DE2660693C2 - Electronic clock - Google Patents
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Description
gen eines dem Quadrat einer Eingangsfrequenz proportionalen Signals zur Verwendung bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltung bei der Temperaturkompensation undgen a signal proportional to the square of an input frequency for use in the process shown in FIG. 1 shown Circuit for temperature compensation and
F i g. 3 und 4 Signalformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 2 dargestellten Schaltung.F i g. 3 and 4 signal forms to explain the operating principle the in F i g. 2 circuit shown.
F i g. 1 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Uhr, die eine Temperaturkompensationsschaltung 170 enthält, die einem Spannungswandler 164 zugeordnet ist Die elektronische Uhr enthält eine Energiequelle f50, beispielsweise in Form einer Silberoxidbatterie oder einer Kombination einer Solarzelle mit einer wiederaufladbaren Batterie, mit der ein Hiifsoszillator 152 gekoppelt ist.F i g. 1 shows an example of an electronic watch including a temperature compensation circuit 170, which is assigned to a voltage converter 164. The electronic watch contains an energy source f50, for example in the form of a silver oxide battery or a combination of a solar cell with a rechargeable one Battery to which a secondary oscillator 152 is coupled.
Der Hiifsoszillator 152, der nicht nur als temperaturempfindlicher Oszillator, sondern auch als Signalgenerator für den Spannungswandler 164 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 bestimmt Der Kondensator 160 oder der Widerstand 162 hat eine lineare Charakteristik bezüglich der Temperatur, so daß die Frequenz des Oszillators 152 sich linear mit Ter.iperaturänderungen ändert- Der Kondensator 160 oder der Widerstand 162 oder a Vieh beide Elemente können von außen an das Plättchen der integrierten Schaltung angeschaltet sein, die den Oszillator 152 bildet Der Widerstand 162 kann auch si' das Plättchen der integrierten Schaltung des Oszillators eingebaut sein, während der Kondensator 160 auS einer Streukapazität bestehen kann, vorausgesetzt dAß eine ausreichende Reproduzierbarkeit bei der Herstellung der integrierten Schaltung eingehalten werden kann.The hi-fi oscillator 152, which is not only sensitive to temperature Oscillator, but also as a signal generator for the voltage converter 164, contains three inverters 154,156 and 158 with low slope Die Frequency of the oscillator 152 is determined by a trimmer 160 and a resistor 162 The capacitor 160 or the resistor 162 has a linear characteristic with respect to the temperature, so that the frequency of the oscillator 152 changes linearly with temperature changes changes- The capacitor 160 or the resistor 162 or a cattle both elements can be external be connected to the chip of the integrated circuit that forms the oscillator 152 The resistor 162 can also be the die of the integrated circuit of the oscillator, while the capacitor 160 can consist of a stray capacitance, provided that sufficient reproducibility is maintained in the manufacture of the integrated circuit can be.
Wenn eine Silberoxidbatterie als Energiequelle 150 verwendet 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 Manganbatterie, beispielsweise bei einer Haushaltsuhr, verwendet wird oder wenn die Temperaturempfindlichkeit von auf einem Plättchen befindlichen Bauelementen bestimmt wird, wie es oben erwähnt ist, dann ist der Temperaturkoeffizient des Oszillators 152 nicht groß, und es ist dann wünschenswert, den Oszillator 152 von einem einfachen Spannungsregler aus zu versorgen.When a silver 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. However, if a manganese battery, such as a household clock, is used or if the Temperature sensitivity of components located on a wafer is determined, as described above is mentioned, then the temperature coefficient of the oscillator 152 is not large, and it is then desirable to power the oscillator 152 from a simple voltage regulator.
Der Block 164 in Fig. 1 repräsentiert einen Span; nungswa;sdler, der durch die Ausgjngssignale Φ und Φ vom Hiifsoszillator 152 geschaltet wird. Ein kristall-, insbesondere quarzgesteup.rtes Frequenznormal 166 ist mit dem Ausgang des Spannungswandlers 164 verbunden und arbeitet mit einer niedrigen Versorgungsspannung Vyjl/2. Das Ausgangssignal vom Frequenznormal 166 liegt .in einem ersten Frequenzwandlerglied 168, das ebenfalls mit dem verringerten Versorgungsspannungspcgel VwI/2 arbeitet.Block 164 in Figure 1 represents a chip; voltage switch, which is switched by the output signals Φ and Φ from auxiliary oscillator 152. A crystal, in particular quartz-controlled, frequency standard 166 is connected to the output of voltage converter 164 and operates with a low supply voltage Vyjl / 2. The output signal from the frequency standard 166 is in a first frequency converter element 168, which also works with the reduced supply voltage level VwI / 2.
Wenn ein X-geschnittener Kristall bzw. ein Kristall mit der Orientierung / im Frequenznormal 166 verwendet wird, kann die Frequenz /eines Signals, dessen Teilfrequenzen addiert eine temperaturkompensierte Frequenz liefern, ausgedrückt werden als:If an X-cut crystal or a crystal with the orientation / 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]
wobei ία die Frequenz bei einer bestimmten Bezugstemperatur, θ die Temperatur und a und θο Konstanten sind.wobeia=ie-4.6>o = 25°C.where ία is the frequency at a certain reference temperature, θ is the temperature and a and θο are constants. wobeia = ie- 4 .6> o = 25 ° C.
Ein relativ niederfrequentes Signal vom ersten Fre qucnzwandlerglied It? liegt an einer Temperaturkonv pensationsschaltung 170, an der ein Ausgangssignal Φ vom Hiifsoszillator 152 über die Leitung 153 anliegt Die Temperaturkompensationsschaltung 170 enthält allgemein ein Daten-Flip-Flop 172 (data type flip-flop), eine Frequenzquadrierungsschahung 174, ein zweites Frequenzwandlerglied 176, ein erstes Frequenzsummierverknüpfungsglied 178, einen Inverter 179. ein Daien-Flip-FIop 180 (data type flip-flop), das als Svnchronisierungsschaltung dient ein drittes Frequenzwandlerglied 182 und ein zweites Frequenzsummierverknüpfungsglied 184.A relatively low-frequency signal from the first frequency converter element It? is connected to a temperature compensation circuit 170, to which an output signal Φ from the auxiliary oscillator 152 is applied via line 153. The temperature compensation circuit 170 generally contains a data flip-flop 172 (data type flip-flop), a frequency squaring 174, a second frequency converter element 176 first frequency summing link 178, an inverter 179, a data type flip-flop 180, which serves as a synchronization circuit, a third frequency converter element 182 and a second frequency summing link 184.
In F i g. 1 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-In Fig. 1 corresponds to the first frequency component, d. H. the value 1 in brackets of the above equation, a circuit path on which the output signal of the frequency standard 166 at an input of the frequency
ls summierverknüpfungsgliedes 178 und von dort über ein anderes Frequenzsummierverknüpfungsglied 184 am letzten Frequenzwandlerglied 186 und am Zeitzähler 190 liegt Der zweite Ausdruck in der Klammer der obigen Frequenzgleichung entspricht dem Schaltungsweg über das Flip-Flop 180 und d?s Frequenzwandlerglied 182 zum Frequenzsummiervt^nüpfungsgiied 184. Der dem Quadrat der Temperaturkouiponente in der Gleichung entsprechende Ausdruck gibt den Weg über das Flip-Flop 172, die Frequenzquadrierungsschaltung 174 und das zweite Frequenzwandlerglied 176 wieder.Is summing link 178 and from there via a another frequency summing link 184 on the last frequency converter member 186 and on the time counter 190 is The second term in brackets in the frequency equation above corresponds to the circuit path Via the flip-flop 180 and the frequency converter element 182 to the frequency summing element 184. The square of the temperature component in the Expression corresponding to equation gives the way via flip-flop 172, the frequency squaring circuit 174 and the second frequency converter element 176 again.
Dai 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 einer vorher festgelegten Bezugsfrequenz abgewichen ist die beispielsweise die Frequenz fo/32 sein kann, die bei einer speziellen vorgegebenen Temperatur von 25° C erzeugt wird, die als Temperatur mit dem Temperaturkoeffizienten Null bezeichnet wird. Wenn das Ausgangssignal Φ des Oszillators 152 am Takteingang des Flip-Flops 172 und das Ausgangssignal des Frequenzwandlergliedes 168 am Dateneingang des Flip-Flops ^72 liegt, wird, falls die Frequenz des Ausgangssignals Φ ein genauer Bruchteil der Frequenz des Ausgangssignals des Frequenzwandlergliedes 168 ist das Ausgangssignal des F'ip-Flops 172 bei 0 Hz liegen. Beispielsweise kann das Ausgangssignai des ersten Frequenzwandlergliedes 168 eine Frequenz von 16 384 Hz und das des Hilfsoszillators 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 annähernd 16 Hz erzeugt. Die Frequenz dieses Ausgangssignals vom Flip-Flop 172 ist in F i g. 6A mit χ bezeichnet.Dai flip-flop 172 serves as a frequency test circuit and generates a test output signal, the frequency of which is proportional to the number of periods per second by which the frequency of the auxiliary oscillator 152 has deviated from a predetermined reference frequency, which can be, for example, the frequency fo / 32, which at a special predetermined temperature of 25 ° C is generated, which is referred to as temperature with the temperature coefficient zero. If the output signal Φ 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 ^ 72, if the frequency of the output signal Φ is an exact fraction of the frequency of the output signal of the frequency converter element 168 is Output of the F'ip-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 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 Frequenzwzndlerglied 176, dessen Ausgangssignal dem Frequenzsummien-erknüpfungsglied 178 zusammen mit dem Ausgangisigndl des ersten Frequenzwandlergliedes 168 geliefert wird, um ein Signal zu erzeugen, dessen Frequenz die Frequenzabweichung a · ίο (θ · θο)2 in der obigen Gleichung wieder-The 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 converter element 176, the output signal of which is supplied to the frequency summing element 178 together with the output signal of the first frequency converter element 168 in order to generate a signal whose frequency corresponds to the frequency deviation a · ίο (θ · θο) 2 in the above equation again-
gibt. _gives. _
Das Ausgangssignal Φ des Hilfsoszillators 152 wird dadurch zum Ausgangssignal des Frequenznormal; 166 synchronisiert, jedoch um 180° bezüglich des Ausgangssignals des Normals 166 phasenverschoben, daß das Φ-Signal an die Daifneingingsklemme des Daien-Flip-Flops 180 und das durch den Inverter 179 invertierte Ausgangssignal des Normals 166 an die Taktklemmc des Flip-Flops 180 gelegt wird. Das synchronisierte Aus-The output signal Φ of the local oscillator 152 thereby becomes the output signal of the frequency standard; 166 synchronized, but phase shifted by 180 ° with respect to the output signal of the standard 166, that the Φ signal is applied to the Daifneingingsklemme of the Daien flip-flop 180 and the output signal of the normal 166, inverted by the inverter 179, is applied to the clock terminal of the flip-flop 180 will. The synchronized output
gangssignal vom Flip-Flop 180 wird im dritten Frequenzwandlerglied 182 bezüglich seiner Frequenz durch einen geeigneten Faktor dividiert und anschließend zum Ausgangssignal des Frequenzsummierverknüpfungsgliedes 178 im Frequenzsummierverknüpfungsglied 184 addiert.output signal from the flip-flop 180 is in the third frequency converter element 182 with respect to its frequency divided by a suitable factor and then added to the output of the frequency summing link 178 in the frequency summing link 184.
Somit ist die Frequenz des Ausgangssignals 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 Ausgangssignals 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 zweiter Frequenzwandlergliedes 176. Da bei diesem Beispiel Exklusiv-ODER-Glieder für die Frcquenzsummierung 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 of summing gate 184 is equal to the sum of 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 Output signal of the standard 166, the other frequency is a frequency that varies linearly with temperature changes, d. H. the frequency of the output signal of the third frequency converter element 182, and the third frequency is a frequency which is equal to the square of the Temperature changes, d. H. the frequency of the output signal of the second frequency converter element 176. As at In this example exclusive-OR gates are used for the frequency summation, which is the result of the Inverter 179 required inversion of the clock signal, which is at the flip-flop 180, to a correct Establish phase difference to the output signal of the summing circuit element 178, so that in the frequency summing element 184 an addition of the Frequencies can be done.
Das Ausgangssignal vom Summierverknüpfungsglied 184 liegt an einem vierten oder letzten Frequenzwandlerglied 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. 1 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 link 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. 1 also has 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 F i g. 2 und im Wellenformendiagramm von F i g. 3 dargestellt ist. liegt vom Flip-Flop 172 in F i g. 1As shown in FIG. 2 and in the waveform diagram of F i g. 3 is shown. lies from flip-flop 172 in FIG. 1
Λ;Λ γ*' Λ ; Λ γ * ' ι „ — — ριΛ. r?* * * O ΓΓΓ™ I_»ι " - - ρι Λ . r? * * * O ΓΓΓ ™ I_ »
eine Impulskette mit niedrigem Tastverhältnis, wie es in F i g. 2 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 Fig. 1 erzeugt wird, kann das Signal REF auch von irgendeinem anderen Oszillator oder Frequenzwandler erzeugt werden, der geeignete Impulse liefern kann. Das Signal REF wird invertiert und in einem Daten-Flip-Flop (data type flip flop) 200 mit dem Takt der Triggertaktimpulse Φσ ι synchronisiert, was das Signal 0«£τ ergibt. Dadurch, daß der Dateneingang und der ^-Ausgang des Flip-Flops 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 jjiesem Beispiel ein Binärzähler ist Das Ausgangssignal x* vom Flip-Flop 206 wird bezüglich des Eingangssignals χ invertiert wobei jeder negativ verlaufende und positiv verlaufende Übergang des Signals x* mit der negativ verlaufenden Flanke der Impulse Φ€ ι synchronisiert ist Das Signal x" hat dieselbe Frequenz wie das Signal **, ist jedoch invertiert und um eine Periode der Impulse Φ€ ι bezüglich des Signals Ar* verzögert Da die Signale I* und Af" an den Sperreingängen des Verknüpfungsgliedes 208 liegen, wird ein einziger Impuls mit einer Dauer gleich einer Periode der impulse Φα auf jede ins Negative verlaufende Ranke 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 Fig.4 bezeichnet. Das Verknüpfungsglied 210 erzeugt Impulse, die mit den Ausgangsimpulsen des Vcr-S knüpfungsgliedes 208 identisch sind, die jedoch nur während jeder Periode abgegeben werden, während der sich das Signal ^ffffauf einem niedrigen logischen Pegel befindet. Diese Impulsstöße sind in den F i g. 2 und J mit Cp bezeichnet.a pulse train with a low duty cycle as shown in FIG. 2 which remains at the high and low logic levels for fixed periods of time. Although the figure shows that the signal REF is generated by the time counter 190 in Fig. 1, the signal REF can also be generated by any other oscillator or frequency converter which can provide suitable pulses. The signal REF is inverted and synchronized in a data flip flop (data type flip flop) 200 with the timing of the trigger clock pulses Φ σ ι, which results in the signal 0 «£ τ. 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 reset a chain of flip-flops 204 which are connected so that they form a first counter, which is a binary counter in this example. The output signal x * from flip-flop 206 is inverted with respect to the input signal χ where each negative and positive transition of the signal x * is synchronized with the negative edge of the pulses Φ € ι The signal x "has the same frequency as the signal **, but is inverted and by a period of the pulses Φ € ι with respect to the Signals Ar * delayed Since the signals I * and Af "are at the blocking inputs of the logic element 208, a single pulse with a duration equal to one period of the pulses Φα is applied to each negative tendril of the signal x *, d. H. 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 denoted by D in FIG. The logic element 210 generates pulses which are identical to the output pulses of the Vcr-S logic element 208, but which are only emitted during each period during which the signal ^ fff f is at a low logic level. These pulse bursts are shown in FIGS. 2 and J denoted by Cp.
ίο Auf die Vorderflanke jedes ÄfF-lmpulses folgend wird somit der Binärzähler 204 auf Null zurückgcsct/t und wird im Binärzähler von f| bis I] in Fig. 3 eine anschließend folgende Kette von Cp-Impulscn gezählt, während sich das Signal T)nn auf einem niedrigen Pegelίο Following the leading edge of each ÄfF pulse, the binary counter 204 is thus reset to zero and is in the binary counter of f | to I] in FIG. 3 counts a subsequent chain of Cp pulses while the signal T) nn is at a low level befindet. Der Zählerstand des Binär/ählcrs 204 steigt dadurch linear während dieser Zeit an und erreicht einen Endzählerstand von beispielsweise Ni. wie es uuf der unteren Linie von F i g. 3 dargestellt ist. Dieser Zahlerstand ist offensichtlich direkt proportional der Frc-is located. The counter reading of the binary / ählcrs 204 rises linearly during this time and reaches a final counter reading of, for example, Ni. as shown on the lower line of FIG. 3 is shown. Obviously, this payment status is directly proportional to the quenz der Qvlmpulse während des /?£F-lmpulses. über den bis auf den Wert Nj gezählt wird, d. h. proportional der Frequenz des Eingangssignals x, während dieses REF-Impulses. Wegen des niedrigen Tastverhältnisses des Signals ÄFF (geeignete Werte sind beispielsweisesequence of the Qv pulses during the /? £ F pulse. which is used to count down to the value Nj , ie proportional to the frequency of the input signal x, during this REF pulse. Because of the low duty cycle of the signal AFF (suitable values are, for example 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 at beeinflußt. Bei einer in ein Metallgehäuseone 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 at. With one in a metal case
jü 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 mcnschli-jü included clock is the time constant for the Thermal conduction of sudden changes in temperature of the order of 8 to 15 seconds, while the smallest time for changes in temperature due to the fact that the clock is on the mcnschli- chen Körper getragen wird, in der Größenordnung von einigen Minuten liegt. Zusätzlich sind weitere 20 bis 30 Stunden für Temperaturänderungen erforderlich, damit sichtbare Abweichungen in dcf Afbciiswcisc der uhr die Folge sind. Es ist daher möglich, die Nicdrigpegelpcchen body is worn on the order of a few minutes. In addition, it takes another 20 to 30 hours for temperature changes to occur visible deviations in the dcf afbciiswcisc of the clock are the consequence. It is therefore possible to use the Nicdrigpegelpc riode des /?FF-Signals sehr lang, beispielsweise 1 Stun de lang oder länger, zu wählen, vorausgesetzt, daß Fehler in der Zeitmeßgenauigkeit von 0,5 Sekunden oder etwas weniger vernachlässigt werden können. Die Taktimpulse D1 vom Verknüpfungsglied 208 lic-Period of the /? FF signal to be very long, for example 1 hour long or longer, provided that errors in the timing accuracy of 0.5 seconds or a little less can be neglected. The clock pulses D 1 from the logic element 208 lic-
« gen an einem zweiten Binärzähler 212, der aus sieben Flip-Flops mit Ausgängen <?bi. ~Qt>\ bis Qm, Q\>i besteht. Die Wellenformen dieser Ausgangssignale sind im oberen Liniensatz in F i g. 4 dargestellt. Wenn beispielsweise bei der dargestellten UND-Gliedmatrix 214 der Zäh-On a second binary counter 212, which consists of seven flip-flops with outputs <? Bi. ~ Qt> \ until Qm, Q \> i exists. The waveforms of these output signals are in the upper set of lines in FIG. 4 shown. If, for example, in the AND element matrix 214 shown, the counting lerstand im Zähler 204 derart ist. daß sich nur das Ausgangssignal Qm des Zählers 204 auf einem hohen "egel befindet dann wird das Ausgangssignal (Jbι des Zählers 212 als Eingangssignal für ein Frequenzsummierverknüpfungsglied 216 ausgewählt Da das Ausgangssignalreading in counter 204 is such. that only the output signal Qm of the counter 204 is on a high "level then the output signal (Jbι of the counter 212 is selected as an input signal for a frequency summing link 216 Since the output signal Q\6 nach einer UND-Funktion mit dem Signal D, verknüpft wird, bevor es nach einer UND-Funktion mit dem Ausgangssigna] Qi in der UND-Gliedmatrix 214 verknüpft wird, ist das tatsächlich am Summierverknüpfungsglied 216 in diesem Fall liegende Signal die in Q \ 6 is linked by an AND function with the signal D, before it is linked by an AND function with the output signal Qi in the AND gate matrix 214, the signal actually present at the summing link 216 in this case is the signal in
nur das Ausgangssignal Qn des Zählers 204 auf einemonly the output Qn of the counter 204 on one hohen Pegel befindet liegt in ähnlicher Weise ein SignalSimilarly, a signal is high
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:from the count of the counter 204 pulse trains with different frequencies from the output signals of the Counter 212 selected The signals selected by the matrix are denoted as follows:
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- C, · Oi6
D1-G- Oi5
D1-G- 0.4
D1-G- On
D1-G- Oi2
D1-G- Om D x - C, · Oi6
D 1 -G- Oi5
D 1 -G- 0.4
D 1 -G- On
D 1 -G- Oi2
D 1 -G- Om
wobei y das Ausgangssignal vom Summierverknüpfungsglied 216 wiedergibt. Wie es in Fig.4 dargestellt ist. greifen die durch die Ausdrücke der obigen Gleichung wiedergegebenen Impulsketten derart ineinander, daß die Frequerizsummicrung 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 Kombina.ion der Ausgangssignale vom Zähler 204 entspricht, ohne gegenseitige Störung zwischen den Impulsen in ihrer Frequenz genau addiert werden. Wenn zur Frequenzsummierung ein Exklusiv-ODER-Glied verwandt wird, ist es nur notwendig, sicherzustellen, daß die Flanken der Impulse in den verschiedenen Impulsketten nicht zuEBnünentrcffen.where y is the output from summing gate 216 . As shown in Fig.4. the pulse trains represented by the expressions of the above equation interlock in such a way that the 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 either case, any combination of pulse trains corresponding to any combination of the output signals from counter 204 can be accurately added in frequency without interference between the pulses. If an exclusive-OR gate is used for frequency summing, it is only necessary to ensure that the edges of the pulses in the various pulse trains do not truncate.
Wie oben erläutert, ist der im Zähler 204, während die Frequenzsummierung stattfindet, d. h. während des Zeitintervalls ti bis ij in F i g. 3 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 Impulskelten, die in der Matrix 214 ausgewählt wird, proportional der Frequenz des Eingangssignals des Zählers 212, d.h. des Eingangssignals D1, sein. Daher kann die Frequenz irgendeiner der Impulsketten mit k2 ■ 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 /(χ) 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. 2 geschrieben werden kann als:As explained above, the is in the counter 204 while the frequency summing is taking place, ie during the time interval ti to ij in FIG. 3 stored counter reading 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 pulses selected in matrix 214 will be proportional to the frequency of the input signal to counter 212, ie, input signal D 1 . Hence, the frequency of any one of the pulse trains can be denoted by k 2 · 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 / (χ), 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. 2 can be written as:
wobei ki eine Konstante ist, die für die in F i g. 2 dargestellte Schaltung einen Wert von 2-7 hatwhere ki is a constant that applies to those shown in FIG. Circuit has a value of 2 7 2 has shown
Die Frequenz der verschiedenen, am Summierverknüpfungsglied 214 anliegenden Impulsketten können wie folgt ausgedrückt werden, wenn beispielsweise f(Q ■ Dj) die Frequenz der mit C1 ■ Dx in F i g. 4 bezeichneten Impulskette ist:The frequency of the various pulse trains present at the summing link 214 can be expressed as follows if, for example, f (Q · Dj) is the frequency of the sequence indicated by C 1 · D x in FIG. 4 indicated pulse chain is:
Bei dem Wellenformendiagramm in F i g. 4 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 Fig. 1 dargestellt ist, daß die Frequenzkomponenten des Temperaturkompensationssignals vom O-Ausgangssignal des Hilfsoszillators 152 abgeleitet werden, ist es gleichfalls auch möglich, andere Quellen für die ^j"""!" wn'it r*af\nnataw\ PrAfI ι ΙΟΠ7 on linrl ΤρΠίηΡΓΛ- In the waveform diagram in FIG. 4, a logic of the triggering on the negative edge is assumed, ie that each switching of a flip-flop output signal takes place on the edge running in the negative direction of a clock pulse applied thereto. Although it is shown in Fig. 1 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 ^ j """!"wn'it r * af \ nnataw \ PrAfI ι ΙΟΠ7 on linrl ΤρΠίηΡΓΛ-
turfrequenzkennlinien zu verwenden.to use turntable frequency characteristics.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
Claims (4)
turfühlschaltung zum Ermitteln der Umgebungstem- io1. Electronic clock with a power source, a 5. Electronic clock according to claim 4, characterized in that the normal frequency circuit and a frequency part 5, characterized in that the devices for generating a time unit signal, a gene of the plurality of pulse trains, a counter circuit through this advanced time counter for specifying (204) , which continuously counts as a function of the instantaneous time, a display device of an input signal of a frequency proportional to the display of the time counter content, a temperature to the test output frequency
temperature sensor circuit to determine the ambient temperature
dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühlschaltung (170) einen Hilfsoszillator (152) κ-for temperature-dependent compensation of the time,
characterized in that the temperature sensing circuit (170) has an auxiliary oscillator (152) κ-
Rechenkreis (184) zum Zusammensetzen einer Tem- Um bei einer elektronischen Uhr eine maximale Zeitperaturkompensationsfunktion in Abhängigkeit von 20 meßgenauigkeit zu erzielen, müssen von Temperaturängemessenea Temperaturdaten und einen Speicher- derungen hervorgerufene Frequenzänderungen des kreis (204) zum Speichern der gemessenen Tempe- verwendeten Frequenznormais, etwa eines Quarzoszilraturdaten oder der Kompensationsfunktion auf- lators, vernachlässigbar sein, oder es müssen Vorkehweist um kontinuierlich Änderungen in der Aus- rangen getroffen werden, die einen derartigen Tempegangsfrequenz der Frequenznonmalschaltung (166) 25 ratureinfluß kompensieren. Bei einer Armbanduhr worin Abhängigkeit der im Speicherkreis (204) gespei- den Temperaturänderungen des Uhrgehäuses durch cherten Daten zu kompensier^n. den Kontakt mit dem menschlichen Kö,per oder durchand intermittently by a clock. The invention relates to an electronic clock according to (166,168) is controlled, and that the temperature is the preamble of claim 1. Such a compensation circuit (170) is an integrated from DE-OS 24 06 130 known
Calculating circuit (184) for composing a temperature In order to achieve a maximum time temperature compensation function in an electronic watch as a function of measurement accuracy, temperature data and a memory change caused by frequency changes of the circuit (204) for storing the measured temperature must be used, for example a quartz oscilloscope data or the compensation function converter, can be neglected, or provision must be made for continuous changes in the value to compensate for such a temperature transition frequency of the frequency normal circuit (166). In the case of a wrist watch, the dependence of the temperature changes of the watch case stored in the memory circuit (204) must be compensated for by means of saved data. the contact with the human body, by or through
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762660693 DE2660693C2 (en) | 1975-09-27 | 1976-09-27 | Electronic clock |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50116620A JPS5240371A (en) | 1975-09-27 | 1975-09-27 | Electronic watch |
| DE19762660693 DE2660693C2 (en) | 1975-09-27 | 1976-09-27 | Electronic clock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2660693C2 true DE2660693C2 (en) | 1985-07-25 |
Family
ID=25771358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19762660693 Expired DE2660693C2 (en) | 1975-09-27 | 1976-09-27 | Electronic clock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2660693C2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2406130A1 (en) * | 1973-02-10 | 1974-08-15 | Citizen Watch Co Ltd | TEMPERATURE COMPENSATED ELECTRONIC CLOCK |
-
1976
- 1976-09-27 DE DE19762660693 patent/DE2660693C2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2406130A1 (en) * | 1973-02-10 | 1974-08-15 | Citizen Watch Co Ltd | TEMPERATURE COMPENSATED ELECTRONIC CLOCK |
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