DE2830647C3 - Elektronisches Zeitmeßgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Zeitmeßgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Zeitmeßgerät ist bekannt

Die einfachsten Quarzuhren mit Analoganzeige besitzen eine integrierte Schaltung, welche einen Oszillator, einen Frequenzteiler, eine Motorspeiseschaltung und eine Steuer- und Zeiteinstellschaltung enthält, ferner einen Quarzschwinger, eine elektrische Speisequelle, einen Motor, im Allgemeinen einen Schrittmotor, welcher das Räderwerk der Zeitanzeige antreibt, sowie Mittel zur Zeiteinstellung, welche gewöhnlich einen der Krone zugeordneten Kontakt aufweisen, um die Nullstellung des Teilers und das Anhalten des Motors zu steuern.

Etwas kompliziertere Uhren besitzen noch einen zweiten Kontakt, der ebenfalls durch die Krone oder durch eine getrennte Drucktaste betätigt wird und ermöglicht, gewisse zusätzliche Funktionen der Schaltung zu steuern.

Eine dieser Funktionen besteht darin, Motorimpulse hinzuzufügen oder zu unterdrücken, um eine Feineinstellung der Uhr durchzuführen.

Eine andere bekannte Funktion besteht in der Schnelleinstellung der Uhrzeit Die Schaltung weist dann zwei Zähler auf 60 und Mittel auf, um diese beiden Zähler im Gleichstand zu halten. Der erste Zähler wird vorerst auf den Sekundenzeiger synchronisiert. Der andere Zähler dient als Referenz. Wenn die Drucktaste betätigt wird, wird der Bezugszähler auf Null gestellt und die dafür vorgesehenen Mittel bringen den Minutenzähler in Gleichstand mit dem Bezugszähler, indem Motorimpulse hinzugefügt oder unterdrückt werden. Durch Drücken bei einem Zeitzeichen können

damit automatisch Abweichungen von ±30 Sekunden korrigiert werden.

Gewisse Uhren besitzen einen dritten, dem Räderwerk zugeordneten Kontakt, der eine bestimmte Winkellage desselben festzustellen gestattet, z. B. die Stellung 0 des Sekundenzeigers. Dieser Kontakt ermöglicht die automatische Synchronisation eines Minutenzählers im oben erwähnten System. Er erlaubt ebenfalls die Detektion und Korrektur von Zählfehlern des Motors wegen Schlägen oder andern Ursachen.

Gewisse Uhren weisen auch ein System zur Detektion und Anzeige einer zu tiefen Spannung der elektrischen Speisequelle auf.

Gewisse Uhren weisen auch Schaltungen auf der integrierten Schaltung auf, um in Abhängigkeit einer an ihren Eingängen anstehenden Information eine Hilfsfunktion auszuführen, z. B. ein System zur Programmierung eines Alarmes oder ein Korrektursystem, das die Verwendung eines Quarzes erlaubt, dessen Frequenz von der theoretisch notwendigen Frequenz abweicht Dieses Korrektursystem weist eine Schaltung zur Einstellung der Frequenz der Ausgangssignale des Teilers auf, weiche jenachdem durch Vorselektion des Teilverhältnisses des Teilers einwirken oder durch Hinzufügen oder Unterdrücken von Impulsen am Eingang einer oder mehrerer Teilerstufen in bestimmten Zeitintervallen. Zum Beispiel ist aus der DE-OS 22 11 441 eine Zeitbasis mit einem Impulsgenerator und einem Frequenzteiler bekannt, bei welcher die Frequenzeinstellung mit Hilfe eines Frequenzteilers, dessen Teilerverhältnis einstellbar ist, erfolgt Diese bekannte Lösung ist aber nur für eine Frequenzeinstellung anwendbar. Die Programmierung dieser Schaltung kann über für diesen Zweck reservierte Klemmen der integrierten Schaltung oder mit Hilfe von internen ROM- oder RAM-Speichern erfolgen.

ROM-Speicher können nur einmal programmiert werden und können daher nicht an spätere Änderungen der Quarzfrequenz z. B. infolge Alterung angepaßt werden.

RAM-Speicher dagegen können mehrmals programmiert werden. Indessen erfordert deren Programmierung relativ komplizierte Einrichtungen, weil es bei den bekannten Systemen nicht möglich ist, den Speicherzustand zu kennen und folglich mit einfachen Mitteln eine Neuprogrammierung vorzunehmen.

RAM-Speicher haben weiter den Nachteil, daß ihr Inhalt verschwindet, wenn die Speisespannung verschwindet Ein bekanntes Verfahren besteht darin, eine Pufferbatterie zu verwenden. Leider sind aber Miniaturakkus wenig zuverlässig und in jedem Falle kann die Information nur Ober eine beschränkte Zeit gehalten werden.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, ein System vorzusehen, das auf eine Uhr mit Mitteln zur Durchführung von Hilfsfunktionen anwendbar ist und das eine Abfrage und manuelle Programmierung der Mittel zur Speicherung von Daten von außerhalb der Uhr gestattet

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch I angegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

die Fig. I eine schematische Darstellung des Werks eines erfindungsgemäßen Zeitmeßgerätes,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung, welche die Programmierung einer Alarmzeit erlaubt.

Fig.3 eic Blockschaltbild eine, .rfindungsgemäßen Schaltung, welche die Programmierung eines elektronischen Trimmers für die Frequenzeinstellung ermöglicht,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Detektors zur Feststellung einer zu tiefen Versorgungsspannung,

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung, um die Motorimpulse gemäß einem variablen Tastverhältnis zu beschneiden und

Fig.6 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen mit dem Sekundenzeiger synchronisierten Dekoders.

Die F i g. 1 zeigt schematisch das Werk eines erfindungsgemäßen Zeitmeßgerätes. Diese Uhr weist einen gekapselten Schwinger Q auf, weiter eine elektrische Speisequelle 5a, einen Schrittmotor M, der durch eine Spule betätigt wird und der mit Hilfe eines Räderwerks R die Zeiger der Zeitanzeige antreibt, wobei lediglich der Sekundenzeiger gezeigt ist Sie weist außerdem Steuer- und Zeiteinstellmit:_si auf, weiche die Zeiteinstellkrone MH, welche den (C intakt Cmh betätigt, und die Drucktaste P enthalten, sowie die integrierte Schaltung CI, welche mit den anderen Elementen über eine gedruckte Schaltung oder eine FilmschaUung verbunden ist Die Zeiteinstellkrone MH besitzt mindestens eine bestimmte axiale Position, in welcher sie in Eingriff ist mit mechanischen, nicht gezeigten Zeit- oder Datum-Einstellmitteln. Diese Uhr weist außerdem in gewissen Fällen eineir Minutenkontakt auf, der einem durch das Räderwerk angetriebenen Nocken zugeordnet und so ausgelegt ist, daß sich der Kontakt Cm einmal pro Minute schließt wenn der Sekundenzeiger die Stellung 0 erreicht, und ferner eine Kontaktlasche Ca, v/elche einen Pol der Speisespannungsquelle mit einem Punkt der Verbindungsschaltung verbindet und so ausgelegt ist, daß sie nach der Batterielasche eingesetzt und vor der Batterielasche entfernt werden muß. Diese verschiedenen Elemente werden mindestens teilweise in den Schaltungen der nachfolgend beschriebenen Figuren verwendet.

Daj Blockschaltbild von F i g. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Uhrenschaltung, welche erlaubt, eine Atarmzeit zu programmieren. Dies ist eine der interessantesten Möglichkeiten, die sich ein Benutzer wünschen kann. Es ist klar, daß die Uhrzeit während der Programmierung der Alarmzeit gespeichert und danach wieder angezeigt werden muß, ohne daß irgend eine Störung der Anzeige der Uhrzeit erfolgt ist. Das beschriebene System enthält keine Detektionsmittel, um automatisch eine Beziehung zwischen der angezeigten Uhrzeit und dem Inhalt der Uhrzähler aufzustellen. Diese Beziehung muß daher mit dem Programmiervorgans aufgestellt werden. Es ist ebenfa¹¹!, wichtig, daß der Benutzer jederzeit die von ihm programmierte Atarmzeit sichtbar machen kann.

Die Schaltung naah F i g. 2 weist einen mit dem Eingang des Teilers 2 verbundenen Quarzoszillator 1 auf. Ein erster Ausgang dieses Teilers 2 ist mit einem ersten Eingang des Umschalters 3 und mit dem »Vorwärts«-Takteingang des Vorwärts-Rückwärts-Zlhlers S, welcher durch 64 teilt, verbunden, Ein zweiter Ausgang des Teilers 2 ist mit einem zweiten Eingar.g des Umschalters 3 verbunden, dessen Ausgang an einen ersten Eingang der Impulsformerschaltung 4 für die Motorimpulse angeschlossen ist. Der Teiler 2 weist noch zwei weitere Ausgänge auf, der eine ist mit einem ersten Eingang der Alarmschaltung 11 verbunden, der andere ist mit einem zweiten Eingang der Schaltung 4 verbunden. Zwei Ausgänge dieser Schaltung 4 speisen die Süule des Motors M. während ihr dritter Auseane

mit dem »Rückwärts«-Takteingang des Zählers 5, mit einem ersten Eingang der Unterdrückungsschaltung 9 und mit dem Takteingang des Zählers 7 verbunden ist, welch letzterer durch 60 teilt. Der Ausgang dieses Zählers 7 ist über einen Kondensator C1 mit dem ersten Eingang des UND-Tores 12 und mit dem ersten Eingang des ODER-Tores 13 verbunden, wobei diese Eingänge über einen Widerstand R 1 mit Masse verbunden sind. Der gleiche Ausgang des Zählers 7 ist noch an den Eingang des durch 12 teilenden Zählers 8 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang der Unterdrückungsschaltung 9 verbunden ist. Der Ausgang der letzteren Schaltung ist mit dem Takteingang des durch 60 teilenden Zählers 6 verbunden, dessen Ausgang über einen Kondensator Cl am zweiten Eingang des Tores 12 angeschlossen ist, welcher Eingang über einen Widerstand R 2 mit Masse verbunden ist. Der Ausgang von Tor 12 ist an den Takteingang des D-Flip-Flops 10 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang der Alarmschaltung 11 verbunden ist. Der Ausgang dieser Schaltung 11 ist an irgend eine Tonabgabevorrichtung HP, in der Figur als Lautsprecher dargestellt, angeschlossen. Der der Drucktaste /^zugehörige Kontakt Cp ist mit den ersten Eingängen der UND-Tore 14 und 15 sowie mit dem Takteingang des D-Flip-Flops 17 verbunden, welcher als Teiler durch zwei geschaltet ist. Der Ausgang des Zählers 5, welcher den Zählstand 3 dekodiert, ist am zweiten Eingang des Tores 14 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Takteingang des D-Flip-Flops 16 verbunden ist. Der Ausgang Q von FF 16 ist mit dem zweiten Eingang von Tor 15 verbunden, dessen Ausgang am ersten Eingang des NOR-Tores 19 angeschlossen ist. Der Ausgang ζ) von FF 16 ist auch mit dem Einstelleingang von FF 17, mit dem Rückstelleingang des Zählers 7 und über einen Kondensator Ci mit dem Rückstelleingang des Zählers 6 verbunden, wobei der letztere Eingang über einen Widerstand A3 mit Masse verbunden ist. Der den Zählstand 0 dekodierende Ausgang des Zählers 5 ist am zweiten Eingang des Tores 13 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Rückstell-CiIi^cIiIg ücb D-riip-Fiops is und mit dem zweiten Eingang des NOR-Tores 20 verbunden ist. dessen Ausgang an den Einstelleingang von FF 18 angeschlossen ist. Der den Zählstand 63 (maximale Zählkapazität) dekodierende Ausgang von Zähler 5 ist mit dem Takteingang von FF 18 verbunden, dessen Ausgang Q mit dem Rückstelleingang von FF 16. mit dem zweiten Eingang von Tor 19 und mit dem Steuereingang des Umschalters 3 verbunden ist. Der Ausgang von Tor 19 ist an den Vorbereitungseingang der Schaltung 4 angeschlossen. Der Ausgang Q von FF 17 ist mit dem zweiten Eingang des Tores 20 verbunden, während sein Ausgang Q mit seinem Eingang D und mit dem Vorbereitungseingang von FF 10 verbunden ist.

Es soll nun die Arbeitsweise der oben näher beschriebenen Schaltung anhand der durch aufeinanderfolgendes Drücken auf die Drucktaste P. was den Kontakt Cp schließt, bestimmten Phassn näher betrachtet werden.

Der Oszillator 1 liefert ein Signal bestimmter Frequenz an den Teiler 2. Zwei Signale dieses Teilers 2. eines mit der Frequenz 1 Hz. das andere mit der Frequenz 32 Hz. was dem normalen und dem schnellen Lauf des Motors ent£ⁿnchi. werden 2Π den Umschalter 3 angelegt, der je nach seinem Zustand eines an seinen Ausgang legt. Das I-Hz-Signal wird auch an den »Vorwärts"-Takteingang des Zählers 5 angelegt. Die Schaltung 4 speist die Spule des Motors Mmit Impulsen wechselnder Polarität, deren Dauer durch ein Signal höherer Frequenz, z. B. 64 Hz, festgelegt ist, welches Signal durch den dritten Ausgang des Teilers 2 geliefert wird. Der an den Zähler 5 angeschlossene Ausgang der Schaltung 4 liefert diesem Impulse der gleichen Frequenz wie jene der an den Motor M gelieferten Impulse. Das Anhalten oder der Lauf des Motors M wird durch den Zustand am Vorbereitungseingang der

in Schaltung 4 bestimmt. Es soll FF 17 betrachtet werden. Sein Ausgang Q ist auf »0«, sein Ausgang Q auf »I«. was FF 10 in dem Zustand hält, daß die Alarmschaltung 11 gesperrt ist. Der Zähler 5 ist auf Stand 0, sein diesen Zustand dekodierender Ausgang ist auf »1«, was die

η Rückstellung von FF 18 bewirkt, der Ausgang Q des letzteren ist auf »0« und der Umschalter 3 steht auf Normallauf. Cp ist offen, der Ausgang von Tor 15 ist daher »Π«. Da flip hpirlpn F.'tna'Anap vnn Tr>r IQ auf «Π«

sind, ist sein Ausgang auf »I«, was die Schaltung 4 blockiert, der Motor Ansteht still. Wenn ein Impuls des I-Hz-Signals am Vorwärtstakteingang des Zählers 5 erscheint, geht der letztere auf Zählstand 1, so daß sein den Zählstand 0 dekodierender Ausgang auf »On geht, ebenso der Rückstelleingang von FF 18. Das Tor 20,

:> dessen einer Eingang auf »0« gehalten wird, arbeitet als Inverter ond der Einstelleingang von FF 18 geht auf »1«. Der Ausg?fig des letzteren kippt, was den Umschalter 3 auf schnellen Lauf stellt und die Schaltung 4 freigibt. Der erste Impuls des 32-Hz-Signals, welchen diese erhält,

m bewirkt, daß der Motor einen Schritt weiterschaltet, gleichzeitig erhält der Zähler 5 eine:! Impuls auf seinen Rückwärtstakteingang, was den Zähler auf Zählstand 0 zurückstellt. Der Ausgang Q von FF 18 kehrt auf »0« zurück, der Umschalter 3 schaltet auf Normallauf, und

ü die Schaltung 4 wird gesperrt. Man muß nun den nächsten Impuls des I-Hz-Signals abwarten, um die Schaltung 4 freizugeben und das Weiterschalten des Motors M um einen Schritt zu erlauben. Die Uhr läuft also normal, während die Alarmeinrichtung außerbe-

4» trieb ist.

Es soll nun das Einschalten und Sichtbarmachen des Alarms erläutert werden, bin erster kurzer Druck aul die Taste P schließt der. Kontakt_Q> und bewirkt das Kippen von FF 17. Der Ausgang Q von FF 17. also der

■>" Vorbereitungseingang von FFlO geht auf »0«, der letztere bleibt in seinem Zustand, ist aber vorbereitet und kann beim Erscheinen eines Impulses auf seinem Takteingang kippen, im Augenblick der Aiarmzeit. und dadurch die Schaltung 11 ansteuern, welche die

v> akustische Vorrichtung HP speist. Der Ausgang Q- ">n FF 17 ist auf »I«, was den Zustand »0« am Ausgang des Tores 20, d. h. am Einstelleingang von FF 18 bewirkt. Wenn der Zähler 5 einen Impuls auf seinen Vorwärtstakteingang erhält, geht er auf Stand 1. der Rückstellein-

" gang von FF 18 geht auf »0«, der letztere bleibt jedoch in seinem Zustand, weil sein Einstelleingang auf »0« gehalten wird, und kann daher seinen Ausgang Q nicht auf »1« kippen lassen. Der Umschalter 3 steht auf Normallauf, die Schaltung 4 ist jedoch gesperrt, und der

fco Motor Msteht still. Der Zähler 5 erhält lediglich Impulse des 1-Hz-Signals auf sein Vorwärtstakteingang. Wenn er seine Maximalzählkapazität erreicht und auf den Zählstand 63 kommt, gibt er einen Impuls an den Takteingang von FF 18. was dessen Ausgang Q auf »1«

« kippen läßt und den schnellen Lauf des Motors M bewirkt, weicher einen Teil des akkumulierten Rückstandes aufholt. Die Zähler 7 und 5 erhalten gleichzeitig das Äquivalent der Motorimpulse. Wenn der erste

Zähler von 59 auf 0 übergeht, dies gezwungenermaßen bevor der Zähler 5 selbst auf 0 zurückfällt, weil seine Kapazität größer ist, bewirkt er die Rückstellung von FF 18 über das Tor 13. Der Motor M hält wiederum an, er hat also nur einen Teil des Rückstandes aufgeholt. Man wird später sehen, daß dieser Zählstand 0 des Zählers T der Stellung des Sekundenzeigers entspricht, welche bezogen auf den Stundenmaßstab die Alarmzeit angibt. Der Benutzer kann daher diese Zeit verifizieren. Lediglich der Zähler 5 erhält nun die I-Hz-In'ipulse auf sein Vorwärtstakteingang, er zählt bis zum Zählstand 63, nämlich eine Anzahl Impulse gleich dem aufgeholten Teil und gibt einen Taktimpuls an FF18, dessen Ausgang Q auf »1« geht und den Motor M in schnellen Lauf versetzt. Die Zähler 7 und 5 erhalten wiederum das Äquivalent der Motorimpulse. Am Ende von 60 Impulsen läßt der Zähler 7 wiederum FF 18 kippen, und rlpr Mntnr M hält an_ rlpr .Spkunrlpn7picrpr ict auf rlpr Alarmstellung. Der Zähler 5 rückt bis 63 vor, der Motor wartet 60 Sekunden, dann holt er auf usw. Es folgt eine Zusammenfassung anhand eines Beispiels. Beim ersten kurzen Druck auf die Tast P hält der Motor an und wartet 63 Sekunden, dann holt er eine Anzahl von Impulsen, z. B. entsprechend 20 Sekunden, bis zur Alarmstellung auf und hält wiederum an. der Zähler 7 ist auf dem Stand 0. Der Zähler 5 rückt auf 63 vor, der Halt dauert 20 Sekunden, dann holt der Motor M 60 Sekunden auf. Er hält 60 Sekunden, holt dann 60 Sekunden auf usw. Der ursprüngliche Rückstand ist nicht a fgeholt, er schwankt zwischen 3 Sekunden im Minimum und 63 Sekunden im Maximum.

Es soll nun das Zurückstellen der Uhr auf Normalbetrieb betrachtet werden, tin zweiter kurzer Druck auf die Taste P₁ was den Kontakt Cp schließt, kippt FF 17 wiederum und dessen Ausgang ζ) geht auf »0«. Das Tor 20 arbeitet wieder als Inverter, so daß FF 10 in dem Zustand gehalten wird, daß die Alarmschaltung 11 gesperrt ist. Die akustische Vorrichtung ist außer Betrieb. Wenn das Drücken der Taste während einer Haltephase des Motors erfolgt, der den Zählstand 0 des Zählers 5 dekodierende Ausgang ist auf »0«. geht der Ausgang des lores 20 aut »1« und versetzt den Motor Min raschen Lauf bis der Zähler 5 den Stand 0 erreicht und die Rückstellung von FF 18 bewirkt. Der ursprüngliche Rückstand ist nun aufgeholt, weil der Stand 0 des Zählers 5 der Position des Sekundenzeigers bei genauer Uhrzeit entspricht. Das System arbeitet von da weg wie in der ersten Phase, der Motor rückt pro Sekunde einen Schritt vor. Es ist möglich, daß die Uhr im Augenblick des zweiten Drückens einen Rückstand von mehr als 60 Sekunden hatte. In diesem Falle liefert der Zähler 7 während des Aufholens einen kurzen Impuls an den Rückstelleingang von FF18 bevor Zähler 5 den Stand 0 erreicht hat und bewirkt so das Anhalten des Motors. Aber sogleich nach diesem Impuls liefert der Zähler 5. der immer noch nicht auf 0 ist, über das Tor 20 wieder einen Einstellimpuls an FF 18, und der Motor Mbeginnt wieder zu laufen. Die Störung ist nicht sichtbar, da die Zeitkonstante C1Λ 1 beträchtlich kleiner ist als die Periodendauer des 32-Hz-SignaIs. Wenn das Drücken der Taste während einer Aufholperiode mit raschem Lauf des Motors M erfolgt läuft dieser bis zum Stand 0 des Zählers 5. was die Rückstellung von FF 18 bewirkt und das System in Normalbetrieb überführt. Die oben werden. Während des Normallaufs der Uhr wartet man, bis sich der Sekundenzeiger mit dem Stundenzeiger deckt. In diesem Augenblick drückt man dauernd auf die Taste P, was den Kontakt Cp schließt. FF 17 kippt und bewirkt das Anhalten des Motors M wie auch das Einschalten des Alarms und der Aufholfunktion, wie bereits beschrieben. Wenn der Zähler S den Stand 3 erreicht, gibt sein diesen Stand dekodierender Ausgang über Tor 14 einen Taktimpuls an FF 16. Der Ausgang Q von FF 16. der auf »1« geht, hält FF 17 in seinem Zustand, bewirkt die Rückstellung des Zählers 7. der dann auf dem Stand 0 blockiert ist, und gibt einen kurzen Impuls an den Rückstelleingang von Zähler 6. Der Stand

0 des Zählers 6 entspricht der Stellung des Sekundenzeigers, welche die Bezugszeit darstellt. Von da an ist, wenn der Druck auf die Taste P aufrechterhalten wird, der Ausgang von Tor 15 auf »1«, so daß der Ausgang Q von

FF IR auf »0« Ut Dpr IJmtrhaltpr 1 kl auf Klnrmallauf

und der Ausgang von Tor 19 ist auf »0«, die Schaltung 4 ist frei, und der Motor M rückt mit einer Frequenz von

1 Hz vor. Der Zähler 5 bleibt auf seinem Stand, denn er erhält sukzessive Impulse auf seinen Vorwärts- und auf seinen Rückwärtstakteingang. Wenn man die Taste P losläßt, geht der Ausgang von Tor 19 auf »I« und sperrt die Schaltung 4, der Motor M hält an. und der Zähler 5 speichert den Rückstand. Wenn man neu wieder auf die Taste Pdrückt, rückt der Motor M wieder vor. und der Zähler 5 hält seinenen letzten Stand usw. Gleichzeitig zählt der Zähler 6 die Schritte des Motors. Man rückt auf diese Weise vor, bis der Sekundenzeiger auf der gewünschten Alarmzeit steht. Tatsächlich entspricht jede Position dieses Zeigers, bezogen auf die Stundenskala, einer genauen Zeit. Wenn die Uhr sekundenweise vorrückt, d. h. 60 Schritte pro Umgang, entsprechen diese Schritte den Minuten 12, 24, 36. 48 und 0 auf der Stundenskala. Der z. B. in Stellung 23 angehaltene Zeiger entspricht der Alarmzeit 4 h 36. Man läßt dann die Drucktaste P los, und der Motor M hält an. Der Zähler 5 zählt weiter, während der Zähler 6 keine Impulse mehr erhält, er hat die gesamte Anzahl der Motorschritte zwischen der Position des Sekundenzeigers in ueckung mit dem stundenzeiger und der der Alarmzeit entsprechenden Position des Sekundenzeigers gezählt. Jeder Schritt entspricht 12 Minuten tatsächlicher Zeit. Wenn der Zähler 5 bei 63 ankommt, kippt FF 18, sein Ausgangssignal bewirkt die Rückstellung von FF 16. dessen Ausgang Q auf »0« geht und dadurch den Zähler 7 freigibt, der auf Stand 0 gehalten wurde. Der Stand 0 des letzteren entspricht daher jener Position des Sekundenzeigers, welche der gewählten Alar -nzeit entspricht, diese Zeit ist von da an im Zähler 7 gespeichert. Der Motor M rückt dann mit hoher Kadenz vor. und das System läuft in der Aufholfunktion, wie dies in der vorhergehenden Phase beschrieben wurde. Die Zähler 6 und 7 erhalten gleichzeitig das Äquivalent der Motorimpulse, der erste über die Unterdrückungsschaltung 9. der zweite direkt von der Schaltung 4. Der Zähler 6 besitzt gegenüber dem Zähler 7 einen Vorsprung von χ Schritten, von denen jeder 12 Minuten darstellt, entsprechend dem vorher programmierten Abstand. Es ist zu bemerken, daß. wenn man nach der automatischen Speicherung der Alarmzeit beim Übergang des Zählers 5 in den Stand 63 wieder kurz die Taste Pdrückt. FF 17 kippt und das System in die Funktion des

önfrallc iincirhtKitr Fc ή ^ W*~»rmallaiiff»t Vnmmt \C ρΚγρπ wir nt in 7111

wurde gezeigt, wie die Schaltung in Stellung Alarm gebracht und wie dieser angezeigt werden kann. Nun soll das Prinzip der Programmierung näher betrachtet mierphase zurück. FF10 kippt und steuert über Schaltung 11 das akustische Signal an. wenn die Schaltung einen Impuls an ihren Takteingang erhält.

Dieser Impuls erscheint, weil die beiden Eingänge von Tor 12 auf »I« gehen, d. h. weil die beiden Zähler 6 und 7 gleichzeitig auf Stand 0 kommen. Dieser Impuls muß der gewünschten Alarmzeit entsprechen. Dazu genügt, daO der Zähler 6 seinen Vorsprung gegenüber Zähler 7 verliert, welcher selbst synchron bleibt mit dem Sekundenzeiger. Jeder Vorwärtsschritt des Zähler 6 stellt in Wirklichkeit, wie bereits erwähnt, 12 Minuten dar. Indem man alle 12 Minuten einen Impuls am Takteingang dieses Zählers 6 überspringt, erhält man am Finde von *-mal 12 Minuten den Synchronzustand der Zähler 6 und 7, d. h. nach dem programmierten Abstand zwischen tatsächlicher Uhrzeit und der Alarmzeit. Der Zähler 8 teilt durch 12, sein mit dem Ausgang des Zählers 7 verbundener Takteingang erhält alle Minuten einen Impuls, ebenso liefert sein Ausgang genau alle 12 Minuten einen Impuls, welcher durch

licht, einen Impuls am Takteingang des Zählers 6 /u überspringen, wie es nötig ist.

Bei der gewählten Alarmzeit, d. h. beim Übergang der Zähler 6 und 7 auf Null, ist der Sekundenzeiger in Deckung mit dem Stundenzeiger und die Alarmvorrichtung 11 erregt die akustische Vorrichtung HP. Der Stand 0 des Zählers 7 entspricht auch dem Anhalten des Motors M, da das System am Aufholen ist. der Sekundenzeiger bleibt daher auf seiner Position. Wenn man nun einen kurzen Druck auf die Taste P gibt, kippt FF17 wieder und sein Ausgang Q geht auf »1« und sperrt FF10. was das Alarmsignal unterbricht, gleichzeitig rückt der Motor M im Schnellauf vor und holt den akkumulierten Rückstand auf. wie in der vorigen Phase beschrieben. Der Zähler kommt also wieder auf den Stand 0, und die Uhr geht in normalen Betrieb über. Die Programmierung bleibt unverändert. Die Zähler 6 und 7, die im Augenblick synchron sind, laufen auseinander wegen des einen Schrittes alle 12 Minuten. Nach 60 Schritten, d.h. nach 60 χ 12 Minuten = 12 Stunden kommen sie wieder in Phase und schalten den Alarm ein. falls der Benutzer wieder auf die Taste P gedruckt hat, um die Einrichtung wieder £*tiv zu schalten.

Zusammengefaßt kann man sagen, daß der Zähler 6 durch 0 geht, wenn der Sekundenzeiger mit dem Stundenzeiger in Deckung kommt, und daß der Zähler 7 durch 0 geht, wenn der Sekundenzeiger durch eine Stellung läuft, die der Alarmzeit entspricht. Wenn diese beiden Zähler gleichzeitig durch 0 gehen, entspricht die tatsächliche Zeit der programmierten Alarmzeit. Es ist für den Benutzer möglich, die Alarmzeit nach Wunsch sichtbar zu machen, wobei sich der Sekundenzeiger auf die Position stellt, die dem Durchgang durch 0 des Zählers 7 entspricht. Die Funktion des Aufholens ermöglicht dieses Sichtbarmachen ohne Verlust der Uhrzeit Anderseits zeigt die Funktion des automatischen Aufholens (Sekundenzeiger auf der Alarmzeit blockiert und Aufholen alle Minuten) dem Benutzer deutlich, daß die Alarmeinrichtung eingeschaltet ist Man kann natürlich bei Benutzung mehrerer Zähler mehrere Alarmzeiten programmieren.

Man kann mit einem ähnlichen System nach Wunsch auch andere interessante Parameter programmieren und sichtbar machen, z. B. das Datum. Der Sekundenzeiger läuft dann auf Anforderung hin auf eine dem Datum entsprechende Position, z. B. auf die 21. Sekunde für den 21. Tag des Monats. Es ist auf diese Art möglich, den üblicherweise verwendeten DatummechanismiK wegzulassen und man kann sogar einen ewigen Kalender realisieren. Ein anderer interessanter, zu programmierender Parameter ist die Korrektur eines elektronischen Trimmers.

Die F i g. 3 zeigt das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung für eine Uhr, welche Schaltung die Programmierung einer elektronischen Schaltung zur Einstellung der Frequenz des Teilers gestattet. Diese Schaltung weist Mittel auf, welche erlauben, den Zustand dieses Trimmers durch Positionierung des Sekundenzeigers auf eine bestimmte Position zu speichern, wenn die Speisespannung verschwindet. Es ist tatsächlich wichtig, daß der Benutzer seine Uhr nicht bei jedem Batteriewechsel neu einstellen lassen muß.

Der Oszillator 21 ist mit dem Eingang des Frequenzteilers 22 verbunden, dessen andere Eingänge mit entsprechenden Ausgängen einer Einstellschaltung 23 verbunden sind, Ausgänge des Teilers 22 sind an Eingänge des Umschalters 24 und der Impulsformer-

Ausgang des Umschalters 24 ist mit einem anderen Eingang der Schaltung 25 verbunden, welche Motorimpulse an die Spule des Motors A-/ und dazu synchrone Impulse an einen durch 60 teilenden Zähler 26 liefert. Dieser Zähler gibt eine binäre Information an die Einstellschaltung 23 ab.

Der der Drucktaste /'zugeordnete Kontakt Cp ist an den ersten Eingang eines NAND-Tores 27 und an den Eingang eines Dekoders 28 angeschlossen, dessen Ausgang an den Takteingang eines D-Flip-Flops 29 angelegt ist. dessen Eirigang D mit + V verbunden ist. Die Ausgänge Q und Q dieses Flip-Flops sind mit dem Eingang D bzw. mit dem Rückstelleingang ^ines D-Flip-Flops 30 verbunden. Die Ausgänge Qund ζ)von FF 30 sind mit den Eingängen D und R. eines D-Flip-Flops 31 verbunden, dessen Ausgänge Q und Q mit den Eingängen D und R eines D-Flip-Flops 32 verbunden sind. Die Ausgänge Q und <? von FF 32 sind mit den Eingängen D und R eines D-Flip-Flops 33 verbunden. Der der Zeiteinstellkrone zugeordnete Kontakt Cmh ist mit dem ersten Eingang eines NAND-Tores 34 verbunden, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines UND-Tores 35 und dem Eingang eines Inverters 36 verbunden ist, dessen Ausgang an den Takteingang von FF 32 angeschlossen ist. Der zweite Eingang des Tores 35 ist mit dem Ausgang von FF 33 verbunden, während sein Ausgang an den Rückstelleingang von FF 29 angeschlossen ist Der Ausgang Q von FF 29 ist ebenfalls mit einem Eingang des UND-Tores 37 verbunden, dessen zweiter Eingang am Ausgang Q von FF 31 und an einem Eingang des UND-Tores 38 angeschlossen ist Der zweite Eingang dieses Tores 38 ist mit dem Ausgang Q von FF 30 und sein Ausgang mit einem Eingang eines NOR-Tores 39 verbunden, während sein Ausgang mit dem Vorbereitungseingang des Zählers 26 verbunden ist Der Ausgang Q von FF 32 ist mit einem Eingang eines UND-Tores 40 verbunden, dessen zweiter Eingang am Ausgang Q von FF 33 angeschlossen ist Der Ausgang von Tor 40 ist einerseits mit dem zweiten Eingang von Tor 39 und andererseits mit einem Eingang eines ODER-Tores 41 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des 37 und dessen Ausgang mit dem Steuereingang des Umschalters 34 verbunden ist Der Ausgang Q von FF 31 ist an einen Eingang eines UND-Tores 42 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Tores 27 und dessen dritter Eingang mit dem Ausgang ^ von FF 32 verbunden ist Der Ausgang des Tores 42 ist mit einem Eingang des ODER-Tores 43 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang Q von FF 33 und mit

dem Vorbereitungseingang der Schaltung 25 verbunden "it.

Der dem Räderwerk zugeordnete Kontakt Cm, der sich schließt, wenn der Sekundenzeiger durch 0 läuft, ist mit einem formgebenden Verstärker 44 verbunden, dessen Ausgang arc die Takteingänge von FF 30 und FF 33 angeschlossen ist. Der dekodierte Ausgang 0 des Zählers 26 ist mit dem Takteingang von FF 31 verbunden. Die Schaltung weist einen statischen Spannungsdetektor 45 auf. der ein Signal an einen Eingang eines NAND-Tores 46 liefert, dessen zweiter Eingang mit dem Kontakt Ca und über einen Widerstand P 4 mit Masse verbunden ist. Der Ausgang des Tores 46 ist mit dem Eingang eines Inverters 47, einem Eingang eines UND-Tores 48 und einem Anschluß eines Widerstandes /?5 verbunden. Der andere Anschluß dieses Widerstandes ist mit dem

R üplf Qt pi I p inoa η Cf ripe 7 Ü HIp rc Tn rpit πρπ rinctfMiPinffän·

gen von FF 30 und FF 31 und über einen Kondensator C4 mit dem pcJitiven Pol der Speisequelle verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 47 ist mit Eingängen der Tore 27 und 34 und über einen Kondensator CS mit dem Einstelleingang von FF 32 und über einen Widerstand R 6 mit Masse verbunden. FJer zweite Eingang des Tores 48 ist mit dem Ausgang Q von FF 32 verbunden und sein Ausgang mit dem Rückstelleingang von FF 29.

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen. Der Oszillator 21 liefert eine genaue Frequenz an den Teiler 22, welcher an die Eingänge des Umschalters 24 Signale der Frequenzen I Hz und 32 Hz abgibt, und ferner an die Schaltung 25 ein 64-Hz-Signal, das die Dauer der Motorimpulse bestimmt. Der Umschalter 24 liefert an den Eingang der Schaltung 25 ein I-Hz-Signal, wenn sein Steuereingang auf »0« ist (Normalbetrieb) und ein 32-Hz-Signal, wenn dieser auf »1« ist (schneller Motorlauf)· Die Schaltung 25 liefert an den Eingang des Zählers 26 Taktimpulse und an die Spule des Motors M bipolare Motorimpulse der selben Frequenz, wenn ihre Vorbereitungseingang auf »0« ist. Der Zähler 26 arbeitet in binärem Modus und ist als Rückwärtszähler ausgelegt. Er geht also von 0(000000) auf 59(1 !101I). dann auf 58, 57 usw. Die binären Ausgangssignale des Zählers 26 werden an die Einstellschaltung 23 angelegt, welche in Abhängigkeit des Zählstandes des Zählers 26 auf den Teiler 22 einwirkt.

Sichtbarmachen der Trimmerstellung

Im Normalbetrieb ist Ca geschlossen. Cp und Cmh sind offen, und der Spa;.nungsdetektor 45 lieferte eine positive Spannung. Der Ausgang von Tor 46 ist daher auf »0« und dadurch auch der Ausgang von Tor 48. Die Einstelleingänge der Flip-Flops FF 29 bis 32 und der Rückstelleingang von Zähler 26 sind auf »0«. Die Flip-Flops 29 bis 33 sind auf »0«. Die Ausgänge der Tore 37,38,40 und 42 sind auf »0«, wie auch die Ausgänge der Tore 41 und 43. Der Ausgang von Tor 39 ist auf »1«. Der Umschalter 24 steht auf Normalbetrieb, die Schaltung 25 ist freigegeben, und der Zähler 26 ist auf irgendeinem Stand blockiert, z. B. auf 25. Der Motor rückt normal vor mit einem Schritt pro Sekunde. Die Einstellschaltung 23 ist z. B. ausgelegt um pro Schritt eine Korrektur um + 0.1 s/Tag (1,16 ■ 10-⁶) auszuführen. Da der Zähler 26 auf Stand 25 ist. korrigiert die Einstellschaltung (elektronischer Trimmer) um + 2,5 s/Tag.

Wenn der Benutzer die Trimmerstellung wissen will, gibt er mit Hilfe der Taste P, welche Cp schließt, einen vorbestimmten Kode ein. Dieser Kode sollte hinreichend komplex sein, damit ihn der Benutzer nicht irrtümlich eingeben kann (z. B. mehrere aufeinanderfolgende Betätigungen, wenn der Motor auf geradzahligen Sekunden ist). Dieser Kode erscheint am Eingang des

ι» Dekoders 28, welcher ihn identifiziert und dann einen positiven Impuls an den Takteingang von FF 29 gibt, auf »1« geht. Die Ausgänge der Tore 37 und 41 gehen auf »1«, und der Umschalter 24 schaltet auf raschen Lauf. De^r Motor läuft rasch. Der Eingang D von FF 30 ist auf

ι ι »I« gegangen und sein Rückstelleingang auf »0«. Wenn der Sekundenzeiger durch 0 geht, liefert der Ausgang des Verstärkers 44 einen Impuls an den Takteingang von FF 30. der auf »1« geht. Der Ausgang von Tor 38 geht auf »1« und der Ausgang von Tor 39 auf »0«. Der

:ii Zähler 26 zählt also jedesmal einen Schritt zurück, wenn der Motor Min raschem Lauf einen Schritt vorrückt.

Der Eingang D von FF 31 geht auf »1« und sein Rückstelleingang auf »0«. Nach 25 Motorschritten kommt der Zähler 26 auf 0 und gibt einen Impuls an den

:* Takteingang von FF31, der auf »I« geht. Der Sekundenzeiger ist nun auf 25, da der Motor um 25 Schritte (Stand des Zählers 26) vorgerückt ist, seitdem er die Stellung 0 passiert hat. Wenn FF 31 auf »1« geht, geht der Ausgang von Tor 42 auf »1« und daher auch der

in Ausgang von Tor 43, welcher den Vorbereitungseingang von Schaltung 25 ansteuert. Der Motor erhält keine Impulse mehr, und der Sekundenzeiger bleibt auf der 25. Sekunde stehen. Der Ausgang (? von FF 31 geht auf »0« und daher auch die Ausgänge der Tore 37 und

υ 38. Der Ausgang von Tor 41 kommt wieder auf »0«, was den Umschalter 24 auf Normallauf stellt, während der Ausgang von Tor 39 auf »1« geht, was den Zähler 26 auf 0 festhält. Der Sekundenzeiger zeigt also den Stand des Trimmers, nämlich +25 Schritte.

Änderung der Programmierung

Wenn der Benutzer die Programmierung des Trimmers verändern will, drückt er nun auf die Ta;.e P und schließt Cp. Der Ausgang von Tor 27 geht auf »0«,

•«i wie auch der Ausgang von Tor 42 und der Ausgang von Tor 43. Der Vorbereitungseingang von Schaltung 25 ist daher während der Dauer des Drückens auf »0«, was erlaubt, den Motor vorrücken zu lassen und den Sekundenzeiger zu verstellen. Der Ausgang von Tor 39

i» ist seinerseits auf»1« geblieben. undderZähler26 bleibt auf Stand 0, wobei sein Vorbereitungseingang aktiviert ist. Es sei angenommen, der Benutzer wünsche, daß der Trimmer mit +3,5 s/Tag korrigierte. Es wird daher den Sekundenzeiger durch Drücken der Taste P auf 35

" Sekunden bringen und dann loslassen. Der Sekundenzeiger bleibt nun in dieser Lage.

Speicherung des programmierten Wertes

Um diesen neuen Wert zu speichern, zieht der "" Benutzer die Krone ΜΗηηά schließt den Kontakt Cmh. Der Ausgang von Tor 34 geht auf »0« und jener des Inverters 36 auf »1«. FF 32 erhält einen Taktimpuls und geht auf »1«. Der Ausgang des Tores 40 geht auf »1«, wie auch der Ausgang des Tores 41, während der ~~ Ausgang von ι or 39 3üi »0« gcnt. Der Umschalter 24 geht wieder auf raschen Lauf, während der Vorbereitungseingang von Zähler 26 freigegen ist. Gleichzeitig geht der Ausgang Q von FF 32 auf »0«. ebenfalls die

Ausgänge der Tore 42 und 43, wobei der Vorbereitungseingang der Schaltung 25 freigegeben wild Der Zähler 26 startet nun vom Stand 0 aus in raschem Lauf und zählt jeden Motorschritt rückwärts. Der D-Eingang und der Rückstelleingang von FF 33 sind auf »1« bzw. auf »0«. Sobald der Sekundenzeiger durch die Stellung 0 läuft, schließt Cm, und der Verstärker 44 liefert einen Taktimpuls an FF 33, welcher auf »1« kippt Der Ausgang des Tores 43 geht auf »1«, was den Vorbereitungseingang der Schaltung 25 einschaltet Der Motor erhält keine Impulse mehr, und der Sekundenzeiger steht auf 0. Der Zähler hat also 60—35 Impulse heruntergezählt Da er rückwärts zählt ist er auf dem Stand 60-(60-35)=35. Er hat also den neuen Wert entsprechend der Stellung des Sekundenzeigers im Moment der Speicherung gespeichert, oder die Anzahl der Motorschritte, welche die mit Hilfe des Kontaktes Cm detektierte feste Stellung 0 von der Stellung trennt in welche der Benutzer den Sekundenzeiger gebracht hat im vorliegenden Falle 35 Schritte. Der Ausgang Q von FF 33 kippt auf »0«, ebenso die Ausgänge der Tore 40 und 41, während der Ausgang von Tor 39 auf »1« geht Der Umschalter 24 ist wiederum in Stellung Normalbetrieb, und die Vorbereitung von Zähler 26 ist eingeschaltet Der Stand 35 ist also gespeichert, und die Einstellschaltung korrigiert die Frequenz des Teilers um +3,5 s/Tag. Der Sekundenzeiger bleibt auf 0 stehen, bis der Benutzer die Krone MH hereinschiebt und Cmh öffnet Der Ausgang von Tor 34 geht auf »1«, ebenso jener des Tores 35, was die Rückstellung von FF 29 bewirkt, der auf »0« kippt Sein Ausgang φ geht auf»1« und wirkt auf den Rückstelleingang von FF 30 ein, der seinerseits auf »0« geht und damit FF 31 auf »0« bringt usw. Die ganze Kette der Flip-Flops 29 und 33 geht auf »0«, der Ausgang von Tor 35 geht auf »0« und hebt so die Rückstellung von FF 29 auf. Die Kette weist nun die gleichen Zustände auf wie am Anfang, und der Motor startet im Normallauf. Der Inhalt des Zählers 26 hat von 25 auf 35 geändert wie dies der Benutzer gewollt hat

Mechanische Speicherung

Dieser doppelte Vorgang besteht darin, eine Information eines elektronischen Speichers (Zählers 26) in einen mechanischen Speicher (Position des Sekundenzeigers) überzuführen und umgekehrt Es ist bekannt, daß der Zähler 26 die Information ohne Speisespannung nicht speichern kann. Anderseits kann die Stellung des Sekundenzeigers ohne Energiezufuhr beliebig lang bleiben, falls der Motor eine hinreichende magnetische Halterung besitzt

Es genügt also zum Aufrechterhatten der Information, die Information des Zählers 26 dann in die mechanische Form überzuführen, wenn die Speisespannung unter einen gewissen Wert sinkt oder wenn der Benutzer sich entschließt, die Batterie zu entfernen.

Es soll nun betrachtet werden, was geschieht, wenn die Batteriespannung sinkt Der Ausgang des Detektors 45 geht auf »0« und der Ausgang von Tor 46 auf »1«. Der Ausgang des Verstärkers 47 geht auf »0«, was eine »I« an den Ausgängen der Tore 27 und 34 bewirkt, wodurch die Kontakte Cpund Cmh wirkungslos werden. Wenn der Ausgang Q von FF 32 »1« ist oder sobald er »1« wird, geht der Ausgang von Tor 48 auf»1« und kippt FF 29 auf »1«. Der Zyklus des Sichtbarmachens beginnt, der Sekundenzeiger startet mit hoher Geschwindigkeit bis zum Augenblick, in welchem FF 30 und FF 31 nacheinander auf »1« gegangen sind, dann bleibt er in der Stellung stehen, in welcher er der vorher im Zähler 26 gespeicherten Information entspricht Von da an läßt er sich durch keine Betätigung der Steuerorgane von der Stelle bewegen, es sei denn, die Speisespannung steigt wieder über den Sperrwert Da der Ausgang von 46 auf »1« gegangen ist, entlädt sich die Kapazität CA über den Widerstand RS, Da die Zeitkonstante CAR 5 mehrere Sekunden beträgt, gehen die Einsteueingänge von FF 30 und 31 und der Rückstelleingang von Zähler 26 erst dann auf »1«, wenn ίο der vorausgehende Vorgang beendet ist Wenn die Spannung vollständig verschwindet und dann plötzlich wiedererscheint können die Zustände von FF 29 bis 33 irgendwie sein. Doch da die Kapazität CA entladen war und mit dem positiven Pol verbunden ist, legt sie is unmittelbar eine »1« an die Einstelleingänge von FF30 und 31 und an den Rückstelleingang von Zähler 26 und bringt diese Elemente in den richtigen Zustand.

Es soll nun betrachtet werden, was geschieht, wenn

die Spannung wieder über den Sperrwert ansteigt Der

Ausgang von Detektor 45 geht auf »1«, der Ausgang

von Tor 46 auf »0« und der Ausgang von Verstärker 47 auf »1«. Die positive Flanke wird· über den Kondensator

CS und den Widerstand R6 erhalten. Ein schmaler Impuls erscheint am Einstelleingang von FF 32, welcher

auf »U: geht, was die Speicherung der Information im

Zähler 26 bewirkt Der Sekundenzeiger läuft rasch auf G

und FF 33 geht auf »1«. Wenn der Kontakt Cmh geschlossen ist, geht der Ausgang von Tor 35 auf »1« und bewirkt die Rückstellung der Kette FF 27 bis FF 33 und der Sekundenzeiger läuft normal weiter.

Der Kontakt Ca wirkt in gleicher Weise wie der Detektor 45. Dieser Kontakt dient gewissermaßen dazu ciie Schaltung zu warnen, daß der Benutzer nächsten: die Batterie wegnehmen werde. Dieser Kontakt ist daher einem Teil zugeordnet, welches der Benutzer voi dem Entfernen der Batterie wegnehmen muß. Die Schaltung verfügt daher vor dem Verschwinden dei Speisespannung über die nötige Zeit für die mechanische Speicherung. Wenn der Benutzer wieder eine Batterie einsetzt, muß er zuerst die Batterie anschließer und speist so die Schaltung. Die Uhr beginnt aber erst zi arbeiten, nachdem der Benutzer dieses Teil wiedei eingesetzt hat und damit den Kontakt Ca geschlosser hat, von da weg läuft die Einspeicherung. Es ist klar, daß die Schaltbilder von F i g. 2 und : lediglich Beispiele zeigen. Man kann selbstverständlicr andere Befehlsfolgen verwenden, auch Anordnunger mit mehreren Zählern für Motorimpulse, fernei Anordnungen mit Speichern, in welche der Stand diesel Zähler in bestimmten Momenten fibertragen wird, um selbst arithmetische Schaltungen sind denkbar, welch« erlauben, die Stände dieser Speicher und Zähler zi addieren oder zu subtrahieren, um eine Information zt erhalten, welche an die Eingänge der Schaltung angelegt werden kann, um eine Hilfsfunktion auszufüh ren.

Auch kann die Spannungsdetektorschaltung au verschiedene Arten realisiert werden. Bei der einfach sten Schaltung werden ein Bezugsspannungselemen und eine Vergleichsschaltung verwendet, um di< Spannung der Speisequelle mit der Bezugsspannung zi vergleichen. Diese Schaltungsart kann als statisch) Detektorschaltung bezeichnet werden. Ein andere Verfahren besteht darin, jenem Wert der Spannuni μ unabhängig von einer Bezugsspannung zu detektierer bei welchem die einwandfreie Arbeitsweise des Motor nicht mehr sichergestellt ist. Dieser Wert ist in allgemeinen unter dem Detektionspegel der statische!

Schaltung, welcher auf einen Wert eingestellt wird, bei welchem die einwandfreie Arbeitsweise des Motors garantiert werden kann. Zum Beispiel wird für eine Nennspannung der elektrischen Speisequelle von 1,58 V der Pegel des statischen Detektors auf 1,4 V eingestellt, obwohl der Motor noch bis 1,2 V arbeitet In F i g. 4 wird ein Beispiel eines Detektors für eine nicht mehr genügende Speisespannung gezeigt welcher in der Schaltung nach F i g. 3 verwendet werden kann und eine Kombination der beiden genannten Systeme darstellt.

Die Schaltung weist einen statischen Detektor 51 auf, der ein Signal positiver Polarität liefert, wenn die Speisespannung höher ist als eine Bezugsspannung. Der Ausgang der Schaltung 51 ist mit den Rückstelleingängen von D-Flip-Flops 52 und 53 und mit dem Eingang eines Inverters 54 verbunden, dessen Ausgang am ersten Eingang eines UND-Tores 55 angeschlossen ist. Der zweite Eingang dieses Tores 55 ist mit dem Vorbereitungseingang der Impulsformerschaltung 4 oder 25 von F i g. 2 bzw. 3 verbunden, und sein Ausgang mit dem Einstelleingang von FF 53. Der Kontakt Cm, der sich beim Nulldurchgang des Sekundenzeigers schließt, ist mit dem Eingang eines formgebenden Verstärkers 56 verbunden, der an seinem Ausgang kurze Impulse liefert Dieser Ausgang ist mit den Takteingängen von FF 52 und 53 und mit dem Rückstelleingang eines auf 60 zählenden Zählers 57 verbunden, dessen Eingang zu den Motorimpulsen synchrone Impulse erhält und dessen Ausgang mit dem Eingang D von FF 52 und mit dem ersten Eingang eines UND-Tores 59 verbunden ist Der zweite Eingang dieses Tores ist mit dem Ausgang Q von FF 52 verbunden, während sein Ausgang am Eingang D von FF :13 angeschlossen ist.

Die Schaltung arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise. Wenn die Spannung der Batterie höher ist als der Detektionspegei der Schaltung 51, ist deren Ausgang auf»I«. Die Ausgänge Q von FF 52 und 53 sind auf »0«. Wenn die Speisespannung kleiner wird als dieser Pegel, geht der Ausgang von Schaltung 51 auf *o »0«. Der Ausgang des Inverters 54 ist auf »1«. und der Ausgang des Tores 55 bleibt auf »0«, solange als der Vorbereitungseingang der Impulsformerschaltung auf »0« ist Der Motor läuft, und der Zähler 57 zählt die Motorimpulse. Wenn der Sekundenzeiger durch 0 geht, *5 liefert der Verstärker 56 einen Taktimpuls an FF 52 und 53. Wenn der Zähler 57 nicht auf Stand 0 ist, ist der Ausgang des Inverters 58 auf »1« und FF 52 geht auf »1«. Da er vorher auf »0« war, war der Ausgang von Tor 59 auf »0« und FF 53 bleibt auf »0«. Der Zähler 57 wird gleichzeitig auf 0 zurückgestellt.

Nach 60 Motorimpulsen ist der Zähler 57 wieder auf Stand 0. Sein Ausgang ist daher auf »I«. Der Ausgang von 55 ist auf »0«, ebenfalls der Ausgang von 59. Wenn der Motor normal gearbeitet hat, mußte der Sekunden- ss zeiger 60 Schritte vorrücken und muß wiederum bei 0 ankommen. Der Ausgang von 56 liefert einen neuen Impuls, der FF 52 auf »0« kippt, FF 53 hält sich auf »0«. Wenn jedoch der Motor nicht richtig gearbeitet hatte, kommt der Sekundenzeiger auf 0, wenn der Zähler 57 M nicht mehr nuf 0 ist. Sein Ausgang ist dann »0«. und die Ausgänge von 58 und 59 sind auf »1«. FF 53 kippl auf »!«.während FF 52 auf »I« gehalten wird.

Der Ausgang der Schaltung (C von FF 53) geht also auf »0«. wenn der Ausgang von Zähler 57 zweimal ^hr> nacheinander nicht synchron ist mi! dem Kontakt Cm. Dieser Zustand kommt nur vor. wenn tier Motor wiederholte Ausfälle hat. ti. h.. wenn die Speisespannung nicht mehr hinreichend ist, um eine einwandfreie Arbeitsweise des Motors sicherzustellen.

Dieses System, das als dynamisches System bezeichnet werden kann, gewährleistet also die normale Arbeitsweise der Uhr bis an die Betriebsgrenze des Motors. Es kann natürlich nicht arbeiten, wenn der Motor vorläuft, d. h., wenn der Vorbereitungseingang auf »0« ist Wenn dieser auf »1« ist, geht der Ausgang von Tor 55 auf 1, sobald der Ausgang des Detektors 51 auf »0« geht FF 53 geht dann unmittelbar auf »1« ohne Rücksichtnahme auf den Synchronismus zwischen Kontakt Cm und Zähler 57. Eine andere Lösung besteht darin, die Funktion der Vorbereitung zu unterdrücken und den Motor in Gang zu setzen, sobald der Ausgang von Detektor 51 auf »0« geht Dazu ist es notwendig, daß der Motor starten kann, wie auch immer die Stellung der Steuer- und Zeiteinstellmitte! ist, d. h. diese Mittel dürfen kein mechanisches System vur Blockierung des Räderwerks, z. B. einen Sekundenstop, aufweisen.

Die Verwendung eines solchen Systems kann gewisse Gefahren in sich bergen. Wenn man den Augenblick detektiert, in dem die Spannung nicht mehr hinreichend ist, um die Arbeitsweise des Motors zu gewährleisten, kann man sich fragen, ob dieser noch genügend Energie erhält, um den Sekundenzeiger in die richtige Position zu bringen. Dieses Problem kann einfach dadurch gelöst werden, indem die Impulsformerschaltung für die Motorimpulse so ausgelegt wird, daß sie durch Umschalten in dem Moment in dem die Detektionsschaltung für ungenügende Spannung schaltet Impulse mit mehr Energie als normal liefern kann, z. B. Impulse längerer Dauer. Ein anderes Mittel ist in Fig.5 dargestellt. Dieses besteht darin, die Motorimpulse mit variablem Tastverhältnis mit Hochfrequenz zu zerhakken.

Die Impulsformerschaltung 61 liefert alternierend positive Impulse an die ersten Eingänge von NAND-Toren 62 und 63, deren zweite Eingänge mit dem Ausgang eines ODER-Tores 64 verbunden sind. Ein Eingang des ODER-Tores 64 erhält einen Impulszug mit Rechteckimpulsen höherer Frequenz, wobei das Verhältnis zwischen der positiven Phase und der Periodendauer gleich χ ist. Der andere Eingang des Tores 64 ist mit dem Umschaltesignal verbunden. Der Ausgang des Tores 62 ist mit dem Eingang eines invertierenden Verstärkers 65 verbunden, dessen Ausgang an eine Klemme der Spule des Motors M angeschlossen ist. Der Ausgang des Tores 63 ist mit dem Eingang eines invertierenden Verstärkers 66 verbunden, dessen Ausgang an die- andere Klemme der Motorspule angeschlossen ist.

Wenn das Umschaltesignal auf »0« (Normalbetrieb) ist. erscheint tier Zug der Rechteckimpulse auf den Eingängen von 62 und 63 und zerhackt die Motorimputse. Die mittlere Spannung dieser Impulse ist im Verhältnis χ reduziert Es ist bekannt, daß die Motoren dieser Uhren eine hohe Serieinduktivität aufweisen. Diese Induktivität wirkt als Stromintegrator, d. h. als Autotransformator, so daß es aussieht, wie wenn der Motor tatsächlich mit Impulsen der Spannung χ V gespeist würde.

Wenn das Umschaltesignal auf »I« ist (hohe Energie), ist der Ausgang des ODER-Tores 64 auf »I« und der Motor erhält unverpackte Impulse, d.h. Impulse der Spannung V.

Wenn der Motor berechnet ist für eine normale Arbeitsweise mit Impulsen des Weries λ V. kann man ihm daher im Augenblick, indem die Schaltung eine

ungenügende Speisespannung delektiert, Zusatzenergie- und drehmoment geben, was ermöglicht, mindestens seine Positionierung auf die dem Informationsinhalt des Trimmers entsprechende Stellung zu gewährleisten.

Eine andere interessante Schaltung ist der Dekoder, den man in F i g. 3 brauchen kann. Dieser Dekoder soll hinreichend sicher sein, daß man ihn nicht irrtümlich oder aus Unachtsamkeit auslösen kann, und hinreichend einfach, damit keine besonderen Fertigkeiten nötig sind. Eine interessante Lösung ist ein mit dem Sekundenzeigersynchroner Dekoder.

Das Schaltbild von Fig.6 zeigt ein Beispiel eines solchen Dekoders. Der Minutenkontakt Cm ist mit dem Eingang eines formgebenden Verstärkers 71 verbunden, welcher beim Nulldurchgang des Sekundenzeigers Rückstellimpulse an einen auf 4 zählenden Zähler 72 liefert, welcher mit den Motorimpulsen synchrone Taktimpulse erhält. Dieser Zähler hat einen dekodierten Ausgang des Standes 00, welcher auf »1« geht, wenn sich der Zeiger auf den Sekunden 0,4,8,12 etc. befindet Dieser Ausgang ist mit dem Takteingang eines D-FIip-Flops 73 verbunden, sowie mit einem Eingang eines NOR-Tores 74. Der der Taste P zugeordnete Kontakt Cp ist mit dem Rückstelleingang von FF 73 und mit einem Eingang eines NOR-Tores 75 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang Q von FF 73 und dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Tores 74 verbunden ist. Der Ausgang Q von FF 73 ist am Takteingang eines dreistufigen Schieberegisters 76 angeschlossen, dessin Rückstelleingang mit dem Ausgang des Tores 74 verbunden ist Der Ausgang Q der dritten Stufe des Registers 76 ist der Ausgang des Dekoders.

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen. Wenn der Zähler 72 auf Stand 0 ankommt, z. B. wenn der Sekundenzeiger die Stellung 0 erreicht, geht sein Ausgang auf »1«, und FF 73 kippt auf »1«. Wenn der Benutzer während dieses Zeitintervalls Cp schließt, kommt FF 73 auf »0« zurück, sein Ausgang Q geht auf »1«. Der Ausgang von Toi· 74 ist auf »0«, während die erste Stufe des Registers 76 auf »1« geht Wenn der Sekundenzeiger die Stellung 4 erreicht, geht der Zähler 72 aufStand 0 und kippt FF 73 auf »1«, Ein Druck auf Cp kippt diesen auf »0« und kippt die zweite Stufe von Register 76 auf »1«, Wenn der Sekundenzeiger die Stellung 8 erreicht, geht Zähler 72 auf »0« und FF 73 kippt. Wenn der Benutzer Cp drückt, kommt FF 73 auf »0« zurück und gibt einen Taktimpuls an die dritte Stufe von Register 76 ab, welche auf »1« geht und das Sichtbarmachen ansteuert Um diese auszulösen, muß man also dreimal nacheinander drücken, wenn sich der Sekundenzeiger auf einer der Stellungen 0, 4, 8, 12 Sekunden usw. befindet

Es soll nun betrachtet werden, was passiert wenn der Benutzer zu einem anderen Zeitpunkt drückt, z. B. bei 3 Sekunden. Der Ausgang des Zählers 72 ist also auf 0. Beim Drücken von Cp geht der Ausgang von Tor 75 auf »0«. Da die beiden andern Eingänge von Tor 74 auf »1« sind, geht sein Ausgang auf »1« und bewirkt die

μ Rückstellung des Registers 76. Man muß also den Vorgang erneut beginnen.

Es soll nun betrachtet werden, was passiert, wenn der Benutzer zweimal nacheinander richtig drückt aber vergißt, ein drittes Mal zu drücken. Die erste und die zweite Stufe des Registers 76 sind auf »1«. Wenn der Zähler 72 erneut auf Stand 0 kommt, geht sein Ausgang auf »I« und auch FFf3 geht auf »1«. Der Benutzer vergißt nun die Taste zu drücken. Wenn der Zähler 72 auf »1« geht, geht sein Ausgang auf »0«, während FF 73

JO nicht zurückgestellt wurde und sich daher immer noch auf »1« befindet Der Ausgang von Tor 75 ist daher auf »0«. Da die beiden Eingänge von Tor 74 auf »0« sind, geht sein Ausgang auf »1«, und das Register 76 wird auf »0« zurückgestellt

Man kann also sagen, daß jedes falsche Drücken oder Auslassen des Drückens von Cp die Rückstellung des Registers bewirkt Der Vorgang muß dann wieder neu begonnen werden. Trotz der Einfachheit des Kodes kann angenommen werden, daß er genügt, um den Benutzer vor jeder falschen Betätigung zu schützen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Zeitmeßgerät, das durch eine elektrische Speisequelle gespeist wird, welches einen Schrittmotor, welcher über ein Räderwerk die Zeiger der Zeitanzeige antreibt, Steuer- und Zeiteinstellrnittel und eine integrierte Schaltung aufweist, welche unter anderem Mittel zur Erzeugung von Taktimpulsen einer ersten Frequenz, eine Motorspeiseschaltung zur Lieferung von Motorimpulsen in Abhängigkeit von den Taktimpulsen, Zählmittel für die Taktimpulse, Mittel zur Speicherung von Daten und Mittel zur Durchführung mindestens einer Hilfsfunktion in Abhängigkeit von den gespeicherten Daten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät eine Steuerschaltung (16,17,18) aufweist, welche mit den Steuer- und Zeiteinstellmitteln (Cp, Cmh) den Zählmitteln (S), der Motorspeiseschaltung (3,4), den Mitteln (6, 7) zur Speicherung von Daten und mit Detektoren (Cm, Ca) innerhalb oder außerhalb der integrierten Schaltung verbunden ist, wobei die Steuerschaltung in Abhängigkeit von Signalen, welche durch eine Handbetätigung der Steuermittel und durch die Detektoren erzeugt werden, entweder mit Hilfe der Motorschaltung und der Zählmittel auf die Mittel zur Speicherung von Daten, um die genannten Daten in Funktion der durch den Motor erhaltenen Inipulse zwischen zwei bestimmten Stellungen mindestens eines der Zeiger der Zeitanzeige zu programmieren, oder mit den Mitteln zur Speicherung von Daten und den Zijhlmitteln auf die Motorspeiseschaltung, um den Motor mindestens vorübergehend anzuhalten, wenn sich der genannte Zeiger in der den gespeicherten Daten entsprechenden Stellung befindet, einwirkt.

2. Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, mit Mittel zur Erzeugung von Zeitdaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Durchführung einer Hilfsfunktion Mittel (10, 11) zur Erzeugung eines Alarmsignals in Abhängigkeit eines Vergleichssignals und Mittel (8, 9) zur Erzeugung des Vergleichssignals, wenn die Zeitdaten mit den gespeicherten Daten identisch sind, aufweisen.

3. Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung von Taktimpulsen (1, 2) Mittel (2) zur Frequenzteilung eines hochfrequenten Signals aufweisen, und daß die Mittel zur Durchführung einer Hilfsfunktion Mittel (23) zur Einstellung des Teilungsverhältnisses der Mittel zur Frequenzteilung in Abhängigkeit von den gespeicherten Daten aufweisen.

4. Zeitmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Durchführung einer Hilfsfunktion Mittel (4S) zur Erzeugung eines Spannungspegel-Erkennungssignals in Abhängigkeit des Spannungspegels der Speisequelle aufweisen, und daß die Steuerschaltung auf das Spannungspegel-Erkennungssignal reagiert, um durch die Motorspeiseschaltung den Zeiger in die den gespeicherten Daten entsprechende Stellung anzutreiben.

5. Zeitmeßgerät nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß es einen Detektor (Ca) zur Erzeugung eines Speisequelle-Wegnahmesignals welches, bevor die Speisequelle entfernt wird, abgegeben wird und eines Speisequelle-Anschluß

ι ο

signals, welches nach dem Einbau der Speisequelle abgegeben wird, aufweist, und daß die Steuerschaltung auf das Speisequelle-Wegnahmesignal reagiert, um durch die Motorspeiseschaltung den Zeiger in die entsprechende kennzeichnende Stellung anzutreiben und auf das Speisequelle-Anschlußsignal reagieren, um die der kennzeichnenden Stellung entsprechenden Daten in die Mittel zur Speicherung einzugeben.

6. Zeitmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorspeiseschaltung Mittel zur Erzeugung der Motorimpulse in Abhängigkeit der Taktimpulse und Mittel zur Steuerung des Leistungspegels der Motorimpulse in Abhängigkeit des Spannungspegel-Erkennungssignals aufweist

7. Zeitmeßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung des Leistungspegels Mittel zur Erzeugung von Rechteckimpulsen einer zweiten Frequenz mit einem höheren Wert als derjenige der ersten Frequenz und Mittel zur Verknüpfung der Rechteckimpulse und der Taktimpulse in Abhängigkeit des Spannungspegel-Erkennungssignals aufweisen.

8. Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur Erzeugung von Echtzeitdaten in Abhängigkeit der Taktimpulse aufweist, und daß die Steuerschaltung Mittel, welche auf die Motorspeiseschaltung einwirken, um den Zeiger abwechselnd in die kennzeichnende Stellung und in eine der Zeitdaten entsprechende Stellung anzutreiben, aufweist