DE3047149C2

DE3047149C2 - Miniaturisierte elektronische Uhr

Info

Publication number: DE3047149C2
Application number: DE3047149A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Omi Tokio/Tokyo Hakata
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1985-04-11
Also published as: GB2068602A; DE3047149A1; US4386856A; GB2068602B; JPS5692893U

Description

Die Erfindung betrifft eine miniaturisierte elektronische Uhr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Uhr dieser Art wird sowohl zu bestimmten Zeiten, insbesondere jede Stunde als auch bei Erreichen eines Alarmzeitpunkts mittels eines piezoelektrischen Summers eine akustische Anzeige gegeben. Da diese Anzeige immer mit gleicher Lautstärke erfolgt, kann der Benutzer nicht unterscheiden, ob es sich um einen Stundenschlag oder um das Erreichen eines Alarmzeitpunkts handelt. Zum anderen ist es für den Benutzer unangenehm, wenn er durch die als Wekker verwendete Uhr durch die Stundensignale geweckt wird und nicht erst zum Alarmzeitpunkt.
- Die DE-OS 26 28 092 beschreibt eine Uhr, bei der mehrere Alarmzeitpunkte in unterschiedlichen Alarmkanälen einstellbar sind, denen jeweils ein Alarmton unterschiedlicher Lautstärke zugewiesen ist. Eine akustische Anzeige regelmäßiger Zeitpunkte, etwa der vollen Stunde, ist nicht vorgesehen. Der bei der bekannten elektronischen Uhr verwendete Lautsprecher ist in Aufbau und Ansteuerung äußerst aufwendig. Hierbei wird ein Ringzähler verwendet, der nach Erreichen eines Alarmzeitpunktes und Auslösung eines akustischen Alarms einer bestimmten Lautstärke zwangsläufig weitergeschaltet wird, so daß bei Erreichen des nächsten Alarmzeitpunkts ein Signal mit größerer Lautstärke abgegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine miniaturisierte elektronische Uhr anzugeben, bei der mit einfachsten technischen Mitteln deutlich zwischen einem regelmäßigen Zeitpunkt und einem Alarmzeitpunkt akustisch unterschieden werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine miniaturisierte elektronische Uhr mit don Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.
Obwohl als akustische Anzeige ein besonders einfaches Element, nämlich ein piezoelektrischer Summer, verwendet wird, kann durch dessen spezielle Ansteuerung gemäß der Erfindung sehr gut zwischen einer akustischen Anzeige für einen Alarmzeitpunkt und etwa eine volle Stunde unterschieden werden.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Uhr sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Uhr wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild, teilweise ds Stromlaufplan, das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltungsaufbaus zeigt, wie er bei einer elektronischen Armbanduhr angewendet wird,
F i g. 2 einen Stromlaufplan, der im einzelnen die Tonerzeugungsschaltung bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt,

F i g. 3A die Signalform eines Impulssignals P.
Fig.3B die Signalform einer an den Anschlüssen eines piezoelektrischen Summers zum Zeitpunkt der Alarmtonerzeugung angelegten Spannung und

Fig.3C die Signalform einer an den Anschlüssen eines piezoelektrischen Summers zu einem regelmäßigen Tageszeitpunkt angelegten Spannung.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer elektronischen Armbanduhr. Gemäß F i g. 1 gibt ein Oszillator (OSC) X ein Bezugsfrequenzsignal Φα mit einer Frequenz von 32 768 kHz an einen Frequenzteiler 2. Der Frequenzteiler 2 teilt das Bezugsfrequenzsignal Φο in ein Signal 1 P/S mit einer Periodendauer von z. B. einer Sekunde, das an eine Zeitzählschaitung 3 gegeben und dort gezählt wird. Die Zeitzählschaltung 3 besteht aus einem Sekundenzähler, einem Minutenzähler und einem Stundenzähler: sie zählt das Signal 1 P/S und erzuet' die Tageszeitinformation T und ein einen regelmäßigen Zeitpunkt, z. B. eine volle Stunde angebendes Signal H. Die Tageszeitinformation T wird über eine Anzeigeschaltung 4 und einen Decoder 5 an eine Anzeige 6 übertragen. Sie wird auch an einen ersten Eingang A einer Koinzidenzschaltung 7 gegeben. Das Signal H wird andererseits an einen Rücksetzeingang R eines Sß-Flip-Flops 8 sowie über ein ODER-Glied 9 an einen ersten Eingang eines UND-Gliedes 10 angelegt, um dieses während einer bestimmten Zeitdauer leitend zu schalten.

Ein Schalter SW\ dient zum Voreinstellen der Tageszeit in der Zeitzählschaltung 3 und ein Schalter SHA zum Einstellen einer Alarmzeit an einer Alarmzeitspeicherschaltung 11. Diese Schalter SW\ und SW₁ sind mit ihrem einen Ansqhluß jeweils geerdet. Der andere An-Schluß des Schalters SW\ liegt über einen Widerstand η auf einem Potential Kdd, und an einem Eingang A einer Voreinstellschaltung 12. Der andere Anschluß des Schalters SWj liegt über einen Widerstand ο auf dem

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Potential VOo und an einem weiteren Eingang B der Voreinstellschaltung 12. Wenn die Schalter SW\ und SWi in einer bestimmten Reihenfolge betätigt werden, werden Voreinstellzeitdaten FTund ein Alarmzeitsignal ALS an jeweiligen Ausgängen Cund D der Voreinstellschaltung 12 erzeugt Die Voreinstellzeitdaten PT werden als Tageszeitdaten in der Zeitzählschaltung 3 und die Alarmzeitd_ien ALS in der Alarmzeitspeicherschallung 11 voreingestellt Die in der Alarmzeitspeicherschaltung 11 voreingestellten Alarmzeitdaten werden als Alarmzeitdaten AL an die Anzeigeschaltung 4 und an einem zweiten Eingang B der Koinzidenzschaltung 7 angelegt Die Koinzidenzschaltung 7 vergleicht die augenblickliche Tageszeit 7"und die Alarmzeit AL an den beiden Eingängen A und B. vVenn beide Eingangssignale miteinander übereinstimmen, d. h„ wenn die Tageszeit die Alarmzeit erreicht wird ein Koinzidenzsignal EQ erzeugt und an einen Setzeingang 5 des Flip-Flops 8 gegeben. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 8 wird als ein Steuersigna! an eine Tunerzeugungsschaitung i3 angelegt, die später erläutert wird. Das Koinziocnzsignal EQ wird auch über das ODER-Glied 9 zum UND-Glied 10 geführt Da ein Impulssignal mit einer Frequenz Φ von dem Frequenzteiler 2 an dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 10 anliegt, wird zum Zeitpunkt des Auftretens des Tageszeitsignals H oder des Koinzidenzsignals EQ em Impulssignal P von dem UND-Glied 10 an die Tonerzeugungsschaltung 13 angelegt

Ein Schalter 5W₃ ist ein Anzeigewahlschalter, dessen einer Anschluß geerdet ist, und dessen anderer Anschluß über einen Widerstand r_s auf dem Potential Vdd liegt und mit einem Ansteuereingang Teines Flip-Flops 14 verbunden ist. Jedesmal, wenn der Anzeigewahlschalter 5Wi betätigt wird, wird das Flip-Flop 14 umgeschaltet: seine Setz- und Rücksetz-Ausgänge sind mit der Anzeigewahlschaltung 4 verbunden. Im gesetzten Zustand des Flip-Flops 14 gibt die Anzeigewahlschaltung 4 die Tageszeit Γ von der Zeitzählschaltung 3 an die Anzeige 6 und im zurückgesetzten Zustand die Alarmzei! AL von der Alarmzeitspeicherschaltung 11.

Ein besonderer Aufbau der Tonerzeugungsschaltung 13 wird jetzt im einzelnen anhand der Fig.2 erläutert. Bei dieser Tonerzeugungsschaltung 13 wird ein piezoelektrischer Summer 20 von einer Gegentaktschreiberschaliung gespeist, um die zuvor erwähnte Alarmzeit oder eine regelmäßige Tageszeit, z. B. eine volle Stunde, angebende Töne zu erzeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Lautstärke des Tons automatisch derart gewählt, daß sie bei der die Alarmzeit angebenden Tonerzeugung größer als bei der die vollen Stunden angebenden Tonerzeugung ist. Die Änderung der Tonlautstärke zwischen der Alarmzeit und der vollen Stunde wird durch Ausnutzung der kapazitiven Eigenschaften des bekannten piezoelektrischen Summers erreich'. Wenn der Widerstandswert eines über den piezoelektrischen Summer geschalteten Widerstandes vergrößert wird, wird der Anstieg der an den piezoelektrischen Summer gegebenen Spannung infolge der zuvor erwähnten kapazitiven Eigenschaften verzögert und die igSpannungsamplitude an den Anschlüssen des piezoelek- ^frischen Summers vermindert. Bei der vorliegenden Uhr ist der Widersiandswert des über den piezoelektrischen Summer geschalteten Widerstandes vergrößert, wenn eine volle Stunde angebender Ton erzeugt wird. Im einzelnenwird das Ausgangssignal des Flip-Flops 8 und das Ausgangssignal des UND-Gliedes 11 an das UND-Glied 21 gegeben. Das UND-Glied 21 wird leitend, wenn der Alarmzeitton erzeugt wird, und sonst ge-

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55 sperrt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 10. nani lieh das zuvor erwähnte Impulssignal P. wird unmittelbar an die Gateelektroden von P- und N-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren Tu und Γκ, und über einen Inverter 22 an die Gateelektroden von P- und N-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren Ti₃ und Tib angelegt Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 21 wird unmittelbar an die Gateelektroden von P- und N-Kanal-MOS-Feldcffekttransistoren T^ und Tib und über einen Inverter 23 an die Gateelektroden von P- und N-Kanal-Feldeffekttransistoren Tt₃ und T₄/, gegeben. Die Sourceelektroden der Feldeffekttransistoren Tu bis Tt₃ sind mit dem Potential Vdd verbunden. Die Drainelektroden der Feldeffekttransistoren Ti₃ und Γι b sind über jeweilige Widerstände A₁P und R\n mit einem Anschluß B\ des piezoelektrischen Summers 20 verbunden, während die Drainelektroden der Feldeffekttransistoren Ti₃ und Tt₃ über jeweilige Widerstände R₂p und R\p mit dem anderen Anschluß B2 des piezoelektrischen .Summers 20 verbunden sind. Der zuvor erwähnte Anschi-iß B\ des piezoelektrischen Summers 20 ist auch über Widerstände RiN und RiN mit den Drainelektroden der Feldeffekttransistoren Tifcund T₂b verbunden, während der andere Anschluß Bi des Summers über Widerstände R;\ und Riν mit den Drainelektroden der Feldeffekttransistoren Tib und r₄f> verbunden ist Die Sourceelektroden der Feldeffekttransistoren Tu, bis T₄* sind geerdet.

Die Widerstandswerte der Widerstände Rip. Rip. Rl v und R₂N sind derart daß gilt:

RlP = /?iiv > R2P = R2N ■

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispieis sei anhand der F i g. 3A bis 3C erläutert. Es wird angenommen, daß eine Alarmzeit, z. B. 6 Uhr. durch Betätigung der Schalter SWi und SW₂ voreingestellt wurde. Daher werden die Tageszeit von der Zeitzählschaitung 3 und die Alarmzeit von der Alarmzeitspeicherschaltung 11 der Koinzidenzschaltung 7 zugeführt und miteinander verziehen. Wenn die Alarmzeit erreicht ist, wird von der Koinzidenzschaltung 7 das Koinzidenzsignal mit einem binären logischen Pegel von »1« erzeug·, um das Flip-Flop 8 zu setzen und das UND-Glied 10 leitend zu schalten. Nun wird das Impulssignal P von dem UND-Glied 10 erzeugt. Während der Zeitdauer des Pegels »1« des Impulssignals P. wie es in Fig. 3A gezeigt ist. werden die Transistoren Tu. T_2a. T_ihund Ttb gesperrt gehalten, während die Transistoren Tib. Tib, Tu und T_tJ leitend gehalten werden. Daher wird während dieser Zeit der Anschluß Si des piezoelektrischen Summers 20 über die Parallelwiderstände Pin und Ri\ geerdet, während ds~ an.leie Anschluß B₂ des Summers die Spannung Vpp über die Parallelwiderstände R₂p und Ri ρ erhält. Andererseits werden wählend der Zeitdauer mit d<^m Pegel »0« des Impulssignals P die Transistoren Ti₃, T_2ä. T 36 und Tib leitend gehalten, während die Transistoren Ttb, T₂b, Ti₃ und r_4j gesperrt gehalten werden. Während dieser Zeitdauer erhält daher der Anschluß 61 des piezoelektrischen Summers 20 die Spannung Vdd über die iParallelwiderstände Rip und Rip, während der hindere Anschluß Bi des Summers 20 über die Pürallelwiderstände Rin und Rih geerdet ist. Da die Widerstandswerte der Widerstände /?·ρ, Rip, R\_N\md Rin zueinander die Beziehung

haben, ist die Differenz zwischen den den Anschlüssen

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B\ und Bi des piezoelektrischen Summers 20 zugeführten Spannungen während der Zeitdauern mit den Pegeln »1« und »0« gleich 2 Vdd- F i g. 3B zeigt den prinzipiellen Zustand der den Anschlüssen B\ und B2 des piezoelektrischen Summers 20 zugeführten Spannung. Der piezoelektrische Summer 20 wird zur Erzeugung eines Alarmtons im Gegentaktbetrieb durch die Spannung mit der gezeigten Amplitude gespeist.

Wenn die Tageszeit z. B. 7 Uhr erreicht, gibt die Zeitzählschaltung 3 ein diesen Zeitpunkt angebendes Signal H mit dem Pegel »1« während einer bestimmten Zeitdauer ab und das Flip-Flop 8 wird zurückgesetzt, während das UND-Glied 10 leitend gehalten wird und das Impulssignal P während der bestimmten Zeitdauer durchläßt. Mit dem Zurücksetzen des Flip-Flops 8 wird das UND-Glied 21 gesperrt. Während der Zeitdauer mit dem Pegel »1« des Impulssignals P werden die Transistoren Tij, T₂S Tu gesperrt gehalten, während die Transistoren Tit* Tia, T)b und T_ia leitend gehalten werden. Daher erhält während dieser Zeitdauer der Anschluß B\ des piezoelektrischen Summers 20 eine Spannung, die durch die Teilung der Spannung Vdd zwischen d^ön Reihenwiderständen /?2pund R\m erhalten wird und im wesentlichen gleich ¹Ii Vdd ist, während der andere Anschluß Bi des Summers eine Spannung erhält, die durch die Teilung der Spannung Vdd zwischen den Reihenwiderständen R\p und Ri.\ erhalten wird und im wesentlichen die gleiche Spannung 'Λ Vdd ist. Andererseits werden während der Zeitdauer mit dem Pegel »0« des Impulssignals P die Transistoren Tu» Tit, Ty₃ und Ta₁ gesperrt gehalten, während die Transistoren T\a, Ti_a, Γ3& und Ttb leitend gehalten werden. Dieser Zustand ist der gleiche wie während der Zeitdauer mit dem Pegel »0« des Impulssignals P zum Zeitpunkt der Erzeugung des Alarmtons, so daß die Spannung Vdd an die entgegengesetzten Anschlüsse Di uiid 02 des piezoelektrischen Summers 20 gegeben wird. Daraus ist zu erkennen, daß zum Zeitpunkt der Erzeugung eines eine volle Stunde angebenden Tons der mit den Anschlüssen B\ und Bi des piezoelektrischen Summers 20 verbundene Widerstand verglichen mit dem zum Zeitpunkt der Alarmtonerzeugung vergrößert ist. Mit anderen Worten wird in diesem Fall die Signalformverzerrung vergrößert und die Amplitude der zugeführten Spannung wird damit im wesentlichen auf die Hälfte des Wertes zum Zeitpunkt der Alarmtonerzeugung verringert, wie dieses in Fig.3C gezeigt ist. Die Lautstärke des die Zeit angebenden Tons ist daher im wesentlichen halb so groß wie die Lautstärke des Alarmtons.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Miniaturisierte elektronische Uhr, bei der zu regelmäßigen Tageszeitungspunkten sowie zu einem Alarmzeitpunkt mittels eines piezoelektrischen Summers mit geeigneter Ansteuerelektronik eine akustische Anzeige gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ansteuerelektronik (13) vorgeschaltete Speichervorrichtung (8), in der die Art der aktuellen akustischen Anzeige, d. h. Alarm- oder Tageszeitanzeige festgehalten ist, zur Einstellung einer von zwei Lautstärken dient und daß die Ansteuerelektronik (13) aus zwei zueinander parallel geschalteten Gegentakt-Treiberschaltungen (TXa, R XP. R XN. TXb; T*a-„ R XP, R XN, T4b bzw. 72a, R2P. R2N, T2b, TZa, R2P, R2N, TZb) besteht und gesteuert durch die Speichervorrichtung (8) entweder eine oder beide Treiberschaltungen betrieben werden.

2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei zueinander parallel geschalteten Gegentakt-Treiberschaltungen aus jeweils zwei in Brücke geschalteten Zweigen (TXa, R XP. RXN. TXb, TAa, R XP, R XN, T4b bzw. 72a, R 2P, R 2N, T2b, T2b. T3a, R 2P, R 2N. TZb) gebildet sind, wobei in dem den beiden Gegentakt-Treiberschaltungen gemeinsamen Brückenzweig der piezoelektrische Summer (20) liegt, daß abhängig von dem Auogangssignal der Speichervorrichtung (8) entweder beide in Brücke reschalteten Gegentakt-Treiberschaltungen in Gegentaktbetrieb arbeiten oder nur die eine der beiden Γ °gentakt-Treiberschaltungen, während die andere statisch betrieben wird, und daß die Widerstandswerte in den Zweigen innerhalb der jeweiligen Gegentakt-Treiberschaltung gleich aber von denjenigen der anderen Gegentakt-Treiberschaltung verschieden sind.

3. Elektronische Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegentakt-Treiberschaltungen MOS-FET-Transistoren aufweisen.