DE3045122C2 - - Google Patents
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- DE3045122C2 DE3045122C2 DE19803045122 DE3045122A DE3045122C2 DE 3045122 C2 DE3045122 C2 DE 3045122C2 DE 19803045122 DE19803045122 DE 19803045122 DE 3045122 A DE3045122 A DE 3045122A DE 3045122 C2 DE3045122 C2 DE 3045122C2
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- G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
- G04G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
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- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
- G04C3/001—Electromechanical switches for setting or display
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern der
Funktionen einer elektronischen Uhr.
Gegenwärtig benutzte elektronische Uhren, insbesondere solche
mit numerischer Anzeige, sind häufig mit vielen Funktionen ausgestattet,
nämlich Zeiteinstellungen, Kurzzeitmessung, Alarm (auch mehrfach),
Zeitzoneneinstellung usw.
Diese unterschiedlichen Funktionen können mit Hilfe einer
oder mehrerer Kronen gesteuert werden, die am Umfang der Uhr
vorgesehen sind und in die Dicke der Uhr eingepaßt sind sowie
mechanisch auf einen elektrischen Kontakt einwirken, der auf
einem elektronischen, innerhalb des Uhrgehäuses befindlichen Modul
angeordnet ist.
Diese Kronen führen zu schwierig zu lösenden technologischen
Problemen, wenn man das Erfordernis der Abdichtung, der Zuverlässigkeit
und des Preises berücksichtigt, insbesondere dann,
wenn es sich um sehr flache Uhren handelt.
Es sich auch Einrichtungen bekannt, die die Rolle eines
elektronischen Ausschalters spielen und auf dem Prinzip der
Erfassung entweder einer Kapazitätsänderung oder einer Widerstandsänderung
beruhen, wenn der Benutzer seinen Finger an eine vorgegebene
Stelle des Uhrglases oder des Uhrgehäuses legt.
Der Nachteil einer Einrichtung mit kapazitiver Wirkung besteht in dem
erheblichen Energieverbrauch. Ein kapazitiver Teiler nämlich, in welchem
sich eine je nach der Position des Fingers variable Kapazität befindet,
muß ständig von einem Wechselstrom durchflossen werden.
Ein System mit resistiver Wirkung hat den Nachteil, daß es zusätzlich zu
dem hohen Energieververbrauch sehr empfindlich ist gegenüber Verschmutzungen,
die an der Oberfläche des Gehäuses anhaften. Es ist deshalb schwierig,
eine zuverlässige Funktion einer solchen Einrichtung sicherzustellen.
Darüber hinaus weisen die beiden letztgenannten Typen von Einrichtungen
ästhetische Probleme und technologische Probleme auf, die für die Herstellung
des Gehäuses zu erheblichen Schwierigkeiten führen. Man muß
nämlich die Kontaktflächen, die an den Finger angepaßt sind, mit den
elektrischen Verbindungen zum elektronischen Modul kombinieren unter Beachtung
des Erfordernisses der Dichtheit und Zuverlässigkeit sowie der
Ausnutzbarkeit der zur Verfügung stehenden Oberfläche.
Eine Anordnung zum Steuern mindestens einer Funktion einer in einem Gehäuse
untergebrachten elektronischen Uhr mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Merkmalen ist aus der Druckschrift DE-PS 25 40 486
bekannt. Dabei ist das Reibelement als eine Folge von Riefen auf einem
drehbaren Rädchen angeordnet, das mit einer Klinke oder dergleichen
zusammenwirkt und direkt oder indirekt manuell verdreht wird. Hierfür
muß selbstverständlich eine das Uhrgehäuse durchsetzende Durchbrechung
vorgesehen werden, was wiederum Probleme hinsichtlich der Abdichtung
aufwirft.
Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgleiche Anordnung derart weiterzubilden,
daß ein vollständig geschlossenes Uhrgehäuse verwendet werden
kann, ohne daß man auf die oben erläuterten, betriebsmäßig nachteiligen
kapazitiven oder resistiven Lösungen zurückgreifen muß.
Die genannte Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 genannten Merkmale gelöst; Weiterbildungen sind in den
Unteransprüchen definiert.
Die beigefügten Zeichnungen zeigen nur beispielshalber verschiedene
Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht eine erste Ausführungsform
eines Uhrgehäuses;
Fig. 2 ist ein Blockschema einer Ausführungsform des
elektronischen Moduls;
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des elektronischen
Moduls;
Fig. 4 zeigt ein erstes Beispiel für die Montage eines
piezo-elektrischen Dünnfilmwandlers in der Uhr
im Rahmen der Erfindung;
Fig. 5 zeigt ein zweites Beispiel für die Montage dieses
Wandlers in der Uhr bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 6a und 6b zeigen jeweils in unterschiedlichem Maßstab
das von dem Wandler nach Fig. 4 bzw. 5 erzeugte
Signal im Ansprechen auf das Führen des Fingernagels auf
einer geriffelten reibungsempfindlichen Zone;
Fig. 7 und 8 zeigen das vom Wandler gemäß der Erfindung abgegebene
Signal in Abhängigkeit von Stößen an die Seite
des Gehäuses bzw. auf das Uhrglas;
Fig. 9 ist ein Blockschema eines ersten Teils eines Signalverarbeitungskreises
für das vom Wandler gelieferte Signal gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 zeigt ein ins einzelne gehendes elektrisches Schaltbild
zur Fig. 9;
Fig. 11 ist ein elektrisches Schaltbild eines zweiten Teils
des Signalverarbeitungsschaltkreises für die Wandlersignale
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12a und 12b zeigen die Signale an verschiedenen Punkten der Schaltung der Fig. 11;
Fig. 13 zeigt eine erste Variante der Wandleranordnung;
Fig. 13a und 13b zeigen Deformationen, denen der Wandler
unterworfen ist, wenn der Finger über die geriffelte
Zone geführt wird;
Fig. 14 zeigt eine zweite Variante der Wandleranordnung;
Fig. 14a und 14b zeigen die Deformationen des Wandlers bei
Betätigung der geriffelten Zone mit dem Finger;
Fig. 15 und 16 zeigen jeweils ein Oszillogramm des
Signals, erzeugt vom Wandler der Fig. 14,
wenn sich der Fingernagel von links nach
rechts bzw. von rechts nach links auf der
geriffelten Zone bewegt;
Fig. 17 zeigt das elektrische Schaltbild eines Doppeldetektors
für die Polaritätsänderung, vorgesehen
in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 11 gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 18 ist ein Diagramm zur Erläuterung der elektrischen
Signale, welche in Abhängigkeit vom Profil der
geriffelten Zone erzeugt werden;
Fig. 19 zeigt im Teilschnitt eine zweite Ausführungsform des
Uhrgehäuses gemäß der Erfindung;
Fig. 20 stellt eine Einzelheit des Gehäuses nach Fig. 19 dar.
Fig. 21 zeigt eine erste Ausführungsform einer Drucktaste,
die zusammen mit dem Gehäuse einer Uhr geformt ist;
Fig. 22 zeigt eine zweite Ausführungsform einer zusammen mit
dem Uhrgehäuse geformten Taste;
Fig. 23 zeigt die elektronische Schaltung, welche die im Profil
einer geriffelten Zone enthaltene Information liefert,
und
Fig. 24 zeigt die Logikzustände an verschiedenen Punkten der
Schaltung nach Fig. 23.
Fig. 1 zeigt eine elektronische Uhr mit einem Gehäuse 1 und
einer numerischen Anzeige-Anordnung 2. Das Gehäuse 1 weist
an seinem Umfang drei Zonen 3, 4 und 5 auf, auf welchen sich
Rillen befinden, ähnlich dem Hieb einer Feile.
Diese geriffelten Zonen oder einfach Riffelungen tragen
Nuten mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt. Die Nuten
der Riffelungen 4 und 5 sind jeweils in Gruppen 4 a bis 4 c bzw.
5 a bis 5 d angeordnet, welche voneinander durch regelmäßige
Zwischenräume getrennt sind. Die erste Gruppe 4 a, 5 a dieser
beiden geriffelten Zonen umfassen beispielsweise vier Zähne.
Die beiden anderen Gruppen 4 b und 4 c der Riffelung 4 umfassen
jeweils drei Zähne, während die drei anderen Gruppen 5 b, 5 c und
5 d der Riffelung 5 jeweils nur von zwei Zähnen gebildet sind.
Der Benutzer kann die Riffelungen 3, 4 oder 5 mit seinem
Fingernagel oder einem anderen geeigneten Gegenstand, beispielsweise
einem Kugelschreiber, "ankratzen", was zu mechanischen
Vibrationen führt. Die letzteren werden akustisch
ohne bewegliches mechanisches Element oder elektrische Verbindung
zu einem elektronischen Schaltkreis übertragen, der
sich im Inneren der Uhr befindet und weiter unten beschrieben
wird.
Das Blockschema der Fig. 2 erläutert die Funktion der Anordnung
gemäß der Erfindung.
Das Gehäuse 1 der Uhr überträgt die mechanischen Vibrationen,
erzeugt durch das Reiben oder Kratzen eines Objekts auf den
Riffelungen 3, 4 oder 5, direkt zu einem mechanisch-elektrischen
Wandler 6. Der letztere liefert einem Diskriminator 7 ein
elektrisches Signal, das jeweils einen Impuls für jeden Zahn
der gekratzten Zone aufweist und demgemäß das elektrische Abbild
dieser Zone ist; diese Impulse bilden Gruppen, die voneinander
durch Zwischenräume getrennt sind, und jede Gruppe und
jeder Zwischenraum entspricht einer Zahngruppe bzw. einem Zwischenraum
zwischen Zahngruppen der gekratzten Zone. Der Diskriminator
7 erfaßt den Ursprung des elektrischen Signals und zählt die Zahl
der Impulse jeder Gruppe, wonach er ein Steuersignal für Funktionen
der Uhr an dem einen oder anderen seiner Ausgänge 7 a, 7 b bzw. 7 c
abgibt, je nachdem, ob die Riffelung 3, 4 oder 5 angekratzt worden
ist.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für einen elektrischen Modul, der
im Gehäuse 1 der Uhr befestigt ist. Dieser Modul umfaßt eine
piezo-elektrische Lamelle 12 aus Keramik, auf beiden Seiten
metallisiert, sowie einen Schaltkreis 14, in welchen alle
elektronischen Schaltungen der Uhr integriert sind, welche
von einer gedruckten Schaltung 16 getragen werden; die letztere
trägt außerdem einen Quarzresonator 18 und einen einstellbaren
Kondensator 20. Die Lamelle 12, die in diesem Ausführungsbeispiel
den Wandler 6 aus Fig. 2 darstellt, liefert ein elektrisches
Signal an den Schaltkreis 14, wenn sie durch mechanische Vibrationen
deformiert wird, die ihr vom Gehäuse 1 und dem gedruckten
Schaltkreis 16 übertragen werden. Ein solcher Wandler hat den
Vorteil, daß er im Ruhezustand keinen Strom verbraucht.
In einer anderen Ausführungsform besteht der Wandler 6 aus
einem piezo-resistiven Element, das in den Schaltkreis 14 zusammen
mit den anderen elektronischen Schaltkreisen integriert
ist. Die Vibrationen des Gehäuses werden dann erfaßt durch Veränderungen
des elektrischen Widerstandes dieses Elementes.
Der in der Steuereinrichtung gemäß Fig. 4, 5, 13 und 14 verwendete
Wandler ist durch einen Dünnfilm aus piezo-elektrischem
Material, wie Polyvinyliden-Fluorid (PVDF) gebildet, dessen
Eigenschaften darin bestehen, daß der Wandler kleine Kontraktionen
oder mechanische Deformationen erfassen kann, jedoch heftigen
Stößen standhält.
Man verwendet typischerweise einen Auffänger, gebildet aus
einem PVDF-Film 201 mit einer Dicke von 9 Mikron, 2 bis
3 mm Breite und 10 bis 20 mm Länge. Dieser Film wird auf beiden
Seiten metallisiert, um Elektroden für den Abgriff elektrischer
Signale zu schaffen, und in der Ausführungsform nach Fig. 4 ist
er auf einen Abschnitt 203 der Innenfläche eines Uhrgehäuses 202
geklebt, das in diesem Ausführungsbeispiel aus Metall besteht.
Das Gehäuse 202 weist auf seiner Seitenfläche 202 a eine geriffelte
oder genutete Zone 204 auf, mittels der der Uhrenbenutzer elektronische
Funktionen der Uhr in noch zu beschreibender Weise
steuern kann. Die geriffelte Zone 204 kann die folgenden Abmessungen
aufweisen: Länge 10 mm, Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zähnen 1 mm. Ein Chassis des elektronischen
Moduls 205 ist im Gehäuse 202 der Uhr befestigt; auf dem Chassis
205 ist ein Ende einer elektrisch leitenden Federlamelle 206 befestigt,
deren anderes Ende auf der metallisierten Innenseite 201 a
des Films 201 anliegt, mit welchem die Federlamelle auf diese Weise
in elektrischem Kontakt steht. Bei dieser Anordnung werden die
elektrischen Signale, erzeugt durch den Wandler, infolge mechanischer
Belastungen an der Riffelung oder an dem Gehäuse elektrisch
zwischen dem Gehäuse 202, das mit einem Pol der nicht dargestellten
Stromquelle der Uhr verbunden ist, und der Federlamelle 206 abgegriffen.
Die mechanischen Deformationen des Gehäuses 202 und danach
diejenigen des Auffängers 201 werden von dem letzteren in
elektrische Signale umgewandelt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 umfaßt der piezo-
elektrische Wandler einen PVDF-Film 207, aufgebracht auf
eine elektrisch leitende Federlamelle 208, deren eines Ende
bei 208 a am Chassis 205 des elektronischen Moduls der Uhr
befestigt ist.
Der PVDF-Film 207, aufgeklebt auf die Federlamelle 208, bedeckt
das freie Ende 209 dieser Lamelle mit der Form eines
Hakens, und an der Stelle dieses Endes 209 wird der Film 207
elastisch in Kontakt gegen einen Abschnitt 203 der Innenwand
des Gehäuses 202 gehalten infolge der Elastizität der Lamelle
208. Wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Film
207 auf seinen beiden Seiten metallisiert, und die von ihm erzeugten
elektrischen Signale bei mechanischen Aktionen auf der
Riffelung 204 oder auf dem Gehäuse 202 werden elektrisch aufgefangen
zwischen dem Gehäuse 202 und der elektrisch leitenden
Federlamelle 208, deren Ende 208 a elektrisch mit einer nicht
dargestellten Klemme des elektronischen Uhrenschaltkreises verbunden
ist.
Demgemäß sind es in der Ausführungsform nach Fig. 5 die
Relativbewegungen zwischen dem Gehäuse 202 und dem Chassis 205
des elektronischen Moduls der Uhr, welche unter Modifikation der
Krümmung der Federlamelle 208 und infolgedessen des Wandlers
207 durch den letzteren in elektrische Signale umgeformt werden.
Fig. 6 zeigt ein Oszillogramm eines elektrischen Signals
230, das von dem Wandler nach Fig. 4 oder nach Fig. 5 bei
Überstreichen zweier aufeinanderfolgender Zähne der Riffelung
204 mit dem Fingernagel geliefert wird; Fig. 6b zeigt in
vergrößertem Maßstab das entsprechende Signal beim Überstreichen
eines Zahns derselben Riffelung 204 mit dem Fingernagel.
Das Überstreichen mit dem Fingernagel auf einem Zahn
der Riffelung 204 führt zunächst zu einer Extensionsdeformation
und danach zu einer Kompressionsdeformation des Gehäuses 202.
Das entsprechende elektrische Signal, geliefert vom Wandler,
weist zunächst eine ins Positive gehende Spannungsspitze 230 a
auf, welche der Extension des Gehäuses 202 entspricht, danach
gefolgt von einer Spannungsspitze negativer Polarität 230 b,
entsprechend der Kontraktion des Gehäuses. Ein solches Signal
ist charakteristisch für den Übergang des Fingernagels über
jeweils einen Zahn der geriffelten Zone 204.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Oszillogramme der elektrischen
Signale 233, 234, die von dem Wandler nach Fig. 4 oder nach
Fig. 5 infolge Stößen erzeugt werden, die auf die Seite des
Gehäuses 202 bzw. auf das (nicht dargestellte) Uhrglas geführt
werden. Man erkennt, daß diese Signale 233, 234 aus einer
Spannungsspitze einer einzigen Polarität, positiv oder negativ,
bestehen je nach der Stelle, wo der Stoß auf die Uhr erfolgt.
Man erkennt außerdem, daß die Stöße auf die Uhr Signale mit einer
Amplitude erzeugen, die größer ist als jene der Signale, die von
dem Kratzen der geriffelten Zone 204 mit dem Fingernagel hervorgerufen
werden.
Das Vorstehende zeigt, daß die Signale, erzeugt von einer
Einwirkung auf die Riffelung 4, deutlich unterschiedlich sind
gegenüber Signalen, die durch Stöße auf die Uhr hervorgerufen
werden. Infolgedessen ist der Wandler gemäß der Erfindung
selektiv: er erlaubt zwischen den unterschiedlichen einwirkenden
mechanischen Kontraktionen zu unterscheiden, derart, daß eine
Amplitudendetektion in Verbindung mit einer Erfassung der
Polaritätsänderung die beiden oben erwähnten Signaltypen
zu diskriminieren gestattet.
Zu dem Zweck wird das vom Wandler erzeugte Signal in einem
Schaltkreis verarbeitet, der einen ersten Vorverarbeitungsteil
der Signale, dargestellt in Fig. 9 und 10, sowie einen Signalanalyseteil
umfaßt, der in Fig. 11 dargestellt ist, um die
Nutzsignale von jenen zu unterscheiden, die durch Stöße oder
Rauschen ausgelöst werden.
Fig. 9 zeigt, daß der Wandler 6 oder 201 oder 207 mit dem
Eingang eines Vorverstärkers 210 verbunden ist, gefolgt von
einem Verstärker 211. Der letztere ist kombiniert mit einem
Filter, das die Dauerkomponente und die hochfrequenten Komponenten
des vom Wandler abgegebenen Signals eliminiert. Das
Ausgangssignal des Verstärkers 211 wird an den Eingang eines
Amplitudendiskriminators 212 angelegt, welcher vier Ausgänge
A, B, C und D aufweist.
Fig. 10 zeigt, daß der Vorverstärker 210 einen Operationsverstärker
213, verbunden mit Widerständen R 1 bis R 3 umfaßt.
Die Widerstände R 1 bis R 3 sind so gewählt, daß die Verstärkung
des Vorverstärkers 201 zwischen etwa 100 und 1000 liegt.
Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 210 weist im wesentlichen
dieselbe Form auf wie das vom Wandler gelieferte Signal. Der Ausgang
des Vorverstärkers 210 ist verbunden mit dem Eingang eines
Verstärkers 221, der einen Eingangskondensator C 1 zum Eliminieren
der Gleichstromkomponente des Eingangssignals aufweist, sowie
einen Operationsverstärker 214, der als Tiefpaß-Aktiv-Filter
mit Hilfe der Elemente C 2, R 4 und R 5 in an sich bekannter Weise
ausgelegt ist. Weil die Passage des Fingernagels über die Riffelung
204 ein Signal niedriger Frequenz zur Folge hat, besteht
die Rolle des Kreises 211 darin, parasitäre Signale hoher
Frequenz zu eliminieren, die dem Nutzsignal überlagert sind.
Der Verstärker 211 liefert sein Ausgangssignal an den Eingang
des Amplitudendiskriminators 212. Dieser Amplitudendiskriminator
212 wird von vier Operationsverstärkern 215 bis 218, die jeweils
als Komparatoren geschaltet sind, gebildet. Die Verstärker 215
und 216 empfangen an ihren invertierenden Eingängen ein Gleichspannungsbezugssignal
V 1 bzw. V 2. Diese Verstärker 215, 216 erhalten
an ihren nicht invertierenden Eingängen das Signal geliefert
vom Verstärker 211. Die Gleichspannungsreferenzsignale
V 1 und V 2 werden von einem Spannungsteiler geliefert mit drei
Widerständen R 6, R 7 und R 8, die in Serie zwischen die +-Klemme
und die Klemme M der Stromversorgungsquelle der Uhr gelegt sind.
Die Verstärker 217 und 218 erhalten jeweils an ihrem nicht
invertierenden Eingang ein zugeordnetes Gleichspannungsreferenzsignal
-V 1 bzw. -V 2. Die Referenzgleichspannungssignale -V 1
und -V 2 werden von einem Spannungsteiler geliefert, der drei
Widerstände R 9, R 10 und R 11 in Serienschaltung zwischen der
Klemme - und M der elektrischen Stromversorgung der Uhr umfaßt.
Die Verstärker 217 und 218 erhalten an ihrem invertierenden
Eingang das Ausgangssignal des Verstärkers 211.
Die Verstärker 215, 216 sind so ausgebildet, daß sie an ihren
Ausgang A bzw. B ein Logiksignal "0" legen, solange die Amplitude
des an ihren nicht invertierenden Eingang gelegten Signals unter
dem Wert des Referenzsignals V 1 bzw. V 2 liegt, jedoch im gegenteiligen
Fall an ihren Ausgängen A bzw. B ein Logiksignal "1"
erscheint. In ähnlicher Weise sind die Verstärker 217 und 218
so ausgebildet, daß sie an den Ausgang C bzw. D ein Logiksignal
0 legen, solange die negative Amplitude des vom Verstärker 211
gelieferten Signals unter dem Referenzsignalwert -V 1 bzw. -V 2
liegt, während im anderen Fall das Logiksignal "1" ansteht. Die
Widerstände R 6 bis R 11 sind so gewählt, daß die Referenzspannungen
V 1 und -V 1, angelegt an die Verstärker 215 und 218, einen Absolutwert
aufweisen, der deutlich höher ist als der der Referenzspannungen
V 2 bzw. -V 2 an den Verstärkern 216 und 217. Infolgedessen
reagieren die Verstärker 215 und 218 nur auf Signale einer
höheren Amplitude, herrührend von auf die Uhr einwirkenden Stößen,
und sie lieferten an ihren jeweiligen Ausgang A bzw. B nur dann ein
Logiksignal "1", wenn die Amplitude des vom Verstärker 211 gelieferten
Signals beispielsweise +2,6 V bzw. -2,5 V übersteigt.
Die Verstärker 216 und 217 reagieren auf Signale kleiner Amplitude,
erzeugt durch das Ankratzen der Riffelung 204 mit dem Fingernagel,
und sie liefern auf ihre jeweiligen Ausgänge B bzw. C ein
Logiksignal "1", sobald die vom Verstärker 211 gelieferte Spannung
beispielsweise +100 mV bzw. -100 mV übersteigt.
Die Fig. 11, 12a und 12b zeigen, auf welche Weise die an den
Klemmen A bis D stehenden Logiksignale im zweiten Teil des Verarbeitungsschaltkreises
ausgenutzt werden. Dieser zweite Teil
umfaßt einen Polaritätsänderungsdetektor 231, welcher einen
monostabilen Schaltkreis 223 und ein UND-Gatter 222 mit drei
Eingängen umfaßt. Der Eingang des monostabilen Schaltkreises
223 ist mit der Klemme C verbunden, während sein Ausgang F
an einem der Eingänge des Gatters 222 liegt. Ein zweiter Eingang
des Gatters 222 ist mit der Klemme B verbunden. Die
Klemmen A und D sind an die Eingänge eines NICHT-ODER-Gatters
219 gelegt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines monostabilen
Schaltkreises 222 verbunden ist; der Ausgang des monostabilen
Schaltkreises 220 ist mit einem dritten Eingang des UND-Gatters
222 des Kreises 231 verbunden über einen Inverter 221. Diese
Elemente 219, 220 und 221 bilden einen Detektorkreis für
Signale 235 erhöhter Amplitude.
Die Arbeitsweise des kompletten Verarbeitungsschaltkreises
bei Vorliegen von Nutzsignalen, erzeugt durch Überstreichen
der Riffelung 204 mit dem Fingernagel, jedoch bei Fehlen parasitärer
Signale hoher Amplitude, etwa solcher, wie sie durch
Stöße hervorgerufen werden, wird nachstehend unter Bezugnahme
auf die Diagramme der Fig. 12a erläutert.
Beim Fehlen von Signalen hoher Amplitude an den Ausgängen
A und D des Diskriminators 212 ist der Ausgang E des Inverters
221 auf Pegel "1". Ein Nutzsignal 230, wie es etwa in Fig. 6b
dargestellt ist und verstärkt worden ist durch die Verstärker
210 und 211, erzeugt an den Klemmen B und C die Logiksignale B 1
bzw. C 1. Das Signal C 1 entspricht der positiven Spitze 230 a
des Signals 230 und das Signal B 1 der negativen Spitze 230 b
dieses Signals 230. Die Dauer dieser Signale B 1 und C 1 hängt
ab von der Dauer des vom Wandler 201 bzw. 207 gelieferten Signals
sowie von der Erfassungsschwelle V 2 bzw. -V 2 des Amplitudendiskriminators
212. Die Abstiegsflanke des Signals C 1 löst den
monostabilen Schaltkreis 223 aus, der an seinem Ausgang ein
Signal F 1 der festen Dauer τ₂ liefert, festgelegt durch die
Zeitkonstante, die ihrerseits eine Funktion des Wertes der
Elemente R 13 und C 5 des Kreises 223 ist. Das Signal B 1, das
einen kurzen Augenblick später eintrifft, öffnet das UND-Gatter
222, welches seinerseits an seinen Ausgang G ein Logiksignal G 1
liefert, das mit dem Ende des Impulses F 1 vom monostabilen
Schaltkreis
223 endet. Dieses Signal G 1 ist das gewünschte
Signal, erhalten infolge des Überstreichens der Riffelung 204
mit dem Fingernagel.
Fig. 12b illustriert das Verhalten des Verarbeitungsschaltkreises
bei Vorliegen eines Signals hoher Amplitude, etwa der
Signale 233 und 234 nach Fig. 7 bzw. Fig. 8. Sobald der positive
Abschnitt des Signals 234 der Fig. 8 die Referenzspannung
+V 2 übersteigt, liefert der Diskriminator 212 auf seinen Ausgang
C das Logiksignal C 1 entsprechend einer geringen Amplitude. Sobald
das Signal 234 dann die Referenzspannung +V 1 übersteigt,
liefert der Diskriminator 212 auf seinen Ausgang D ein Signal
D 1 entsprechend einer hohen Amplitude. Das Signal D 1 wird an
einen Eingang des Detektors für Signale hoher Amplitude 235
(Fig. 11) mit den Elementen 219, 220 und 221 gelegt. Bei Eintreffen
des Signals D 1 schaltet der Ausgang des NICHT-ODER-
Gatters 219 vom Zustand "1" auf Zustand "0", was den monostabilen
Schaltkreis 220 auslöst, welcher einen Impuls der
Dauer t₁ abgibt; die letztere ist festgelegt durch die Zeitkonstante
in Funktion der Werte der Elemente R 12 und C 3, die
einen Teil des Schaltkreises 220 bilden. Während der Dauer
τ₁ dieses Impulses liefert der Inverter 221 das Signal E 1,
welches das Gatter 222 sperrt, dessen Ausgang G demgemäß auf
Pegel 0 bleibt. Wie im vorhergehenden Falle läßt die Abstiegsflanke
des Impulses C 1 den monostabilen Schaltkreis 223 kippen
und an seinen Ausgang den Impuls F 1 der Dauer τ₂ liefern,
welcher Impuls an einen Eingang des Gatters 222 gelegt wird.
Die Elemente R 12 und C 3 sind jedoch noch so bemessen, daß in
jedem praktisch vorkommenden Fall der Impuls E 1 nach dem Ende
des Impulses F 1 endet. Dieser letztere hat demgemäß überhaupt
keine Wirkung, und der Ausgang F des Gatters 222 bleibt auf
dem Pegel "0". Da darüber hinaus das Signal C 1 auf dem Pegel "0"
bleibt, gilt dies in gleicher Weise auch für das Signal F 1 und
sperrt damit das Gatter 222.
Die Fig. 12b zeigt noch, daß dann, wenn der Wandler ein Signal
233 negativer Polarität liefert, wie in Fig. 7 dargestellt, ein
Signal B 1 an der Klemme B erscheint, gefolgt von einem Signal A 1
an Klemme A. Dieses Signal A 1 löst ebenfalls den monostabilen Kreis
220 aus. Wie im vorhergehenden Falle sperrt das resultierende
Signal E 1 das Gatter 222, dessen Ausgang G auf dem Pegel "0" bleibt.
Die Verbindung des Aufnehmers, der oben unter Bezugnahme auf
Fig. 4 und 5 beschrieben wurde, mit den in Fig. 10 und 11 dargestellten
Schaltkreisen, welche unter anderem den Polaritätsänderungsdetektor
231 und den Detektor 235 für Signale hoher
Amplitude umfassen, ergibt demgemäß ein Ausgangssignal G 1 nur
in dem Fall, in welchem das vom Aufnehmer erzeugte Signal eine
Polaritätsänderung aufweist und eine vorgegebene Amplitude
nicht übersteigt, wodurch es sich als das Nutzsignal 230 erweist,
das durch Reiben oder Kratzen mit dem Fingernagel auf
der Riffelung 204 entstanden ist. Wenn umgekehrt der Auffänger
ein parasitäres Signal abgibt, das keine Polaritätsänderung aufweist
und/oder eine bestimmte Amplitude übersteigt, welches
Signal beispielsweise durch einen Stoß auf das Uhrgehäuse oder
Uhrglas hervorgerufen wird, bleibt das Ausgangssignal G 1 dauernd
bei "0", womit dieses parasitäre Signal eliminiert wird.
Wenn man zwei unterschiedliche Funktionen der Uhr steuern
will durch Abhängigkeit von der Kratzrichtung des Fingernagels
auf der Riffelung, kann man vorteilhafterweise den Wandler im
Uhrgehäuse derart anordnen, daß das von ihm gelieferte Signal
unterschiedlich ist, je nach der Bewegungsrichtung des Fingernagels
auf der Riffelung.
Fig. 13 zeigt eine erste Form der Anordnung des Auffängers
224 in dem Gehäuse der Uhr, welche Anordnung eine solche Unterscheidung
ermöglicht. Wie im Falle der Fig. 4 ist der Wandler
ein Film 224 aus piezo-elektrischem Material, das auf einen Abschnitt
203 der Innenfläche des Gehäuses geklebt ist. Wie im
Fall der Fig. 12 erstreckt sich dieser Oberflächenabschnitt 203
im wesentlichen senkrecht zur Längsachse 204 a der Riffelung 204,
welche Achse senkrecht zu den Riffelungen oder zu dem Hieb dieser
"Feile" verläuft. Das linke Ende 224 a des Auffängers 224 kann als
feststehend angesehen werden. Fig. 13a zeigt, daß der Wandler 224
einer Auslenkung in Richtung des Uhrenzentrums unterworfen ist,
wenn der Fingernagel 228 von oben nach unten über die Riffelung
204 kratzt. Diese Auslenkung entspricht einer Verringerung des
Krümmungsradius des Wandlers. Fig. 12b zeigt, daß der Wandler 224
einer Flextion in der anderen Richtung unterliegt, sobald der
Fingernagel 228 sich von unten nach oben längs der Riffelung 204
bewegt, bezogen auf die Darstellung der Fig. 13. Diese Flextion
entspricht einer Vergrößerung des Krümmungsradius des Wandlers.
Demgemäß haben die Deformationen des Wandlers 224 umgekehrte
Richtung, so daß das von ihm abgegebene elektrische Signal ebenfalls
von der Kratzrichtung des Fingernagels 228 auf der Riffelung
204 abhängt. Die Kratzrichtung kann demgemäß erfaßt werden.
Fig. 14 zeigt eine zweite Variante der Anordnung des piezo-
elektrischen Wandlers 226 im Gehäuse 225 der Uhr. Wie im vorhergehenden
Falle ist der Wandler ein Film aus piezo-elektrischem
Material, das auf einen Abschnitt 203 der Innenfläche des Gehäuses
225 geklebt ist. Der Oberflächenabschnitt 203 erstreckt sich in
einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse 227 der
Riffelung 227, die in diesem Falle auf der Oberseite des Gehäuses
225 angeordnet ist. Das obere Ende 226 a (in Fig. 14) des Wandlers
226 kann als festliegend angesehen werden, und Fig. 14a zeigt,
daß der Wandler 226 einer Auslenkung oder Flextion in Richtung
des Uhrenzentrums unterworfen wird, wenn der Fingernagel 228 auf
der Riffelung 227 von rechts nach links (Darstellung der Fig. 14)
geführt wird. Diese Auslenkung entspricht einer Verringerung des
Krümmungsradius des Wandlers 226. Fig. 14b zeigt, daß der Wandler
226 einer Auslenkung in entgegengesetzter Richtung unterworfen wird,
sobald der Fingernagel 228 sich von links nach rechts auf der
Riffelung 227 in der Darstellung der Fig. 14 bewegt. Diese Auslenkung
entspricht einer Vergrößerung des Krümmungsradius des
Wandlers 226. Da demgemäß die Deformationen des Wandlers entgegengesetzte
Richtung haben, hängt auch das von ihm gelieferte
elektrische Signal von der Kratzrichtung des Fingernagels auf
der Riffelung ab. Die Kratzrichtung kann auf diese Weise ermittelt
werden. Allgemein kann festgestellt werden, daß der Wandler aus
einem piezo-elektrischem Film empfindlich gegen die Bewegungsrichtung
des Kratzorgans auf der Riffelung gemacht wird, sobald
der Wandler in dem Gehäuse mit seinen beiden Enden 224 a und 224 b
bzw. 226 a, 226 b in deutlich unterschiedlichem Abstand von der
Riffelung 204 bzw. 227 angeordnet wird. In der Ausführungsform
nach Fig. 13 beispielsweise ist das Ende 224 a deutlich weiter
von der Riffelung 204 entfernt als das Ende 224 b.
Fig. 15 und 16 zeigen die Oszillogramme des Signals 230
des Wandlers aus Fig. 14, wenn der Fingernagel über einen
Zahn gleitet, und zwar von links nach rechts bzw. von rechts
nach links auf der Riffelung 227. Im ersteren Falle erkennt
man einen schnellen Übergang des Signals 230 vom Negativen zum
Positiven (Fig. 15), während im zweiten Falle ein schneller
Übergang vom Positiven zum Negativen erfolgt (Fig. 16).
Die Erfassungsschaltkreise für die vom Wandler gelieferten
Signale sind so ausgewählt, daß sie den einen vom anderen
Polaritätsübergang gemäß Fig. 15 bzw. 16 unterscheiden können.
Zu diesem Zweck wird der Polaritätserfassungskreis 231 gemäß
Fig. 11 ersetzt durch den Schaltkreis 232 gemäß Fig. 17. Wie
man in Fig. 17 erkennt, unterscheidet der Schaltkreis 232 sich
von dem Schaltkreis 231 durch die Tatsache, daß er zusätzlich
ein zweites UND-Gatter 224′ aufweist sowie einen zweiten monostabilen
Schaltkreis 223′. Der Eingang des monostabilen Schaltkreises
223′ ist mit der Klemme B verbunden, während der Ausgang
dieses monostabilen Schaltkreises mit einem der Eingänge des UND-
Gatters 222′ verbunden ist, von dem ein zweiter Eingang zu der
Klemme C führt und von dem ein dritter Eingang mit der Ausgangsklemme
des Inverters 221 verbunden ist. Auf diese Weise erscheint
je nach der Überstreichrichtung des Fingernagels auf der Riffelung
ein Impuls entweder am Ausgang G des Gatters 222 oder am Ausgang
G′ des Gatters 222′ für jeden Durchgang des Fingernagels über
einen Zahn der Riffelung. Diese Impulse können, falls erwünscht,
dazu dienen, die Zählrichtung eines umkehrbaren, nicht dargestellten
Zählers zu steuern, beispielsweise Vorwärtszählung in
Abhängigkeit von Impulsen an der Ausgangsklemme G des Gatters
222 und Rückwärtszählung in Abhängigkeit von Impulsen, die an
der Ausgangsklemme G′ des Gatters 222′ erscheinen.
Andere Relativanordnungen der Riffelung und des Aufnehmers
sind möglich. Es genügt, daß der Aufnehmer Deformationen in
unterschiedlichen Richtungen unterworfen wird je nach der Überstreichrichtung
des Fingernagels auf der Riffelung.
Das Gehäuse wurde in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
als aus Metall bestehend angenommen, könnte jedoch auch aus
isolierendem Material aufgebaut sein. Die elektrische Verbindung
des Wandlers mit einem Pol oder einer Klemme der Versorgungsquelle
kann auch durch eine Metallisierung erfolgen, die auf der
Innenwandung des Gehäuses vorgenommen wird, insbesondere an dem
Ort, wo der Wandler befestigt ist, wobei diese Metallisierung mit
den entsprechenden Polen der Versorgungsquelle verbunden wird.
Fig. 18 zeigt jeweils neben dem Profil der drei Riffelungen
22, 24 und 26 die entsprechenden elektrischen Signale in
idealisierter Form, bezeichnet mit 32, 34 und 36, wie sie von
dem Wandler 6 oder 201 oder 207 oder 224 oder 226 erzeugt werden.
Jeder Spitze eines Dreiecks, das das Profil der Riffelung darstellt,
entspricht ein kurzer elektrischer Impuls.
Jedes Signal 32, 34 oder 36 kann beispielsweise eine erste
Folge von vier Impulsen a umfassen, entsprechend den vier ersten
Zähnen der Riffelung 22, 24 und 26, was als Bezugssignal oder
Synchronisationssignal dient. Dieser ersten Impulsfolge folgen
drei Impulsfolgen b bzw. c bzw. d, entsprechend den zwei, drei
bzw. vier Zähnen der Riffelungen 22, 24 bzw. 26. Diese letztgenannten
Impulszüge enthalten die Information, bestimmt zur
Steuerung der entsprechenden gewünschten Funktion der Uhr.
Dieser Aufbau der Impulse hat zum Ziel, das Signal unempfindlich
gegen paraitäre Vibrationen zu machen.
Die Erfassung der Impulszüge und der in ihnen enthaltenen
Information basiert auf der folgenden Beobachtung: Wenn die
geriffelte Zone mit einer vernünftigen Geschwindigkeit angekratzt
wird, und dies ist in der Praxis eigentlich immer der
Fall, so übersteigt die Veränderung der Geschwindigkeit vom
Beginn bis zum Ende des Kratzvorgangs der Zone niemals einen
Faktor 2. Jeder Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen,
der größer als das Doppelte der Dauer ist, welche den ersten
dieser beiden Impulse von jenem trennt, der ihm vorangegangen ist,
kann deshalb als eine Pause betrachtet werden, die zwei Impulszüge
voneinander trennt. Das Prinzip des Diskriminatorkreises 7
besteht demgemäß darin, die Zeit zu messen, die zwischen zwei
Impulsen verstreicht, und diese Zeit zu vergleichen mit jener,
die den ersten dieser Impulse von dem ihm vorangehenden getrennt
hatte. Das Ergebnis dieses Vergleichs erlaubt festzulegen, ob
diese beiden Impulse ein Teil derselben Impulsfolge sind oder
nicht, und demgemäß die Anzahl von Impulsen jedes Impulszuges
zu zählen. Diese Anzahl schließlich bestimmt, welcher der Ausgänge
7 a, 7 b oder 7 c des Diskriminators 7 ein Steuersignal
abgibt.
Das Schema eines elektronischen Schaltkreises, geeignet zur
Realisierung dieser Funktionen, ist nur beispielshalber in Fig. 23
dargestellt.
Um die Beschreibung zu vereinfachen, werden die folgenden
Abkürzungen benutzt:
Logikzustand 0 bzw. 1: | |
"0" bzw. "1" | |
D-Flip-Flop: | FF |
Binärzähler: | CPT |
Rücksetzen auf Null (reset): | RAZ |
Eingang (bzw. Ausgang) i des Elementes X: | Eingang (oder Ausgang) Xi |
Ein Wandler 102, etwa einer der unter Bezugnahme auf Fig. 2
bis 5, 10 und 11 beschriebenen, ist mit dem Eingang 103 E eines
Verarbeitungsschaltkreises 103 verbunden, wie er etwa in Fig. 9,
10 und 11 dargestellt ist. Der Ausgang des Schaltkreises 103 ist
mit einem FF 104 verbunden über dessen Informationseingang 104 D.
Sein Ausgang 104 Q ist mit einem FF 106 verbunden über dessen Informationseingang
106 D. Der Ausgang 106 Q dieses Flip-Flops ist
verbunden mit dem ersten Eingang eines inversen ODER-Gatters 108,
dessen zweiter Eingang mit dem invertierten Ausgang 104 verbunden
ist, während sein Ausgang insbesondere mit dem Eingang eines
Inverters 110 verbunden ist.
Ein Quarz-Oszillator 112 wird als Zeitbasis verwendet und ist
mit dem Takteingang 114 H eines FF 114 verbunden. Der invertierte
Ausgang 114 führt zum Informationseingang 114 D, während der
nicht invertierte Ausgang 114 Q mit einem weiteren FF 116 an
dessen Takteingang 116 H verbunden ist. Der invertierte Ausgang
116 Q ist ebenfalls mit dem Informationseingang 116 D desselben
Flip-Flops verbunden, während sein nicht invertierter Ausgang
116 Q mit dem ersten Eingang eines ODER-Gatters 118 verbunden
ist. Der zweite Eingang des letzteren ist einerseits mit dem
Ausgang 114 Q und andererseits mit einem ersten Eingang eines
Inverter-ODER-Gatters 120 verbunden, das drei Eingänge besitzt.
Der zweite Eingang des Gatters 120 führt zum invertierten Ausgang
116 .
Der Ausgang des Inverters 110 ist mit einem ersten Eingang
eines Inverter-ODER-Gatters 122 und mit einem ersten Eingang
eines invertierten UND-Gatters 126 verbunden. Der zweite Eingang
des Gatters 122 ist einerseits mit dem Ausgang des ODER-
Gatters 118 und andererseits mit den Takteingängen 104 H und
106 H verbunden sowie mit einem ersten Eingang eines invertierten
ODER-Gatters 128.
Der zweite Eingang des Gatters 126 und ein erster Eingang
eines invertierten UND-Gatters 130 sind miteinander verbunden
sowie außerdem mit dem Ausgang des Gatters 120. Die zweiten
Eingänge der Gatter 128 und 130 sind miteinander ebenfalls verbunden
sowie mit dem Ausgang 108.
Der Eingang 132 H eines Binärzählers CPT 132 mit zehn Stufen
ist mit dem Ausgang 126 verbunden, während sein Nullrücksetzeingang
132 RAZ mit dem Ausgang des Gatters 122 verbunden ist. Die
Ausgänge 132 Q 1 bis 132 Q 8 des CPT 132 sind jeweils verbunden einerseits
mit den Eingängen A 1 bis A 8 eines Binärkomparators 134 mit
neun Stufen, der aufgebaut sein kann wie der integrierte Schaltkreis,
welcher von der Firma National Semiconductors unter der
Bezeichnung MM 74 C 85 vertrieben wird, sowie andererseits mit
den Informationseingängen 138 D bis 152 D von acht FF 138 bis 152.
Die Ausgänge 132 Q 0 und 132 Q 9 führen jeweils zum Eingang 136 D
eines FF 136 bzw. zum Eingang A 9 des Komparators 134. Der Ausgang
132 Q 10 seinerseits ist einerseits verbunden mit den Vorselektrionseingängen
136 P bis 152 P der FF 136 bis 152 sowie
andererseits mit dem dritten Eingang des Gatters 120. Die neun
Eingänge B 1 bis B 9 des Komparators 134 sind jeweils mit neun
Ausgängen 130 Q bis 152 Q der FF 136 bis 152 verbunden. Die Takteingänge
136 H bis 152 H der FF 136 bis 152 sind untereinander
sowie mit dem Ausgang eines invertierten ODER-Gatters 154 verbunden,
das zwei Eingänge besitzt.
Der Ausgang des Gatters 130 ist einerseits mit dem ersten
Eingang des Gatters 154 und andererseits mit einem ersten Eingang
eines invertierten ODER-Gatters 156 verbunden.
Der Ausgang des Gatters 128 ist mit dem Takteingang 158 H
eines FF 158 verbunden. Der direkte Ausgang 158 Q des letzteren
ist einerseits mit dem zweiten Eingang des Gatters 154 und
andererseits mit einem ersten Eingang eines invertierten UND-
Gatters 160 verbunden, dessen zweiter Eingang an den Ausgang
des Gatters 122 angeschlossen ist.
Der Ausgang 132 Q 10 ist ebenfalls mit einem ersten Eingang
eines invertierten UND-Gatters 162 über einen Inverter 164 verbunden,
während der zweite Eingang des letztgenannten Gatters
an den Ausgang des Gatters 160 angeschlossen ist.
Der Ausgang A<B des Komparators 134 ist mit dem Informationseingang
158 D von FF 158 verbunden. Der invertierte Ausgang 158
des letzteren führt zum zweiten Eingang des Gatters 156.
Der Ausgang des Gatters 154 ist ferner mit dem Zähleingang
166 C eines Zählers 166 mit vier Stufen verbunden. Der Nullrücksetzteingang
166 RAZ dieses Zählers liegt am Ausgang des Gatters
162. Die Ausgänge 166 Q der Stufen des CPT 166 führen zu Eingängen
168 D eines Dekoders 168. Der Steuereingang 168 H des
letzteren ist mit dem Ausgang des Gatters 156 verbunden.
Bekanntlich kann man bei binärer Arithmetik die Division
einer beliebigen Zahl durch zwei einfach dadurch bewirken,
daß man alle Bits dieser Zahl um eine Stelle in Richtung auf
das niedrigststellige Bit hin verschiebt. Dieses letztgenannte
Bit repräsentiert dann den Rest, der bei der Division verbleibt.
Demgemäß ist es eine Zahl N₂′ gleich der Hälfte der Zahl
N₂, welche an die Eingänge A₁ bis A₉ des Komparators 134 angelegt
wird. Das niedrigststellige Bit von N₂ nämlich, das
repräsentiert wird durch den Logikzustand am Ausgang 132 Q 0
des Zählers 132, liegt nicht am Komparator 134 an. Es ist das
Bit von N₂ das folgt, das repräsentiert wird durch den Logikpegel
am Ausgang 132 Q 1 des Zählers 132, welches an den ersten
Eingang A₁ des Komparators 134 angelegt wird, während die folgenden
Bits von N₂ in aufsteigender Reihenfolge ihres Stellenwertes
an die Eingänge A₂ bis A₉ des Komparators 134 angelegt sind.
Wie praktische Versuche gezeigt haben, unterscheiden sich
die Zeiten T₁ und T₂ niemals um mehr als 10 bis 15%, wenn
aufeinanderfolgende Zähne der Riffelung überstrichen werden.
Der Ausgang A<B des Komparators 134 liegt demgemäß immer
auf "0" bis zu dem Augenblick, wo der dritte Impuls IMP erscheint,
da die Hälfte der Zeit T₂, repräsentiert durch die Binärzahl N₂′
und angelegt an die Eingänge A₁ bis A₉ des Komparators 134, mit
Sicherheit kleiner ist als die Zeit T₁, repräsentiert durch die
Binärzahl N₁ und angelegt an die Eingänge B₁ bis B₉ des Komparators
134.
Der FF 158 wird demgemäß bei Null gehalten, und der folgende
Impuls Φ₁ wird von den Gattern 130 und 154 an den Takteingang
des Registers 136-152 übertragen. Dieser Impuls bewirkt die
Verschiebung der Zahl N₂ in das Register 136-152, wo sie die
Zahl N₁ ersetzt. Gleichzeitig wird der Zähler 166 aufwärts gezählt,
und sein Zählstand gelangt von eins auf zwei. Der Ausgang
des Gatters 156 bleibt noch auf "0".
Der Übergang von Φ₂ auf "0" unmittelbar vor dem Ende des
Impulses IMP bewirkt das Rücksetzen auf Null des Zählers 132,
wie oben beschrieben.
Die Funktion im einzelnen der Schaltung nach Fig. 23 wird
nachstehend mit Hilfe des Diagramms der Fig. 24 erläutert, in
der die Logikzustände an unterschiedlichen Punkten dieser
Schaltung wiedergegeben sind.
Der Quarz-Oszillator 112, der als Zeitbasis benutzt wird,
liefert Impulse mit einer Frequenz von etwa 32 kHz an den
Takteingang des Flip-Flops 114. Die Flip-Flops 114 und 116
teilen diese Frequenz durch zwei und durch vier und die Ausgänge
114 Q und 116 Q liefern Impulse mit Folgefrequenzen von
16 kHz bzw. 8 kHz.
Das Gatter 120 liefert an seinem Ausgang ein Signal Φ₁,
sobald seine drei Eingänge auf "0" liegen. Dieses Signal Φ₁
wird demgemäß gebildet von Impulsen der Frequenz 8 kHz und
mit einer Dauer gleich einer Halbperiode des Signals von
16 kHz, geliefert vom Ausgang 114 Q.
Der Ausgang des Gatters 118 liefert ein Signal Φ₂ mit
identischer Form wie das Signal Φ₁, jedoch um eine Halbperiode
verschoben und invertiert relativ zu dem letzteren.
Der Oszillator 112, die beiden FF 114 und 116 und die beiden
Gatter 118 und 120 bilden auf diese Weise einen Zweiphasengenerator,
welcher die Signale Φ₁ und Φ₂ abgibt.
Sobald eine der Riffelungen vom Benutzer angekratzt wird,
erzeugt der Schaltkreis 103 ein Logiksignal G₁ am Informationseingang
des FF 104. Der letztere, gesteuert vom Signal Φ₂, das
an seinen Takteingang angelegt ist, erzeugt demgemäß an seinem
Ausgang 104 Q Impulse der gleichen Periode wie jene der Impulse
103 E und mit einer Dauer gleich einem genauen Vielfachen der
Periode des Signals Φ₂.
Der FF 106 kippt um eine Periode des Signals Φ₂ später als
der FF 104 und liefert infolgedessen an seinen Ausgang 106 Q
ein Signal gleicher Form wie das Signal, das am Ausgang 104 Q
steht, jedoch um eine Zeit verschoben gleich einer Periode
des Signals Φ₂.
Die beiden an den Ausgängen 104 Q und 106 Q stehenden Signale
werden an die Eingänge des invertierenden ODER-Gatters 108 angelegt,
das an seinem Ausgang einen Impuls IMP erzeugt mit einer
Dauer von etwa 122 µs (eine Periode des Signals Φ₂) für jeden Impuls,
der vom Schaltkreis 103 geliefert wird.
Solange keine der Riffelungen gekratzt wird, bleibt das
Signal IMP auf dem Logikpegel "0". Der Eingang 132 RAZ steht
demgemäß ebenfalls auf "0", und der Zähler 132 kann die Impulse
zählen, die an seinem Eingang 132 H liegen.
Es sei zunächst angenommen, daß der Ausgang 132 Q 10 dieses
Zählers auf "0" liegt; das Gatter 120 liefert an seinen Ausgang
Impulse Φ₁ wie oben beschrieben. Diese Impulse werden
zum Eingang 132 H über Gatter 126 übertragen, dessen erster
Eingang auf "1" liegt.
Sobald der Ausgang 132 Q 10 auf "1" springt, d. h. sobald der
Zähler 132 seinen Maximalzählstand erreicht, gelangt der Ausgang
des Gatters 120 auf "0" und bleibt dabei. Der Zähler 132
erhält demgemäß keine Impulse mehr an seinem Eingang 132 H, und
er bleibt in diesem Zustand blockiert. Gleichzeitig sind die
FF 136 bis 152 sämtlich in einen Schaltzustand versetzt worden,
wo ihr Ausgang Q auf "1" liegt, und der CPT 166 wird auf 0 gesetzt
vom Signal "1", das er an seinem Eingang 166 RAZ über den
Inverter 164 und das Gatter 162 empfängt.
Der Ausgang "A<B" des Komparators steht auf "0". Der
Ausgang 158 Q des FF 158, an dessen Eingang 158 H invertiert
das Signal Φ₂ anliegt, gelangt auf "0", falls er nicht bereits
in diesem Zählzustand befindlich ist.
Die Funktion der Schaltung, während der Benutzer eine Riffelung
ankratzt, wird nachstehend erläutert, wobei als Beispiel
der Fall angenommen wird, daß diese Riffelung Gruppen von drei
Zähnen umfaßt, die voneinander durch Zwischenräume getrennt
sind.
Sobald der Benutzer beginnt, diese Riffelung zu kratzen und
deren ersten Zahn berührt, liefert das Gatter 108 einen Impuls
IMP wie dies oben beschrieben wurde. Während dieses Signal IMP
auf "1" liegt, gelangt demgemäß der erste Eingang des Gatters
122 auf "0". Sobald das Signal Φ₂ seinerseits auf "0" geht, wird
der Eingang 132 RAZ zu "1", womit der Zähler 132 auf "0" gesetzt
wird. Der Ausgang 132 Q 10 des letzteren und demgemäß der dritte
Eingang des Gatters 120 gelangen auf "0".
Sobald das Signal IMP wieder auf "0" zurückkehrt, beginnt
der Zähler 132 wieder an seinem Eingang 132 H die Impulse Φ₁
zu empfangen, welche das Gatter 120 von neuem liefern kann.
Da sein Eingang 132 RAZ wieder auf "0" liegt, beginnt er, diese
Impulse Φ₁ zu zählen. Der FF 158 empfängt ein Signal "1" an
seinem Eingang 158 H immer dann, wenn das Signal Φ auf "0" geht,
er kippt jedoch nicht, da der Ausgang A<B des Komparators
134 bei "0" bleibt.
Sobald das Signal IMP wieder auf "1" geht, in dem Augenblick
wo der Benutzer den zweiten Zahn der Riffelung überstreicht, wird
das Gatter 126 blockiert durch das Signal "0", das an seinem
ersten Eingang erscheint, und der Zähler 132 beendet den Zählvorgang
in einem Zählstand entsprechend der Anzahl N₁ von Impulsen
Φ₁, die er empfangen hat; diese Zahl ist kleiner als seine Zählkapazität.
Diese Zahl N₁ ist ein Maß für die Dauer T₁, welche
den Beginn des ersten Impulses IMP von dem Ende des vorhergehenden
getrennt hat. Diese Dauer wird mit T₁ in der nachfolgenden
Erläuterung bezeichnet.
Da die Flip-Flops 136 bis 152 sämtlich im Augenblick an ihrem
Q-Ausgang auf "1" liegen, war der Ausgang "A<B" des Komparators 134 auf
"0" geblieben und der FF 158 hat nicht gekippt. Der zweite Eingang
des Gatters 154 steht demgemäß auf "0". Der Ausgang dieses
Gatters springt auf "1", sobald das Signal Φ₁ selbst auf "1" geht,
was die Verschiebung des augenblicklichen Zustandes an den Ausgängen
Q₀ bis Q₈ des Zählers 132 zu den Ausgängen 136 Q bis 152 Q
der FF 136 bis 152 zur Folge hat. Das von den letztgenannten FF
gebildete Register speichert demgemäß jetzt in Form der Binärzahl
N₁ neun Bits, die Zeit T₁, welche die beiden ersten Impulse
IMP voneinander getrennt hat.
Das Signal "1" vom Ausgang des Gatters 154 wird ebenfalls an
den Takteingang des Zählers 166 angelegt, dessen Zählstand von
Null auf eins geschaltet wird. Der Ausgang 158 steht immer
noch auf "1", so daß der Ausgang des Gatters 156 auf "0" bleibt.
Sobald das Signal Φ₂ auf "0" kommt, vor dem Ende des Impulses
IMP, springt der Eingang 132 RAZ auf "1", und der Zähler 132 wird
auf Null zurückgestellt.
Am Ende des Impulses IMP geht der erste Eingang des Gatters
126 wieder auf "1", und der Zähler 132 kann wieder die Impulse
des Signals Φ₁ zu zählen beginnen.
Sobald der dritte Zahn der Riffelung von dem Finger des Benutzers
erreicht wird oder von dem Gegenstand, mit dem diese
Riffelung gekratzt wird, wird ein dritter Impuls IMP vom Gatter
108 in der oben erläuterten Weise erzeugt. Der Zähler 132 bleibt
demgemäß stehen, und sein Zählstand entspricht der Zeit T₂, die
diesen dritten Impuls IMP vom zweiten getrennt hat. Diese Zeit
T₂ wird als Binärzahl N₂, enthalten im Zähler, ausgedrückt. Das
niedrigststellige Bit dieser Zahl wird vom Logikzustand am Ausgang
Q₀ des Zähler 132 repräsentiert.
In diesem Augenblick empfängt der Komparator 134 demgemäß
an seinen Eingängen B₁ bis B₉ die Zahl N₁, die vom durch die
FF 136 bis 152 gebildeten Register gespeichert worden ist, sowie
an seinen Eingängen A₁ bis A₉ eine Zahl N′₂, die gleich der Zahl
N₂ dividiert durch zwei ist, wobei ein eventueller Rest dieser
Division unbeachtet bleibt.
Nach dem Ende dieses dritten Impulses IMP beginnt dieser
Zähler 132 wieder, die Impulse des Signals Φ₁ zu zählen. Da
der Zahn, der nunmehr überstrichen worden ist, der letzte einer
Gruppe von drei ist und von dem ersten Zahn der folgenden Gruppe
um einen Zwischenraum getrennt ist, der mehr als zweimal größer
ist als der Zwischenraum, der ihn von dem vorhergehenden Zahn
trennte, ist die Zahl N₃ von Impulsen, gezählt vom Zähler 132
bis zum Beginn des vierten Impulses IMP, diesmal jedoch ebenfalls
mehr als zweimal größer als die Zahl N₂, die im Register
136 bis 152 gespeichert ist. Mit anderen Worten, die Hälfte von
N₃ ist größer als N₂. Daraus folgt, daß der Ausgang A<B des
Komparators 134 auf "1" gelangt, vor Beginn des vierten Impulses
IMP, und damit die Erfassung eines Zwischenraumes zwischen zwei
Gruppen von Zähnen markiert. Der Übergang auf "0" von Φ₂, der
diesem Sprung auf "1" folgt, bewirkt demgemäß das Kippen von
FF 158, dessen Ausgang Q auf "1" geht, während der Ausgang Q
auf "0" geht.
Zu Beginn des vierten Impulses IMP beendet der Zähler 132
den Zählvorgang wie jedesmal. Sein Zählstand wird jedoch nicht
in das Register 136-152 von dem folgenden Impuls Φ₁ übertragen,
da der Ausgang des Gatters 154 auf "0" gehalten wird vom Zustand
"1" des Ausgangs Q von FF 158. Der Zähler 166 wird demgemäß
auch nicht weitergezählt, und sein Zählstand bleibt auf
zwei.
Demgegenüber jedoch bewirkt dieser Impuls Φ₁ jetzt den Sprung
auf "1" am Ausgang des Gatters 156. Dieses Signal wird von dem
Steuerkreis für die Funktionen der Uhr verwertet, wofür ein Beispiel
weiter unten beschrieben wird als Indikation dafür, daß
die am Ausgang des Zählers 166 stehende Information jetzt verwertet
werden darf. Diese Information hängt direkt ab von der
Zahl der Zähne, welche zu der gerade angekratzt gewesenen Gruppe
gehörte. Im vorliegenden Beispiel, wo jede Gruppe drei Zähne umfaßte,
wird diese Information repräsentiert durch die Zahl zwei,
die als Binärzahl von dem Zählstand an den Ausgängen des Zählers
166 repräsentiert wird. Diese Zahl "zwei" entspricht der Zahl
von Zwischenräumen zwischen den Zähnen einer Gruppe. Wenn die
Riffelung von Gruppen von je vier Zähnen gebildet worden war,
würde diese Information durch die Zahl "drei" repräsentiert worden
sein usw.
Man erkennt demgemäß, daß die beschriebene Schaltung es ermöglicht,
diejenige Riffelung zu bestimmen, unter den an der
Uhr angebrachten Riffelungen, welche gerade angekratzt worden
ist.
Ein Beispiel für die Art und Weise, wie diese Information verwertet
wird, soll ebenfalls weiter unten erläutert werden.
Wie jedesmal, wird der Zähler 132 vor dem Ende des Impulses
IMP vom Übergang auf "0" von Φ₂ zurückgesetzt. Diesmal wird,
da der Ausgang Q von FF 158 auf "1" liegt, der Zähler 166 ebenfalls
auf Null zurückgesetzt. Der FF 158 seinerseits wird auf
Null gesetzt durch den ersten Übergang auf "0" von Φ₂ nach dem
Ende des Impulses IMP.
Die oben beschriebenen Vorgänge wiederholen sich für die
folgenden Impulse IMP.
Sobald der letzte Zahn der Riffelung erreicht worden war
und demgemäß der letzte Impuls IMP erzeugt worden war, beginnt
der Zähler 132 wieder wie immer die Impulse Φ₁ zu zählen. Sobald
sein Zählstand das Doppelte des Inhalts von Register 136
bis 152 erreicht, gelangt der Ausgang A<B des Komparators
134 wieder auf "1" wie oben beschrieben, der FF 158 kippt und
der Ausgang des Gatters 156 gelangt auf "1".
Da jedoch kein weiterer Impuls IMP diese Zählung unterbricht,
erreicht der Zähler 132 seinen maximalen Zählstand am Ende einer
bestimmten Zeitperiode, und sein Ausgang Q 10 geht auf "1". Das
Register 136-152 wird demgemäß wieder in den Zustand zurückversetzt,
in welchem alle seine Ausgänge auf "1" liegen, das Gatter
120 wird gesperrt, und das Signal Φ₁ wird unterbrochen, und der
Zähler 166 wird auf "0" zurückgesetzt. Der Ausgang A<B des
Komparators 134 gelangt wieder auf "0", der Ausgang Q von FF
158 und der Ausgang des Gatters 156 ebenso und der Schaltkreis
befindet sich in seinem Ausgangszustand. In diesem verbleibt er,
bis ein Impuls IMP, erzeugt durch Kratzen eines Zahnes einer der
Riffelungen, den gesamten oben beschriebenen Ablauf wieder beginnen
läßt.
Zusammengefaßt kann man sagen, daß der Schaltkreis die Zeit Tn
mißt, die zwischen zwei Impulsen IMP verstreicht, erzeugt durch
Kratzen von zwei aufeinanderfolgenden Zähnen, und diese Zeit
mit derjenigen Tn-1 vergleicht, die den ersten dieser zwei Impulse
von dem ihm verangehenden getrennt hatte. Wenn der Vergleich
zeigt, daß Tn kleiner oder gleich dem Doppelten von
TN- 1 ist, werden die beiden Zähne als zur selben Zahngruppe
gehörig angesehen, und der Zähler 166 wird weitergeschaltet.
Wenn der Vergleich ergibt, daß Tn größer ist als das Doppelte
von Tn-1, werden die beiden Zähler als zu zwei unterschiedlichen
Gruppen gehörig angesehen, und ein Signal wird abgegeben zur Anzeige
dafür, daß die vorliegende Information in Form einer
Binärziffer am Ausgang des Zählers 166 verwendet werden darf.
Die Fig. 23 umfaßt außerdem als Beispiel eine Schaltung,
welche die Verwertung dieser Information ermöglicht. Diese
Schaltung wird einfach gebildet von einem Dekoder 168, dessen
Informationseingänge D 0 bis D 2 mit den Ausgängen Q 0 bis Q 2
des Zählers 166 verbunden sind. Der Steuereingang H dieses
Dekoders 168 ist mit dem Ausgang des Gatters 156 verbunden.
Dieser Dekoder, der ähnlich aufgebaut sein kann wie der handelsübliche
Schaltkreis CD 4051 B der Firma RCA, ist derart ausgebildet,
daß für jede Kombination der an seinen Eingängen vom
Zähler 166 angelegte Logikzuständen einer seiner Ausgänge auf
"1" geht, während sein Eingang H ebenfalls auf "1" liegt.
Auf diese Weise gelangt beispielsweise, wenn der Zählstand
des Zählers 166 "zwei" beträgt, der Ausgang Q 2 des Dekoders
168 auf "1" sobald der Ausgang des Gatters 156 auf "1" geht
am Ende eines Impulszuges.
Die Ausgänge des Dekoders 168 können mit Steuerkreisen für
unterschiedliche Funktionen der Uhr verbunden sein, beispielsweise
den Schaltkreisen für das Anlaufenlassen, das Stoppen
und das Rücksetzen auf Null eines Kurzzeitmessers oder dergl.
entsprechend den Schaltkreisen, wie sie den unterschiedlichen
Druckköpfen der herkömmlichen Uhren zugeordnet sind.
Es versteht sch, daß der oben beschriebene elektronische
Schaltkreis nur als Beispiel zu verstehen ist. Andere Schaltkreise,
die beispielsweise die Erfassung einer Sequenz von
einem, zwei, drei Impulsen ermöglichen, nach jeder Pause oder
allen anderen Kombinationen, sind vorstellbar und dies mit
relativ einfachen Schaltungen, wie sie oben beschrieben wurden,
oder mit Hilfe von Mikroprozessoren.
Es ist demgemäß offensichtlich, daß die Form oder die Anordnung
der geriffelten Zonen verändert werden kann.
Anstatt mit dem Gehäuse der Uhr fest verbunden zu sein, können
diese Riffelungen auch beweglich sein, eingeschnitten in Teile,
die, solange sie nicht gebraucht werden, in den Gliedern des
Uhrbandes untergebracht sind. Die Riffelungen können auch in
Ringen eingeschnitten sein, die auf dem Umfang des Uhrgehäuses
eingebettet werden können. Ein Satz von kodierten Riffelungen,
geeignet zum Steuern jeder Funktion der Uhr, steht demgemäß zur
Disposition des Benutzers.
Fig. 19 zeigt eine andere Ausführungsform des Gegenstandes
der Erfindung, wobei das Gehäuse 40 mit einem Uhrglas 41 versehen
ist und zwei koaxiale Ringe 42 und 44 umfaßt, die übereinander
angeordnet sind und mit Riffelungen 42 a und 44 a versehen
sind, welche zueinander versetzbar sind. Die beiden geriffelten
Zonen können gleichzeitig vom Fingernagel 46 des Benutzers angekratzt
werden.
Ein Beispiel für Profile der Riffelung 42 und 44 der Fig. 19,
gesehen von oben auf die Uhr, ist in Fig. 20 dargestellt. Das
Profil der Riffelung 42 a ist mit dünnen Linien dargestellt und
das der Riffelung 44 a mit dickeren Strichen. Die beiden Riffelungen
haben das gleiche Profil. Bei A sind die beiden Ringe übereinander
angeordnet, und es ergibt sich ein Profil mit Gruppen von
zwei Zähnen, getrennt durch Zwischenräume entsprechend drei Zähnen.
Bei B sind die Ringe um die Breite eines Zahnes zueinander versetzt,
so daß sich Gruppen von drei Zähnen ergeben, getrennt durch
Zwischenräume entsprechend zwei Zähnen, und bei C sind die beiden
Ringe um die Breite zweiter Zähne zueinander versetzt, so daß man
Gruppen von vier Zähnen erhält, voneinander durch einen Zwischenraum
entsprechend der Breite eines Zahnes getrennt.
Für einen Chronographen können Schieber verwendet werden, die
zusammen mit den Ringen ausgeformt werden.
Fig. 21 zeigt einen Ring 48 mit einer Riffelung 50 und einem
Druckkopf 52. Der letztere weist eine flexible Lamelle 52 a,
einen Kopf 52 b und einen Arm 52 c auf, der eine Spitze trägt, mittels
der das Profil der Riffelung 50 angekratzt wird, sobald man auf
den Kopf 52 b drückt. Mehrere solcher Druckknöpfe, zugeordnet den
Riffelungen entsprechenden Profils, können die gewünschten
Funktionen sicherstellen, beispielsweise "Start-Stop-
Rückstellung".
Eine weitere Ausführungsform eines Druckknopfes ist in
Fig. 22 dargestellt. Ein Druckknopf 54 mit radialer Bewegungsrichtung
sowie eine geriffelte Zone 56 sind an das Gehäuse 40
angeformt. Dieser Druckknopf arbeitet in derselben Weise wie
der nach Fig. 21.
Claims (24)
1. Anordnung zum Steuern mindestens einer Funktion einer in
einem Gehäuse untergebrachten elektronischen Uhr mit
- - mindestens einem Reibelement zum Erzeugen mechanischer Vibrationen,
- - einem Wandler zum Umsetzen der empfangenen mechanischen Vibrationen in ein entsprechendes elektrisches Signal,
- - elektronischen Schaltkreisen für den Empfang der vom Wandler erzeugten elektrischen Signale und Erzeugen eines die mindestens eine Funktion der Uhr steuernden Ausgangssignals,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das mindestens eine Reibelement (3, 4, 5) an dem Gehäuse (1) ausgebildet ist und mindestens eine geriffelte Zone umfaßt, wobei jede geriffelte Zone eine bestimmte Folge mechanischer Vibrationen erzeugt, wenn sie vom Benutzer der Uhr überstrichen wird, wobei das Gehäuse die mechanischen Schwingungen überträgt,
- - daß der Wandler mechanisch an das Gehäuse angekoppelt ist, und
- - daß die elektronischen Schaltkreise für das Erkennen der elektrischen Signale entsprechend den bestimmten Folgen mechanischer Vibrationen ausgebildet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reibelement eine Mehrzahl von geriffelten Zonen umfaßt, welche
jeweils entsprechend ihrer Struktur spezifische mechanische
Vibrationen erzeugen, um eine bestimmte Funktion der Uhr zu
steuern.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reibelement einen Ring mit einer Mehrzahl von geriffelten Zonen
unterschiedlicher Struktur umfaßt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser
Ring beweglich ist, um gegen einen anderen Ring austauschbar zu
sein derart, daß andere Funktionen der Uhr steuerbar sind.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reibelement beweglich ist und gegen ein anderes Reibelement mit
geriffelten Zonen abweichender Struktur austauschbar ist, um
andere Funktionen der Uhr steuern zu können.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reibelement zwei übereinander angeordnete Ringe jeweils mit geriffelten
Zonen umfaßt, die zueinander versetzbar sind, um eine
Mehrzahl von Funktionen der Uhr steuern zu können.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
einen Druckknopf mit einem Anregungselement zum Ankratzen der
geriffelten Zone umfaßt.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wandler ein piezo-elektrischer Wandler ist.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wandler vom piezo-resistiven Typ ist ist und in die elektronischen
Schaltkreise integriert ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
elektronischen Schaltkreise einen Impulsformer (103, 104, 106,
108) zum Erzeugen von Impulsen (IMP) in Abhängigkeit von, von dem
Wandler erzeugten elektrischen Signalen umfassen, wobei jeder Impuls
einer Rippe der geriffelten Zone entspricht.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reibelement eine Mehrzahl von geriffelten Zonen umfaßt, die voneinander
durch Zwischenräume getrennt sind, wobei die Impulse als
Impulsfolgen in Erscheinung treten, von denen jede einer der Zonen
entspricht, und daß die elektronischen Schaltkreise umfassen:
- - einen Schaltkreis (132) zum Messen der Zeit zwischen den Impulsen (IMP),
- - ein Register (136 bis 152) zum Speichern der Zeit am Ende der Messung,
- - einen Komparator (134) zum Erfassen des Endes der Impulsfolge durch Vergleich der gemessenen Zeit mit dem Inhalt des Registers und
- - einen Zähler zum Zählen der Anzahl von Impulsen, die in einem solchen Impulszug enthalten sind, wobei die Anzahl der Impulse das Ausgangsmaterial auslöst.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zonen derart ausgebildet sind, daß zwei aufeinanderfolgende
Impulszüge von einem Zeitintervall getrennt sind, das mindestens
gleich dem Doppelten des Zeitintervalles ist, welches zwei aufeinanderfolgende
Impulse des Impulszuges trennt.
13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wandler einen Film aus piezo-elektrischem Material (201, 207,
224, 226) umfaßt, der auf einem Träger (202, 203, 208, 225) angeordnet
ist und mechanisch mit dem Reibelement gekoppelt ist, und
daß auf jeder Seite des Filmes eine Elektrode angeordnet ist zum
Erfassen des elektrischen Signals (230), während Verbindungen
(202, 206) die Elektroden elektrisch mit den Steuerschaltkreisen
verbinden.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektroden jeweils von einer elektrische leitenden, auf dem
Film angeordneten Schicht gebildet sind und daß der Träger des
Films metallisch ausgebildet ist, mindestens in seinem in Kontakt
mit dem Film stehenden Bereich.
15. Anordnung nach Anspruch 14 für eine Uhr mit einem elektronischen
Modul, der auf einem Chassis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der Elektroden des Wandlers in Kontakt steht
mit einer Innenwandung (203) des Gehäuses (202, 225), während die
andere Elektrode in Kontakt steht mit einem mechanischen Element
(206, 208), das mit dem Chassis (205) des elektronischen Moduls
der Uhr verbunden ist, wobei mindestens der Abschnitt des Gehäuses
und des mechanischen Elementes, welcher in Kontakt mit
den Elektroden steht, elektrisch leitend ist.
16. Anordnung nach einem der Anspüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der piezo-elektrische Film (201, 224, 226)
auf einen Abschnitt (203) der Gehäuseinnenfläche (202, 225) geklebt
ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15 für eine
Uhr, die einen auf einem Chassis angeordneten elektronischen
Modul aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der piezo-elektrische
Film (207) auf eine Federlamelle (208) geklebt ist, von der ein
Abschnitt (208 a) an dem Chassis des elektronischen Moduls befestigt
ist und von der ein anderer Abschnitt elastisch an einer
Innenwandung des Gehäuses (202) anliegt.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16 für eine
Uhr mit einem auf einem Chassis angeordneten elektronischen Modul,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (202, 225) mindestens
einen leitenden Abschnitt aufweist, daß der piezo-elektrische Film
(201, 224, 226) an dem Gehäuse derart befestigt ist, daß eine der
Elektroden in elektrischem Kontakt mit dem leitenden Abschnitt
steht und daß die Verbindungen einerseits eine elektrisch leitende
Federlamelle (206) umfassen, deren eines Ende mechanisch an dem
Chassis (205) des elektronischen Moduls befestigt ist und elektrisch
mit den Steuerschaltkreisen verbunden ist, während das andere Ende
in Anlage gehalten ist an der anderen Elektrode, sowie andererseits
Einrichtungen umfassen zum elektrischen Verbinden des leitenden
Abschnitts des Gehäuses mit den Steuerschaltkreisen.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15 für eine
Uhr mit einem auf einem Chassis angeordneten elektronischen Modul,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (202) mindestens einen
leitenden Abschnitt aufweist, daß die Verbindungen einerseits
eine elektrisch leitende Federlamelle (208) umfassen, deren eines
Ende mechanisch am Chassis (205) des elektronischen Moduls befestigt
ist und elektrisch mit den Steuerschaltkreisen verbunden ist,
sowie andererseits Einrichtungen umfassen zum elektrischen Verbinden
des leitenden Abschnitts mit den Steuerschaltkreisen, und
daß der Wandler an der Federlamelle (208) derart befestigt ist,
daß eine der Elektroden in elektrischem Kontakt mit der Federlamelle
steht und die andere Elektrode mittels des zweiten
Endes der Federlamelle gegen den leitenden Abschnitt des Gehäuses
(202) in Anlage gehalten ist.
20. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
elektronischen Schaltkreise einen Polaritätsänderungsdetektor
(231, 232) umfassen zum Erzeugen des Ausgangssignals (G₁) in
Abhängigkeit von einer Polaritätsänderung des elektrischen
Signals (230).
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektronischen Schaltkreise einen
Amplitudendiskriminator (212) umfassen zum Erzeugen des Ausgangssignals
(G₁) nur dann, wenn die Amplitude des elektrischen
Signals (230) zwischen einem Minimalwert (V₂) und einem Maximalwert
(V₁) liegt.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der piezo-elektrische Film (224, 226) mit
zwei Endteilen (224 a, 224 b, 226 a, 226 b) in deutlich unterschiedlichem
Abstand von dem Reibelement (204, 227) angeordnet ist,
derart, daß das elektrische Signal (230) eine erste bzw. zweite
Polaritätsänderung aufweist, wenn es durch Vibrationen erzeugt
wird, die hervorgerufen werden durch Ankratzen des Reibelements
(204, 227) in einer ersten bzw. in einer zweiten Richtung, und daß
die elektronischen Schaltkreise einen ersten (222, 223) und einen
zweiten (222′, 223′) Detektor umfassen zum Erzeugen des Ausgangssignals
(G₁) bzw. eines zweiten Ausgangssignals (G′₁) in Abhängigkeit
von der ersten bzw. zweiten Polaritätsänderung.
23. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der piezo-elektrische Film aus Polyvinylidenfluorid
besteht.
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