DE2716244C3 - Elektronische Kleinuhr mit einer digitalen optischen Anzeigeeinrichtung - Google Patents
Elektronische Kleinuhr mit einer digitalen optischen AnzeigeeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Kleinuhr mit einer digitalen optischen Anzeigeeinrichtung, eine
Schalteinrichtung zum Einschalten der Anzeigeeinrichtung· oder eine Lichtquelle zum Beleuchten der
Anzeigeeinrichtung, einer elektronischen Schaltungsanordnung zum Erzeugen der darzustellendem Information,
die eine Oszillator-Teiler-Anordnung umfaßt, und zwei in Serie geschalteten Batterien zum Speisen der
Anzeigeeinrichtung bzw, der Lichtquellen und der elektronischen Schaltungsanordnung, welche Batterien
mit der Oszillator-Teiler^Anordnung durch eine Wählschaltung
verbunden sind, die Schaltglieder enthält, welche die beiden Batterien mit der Oszillator-Teiler-Anordnung
verbinden, wenn die Schalteinrichtung die Anzeigeeinrichtung bzw. die Lichtquelle einschaltet,
jedoch mit der Oszillator-Teiler-Anordnung nur eine der beiden Batterien verbinden, wenn die Anzeigeeinrichtung
bzw. die Lichtquelle nicht eingeschaltet ist, nach Patent 26 18 863.
■> Bei der gemäß diesem Patent vorgeschlagenen Uhr
wird die eine Batterie, die von der Wählschaltung mit der Oszillator-Teiler-Anordnung verbunden ist, solange
die Anzeigeeinrichtung bzw. die Lichtquelle nicht eingeschaltet ist, stärker verbraucht als die Batterie, die
ίο nur beim Einschalten der Anzeigeeinrichtung uder der
Lichtquelle zusätzlich angeschlossen wird. Diese ungleichmäßige Ausnutzung der beiden vorhandenen
Batterien stellt noch einen gewissen Mangel der im übrigen vorteilhaften vorgeschlagenen Kleinuhr dar.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die vorgeschlagene Kleinuhr so weiterzubilden, daß
eine gleichmäßige Ausnutzung der Batterien gewährleistet ist
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wählschaltung die beiden Batterien mit
der Oszillator-Teiler-Anordnung verbindende Verknüpfungsglieder umfaßt, welche die beiden. Batterien
abwechselnd während etwa gleich langer Zeitabschnitte an die Oszillator-Teiler-Anordnung anschließen, sofern
■ίί nicht beide Batterien gleichzeitig angeschlossen sind.
Die gleich langen Zeitabschnitte können in besonders zweckmäßiger Weise jeweils den Zeitraum von
Mitternacht bis Mutag bzw. Mittag bis Mitternacht umfassen.
ίο Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
umfaßt die Wählschaltung einen Pegelumsetzer, der die Spannung des Ausgangssignals der Oszillator-Teiler-Anordnung
zum Ansteuern der NF-Uhrlogik auf einen höheren Pegel anhebt.
<"' Demgemäß wird durch die Erfindung eine Kleinuhr
mit einer Batteriewählschaltung geschaffen, welche eine erste Batterie zum Speisen der Oszillator-Teiler-Anordnung
der digitalen Uhr während der Vormittagsstunden und eine zweite Batterie zum Speisen der Oszillator-
■»o Teiler-Anordnung der Uhr wahrer, ί der Nachmittagsstunden auswählt. Wenn dagegen die Zeitinformation
vom Benutzer abgefragt wird, schaltet die Wählschaltung die beiden vorhandenen Batterien ein, um die
Oszillator-Teiler-Anordnung zu speisen. Auf diese
■'■i Weise werden die beiden vorhandenen Batterien
optimal und völlig gleichmäßig verbraucht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
beschrieben und erläutert. Es zeigen
i« Fig. I das Blockschaltbild einer digitalen Uhr, die
nach der Erfindung eine Batteriewählschaltung und einen Pegelumsetzer aufweist,
Fig. 2 das schematische Schaltbild der Batterie-Wählschaltung und des Pegelumsetzer der Uhr nach
■>' F i g. 1 und
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Signalen, die in der Batterie-Wählschaltung und dem
Pegelumsetzer nach F i g. 2 auftreten.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird die von zwei in Serie geschalteten Batterien 12 und 14 gelieferte Spannung über die Ausgänge 16 und 18 einer Batterie-Wählschaltung einer Osziillator-Teiler-Anordnung 20 zugeführt, um diese Allordnung zu speisen. Ein Eingang 26 der Batterie-Wählschaltung 30
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird die von zwei in Serie geschalteten Batterien 12 und 14 gelieferte Spannung über die Ausgänge 16 und 18 einer Batterie-Wählschaltung einer Osziillator-Teiler-Anordnung 20 zugeführt, um diese Allordnung zu speisen. Ein Eingang 26 der Batterie-Wählschaltung 30
hr> empfängt von der NF-Uhrlogik 22 das Signal AM/PM,
das seinen Zustand jeweils am Mittag und um Mitternacht Wechselt und danach anzeigt, ob es sich bei
der angegebenen Zeit um die Vormittags- oder
Nachmiltags-Siunden handelL Beispielsweise wird von
4er NF-Uhrlogik 22 dem Eingang 26 während der zwölf
Vormittagsstunden (AM) ein Signal mit hohem Pegel und während der zwölf Nachmittagsstunden (PM) ein
Signal mit niedrigem Pegel zugeführt Es versteht sich, daß dieses Beispiel willkürlich ist und das Signal mit
hohem Pegel das /W-Zeitintervall und das Signal mit
niedrigem Pegel das /\/W-Zeitintervall darstellen könnte.
Mit der NF-Uhrlogik 22 sind mehrere Druckknopfschalter verbunden, die auf einer Leitung 28 ein Signal
»Anzeige Ein« erzeugen, das der Batterie-Wählschaltung
30 zugeführt wird. Wenn der Benutzer wünscht, daß die von der Uhr gelieferte Zeitinformation von der
Anzeigeeinrichtung 24 dargestellt wird, betätigt er den entsprechenden Druckknopfschalter und sendet dadurch
auf der Leitung 28 ein Signal mit hohem binären Pegel der Batterie-Wählschaltung 30 zu. Hierdurch wird
bewirkt, daß die Spannung von beiden Batterien 12 und 14 der Oszillator-Teiler-Anordnung 20, der NF-Uhrlogik
22 und der Anzeigeeinrichtung 24 zugeführt wird. Die anderen Druckknopfschalter dienen da/u, verschiedene
Zeitinformationen abzurufen und di Uhr zu stellen. Das von der NF-Uhilogik auf der Leitung 29
gelieferte Signal bestimmt, welche Segmente der Anzeigeeinrichtung 24 aktiviert werden.
Wenn im Betrieb das Signal PM vorliegt und der Druckknopfschalter nicht betätigt ist. liegt zwischen den
Ausgängen 16 und 18 der Batterie-Wählschaltung 30 eine Spannung von 1,5 V. so daß die Oszillator-Teiler-Anordnung
20 mit der von einer Batterie gelieferten Spannung von 1,5 V gespeist wird. Die Spannung von
1,5 V ist ausreichend, um die Oszillator-Teiler-Anordnung
29 zu speisen. Wenn am Eingang 26 das Signal AM vorliegt und wiederum der Druckknopfschalter nicht
betätigt ist, beträgt die Spannung zwischen den Ausgängen 16 und 18 ebenfalls 1,5 V. Diese Spannung
wird jedoch von der zweiten Batterie geliefert. Wenn endlich am Eingang 26 das Signal PM vorliegt und der
Benutzer den Druckknopfschalter betätigt hat, so daß auf der Lei' mg 28 ein Signal mit hohem binären Pegel
vorhanden ist, beträgt die Spannung zwischen den Ausgangsleitungen 16 und 18 der Batterie-Wählschaltung
30 3 V, so daß also die Oszillator-Teiler-Anordnung 20 mit einer von den beiden Batterien gemeinsam
gelieferten Spannung von 3 V gespeist wird.
F i g. 2 gibt das Schaltbild der Batujrie-Wählschaltung
und des Pcgelumsetzers 30 in Verbindung mit den beiden Batterien 12 und 14 wieder. Die positive Klemme
der ersten Batterie 12 ist mit der Batterie-Wählschaltung und dem Pegelumsitzer 30, der NF-Uhrlogik 22
und der Anzeigeeinrichtung 24 verbunden. Die negative Klemme der Batterie 12 ist mit der Gerätemasse und
der zweiten Batterie 14 verbunden. Die positive Klemme der zweiten Batterie 14 ist wiederum mit der
Gerätemasse und die negative Klemme dieser Batterie mit der Batterie-Wählschaltung und dem Pegelumsetzer
30, der NFt 'hrlogik 22 und der Anzeigeeinrichtung 24
verbunden.
Der Pegelumsetzer 30 besteht aus Pegelschiebegiiedern 31 und 32, welche den gleichen Aufbau haben. Das
Pegelschiebeglied 31 besteht aus vier MOSFETs Q 6, C 7, Q 8 und
<?9. Entsprechend besteht das Pegelschiebeglied 32 aus vier MOSFETs Q10, Q11, Q12 und Q13,
Im Pegelschiebcglied 31 hat der MOSFET Q6 einen Kanal vom p-Typ. Seine Sourceelektrode ist mit der
positiven Klemme der ersten Batterie 12 verbunden. Seine Drainelektrode ΪΒ1 mit der Drainelektrode des
MOSfEt QS verbunden, der einen Kanal vom η -Typ
aufweist, während die Gateelektrode des MOSFET Qb
mit der Sourceelektrode des MOSFET Ql der ScjurceeleKtrode des MOSFET Q13, der einen Kanal
vom η-Typ aufweist, der Gateeleklrode des MOSFET
Q12 und einer Klemme Φηη verbunden ist Die
Sourceelektrode und das Substrat des MOSFET QS ist mit der Sourceelektrode und dem Substrat des
MOSFET Q9 und mit der negativen Klemme der Batterie 14 verbunden. Die Gateelektrode des MOSFET
<? 8 ist mit den Drainelektroden der MOSFETs ζ) 7 und
Q9 verbunden. Die Drainelektrode des MOSFET Ql
ist mit der Gateelektrode des MOSFET Q 8 und mit der Draineleklrode des MOSFET Q9 verbunden. Die
Gateelektrode des MOSFET £>9 ist mit den Drainelektroden
der MOSFETs 06 und Q 8 verbunden.
Das Signal Φαη, das von der Oszillator-Teiler-Anordnung
20 geliefert wird, wird über die. Pegelschiebeglieder 31 und 32 der NF-Uhrlogik 22 zugeführt Abgesehen
von der Übertragung der Frequenz von den Teilern der Oszillator-Teiler-Anordnung 20 ai<r die Teiler der
NF-Uhrlogik 22 vergrößern die Pegtr'schiebeglieder Zi
und 32 die Spannung von 1,5 V des zugerührten Signals <£„„ auf 3 V auf der Ausgangsleitung <f»Jus. die zu der
NF-Uhrlogik 22 führt.
Die MOSFETs Q 10 bis Q 13 des Pegelschiebegliedes
32 sinu in der gleichen Weise geschaltet wie die
MOSFETs des Pegelschiebegliedes 31.
Das Signal AM/PM auf der Eingangsleitung 26 wird
einem ersten Eingang eines NOR-Gliedes 34 und außerdem über ein NICHT-Glied 18 dem ersten
Eingang eines weiteren NOR-Gliedes 40 zugeführt. Der Ausgang des NOR-Gliedes 34 ist mit der Gateelektrode
eines MOSFET (?4 mit η-Kanal und über ein NICHT-Glied 36 mit der Gateelektrode eines MOSFET
Q 5 mit η-Kanal verbunden. Die Gateelektroden der MOSFETs Q 3 und Q 6 sind miteinander verbunden. Die
Drainelektroden der MOSFETs Q 4 und Q 5 sind miteinander und außerdem mit einem Ausgang 18
verbunden. Die Sourceelektrode des MOSFET Q 5 ist mit der negativen Klemme der Batterie 14 verbunden.
Db Sourceelektrode des Transistors ζ>4 ist mit der
Sourceelektrode des Transistors Q 3 verbunden, der dazu dient dem MOSFET Q 4 die richtige Substrat-Vorspannung
zuzuführen.
Das Druckknopfschalter-Eingangssig.ial für die Batterie-Wählschaltung
wird einem zweiten Eingang des NOR-Gliedes 34 und einem zweiten Eingang des
NOR-Gliedes 40 zugeführt Der Ausgang des NOR Gliedes 40 ist mit der Gateelektrode eines MOSFET
Q1 mit p-Kanal und der Gateelektrode eines MOSFFT
Q 2 mit n-K anal verbunden. Die Sourceelektrode des MOSFET Q 1 ist mit der positiven Klemme der Battei ie
12 verbunden. Die Drainelektrode des MOSFET Q 1 ist mit der Draineleklrode des MOSFET Q 2 und dem
Ausgang 16 verbunden. Die Sourceelektrode des MOSFET Q 2 ist mit der Gerätemasse und den
Sourceelektroden der MOSFETs Q 3 und QA verbunden.
Ein MOSFET nit η-Kanal leitet, wenn an seiner Gateelektrode ein Signal mit hohem binären Pegel
anliegt, wogegen ein MOSFET mit p-Kanal leitet, wenn an seiner Gateelektrode ein binäres Signal mit
niedrigem Pegel anliegt.
Wenn auf der Leitung 26 ein Signal mit hohem Binärpegel anliegt, das eniweder für die Vormittagsstunden
(AM) oder die Nachmittagsstunden (PM) charakteristisch sein kann, ist der Auseane des
NOR-Gliedes 34 auf einem niedrigen Binärpegel, so daß
der MOSFET Q4 nichtleitend ist. Der Ausgang des
NICHT-Gliedcs 36 ist dann auf einem hohen Binärpegel,
so daß der MOSFET QS leitet und dadurch die negative Klemme der Batterie 14 mit dem Ausgang 18
verbindet. Wenn auf der Leitung 26 ein Eingangssignal mit hohem Binärpegel anliegt, isl ferner der Ausgang
des NICHT-Gliedes 38 auf einem niedrigen Binärpegel. Infolgedessen isl das Ausgangssignal des NOR-Gliedes
4b auf einem hohen Pegel, so daß der MOSFET C?2
leitet und dadurch den Ausgang 16 mit der Gerätemasse verbindet. Demgemäß liegt zwischen den Ausgängen 16
und 18 die Spannung der Batterie 14 von 1,5 V, wenn das Eingangssignal auf der Leitung 26 einen hohen Pegel
hat.
Hat dagegen das Signal auf der Eingangsleitung 26 einen niedrigen Binärpegel, ist der Ausgang des
NOR-Gliedes 34 auf einem hohen Pegel und es leitet der MOSFET Q4. Hierdurch wird die Gerätemasse mit dem
Ausgang 18 verbunden. Der Ausgang des NICHT-Gliedcs 36 ist niedrig, so daß der MOSFET Q5 nicht leitet.
Der Ausgang des NICHT-Gliedes 38 befindet sich auf einem hohen Pegel, wenn der Pegel des Signals auf der
Eingangsleitung 26 niedrig ist, so daß der Ausgang des NOR-Gliedes 40 sich auf einem tiefen binären Pegel
befindet. Infolgedessen leitet der MOSFET Q1 und
verbindet dadurch den Ausgang 16 mit der positiven Klemme der Batterie 12. Demgemäß liegt /wischen den
Ausgängen 16 und 18 die Spannung der Batterie 12 in Höhe von 1.5 V, wenn das Signal auf der Leitung 26
einen niedrigen Pegel hai.
Zusammenfassend ergibt sich demnach, daß bei Vorliegen eines Signals mit hohem Binärpegel auf der
Leitung 26. also beispielsweise während der Vormittagsstunden,
die Spannung der Batterie 14 von 1,5 V zwischen den Ausgängen 16 und 18 liegt und dadurch
der Oszillator-Tciler-Anordnung 20 zugeführt wird. Liegt dagegen auf der Leitung 26 beispielsweise
während der Nachmitlagsstunden ein Signal mit niedrigem Binärpegel an, so liegt zwischen den
Ausgängen 16 und 18 die Spannung der Batterie 12 von ebenfalls 1,5 V, die dann der Oszillator-Teiler-Anordnung
zugeführt wird.
Wenn der Benutzer der Uhr einen Druckknopfschalter betätigt und dadurch ein Signal mit hohem
Binärpegel an die Eingangsleitung P/B anlegt, wird der Ausgang des NOR-Gliedes 34 niedrig, so daß der
MOSFET Q4 nicht leitet. Fs wird jedoch der Ausgang
des NICHT-Gliedes 36 hoch, so daß der MOSFET Q 5
leitet und dadurch die negative Klemme der Batterie 14 mit dem Ausgang 18 verbindet. Weiterhin ist auch der
Ausgang des NOR-Gliedes 40 niedrig, so daß der MOSFET Q1 leitet und die positive Klemme der
anderen Batterie 12 mit dem Ausgang 16 verbunden wird. Infolgedessen liegt zwischen den Ausgängen 16
und 18 die Gesamtspannung der beiden in Serie geschalteten Batterien 12 und 14 in Höhe von 3 V an.
wenn der entsprechende Druckknopfschalter betätigt worden ist.
Die Pegelschiebegliedcr 31 und 32 empfangen als Eingangssignal iv,-ndas niederfrequente Ausgangssignal
') der Oszillator-Teiler-Anordnung 20 und geben es als
Ausgangssignal ΦΛμ an die NF-Uhrlogik 22 weiter. Die
Pegelschiebeglieder 31 und 32 nehmen das von der Oszillator-Teiler-Ahordnung 20 gelieferte Signal '/'<·,„
auf, dessen Spannung 1,5 V beträgt, und vergrößern
in dessen Spannung, so daß das der NF-Uhrlogik 22
zugeführte Signal i\,„5eine Spannung von 3 V aufweist.
I' i g. 3 veranschaulicht verschiedene Signale, die in
der Batterie-Wählschaltung und dem Pcgelumsetzer 30
auftreten. Das erste Signal ist das Signal AM/PM. Wem·
die Uhr die Vormittagsstunden anzeigt (AM), hat das Signal ΛΜ/ΡΜ einen hohen binären Pegel, wogegen es
einen niedrigen binären Pegel hat, wenn die Uhr di<? Nachmitlagsstunden anzeigt (PM) Die nächste Zein;
veranschaulicht das bei Betätigen des Druckknopfschal-
2Ii ters auftretende Signal P/B. Wenn der Druckknopfschalter
picht betätigt ist, hat dieses Signal einen niedrigen binären Pegel. Wird dagegen der Druckknopfschalter
gedruckt, um die Darstellung der Zeilinformation auf der Anzeigeeinrichtung zu bewir·
ken. nimmt dieses Signal einen hohen Binärpegel an. Die nächsten beiden Signale sind die Spannungspegel an
den Ausgängen 16 und 18. Solange der Druckknopf schalter nicht betätigt ist, herrscht zwischen diesen
Ausgängen eine Spannung von 1,5 V. Nach Betätigung
3d des Druckknopfschalters wird die Spannung zwischen
den beiden Ausgängen jedoch 3 V Oie folgenden Signale A bis / erscheinen an den verschiedenen
Punkten der Schaltungsanordnung nach F i g. 2, die mit den gleichen Buchstaben versehen sind.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die eine Batterie-Wählschaltung und einen Pegelumsetzer umfassende
Schaltungsanordnung 30 eine erste Batterie 14 mit der Oszillator-Teiler-Anordnung 20 der Uhr
verbindet, um diese Anordnung während der Vormit-
Ao tagsstunden (AM) zu speisen, und dann eine zweite
Batterie 12 zwischen die Ausgänge 16 und 18 schaltet, um die Oszillator-Teiler-Anordnung 20 während der
Nachmittagsstunden (PM) zu speisen. Durch die Erfindung wird die Lebenszeit der Batterien 12 und 14
bedeutend verlängert, weil während des weitaus überwiegenden Teils der Betriebszeit nur eine der
beiden Batterien benutzt wird, außer wenn die von beiden Batterien gelieferte Gesamtspannung von 3 V
benötigt wird, um die Anzeigeeinrichtung zu aktivieren.
Durch Umschalten der beiden Batterien nach jewei1-. 12
Stunden wird gewährleistet, daß die beiden Batterien ihre Energie im wesentlichen gleichmäßig abgeben.
Ferner erhöht der Pegelumsetzer die Spannung der von der Oszillator-Teiler-Anördnung 20 gelieferten Signale
von 1,5 V auf eine Spannung von 3 V, die zum Betreiben
der NF-Uhrlogik benötigt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektronische Kleinuhr mit einer digitalen optischen Anzeigeeinrichtung, einer Schalteinrichtung
zum Einschalten der Anzeigeeinrichtung oder einer Lichtquelle zum Beleuchten der Anzeigeeinrichtung,
einer elektronischen Schaltungsanordnung zum Erzeugen der darzustellenden Information, die
eine Oszillator-Teiler-Anordnung umfaßt, und zwei in Serie geschalteten Batterien zum Speisen der
Anzeigeeinrichtung bzw. der Lichtquelle und der elektronischen Schaltungsanordnung, welche Batterien
mit der Oszillator-Teiler-Anordnung durch eine Wählschaltung verbunden sind, die Sehaltglieder
enthält, welche die beiden Batterien mit der Oszillator-Teiler-Anordnung verbinden, wenn die
Schalteinrichtung die Anzeigeeinrichtung bzw. die Lichtquelle einschaltet, jedoch mit der Oszülator-Teiler-Anordnung
nur eine der beiden Batterien verbinden, venn die Anzeigeeinrichtung bzw. die
Lichtquelle nicht eingeschaltet ist, nach Patent 26 18 863, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wählschaltung (30) die beiden Batterien (12, 14) mit der Oszillator-Teiler-Anordnung (20) verbindende
Verknüpfungsglieder umfaßt, welche die beiden Batterien (12,14) abwechselnd während etwa gleich
langer Zeitabschitte an die Oszillator-Teiler-Anordnung (20) anschließen, sofern nicht beide Batterien
gleichzeitig angeschlossen sind.
2. Kleinuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d"ß die gleich langen Zeitabschnitte
jeweils den Zeitraum von Mitternacht bis Mittag (AM)bzv/. Mitlag bis Mitternacht (PM)umfassen.
3. Klcinuhr nach Ansp/uch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die elekt) jnische Schaltungsanordnung
eine NF-Uhrlogik (22) umfaßt und zwischen die Batterien (12, 14) und die NF-Uhrlogik
ein mit der Wählschnttung (30) gekoppelter Pegelumsetzer geschaltet ist, der das Ausgangssignal der
Oszillator-Teiler-Anordnung (20) auf die NF-Uhrlogik (22) überträgt und dabei die Spannung des
Ausgangssignals der Oszillator-Teiler-Anordnuni; (20) zum Ansteuern der NF-Uhrlogik (22) auf einen
höheren Wert vergrößert.
4. Kleinuhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie-Wählschaltung
und der Pegelumsetzer (30) als MOSFET-Schaltungsanordnung ausgebildet ist.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |