DE2851223A1 - Elektronisches zeitmessgeraet mit automatischer korrektur der gangabweichung - Google Patents
Elektronisches zeitmessgeraet mit automatischer korrektur der gangabweichungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Zeitmessgerät mit automatischer
Korrektur der Gangabueichung, enthaltend einen Oszillator, eine FrequBnztailerkette mit einem Sekundenzähler, Steuer- und Zeiteinstellmittel,
eine AnzaigestBUBrschaltung und mindestens eine Anzeigeeinheit.
Die Gangeinstellung einer elektronischen Uhr mird normalerweise im Herstellerwerk
ausgeführt. Es kann jedoch vorkommen, dass der Benutzer nach
einer geu/issen Zeit mit dem Gang der Uhr nicht mehr zufrieden ist und eine
Korrektur durchzuführen wünscht. Um dies zu tun, muss er sich an t.inen Uhrmacher
wenden, iuas unerwünscht ist und Zeit und Geld kostet.
Ee ist daher Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Zeitmessgerät vorzusehen,
welches einerseits ermöglicht, dass der Benutzer die Korrektur mit einer
einfachen Manipulation selbst ausführen kann, ohne dass dazu komplexe elektronische
Schaltungen nötig sind, und welches anderseits eine periodische, automatische Korrektur der Gangabweichung durchführt.
Das Brfindungsgemässe Zeitmessgerät zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich
dadurch aus, dass es zwei Zähler aufweist, welche ein gleiches, von der Frequenzteilerkette abgegebenes Signal wie der Sekundenzähler erhalten,
wobei die genannten Zähler ausgelegt sind, um unter der Wirkung der Steuermittel
eine Gangabweichung des Zeitmessgerätes gegenüber einer Bezugszeit derart zu speichern, dass die genannte Gangabweichung durch die Differenz
der Zählstände der genannten Zähler dargestellt wird, und dass es weiter durch Signale von der Frequenzteilerkette gesteuerte logische Schaltungen
aufweist, welche periodisch in Funktion der Grosse und des Vorzeichens der
Gangabweichung des Sekundenzähler so steuern, dass an seinem Aubgang die
Gangabweichung automatisch korrigiert wird.
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-X-
S
Die Erfindung wird nun anhand der Zaichnung näher beschrieben, In der
Zeichnung zeigt:
Die Fig. 1 ein Schaltbild einas erfindungsgemässen Systems für die automatische
Gangkorrektur;
Die Fig. 2 eine graphische Darstellung des Standes der Zähler zu verschiedenen
Zeitpunkten, mann die Uhr vorläuft; Die Fig. 3 eine graphische Darstellung des Standes der Zähler zu verschiedenen
Zeitpunkten, uenn die Uhr nachläuft; Die Fig. 4 ein Impulsdiagramm, uenn die Uhr vorläuft; und
Die Fig. 5 ein Impulsdiagramm, uenn die Uhr nachläuft.
Aus dem Schaltbild nach Fig. 1 ist zu ersehen, dass das System für die
automatische Gangkorrektur zuei binäre 6—Bit—Zähler C1 und C2 aufweist, die
je von 0 bis 59 zählen, ferner einen BCD-Sekundenzähler C3, der Ausgänge
für die Anzeige hat und von Q bis 59 zählt, und die logischen Schaltungen
L1 und L2. Die logische Schaltung L1 ueist einen D-Flip-Flop FF1 auf, dessen
Takteingang Cl mit dem Ausgang eines UND—Tores 5 verbunden ist, dessen
erster Eingang am Ausgang SQ1 des Zählers C1 angeschlossen ist. Der D-Eingang
von FF1 ist mit dem logischen Pegel "1" und der Rückstelleingang R ist mit dem Ausgang eines NAND-Tores 6 verbunden, dessen erster Eingang mit einem
ersten Eingang eines NAND-Toras 7 und mit dem Ausgang S02 des Zählers C2 verbunden
ist. Der Ausgang Q von FF1 ist am zueiten Eingang dBs Tores 7 und an
einem ersten Eingang eines UND-Tores "\ angeschlossen. Der Ausgang von Tor 7
ist mit dam Rückstellaingang R eines D-Flip-Flops FF2 verbunden, dessen Takteingang
Cl mit einer Eingangsklamme "Corr" verbunden ist. Der D-Eingang von
FF2 ist mit dem logischen Pegel "1" verbunden, sein Ausgang Q ist mit dem zweiten Eingang von Tor 5 und mit dem zweiten Eingang von Tor 1 verbunden,
während der Ausgang Q von FF2 mit dem zweiten Eingang von Tor 6 verbunden ist.
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Die logische Schaltung L2 erhält das Ausgangssignal van Tor 1 der Schaltung
L1, wobei der Ausgang dieses Tores 1 mit einem ersten Eingang eines NAND-Tores
2 und mit einem ersten Eingang eines UND-Tores 3 verbunden ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang eines UND-Torss 14 und über einen Inverter
16 mit einem ersten Eingang eines UND-Tores 15 verbunden ist, wobei die zweiten Eingänge der Tore 14 und 15 an Klemmen 128 Hz bezw. 1 Hz angeschlossen
sind, uielche diese Signale von der nicht gezeigten Frequanzteilerketts
erhalten, wobei die Ausgänge der Tore 14 und 15 mit Eingängen eines ODER— Tores 13 verbunden sind, dessen Ausgang mit den Takteingängen Cl der Zähler
C1 und C2 und einem ersten Eingang eines UND-Tores 4 verbunden ist. Der zweite
Eingang des Tores 2 ist mit dem ersten Eingang des Tores 15 und der Ausgang von Tor 2 ist mit dem zweiten Eingang von Tor 4 verbunden, dessen Ausgang
am Taktaingang Cl von Zähler C3 angeschlossen ist. Ein Eingang "Synchro"
ist über einen Inverter 18 mit dem ersten Eingang eines UND-Tores 17 verbunden, dessen Ausgang mit dem Rückstelleingang R des Zählers C3 verbunden ist.
Der Eingang "Synchro" ist auch noch mit ersten Eingängen von UND-Toren 9 und
10 und mit dem Takteingang Cl eines D-Flip-Flops FF3 verbunden, dessen Ausgang
Q mit dem ersten Eingang von Tor 3 verbunden ist. Dar Rückstelleingang
R von FF3 ist auf dem logischen Pegel "1" und sein D-Eingang einerseits
mit dem Ausgang 56 des sechsten Bits von Zähler C1 und anderseits mit dem ·
zweiten Eingang von Tor 9 und über einen Inverter 12 mit dem zweiten Eingang von Tor 10 verbunden. Die Ausgänge dar Tore 9 und 10 sind je mit einem ersten
Eingang eines UND-Tores 8 und einem ersten Eingang eines UND-Tores 11 verbunden.
Die Ausgänge der Tore 8 und 11 sind mit den Rückstelleingängen R der Zähler C1 und C2 verbunden, während der zweite Eingang von Tor 11 mit dem
zweiten Eingang von Tor 8, mit dam zweiten Eingang von Tor 17 und mit einer
Klemme CLT verbunden, welche für dia Rückstellung der Zähler C1, C2 und C3 bei der ZeitBinstallung des Zaitmessgerätes verwendet wird.
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Das Korrektursystem arbeitet in der folgenden Waise, üer Benutzer der Uhr
soll diese z.B. mit Hilfe eines Zeitzeichens auf richtige Zeit stellen, indem er mit Hilfe einer nicht gezeigten Vorrichtung einen Impuls auf
Klemme CLT gibt, uias zur Folge hat, dass die Zähler C1, C2 und C3 zurückgestellt
werden (siehe Fig. 2a und 3a). Wenn dieser Vorgang durchgeführt ist, lässt die Uhr eine gewisse Zeit, z.B. 30 Tage verstreichen. Am 30. Tag
lässt die Uhr eine Anzeige erscheinen, damit der Benutzer die Uhr in einen
bestimmten Modus versetzt und im Augenblick des Zeitzeichens mit Hilfe einer
nicht gezeigten Drucktaste einen Impuls abgibt, der auf die Klemme "Synchro" einwirkt. Im Augenblick des Eintreffens dieses Impulses auf der genannten
Klemme wird die Abweichung zwischen dem Stand der Uhr und der Bezugszeit in den Speicher eingegeben. In der Folge korrigiert sich die Uhr alle 30
Tage (im gewählten Beispiel) um den im Speicher enthaltenen Betrag.
Es soll nun untersucht werden, was geschieht, wenn z.B. nach 30 Tagen ein
Impuls auf die Klemme "Synchro" gegsben wird. Es werden dabei zuiei Fälle
unterschieden, je nachdem, ob die Uhr wor- oder nachläuft.
1. Die Uhr läuft vor
In diesem Falle ist, wie in Fig. 2b angegeben, der Inhalt der Zähler
C1 und C2 so, dass
0 ^ C1 = C2 ^- 31
sodass das sechste Bit des Inhaltes von C1 Null ist. Im Augenblick des Zeitzeichens
bewirkt das Eintreffen des Impulses auf der Klemme "Synchro" das Kippen von FF3, dessen Ausgang Q auf "0" geht, was Tor 3 sperrt. Anderseits
sperrt der Pegel "0" auf Ausgang S6 von C1 das Tor 9, während wegen des Inverters 12 das Tor 10 offen ist. Der Impuls von der Klemme "Synchro"
kann also über Tor 11 eine Rückstellung von C2 bewirken. Gleichzeitig be-
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wirkt dieser Impuls über Inverter 18 und Tor 17 die Rückstellung von C3. Daher
ist nach dem "Synchro"—Impuls (Fig. 2c) der Stand der Zähler ujie folgt:
C2 und C3 sind auf Null, während C1 unverändert bleibt und sich noch auf dem gleichen Stand, zwischen 0 und 31 Sekunden, befindet wie vor dem Eintreffen
des "Synchro"-Impulses. Nan kann sagen, dass die Gangabueichung zwischen der
Bezuga-zeit und dem Stand der Uhr immer durch die Differenz η = C1 - C2 der
Inhalte der Zähler C1 und C2 dargestellt wird, wobei η die zu korrigierende
Gangabuieichung ist. Wenn die Uhr η Sekunden vorgeht, muss man den Sekundenzählör
C3 für η Sekunden anhalten, um die Gangabweichung zu korrigieren.
2. Die Uhr läuft nach
Vor dem Eintreffen des Impulses von dBr Klemme "Synchro" ist der Inhalt der
Zähler C1 und C2 so, dass
32 ^ C1 = C2 < 59
wie dies in Fig. 3b angeben ist. Daraus ergibt sich, dass das sechste Bit am
Ausgang S6 von C1 im Zustand "1" ist. Das Eintreffen des "Synchro"-Impulses
im Augenblick des Zeitzeichens bewirkt das Kippen von FF3, dessen Ausgang Q
auf "1" geht, was Tor 3 öffnet. Anderseits öffnet der an S6 vorhandene Pegel "1" das Tor 9 und schliesst über den Inverter 12 das Tor 10. Der "Synchro"-Impuls
kann also über die Tore 8 und 9 die Rückstellung von Zähler C1 bewirken.
Wie in Fig. 3c angeben, sind nach dem "Synchro"-Impul8 die Stände der Zähler wie folgt: C1 und C3 sind auf Null, während C2 auf seinem ursprünglichen
Stand zwischen 32 und 59 Sekunden geblieben ist. Fig. 3c zeigt, wie im vorausgegangenen Fall, dass der zu korrigierende Stand η gegeben ist
durch die Differenz η = C1 - C2 der Inhalte der Zähler C1 und C2. Da die
Uhr η Sekunden nachgeht, müssen rasch η zusätzliche Impulse an ihren Zähler
C3 angelegt werden, um die Gangabweichung zu korrigieren.
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■/-
Es soll nun untersucht werden, uias periodisch, z.B. alle 3D Tage, bei der
automatischen Korrektur der G^ngabweichung geschieht. DiB Klemme "Corr"
erhält θχπβπ durch den Tageszähler oder den Monatszähler des Zeitmassgerätes
abgegebenen Impuls. Diese Zähler, welche zur Teilerketts gehören, sind nicht
dargestellt. Wie vorher, sind auch wieder die Beiden Fälle zu betrachten, dass die Uhr war- oder nachgeht.
1. Die Uhr läuft η Sekunden v/or
Es ist also notuiendig, sie um η Sekunden zu verlangsamen, um sie auf die
richtige Zeit zu bringen. Fig. 4 zeigt das Impulsdiagramm für verschiedene Punkte der Schaltung nach Fig. 1. Beim Eintreffen eines "corr"-Impulses
kippt FF2 und sein Ausgang geht won "0" auf "1", was Tor 5 öffnet. Dann geschieht
nichts, solange Zähler C1 nicht bei Null angelangt ist. Es ist zu bemerken, dass die Zähler C1, C2 und C3 von der Frequenzteilerkette gelieferte
1-Hz-Impulse erhalten. Wenn C1 auf Null kommt, geht sein Ausgang SD1 von
"D" auf "1", was das Kippen von FF1 bewirkt, dessen Ausgang Q von "0" auf "1"
geht. Die beiden Speicher FF1 und FF2 sind wirksam geschaltet, der Ausgang von Tor 1 geht von "0" auf "1". Da.bekanntlich, ueil die Uhr vorläuft, der
Ausgang Q von FF3 auf "0" ist, sieht man, dass der Ausgang von Tor 3 "ü" wird,
was Tor 14 schliesst und über den Inverter 16 Tor 15 öffnet. Daraus folgt,
dass das 1-Hz-Signal die Zählar C1 und C2 über diB Tore 15 und 13 erreicht.
Anderseits ist, weil die beiden Eingänge des Tores 2 auf "1" sind, das Tor 4 geschlossen, so dass vom Augenblick an, in welchem C1 den Stand Null erreicht,
der Zähler C3 keine Taktimpulse mehr erhält. Dagegen zählen die Zähler C1 _
und C2 weiter, bis der Zähler C2 auf Null ankommt, worauf sein Ausgang S02
von "Q" auf "1" geht und über die Tore 6 und 7 eine Rückstellung der Speicher
FF1 und FF2 bewirkt, so dass der Ausgang von Tor 1 von "1" auf "0" geht, was
keinen Einfluss hat auf das am Ausgang von Tor 13 vorhandene 1-Hz-Signal.
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Dagegun geht der Ausgang von Tor 2 von "0" auf "1", uas Tor 4 öffnot, so dass
das 1-Hz-Signal wiederum zum Zähler C3 gelangt und diesen normal laufen lässt. Uährand einer Dauer von η Sekunden, vom Moment, in dem C1 Null erreicht,
bis zum Moment, in dem C2 Null erreicht, ist also der Zähler C3
blockiert. Es ist ersichtlich, dass dies der auszuführenden Korrektur entspricht,
um das Vorlaufen der Uhr zu korrigieren.
2. Die Uhr läuft π Sekunden nach
Cs ist also nötig, ihr rasch η zusätzliche Impulse zu liefern, um das Nachgehen
zu korrigieren. Fig. 5 zeigt das Impulsdiagramm für verschiedene Punkte der Schaltung nach Fig. 1. Beim Eintreffen eines "Corr"-Impulses kippt
FF2 und sein Ausgang geht von "0" auf "1", uas Tor 5 öffnet. Solange C1 nicht
Null ist, passiert nichts.
Die Zähler C1, C2 und C3 erhalten normal die 1-Hz-Impulse der Frequenzteilerkette.
liJenn C1 Null erreicht, gaht sein Ausgang S01 von "D" auf "1". Da die
beiden Speicher FF1 und FF2 wirksam geschaltat sind, geht der Ausgang von
Tor 1 von "0" auf "1". Der Ausgang Q von Speicher FF3 ist auf "1", wenn die
Uhr nachgeht, so dass der Ausgang von Tor 3 ebenfalls auf "1" ist, uas Tor 14 öffnet und Tor 15 schliesst, letzteres über dan Inverter 16. Daraus folgt,
da^s das 128-Hz-Signal an die Zähler C1 und C2 gelangt über Tor 4, das durch
Tor 2 , dessen Ausgang auf "1" ist, geöffnet ist. So erhalten die drei Zähler C1, C2 und C3 vom Moment an, in dem C1 Null wird, das 128-Hz-Signal. Wenn
C2 auf Null anlangt, geht sein Ausgang S02 von "0" auf "1", uas die Rückstellung
von FF1 und FF2 über die Tore 6 bezw. 7 bewirkt. Der Ausgang von Tor 1 geht von "1" auf "0", uas Tor 3 schliesst und folglich auch Tor 14 und
Tor 15 öffnet, so dass das 1-Hz-Signal normal über die Τογβ 15 und 13 an die
Zähler C1 und C2 gelangt. Da das Tor 4 durch den Pegel "1" am Ausgang von
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Tor 2 offen ist, erhält auch Zähler C3 das 1-Hz-Signal und zählt normal.
Man sieht also, dass alle Zähler η Impulse mit einer Frequenz von 12B Hz erhalten
und zwar zwischen dem Moment, in dem C1 Null erreicht und dem, in dem
C2 Null erreicht. Diese Impulse, welche als Differenz zwischen den Inhalten der Zähler C1 und C2 gespeichert sind, entsprechen der durchzuführenden
Korrektur, um das Nachgehen der Uhr auszugleichen.
LJenn nun die logischen Schaltungen vom funktioneilen Standpunkt aus betrachtet
werden, kann man das Folgende sagen.
Die logische Schaltung L1 weist zwei Speicher FF1 (für das Signal "Corr")
und FF2 (für den Stand des Zählers C1) auf, die einem Speicherwähler mit den
Toren 5, 6 und 7 zugeordnet sind und durch die Ausgänge S01 und S02 der Zähler C1 und' C2 und eine aus dem Tor 1 gebildete Verriegelungsschaltung gesteuert
werden.
Die logische Schaltung L2 weist einen Speicher FF3 für as Vorzeichen der
Korrektur, einen Frequenzwähler mit den Toren 13, 14 und 15 und dem Inverter 16, einen Rückstellwähler für die Zähler C1 und C2 mit den Toren B, 9, 10 und
11 und dem Inverter 12 und eine aus den Toren 2, 4 und 17 und dem Inverter 18 bestehende Verriegelungsschaltung auf.
Es ist klar, das3 das Zeitintervall zwischen den automatischen Korrekturen
beliebig sein kann, insbesondere verschieden von 30 Tagen, z.B. 20 oder
10 Tage. Daraus folgt, dass die zu korrigierende Grosse auch beliebig SBin
kann, z.B. grosser oder kleiner als +_ 30 Sekunden.
ttleiter kann die Mahnung an den Benutzer für die Synchronisation der Uhr mit
einer Bezugszeit ("Synchro"-Impuls) in verschiedener Weise erfolgen: Durch
Blinken der Anzeige oder eines Teiles davon bei einer Uhr mit Digital-Anzeige,
durch ruckende Bewegung des Sekundenzeigers bei Uhren mit Analoq-
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Anzeige, durch ein in regelmfissigen Abständen uiBderkehrendas akustisches
Signal, durch Erscheinen eines Zeichens oder Wortes auf der Anzeige usu.
Das beschriebene System hat den Vorteil, dass der Benutzer selbst eine
Korrektur des Ganges seiner eigenen Uhr ohne komplizierte Manipulationen durchführen kann. Es genügt, dass er ein einziges Mal im Augenblick eines
Zeitzeichens eine Drucktaste betätigt, um die Gangabueichung der Uhr einzuspeichern.
Dann korrigiert die Uhr automatisch in festgelegten Zeitabständen ihren eigenen Gang, ohne weitere Intervention uon Seiten des Benutzers.
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Claims (12)
- 285Ί223EBAUCHES ELECTRONIQUBS SA Marin / SchweizAM-.prUJHL'HEι Iy ι"lektrijnisches ZBitrrißssneriit mit automatischer Kurrektur dar n. r.iiL· einem Oszillator, einur Frequenzteilerkette, welche insbesondere csi ijolvunilGnzähler aufweist, mit Steuer— und Zeiteinstellmitteln, mit einer An— zeir.esteuerschaltung und mindestens einer Anzeigeeinheit, dadurch gekennzsichnet, dass es zwei Zähler (C1, C2) aufuieist, welche ein gleiches won der Frequenzteilerkette abgegebenes Signal uie der Sekundenzähler erhalten, wobei die genannten Zähler ausgelegt sind, um unter dar Wirkung der Steuermittel eine Gangabweichung des Zeitmessgerätes gegenüber einer Bezugszsit derart zu speichern, dass die genannte Gangabweichung durch die Differenz der Zählstünde der genannten Zähler dargestellt wird, und dass es weiter durch Signale won der Frequenzteilerkette gesteuerte logische Schaltungen (L1, L2) auf-Jiiit, mulche ausgelegt sind, um periodisch in Funktion der Grosse und des Vorzeichens der Gangabiueichung den bekundenzähler so zu steuern, dass an ..ßii.i.:!i .'u!!.-nang tdio ü ngahweichung automatisch korrigiert ist.
- 2. Zeitmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten '.tnuüimittel ein erstes Organ aufweisen, mit welchem eine erste Zeitain— stfilluny i1o5 Zeitmescgerätes durchgeführt uerden kann, und weiter ein zweites ür an mit welchem eine zweite Zniteinstellung und eine Einspeicherung der Clungabweichung des Zeitmessgerätes gegenüber einer OezuQszeit durchgeführt ^eriJEin kann, wobei die genannten Organe beim Erscheinen eines Signalnr» der ■,enannten Sezugszeit betätigt werden.909823/0683BAD ORIGINAL
- 3. Zeitmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zähler (U1, C2) ausgelegt sind, um pro Korrskturparioda sine in Sekunden gemessBne Zeitabiüeichung zu speichern, wobei die genannte Korrektur der Gangabueichung periodisch in Sekunden im genannten Sekundenzähler (C3) durchgeführt wird.
- 4. Zeitmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zähler (C1f C2) durch einen Speicher ersetzt werden können, der eine Gangab— uieichung in Sekunden pro Korrekturperiode speichern kann, wobei die genannte Korrektur der Gangabueichung periodisch in Sekunden im genannten Sekunden-Zähler (C3) durchgeführt wird.
- 5. Zeitmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass'die genannten Zähler (C1, C2) 6-8it-Binärzähler sind.
- 6. Zeitmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Schaltung (L1) zwei Speicher (FF1, FF2) aufueist, welche einem durch die Ausgänge der Zähler (C1, C2) gesteuerten Speicherwähler (5, 6. 7) zugeordnet sind, und eine durch eine Torschaltung (1) gebildete Verriegelungsschaltung.
- 7. Zeitmessgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die logi&che Schaltung (L2) einen l/orzeichenspeicher (FF3) aufweist, ferner einen Frequenzwähler (13, 14, 15, 16), einen wähler (8, 9, 10, 11, 12) für die Rückstellung der Zähler (C1, C2) und eine aus Toren (2, 4, 17) und einem Inverter (18) gebildete l/erriegelungsschaltung.
- 8. Zeitmessgerät nach Anspruch 1j dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Anzeige ausgelegt ist, um durch eine uisuelle Anzeige den Zeitpunkt für die EinspBicherung der genannten Zaitabwaichung mit Hilfe der genannten Steuer— mittel zu signalisieren. ^gg^/Qg^
- 9. Zeitmessgerät nach Anspruch B5 dadurch gekennzeichnet, dass die genannte visuelle Anzeige dadurch erfolgt, dass mindpstens ein Teil der Digitalanzeige blinkt.
- 10. Zeitmessgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte visuelle Anzeige dadurch erfolgt, dass ein Zeiger einer Analoganzeige ruckweise vorrückt.
- 11. Zeitmessgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte visuelle Anzeige dadurch erfolgt, dass auf der Anzeige eine Schrift erscheint.
- 12. Zeitmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine akustische Signalvorrichtung aufweist, um den Zeitpunkt für die Einspeicherung der genannten Gangabmeichung mit Hilfe der Steuermittel anzugeben.8 2 3 / C ft 3
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