DE2716569A1 - Elektronische uhr - Google Patents

Description

PATENTANW? Έ <

TER MEER · \-J■'.■■: ; ■ !,!EiST

' ipl.-Chcm. CV.?). '3' .\-...: .;.,;■; .-Im. .. stc .

Yriltstr. 4 · Tel. (0i9) iS 97 24 Siekerwoll7 · Tcl.\O-ii<ki 2 7 1 R R fi Q

Ji Aprii &

Bulova Watch Company Ine

New York, Filiale Biel,

Biel (Schweiz)

Elektronische Uhr

Gegenstand der Erfindung ist eine elektronische Uhr, insbesondere durch einen impulsgespeisten Schrittschaltmotor angetriebene Zeigeruhr, mit einem präzisen Zeitnormal, einem Frequenzteiler zum Unterteilen der Frequenz der vom Zeitnormal abgeleiteten Impulse und einer Einrichtung für die Schnellkorrektur verhältnismässig kleiner Abweichungen der Sekundenanzeige, wobei sich diese Schnellkorrektureinrichtung mit Hilfe eines dem Benutzer der Uhr zugänglichen Betätigungsorgans aktivieren lässt und einen vom Frequenzteiler gespeisten, durch das genannte Betätigungsorgan rückstellbaren Referenzzähler, einen mit den Zeitanzeigemitteln synchron betriebenen, über logische Schaltmittel vom Frequenzteiler gespeisten Synchronzähler und ferner eine mit

709844/0802

beiden Zählerngekoppelte Vergleichsschaltung aufweist, welche den Zustand des Synchronzählers mit demjenigen des Referenzzählers vergleicht und bei festgestellten Abweichungen durch Steuerung der Anzahl der pro Zeiteinheit über die logischen Schaltmittel auf den Synchronzähler und die Zeitanzeigemittel geleiteten Impulse eine Korrektur der Zeitanzeige herbeiführt.

Eine Uhr dieser Art ist in der schweizerischen Patentschrift 556.055 beschrieben. Diesem vorpublizierten Vorschlag lag das Ziel der Schaffung einer Uhr mit einem Sekundenzeiger zu Grunde, bei welcher es bei festgestellten geringen Abweichungen nicht mehr notwendig ist, den Sekundenzeiger zunächst bei der Ziffer "12" anzuhalten und die Uhr im Moment des Zeitsignals (Radiosignal od. dgl.) wieder in Betrieb zu setzen. Vielmehr wollte man die Bedienung der Uhr soweit vereinfachen, dass eine kurzzeitige Betätigung eines besonderen Druckknopfes oder ähnlichen Organs im Moment des Zeitsignals genügt, um hernach automatisch eine Synchronisation der Zeitanzeige ohne besondere Ueberwachung oder weitere Intervention herbeizuführen.

Dank der Vorsehung der genannten Mittel lässt sich dies im Prinzip bewerkstelligen, weil die Vergleichsschaltung jeweils nach dem Rückstellen des Referenzzählers durch die Eingabe von zusätzlichen Impulsen an den Synchronzähler oder die Unterdrückung von Impulsen den Stand des Synchronzählers und damit gleichzeitig den Stand der mit diesem synchronisierten Anzeigemittel korrigiert.

7098U/0802

Das vorgeschlagene System gemäss der genannten Patentliteraturstelle eignet sich für die Korrektur verhältnismässig kleiner Abweichung von plus oder minus 30 Sekunden. Eine derartige Korrektur ist genügend für moderne elektronische Uhren, insbesondere Quarzuhren, deren monatliche Ganggenauigkeit innerhalb dieser Toleranzen liegt. Der Hauptvorteil der bekannten Schnellkorrekturanordnung liegt somit darin, dass man lediglich von Zeit zu Zeit, z.B. einmal pro Woche oder Monat, durch eine keine besondere Aufmerksamkeit erfordernde Betätigung des Korrekturorgans eine Korrektur der Zeitanzeige bewirkt, ohne dass es notwendig ist, das Zeigerstellorgan zu betätigen.

Leider hat sich jedoch gezeigt, dass die Befolgung der soeben besprochenen Lehre noch nicht ohne weiteres zu einer funktionsfähigen und störungsfrei arbeitenden Anordnung führt. Tatsächlich können sich beim Einstellen der Uhr erhebliche Ungenauigkeiten ergeben. So stellt man beispielsweise fest, dass beim Stellen der Zeiger nach dem Wiedereinstossen der Krone der Zeitpunkt des Wiederanlaufens der Uhr innerhalb einer Sekunde ungenau ist, da das Eintreffen des nächsten Sekundenimpulses von der letzten Stufe des Frequenzteilers abzuwarten ist. Derartige Abweichungen sind für eine Quarzuhr oder andere Präzisionsuhr untragbar und machen die durch die Anwendung der beschriebenen Synchronisationsmethode anvisierten Vorteile weitgehend illusorisch.

Die Erfindung geht von dem vorgeschriebenen Vorschlag aus und basiert auf der Aufgabe, diesem zum Durchbruch zu verhelfen

7098U/0802

und insbesondere eine Uhr zu schaffen, bei welcher sich die Vorteile der Schnellkorrekturvorrichtung in der Praxis auch tatsächlich in jeder Beziehung verwirklichen lassen.

Zwecks Lösung dieses Problems ist die Uhr nach der Erfindung derart ausgebildet, dass sowohl Kontaktmittel des Schnellkorrektur betätigungsorgans als auch Kontaktmittel eines Zeitanzeigestellorgans über Rückstelleitungen an mehrere der letzten Stufen des Frequenzteilers angeschlossen sind, und dass Eingänge einer die genannten logischen Schaltmittel umfassenden Impulstransferperiodendekodierlogik derart an Ausgänge von rückstellbaren Frequenzteilerstufen angeschlossen sind, dass die Uebertragung von Impulsen oder Steuerimpulsflanken vom Frequenzteiler auf die beiden Zähler lediglich im letzten Viertel der längsten Impulsperiodendauer des Frequenzteilers stattfinden kann, wobei Sperrmittel vorhanden sind, die ein Rückstellen des Frequenzteilers während der durch die genannte Dekodierlogik festgelegten Impulstransferperioden verhindern.

Dank der Rückstellmöglichkeit der letzten Stufen des Frequenzteilers lässt sich der geschilderte Mangel der Vorrichtung nach dem früheren Vorschlag beheben. Allersings gewährleistet das automatische Rückstellen des Frequenzteilers allein noch nicht ein einwandfreies Arbeiten der Schnellkorrekturvorrichtung, da beim Wiederstarten nach dem Stellen der Uhr je nach der im Zeitpunkt der Eingabe des Rückstellimpulses vorhandenen momentanen Phasenlage des Frequenzteilers Fehlimpulse auftreten können, die beispielsweise den Gleichlauf zwischen den beiden Zählern oder die Synchronisation zwischen Synchronzähler und Zeitanzeigemitteln

709844/0802

zerstören.

Diese Schwierigkeiten werden nun durch die eine Impulstransferperiode festlegende Dekodierschaltung behoben. Unter "Impulstransferperiode" wird hier derjenige Abschnitt einer vollen Periode verstanden, während welchem die Uebertragung von Impulsen bzw. Impulsflanken möglich, die Rückstellung der Frequenzteilerstufen dagegen gesperrt ist. Die logische Dekodierschaltung sorgt dafür, dass die Uebertragung der auf die beiden Zähler und die Zeitanzeigemittel zu leitenden Impulse während mindestens 3/4 der Dauer einer vollen Periode verhindert ist. Somit können während dieses Zeitabschnittes Rückstellvorgänge ausgeführt werden, ohne dass die Gefahr der Entstehung von Fehl impulsen auftritt. Ausserdem sorgen die Sperrmittel für ein Blockieren der Rückste11 funkt ion des Frequenzteilers während des Impulstransferabschnittes. Man kann somit von der Unterteilung einer vollen Periode in einen Sperrabschnitt (Impulstransferabschnitt) und einen Entsperrabschnitt sprechen. Der Entsperrabschnitt, während welchem das Nullsetzen des Frequenzteilers nicht blockiert ist, soll mindestens drei mal langer sein als der Impulstransferoder Sperrabschitt, so dass möglichst viel Zeit für die Vornahme irgendwelcher Manipulationen zur Verfügung steht. Mit Vorteil sind die Verbindungen zwischen den letzten Stufen des Frequenzteilers und den Eingängen der Impulstransferperiodendekodierlogik derart gewählt, dass die Entsperrperiode 7/8 und die Sperrperiode 1/8 einer Sekunde betragen. Es ist dann nach der letzten Aenderung der Sekundenanzeige für den Benutzer der Uhr während 7/8 einer Sekunde möglich, die Uhr zwecks Zeiteinstellung still zu setzen, ohne dass Fehler auftreten.

709844/0802

Zusätzlich kann man mit Vorteil weitere logische Sperrmittel vorsehen, die jeweils ein Rückstellen der Frequenzteilerstufe verhindern und damit Eingriffe von aussen unwirksam machen, solange Impulse auf die Zeitanzeigeeinrichtung übertragen werden können. Derartige Sperrmittel sind insbesondere sinnvoll, wenn es sich um eine Uhr handelt, bei welcher ein impulsgespeister Schrittschaltmotor die Zeiger antreibt.

Des weiteren ist es zweckmässig, die Uhr mit einer weiteren Dekodierschaltung auszustatten, deren Hingänge an die Ausgänge mehrerer Frequenzteilerstufen angeschlossen sind, um die jeweilige Dauer der auf die Zeitanzeigemittel übertragenen Impulse genau festzulegen. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Dekodier logik für die Definition der Impulstransferperioden mit den Stufenaüsgängen eines letzten Frequenzteilerabschnittes und die Dekodier logik für die Impulslängenbegrenzung mit den Stufenausgängen eines unmittelbar vorangehenden Frequenzteilerabschnittes verbunden sind. Man kann dann mit Hilfe der erst genannten Logik genau positionierte Auslöseimpulse bzw. Impulsflanken erzeugen, während die Impulslängendekodierlogik in sehr regelmässigen Abständen Impulse abgibt, deren Anfangsflanken das Ende der Zeitanzeigespeiseimpulse festlegen.

Mit Rücksicht auf eine weitere Vereinfachung der Bedienungs-

_<o mittel und eine Erhöhung der Sicherheit gegen Fehlmanipulationen

*-» empfiehlt es sich, sowohl die Kontaktmittel des Schnei lkorrektur- **"* betätigungsorgan als auch die Kontaktmittel des Zeitanzeigeeinstell-

O organs über diesen verschiedenen Kontaktmitteln zugeordnete logische

' Schal tm i ttcl derart an Rückstel 1 anschlüsse des lief ercnzzählcrs und

des Synchronzählers anzuschliessen, dass lediglich bei gleichzeitiger Betätigung aller Kontaktmittel beide Zähler zurückgestellt werden. Es ist dann praktisch nicht mehr möglich, beide Zähler ohne Absicht auf Null zu stellen. Dieser Stellvorgang braucht normalerweise nur bei der ersten Inbetriebssetzung der Uhr oder beim Auswechseln der Batterie vorgenommen zu werden.

Wesentlich ist es auch, dass beim Betätigen des Organs für die Schnellkorrektur keine merklichen Zeitverzögerungen auftreten. Dieser Gefahr lässt sich vorzugsweise dadurch begegnen, dass man nach dem Rückstellen des Referenzzählers und der letzten Stufen des Frequenzteilers einen vom Frequenzteiler abgeleiteten Impuls genügend hoher Frequenz benützt, um die rückgestellten Stufen wieder freizugeben. Normalerweise genügt für diesen Zweck ein 32 Hz-Impuls. Als Schaltmittel empfiehlt sich die Verwendung einer den Referenzzähler und mehrere Frequenzteilerstufen rückstellenden Flip-Flop-Schaltung, die einerseits mit dem Kontakt der Schnellkorrektureinrichtung verbunden und andererseits an den 32 Hz-Ausgang des Frequenzteilers angeschlossen ist. Diese Flip-Flop-Schaltung wird bei der Kontaktbetätigung in einen bestimmten Zustand gebracht, in welchem sie die Frequenzteiler- und Referenzzählerrückstellung bewirkt, worauf ihr Schaltzustand durch den nächsten 32 Hz-Impuls umgekippt wird, so dass die rückgestellten Stufen erneut zählen und damit den Beginn eines neuen Ausgangsimpulses festlegen.

Nachfolgend ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung beschrieben, welche in Fig. 1 die wesentlichen Teile der elektronischen Uhr in Form eines

709844/0802

Blockschaltbildes und in Fig. 2 die Arbeitsweise an Hand eines Diagrammes veranschaulicht. Es handelt sich hierbei um eine analoge Uhr, deren Zeiger mit Hilfe eines kleinen Schrittschaltmotors bewegt werden. Dieser Motor schaltet den Sekundenzeiger einmal pro Sekunde. Die anderen Zeiger werden von der Sekundenzeigerachse aus über ein nicht dargestelltes Zahnradgetriebe in an sich bekannter Weise angetrieben.

Als Zeitnormal ist im dargestellten Beispiel gemäss Fig. 1 ein Quarz mit einer Eigenfrequenz von 32768 Hz verwendet. Dieser mit 1 bezeichnete Quarz wirkt mit einer Schwingschaltung 2 zusammen. Die von dieser abgeleiteten Impulse gelangen über ein NAND-Tor 101 und festprogrammierte Kontaktverbindungen 3 und 4 auf den Frequenzteiler, der sich im Beispiel aus Abschnitten 5, 6, 7 und zusammensetzt. Der drei binäre Teilerstufen umfassende Abschnitt arbeitet dynamisch und hat daher im Gegensatz zu herkömmlichen Teilern einen äusserst geringen Stromverbrauch. Dagegen sind die binären Teilerstufen der Teilerabschnitte 6, 7 und 8 statische CMOS-Unterteiler. Alle diese Stromkreise sind auf einem einzigen Chip integriert. Mit Vorteil können sogar sämtliche Stromkreise der Uhr inklusive der logischen Verknüpfungsschaltungen und der Treiber-Stufen auf demselben Chip integriert sein (large-scale-integration), Zwischen dem dynamischen Teilerabschnitt und den statisch wirkenden Teilerabschnitten liegt ein verstärkendes NAND-Tor 102 dessen zweiter Eingang an einer Resetleitung A liegt, wodurch eine einwandfreie Uebertragung der vom Teilerabschnitt 5 ausgezählten Impulse ynd ein sicheres Rückstellen der ersten Stufe des Abschnittes 6 gewährleistet ist. Eine ähnliche Funktion hat das NAND-Tor 103. An

709844/0802

die Ausgänge der letzten Flip-Flop-Stufen des Teilerabschnittes 8 sind NOR-Tore 104 und 105 angeschlossen. Ein weiteres NOR-Tor 106 ist mit dem Ausgang des NOR-Tors 105 und über einen Inverter 107 mit der Resetlinie B verbunden.

Die drei NOR-Tore 104, 105 und 106 haben eine ganz besondere Funktion; sie bilden zusammen eine Dekodierlogik, mittels welcher am Ende der 1 Hz-Periode der letzten Zählerstufe ein Interval definiert wird, innerhalb welchem Steuer-Impulse vom Frequenzteiler weitergeleitet werden. Es handelt sich bei diesen Steuerimpulsen nicht etwa um verhältnismässig lange Impulse vorbestimmter Zeitdauer, sondern um kurze Impulse unkritischer Länge, deren Aufgabe lediglich darin besteht, Flip-Flops umzuschalten. Es kommt also nur auf die genaue Lage der Impulsflanken an, die positiv oder negativ sein können und innerhalb der oben erwähnten Sperrperioden liegen müssen.

Man sieht aus der schematischen Darstellung, dass von den Ausgängen der genannten NOR-Tore Impulse einerseits auf einen Referenzzähler 10 und anderseits auf einen Synchronzähler 12 geleitet werden. Ausserdem gelangen vom NOR-Tor 104 Impulse auf einen Flip-Flop 9. Die Zähler 10 und 12 teilen die am Eingang auftretende Frequenz durch 30. Weitere Zählerstufen 11 und 1.3 bewirken eine zusätzliche Teilung auf 60. Die Teilerstufen der Zähler 10 und 12 sind an eine Vergleichsschaltung 14 angeschlossen, deren Ausgang zu einem Eingang eines EXCLUSIVE-OR-Tors 108 führt. Ein weiterer Eingang dieses Tors ist mit dem Ausgang eines EXCLUSIVE-OR-Tors 109 verbunden, dessen Eingänge an die Ausgänge der Zählerstufen 11 und 13 an-

709844/0802

geschlossen sind.

Die die NOR-Tore 110, 111 und 112 umfassende logische Gruppe bildet einen Flip-Flop, welcher in der einen Stellung einen positiven Motorimpuls auslöst, während er beim Kippen in die andere Stellung den Motorimpuls beendigt. Die aus den Flip-Flop 113, 114 und 115 bestehende Gruppe hat die gleiche Funktion, mit dem Unterschied, dass sie negative Motorimpulse erzeugt. Es handelt sich somit beim Schrittschaltmotor um einen sog. bipolaren Motor, der abwechslungsweise durch positive und negative Impulse in Rotation versetzt wird. Die Antriebsspule des Motors ist mit 20 bezeichnet. Sie wird in an sich bekannter Weise über Treiberstufen 17 und 18 gespeist,

Die Uhr ist ausserdem mit einer programmierbaren, ein NOR-Tor 118 umfassenden Dekodierschaltung ausgestattet, zum Zweck der genauen Definition der Länge der Motorantriebsimpulse. Sämtliche Eingänge des Tors 118 sind mit entsprechenden Stufenausgängendes Frequenzteilerabschnittes 7 zusammengeschaltet. Die genaue Art der Verbindung richtet sich nach der gewünschten Lage der Impulsflanke, die über einen Flip-Flop 119 die Motorimpuls-Flip-Flops 110 - 112, bzw. 113 - 115 rückstellt. Die Programmierung dieser Impulslängendekodierschaltung richtet sich nach der Charakteristik des verwendeten Schrittschaltmotors· Sie lässt sich durch geeignete Wahl der die Verbindung zwischen den Frequenzteilerstufenausgängen und dem Tor 118 bestimmenden letzten Metallmaske im Moment der Fabrikation des Chip bewerkstelligen.

Eine analoge Anpassung an vorgegebene Verhältnisse ist bei der

709844/0802

-X-14

Aktivierung der Stufen des dynamischen Frequenzteilerabschnittes ausgenützt. Tatsächlich erkennt man aus dem Schaltbild, dass der dynamische Teiler ausser dem benützten Abschnitt 5 noch passive Abschnitte 30, 31, 32 und 33 besitzt. Diese lassen sich im Bedarfsfall durch Verwendung entsprechender Metallmasken im Zuge der Fertigung des integrierten Stromkreises aktivieren, wodurch sich der im übrigen identische Chips auch für Uhren mit anderen Frequenzen des Zeitnormals gebrauchen lässt. Anstatt der Verbindung 3 und 4 wären dann beispielsweise leitende Verbindungsstrecken zwischen dem Tor 101 und dem Abschnitt 30, sowie zwischen den Abschnitten 30, 31, 32 und 5 vorhanden. (Quarzfrequenz: 1048576 Hz).

Die Schnellkorrektur der Uhr wird mit einem im Uhrgehäuse versenkten als Druckknopf ausgebildeten Betätigungsorgan bewerkstelligt. Dieser durch einen Fingernagel, einen Kugelschreiber oder dgl. betätigbare Knopf steht in Wirkverbindung mit einem Kontakt 21, der jeweils in Richtung des Pfeiles D betätigt und vorübergehend an Masse gelegt wird. Der entweder an das Pluspotential oder an Masse umschaltbare Kontakt 21 führt zu einem Eingang eines NOR-Tors 121 sowie zu einem Eingang eines Flip-Flops 122, von dem ein weiterer Eingang mit dem 32 Hz-Ausgang des Teilerabschnittes 7 verbunden ist. Die Ausgänge des NOR-Tors 121 und des Flip-Flops 122 liegen an den Eingangsklemmen eines NOR-Tors 123. Dieses speist eine Rückstelleitung "Reset B". Eine weitere Rückstelleitung "Reset C" geht vom Ausgang des NOR-Tors 121 zum Synchronzähler 12.

Selbstverständlich müssen auch Mittel vorhanden sein, die ein

7098U/0802

Rückstellen des Frequenzteilers beim Stellen der Zeiger gestatten, damit nach dem erneuten Starten der Sekundenzeiger seinen ersten Schritt nach genau einer Sekunde vollführt. Diesem Zweck dient ein beim Herausziehen der Krone (Pfeilrichtung K) von Masse auf das Plus-Potential umschaltbarer Kontakt 22, dessen Zweigstelle an einem Eingang des NAND-Tores 125 liegt. Der Ausgang dieses logischen Schaltmittels führt -wie schon erwähnt- zur Rückstelleitung "Reset A".

Die Funktionsweise der in ihrem Aufbau vorstehend beschriebenen Schaltung ist folgende:

Der Quarz 1 erzeugt in Verbindung mit der Oszillatorschaltung 2 eine im wesentlichen sinusförmige Wechselspannung mit einer Frequenz von 32768 Hz. Im Tor 101 findet eine Impulsformung statt. Die nun rechteckigen Impulse werden auf den dynamischen Unterteiler 5 geführt und durch Frequenzteilung in diesem Teilerabschnitt und den Abschnitten 6, 7 und 8 auf eine Frequenz von 1 Hz unterteilt. Die aus den Toren 104, 105 und 106 bestehende Dekodierschaltung öffnet nach 7/8 Sekunden den Uebertragungsweg zum Referenzzähler 10, welcher pro Sekunde um einen Schritt weitergeschaltet wird. Die Vergleichsschaltung 14 spricht nun an und öffnet über das Tor 108 das Tor 104, wodurch auch der Synchronzähler 12 um eine Einheit weiterschaltet und gleichzeitig ein Signal für die Auslösung des Motorsteuerimpulses auf den Flip-Flop 9 überträgt. Infolge des soeben beschriebenen Weiterzählers des Zählers 12 stellt die Vergleichsschaltung Koinzidenz zwischen den Zählern 10 und 12 fest und sperrt das Tor 104 für die Uebertragung zusätzlicher Impulse an den Flip-Flop 9, bzw. den Zähler 12.

7098U/0802

J*

Der nunmehr umgeschaltete Flip-Flop 9 setzt einen der beiden Motorimpuls-Flip-Flops 110 - 112, bzw. 113 - 115. Dies hat ein Anschalten der Motorspule 20 im positiven oder negativen Sinne zur Folge.

Es ist von wesentlicher Bedeutung, dass die die Anschaltung des Motors bewirkende Impulsflanke innerhalb des letzten Achtels der Periodendauer des vom Zählerabschnitt 8 abgeleiteten 1 Hz Impulses erfolgt. Sehr wichtig ist auch die Genauigkeit der zeitlichen Pos itionnierung der Flanke der die Motorantriebimpulse festlegenden Abschaltsteuerimpulse. Wie schon erwähnt, werden diese Impulse für das Rückstellen der Flip-Flops 110 - 112 bzw. 113 vom Abschnitt 7 des Teilers abgeleitet. Die Eingangsfrequenz dieses Abschnitts beträgt 1024 Hz, womit sich ein entsprechend hohes Auflösevermögen für die Positionnierung der Rücksetzflanken ergibt. Die Verbindungen zwischen dem Teilerabschnitt 7 und dem Tor 118 können etwa derart gewählt sein, dass sich eine totale Motorimpulsdauer von z.B. 4,883 ms ergibt (jeweiliges Intervall zwischen dem Stellen und dem Rückstellen der Motorimpuls-Flip-Flops). Die Motorantriebsspule 20 erhält also kurze positive oder negative Antriebsimpulse. Die Treiberstufen 17 und 18 schliessen die Spule 20 zwischen den Antriebsimpulse jeweils kurz. Damit verbessert sich das dynamische Verhalten des Motors.

^j Es sei nun unterstellt, die Uhr gehe um einige Sekunden nach

«O (zwischen 0 und 29 Sekunden). Beim Umlegen des Kontaktes 21 durch

^ Drücken des Druckknopfes in Pfeilrichtung D löst die Flip-Flop-

O Schaltung 122 einen kurzen Rückstellimpuls aus, der über die Lei-

tung B auf den Teilerabschnitt 8 und ferner den Referenzzähler 10

gelangt. Der nächste vom Ausgang des Teilerabschnittes 7 eintref-

■ν

fende 32 Hz - Impuls veranlasst ein Wiederstarten von Teilerabschnitt 8 und Referenzzähler 10. Die Vergleichsschaltung stellt nun fest, dass der Zählerstand des Zählers 10 grosser ist als derjenige des Zählers 12. Ueber die Tore 108 und 104 wird der Dekodiervorgang derart beeinflusst, dass nun der Motor pro Sekunde 2 Impulse erhält, bis die Vergleichsschaltung erneut Koinzidenz zwischen den Zählerständen feststellt.

Falls die Uhr vorgeht, stellt die Vergleichsschaltung nach dem Rückstellen und Wiederanlaufen von Teilerabschnitt 8 und Referenzzähler 10 einen Ueberschuss von eingezählten Impulseinheiten im Synchronzähler 12 fest. Dies hat ein Sperren des Tors 104 zur Folge, bis die beiden Zähler 10 und 12 wieder synchron laufen. Während dieser Zeit gelangen keine Motorsteuerimpulse auf den Flip-Flop 9.

Es sei nun angenommen, der Benutzer der Uhr wollte die Uhr zwecks Stellen von Stunden- und Minutenzeiger anhalten und erneut in Betrieb setzen. Dies geschieht durch Umlegen des Kontaktes 22 beim Ziehen der Krone in die äusserste Stellung (Pfeil K). Die Rückstelleitung Λ ändert das Potential. Dadurch werden die Abschnitte 6, 7 und 8 des Frequenzteilers zurückgestellt. Allerdings kann die Rückstellung während der durch die Dekodierlogik 104 - 106 festgelegten Sperrzeit von 1/8 Sekunde nicht stattfinden. Ausscrdem ist Vorsorge dafür getroffen, dass während der Dauer der Uebertragung

° von Motorimpulsen die genannte Rückstell funkt ion blockiert ist. to

^ Diese Blockierung geschieht über das NOR-Tor 127, den Flip-Flop

"^ und das NAND-Tor 125. Ohne diese Sicherheitsmassnahme könnte beim O

_o Schalten des Kontakts 22 im Moment der Uebertragung eines Motorim-

pulses unter Umständen der Synchronzähler 12 betätigt werden, dage-

gen der über den Flip-Flop 9 ausgelöste Motorsteuerimpuls soweit verkürzt werden ,das der Motor den Schritt nicht mehr ausführen kann, was einen Verlust des Synchronismus zwischen Zähler 12 und Sekundenzeiger zur Folge hätte. Das Wiedereinstossen der Krone hat ein Rückstellen des Kontaktes 22 zur Folge. Die Teilerabschnitte 6, 7 und sind erneut aktiviert, womit der Zyklus zur Bildung des nächsten 1 Hz - Ausgangs impulses seinen Anfang nimmt.

Eine besondere Situation ergibt sich im Moment der ersten Inbetriebsetzung der Uhr oder beim Auswechseln der Batterie. Es müssen dann nicht nur der Frequenzteiler, sondern auch die beiden Zähler der Korrekturschaltung auf Null gestellt werden. Zum Zwecke der Verhinderung einer unbeabsichtigten Durchführung dieser Operation ist beim Ausführungsbeispiel eine spezielle Massnahme in dem Sinne getroffen worden, dass diese simultane Rückstellung ausschliesslich dann stattfinden kann, wenn einerseits die Krone in die Zeigerstellposition gebracht und andererseits der Druckknopf der Schnellkorrekturvorrichtung gedruckt wird. Es müssen also mit andern Worten die Umschaltkontakte 22 und 21 simultan betätigt werden. Beim Ziehen der Krone ist darauf zu achten, dass der Sekundenzeiger auf "0" steht (12h). Dies ist wesentlich, denn es wäre sonst nach dem Wiederstarten der Uhr zwischen dem Sekundenzeiger und dem Synchronzähler 12 kein Gleichlauf vorhanden. Je nachdem, ob die Krone im Moment des Null-Durchganges der Referenzzeit wiedereingestossen worden ist oder nicht, ist im Moment eine weitere Betätigung der Schnei!korrekturmittel unnötig oder es sind diese bei einem späteren Referenzzeit-Nul1-Durchgang in der beschriebenen Weise zu betätigen. 709844/0802

Die Erfindung ist grundsätzlich nicht auf die Anwendung in einer Uhr mit Zeigeranzeige beschränkt. Man könnte das beschriebene Erfindungsprinzip auch in einer digital anzeigenden Uhr zu Verwendung bringen. Man müsste dann dem Synchronzähler 12, 13 einen Minuten- und Stundenzeiger anfügen. Zudem wären entsprechende logische Dekodier- und gegebenfalls Multiplexierini t tel zwischen den Zählern und den die Ziffern darstellenden Anzeigemittel einzufügen

Die Impulsdiagramme nach Fig. 2 lassen erkennen, wie die Motorspeiseimpulse positioniert und hinsichtlich ihrer Länge genau definiert werden.

Im Diagramm I ist ein Auslöseimpuls dargestellt, also ein Impuls, dessen Endflanke den Beginn eines Motorspeiseimpulses auslöst. Der Auslösimpuls darf nicht vor dem Ende des Entsperrintervalls beginnen. Wie schon beschrieben, wird die Sperrabschnittlänge durch entsprechende Kombination von aus dem Teilerabschnitt 8 entnommenen, symetrischen Impulsen verschiedener Frequenzen in der die Tore 104 und 105 umfassenden Dekodier logik festgelegt. Sie beträgt im Beispiel 1/8 einer Sekunde plus die Dauer des Motorimpulses.

Die Lage der Abschaltsteuerimpulse (Motorrückstc11 impulse) ergibt sich aus dem Diagramm II. Man sieht, dass jeweils der nächste nach einer Endflanke eines Auslöseimpu1ses eintreffende, vom Flip-Flop 119 herkommende Abschaltsteuerimpuls einen Motorimpuls und gleichzeitig das Sperrinterva 11 beendet. Dieser Zusammer hang kann dem Diagramm III entnommen werden. Ersichtlich ist dort

7098U/0802

ausserdem die jeweils abwechselnde Polarität der der Motorspule 20 zugeführten Speiseimpulse. Letztere sind im Diagramm der Uebersichtlichkeit halber verlängert gezeichnet.

709844/0802

Leerseite

Claims (17)

1. fly Elektronische Uhr, insbesondere durch einen impulsgespeisten Schrittschaltmotor angetriebene Zeigeruhr, mit einem präzisen Zeitnormal, einem Frequenzteiler zum Unterteilen der Frequenz der vom Zeitnormal abgeleiteten Impulse und einer Einrichtung für die Schnellkorrektur verhältnismässig kleiner Abweichungen der Sekundenanzeige, wobei sich diese Schnellkorrektureinrichtung mit Hilfe eines dem Benutzer der Uhr zugänglichen Betätigungsorgans aktivieren lässt und einen vom Frequenzteiler gespeisten, durch das genannte Betätigungsorgan rückstclIbaren Referenzzäh lcr , einen mit den Zeitanzeigemitteln synchron betriebenen, über logische Schaltmittel vom Frequenzteiler gespeisten Synchronzähler und ferner eine mit beiden Zählern gekoppelte Vergleichsschaltung aufweist, welche den Zustand des Synchronzählers mit demjenigen des Referenzzählers vergleicht und bei festgestellten Abweichungen durch Steuerung der Anzahl der pro Zeiteinheit über die logischen Schaltmittel auf den Synchronzähler und die Zeitanzeigemittel geleiteten Impulse eine Korrektur der Zeitanzeige herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Kontaktmittel des Sehne 1lkorrekturbetätigungsorgans als auch Kontaktmittel eines Zeitanzeigeste 1 lorgans über Rückstelllcitungen an mehrere der letzten Stufen des Frequenzteilers angeschlossen sind, und dass Eingänge ,einer die genannten logischen Schaltmittel umfassenden Impulstransferperiodendekodierlogik derart an Ausgänge von rückstellbaren Frequenzteilerstufcn angeschlossen sind, dass die Uebertragung von Impulsen oder Steuer-

   709044/0802

   ORIGINAL INSPECTED

   Impulsflanken vom Frequenzteiler auf die beiden Zähler lediglich im letzten Viertel der längsten Impulsperiodendauer des Frequenzteilers stattfinden kann, wobei Sperrmittel vorhanden sind, die ein Rückstellen des Frequenzteilers während der durch die genannte Dekodier1ogik festgelegten Impulstransferperiode verhindern.
2. 2. Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Impulstransferperiodendekodier1ogik, dass die Uebertragung von Impulsen vom Frequenzteiler auf die beiden Zähler lediglich im letzten Achtel der längsten Impulsperiodendauer des Frequenzteilers stattfinden kann.
3. 3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Speisung des Referenzzählers vom Frequenzteiler Impulse mit einer Frequenz von 1 Hz und für die Speisung des Synchronzählers Impulse mit einer Frequenz von 1 Hz und 2 Hz abgeleitet werden.
4. 4. Uhr nach Anspruch 1, mit einem impu1sgespeis ten Schrittschaltmotor für den Antrieb der Zeiger, gekennzeichnet durch logische Sperrmittel, die jeweils ein Rückstellen der Frequenzteilerstufen verhindern und Eingriffe von Aussei) unwirksam machen, solange Schrittschal tnio to rs teuer impu 1 se ül)c r tragen werden können.
5. 5. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrittschaltmotor über Flip-Flops gespeist ist, die durch die vom Frequenzteiler abgeleiteten Impulse gesetzt und durch von vorangehenden Stufen des Frequenzteilers abgeleitete, ohne Unterbruch eintreffende Rückstellimpulse zurückgestellt werden.

   703844/0802
6. 6. Uhr nach Anspruch 1 oder 5, gekennzeichnet durch eine an die Ausgänge mehrerer Frequenzteilcrstufen angeschlossene Impulslängendekodicrschaltung für die Urzeugung von genau positionierten Impulsflanken für das Rückstellen von den Zeitanzeigcmittel zugeordneten Flip-Flops.
7. 7. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzteiler einen letzten, sowohl durch das Schnei 1korrekturbetätigungsorgan als auch durch das Zeitanzeigeeinstellorgan rückstellbaren Abschnitt dessen Teilerstufen mit der Iinpu lstransf erper i odendekodier logik verbunden sind, und einen diesem vorgeschalteten, ausschliesslich durch das Zeitanzeigeeinstellorgan rückstellbaren Abschnitt aufweist, dessen Stufen mit der Impuls 1 ängcndekocli crscha 1 tung verbunden sind.
8. 8. Uhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der letzte Abschnitt des Frequenzteilers fünf binäre Tci1crstufen aufweist.
9. 9. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kontaktmitte] des Betätigungsorgans der Schnellkorrektureinrichtung einerseits mit einem Rückstcllanschluss des Referenzzählers und andererseits mit einer Rückstclleitung des mehrere binäre Zählerstufen umfassenden letzten Abschnittes des Frequenzteilers mittelbar verbunden sind.
10. 10. Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die liingangsfrequenz des vom Betätigungsorgans der Schnellkorrektureinrichtung rückstelIbarcn Frequenzteilerabschnittes 32 Hz beträgt.

    7098U/0802
11. 11. Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel des Betätigungsorgans der Schnellkorrektureinrichtung an den Stellanschluss eines den Referenzzähler und mehrere Frequenzteilerstufen rückstellenden Flip-Flops angeschlossen sind, und dass der Rückstellanschluss dieses Flip-Flops zwecks Freigabe des rückgestellten Referenzzählers und der rückgestellten Frequenzteilerstufe mit dem Ausgang der diesen Stufen unmittelbar vorgeordneten Frequenzteilerstufe verbunden ist.
12. 12. Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Schneilkorrekturbetätigungsorgan aus einem versenkt im Uhrgehäuse angeordneten Druckknopf besteht, der sich mit Hilfe eines spitzen Gegenstandes betätigen lässt.
13. 13. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Kontaktmittel des Schnellkorrekturbetätigungsorgans als auch die Kontaktmittel des Zeitanzeigeeinstellorgans über diesen zugeordnete logische Schaltmittel darart an Rückstellanschlüsse des Referenzzählers und des Synchronzählers angeschlossen sind, dass lediglich bei gleichzeitiger Betätigung aller genannten Kontaktniittcl beide Zähler zurückgestellt werden.
14. 14. Uhr nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnellkorrekturbetätigungsorgan als Druckknopf und das Zeitanzeigeeinstellorgan als Stellkrone ausgebildet ist, mittels welcher beim Ausziehen in die äusserste Stellung die ihr zugeordneten Kontaktmittel betätigt werden.

    7098U/Q802
15. 15. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzteiler mindestens zwei rückstellbare, mehrstufige Abschnitte und einen diesen vorgeordneten nicht-rückstellbaren, dynamisch arbeitenden Abschnitt aufweist.
16. 16. Uhr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamiscl arbeitende Abschnitt des Frequenzteilers mehrstufig ist, und dass die Stufen durch geeignete Wahl der die Verbindung zwischei den Stufen bestimmenden letzten Herstellungsmaske entsprechend der Frequenz des als Quarz ausgebildeten Zeitnormals aktiviert sind.
17. 17. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulslängendekodierschaltung durch geeignete Wahl der die Verbindung zwischen den Frequenzteilerstufenausgängen und den logischen Dekodierschaltmitteln bestimmenden letzten Herstellungsmaske entsprechend der gewünschten Länge der die Zeitanzeigemittel betätigenden Impulse aktiviert ist.

    7098U/0802