eines Beispiels einer Schaltung für den Block 174 wird im folgenden beschrieben.The output signal from the summing combination element 184 is applied to a fourth or last frequency converter element 186, the output signal of which runs to the time counter 190. The time counter 190 generates time signals that operate the display device 192 and, in the example of FIG. 6A also shows a signal REF which is used in the frequency squaring circuit 174. The operation of an example circuit for block 174 is described below.

Wie es in Fig.6B und im Wellenformendiagramm von Fig.6C dargestellt ist, liegt vom Flip-Flop 172 in F i g. 6A ein Eingangssignal χ an. Das Eingangssignal REF'isi eine Impulskettc mit niedrigem Tastverhältnis, wie es in Fig.6B dargestellt ist, das für feste Zeitspannen auf dem hohen und niedrigen logischen Pegel bleibt. Obwohl in der Figur dargestellt ist, daß das Signal REFdurch den Zeitzähler 190 in F i g. 6A erzeugt wird, kann das Signal /?EFauch von irgendeinem anderen Oszillator oder Frequenzwandler erzeugt werden, der geeignete Impulse liefern kann. Das Signa! REFwWd invertiert und in einem Daten-Flip-Flop (data type flip flop) 200 mitAs shown in FIG. 6B and in the waveform diagram of FIG. 6C, the flip-flop 172 in FIG. 6A an input signal χ . The input signal REF'isi is a low duty cycle pulse train, as shown in Figure 6B, which remains at the logic high and low levels for fixed periods of time. Although the figure shows that the signal REF is passed by the timer 190 in FIG. 6A, the signal /? E can also be generated by any other oscillator or frequency converter capable of providing suitable pulses. The Signa! REFwWd inverted and in a data flip flop (data type flip flop) 200 with

dem Takt der Triggcrtaklimpulsc Φ,\ synchronisiert, was das Signal ~Φκιι ergibt. Dadurch, daß der Dateneingang und der (^-Ausgang des Flip-Flop 200 an einem NAND-Glied 202 liegen, wird ein geformtes Ausgangssignal R erzeugt, dessen Dauer gleich einer Periode der Taktimpulse Φ( \ ist Das Ausgangssignal R dient dazu, eine Kette von Flip-Flops 204 rückzusetzen, die so geschaltet sind, daß sie einen ersten Zähler bilden, der bei diesem Beispiel ein Binärzähler ist Das Ausgangssignal x* vom Flip-Flop 206 wird bezüglich des Eingangssignals χ invertiert, wobei jeder negativ verlaufende und positiv verlaufende Obergang des Signals x* mit der negativ verlaufenden Flanke der Impulse Φΐ\ synchronisiert ist Das Signal x**hat dieselbe Frequenz wie das Signal x*. ist jedoch invertiert und um eine Periode der Impulse Φν \ bezüglich des Signals jr" verzögert Da die Signale at* und χ "an den Sperreingängen des Verknüpfungsgliedes 208 liegen, wird ein einziger Impuls mit einer Dauer gleich einer Periode der Impulse #ci auf jede ins Negative verlaufende Flanke des Signals x* d.h. eine impulskette mit derselben Frequenz wie das Eingangssignal x, erzeugt, die jedoch aus Impulsen mit einer relativ geringen Breite besteht. Diese Impulskette ist mit D, in F i g. 6D bezeichnet Das Verknüpfungsglied 210 erzeugt Impulse, die mit den Ausgangsimpulsen des Verknüpfungsgliedes 208 identisch sind, die jedoch nur während jeder Periode abgegeben werden, während der sich das Signal Qnti auf einem niedrigen logischen Pegel befindet Diese Impulsstöße sind in den F i g. 6B und 6C mit Cp bezeichnet.the clock of the Triggcrtaklimpulsc Φ, \ synchronized, which gives the signal ~ Φκιι . Because the data input and the (^ output of the flip-flop 200 are connected to a NAND gate 202 , a shaped output signal R is generated, the duration of which is equal to one period of the clock pulses Φ ( \ The output signal R is used to create a chain of flip-flops 204 which are connected so that they form a first counter, which in this example is a binary counter. The output signal x * from flip-flop 206 is inverted with respect to the input signal χ, with each negative going and positive going transition of the signal x * is synchronized with the negative flank of the pulses Φ ΐ \ The signal x ** has the same frequency as the signal x *. However , it is inverted and delayed by one period of the pulses Φ ν \ with respect to the signal jr "Since the Signals at * and χ "are at the blocking inputs of the logic element 208 , a single pulse with a duration equal to one period of the pulses # c i is applied to each negative edge of the signal x * ie generates a pulse train with the same frequency as the input signal x, but which consists of pulses with a relatively narrow width. This pulse chain is labeled D in FIG. 6D denotes the logic element 210 generates pulses which are identical to the output pulses of the logic element 208 , but which are only emitted during each period during which the signal Qnti is at a low logic level. 6B and 6C labeled Cp.

Auf die Vorderflanke jedes ÄEF-Impulses folgend wird somit der Binärzähler 204 auf Null zurückgesetzt und wird im Binärzähler von ti bis ti in F i g. 6C eine anschließend folgende Kette von Cp-lmpulsen gezählt, während sich das Signal Qrf.f auf einem niedrigen Pegel befindet Der Zählerstand des Binärzählers 204 steigt dadurch linear während dieser Zeit an und erreicht einen Endzählerstand von beispielsweise M, wie es auf der unteren Linie von F i g. 6C dargestellt ist Dieser Zählerstand ist offensichtlich direkt proportional der Frequenz der Cp-Impulse während des KEF-Impulses, über den bis auf den Wert A/2 gezählt wird, d. h. proportional der Frequenz des Eingangssignals x, während dieses REF-Impulses. Wegen des niedrigen Tastverhältnisses des Signals ÄEF(geeignete Werte sind beispielsweise eine Sekunde für den hohen Pegel des Signals REFund 15 bis 300 Sekunden für den niedrigen Pegel) werden die im Binärzähler 204 gespeicherten Zählerstände sehr wenig durch ein Rauschen oder eine Instabilität des Eingangssignals χ beeinflußt Bei einer in ein Metallgehäuse eingeschlossenen Uhr liegt die Zeitkonstante für die Wärmeleitung von sprunghaften Änderungen in der Temperatur in der Größenordnung von 8 bis 15 Sekunden, während die kleinste Zeit für Änderungen der Temperatur infolge der Tatsache, daß die Uhr am menschlichen Körper getragen wird, in der Größenordnung von einigen Minuten liegt Zusätzlich sind weitere 20 bis 30 Stunden für Temperaturänderungen erforderlich, damit sichtbare Abweichungen in der Arbeitsweise der Uhr die Folge sind. Es ist daher möglich, die Niedrigpegelperiode des KEF-Signals sehr lang, beispielsweise 1 Stunde lang oder langer, zu wählen, vorausgesetzt, daß Fehler in der Zeitmeßgenauigkeit von 0,5 Sekunden oder etwas weniger vernachlässigt werden können.Following the leading edge of each AEF pulse, the binary counter 204 is therefore reset to zero and is in the binary counter from ti to ti in FIG. 6C a subsequent chain of Cp pulses is counted while the signal Qrf.f is at a low level. The count of the binary counter 204 increases linearly during this time and reaches a final count of, for example, M, as shown on the lower line of F i g. 6C is shown. This counter reading is obviously directly proportional to the frequency of the Cp pulses during the KEF pulse, which is used to count down to the value A / 2, ie proportional to the frequency of the input signal x during this REF pulse. Because of the low duty cycle of the signal ÄEF (suitable values are, for example, one second for the high level of the signal REF and 15 to 300 seconds for the low level) the counter readings stored in the binary counter 204 are very little influenced by noise or instability of the input signal χ For a watch enclosed in a metal case, the time constant for heat conduction of sudden changes in temperature is on the order of 8 to 15 seconds, while the smallest time for changes in temperature due to the watch being worn on the human body is in The order of magnitude of a few minutes. In addition, an additional 20 to 30 hours are required for temperature changes, so that visible deviations in the functioning of the clock are the result. It is therefore possible to make the low level period of the KEF signal very long, for example 1 hour or more, provided that errors in timing accuracy of 0.5 seconds or slightly less can be neglected.

Die Taktimpulse D, vom Verknüpfungsglied 208 liegen an einem zweiten Binärzähler 212, der aus sieben Flip-Flops mit Ausgängen Qm, Q01 bis Co?, Q17 besteht Die Wellenformen dieser Ausgangssignale sind im oberen Liniensatz in F i g. 6D dargestellt. Wenn beispielsweise bei der dargestellten UND-Gliedmati ix 214 der Zähler- 3s stand im Zähler 204 derart ist, daß sich nur das Ausgangssignal Q\b des Zählers 204 auf einem hohen Pegel befindet, dann wird das Ausgangssignal Qn des Zählers 212 als Eingangssignal für ein Frequenzsummierverknüpfungsglied 216 ausgewählt. Da das Ausgangssignal Qi6 nach einer UND-Funktion mit dem Signal Dx verknüpft wird, bevor es nach einer UND-Funktion mit dem Ausgangssignal Qi in der UND-Gliedmatrix 214 verknüpft wird, ist das tatsächlich am Summierverknüpfungsglied 216 in diesem Fall liegende Signal die in F i g. 6D mit DxQu 1 bezeichnete Impulskette. Wenn sich nur das Ausgangssignal Q15 des Zählers 204 auf einem hohen Pegel befindet, liegt in ähnlicher Weise ein Signal Obt · Qn ■ D» am Summierverknüpfungsglied 216. The clock pulses D, from the logic element 208 are applied to a second binary counter 212, which consists of seven flip-flops with outputs Qm, Q01 to Co ?, Q17. The waveforms of these output signals are shown in the upper set of lines in FIG. 6D. If, for example, in the illustrated AND element mati ix 214 the counter 3s was in the counter 204 such that only the output signal Q \ b of the counter 204 is at a high level, then the output signal Qn of the counter 212 is used as an input signal for a Frequency summing logic gate 216 selected. Since the output signal Qi 6 is combined with the signal D x according to an AND function before it is combined with the output signal Qi in the AND element matrix 214 according to an AND function, the signal actually present at the summing element 216 in this case is the in Fig. 6D pulse chain denoted by D x ■ Qu 1. Similarly, if only the output signal Q15 of the counter 204 is high, a signal Obt · Qn · D »is present on the summing gate 216.

Durch die Matrix 214 werden somit in Abhängigkeit vom Zählerstand des Zählers 204 Impulsketten mit verschiedenen Frequenzen aus den Ausgangssignalen des Zählers 212 ausgewählt. Die durch die Matrix ausgewählten Signale sind wie folgt bezeichnet.The matrix 214 thus selects pulse trains with different frequencies from the output signals of the counter 212 as a function of the count of the counter 204. The signals selected by the matrix are designated as follows.

Ci = Q)iCi = Q) i

C2 = On · Ο»C2 = On · Ο »

Cj = Q)I ■ Qö · QiICj = Q) I ■ Qö · QiI

Ci = Q)i · Q)2 · Q)I · QmCi = Q) i * Q) 2 * Q) I * Qm

C5 = Q)i · Q)2 ■ Qu · Q Q)5C5 = Q) i Q) 2 ■ Qu Q Q) 5

r) · Q)7r) Q) 7

Die allgemeine Gleichung für das vom Summierverknüpfungsglied 216 abgegebene Signal kann somit folgendermaßen geschrieben werden:The general equation for the signal output by summing logic element 216 can thus be written as follows:

+ Dx- C3- Q14 + D x - C 3 - Q 14

+ D1-G-Qu+ D 1 -G sc

+ D1-G1-Q12 6U + D 1 -G 1 -Q 12 6U

+ DxC„ · Q11 + D x C "· Q 11

+ Dx-C7- Q10 + D x -C 7 - Q 10

wobei y das Ausgangssignal vom Summierverknüpfungsglied 216 wiedergibt. Wie es in F i g. 6D dargestellt ist, greifen die durch die Ausdrücke der obigen Gleichung wiedergegebenen Impulsketten derart ineinander, daß die Frequenzsummierung lediglich unter Verwendung eines logischen ODER-Gliedes erfolgen kann. Es kann in ähnlicher Weise auch ein UND-Glied verwandt werden, wenn in negative Richtung verlaufende Impulse anliegen. In beiden Fällen kann eine beliebige Kombination von Impulsketten, die irgendeiner Kombination derwhere y is the output from summing gate 216 . As shown in FIG. 6D, the pulse trains represented by the expressions of the above equation are interlocked in such a way that frequency summing can only be done using a logical OR gate. In a similar way, an AND element can also be used if there are impulses running in a negative direction. In both cases, any combination of pulse trains that have any combination of the

Ausgangssignale vom Zähler 204 entspricht, ohne gegenseitige Störung zwischen den Impulsen in ihrer Frequenz genau addiert werden. Wenn zur Frequenzsummierung ein Exclusiv-ODER-Güed verwandt wird, ist es nur notwendig, sicherzustellen, daß die Ranken der Impulse in den verschiedenen Impulsketten nicht zusammentreffen.Output signals from the counter 204 corresponds, without mutual interference between the pulses in their frequency are added exactly. If an exclusive OR Güed is used for frequency summing, it is only necessary to ensure that the tendrils of the impulses do not meet in the various impulse chains.

Wie oben erläutert, ist der im Zähler 204, während die Fiequenzsummierung stattfindet, d. h. während des Zeitintervalls fc bis fj in F i g. 6C, gespeicherte Zählerstand direkt proportional der Frequenz des Eingangssignals x, die mit f(x) bezeichnet werden kann. Somit kann der im Zähler 204 gespeicherte Wert mit k\ ■ f(x) bezeichnet werden. Ersichtlich wird die Frequenz irgendeiner summierten Kombination von Impulsketten, die in der Matrix 214 ausgewählt wird, proportional der Frequenz des Eingangssignals des Zählers 212, d. h. des EingangssignalsAs explained above, the is in the counter 204 while the frequency summation is taking place, ie during the time interval fc to fj in FIG. 6C, the stored counter reading is directly proportional to the frequency of the input signal x, which can be denoted by f (x). The value stored in the counter 204 can thus be referred to as k \ ■ f (x) . It can be seen that the frequency of any summed combination of pulse trains selected in matrix 214 becomes proportional to the frequency of the input signal to counter 212, ie, the input signal

to Dx, sein. Daher kann die Frequenz irgendeiner der Impulsketten mit ki · f(x) bezeichnet werden. Aufgrund der Arbeitsweise der Matrix 214 hat die ausgewählte Kombination der Impulsketten somit eine Frequenz, die gleich dem Produkt von zwei Größen ist, die sich linear mit f(x) ändern, und die somit proportional dem Quadrat von f(x) ist Das heißt, daß die Frequenz des Ausgangssignals des Summierverknüpfungsgliedes 216 in F i g. 6B geschrieben werden kann als:to D x . Therefore, the frequency of any of the pulse trains can be denoted by ki · f (x). Due to the operation of the matrix 214, the selected combination of the pulse trains thus has a frequency which is equal to the product of two quantities which vary linearly with f (x) and which is thus proportional to the square of f (x) That is, that the frequency of the output signal of the summing link 216 in FIG. 6B can be written as:

r(y)-k,f(xPr (y) -k, f (xP

wobei k3 eKie Konstante ist, die für die in F i g. 6B dargestellte Schaltung einen Wert von 2~7 hatwhere k 3 eKie is the constant for the in FIG. 6B has a value of 2 ~ 7

Üie Frequenzen der verschiedenen, am Summierverknüpfungsglied 214 anliegenden Impulsketten können wie folgt ausgedrückt werden, wenn beispielsweise ((Q ■ £>,) die Frequenz der mit Q ■ Dx in F i g. 6D bezeichneten Impulskette ist:The frequencies of the various pulse trains present at the summing link 214 can be expressed as follows if, for example, ((Q ■ £>,) is the frequency of the pulse chain denoted by Q ■ D x in FIG. 6D:

((Q ■ Dx) - 2-' · ((D1) - 2" · /CC7 · Dx) ((C2 ■ Dx) - 2-' · f(Dx) - 25 - ((Q · D.) ZfC3 · Dx) - 2-> · f(Dx) - 2* - ((Q ■ Dx) ((Q. ■ Dx) - 2-< · ((Dx) = 2-3 · ((Q ■ D,) f(Q ■ Dx) - 2-5 · f(Dx) - 2-2 ■ ((Q - Dx) ((Q ■ D x ) - 2- '· ((D 1 ) - 2 "· / CC 7 · D x ) ((C 2 ■ D x ) - 2-' · f (D x ) - 25 - ( (Q · D.) ZfC 3 · D x ) - 2-> · f (D x ) - 2 * - ((Q ■ D x ) ((Q. ■ D x ) - 2- < ((D x ) = 2-3 · ((Q ■ D,) f (Q ■ D x ) - 2-5 · f (D x ) - 2-2 ■ ((Q - D x )

((Q ■ Dx) - 2-" ■ ((Dx) - 2-' · ((Q ■ Dx) ((Q ■ Dx) - 2-' · ((Dx) - 2» · ((Q ■ Dx) ((Q ■ D x ) - 2- "■ ((D x ) - 2- '· ((Q ■ D x ) ((Q ■ D x ) - 2-' · ((D x ) - 2» · ((Q ■ D x )

Bei dem Wellenformendiagramm in F i g. 6D ist eine Logik der Triggerung an der negativen Flanke angenommen, d. h. daß jedes Umschalten eines Flip-Flop-Ausgangssignals auf die in negative Richtung verlaufende Flanke eines daran anliegenden Taktimpulses erfolgt. Obwohl es in F i g. 6A dargestellt ist, daß die Frequenzkomponenten des Temperaturkompensationssignals vom 0-Ausgangssignal des Hilfsoszillators 152 abgeleitet werden, ist es gleichfalls auch möglich, andere Quellen für die Signale mit geeigneten Frequenzen und Temperaturfrequenzkennlinien zu verwenden.In the waveform diagram in FIG. 6D a logic of triggering on the negative edge is assumed, i.e. H. that each switching of a flip-flop output signal to the one running in the negative direction Edge of an applied clock pulse occurs. Although it is shown in FIG. 6A it is shown that the frequency components of the temperature compensation signal are derived from the 0 output of the local oscillator 152 it is also possible to use other sources for the signals with suitable frequencies and temperature frequency characteristics.

In F i g. 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer Signalpegelverschiebeschaltung zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandlersystem bzw. der erfindungsgemäßen Spannungswandlerschaltungsgruppe dargestellt. Das Eingangssignal A wird pegelverschoben, so daß es zu dem Ausgangssignal Λ'wird. Die Inverterstufe 222 arbeitet auf einer niedrigen Spannung und das Eingangssignal A sowie das Ausgangssignal 222 der Inverterstufe 220 sind zueinander komplementär. NAND-Glieder werden von MOSFET-Paaren 224 und 226, 228 und 230,232 und 234 und 236 und 238 gebildet. Diese sind in Form eines bistabilen Multivibrators geschaltet, so daß der P-Kanal-MOSFET 224 durchgeschaltet wird, wenn sich das Signal A auf dem niedrigen Pegel befindet, wobei der N-Kanal-MOSFET 234 gleichzeitig gesperrt wird. Da sich in diesem Zustand das Signal A' auf dem hohen Pegel befindet, wird der P-Kanal-MOSFET 230 gesperrt und wird der N-Kanal-MOSFET 238 durchgeschaltet. Aufgrund des Mitkopplungseffcktes kommt das Ausgangssignal A'schnell auf den VWPegel. Der P-Kanal-MOSFET 226 wird durchgeschaltet und der P-Kanal-MOSFET 228 wird gesperrt, während der N-Kanal-MOSFET 232 sperrt und der N-Kanal-MOSFET 236 durchschaltet. Die Schaltung befindet sich nun in einem stabilen Zustand.In Fig. 7 shows an exemplary embodiment of a signal level shift circuit for use in the voltage converter system according to the invention or the voltage converter circuit group according to the invention. The input signal A is level-shifted so that it becomes the output signal Λ '. The inverter stage 222 operates at a low voltage and the input signal A and the output signal 222 of the inverter stage 220 are complementary to one another. NAND gates are formed by MOSFET pairs 224 and 226, 228 and 230, 232 and 234 and 236 and 238. These are connected in the form of a bistable multivibrator, so that the P-channel MOSFET 224 is switched through when the signal A is at the low level, the N-channel MOSFET 234 being blocked at the same time. Since the signal A 'is at the high level in this state, the P-channel MOSFET 230 is blocked and the N-channel MOSFET 238 is turned on. Due to the positive feedback effect, the output signal A 'quickly reaches the VW level. The P-channel MOSFET 226 is turned on and the P-channel MOSFET 228 is turned off, while the N-channel MOSFET 232 turns off and the N-channel MOSFET 236 turns on. The circuit is now in a stable state.

Das Ausgangssignal Λ'ist in Gegenphasc zum Eingangssignal A dargestellt. Wenn ein Ausgangssignal mit derselben Phase wie das Eingangssignal A erforderlich ist, kann dieses Signal von den Drain-Klemmen der MOSFET 228 und 230 abgenommen werden.The output signal Λ 'is shown in opposite phase to the input signal A. If an output signal of the same phase as input A is required, that signal can be taken from the drain terminals of MOSFET 228 and 230.

Bei dem Aufbau der Pegelverschiebeschaltung von F i g. 7 muß sichergestellt sein, daß die Strombelastbarkeit der P-Kanal-MOSFET relativ hoch und die der N-Kanal-MOSFET relativ gering gemacht wird. Dann zeigen die N-Kanal-MOSFET 234 und 238 beim Anliegen einer Spannung (Kv4-I Kv.s2) an ihren Gates eine höhere Impedanz als die P-Kanal-MOSFET 224 und 230 beim Anliegen einer Spannung (Von— KwI) an ihren Gates. Das stellt sicher, daß das Setzen des Flip-Flop durch den MOSFET 224 und den MOSFET 230 bestimmt wird. Diese Bedingung kann dadurch erfüllt werden, daß beim Herstellen der integrierten Schaltung die Kanäle der MOSFET 224 und 230 relativ breit und die der MOSFET 234 und 238 relativ lang gemacht werden.In constructing the level shift circuit of FIG. 7 it must be ensured that the current carrying capacity of the P-channel MOSFET is made relatively high and that of the N-channel MOSFET is made relatively low. Then the N-channel MOSFETs 234 and 238 show a higher impedance when a voltage (Kv 4 -I - Kv.s2) is applied to their gates than the P-channel MOSFET 224 and 230 when a voltage is applied (Von- KwI) at their gates. This ensures that the setting of the flip-flop is determined by the MOSFET 224 and the MOSFET 230. This condition can be met by making the channels of MOSFETs 224 and 230 relatively wide and those of MOSFETs 234 and 238 relatively long when manufacturing the integrated circuit.

F i g. 8 zeigt ein Beispiel einer Schaltung einer elektronischen Uhr, die ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannungswandlerschaltungsgruppe enthält. In diesem Fall ist sowohl eine Umwandlung nach oben als auch eine Umwandlung nach unten vorgesehen. Die elektronische Uhr enthält eine Energiequelle 250 und eine Spannungswandlerschaltungsgruppe 251, die einen Hilfsoszillator 252 enthält, der mit der Energiequelle 250 gekoppelt ist. Der Hilfsoszillator 252 kann von der Art des im vorhergehenden beschriebenen Ringoszillators sein. Ein Ausgangssignal des Hilfsoszillators 252 liegt an einer wellenformenden Schaltung 254, die aus Invcrtern 256, 258, 260 und 262 besteht. Die Inverter 262_und 258 führen die Wcllcnforb5 mung durch und liefern gleichfalls komplementär Zusat/.schallsignalc Φ und Φ. Das Schaltsignal Φ wird auch vom Inverter 260 erzeugt und an einen Spannungsherabw.indlcr 263 gelegt, der Kondensatoren 263;i und 2Mb enthält. Der Spannungsherabwandlcr 263 ist in seinem Aufbau ähnlich dem Spannungswandler, der anhand von F i g. 2 beschrieben wurde, so daß auf eine Beschreibung im einzelnen verzichtet werden kann. Die SchaltsignaleF i g. Fig. 8 shows an example of a circuit of an electronic watch incorporating a further preferred embodiment of the voltage converter circuit group according to the invention. In this case, both an upward conversion and a downward conversion are provided. The electronic watch includes a power source 250 and voltage conversion circuitry 251 that includes a local oscillator 252 coupled to the power source 250. The local oscillator 252 can be of the type of the ring oscillator described above. An output signal of the local oscillator 252 is applied to a wave-shaping circuit 254, which consists of inverters 256, 258, 260 and 262. The inverter 258 perform the 262_und Wcllcnforb5 mung through and deliver likewise complementary Additives food / .schallsignalc Φ and Φ. The switching signal Φ is also generated by the inverter 260 and applied to a voltage downpower indlcr 263, which contains capacitors 263; i and 2Mb. The voltage down converter 263 is similar in structure to the voltage converter illustrated with reference to FIG. 2, so that a detailed description can be omitted. The switching signals

- Φ und Φ liegen auch an einem Spannungsheraufwandler 264, der Schaltelemente, die von P-Kanal-MOSFET 266 ■ und 268 und N-Kanal-MOSFET 270 und 272 gebildet werden, Kondensatoren 274 und 276 und Dioden 278 und- Φ and Φ are also due to a voltage over- expander 264, the switching elements formed by P-channel MOSFETs 266 and 268 and N-channel MOSFETs 270 and 272 , capacitors 274 and 276 and diodes 278 and

{: 280 enthält Im Spannungsheraufwandler 264 ist die Diode 278 eine Klemmdiode und ist der Kondensator 274 R ein Klemmkondensator. Wenn das Schaltsignal Φ auf den hohen Pegel kommt, wird die Diode 278 in Durchlaß-K richtung vorgespannt Gleichzeitig wird die Elektrodcdes Kondensators 274, die mit dem Ausgang des Inverters ir 258 verbunden ist, positiv aufgeladen und wird die gegenüberliegende Elektrode negativ aufgeladen. Wenn das Schaltsignal Φ auf den niedrigen Pegel kommt wird die Diode 278 durch eine Vorspannung in Sperrichtung gesperrt und wird die vorher positiv aufgeladene Elektrode des Kondensators 274 auf einen niedrigen Spannungspegel, d. h. auf die Spannung Vss\. gebracht Das Potential der vorher negativ aufgeladenen Elektrode des f- Kondensat;fs 274 wird dadurch um den Betrag (V»»— VvlvI) noch negativer als Viii, wobei Voa der Spannungsfi· abfall in Durchlaßrichtung über der Diode 278 ist Somit erzeugt eine Kombination aus der Diode 278 und dem > Kondensator 274 eine Spannung aus dem Ausgangssignal des Inverters 258, die auf das Potential V^l als ihrem hohen Pegel geklemmt ist Das Substrat und die Source des N-Kanal-MOSFET 270 sind miteinander verbunden ψ und über einen Kondensator 282 mit der VWLeitung gekoppelt Was die Arbeitsweise anbetrifft, so kann der MOSFET 270 als Diode im gesperrten Zustand angesehen werdtn, wobei die Durchlaßrichtung der Diode die Richtung des Stromflusses von der Source /um Drain ist. Das Ausgangssignal, das dadurch erhalten wird, daß '■■') das Signal Φ auf das Potential Vsyl als seinem hohen Pegel durch die Diode 278 und den Kondensator 274 geklemmt wird, wird weiter durch die Diode 270 gleichgerichtet, was eine Ladungsspeicherung im Kondensator 282 bewirkt Wenn die Ausgangsimpedanz des Inverters 258 bedeutend kleiner als die Impedanz ist, die die MOSFET 266 und 270 zeigen, wenn sie durchgeschaltet sind, dann ist der hohe Pegel des angeklemmten Ausgangssignals 275 nahezu gleich 2 V.svl. Der Pegel ist nicht genau gleich 2 Vssl, da der Spannungsabfall der Diode in Durchlaßrichtung bewirkt, daß der Klemmpegel etwas positiver als Vssl ist. Wenn das Potential an der Ausgangsklemme 277 nahe bei 2 Vsyl liegt, dann haben die MOSFET 272 und 268 an der Source Spannungspegel Vxsl und 2 Vssl jeweils. Wenn somit der Spannungspegel 253 gleich 2 Vssl wird, da der Spannungspegel 273 gleich Vss\ ist, wird der MOSFET 270 durchgeschaltet. Aufgrund der niedrigen Impedanz des MOSFET 270 im durchgeschalteten Zustand wird der Spannungsabfall des MOSFET 270 in Durchlaßrichtung beseitigt, der dann auftritt, wenn der MOSFET als Diode arbeitet. {: 280 contains In the voltage outperformer 264 , the diode 278 is a clamp diode and the capacitor 274 R is a clamp capacitor. When the switching signal Φ comes to the high level, the diode 278 in passage-K is directionally biased the same time, the Elektrodcdes capacitor 274 which is connected to the output of the inverter ir 258, positively charged and the opposite electrode is negatively charged. When the switching signal Φ comes to the low level, the diode 278 is blocked by a bias in the reverse direction and the previously positively charged electrode of the capacitor 274 is at a low voltage level, ie to the voltage Vss \. The potential of the previously negatively charged electrode of the f-condensate; fs 274 becomes even more negative than Viii by the amount (V »» - VvlvI), where Voa is the voltage drop in the forward direction across the diode 278 the diode 278 and the> capacitor 274 a voltage from the output signal of the inverter 258, which is clamped to the potential V ^ l as its high level. The substrate and the source of the N-channel MOSFET 270 are connected together ψ and through a capacitor 282 coupled to the VW line For operation, the MOSFET 270 can be viewed as a diode in the blocked state, the forward direction of the diode being the direction of current flow from the source / to the drain. The output obtained by '■■') clamping signal Φ to potential Vsyl as its high level through diode 278 and capacitor 274 is further rectified by diode 270 , causing charge storage in capacitor 282 If the output impedance of inverter 258 is significantly less than the impedance exhibited by MOSFETs 266 and 270 when they are on, then the high level of clamped output 275 is nearly equal to 2 V.svl. The level is not exactly equal to 2 Vssl, since the forward voltage drop across the diode causes the clamp level to be slightly more positive than Vssl. If the potential at the output terminal 277 is close to 2 Vsyl, then the MOSFETs 272 and 268 at the source have voltage levels Vxsl and 2 Vssl, respectively. Thus, when the voltage level 253 becomes equal to 2 Vssl , since the voltage level 273 is equal to Vss \ , the MOSFET 270 is turned on . Due to the low impedance of the MOSFET 270 in the on state, the voltage drop of the MOSFET 270 in the forward direction, which occurs when the MOSFET operates as a diode, is eliminated.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann daher die Spannung in Durchlaßrichtung in einer Diodenklemmschaltung wirksam beseitigt werden und somit eine sehr leistungsfähige, die Spannung heraufwandelnde Schaltung gebildet werden. Die Schaltung kann deren abgewandelt werden, daß bei Verwendung des Kondensators 276 und der Diode 280 der Kondensator 282 herausgenommen wird. Wenn andererseits der Kondensator 282 verwandt wird, dann können der Kondensator 276 und die Diode 280 weggelassen werden. Die Diode 280 kann durch einen N-Kanal-MOSFET ersetzt werden, dessen Gate, Source und Backgate alle mit der Leitung 273 verbunden sind und dessen Drain an Vssl liegt. Dasselbe Prinzip kann auch für die andere Diode 278 verwandt werden.In this embodiment of the invention, therefore, the forward voltage in a diode clamp circuit can be effectively removed, and a very powerful voltage-stepping circuit can be formed. The circuit can be modified in that when the capacitor 276 and the diode 280 are used, the capacitor 282 is removed. On the other hand, if capacitor 282 is used, then capacitor 276 and diode 280 can be omitted. The diode 280 can be replaced by an N-channel MOSFET whose gate, source and backgate are all connected to line 273 and whose drain is connected to Vss1 . The same principle can be used for the other diode 278 as well.

Ein zweiter Spannungsheraufwandler 284 arbeitet auf dieselbe Weise, wie die gerade beschriebene Schaltung 264. In diesem FpIl wird statt auf den Pegel VwI auf den Pegel 0,5 VSs\ geklemmt, der der Pegel des Ausgangssignals 265 vom Spannungsherabwandler 263 ist. Durch die Addition von Vw! zu 1/2 Vssl wird somit ein Potential von 3/2 Vss\ erhalten.A second voltage converter 284 operates in the same way as the circuit 264 just described. In this FpIl, instead of the level VwI, the level 0.5 V S s \ , which is the level of the output signal 265 from the voltage down converter 263, is clamped. By adding Vw! at 1/2 Vssl a potential of 3/2 Vss \ is thus obtained.

Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, können daher durch eine Kombination der oben beschriebenen Schaltungen drei oder mehr Energieversorgungen mit Potentialen von 1/2, 3/2 und 2 Vssl erzeugt werden. Zusätzlich können Potentiale erzeugt werden, die sich von der Spannung VwI der Energiequelle als Bezugsspannung um 1/2 V$sl oder 2 Vssl sowohl in die positive als auch in die negative Richtung bezüglich des Potentials Vs.s-1 unterscheiden. Ein Flüssigkristallanzeigefeld kann somit unter Verwendung eines dynamischen Matrixansteuerungssystems mit einer Anordnung, bei der Drittelspannungen anliegen, betrieben werden. Damit stehen die an ausgewählten und nicht ausgewählten Teilen der Matrix anliegenden Spannung in einem Verhältnis von 3 :1 zueinander.As shown in the drawing, therefore, can be achieved by a combination of the above Circuits three or more power supplies with potentials of 1/2, 3/2 and 2 Vssl can be generated. In addition, potentials can be generated that differ from the voltage VwI of the energy source as the reference voltage by 1/2 V $ sl or 2 Vssl in both the positive and negative directions with respect to the potential Vs.s-1 differentiate. A liquid crystal display panel can thus be made using a dynamic matrix drive system operated with an arrangement in which third voltages are applied. Stand with it the voltage applied to selected and unselected parts of the matrix in a ratio of 3: 1 to each other.

Die in F i g. 8 dargestellte elektronische Uhr weist weiterhin ein kristall- bzw. quarzgesteuertes Frequenznormal 286 auf, das ein Ausgangssignal mit einer Frequenz in der Größenordnung von 215 bis 222 Hz erzeugt. Das Ausgangssignal vom Normal 286 liegt an einem Frequenzwandler 288 in Form eines Frequenzteilers, der ein relativ niederfrequentes Signal erzeugt. Dieses relativ niederfrequente Signal liegt über eine Pegelverschiebungsschaltung 290 an einem Zeitzähler 292, der 35 Signale der Zeit- oder Datumsinformation erzeugt. Diese Signale liegen an einer Steuerschaltung 294, die die Anzeigevorrichtung 296 ansteuert, um eine Anzeige der Zeitoder Datumsinformalion zu bewirken.The in F i g. The electronic clock shown in FIG. 8 also has a crystal or quartz-controlled frequency standard 286 which generates an output signal with a frequency in the order of magnitude of 2 15 to 2 22 Hz. The output signal from the standard 286 is applied to a frequency converter 288 in the form of a frequency divider which generates a relatively low-frequency signal. This relatively low-frequency signal is applied via a level shift circuit 290 to a time counter 292 which generates 35 signals of the time or date information. These signals are applied to a control circuit 294 which controls the display device 296 in order to display the time or date information.

Im folgenden wird eine Möglichkeit beschrieben, wie die erfindungsgemäße Spanntingswandlerschaltungsgruppe bei einer Flüssigkristallanzeigematrix angewandt werden kann, die dem Block 296 in F i g. 8 entspricht, um die dadurch erhaltenen Vorteile darzustellen. Diese Vorteile resultieren aus der Tatsache, daß es möglich wird, Bruchteile oder ganze Vielfache der Bauericspannung der Uhr zum Erzeugen von Steuersignalen für die Flüssigkristallanzeigematrix zu verwenden, d. h. daß die optimal erforderlichen Spannungen verwandt werden können und daß auf diese Weise der N utzeffekt so groß wie möglich werden kann.The following describes one way in which the voltage converter circuit group according to the invention can be applied to a liquid crystal display matrix which corresponds to block 296 in FIG. 8 corresponds to illustrate the advantages obtained thereby. These advantages result from the fact that it becomes possible to use fractions or whole multiples of the Baueric voltage of the clock to generate control signals for the liquid crystal display matrix, that is to say that the optimal voltages required can be used and that in this way the usefulness is as great as can become possible.

In F i g. 9A ist der grundsätzliche Entwurf einer Matrix für eine Flüssigkristallanzeigeeinheit dargestellt. S\ 1 bis 5„„, bezeichnen Anzeigeelemente, die über η-Spalten und /n-Zciien von Elektrodensteuerleitern angesteuert werden. Die /7-Spahen von Leitern können auf einem oberen Glassubstrat ausgebildet sein, während die m-Reihen von Leitern auf einem unteren Glassubstrat vorgesehen sein können, wobei diese Substrate durch geeignete isolierende Abstandsstücke voneinander getrennt sind, in die eine Schicht eines Feldeffektflüssigkri-Stallmaterials in Sandwich-Ba'jweise eingelagert ist. Um ein typisches Element S^im) zu adressieren, müssen die durch die /-te Reihe und /te Spalte anliegenden, für das Anzeigeelement 300 gemeinsamen Spannungen größer als die Schwellenspannung des Flüssigkristalls sein. Das Flüssigkristallelement sollte ein schnelles AnsDrechver-In Fig. 9A shows the basic layout of a matrix for a liquid crystal display unit. S \ 1 to 5 "" denote display elements that are controlled via η columns and / n columns of electrode control conductors. The / 7 rows of conductors can be formed on an upper glass substrate while the m-rows of conductors can be provided on a lower glass substrate, these substrates being separated from one another by suitable insulating spacers into which a layer of field effect liquid crystal material in Sandwich Ba'j is stored. In order to address a typical element S ^ im) , the voltages present through the / th row and / th column and common for the display element 300 must be greater than the threshold voltage of the liquid crystal. The liquid crystal element should be able to

mögen haben, so daß das Element durch einen Steuerimpuls kurzer Dauer angeschaltet werden kann, und sollte gleichfalls eine derart lange Abklingdauer haben, daß der eingeschaltete Zustand während jeder Periode der Steuerimpulse gespeichert wird und daß auch das Verhältnis der Schwellenspannung zur Sättigungsspannung größer als 0,5 :1 ist.so that the element can and should be switched on by a control pulse of a short duration also have such a long decay that the switched-on state during each period of the Control pulses is stored and that the ratio of the threshold voltage to the saturation voltage is greater than 0.5: 1.

Gemäß dem Wellenformendiagramm von F i g. 9B wird jede der Zeilen der Matrix von F i g. 9A, die beispielsweise den oberen Elektroden der Matrix entsprechen, durch eines der Signale Φα, bis ΦαΠι ausgewählt. Die Auswahl der Spalten, d. h. der unteren Elektroden, erfolgt in Abhängigkeit davon, ob für das ausgewählte Element der eingeschaltete_oder der ausgeschaltete Zustand erforderlich ist, durch das Anlegen entweder des Signals Φ, oder des Signals Φ,. According to the waveform diagram of FIG. 9B, each of the rows of the matrix of FIG. 9A, which for example correspond to the upper electrodes of the matrix, selected by one of the signals Φα to Φα Π ι . The selection of the columns, ie the lower electrodes, takes place depending on whether the switched-on or switched-off state is required for the selected element, by applying either the signal Φ or the signal Φ,.

Ein Beispiel für eine Schaltung zum Ansteuern der Anzeige, die für eine Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandlersystem oder der erfindungsgemäßen Spannungswandlerschaltungsgruppe geeignet ist, ist in F i g. 9C dargestellt. Die Signale #v repräsentieren in Abhängigkeit von der Polarität der Signale Sj und 5, entweder #joder &s in F i g. 9B. Das Signal 0V bestimmt somit,ob das ausgewählte Element in den eingeschalteten Zustand oder den ausgeschalteten Zustand umgeschaltet wird. Um das Element S„ in F i g. 9A beispielswei-An example of a circuit for controlling the display which is suitable for use in the voltage converter system according to the invention or the voltage converter circuit group according to the invention is shown in FIG. 9C. The signals # v represent, depending on the polarity of the signals Sj and 5, either #j or & s in FIG. 9B. The 0 V signal thus determines whether the selected element is switched to the switched-on state or the switched-off state. To the element S "in FIG. 9A for example se in den eingeschalteten Zustand zu bringen, wird für <ß,j während der Zeit, in der das Signal Φα, sich auf dem hohen Pegel des Signals Φ befindet, der niedrige Pegel gewählt, wie ihn das Signal Φ hat. Wenn das Signal Φα, sich auf dem niedrigen Pegel befindet, den das Signal Φ hat, dann kommt das Signal Φ» wie das Signal Φ\ auf einen hohen Pegel. Wenn wiederum beispielsweise das Segment S1; + ι in den ausgeschalteten Zustand umgeschaltet werden soll, dann wird als Signal Φ^ + ι das Signal Φ* gewählt, während das Signal Φα; sich auf dem PegelTo bring se into the switched-on state, the low level is selected for <ß, j during the time in which the signal Φα is at the high level of the signal Φ , as the signal Φ has. If the signal Φα, is at the low level that the signal Φ has, then the signal Φ », like the signal Φ \, goes to a high level. If again, for example, the segment S 1 ; + ι is to be switched to the switched-off state, then the signal Φ * is selected as the signal Φ ^ + ι, while the signal Φα; himself on the level

von Φ befindetfrom Φ is located

Aufgrund der Kapazität der Flüssigkristallelemente fließt ein Entladestrom immer dann von den angesteuerten Segmenten, wenn sich die Polarität der wechselnden Spannung der Steuerimpulse ändert. Beim herkömmlichen Aufbau von Flüssigkristallbetriebs- oder -Steuereinrichtungen fließt dieser Strom derart durch die Batterie der Uhr, daß ein höherer Energieverbrauch verursacht wird. Um diesen Energieverbrauch einzusparen, werdenDue to the capacitance of the liquid crystal elements, a discharge current always flows from the driven segments when the polarity of the changing voltage of the control pulses changes. In the conventional structure of liquid crystal operating or control devices, this current flows through the battery in this way the clock that a higher energy consumption is caused. In order to save this energy consumption

durch die Signale Φ und Φ, die an dem Steueranschluß der Schaltung liegen, um das Ausgangssignal Φα; zu erzeugen, die Signale Φ* und <?* ersetzt, die sich nur in der Phase etwas unterscheiden. Zur Abstufung der Form der Anzeige liegen im anderen Fall Signale fund £, wie sie in F i g. 9B und 9C dargestellt sind, derart an, daß ein Kurzschlußweg gebildet wird, um die effektive, an dem Segment anliegende Spannung im abgeschalteten Zustand auf einen Wert herabzusetzen, der unter der Schwellenspannung der Flüssigkristallzelle liegt.by the signals Φ and Φ, which are at the control terminal of the circuit, to produce the output signal Φα; to generate, which replaces the signals Φ * and <? *, which only differ slightly in phase. In the other case, signals fund £, as shown in FIG. 9B and 9C are shown in such a way that a short-circuit path is formed in order to reduce the effective voltage applied to the segment in the switched-off state to a value which is below the threshold voltage of the liquid crystal cell.

Da gemäß F i g. 9B die an einem Segment, das im ausgeschalteten Zustand sein soll, liegende Spannung ausgedrückt werden kann als (Φα,— Φ·), wohingegen die Spannung, die an einem Segment liegt, das in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet werden soll, durch (Φαί— Φ·) ausgedrückt werden kann, wird ersichtlich eine Spannung zum Umschalten des Segmentes in den eingeschalteten Zustand angelegt, die dreimal so groß wie die Spannung im ausgeschalteten Zustand ist, obwohl diese hohe Spannung nur für eine kurze ZeitspanneSince according to FIG. 9B the voltage across a segment that is to be switched off can be expressed as (Φα, - Φ ·), whereas the voltage across a segment that is to be switched to the on state can be expressed as (Φαί— Φ ·) , it can be seen that a voltage is applied to switch the segment to the switched-on state which is three times the voltage in the switched-off state, although this high voltage is only for a short period of time anliegt Die jeweiligen Potentialpegel für das Signal Φν in F i g. 9C sind Κ»-1/2 für den hohen Pegel, Ks5I für den Zwischenpegel und Vs<;3/2 für den niedrigen Pegel. Während sich das Signal E auf einem hohen Pegel befindet liegt das Signal 0„ auf dem Zwischenpegel und wenn sich das Signal £ auf dem niedrigen Pegel befindet, variiert das Signal Φ51 zwischen VSs\ /2 und Vv;v3/2. Wenn S1 auf einem hohen Pegel ist kommt Φ^ in dieselbe Phase wie Φ, wenn #„· auf einem niedrigen Pegel ist, kommt Φν in dieselbe Phase wie Φ. Das Signal Φα; variiert zwischen einemapplied The respective potential level for the signal Φ ν in F i g. 9C are Κ »-1/2 for the high level, Ks 5 I for the intermediate level and Vs <; 3/2 for the low level. While the signal E is at a high level, the signal 0 "is at the intermediate level and when the signal £ is at the low level, the signal Φ 51 varies between V S s \ / 2 and Vv; v3 / 2. When S 1 is high, Φ ^ comes into the same phase as Φ, when # „· is low, Φ ν comes into the same phase as Φ. The signal Φα; varies between one

hohen Pegel VDD und einem niedrigen Pegel Vs£ mit einem Zwischenpegel Vss\. Φα; geht auf den Zwischenpegel, wenn entweder £oder D1 sich auf dem hohen Pegel befindet und hat diejjleiche Phase wie Φ, wenn D; einen niedrigen Pegel hat Die hohen und niedrigen logischen Pegel der Signale Φ, Φ, E, E, D; und D; in F i g. 9C können als VOd und Vss2 jeweils angesehen werden. In dem Fall, in dem das Signal feinen niedrigen Pegel hat kann die Beziehung zwischen der Schwellenspannung des Flüssigkristalls und den in Fig.9C dargestellten Signalen inhigh level V DD and a low level V s £ with an intermediate level Vss \. Φα; goes to the intermediate level when either £ or D 1 is high and has the same phase as Φ when D; has a low level The high and low logic levels of the signals Φ, Φ, E, E, D; and D; in Fig. 9C can be viewed as V Od and Vss2, respectively. In the case where the signal is of fine low level, the relationship between the threshold voltage of the liquid crystal and the signals shown in Fig. 9C can be shown in folgender Weise ausgedrückt werden:can be expressed in the following way:

(((m - \)(Vss\l2-Vss\)2 + (Vm> - VssM2f) -=- m)"* < VW ((((m - \)(VssM2 - Vss\y + (Vim + VSS\I2Y) + m1* > VW (((m - \) (Vss \ l2-Vss \) 2 + (V m > - VssM2f) - = - m) "* < VW ((((m - \) (VssM2 - Vss \ y + (Vim + V SS \ I2Y) + m 1 *> VW

In Abhängigkeit von VW können somit verschiedene Spannungen, wie beispielsweise 1 /3,2/3,3/3 und 4/3 der Spannung der Spannungsquelle unter Verwendung des erfindungsgemäßen Spannungswandlersystems geliefert werden, die für einen derartigen Betrieb einer Anzeige verwandt werden können, wobei drei Drittel der Spannung der Spannungsquelle bedeutet daß einfach die Spannung der Spannungsquelle direkt anliegt.Depending on VW, different voltages, such as 1 / 3.2 / 3.3 / 3 and 4/3 of the Voltage of the voltage source supplied using the voltage converter system according to the invention that can be used for such display operation, with three thirds of the Voltage of the voltage source means that the voltage of the voltage source is simply applied directly.

Bei den gegenwärtig erhältlichen Flüssigkristallmaterialien können die in Matrixform zusammengestelltenIn the liquid crystal materials currently available, those composed in a matrix form can be used Elemente mit einer Spannung V1x von 1,1V betrieben werden. Diese Elemente können in einer Matrix betriebenElements are operated with a voltage V 1x of 1.1V. These elements can be operated in a matrix

werden, die aus 8 Spalten und 2 Zeilen bis 8 Spalten und 8 Zeilen beispielsweise besteht Bei einer solchenthat consists of 8 columns and 2 rows to 8 columns and 8 rows, for example

Anlage ist es vernünftig, die Informationsverarbeitung auf einer niedrigen Spannung durchzuführen und dieIt is reasonable to perform information processing on a low voltage and the facility Anzeigesignal e, beispielsweise dasSignal0,durch eine Pegelverschiebung auf einehöhereSpannungzuerzeugen.Display signal e, for example the signal 0, to be generated by a level shift to a higher voltage.

Die F i g. 1OA und 1OB zeigen die Beziehung zwischen den an PLZT- oder elektrofarbigen Anzeigeelementen anliegenden Spannungen und den sich daraus ergebenen Zustand des Elements. Die Steuerung für ein Element mit der in F i g. 1OA dargestellten Kennlinie hängt davon ab, ob das Element am Punkt B'eingeschaltet und am Punkt O (Q- (^abgeschaltet wird, oder ob das Element am Punkt ^'angeschaltet und am Punkt ^abgeschaltet wird. Bei einem PLZT-Element bei dem Q den Grad der Polarisierung des Elementes wiedergibt, tritt der eingeschaltete Zustand am Punkt ß'und der ausgeschaltete Zustand zwischen den Punkten A/'und D'auf. Das Element kann somit dadurch angeschaltet werden, daß eine Spannung angelegt wird, die größer als der Bereich O bis A 'ist und kann dadurch abgeschaltet werden, daß eine entgegengesetzte Spannung mit einem Wert zwischen Wund D'angclegl wird. Im Falle eines elektrofarbigen Anzeigeelementes kann ein ähnliches Steuerverfahren verwandt werden. In diesem Fall bezeichnet Q die Menge des elektrochemisch getrennten Materials (positiv für eine Trennung an der Stimflächedes Elementesund negativfüreineTrennunganderRückfläche).The F i g. 10A and 10B show the relationship between the voltages applied to PLZT or electro-colored display elements and the resulting state of the element. The control for an element with the one shown in FIG. 10A depends on whether the element is switched on at point B ' and switched off at point O (Q- (^, or whether the element is switched on at point ^' and switched off at point ^ Q represents the degree of polarization of the element, the oN state occurs at the point ß'und the off state between points a / 'and D'on. the element can thus be switched in that a voltage is applied that is greater than the Range O to A 'and can be switched off in that an opposite voltage with a value between Wound D'angclegl. In the case of an electro-colored display element, a similar control method can be used. In this case, Q denotes the amount of electrochemically separated material ( positive for a separation on the face of the element and negative for a separation on the rear surface).

Wenn ein PLZT-Element, ein elektrofarbiges oder ein elastomeres Anzeigeelement mit der in Fig. 1OB dargestellten Kennlinie verwandt wird, ist es notwendig, beim Abschalten des Elementes die Menge der im Element angesammelten elektrischen Ladung auf einen Wert zu begrenzen, der der Stelle D oder in Abhängigkeit von der Anordnung oder Gestalt des Elementes der Stelle A entspricht. Die anliegende Ausschaltspannung kann auch auf den Punkt Ofestgelegt werden, wodurch eine kleinere Schleife gebildet wird. Wenn deutlich sichtbar zwischen den Zuständen des Elementes an den Punkten B und £ unterschieden werden kann, dann wird das Element durch das Anlegen einer Spannung angeschaltet, die das Element in den Zustand B bringt und durch das Anlegen einer Spannungabgeschaltet,dieausreicht.umdas Element inden Zustand £zu bringen.If a PLZT element, an electro-colored or an elastomeric display element with the characteristic shown in FIG. 10B is used, it is necessary to limit the amount of electrical charge accumulated in the element to a value corresponding to the point D or when the element is switched off corresponds to point A depending on the arrangement or shape of the element. The applied switch-off voltage can also be applied to the point Ofest, which forms a smaller loop. If it is possible to clearly distinguish between the states of the element at points B and £, then the element is switched on by applying a voltage which brings the element into state B and switched off by applying a voltage which is sufficient to bring the element into the state Bring £.

Fig. IOC zeigt ein Beispiel für eine Steuerschaltung 302 für ein PLZT-Element oder ein elektrofarbiges Anzeigeelement mit der in F i g. 10A dargestellten Kennlinie. Auf die ansteigende Flanke des Anzeigesignals Sk hin wird synchron mit dem Signal Φ ein Signal Skon in Form eines einzigen Impulses erzeugt. Auf die Rückflanke des Signals S* hin wird ein Signai Stoflsynchron mit ^ebenfalls in Form eines einzigen Impulses erzeugt. Das Signal Skon dient dazu,das ausgewählte Anzeigeelement in den sichtbaren Zustand umzuschalten, während das Signal Skoff das ausgewählte Element in den abgeschaitetenoder nicht sichtbaren Zustand umschaltet.FIG. IOC shows an example of a control circuit 302 for a PLZT element or an electro-colored display element having the type shown in FIG. 10A shown characteristic curve. In response to the rising edge of the display signal Sk , a signal Skon in the form of a single pulse is generated synchronously with the signal Φ. On the trailing edge of the S * signal, a Stoflsynchronous signal is also generated in the form of a single pulse. The Skon signal is used to switch the selected display element to the visible state, while the Skoff signal switches the selected element to the switched off or invisible state.

Fig. ί ODzeigtein Beispiel füreineSteuerschaitung304,diedieSchaitung3Ü2 von F ig. iOCenthäit.unddiefürdie Anwendung des erfindungsgemäßen Spannungswandlersystems geeignet ist. Der P-Kanal-MOSFET 306 wird durchgeschaltet, wenn das Signal Skon auf den hohen Pegel kommt. Somit kommt das Ausgangssignal φ* auf den Pegel VWWenndasSignalS*o/"/aufdenhohenPegelkommt.dannwirdderP-Kanal-MOSFETSOedurchgeschaltet und kommt das Signal Φ^ auf den Pegel KwI /4. Es ist zu beachten, daß die Signale Skon und Skoff nicht gleichzeitig beide auf den hohen Pegel kommen können. Wenn beide Signale Skon und Skoffaui dem niedrigen Pegel liegen, werden die MOSFET306 und 308 vollständig gesperrt. Die am Anzeigeelement 312 liegende Spannung fällt somit mit einer Zeitkonstante auf den Wert Null ab.diedurch den Ableitwiderstand und die Kapazität des Anzeigeelementes bestimmt ist, oder bleibt auf dem aufgebauten Spannungspegel. Vom lnverter310 wird ein Ausgangssignal SPn,,,, synchron mit ^jedoch mit einem anderen Spannungspcgel erzeugt. Dieses Signal liegt am Anzeigeelement 312, um gemeinsam eine Elektrodenspannung zu erzeugen. Das hat zur Folge, daß das gesamte, am ausgewählten Element 312 liegende Potential, das mit V«·.* bezeichnet wird, die in F i g. 1OE dargestellte Wellenform hat. In F i g. 1OE sind lihflldiWllfdSilPöSSdS/JfdllFig. Ί OD shows an example of a control circuit 304, which the circuit 3Ü2 of Fig. iOCenthäit. and is suitable for the application of the voltage converter system according to the invention. P-channel MOSFET 306 is turned on when the Skon signal goes high. Thus, the output signal φ * comes to the level VW, when the signal S * o / "/ goes to the high level. Then the P-channel MOSFET SOe is switched through and the signal Φ ^ comes to the level KwI / 4. It should be noted that the signals Skon and Skoff are not both at the same time can the high level view. When both signals Skon and Skoffaui are the low level, the MOSFET 306 and 308 are completely blocked, the voltage applied to the display element 312 thus falls with a time constant to zero. ab.diedurch the leakage resistance and the capacitance of An output signal SP n ,,,, synchronous with ^ but with a different voltage level is generated by the inverter 310. This signal is applied to the display element 312 in order to jointly generate an electrode voltage that the entire potential on the selected element 312, denoted by V «·. *, the waveform shown in Fig. 10E orm has. In Fig. 1OE are lihflldiWllfdSilPöSSdS / Jfdll

Ein Verfahren, nach dem das erfindungsgemäße Spannungswandlersystem dazu verwandt werden kann, den Wirkungsgrad einer elektronischen Uhr mit einem Impulsmotor zu erhöhen, wird im folgenden anhand von F i g. 11A und dem entsprechenden Wellenformendiagramm von F i g. 11B beschrieben. Ein Teil des Schaltungsabschnittes 322 der Uhr in F i g. 11A enthält ein quarzgesteuertes Frequenznormal, einen Frequenzteiler und eine wellenformende Schaltung.die überdie niedrige Spannung Kssl /4 betrieben werden. Die Pegelverschiebungsschaltung 324 kann Ausgangssignale mit einem niedrigeren Potential alsdem negativen Pegelder Batteriespannung Vssl erzeugen, in dem sie die Versorgungsspannung Vss2 ausnutzt, die von einem Spannungswandler erzeugt wird. Die Spannung Vss2 ist zweimal so groß wie die Spannung Kssi und die Spannung Vs.st/4 hat einen Wert gleich einem Viertel des Wertes der Spannung V«l. Ein Impulsmotor A/wird durch Feldeffektinverter 325 und 327 betrieben.die eine große Strombelastbarkeit haben. Wenn an den Gates der P-Kanal-MOSFET326 und 330 ein Signal mit einem niedrigen Potential mit einer Amplitude.die zweimal so groß wie Vs.y1 ist.anliegt, werden diese Feldeffekttransistoren durchgeschaltet. Die dargestellte Schaltung hat den Vorteil, daß die Impedanz der MOSFET 326 und 330 im durchgeschalteten Zustand gleich einem Viertel der Impedanz der MOSFET ist, die in einer herkömmlichen Schaltung verwandt werden.inderdieSpannungsversorgung Kv.s-2nicht vorgesehen ist. DerGrunddafür liegt darin, daßeinNiederspannungssignalmiteinerAmplitude2 νΑΛ1 andicGatesderMOSFET326und330gelegtwird,umsie durchzuschalten. Der Flächenbereich auf dem Plättchen der integrierten Schaltungder Uhr, der erforderlich ist, um die InverterfürdenAntriebdesMotorsaufzunehmen.kanndaherverringert werden.A method by which the voltage converter system according to the invention can be used to increase the efficiency of an electronic watch with a pulse motor is described below with reference to FIG. 11A and the corresponding waveform diagram of FIG. 11B. Part of the circuit portion 322 of the clock in FIG. 11A contains a crystal-controlled frequency standard, a frequency divider and a wave-shaping circuit, which are operated via the low voltage Kssl / 4. The level shift circuit 324 can generate output signals with a lower potential than the negative level of the battery voltage Vssl by utilizing the supply voltage Vss2 generated by a voltage converter. The voltage Vss2 is twice as large as the voltage Kssi and the voltage Vs.st/4 has a value equal to a quarter of the value of the voltage V «l. A pulse motor A / is operated by field effect inverters 325 and 327, which have a high current carrying capacity. When a signal with a low potential with an amplitude twice as large as Vs.y1 is applied to the gates of the P-channel MOSFET 326 and 330, these field effect transistors are switched on. The circuit shown has the advantage that the impedance of the MOSFETs 326 and 330 when switched on is equal to a quarter of the impedance of the MOSFETs which are used in a conventional circuit in which the voltage supply Kv.s-2 is not provided. The reason for this is that a low-voltage signal with an amplitude of 2 ν ΑΛ 1 is applied to the gates of MOSFET 326 and 330 in order to switch them through. The surface area on the clock's integrated circuit die that is required to accommodate the inverters to drive the motor can therefore be reduced.

Bei der in F i g. 11A dargestellten Schaltung tritt eine derartige Verringerung der Impedanz, verglichen mit einer herkömmlichen Schaltung, nicht auf, wenn die N-Kanal-MOSFET328 und 332 durchgeschaltet werden. Da jedoch die Gatesignale 329 und 331 im Niederpegelzustand dieser Signale ein Potential haben, das negativer als Vssl ist, werdendieMOSFET328und332vollständiggesperrt. Daher ist derAbleitstrom.der inden MOSFET328und332im gesperrten Zustand fiießt.außerordentlich gering.In the case of the in FIG. In the circuit shown in FIG. 11A, such a decrease in impedance does not occur when the N-channel MOSFETs 328 and 332 are turned on, compared with a conventional circuit. However, since the gate signals 329 and 331 have a potential more negative than Vssl when these signals are low, the MOSFETs 328 and 332 are completely turned off. Therefore, the leakage current flowing in the MOSFETs 328 and 332 in the blocked state is extremely low.

Wenn die Impedanz der MOSFET328 und 332 im durchgeschalteten Zustand weiter herabgesetzt werden soll, kann das dadurch erreicht werden, daß Kondensatoren zwischen ihre Gates und die Eingänge 329 und 333 und 331 und 339 jeweils geschaltet werden, um eine Gleichstromsperre zu bilden. Die Gates können dann über Dioden mit dem Potential Vssl verbunden werden, so daß sie auf dieses Potential geklemmt werden. Der Eingang 334 sollte weiterhin direkt mit dem Gate des MOSFET326 verbunden sein, während der Eingang339 weiterhin direkt am Gate des MOSFET 330 liegen sollte. Es kann auch eine zusätzliche Versorgungsspannung der Höhe 2 VDa d h. eine bezüglich Vdd positive Spannung vorgesehen sein. In diesem Fall können die Inverter 325 und 327 über Signale angesteuert werdenderen logischer Pegelbereich zwischen Kss2und VoD2liegtIf the on impedance of MOSFETs 328 and 332 is to be further reduced, this can be achieved by connecting capacitors between their gates and inputs 329 and 333 and 331 and 339, respectively, to form a DC block. The gates can then be connected to the potential Vssl via diodes so that they are clamped to this potential. The input 334 should still be connected directly to the gate of the MOSFET 326, while the input 339 should still be connected directly to the gate of the MOSFET 330 . An additional supply voltage of 2 V D a d h can also be used. a voltage positive with respect to Vdd may be provided. In this case, the inverters 325 and 327 can be controlled via signals whose logic level range lies between Kss2 and VoD2

Aus dem obigen ergibt sich, daß erfindungsgemäß eine elektronische Uhr mit einer außerordentlich niedrigen Leistungsaufnahme geliefert werden kann, um die Lebensdauer der Energiequelle der Uhr zu erhöhen. Es ist gleichfalls ersichtlich, daß erfindungsgemäß die Kombination der Herabwandlung der Spannung und der Pegelum-Wandlung derSignale in einer elektronischen Uhrmit einem außerordentlich hohen Nutzfaktor bzw. Wirkungsgrad erfolgen kann.From the above, it can be seen that, according to the present invention, an electronic watch with an extremely low Power consumption can be supplied to increase the life of the power source of the watch. It is also it can be seen that according to the invention the combination of the down-conversion of the voltage and the level conversion of the signals in an electronic watch with an extremely high efficiency can be done.

Hierzu 15 Blatt Zeichnungen
65
15 sheets of drawings
65

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Mit einer Energiequelle gekoppelte Spannungswandleranordnung zur Abgabe einer Ausgangsspannung, die niedriger ist als diejenige der Energiequelle, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von1. Coupled to an energy source voltage converter arrangement for outputting an output voltage which is lower than that of the energy source, characterized by a plurality of Kondensatoren, die in mehreren vorbestimmten Verbindungsmöglichkeiten angeordnet sind, und durch Schalteinrichtungen zum periodischen Schalten der mehreren vorbestimmten Verbindungsmöglichkeiten der Anzahl von Kondensatoren in bezug auf die Energiequelle, wodurch die Vielzahl von Kondensatoren zur Abgabe der niedrigen Ausgangsspannung periodisch parallel bzw. in Reihe schaltbar sind.Capacitors, which are arranged in several predetermined connection options, and through Switching devices for periodically switching the plurality of predetermined connection options the number of capacitors with respect to the energy source, whereby the plurality of capacitors for Output of the low output voltage can be switched periodically in parallel or in series. 2. Spannungswandleranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Energiequelle (10) ίο gekoppelten Signalgenerator (30) zur Erzeugung eines Ausgangssignals, auf das die Schalteinrichtungen2. Voltage converter arrangement according to claim 1, characterized by one with the energy source (10) ίο coupled signal generator (30) for generating an output signal to which the switching devices (z. B. 44,46) ansprechen, um die Vielzahl von Kondensatoren in eine Parallelschaltung bzw. eine Reihenschaltung zu verbinden.(e.g. 44,46) respond to connect the plurality of capacitors in a parallel connection or a series connection. 3. Spannungswandleranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator eine mit der Energiequelle zur Abgabe des Ausgangssignals gekoppelte Oszillatorschaltung (30) aufweist3. Voltage converter arrangement according to claim 2, characterized in that the signal generator has a having an oscillator circuit (30) coupled to the energy source for emitting the output signal is 4. Spannungswandleranordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorschaltungis 4. Voltage converter arrangement according to claim 3, characterized in that the oscillator circuit
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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