DE2728525B2 - Elektronische Uhr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Uhr der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei einer solchen aus der DE-AS 22 13 460 bekannten Uhr dient der Bezugs-Oszillator dazu, dem aus vier Registern bestehenden Schiebespeicher über eine logische Schaltung Zählimpulse zuzuführen. Entsprechende Registerstellen der Schieberegister speichern die jeweiligen Werte für das Vielfache von Sekunden, 10-Sekunden, Minuten, 10-Minuten usw. Beim Zählvorgang wird auf die niedrigste Zeitzähl-Speicherstelle bei vorgegebener Frequenz ein Zählsignal gegeben. Erreicht die niedrigste Speicherstelle einen vorbestimmten Wert, so wird bei zusätzlichem Aufaddieren einer »1« ein Übertragssignal erzeugt, welches dazu dient, die nächsthöhere Stelle weiterzuzählen. Einem Zählvorgang in der niedrigsten Stelle entspricht eine Umlaufperiode des Schiebespeichers. Die bekannte Uhr weist zwar Korrektureinrichtungen für die Zeiteinstellung auf, jedoch sind keine Maßnahmen getroffen, um ein laufendes Nach- oder Vorgehen der Uhr aufgrund einer falschen Frequenz des Bezugs-Oszillators zu verhindern. Weicht nämlich die Frequenz des Bezugs-Oszillators von derjenigen Frequenz ab, für welche die Schaltung ausgelegt ist, so ist die Zeitanzeige mit einem entsprechenden Fehler behaftet.

Aus der DE-AS 22 19 493 ist eine elektronische Uhr mit einer Frequenzteilerkette bekannt, bei der eine Abweichung der Oszillatorfrequenz von der gewünschten F.-equenz korrigiert werden kann. Hierzu ist eine Vergleicherschaltung vorgesehen, deren erstem Eingang Ausgangssignale verschiedener Stufen der Frequenzteilerkette zugeführt werden, während dem zweiten Eingang ein voreingestellter Binärwert zugeführt wird. Stimmen die Bitkombinationen der jeweiligen Eingänge überein, so wird ein Rücksetzsignal erzeugt, welches diejenigen Stufen des Frequenzteilers zurücksetzt, die von dem Vergleich erfaßt wurden. Gleichzeitig wird der Vergleicher gesperrt, so daß beim nächsten Durchlauf der Frequenzteilerkette kein Vergleich erfolgt und an der letzten Stufe der Kette ein entsprechendes Steuersignal für die Anzeige entsteht. Eine derartige Lösung zur Korrektur der Frequenzabweichung des Oszillators ist jedoch bei einer elektronischen Uhr, bei der die Zeit durch Hochzählen einzelner Speicherabschnitte gemessen wird, nicht möglich; denn bei derartigen Zählvorgängen werden die Werte permanent in dem Speicher verschoben, um sie einer Addiereinrichtung zuzuführen.

Andererseits ist es bekannt, die Frequenzgenauigkeit dadurch zu regeln, daß ein Trimmerkondensator verwendet wird, mit dem die Frequenz des Oszillators geregelt wird. Eine derartige Regelung ermöglicht jedoch keine genaue Korrektur der Frequenz. Weiterhin erfordert der von Hand durchzuführende Einstellvorgang viel Zeit, was bei der Massenherstellung und der Wartung der Uhr einen bedeutenden Nachteil darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Uhr der genannten Art so weiterzubilden, daß in einfacher Weise eine Frequenzkorrektur durchgeführt wird, ohne daß aufwendige Einstellvorgänge erforderlich sind.

Bei einer elektronischen Uhr der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Uhr braucht lediglich der Korrekturwert in dem Korrekturspeicher eingespeichert zu werden, um die gewünschte Korrektur der Frequenz zu erhalten. Der Korrekturwert entspricht dem Fehler pro vorgegebener Zeiteinheit. Beträgt beispielsweise die kleinste Zeitzähleinheit eine Sekunde,

während der Speicherteil für die Anzahl der Umlaufzyklen acht Binärstellen aufweist, d. h. daß im Normalfall in einer Sekunde 2⁸ Umläufe stattPnden, so kann beispielsweise bei einem Korrekturwert von χ — 1 pro Minute in jeder Minute ein Umlaufzyklus, d.h. 1/2⁸ Sekunden, hinzugefügt oder abgezogen werden, je nachdem, welche Korrektureinrichtung gewünscht wird. Ändert sich die Frequenzabweichung im Laufe der Zeit, beispielsweise durch Alterungserscheinungen, so kann ein neuer Korrekturwert vorgegeben werden, indem dieser Wert einfach den alten Wert in dem Korrekturspeicher ersetzt

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fi g. 2 die Speicherinhalte der jeweiligen Speicherteile eines Schiebespeichers der F i g. 1,

F i g. 3 Ausgangssignale einer Bit-Zählung in F i g. 1,

F i g. 4 einen Binärzähler der F i g. 1 im einzelnen,

Fig.5 Ausgangssignale des Binärzählers und Ausgangssignale von Zeitzähl-Befehlssignalen zum Treiben der jeweiligen Speicherteile des Schiebespeichers,

Fig.6 einen nur auslesbaren Festspeieber 16 in F i g. 1 im einzelnen,

Fig.7 einen nur auslesbaren Festspeicher 25 in F i g. 1 im einzelnen,

F i g. 8 einen Addierer in F i g. 1 im einzelnen,

F i g. 9 eine Schiebespeichereinheit in F i g. 1 im einzelnen und

Fig. 10 eine modifizierte Ausführungsform einer Schaltung zum Erzeugen eines Korrekturbefehlssignals in Abhängigkeit von einem Korrekturwert.

In Fig. 1 ist ein Schiebespeicher oder -register U gezeigt, das eine Zeitzählschaltung zum Erhalten von Zeitzähldaten bildet. Das Schieberegister 11 kann eine Vielzahl von Funktionsschaltungen, z. B. einen Zeitgeber, eine Weltuhr, einen Wecker usw., je nach Erfordernis, umfassen. Mit dem Schieberegister 11 ist ein Addierer 12 und eine Vier-Bit-Schiebespeichereinheit 13 in Reihe geschaltet, die z. B. eine Korrekturschaltung umfaßt. Das Ausgangssignal der Schiebespeichereinhut 13 wird zurück an den Eingang des Schieberegisters 11 über ein ODER-Glied 14 gegeben, wodurch eine Ringschiebeschaltung gebildet wird. Die Ringdatenverschiebung wird dynamisch durch Zuführen eines Taktsignals an das Schieberegister 11 und an die Schiebespeichereinheit 13 durchgeführt, das von einem Bezugsoszillator 15, wie einem Kristalloszillator, abgegeben wird, der eine stabile Schwingung ausführt. Eine Frequenzteilerschaltung kann an einer nachfolgenden Stufe des Bezugsoszillators vorgesehen sein, so daß das Ausgangssignal der Frequenzteilerschaltung als ein Schiebebefehlssignal für die Ringschiebeschaltung benutzt werden kann. Wie in Fi g. 2 gezeigt ist, weist das Schieberegister 11 einen Speicherteil Ua zum Zählen der Anzahl von Ringdatenverschiebungs-Zyklen der Ringschiebeschaltung auf und speichert zugehörige Daten, sowie einen Speicherteil Ub zum Speichern von Zeitdaten in Einheiten von Sekunden, einen Speicherteil Hc zum Speichern von Zeitdaten in Einheiten von 10-Sekunden,einen Speicherteil Hc/zum Speichern von Zeitdaten in Einheiten von Minuten, einen Speicherteil He zum Speichern von Zeitdaten in Einheiten von 10-Minuten, einen Speicherteil Wf zum Speichern von Zeitdaten in Einheiten von Stunden und einen Speicherteil Wg zum Speichern von Zeitdaten vormittags und nachmittags. Bei dieser Ausführuiigsform sind zwei Speicherwert-Speicherteile 11Λ und 11/vor dein Speicherteil Ug vorgesehen. Der Speicherteil Ha in dem Schieberegister 11 ist in einer 4 + 4-Bit-Konfiguration ausgebildet, wobei jede 4-Bit einer Ziffernstelle entsprechen, um 256 Zählwerte zu ermöglichen. Die Bit-Konfiguration des Speicherteiis Ha erlaubt daher 256( = 2⁸) Ringdatenverschiebungs-Zyklen des Schieberegisters 11 für z.B. eine 1-Sekunden-Zeitdauer, was sich aus einer Beziehung der Oszillatorfrequenz des Bezugsoszillators 15 zu der Anzahl von Bit-Zahlen in der das Schieberegister 11 umfassenden Ringschiebeschaltung ergibt. Wenn der Speicherteil 11a »256« zählt, wird ein Übertragungssignal an den Speicherteil 116 gegeben, wo die Sekunden-Daten dezimal gezählt werden. Der Speicherteil lic zählt bis zu 6, der Speicherteil lic/zählt bis zu 10, der Speicherteil He zählt bis zu 6 und der Speicherteil 11 /zählt bis zu 12. Der Speicherteil 11g· ermöglicht eine Zählung bis 2. Die jeweiligen Speicherteile können in einer 4-Bit-Konfiguration pro Ziffer aufgebaut sein, da es ausreicht, wenn die Zählung bis zu 6, 10 oder 12 einschließlich in Bezug auf die Zeiteinheiten der jeweiligen Speicherteile, wie Sekunden, 10-Sekunden, Minuten, 10-Minuten, Stunden usw. ausgeführt wird. Die Korrekturwert-Speicherteile ΠΛ und 11/können jeweils einen 4 + 4( = 8)-Bit-Zahlenwert speichern, wobei jede 4-Bit einer Ziffer entsprechen. Zur Erläuterung wird der Speicherteil Π Λ

jo durch einen Zeitpunkt Oi(D_x, + D„₂)-Zeitpunkt und der Speicherteil 11/ durch einen ß(Dß, + D^₂)-Zeitpunkt dargestellt. Die Inhalte des Schieberegisters H werden durch den Addierer 12 hindurchgegeben und in einer Zifferneinheit am Schiebespeicherteil 13 erfaßt. Das

Ji Ausgangssignal der Schiebespeichereinheit wird als eine 4-Bu(V₁, V₂, V^V^-Konfiguration an einen nur auslesbaren Festspeicher ROM 16 gegeben. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal der Schiebespeichereinheit 13 über einen Decodierer 17 an eine Anzeigeeinheit 18 gegeben.

4(i Das Schwingungssignal des Bezugsoszillators 15 wird von einem Bitzähler 19 gezählt. Der Bitzähler 19 macht 4-Bit-Zählungen, damit die Daten von dem Schieberegister 11 als eine 4-Bit-Konfiguration pro Ziffer verschoben werden können. Das heißt, die jeweiligen Bits der 4-Bit-Daten des Schieberegisters 11 haben Wertigkeiten in der Reihenfolge von 2°, 2¹, 2² und 2¹. In Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Bezugsoszillators zählt der Bitzähler 19 die zugehörigen Zeitsignale /ι, h, h und /«, die dieses jeweils in den F i g. 3(B), 3(C),

^r.o 3(D) und 3(E) gezeigt ist, und gibt die Zeitsignale J\ und U (JE) ab. Ein UND-Glied 23 gibt ein Ziffernimpulssignal Dp jedesmal dann ab, wenn es das Zeitsignal JE von dem Bitzähler 19 erhält (Fig. 3(F)). Ein Binärzähler 24 wird in seinen Zählerständen von dem Ziffernimpulssignal Dp des UND-Gliedes 23 gezählt. Der Binärzähler 24 weist einziffrige Speicherteile 24a, 24f>. 24c und 24c/ auf, wie dieses in F i g. 4 gezeigt ist. Ausgangssignale X₃ und X* der Speicherteile 24cund 24c/in dem Binärzähler 24 werden jeweils an ein UND-Glied 24e gegeben,

bo dessen Ausgangssignal an den Binärzähler 24 zum Zurücksetzen gegeben wird. Das heißt, der Binärzähler 24 ist ein bis 12 zählender Zähler und gibt 12 binäre Ausgangszustände 0000, 1000,... 1101 an. Fi g. 5a ist ein Zeitdiagramm, das diese Ausgangszustände angibt. Die

h^r) Speicherteile 24a, 246, 24c und 24c/ in dem Binärzähler 24 erzeugen beim Abfall des Zift'ernimpulssignals D₀ Zählausgangssignale ΛΊ, X2, -X₃ und X₄, die die Wertigkeiten in der Reihenfolge von i, 2,4 und 8 jeweils

haben. Die Zählausgangssignale des Binärzählers 24 werden an den ROM 16 und einen ROM 25 gegeben, die in F i g. 1 gezeigt sind. Der ROM 16 ist in der in F i g. 6 gezeigten Weise aufgebaut.

Der letzte Zeitimpuls JE des Bit-Zählers 19 wird an den ROM 16 gegeben, wo er mit den Zählausgangssignalen Xu X2, X3 und X« des Binärzählers 24 verglichen wird, um Zeitausgangssignale D_u Di... Dn zu erzeugen, wie dieses in Fig.5(b) gezeigt ist. Der letzte an den ROM 16 gegebene Zeitimpuls JE wird auch mit den 4-Bit(yi,y₂,V^r3,y^r4)-Daten von der Schiebespeichereinheit 13 verglichen. Die Beziehung der Zählausgangssignale X\, X2, X3 und A₄ zu den Ziffernzeit-Ausgangssignalen D\, D2... Dn ist in der folgenden Tabelle gezeigt.

	ΑΙ	Xi	0	Xa
A	0	0	0	0
A	1	0	0	0
A	0	1	0	0
A	1	1	1	0
A	0	0	1	0
A	1	0	1	0
A	0	1	1	0
A	1	1	0	0
A	0	0	0	1
Ao	1	0	0	1
A,	0	1	0	1
A2	1	1	1

Obwohl angenommen wurde, daß die Daten des Schieberegisters 11 256( = 2⁸)mal während einer Zeitdauer von 1 Sekunde umlaufen, kann +1 zu der Ziffern-Di-Zeit zu den Daten des Schieberegisters 11 für jeden Datenumlauf hinzuaddiert werden. Wie zuvor erwähnt, werden die Zählausgangssignale Ai, X2, X3 und A4 des Binärzählers 24 auch an den ROM 25 gegeben. Wie in F i g. 7 gezeigt ist, werden die Ausgangssignale Xu Xi, A3 und A4 UND-verknüpft, um Zeitsignale D), D₀,1, D_n 2, Dß 1 und Dß 2 zu erzeugen, die wiederum ODER-verknüpft werden, um Zeitsignale D], D&\ + D₀₁I- D_A\ + Df\, Dß\ + Dß2 und Dßi zu erzeugen. Sind die Ausgangssignale Ai, Xi, X3 und A₄ jeweils 0,0.0 und 0, wird das Zeitsignal D\ von dem ROM 25 erzeugt. Das Ziffernzeit-Ausgangssignal D\ wird an ein UND-Glied 20 gegeben, von dem es zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn das vordere Bit-Ausgangssignal /1 erzeugt wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 20 wird als ein ß-Signal, d.h. als ein Addierbefehl von +1, an den Addierer 12 über ein ODER-Glied 22 gegeben. Der Addierer 12 addiert +1 zu den Daten des Schieberegisters 11 für jeden Zyklus, und der ROM 16 erzeugt ein Löschbefehlssignal, wenn es bestätigt, daß der Speicherteil 11a in der Schiebespeichereinheit 13 eine 256/256-Zählung durchgeführt hat. Das Löschbefehlssignal vom ROM 16 wird an die Schiebespeichereinheit 13 gegeben, damit die Inhalte des Speicherteils 11a in der Schiebespeichereinheit 13 gelöscht werden. Das Löschbefehlssignal vom ROM 16 wird auch über ein ODER-Glied 26 an eine Verzögerungsschaltung 27 gegeben, die von einem Schwingungssignal von dem Bezugsoszillator 15 angesteuert ist. Das Löschbefehlssignal wird, nachdem es von der Verzögerungsschaltung 27 um die Verzögerungszeit eines Bits verzögert ist, als 5-Signal an den Addierer 12 über das ODER-Glied 22 gegeben. Eine 1 wird durch ein Ausgangssignal C von dem Addierer 12 zu den Daten des Speicherteils 116 in dem Schieberegister 11 hinzuaddiert, damit es Sekunden zählen kann, auf denen der Zeitzählvorgang basiert. Die Sekundenzählung wird so weitergeführt, und zum Zeitpunkt, zu dem ein Ziffern-Zeitsignal Di erzeugt wird, d. h. wenn die Ausgangssignale Ai, A2, X3 und A4 des Binärzählers 24 0,1,0,0 jeweils sind, und der Speicherteil 116 in dem Schieberegister 11 zehn

ίο Sekunden zählt, werden die Vier-Bit-Daten 1,0,0,1 als ein Code-Ausgangssignal (Vi, V₂, V₃, V₄) an den ROM 16 gegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß O\ des ROM 16 erzeugt. Das Ausgangssignal wird an die Schiebespeichereinheit 13 gegeben, wo die Inhalte des Speicherteils 116 gelöscht werden. Das Ausgangssignal des Ausgangsanschlusses Ο, wird über das ODER-Glied 26, die Verzögerungsschaltung 27 und das ODER-Glied 22 an den Addierer 12 gegeben, damit +1 zu den Daten des Speicherteils lic in dem Schieberegister 11 hinzuaddiert wird. Auf diese Weise wird ein Übertrag für die nachfolgenden Speicherteile Wd, We, 11/und Hg·in dem Schieberegister 11 in Abhängigkeit von den Ziffern-Zeitsignalen D₄, Di, De, Di und D\ jeweils durchgeführt.

Stimmt die Schwingungsfrequenz des Bezugsoszillators 15 mit einer Standardfrequenz überein, die durch die Umlaufschaltung einschließlich des Schieberegisters 11 bestimmt ist, so wird der zuvor erwähnte Zeitzählvorgang genau durchgeführt. In der Praxis ist jedoch die Schwingungsfrequenz des Bezugsoszillators nicht immer konstant und bewirkt oftmals einen Fehler gegenüber der Standardfrequenz. Um einen solchen Fehler zu korrigieren, wird ein Übertragserzeugungserfordernis, das ein Übertragsbefehl vom Speicherteil 11a zu dem Speicherteil 116 in dem Schieberegister ist, zwangsweise verändert, ohne daß dazu eine Abgleicheinrichtung, wie ein herkömmlicher Trimmerkondensator erforderlich ist. wodurch die Zeitzählgenauigkeit hergestellt wird. Im einzelnen wird, wenn die Schwingungsfrequenz des Oszillators 15 unter die Standardfrequenz absinkt, die Anzahl von Umlaufzyklen, 256, was das Übertragserzeugungserfordernis ist, so gesteuert, daß sie vermindert wird. Wird in diesem Fall die Änderung des zuvor erwähnten Übertragungserzeugungserfordernisses kollektiv bei einem Intervall von z. B. einer Stunde ausgeführt, so wird die Zeitzählung zu diesem Zeitpunkt unnatürlich. Aus diesem Grund wird die Anzahl von Umlaufzyklen, 256, die einer Sekunde zugeordnet sind, z. B. um eine Größe von einem Zyklus pro Minute über eine Stunde subtrahiert. Da in diesem Fall angenommen wird, daß die Daten des Schieberegisters 11 mit einer Geschwindigkeit von 2^ = 256) Zyklen pro Sekunde umlaufen, werden sie 2^B χ 60mal während einer Minute umlaufen. Ein subtrahierter Zyklus pro Minute bedeutet daher, daß die Anzahl von während einer Minute gewählten Umlaufzyklen gleich (2⁸ χ 60) — 1 ist. Auf diese Weise werden die Daten des Schieberegisters mit einem Zyklus von

[j(2⁸ χ 60)-1}λ-+(2⁸ χ 60)(60-χ)]

pro Stunde umlaufen, χ bedeutet dabei die Anzahl von subtrahierten Zyklen. Da eine Stunde 60 Minuten umfaßt, gilt 60 δ χ δ 0. Es wird angenommen, daß χ = 1 ist. Da in diesem Fall ein Zyklus des Schieberegisters 11 '/r⁸ Sekunden ist, wird die einem Zyklus des Schieberegisters entsprechende Zeit über

eine Stunde subtrahiert um damit die Korrektur zu bewirken. Die Größe der Korrektur ist dann 24 χ -L- = 24 χ 0.0039062 = 0.09375 Sekunde/Tag = 2.8125 Sekunde/Monat.

Wenn χ = 60 ist, so ergibt sich:

24 χ 4r x 60 = 5.53125 Sekunde/Tag = 165.9375 Sekunde/Monat.

Das heißt, eine Zeitkorrektur von etwa 2,8 bis 166 Sekunden wird über einen Monat durchgeführt. Ist ein Oszillator üblicher Bauart, so ist der Fehler der Schwir.gungsfrequenz sehr klein, d. h. er fällt innerhalb diesen Bereich. Bei dieser Ausführungsiorm wird ein Fehler des Bezugsoszillators 15 zuvor gemessen, und ein entsprechender Wert »x« wird in den Speicherteilen 11Λ oder 11/ über das ODER-Glied 14 gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt werden Zeitdaten od. dgl., die in den anderen Speicherteil einzuschreiben sind, auch in der erforderlichen Weise in dem Speicherteil 11Λ oder 11/ gespeichert. Der Korrekturwert »x« wird in der folgenden Weise in das Schieberegister 11 eingeschrieben.

Wenn ein Speisespannungs-Schalter 60 betätigt wird, wird eine monostabile Schaltung 61 angesteuert, um ein Ausgangssignal an ein UND-Glied 63 über ein ODER-Glied 62 (Fig. 1) zu geben. Das UND-Glied 63 gibt bei Erhalt des Ziffern-Zeitsignals D_Ä ι + D_a2 ein Ausgangssignal an den Speicherteil 11Λ in dem Schieberegister 11 über die ODER-Glieder 64 und 14. Auf diese Weise wird der Korrekturwert »*« in den Speicherteil 11Λ oder 11/ in dem Schieberegister 11 eingeschrieben. Das gleiche Ziel kann auch durch zusätzliche Benutzung zu der monostabilen Schaltung 61 eines Korrekturwerts »*« des Generators 65 erreicht werden, der z. B. durch eine Schmitt-Schaltung betätigt wird, die die Einschaltung der Speisespannung erfaßt, wenn die Speisespannungsquelle eingeschaltet ist. In diesem Fall wird der Korrekturwert »*·« in nicht herkömmlicher Weise von dem Generator 65 für den Korrekturwert »x« durch Einschaltung einer Speisespannungsquelle erzeugt. Das Ausgangssignal wird in gleicher Weise über das ODER-Glied 62, das UND-Glied 63 und die ODER-Glieder 64 und 14 an den Speicherteil 11Λ oder 11/ in dem Schieberegister 11 gegeben.

Wenn Zeiteinstelldaten in der Schiebeschaltung, die das Schieberegister 11 umfaßt, gespeichert sind, werden die Zeit-Ausgangssignale D₃... D$, die den 10-Sekunden, Minuten, 10-Minuten, Stunden und Vormittags/ Nachmittags-Angaben jeweils entsprechen, in das UND-Glied 66 eingegeben. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 66 kann über die ODER-Glieder 64 und 14 an den zugehöngen Speicherteil in dem Schieberegister 11 gegeben werden. Es wird angenommen, daß das Ausgangssignal eines Binärzählers 31 in dem Anfangszustand 0 wird, bei dem der Wert »x« in den Speicherteil 11Λ des Schieberegisters 11 eingeschrieben wird. Wird bei diesem Zustand der zuvor erwähnte Zeitzählvorgang durchgeführt, so werden Zeitsignale D_x ι + D_{x 2} und Dß\ + Dß 2, wie diese in F i g. 5 gezeigt sind, die α + /3-Ziffernstellen der Speicherteile 11/? und 11/ in dem Schieberegister angeben, von dem ROM 25 für jeden Schiebeumlaufzyklus des Schieberegisters 11 erzeugt Da zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal des Binärzählers 31 auf 0 gesetzt ist, gibt ein Inverter 32 ein Ausgangssignal an ein UND-Glied 29. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 29 wird nach dem Durchgang durch das ODER-Glied 33 als ein Subtraktionsbefehl an den Addierer 12 zum Zeitpunkt (v<* ι + <?λ 2) gegeben, bei dem der Korrekturwert »x« als ein Ausgangssignal A von dem Schieberegister abgegeben wird. Solange der Wert »x« von dem Schieberegister 11 vorliegt, erzeugt ein UND-Glied 34 ein Ausgangssignal, damit eine Flip-Flop-Schaltung 35 gesetzt wird. Eine Flip-Flop-Schaltung 37 wird von einem Signal gesetzt, das jede Minute von einem Ausgangsanschluß O3 (Fig.6) des ROMiB erzeugt wird. Sind beide Flip-Flop-Schaltungen 35 und 37 in ihrem gesetzten Zustand, so wird ein Ausgangssignal von einem UND-Glied 36 erzeugt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 36 wird an eine Verzögerungsschaltung 38 gegeben, die ein Ausgangssignal während eines Zyklus bei Erhalt eines Endimpulses E_P erzeugt, der von dem UND-Glied 28 zum Zeitpunkt JE beim letzten Ziffern-Zeitsignal £>_]2 erzeugt wird.

jo Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 36 wird an die UND-Glieder 21 und 39 während einer Umlaufperiode gegeben. Dadurch wird ein Signal B von dem UND-Glied 21 über das ODER-Glied 22 an den Addierer 12 zu einem Zeitpunkt gegeben, der dem

J5 ersten Bit /1 des Zeitsignals £>_α ι entspricht, das während des nachfolgenden Schiebezyklus des Schieberegisters 11 erzeugt wird. Da, wie zuvor erwähnt, der Subtraktionsbefehl SuBüber das UND-Glied 29 und das ODER-Glied 33 an den Addierer 12 gegeben wird, subtrahiert der Addierer 12 von den in der Ziffernposition Da 1 des Speicherteils α in dem Schieberegister gespeicherten numerischen Daten eine »1«. Durch diesen Subtraktionsvorgang werden die Flip-Flop-Schaltungen 35 und 37 bei Erhalt des Ziffern-Zeitimpulses D\ zurückgesetzt, der von dem ROM 25 erzeugt wird.

Das UND-Glied 21 erzeugt ein Ausgangssignal selbst zu dem Zeitpunkt, bei dem der andere Speicherteil β bezeichnet ist. Da zu diesem Zeitpunkt der Binärzahl 31

so kein Ausgangssignal erzeugt erscheint kein Ausgangssignal an dem UND-Glied 30 und damit auch kein Ausgangssignal an dem ODER-Glied 33. Dadurch addiert der Addierer 12 eine »1« zu den Daten in dem Speicherteil β in dem Schieberegister 11. Das heißt der Addierer 12 subtrahiert eine »1« von den numerischen Daten α in dem Speicherteil 11Λ in dem Schieberegister 11 und addiert eine »1« zu den Daten in dem Speicherteil 11/in dem Schieberegister 11. Der genaue Aufbau des Addierers 12 ist in F i g. 8 gezeigt

In F i g. 8 weist eine exklusive logische Summierschaltung ein UND-Glied 40 auf, an dessen einen Anschluß das Schiebeausgangssignal A von dem Schieberegister 11 gegeben wird, sowie ein UND-Glied 41, an dessen einen Eingang das Ausgangssignal B von dem ODER-Glied 22 gegeben wird. Ferner sind Inverter 42 und 43 mit den UND-Gliedern 40 und 41 jeweils verbunden und ein ODER-Glied ist mit den Ausgängen der UND-Glieder 40 und 41 verbunden.

Es wird angenommen, daß das binärcodierte Signal einen Pegel von Null hat. Wie zuvor erwähnt, erzeugt das UND-Glied 20 ein Ausgangssignal bei Erhalt eines Zeitsignals D], das von dem ROM25 kommt. Wenn das Ausgangssignal des UND-Glieds 20 als ein Signal β an das UND-Glied 41 in der exklusiven logischen Summierschaltung über das ODER-Glied 22 gegeben wird, gelangt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 41 über das ODER-Glied 45 und wird als das Ausgangssignal C für die Datenumlaufverschiebung der Ringschiebeschaltung abgegeben. Es wird jetzt angenommen, daß das Ausgangssignal A als das binärcodierte Signal »1« in der Ringschiebeschaltung umläuft und bei diesem Schaltzustand das Ausgangssignal B als binärcodiertes Signa! »1« an den Addierer 12 gegeben wird. In diesem Fall werden die Ausgangssignale A und B beide in einem UND-Glied 44 verknüpft, da jedoch zu diesem Zeitpunkt kein Subtraktionsbefehl vorliegt, wird ein Ausgangssignal von einem Inverter 47 an das UND-Glied 44 gegeben. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 44 wird als ein Übertragssignal an ein ODER-Glied 46 gegeben. Das Übertragssignal des ODER-Gliedes 46 wird als ein Addierbefehlssignal B an den Addierer 12 über das ODER-Glied 26, die Verzögerungsschaltung 27 und das ODER-Glied 22 gegeben. Wenn andererseits das binärcodierte Signal »0« als ein A-Eingangssignal von dem binärcodierten Signal »1« subtrahiert wird, so wird das Ausgangssignal des UND-Gliedes 41 an ein UND-Glied 48 gegeben. Liegt bei diesem Schaltzustand das Subtraktionsbefehls-Eingangssignal als ein Subtraktionsbefehl vor, so wird das Ausgangssignal des UND-Gliedes 48 als ein Borgesignal über das ODER-Glied 46 abgenommen. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 38 gibt einen Ansteuerbefehl an das UND-Glied 39, und das UND-Glied 39 erzeugt ein Ausgangssignal beim A-Signalzeitpunkt und bei Erhalt des Bit-yf-Signals. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 39 wird an das Schieberegister 13 gegeben, damit dieses voreingestellt wird.

Der genaue Aufbau des Schiebespeichers 13 ist in Fig.9 gezeigt. Die Schiebespeichereinheit 13 weist 1-Bit-Speicherelemente 49a bis 49c/ auf, die von dem Schwingungs-Taktsignal von dem Bezugsoszillator 15 gesteuert sind. Eingangssignale von den Speicherelementen 49a... 49c/werden jeweils über UND-Glieder 50a... 50c/ und ODER-Glieder 51a... 51c/ erhalten. Ein 4-Bit-Codesignal 0010 wird an die ODER-Glieder 51a bis 51 </ von einem Codegenerator 52 gegeben, der einen numerischen Wert von »2« in Form eines Codes abgibt. Ein Löschbefehl und ein Voreinstellbefehl werden an das ODER-G'ied 53 von außen gegeben. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 53 wird über einen Inverter 54 gegeben und dann als ein Ansteuersignal an die UND-Glieder 50a... 50c/ gegeben. Der Voreinstellbefehl wird als ein Codeerzeugungsbefehl an den Codegenerator 52 gegeben.

Wenn ein Löschbefehl vom Ausgang O\ des ROM 16 an die Schiebespeichereinheit 13 gegeben wird, werden die UND-Glieder 50a... 50c/ infolge des Inverters 54 gesperrt und eine »0« an alle Speicherelemente 49a... 49c/ gegeben. Wenn der Voreinstellbefehl an die Schiebespeichereinheit 13 gegeben wird, werden die UND-Glieder 50a... 50c/gesperrt, damit die Speicherelemente 49a... 49c/ auf codierte Daten von dem Codegenerator 52 gesetzt werden können, die dem numerischen Wert von »2« entsprechen. In dem Fall dieser Befehle werden die Daten von dem Addierer 12 durch die Schiebespeichereinheit 13 geschoben.

Ein lp/1/n-Signal wird von dem ROM\6 synchron mit einem Zählschritt in Einheiten von Minuten erzeugt. Die Flip-Flop-Schaltung 37 wird von dem lp/lm-Signal gesetzt, um ein Setz-Ausgangssignal zu erzeugen. Wenn das Ausgangssignal des UND-Glieds 39 nach Maßgabe des Setz-Ausgangssignals der Flip-Flop Schaltung 37 erscheint, so ist ein in der Ziffern-Di-Position gespeicherter numerischer Wert in der Schiebespeichereinheit 13 »1«, da das Erscheinen des Ausgangssignals von dem

ίο UND-Glied 39 nach der Erzeugung des lp/1/n-Signals auftritt, d. h. einen Zyklus nachdem ein Schriltsignal von dem Speicherteil 11a an den nächsthöheren Speicherteil Wb in dem Schieberegister 11 gegeben wird, damit die Inhalte des Speicherteils 11a auf 0 gelöscht werden. Die Ziffern-Di-Position in dem Schieberegister 13 wird auf »2« durch ein Signal von dem UND-Glied 39 voreingestellt, damit die Schiebe-Zykluszahl des Schieberegisters 13 gelöscht wird, ohne daß nächstfolgende Daten eingegeben werden können, d. h, daß ein

Übertrag an den Speicherteil 116 bei im wesentlichen einem (2⁸ — 1 )-Zyklus gegeben wird. Die Flip-Flop-Schaltungen 35 und 37 werden beim Ziffern-Ä-Zeitpunkt zurückgesetzt, um den zuvor erwähnten Zykluszahl-Korrekturvorgang zu verhindern, bis ein lp/l/n-Signal von dem ROM16 erzeugt wird. Das heißt, ein Zeitzählvorgang wird mit einer Geschwindigkeit von {(2⁸x60)— IJ pro Minute durchgeführt, wobei dieser Vorgang jede Minute wiederholt wird, solange ein numerischer Wert in dem Speicherteil vorhanden ist.

Ji; Auf diese Weise wird die einer Korrekturzahl »x« entsprechende Zykluszahl, die in dem Speicherteil λ eingeschrieben ist, subtrahiert, bis der Wert des Speicherteils α in dem Schieberegister 11 Null wird. Wenn der Wert des Speicherteils λ Null wird, wird der

Ji Korrekturwert »x« in den Speicherteil β gesetzt Das heißt, der Zeitzählvorgang wird zu dem zuvor erwähnten Zyklus von

0(2» χ 60)-l}x + (2⁸ x 60) (60 -x)]

über eine Stunde durchgeführt, bei dem das Ausgangssignal des Binärzählers »0« ist

Wird als nächstes ein 1 p/h-Ausgangssignal von dem ROM 16 erzeugt, so wird der Binärzähler 31 invertiert, um ein Ausgangssignal »1« zu erzeugen, das seinerseits

4> als ein Ansteuersignal an das UND-Glied 30 gegeben wird. Das heißt, der Speicherteil β des Schieberegisters 11 wird bezeichnet In gleicher Weise wird eine »1« von einem Korrekturwert »x« in dem Speicherteil β für jede Minute subtrahiert und eine »1« zu den Inhalten des

^r>o Speicherteils <x addiert Wenn die zuvor erwähnte Subtraktion und Addition auf diese Weise durchgeführt sind, wird die Ziffern-Di-Position der Schiebespeichereinheit 13 voreingestellt, damit die Inhalte des Periodenzahl-Speicherteils 11a in dem Schieberegister

v> 11 um einen Schritt weitergezählt werden können, unabhängig von dem Datenverschiebezyklus des Schieberegisters 11. Das heißt, die Periodenzahl χ wird von einem voreingestellten Wert für jede Zeiteinheit von einer Stunde subtrahiert Auf diese Weise wird ein

bo zwischen der Standsrdfrequenz und der Bezugsfrequenz des Bezugsoszillators 15 auftretender Fehler korrigiert, um den Fortgang einer genauen Zeitzählung sicherzustellen.

Bei der zuvor erwähnten Ausführungsform wird eine

<>5 Korrektur-Zyklus-Zahl χ eingestellt, und damit eine »1« x-mal von der Korrektur-Periodenzahl χ mit einer Größe von Ix pro Minute subtrahiert wird, sind zwei Speicherteile a. und β in dem Schieberegister 11

vorgesehen. In diesem Fall wird der Korrekturwert χ immer in den Speicherteilen α und β durch Subtraktion eines Korrekturwerts von einem der Speicher teile λ und β während der zuvor erwähnten Periodenzahl-Subtraktion subtrahiert und eine entsprechende Addition im Hinblick auf die anderen Speicherteile durchgeführt. Der Korrekturwert χ kann auch in einer Speichereinrichtung 55 gespeichert werden, die z. B. in F i g. 10 gezeigt ist, ohne daß das Schieberegister im einzelnen benutzt werden muß. In diesem Fall wird der Korrekturwert χ mit Hilfe eines 1-Impulses pro Stunde (lp/h) an einen Zähler 56 gegeben und ein Voreinstell-Korrekturbefehl wird von einem UND-Glied 57 an die Ziffern-Di-Position des Periodenzahl-Speicherteils gegeben. Der Zähler 56 wird jedesmal zurückgezahlt, wenn die Ziffern-Di-Position des Periodenzahl-Speicherteils für die Korrektur voreingestellt wird. Auf diese Weise wird der Periodenzahl-Korrekturvorgang x-mal wie bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel mit einer Geschwindigkeit von 1 pro Minute vorgenommen. Ein Decoder 58 erfaßt das Vorliegen eines Wertes in dem Zähler 56.

Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß der Bezugsoszillator 15 eine zu kleine Frequenz abgibt, und ein Zeitzählvorgang wird einem entsprechenden Feinabgleich durch Subtrahieren

einer bestimmten Periodenzahl von dem Schieberegister 11 unterworfen. Die Korrektur kann jedoch auch dadurch erreicht werden, daß die bestimmte Periodenzahl des Periodenzahl-Speicherteils 11a nach Maßgabe des Korrekturwertes χ vergrößert wird. Die Periodenzahl-Korrektur kann also sowohl in einer positiven Richtung als auch in einer negativen Richtung durch Addieren positiver oder negativer Diskriminierungselemente zu dem Korrekturwerl χ durchgeführt werden.

Obwohl in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel die Periodenzahl einmal pro Sekunde gezählt werden muß, d. h. minimale Zeitdaten in dem Speicherteil HZ) in dem Schieberegister 11 korrigiert werden, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. So kann z. B. eine '/ίο-Sekunde ais minimale Zeiteinheit benutzt werden. Während in dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel die Periodenzahl mit einer Geschwindigkeit von einer Periode pro Minute während eines Einstunden-lntervalls korrigiert wird, kann dieser Zyklus beliebig eingestellt werden. So kann z. B. eine solche Korrekturgröße für jeden Tag eingestellt werden. Die Periodenzahl-Korrektur kann nicht nur mit einem Korrektur-Zeitpunkt auf der Basis jeder Minute durchgeführt werden, sondern auch zu einem Zeitpunkt der durch Unterteilung einer Korrektur-Zeiteinheit entsprechend der Größe der Korrektur χ gewonnen wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronische Uhr, mit einem Bezugs-Oszillator und einem durch diesen getakteten, zyklischen Schiebespeicher, der in mehrere, den Zeitzähleinheiten entsprechende Zeitzähl-Speicherteile aufgeteilt ist, in denen die entsprechenden Zeitdaten speicherbar sind, welche durch Aufaddieren einer »1« in einer Addiereinheit nach Maßgabe eines von dem jeweils benachbarten, niedrigwertigeren Zeitzähl-Speicherteil abgegebenen Übertrags bei einer Umlaufperiode des Schiebespeichers erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an den Zeitzähl-Speicherteil (üb) für die kleinste Zeitzähleinheit ein die Anzahl der Umlaufzyklen während einer solchen Kleinsten ZeiUähleinhcit speichernder Periodenzahl-Speicherteil (Wa) vorgesehen ist, daß ein Korrekturspeicher (Wi, 11Λ; 55) vorgesehen ist zur Aufnahme eines Korrekturwertes (x), der einer Fehlerabweichung pro vorgege- bener Zeiteinheit zwischen einer Standard-Schwingungsfrequenz und der Frequenz des Bezugs-Oszillators (15) entspricht, daß eine Einrichtung (24) vorgesehen ist zum Einstellen von (x) Korrekturzeitpunkten, in welche die vorgegebene Zeiteinheit unterteilt ist, und daß eine Korrektureinrichtung (35, 37, 39) vorgesehen ist zum Korrigieren der in dem Periodenzahl-Speicherteil (Wa) gespeicherten Anzahl der Umlaufzyklen bei jedem Korrekturzeitpunkt. i<>

2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturspeicher (Wh, 11/; 55) erste und zweite Korrekturwert-Speicherteile (11Λ, Wi) in einem bestimmten Bereich des Schiebespeichers (11) umfaßt und daß eine Einrichtung (61, 65) zum r, Einschreiben des Korrekturwerts (x) in jeden einzelnen der ersten und zweiten Korrekturwert-Speicherteile (Wh, Wi), eine Einrichtung (29, 30, 31, 32) zum Bezeichnen eines der den Korrekturwert speichernden ersten und zweiten Korrekturwert- -to Speicherteile (Wh, Wi) für jede bestimmte Zeiteinheit, eine Einrichtung (12) zum Subtrahieren von »1« von den Inhalten des den Korrekturwert speichernden Speicherteils für jede der (x) Zeitpunkte, bis der Korrekturwert (x) Null wird, und zum Addieren von ί·ί »1« zum Inhalt des anderen Korrekturwert-Speicherteils, sowie eine Einrichtung (13) zum Korrigieren des bestimmten Wertes in dem Periodenzahl-Speicherteil (HaJ jedesmal dann, wenn diese Subtraktion und Addition in Bezug auf den ^r>n einen oder anderen Korrekturwert-Speicherteil durchgeführt werden, vorgesehen ist.

3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturspeicher (11Λ, 11/; 55) ein vom Schiebespeicher (11) unabhängiger Speicher (55) ist v> und daß ein Zeitzähler (56 für die vorgegebene Zeiteinheit auf den Korrekturwert (x) voreinstellbar und von diesem aus bei jedem Korrigieren der Anzahl der Umlaufzyklen zurückzählbar ist.

4. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch f> <> gekennzeichnet, daß der Schiebespeicher (11) als ein dynamisches Schieberegister ausgebildet ist.