DE2747420C3 - Electronic timing device - Google Patents

Electronic timing device

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DE2747420C3
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Abstract

Electronic time-measuring device having an oscillator (9) and a frequency divider (10) whose output controls a switching device (12, 13), the frequency divider being assigned a storage element (7) which in the stored, active state prevents the resetting of the frequency divider in the event of failure of the supply voltage, and upon expiry of the time interval to be measured is discharged from the output of the frequency divider and rendered inactive. Consequently, the frequency divider is reset in the case of normal reconnection of the device, but not in the case when the supply voltage returns after a failure of the main source. The time-measuring device can be applied chiefly as a time switch for controlling processing and manipulating systems. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Zeitmeßvorrichtung zur Bemessung vorgegebener Zeitabschnitte, mit einem Oszillator, einem rücksetzbaren Frequenzteiler, einem Speicherelement und einer durch einen Ausgang des Frequenzteilers steuerbaren Schaltvorrichtung. Solche Vorrichtungen oder Zeitrelais werden zur Bemessung von Zeitintervallen, beispielsweise der Dauer bestimmter Vorgänge, verwendet. The present invention relates to an electronic timepiece for measuring predetermined ones Time segments, with an oscillator, a resettable frequency divider, a storage element and a Switching device controllable by an output of the frequency divider. Such devices or timing relays are used to measure time intervals, for example the duration of certain processes.

Bekannte elektronische Zeitmeßvorrichtungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß sie bei einem Ausfall der sie speisenden Stromquelle auf Null gestellt werden und dann beim Wiederkehren der Speisespannung das eingestellte Zeitintervall nochmals von vorne zu messen beginnen.Known electronic timing devices of these Art have the disadvantage that they are set to zero if the power source feeding them fails and then measure the set time interval again from the beginning when the supply voltage returns kick off.

Es ist zwar bekannt, in elektronischen Armbanduhren eine Hilfsstromquelle vorzusehen, weiche beim Auswechseln der Hauptstromquelle die Speisung der Uhr übernimmt, um ein nachträgliches Nachrichten der Uhr zu vermeiden (»Die Uhr«, 1970, Nr. 15, Seiten 42, 44). Diese Zielsetzung bedingt daß nicht nur der Frequenzteiler, sondern mindestens auch der Oszillator der Uhr ununterbrochen gespeist wird.While it is known to be used in electronic wristwatches to provide an auxiliary power source, which softens the clock when changing the main power source takes over in order to avoid subsequent reporting of the clock ("Die Uhr", 1970, No. 15, pages 42, 44). This objective requires that not only the frequency divider, but also at least the oscillator of the clock is fed continuously.

In einer anderen bekannten elektronischen Uhr dient ein ■ vorhandene Hilfsstromquelle dazu, einen flüchtigen elektronischen Speicher, in welchem das Teilungsverhältnis des Frequenzteilers bestimmende Daten gespeichert sind, beim Auswechseln der Batterie unter Spannung zu halten und damit ein Löschen der Daten zu verhindern (CH-AS 15 117/71).In another known electronic watch to a volatile electronic memory in which the division ratio of the frequency divider determining data is stored, to keep when replacing the battery voltage and thus to prevent erasure of the data CH-AS 15 a ■ existing auxiliary power source is used, ( 117/71).

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messung von Einschaltdauern von Geräten und dergleichen liegen die Probleme anders. Der Frequenzteiler muß jeweils nach Ablauf einer zu bemessenden Zeitspanne bei der Neueinschaltung des Zeitschalters zur Bemessung einer weiteren Zeitspanne in seinen Ausgangszustand rückgesttift werden. Ein solches Rücksetzen des Frequenzteilers soll jedoch nicht erfolgen, wenn die Speisespannung nach einem ungewollten Ausfall wiederkehrt Diese Aufgabe wird nun gemäß Anspruch 1 gelöst. Der besondere Speisestromkreis mit Speicherelement für den Frequenzteiler sorgt dafür, daß bei ungewolltem Spannungsausfall während der Bemessung einer Zeitspanne der Frequenzteiler in seinem erreichten Zustand verbleibt Am Ende einer Zeitspanne wird durch das am Ausgang des Frequenzteilers auftretende Steuersignal das Speicherelement entladen und damit die Rückstellbedingung vorbereitet, doch bleibt vorderhand der Zustand am Ausgang-des Frequenzteilers, so daß der Schaltzustand der Schaltvorrichtung bleibt. Der Oszillator wird jedoch gesperrt, um keine Zustandsänderung des Frequenzteilers und dessen Ausgangssignal zu bewirken. Beim nächsten gewollten Ausschalten und Wiedereinschalten der Vorrichtung wird der Frequenzteiler in den Ausgangszustand zurückgesetzt und es beginnt die Auszählung bzw. Bemessung einer neuen Zeilspanne. Bei ungewolltem Ausfall der Betriebsspannung wird der Oszillator mangels Speisung unwirksam und der Frequenzteiler bleibt in seinem erreichten Zustand, dank Speisung durch den besonderen Schaltkreis. Die Speisespannung wird über der Grenzspannung gehalten, vnter welcher ein Rückstellen des Frequenzteilers erfolgen kann. Bei Wiederkehr der Betriebsspannung erfolgt daher kein Rückstellen, sondern ein Weiterzählen aus dem erreichten Zustand. Da Netzausfälle normalerweise von kurzer Dauer sind, und das durch die Zeitmeßvorrichtung gesteuerte Gerät bei Ausfall des Netzes ohnehin im allgemeinen auch nicht weiterläuft, spielen solche Ausfälle kaum eine Rolle. Auf längere Ausfälle wird das Bedienungspersonal ohnehin aufmerksam und kann nötigenfalls Maßnahmen ergreifen.measurement of duty cycles of devices and the like the problems are different. The frequency divider must be measured after a period of time has elapsed when the timer is switched on again to measure a further period of time in its initial state be given back. Such a reset However, the frequency divider should not take place if the supply voltage after an unintentional failure recurring This object is now achieved according to claim 1. The special supply circuit with storage element for the frequency divider ensures that in the event of an unintentional power failure during the measurement a period of time the frequency divider remains in its reached state. At the end of a period of time discharged by the control signal occurring at the output of the frequency divider and thus the storage element the reset condition has been prepared, but for the time being the state at the output of the frequency divider remains like this that the switching state of the switching device remains. However, the oscillator is locked to prevent any change in state of the frequency divider and its output signal. The next time you switch off and Switching on the device again, the frequency divider is reset to the initial state and it begins the counting or measurement of a new time span. In the event of an unintentional failure of the operating voltage the oscillator becomes ineffective due to lack of supply and the frequency divider remains in its reached state, thanks to the supply by the special circuit. The supply voltage is kept above the limit voltage, v under which the frequency divider can be reset. When the operating voltage returns there is therefore no resetting, but rather a countdown from the status reached. Since power failures usually are of short duration, and the device controlled by the timing device in the event of failure of the Network does not generally continue to run anyway, such failures hardly play a role. For longer The operating staff is aware of any failures and can take measures if necessary.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zeitmeßvorrichtung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben.An embodiment of the timing device according to the invention will now be made with reference to the drawing described.

Die Speisung der dargestellten Vorrichtung erfolgt an den Klemmen 1 und 2. Die Betriebsspannung wird durch die Serieschaltung eines Regelwiderstandes 3 und einerThe device shown is powered at terminals 1 and 2. The operating voltage is supplied through the series connection of a variable resistor 3 and one

TSpeise8tromkreis~| TSfeed8tr omcircle ~ |

Zenerdiode 4 auf einem bestimmten Wert geregelt. Die geregelte Speisespannung gelangt über eine Diode 5 und einen Begrenzungswiderstand 6 an einen Kondensator 7 verhältnismäßig hoher Kapazität Der Kondensator 7 kann in später beschriebener Weise durch einen Transistor 8 entladen werden. Die Zeitmeßvorrichtung weist einen Oszillator 9 auf, der mit dem Eingang eines Frequenzteilers 10 verbunden ist. Der Ausgang des Frequenzteilers 10 wirkt auf einen Transistor 11, der mit der Wicklung 12 eines Relais verbunden ist. Der Kontakt 13 des Relais 12 ist in einen Ausgangs-Steuerstromkreis der Zeitmeßvorrichtung geschaltet. Der Ausgang des Frequenzteilers 10 ist außerdem mit einem Sperreingang 14 des Oszillators 9 und mit der Basis des Transistors 8 verbunden.Zener diode 4 regulated to a certain value. the Regulated supply voltage reaches a capacitor via a diode 5 and a limiting resistor 6 7 relatively high capacitance. The capacitor 7 can in a manner described later by a Transistor 8 are discharged. The time measuring device has an oscillator 9, which is connected to the input of a Frequency divider 10 is connected. The output of the frequency divider 10 acts on a transistor 11, which with the winding 12 of a relay is connected. Contact 13 of relay 12 is in an output control circuit the timing device switched. The output of the frequency divider 10 is also with a Blocking input 14 of the oscillator 9 and connected to the base of the transistor 8.

Bestimmte Zwischenausgänge des Frequenzteilers 10 sind mit einer Decodierschaltung 15 verbunden, deren Ausgänge mit einer Zeitanzeigevorrichtung 16 verbunden sind.Certain intermediate outputs of the frequency divider 10 are connected to a decoding circuit 15, whose Outputs are connected to a time display device 16.

Ober einen mit einem Widerstand 18 in Serie geschalteten Kondensator 17 wird der Frequenzteiler rückgeste.'lt.The frequency divider becomes the frequency divider via a capacitor 17 connected in series with a resistor 18 restored 'lt.

Die Relaiswicklung 12 wird direkt von der Klemme 1 gespeist, während der Oszillator 9 die Decodierschaltung 15 und die Anzeigevorrichtung 16 durch die Zenerdiode 4 geregelte Speisespannung erhalten. Nur der Frequenzteiler 10 wird durch den die Diode 5, den Begrenzungswiderstand 6 und den Kondensator 7 enthaltenden besonderen Speisestromkreis gespeist.The relay winding 12 is fed directly from the terminal 1, while the oscillator 9, the decoding circuit 15 and the display device 16 received by the Zener diode 4 regulated supply voltage. Just the frequency divider 10 is through the diode 5, the limiting resistor 6 and the capacitor 7 containing special feed circuit.

Im ausgeschalteten Bereitschaftszustand der Zeitmcßvorrichtung sind alle Schaltur.gsteile spannungslos, das heißt, der Kondensator 7 ist entladen. Bei Einschaltung der Zeitmeßvorrichtung beginnt der Oszillator 9 zu schwingen und der Frequenzteiler 10 wird über den Kondensator 17 zurückgestellt und beginnt zu zählen, wobei die Anzeigevorrichtung 16 eine von Null ansteigende Zeit anzeigt. Der Kondensator 7 wird über die Diode S und den Begrenzungswiderstand 6 rasch aufgeladen, denn der Transistor 8, an dessen Basis die Spannung 0 herrscht, ist gesperrt. Desgleichen b'eibt der Transistor 11 gesperrt, denn die Ausgangsinformation des Zählers 10 bleibt auf 0, bis das eingestellte Zeitintervall ausgezählt ist Ist dieses eingestellte Zeitintervall ausgezählt, so ändert die Alisgangsinformation des Frequenzteilers 10 von 0 auf I. Die Transistoren 8 und 11 werden damit leitend. Das Relais 12, 13 spricht an, und der Ausfangs-Stromkreis wird geschlossen und beendigt damit einen bestimmten Zustand in einer gesteuerten Vorrichtung. Der Kondensator 7 wird über den Transistor 8 entladen. Infolge des Bcgrcnzungswiderstandes 6 fällt jedoch die Speisespannung für den Frequenzteiler 10 nicht zusammen und derselbe bleibt in seinem Endzustand. Das Relais 12. 13 bleibt somit erregt, und die ganze Schaltung bleibt in diesem Zustand bis die Speisespannung ausgeschaltet wird. In diesem Augenblick fällt das Relais ab, und die ganze Schaltung wird spannungslos.In the switched-off standby state of the time measuring device all Schaltur.gsteile are dead, that is, the capacitor 7 is discharged. at When the timing device is switched on, the oscillator 9 and the frequency divider 10 begin to oscillate is reset via the capacitor 17 and begins to count, the display device 16 indicates a time increasing from zero. The capacitor 7 is via the diode S and the limiting resistor 6 charged quickly, because the transistor 8, at the base of which there is voltage 0, is blocked. Likewise, the transistor 11 remains blocked, because the output information of the counter 10 remains at 0 until the the set time interval is counted If the set time interval is counted, the output information of the frequency divider 10 changes from 0 to I. The transistors 8 and 11 thus become conductive. The relay 12, 13 responds, and the initial circuit is closed and thus ends a certain state in a controlled device. The condenser 7 is discharged through transistor 8. As a result of the limiting resistor 6, however, the supply voltage falls for the frequency divider 10 not together and the same remains in its final state. The relay 12. 13 thus remains energized and the entire circuit remains in this state until the supply voltage is switched off will. At this point the relay drops out and the entire circuit is de-energized.

Beim Wiederanschalten der Speisespannung an den Klemmen 1 und 2 gelangt gleich zu Beginn über den Widerstand 3 die Diode 5 und den Kondensator 17 ein Rückstellimpuls an den Rückstelleingang des Teilers 10, so daß derselbe auf Null zurückgestellt wird. Es beginnt wiederum das oben beschriebene Auszählen eines neuen Zeitintervalls. Fällt die Speisespannung aus, bevor der Frequenzteiler 10 wieder seinen Endzustand erreicht hat und an seinem Ausgang die Information I erscheini, so werden alle Schaltungsteile spnnnungslos, mit Ausnahme des mit dem Kondensator 7 über den Begrenzungswiderstand 6 verbundenen separaten Speisekreises für den Frequenzteiler 10. Da der Oszillator 9 nicht mehr arbeitet, verbleibt der Frequenzteiler 10 in seinem ZuFtand, und wenn er in CMOS-Technik aufgebaut ist, nimmt er praktisch keine Leistung auf. Da auch die Diode 5 eine Entladung des Kondensators 7 verhindert, bleibt dieser Kondensator während längerer Zeit geladen. In Versuchsanordnungen wies der Kondensator 7, der eine Kapazität von beispielsweiseWhen the supply voltage is switched on again at terminals 1 and 2, the Resistor 3 the diode 5 and the capacitor 17 a reset pulse to the reset input of the divider 10, so that it is reset to zero. The above-described counting of one begins again new time interval. If the supply voltage fails before the frequency divider 10 returns to its final state has reached and the information I appears at its output, all circuit parts are de-energized, with the exception of the capacitor 7 via the Limiting resistor 6 connected separate feed circuit for the frequency divider 10. Since the oscillator 9 no longer works, the frequency divider 10 remains in its state, even if it is in CMOS technology is constructed, it consumes practically no power. Since the diode 5 also discharges the capacitor 7 prevented, this capacitor remains charged for a long time. In experimental arrangements, the Capacitor 7, which has a capacitance of for example

ίο 100 μΡ aufweisen kann, noch nach 24 Stunden genügend Spannung auf. In der Praxis kann man jedoch im allgemeinen mit wesentlich kürzeren Oberbrückungszeiten auskommen. Setzt die Speisespannung an den Klemmen 1 und 2 wieder ein, bevor die Speisespannung des Frequenzteilers 10 auf etwa einen Drittel des normalen Betriebswertes abgesunken ist, so läuft der Frequenzteiler aus dem vorher erreichten Zustand weiter. War die Speisespannung am Frequenzteiler während des Ausfalls der Speisespannung an denίο 100 μΡ can still be enough after 24 hours Tension on. In practice, however, it is generally possible to use significantly shorter bridging times get along. Restores the supply voltage to terminals 1 and 2 before the supply voltage is applied of the frequency divider 10 has dropped to about a third of the normal operating value, the runs Frequency divider from the previous state. Was the supply voltage at the frequency divider during the failure of the supply voltage to the

2m Klemmen 1 und 2 unter einen Grenzwert, der bei beispielsweise einem Drittel der nomalen Speisespannung liegt, abgesunken, so wird der Fr ,^-lenzteiler beim Wiederkehren der Speisespannung an eier Klemmen 1 und 2 in der oben beschriebenen Weise über den Widerstand 3, die Diode 5 und den Kondensator 17 auf Null zurückgestellt und beginnt nun bei Null wieder zu zählen. B-; derart langen Ausfällen der Speisespannung wird aber das Bedienungspersonal ohnehin bereits dafür gesorgt haben, daß die gesteuerten Vorrichtungen und2m terminals 1 and 2 below a limit value, which is at for example, one third of the normal supply voltage is dropped, the Fr, ^ - lenzteiler at Return of the supply voltage to one of the terminals 1 and 2 in the manner described above via the resistor 3, the diode 5 and the capacitor 17 Reset to zero and start counting again from zero. B-; such long failures of the supply voltage but the operating staff will have already made sure that the controlled devices and

jii Vorgänge nicht in untragbarer Weise gestört werden.jii processes are not disrupted in an intolerable manner.

Einzelheiten der dargestellten Zeitmeßvorrichtung können anders gestaltet sein. Es kann beispielsweise ein rein elektronischer Ausgang ohne Relais vorgesehen sein. Gegebenenfalls könnten auch von der Decodierschaltung 15 oder von einer besonderen Decodierschaltung Steuerausgänge zur Steuerung eines bestimmten Programms vorgesehen sein.Details of the illustrated timing device can be designed differently. For example, it can be a purely electronic output can be provided without a relay. If necessary, it could also be from the decoding circuit 15 or from a special decoding circuit control outputs for controlling a specific Program be provided.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektronische Zeitmeß vorrichtung zur Bemessung vorgegebener Zeitabschnitte, mit einem Oszillator (9), einem rücksetzbaren Frequenzteiler (10), einem Speicherelement (7) und einer durch einen Ausgang des Frequenzteilers steuerbaren Schaltvorrichtung (11, 12, 13), dadurch gekennzeichnet, 1. Electronic timing device for measuring predetermined periods of time, with an oscillator (9), a resettable frequency divider (10), a memory element (7) and one by one Output of the frequency divider controllable switching device (11, 12, 13), characterized in that daß ein besonderer J ;(5, 6, T) mit demthat a special J; (5, 6, T) with the Speicherelement (7) nur für den Frequenzteiler (10) vorgesehen ist,Storage element (7) is only intended for the frequency divider (10), daß das Speicherelement (7) beim Auftreten des Steuersignals am Ausgang des Frequenzteilers (10) entladen und unwirksam sowie der Oszillator (9) gesperrt ist,that the memory element (7) when the control signal occurs at the output of the frequency divider (10) discharged and ineffective and the oscillator (9) is blocked, daß der Frequenzteiler (10) bei Entladung des Speicherelementes (7) unter eine bestimmte Grenzspannung und nachfolgende Wiederaufladung in seinen Ausgangszustsi.d rückgestellt wird, und
daß das Rückstellen des Frequenzteilers (10) nach Ausfall der Energiequelle gesperrt ist, indem das Speicherelement (7) wirksam bleibtthat the frequency divider (10) is reset to its initial state when the storage element (7) is discharged below a certain limit voltage and then recharged, and
that the resetting of the frequency divider (10) is blocked after failure of the energy source, in that the memory element (7) remains effective 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicherelement ein Kondensator (7) vorgesehen ist, mit dem ein durch den Ausgang des Frequenzteilers (10) steuerbarer Entladestromkreis (8) verbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that that a capacitor (7) is provided as a storage element, with which a through the output of the frequency divider (10) controllable discharge circuit (8) is connected. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Frequenzteilers (10) ein ReU '-> (12) steuert.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the output of the frequency divider (10 ) controls a ReU '-> (12). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgänge des Frequenzteilers (10) über eine D-scodierschaltung (15) eine Zeitanzeigevorrichtung (16) steuern.4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that outputs of the frequency divider (10) via a D-coding circuit (15) control a time display device (16). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperreingang (14) des Oszillators (9) mit dem Ausgang des Frequenzteilers (10) verbunden ist.5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that a blocking input (14) of the oscillator (9) is connected to the output of the frequency divider (10). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (10) einen Rückstelleingang aufweist, der bei unwirksamem Speicherelement (7) über einen Rückstell-Kondensator (17) beim Anschalten der Speisespannung dynamisch den Frequenzteiler (10) rückstellt.6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that the frequency divider (10) has a reset input which, when the storage element (7) is inoperative, via a reset capacitor (17) dynamically resets the frequency divider (10) when the supply voltage is switched on. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstell-Kondensator (17) mit dem besonderen Speisestromkreis verbunden ist7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the reset capacitor (17) with is connected to the special supply circuit 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (7) ein Begrenzungswiderstand (6) vorgeschaltet ist, derart, daß bei wirksamer Energiequelle und kurzgeschlossenem Kondensator eine Speisespannung am Frequenzteiler (10) verbleibt.8. Apparatus according to claim 2, characterized in that the capacitor (7) has a limiting resistor (6) is connected upstream in such a way that with an effective energy source and short-circuited Capacitor a supply voltage remains on the frequency divider (10).
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