DE3224838A1 - Elektronische uhr mit einer quarzkristall-oszillatorschaltung - Google Patents

Description

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Elektronische Uhr mit einer Quarzkristall-Os ζillätorschaltung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Uhr der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Um bei einer elektronischen Uhr, die eine von einem Quarzkristallschwinger gesteuerte Oszillator-Schaltung als Quelle für Zeitbasissignale verwendet, eine hohe Genauigkeit für die Zeitanzeige zu gewährleisten, müssen die Abweichungen kompensiert werden, die aufgrund der Auswirkungen von Änderungen der Umgebungs-Arbeitstemperatur auf den Quarzkristallschwinger in der Frequenz des Zeitbasis-Signals auftreten. Aus diesem Grunde sind verschiedene Temperaturkompensations-Systeme vorgeschlagen worden; keins dieser Systeme ist jedoch im ausreichenden Umfang in der Praxis realisiert worden; dies ist darauf zurückzuführen, daß praktisch alle herkömm'-lichen Systeme auf der Verwendung von zwei Quarzkristall-Schwingern basieren oder daß ein Temperaturfühler-Bauteil, wie beispielsweise ein Thermistor, verwendet wird, das außerhalb des IC-Chips der Uhr angebracht ist. Ein solches System erhöht also die Herstellungskosten der Uhr beträchtlich; außerdem haben diese Systeme im allgemeinen den Nachteil, daß eine individuelle Justierung des Systems für jede einzelne Uhr durchgeführt werden muß, um eine optimale Temperaturkompensation zu erzielen; eine solche Justierung kann jedoch im allgemeinen nicht automatisiert werden, wie es bei der üblichen, automatischen Fertigung erforderlich ist.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Uhr zu schaffen, bei der die oben erwähn-

ten Nachteile nicht auftreten.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine von einer Batterie betriebene elektronische Uhr mit ei-" ner Schaltung zur Erzeugung eines Einheits-Zeitsignals, die eine Quarzkristall-Oszillatorschaltung zur Erzeugung eines Zeitbasis-Signals enthält, vorgesehen wird; die Quarzkristall-Oszillatorschaltung zeigt eine quadratische Beziehung zwischen der Umgebungsarbeitstemperatür und der Frequenz der Schwingung; eine Frequenzteiler-Schaltung ist so angeschlossen, daß sie das Zeitbasis-Signal empfängt, um eine Frequenzteilung dieses Signals durchzuführen und dadurch mehrere Zeitsignale mit unterschiedlichen Frequenzen einschließlich des Einheitszeitsignals zu .erzeugen; die elektronische Uhr weist weiterhin eine Anzeigetreiberschaltung auf, die so angeschlossen ist, daß sie das Einheitszeitsignal empfängt; eine Anzeigeeinrichtung wird von der Anzeigetreiber-Schaltung gespeist, um entsprechend dem Einheitszeit-Signal die Zeitinformationen darzustellen; eine Temperaturkompensations-Schaltung kompensiert Änderungen in der Periode des Einheitszeitsignals, die auf den Auswirkungen von Änderungen in der Umgebungs-Arbeitstemperatur auf die Schwingungsfrequenz der Quarzkristall-Oszillatorschaltung beruhen. Diese Temperaturkompensations-Schaltung enthält im einzelnen die folgenden Bauelemente: Eine Temperaturfühlschaltung zur Erzeugung eines Temperaturfühlsignals mit einer Frequenz, die sich mit der Umgebungsarbeitstemperatur der Quarzkristall-Oszillator-Schaltung ändert; eine Einrichtung zur Umwandlung in numerische Daten, die das Temperaturfühl signals in einen numerischen Temperaturdatenwert umsetzt, der sich in Abhängigkeit von der Umgebungsarbeitstemperatur ändert; diese Einrichtung erzeugt digitale Daten, welche den

Temperaturdatenwert darstellen, wobei ein Zeitsignal
das von der Schaltung zur Erzeugung des Einheitszeitsignals geliefert wird, als Bezugsfrequenz für die Umwandlung in numerische Daten verwendet wird; eine
Schaltung zur Einstellung der Steigung, welche die Steigung der Temperaturkennlinie der numerischen Tempera-r
turdaten auf einen vorgegebenen Verlauf bringt; eine
Schaltung für die Einstellung des Offset- bzw. Ausgleichs, die den Ausgleichpegel der Temperaturkennlinie des Temperaturdatenwertes auf einen vorgegebenen Pegel
bringt; und eine Frequenzkorrekturschaltung, die so gekoppelt ist, daß sie die digitalen Daten für den Temperaturdatenwert empfängt und in Abhängigkeit von diesen
Daten den Betrieb der Schaltung für die Erzeugung des
Einheitszeitsignals so steuert, daß Änderungen in der
Periode des Einheitszeitsignals kompensiert werden, die durch die Auswirkungen von Änderungen in der Umgebungsarbeitstemperatur auf die Quarzkristall-Oszillatorschaltung verursacht werden, um dadurch die Periode des Einheitszeitsignals in Bezug auf Temperaturänderungen konstant zu halten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1, . -, Fig. 3, Fig. 4 und Fig. /. (o

■'Blockschaltbilder des Grundaufbaus verschiedener Ausführungsformen von elektronischen Uhren nach der vorliegenden Erfindung,

ig.8/lFig. 11, Fig. 14 und Fig. 16

F. 6-, Fig. 7, Fig

Blockschaltbilder wesentlicher Teile von

nachträglich
geändert

f:":^: <>■": 3224338

Ausführungsformen elektronischer Uhren nach der vorliegenden Erfiadung,

Fig. 2, Fig. 5, Fig. 9, Fig. 12, Fig. 13, Fig. 15 und Fig. 17

Temperaturkennlinien zur Erläuterung der Funktionsweise von Ausführungsformen elektronischer Uhren nach der vorliegenden Erfindung, und
10

Fig. 18 und Fig. 19 Blockdiagramme zur Erläuterung von zwei weiteren Ausführungsformen elektro nischer Uhren nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm des Grundaufbaus einer elektronischen Uhr, die mit einer Temperaturkompensation gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist. Eine Schaltung 8 zur Lieferung eines Einheits-Zeitsignals dient dazu, ein Einheitszeitsignal zu erzeugen, und weist eine Quarzkristall-Oszillatorschaltung zur Erzeugung eines Zeitbasis-Signals auf; die Frequenz dieses Zeitbasis-Signals hat eine quadratische Temperatur kennlinie; außerdem enthält die Schaltung 8 eine Frequenzteilerschaltung 12, um eine Frequenzteilung des Zeitbasissignals durchzuführen und dadurch mehrere Signale mit unterschiedlichen Frequenzen, einschließlich des Einheits-Zeitsignals, zu erzeugen. Eine Anzeigetreiberschaltung 14 empfängt das Einheits-Zeitsignal, und speist eine analoge oder digitale Anzeigeeinrichtung 16, wodurch die jeweils vorliegende Zeit dargestellt und angezeigt wird. Eine Temperaturmeßschaltung dient dazu, die Betriebstemperatur der Uhr festzustellen und digitale Daten zu erzeugen, die sich auf vorgegebene Weise (d.h., entweder linear odor als

quadratische Funktion)in Bezug auf die Temperatur ändern. Diese Daten werden auf eine Frequenzkorrekturschaltung gegeben, die auf die Schaltung 8 zur Erzeugung des Einheits-Zeitsignals wirkt, d.h., durch Modifikation der Frequenz der Schwingung der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 oder durch Modifikation des effektiven Frequenzteilungsverhältnisses der Frequenzteilerschaltung 12, um die Auswirkung der Temperaturänderungen auf die Frequenz des Einheits-Zeitsignals zu kompensieren; diese Korrektur wird in der Weise realisiert, daß die von der Frequenzteilerschaltung 12 erzeugten Zeitsignale eine extrem hohe Genauigkeit für die Zeitanzeige gewährleisten.

Die Temperaturmeßschaltung 18 hat den folgenden Aufbau: Eine Temperaturfühlschaltung 20 erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Frequenz, die sich linear mit Änderungen in .der Betriebstemperatur der Uhr ändert (d.h., der Temperatur, wie sie in der Nähe des Quarzkristallschwin- gers gemessen wird). Dieses Ausgangssignal wird auf eine numerische Umwandlungsschaltung 22 gegeben, die eine Umwandlung der Frequenz des Ausgangssignals von der Temperaturfühlschaltung 20 in einen numerischen Wert durchführt, wobei als Bezugsfrequenz ein Ausgangssignal von der Schaltung 18 für die Erzeugung des Einheits-Zeitsignals verwendet wird. Damit ändert sich also der von der Schaltung 22 erzeugte, numerische Wert linear mit der Temperatur. Die Geschwindigkeit der Änderung dieses Wertes in Bezug auf die Temperatur (die im folgenden einfach als "Steigung" bezeichnet werden soll) wird mit-, tels einer Schaltung 22 für die Einstellung der Steigung modifiziert, während der Absolutwert der Temperaturdaten, die durch den numerischen Wert dargestellt werden, durch eine Schaltung 23 für die Einstellung des Offset bzw.

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der Kompensation bzw. des Ausgleichs justiert werden kann; in jedem Fall werden für die Durchführung dieser Einstellungen logische Schaltungen verwendet. Das Ausmaß der Steigungs-Einstellung wird durch einen numerisehen Wert festgelegt, der in einem Speicher 28 gespeichert wird, während das Ausmaß der Offset- bzw. Ausgleich-Einstellung durch einen entsprechenden Wert festgelegt wird, der sich ebenfalls in dem Speicher befindet.

Zur Durchführung der Frequenzkorrektur benutzt die Frequenzkorrekturschaltung 26 Berechnungen aufgrund der Temperaturdaten, die von der Temperaturmeßschaltung erzeugt werden; dabei wird eine Gruppe von Zwischenfrequenz-Signalen, die von der Frequenz-Teilerschaltung abgegeben werden, in Verbindung mit Ergebnissen der Berechnungen verwendet, um Frequenzkorrektur-Signale zu erzeugen, durch die entweder die Betriebsfrequenz der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 oder das effek tive Teilungsverhältnis der Frequenzteilerschaltung korrigiert werden.

In den Figuren 2Ca) bis ,Cd) sind Temperaturkonnlinien dargestellt, um die Folge von Vorgängen zu erläutern, durch die Temperaturdaten von der Temperaturmeßschaltung 18 erzeugt werden. Fig. 2Ca) zeigt die Temperaturkennlinie der Periode 3~ eines Ausgangssignals von der Temperaturfühl-Schaltung in der Temperaturmeß-Schaltung 18. Die Temperaturkennlinie T ist linear, wie durch das Bezugszeichen 30 angedeutet ist. Fig. 2Cb) stellt dar, wie die Temperaturkennlinie 7~" in einen Temperaturwert umgewandelt wird, der sich linear mit der Temperatur ändert. Die mit gestrichelten Linien dargestellte Tempe raturkennlinie 32 ist die ideale Kennlinie, welche die

von der Temperaturmeßschaltung 18 abgegebenen Temperaturdaten haben sollen, d.h., die Temperaturkennlinie für die Ausgangsdaten, die eine exakte Frequenzkorrektur durch die Frequenzkorrekturschaltung 26 gewährleisten. Diese ideale Kennlinie 32 hängt von der Temperaturkennlinie der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 und dem Schaltungsaufbau der Frequenzkorrektur-Schaltung 26 ab.

Fig. 2(c) stellt die Bedingung dar, bei der die Steigung der Temperatürkennlinie der numerischen Daten von der Temperaturmeßschaltung 18 unter dem Einfluß der Steigungseinstellschaltung 23 von dem Verlauf nach Fig. 2(b) geändert worden ist. Die Steigung der Temperaturkennlinie, des Wertes der Temperaturdaten ist nun parallel zu der Steigung der gewünschten, idealen Temperaturkennlinie gemacht worden. Wie in Fig. Z(d) zu erkennen ist, dient dann die Offset - Einstellschaltung 44 dazu, die Temperaturdaten in Übereinstimmung mit der idealen Temperaturkennlinie 32 zu bringen.

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Die obigen Vorgänge zur Erzeugung von Temperaturdaten werden auf einer intermittierenden, periodischen Basis mit einer vergleichsweise langen Periode in der Größenordnung von 30 sek. oder mehr durchgeführt. Die Temperaturkompensation, die durch die Frequenzkorrekturschaltung 26 erfolgt, wird andererseits kontinuierlich durchgeführt. Damit werden also die von der Temperaturmeßschaltung 28 erzeugten Temperaturdaten in einem Temperaturregister gespeichert, wie im folgenden erläutert werden soll, so daß sie kontinuierlich :für die Benutzung durch die Frequenzkorrekturschaltung 26 zur Verfügung stehen.

Damit die Temperaturkennlinie der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 korrigiert werden kann, wandelt die Frequenzkorrekturschaltung 2 6 die Temperaturdaten von der Temperaturmeßschaltung 18 um, um Daten zu erzeugen, S die eine quadratische Temperaturkennl'inie haben, d.h., Daten, die sich entsprechend einer quadratischen Funktion der Temperatur ändern.

Die Einstellung des Offset-Einstellwertes und des Steigungs-Einstellwertes, die in dem Speicher 28 gespeichert sind, erfolgt nach der Herstellung der Uhr, wobei diese Werte so eingestellt werden, daß die in Fig, 2 gezeigten Vorgänge exakt bei den Datenwerten von der numerischen Umwandlungsschaltung 22 durchgeführt werden. Der Speicher 28 kann einen Halbleiterspeicher aufweisen, dessen Inhalt sich durch Eingabe von äußeren Signalen ändern läßt; als Alternative hierzu kann er auch einfach eine Gruppe von auswählbaren Schaltkontakten enthalten, die außerhalb des IC-Chips der Uhr angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltdiagramm·des Grundaufbaus einer Ausführungsform einer elektronischen Uhr, die mit einer Temperaturkompensation gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist; diese Ausführungsform beruht auf .25 dem in Fig. 1 dargestellten Grundprinzip. In der Temperaturmeßschaltung 18 wird die Temperatürfühlschaltung 20 der Ausführungsform nach Fig. 3 als Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 realisiert, deren Ausgangssignal auf eine Steuersignal-Zählerschaltung 8 gegeben wird, die als Steigungs-Einstelleinrichtung dient (d.h., als Steigungs-Einstellschaltung 23 bei der Ausführungsform nach Fig. 1). Ein Verknüpfungsglied 22 führt einen Frequenzvergleich zwischen einem Taktsignal Pc von der

Frequenzteilerschaltung 12, die eine Bezugsfrequenz liefert, und dem Ausgangssignal von der Steuersignal-Zählerschaltung 38 durch; das Verknüpfungsglied 42 empfängt diese Signale als Eingangssignale; der Vergleich erfolgt in Verbindung mit einer Vergleichszählerschaltung 40, die so angeschlossen ist, daß sie die Impulse des Signals Pc unter der Steuerung des Ausgangssignals von dem Verknüpfungsglied 42 zählt. Die Steuersignalzählerschaltung 38 zählt bis zu einem Mavon
ximum A Impulsen des Temperaturfühl-Signals; während dies erfolgt, steuert ein Steuerausgangssignal von der zuletzt erwähnten Schaltung das Verknüpfungsglied 42 an, um die von der Vergleichszähler-Schaltung 40 zu zählenden Taktsignale Pc zu übertragen; die Zählerschaltung 40 zählt von einem Anfangswert B bis zu einem vorgegebenen Maximalwert. Die Vergleichszählerschaltung 40 erfüllt eine Doppelfunktion, da sie als numerische Umwandlungsschaltung 22 und Offset-Einstellschaltung 24 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 dient; die Zählerschaltung 40 erzeugt digitale Datensignale 41, welche die Temperatur darstellen, als Temperaturdatenwert T. Die Signale 41 werden auf die Frequenzkorrekturschaltung 26 gegeben. Sowohl die Vergleichszählerschaltung 40 als.auch die Steuersignal-Zählerschaltung 38 sind voreinstellbare Zähler, auf die vorher der Offsett-Einstellwert B und der .Steigungseinstellwert A gegeben werden; diese beiden Werte A und B sind in dem Speicher 28 mit eingestelltem Wert gespeichert. Dies soll im folgenden im Detail erläutert werden.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltdiagramm zur detaillierten Erläuterung der Ausführungsform nach Fig. 3. Dabei ist . ein Temperaturregister 46 vorgesehen, das den von der Vergleichszähler-Schaltung 40 erreichten letzten Zähl-

wert speichert. Ein Steuerabschnitt 44 führt eine Timesharing-Steuerung der Temperaturmessung durch.. Bei diesem Beispiel erfolgt die Kompensation durch direkte Korrektur der Arbeitsfrequenz der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10. Signale für die Durchführung dieser Korrektur werden durch eine Schaltung 27 für die Synthetisierung des Korrektursignals erzeugt. Die Schaltung 27 übernimmt also die Funktionen der Frequenzkorrekturschaltung 26 nach Fig. 1 bzw. 3. Die Schaltung 27 für die Synthetisierung des Korrektursignals erzeugt in Abhängigkeit von Temperaturdaten, die durch die Temperaturmeßschaltung 18 zugeführt werden, Ausgangssignale. Die Funktionen des. Verknüpfungsgliedes 42 können durch den Steuerabschnitt 44 übernommen werden, der synchron zu Zeitsignalen arbeitet, die von der Frequenzteilerschaltung 12 zugeführt werden.

Ein erster Speicherabschnitt 50 für numerische Daten des Speichers 28 liefert einen numerischen Wert A (den Steigungseinstellwert) als vorgegebenen Anfangswert für die Steuerslgnalzählerschaltung 28. Ein zweiter Speicherabschnitt 48 für numerische Daten speichert einen numerischen Wert B (den Offset-Einstellwert), der als voreingestellter Anfangswert für die Vergleichszählerschaltung 40 verwendet wird. Die beiden Werte A und B können von außen eingestellt werden. Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, daß der Speicher 28 eine Speicherschaltung aufweist, die in der Uhr einstückig als integrierter Schaltungschip ausgebildet ist; wie oben erwähnt wurde, kann dieser Speicher jedoch auch ein äußeres Kontaktmuster aufweisen.

Im folgenden soll die Temperaturkompensation beschrieben werden. Die Temperaturmeßschaltung 18 führt während perio

disch wiederholter, kurzer Zeitintervalle eine Messung durch, deren Dauer durch eine Zeitgeberschaltung in dem Steuerabschnitt 44festgelegt wird, wie im Detail beschrieben werden soll. Wenn eine Temperaturmessung beginnen soll, werden die Steuersignalzählerschaltung und die Vergleichszählerschaltung 40 mit den Werten A bzw. B versehen. Als nächstes wird ein Temperaturfühl-Signal, dessen Periode mit X bezeichnet ist, von der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 erzeugt und auf die Steuersignal-Zählerschaltung 38 gegeben. Ein Taktsignal Pc mit der Frequenz fc wird zugeführt, um von der Vergleichszählerschaltung 40 gezählt zu werden. Dieses Signal Pc wird von der Frequenzteilerschaltung 12 angelegt und dient also als Bezugsfrequenz, basierend auf der Frequenz der Schwingung der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10. Damit beginnt also die Vergleichszählerschaltung 40 die Zählung von einem Anfangswert B. Die Steuersignalzählerschaltung 38 beginnt gleichzeitig die Zählung des Ausgangssignals von der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36; nachdem eine Impulszahl, die gleich dem Wert A ist, von der Steuersignalzählerschaltung 38 gezählt worden ist, (d.h., nachdem die Zeitspanne A χ CT verstrichen ist), bewirkt ein von der Zählerschaltung 38 erzeugtes Steuersignal, daß der Steuerabschnitt 44 die Zählung durch die Vergleichszählerschaltung 40 und die Steuersignalzählerschaltung 38 beendet.Während des Intervalls, in dem die. Zählung durchgeführt wird, fließt die Vergleichszähler-Schaltung 40 mehrmals über; der letzte darin enthaltene Zählwert wird als Tempera.turdatenwert T bezeichnet. Dieser Wert wird auf das Temperaturregister 46 übertragen und dort gespeichert. Der Temperaturdatenwert T, der auf diese Weise erhalten wurde, läßt sich durch die folgende Gleichung ausdrücken:

.T = A χ τ χ fc + B - 2^P χ m Hierbei bezeichnen:

P = die Zahl der Bits (d.h., der binären

Zählerstufen) der Vergleichs Zählerschaltung 40,

m= eine Zahl, die angibt, wie oft die Vergleichszählerschaltung 40 während des Zählens übergeflossen ist.

Fig. 5 zeigt die Temperaturkennlinie der Temperatürmeßschaltung 18. Im einzelnen ist in Fig. 5Ca) die Temperaturkennlinie der Periode T der Temperaturfühler-Oszillatorschaltung 36 dargestellt, wobei die Periode längs der vertikalen Achse und die Temperatur längs der horizontalen Achse aufgetragen sind. Fig. 5(b) zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Temperaturdatenwert T, der in dem T^mperaturregister 46 gespeichert ist. Wie man erkermen kann, ist die Steigung der Temperaturkennlinie der Periode T über den Bereich der Betriebstemperatur der Uhr praktisch konstant. Durch Experimente konnte bestätigt werden, daß bei der Tcmperaturfühler-Oszillatorschaltung, wie sie für die vorliegende Erfindung verwendet wird und im folgenden beschrie ben werden soll, die Periode 7* bei 50⁰C näherungsweise 35 % länger als die Periode bei 0⁰C ist. Diese Beziehung wird durch Verunreinigungs-Konzentrationen in den Feldeffekttransistoren (FETs) festgelegt, welche die Temperaturfühler-Oszillatorschaltung 36 bilden; einige Abweichungen treten in dem Offsetpegel und der Steigung der Temperaturkennlinie der Periode T^ und damit in der Beziehung zwischen dem Temperaturdatenwert T und der Temperatur auf; diese Abweichungen sind auf Schwankungen in den Herstellungstoleranzen zurückzuführen. Zur Korrektur dieser Abweichungen, d.h., zur Eliminierung

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ihrer Auswirkungen auf den Temperaturdatenwert T, werden die in dem Speicher 28 gespeicherten Werte für die numerische Werte A und B so eingestellt, daß sich die gewünschte Kennlinie für den Temperaturdatenwert T ergibt. Wegen der exzellenten Linearität der Temperaturkennlinie der Temperaturfühler-Oszillatorschaltung 26 wird es möglich, eine solche Justierung unter Verwendung von nur 2 numerischen Werten A und B durchzuführen. Dieses hohe Maß an Linearität bedeutet, daß die vorliegende Erfindung nicht zur Temperaturkompensation bei der Zeitmessung, sondern auch bei einem System für die Messung der Umgebungstemperatur eingesetzt werden kann, das sich in eine elektronische Uhr-einbauen läßt.

Fig. 5(b) zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Temperaturdatenwert T, wobei T in einen Satz von parallelen digitalen Datensignalen umgewandelt worden ist, die auf das Temperaturregister 46 gegeben werden. Die Rückkehr von dem Überfließ-Zustand der Ver-. gleichszählerschaltung 40 ist durch die Bereiche mit gestrichelten Linien angedeutet. Nimmt man an, daß die Vergleichszählerschaltung 40 ρ Bits hat, dann ist der maximal erreichbare Zählerstand 2^ - 1; die Temperatur-Kennlinie hat einen stufenförmigen Verlauf mit 2^ Stufen. In dem Diagramm ist die Kennlinie jedoch als glatte, stufenfreie Linie dargestellt. Die oben für den Temperaturdatenwert T gegebene Gleichung läßt sich wie folgt umformulieren:

T = Γα xf χ fcj + B - 2^P x m

Hier ist die Größe in den Klammern in eine ganze Zahl umgewandelt worden. Die Temperaturkennlinie der Periode

der Temperaturfühler-Oszillatorschaltung 36 kann näherungsweise als im wesentlichen linear angesehen werden, wie oben erwähnt wurde; sie läßt sich deshalb durch die folgende Gleichung ausdrücken: 5

T =Ax θ + το

Hierbei bedeuten:

# = Temperatur,

To = den Wert der Periode 7"*bis 0 ° C, und c< = den Temperaturkoeffizient.

Damit kann der Temperaturdatenwert T wie folgt ausgedrückt werden:
15

"Ί /

T » Ia x fe x (A * θ + To)) +B- 2^P χ m

Fig. 6 zeigt ein spezifisches Beispiel der Temperaturmeßschaltung 18 nach Fig. 4. Dabei soll zunächst der Steuerabschnitt 44 beschrieben werden. Eine Zeitgeberschaltung 60 erzeugt ein negativ verlaufendes Signal, nachdem eine vorgegebenen Zahl von Impulsen eines Zeitsignals St von der Frequenz von der Frequenzteilerschaltung 12 gezählt worden ist. Das Signal St kann beispielsweise eine Periode von 1 oder 2 see. haben. Ein Inverter 62 wandelt das Ausgangssignal von dem Zeitgeber 60 in ein positiv verlaufendes Signal um. UND-Glieder 64 und 66 bilden eine Halte- bzw. Verriegelungsschaltung, die als Eingangssignale das Ausgangssignal von dem Inverter 42 sowie ein invertierendes 2 Hz-Signal, 2 HZ empfängt. Ein UND-Glied 68 empfängt das Ausgangssignal von dem UND-Glied 64 und das Ausgangssignal von dem Inverter 62 und erzeugt ein "one-shot-Signal" Po. Ein Flip-Flop

(der im folgenden als FF bezeichnet werden soll) 72 wird auf der negativ verlaufenden Flanke des Signals Po von dem UND-Glied 68 gesetzt. Ein NOR-Glied 74 empfängt als Eingangssignale die Signale S2 und S¥, das invertierte 12 Hz Signal, 12 Hz und das invertierte Ausgangssignal von dem FF 72. Daten-Flip-Flops 76 und 78 (die im folgenden als D-FF bezeichnet werden sollen) werden bei den negativ verlaufenden Flanken der Ausgangssignale von dem NOR-Glied 74 in den gesetzten Zustand gebracht. Der D-FF 76 empfängt das invertierte Ausgangssignal von dem D-FF 78 als Dateneingangssignal, während der D-FF 78 das Ausgangssignal von dem D-FF 76 als Dateneingangssignal empfängt.

NOR-Glieder 80, 81, 82 und 84 erzeugen Folgesteuersignale in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der D-FF 76 und 78, d.h., sie erzeugen Ausgangssignale S1, S2 bzw. D3. UND-Glieder 90 und 92 bilden eine Halte- bzw. Verriege- · lungsschaltung, die als Hingangssignale das Signal S1 und das invertierte 512 Hz-Signal, 512 Hz, von dem Inverter 94 empfängt. Ein UND-Glied 88 erzeugt das Ausgangssignal S1', welches das logische Produkt der Signale S1 und des Ausgangssignals von einem NAND-Glied 92 ist. Ein D-FF 86 erzeugt-ein Ausgangssignal S2¹ in Abhängigkeit von dem Signal S2, das als Dateneingangssignal angelegt wird, und dem Ausgangssignal P^ von der Temperatur fühl-Oszillatorschaltung 36, das als Taktsignal angelegt wird.

Ein ODER-Glied 70 dient dazu, den FF- 72, D-FF 76 und D-FF 78 zurückzusetzen. Bei dieser Ausführungsform weisen die an das ODER-Glied 70 angelegten Eingangssignale das Rücksetzsignal R für die gesamte Uhr sowie ein 1/4 Hz Rechteckwellensignal auf, das in der Zeitgeberschaltung

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60 erzeugt wird. Die Steuersignalzählerschaltung 38 weist ein UND-Glied 102 und einen vorher einstellbaren Rückwärtszähler 104 auf. Das UND-Glied 102 erzeugt das logische Produkt des Signals Ps~von der Temperaturfühl --Oszillatorschaltung 3() und des Signals S2' von dem Steuerabschnitt 44. Der Rückwärtszähler 104 empfängt das Ausgangssignal von dem UND-Glied 102 als Taktsignal sowie die Signale S1 und S1' von dem Steuerabschnitt 44 als Voreinstellungs-Ansteuersignal bzw. Voreinstellungssignal, um den numerischen Wert A zu lesen, der von der Speicherschaltung 28 angelegt wird. Nachdem der Zählvorgang durch den Rückwärtszähler 104 eingeleitet worden ist, wird er solange fortgesetzt, bis A Impulse des Taktsignals gezählt worden sind; dann wild der ZählVorgang beendet. Wenn dies auftritt und der entsprechende Endimpuls Pend erzeugt wird, wird dieser Impuls zu dem Steuerabschnitt 44 weitergegeben.

Die Vergleichszählerschaltung 40 weist ein UND-Glied und einen voreinstellbaren Zähler 100 auf. Das UND-Glied 98 erzeugt das logische Produkt des Signals S2' von dem Steuerabschnitt 44 und eines 8 Hz Signals Pc, das von der Frequenzteilerschaltung 12 zugeführt wird. Der vorher einstellbare Zähler 100 empfängt die Ausgangssignale von dem UND-Glied 98 als Taktsignal-sowie Signale S1 bzw. S1' von dem Steuerabschnitt 44 als Voreinstellungs-Ansteuer- bzw. Voreinstellungssignale, um den numerischen Wert B von der Speicherschaltung 28 vorzugeben; dieser Zähler 100 zählt nach oben, und zwar beginnend von dem Anfangswert B, bis die Eingabe des Taktsignals beendet wird. Ausgangssignale, die den Zählinhalt des Zählers 100 darstellen, werden über einen Satz von BUS-Leitungen auf das Temperaturregister 46 gegeben.

Bei dem Temperaturregister 46 handelt es sich um eine Halte- bzw. Verriegelungs- bzw. Speicherschaltung mit der gleichen Zahl von Bits wie die Vergleichszähler schaltung 40; das Temperaturregister 46 empfängt das Signal S3 als Speicherzeitsignal, das an den Eingang 0 angelegt wird.

Die Temperaturfühler-Oszillatorschaltung 36 wird nur dann in Betrieb gesetzt, wenn ein Signal mit hohem Ιοί Ο gischen Pegel an den Anschluß SW angelegt wird. Der Anschluß SW ist mit dem Ausgang Q des D-FF 76 des Steuerabschnittes 44 gekoppelt. Das von der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 erzeugte Schwingungssignal P wird der Steuersignalzählerschaltung 38 und dem Steuerabschnitt 44 zugeführt.

Die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 6 wird nun für das Blockdiagramm nach Fig. 4 erläutert. Die Signale S1, S2 und S3 werden sequentiell erzeugt, wobei die ansteigende Flanke des Signals S1 um näherungsweise 0,25 see. in Bezug auE die Ausgangssignale von der Zeitgeberschaltung 6 verzögert ist, die zur Erzeugung des Signals Po verwendet werden. Der Grund für diese Verzögerung liegt darin, daß die vorliegende Ausführungsform als Anzeigeeinrichtung 16 eine Zeig'eranzeige verwendet, so daß es zweckmäßig ist, die Temperaturmessung zu einem anderen Zeitpunkt einzuleiten als die Erzeugung der Treibersignale für den Schrittmotor für die Verstellung der Zeiger. Wenn der FF 72 durch das Signal Po gesetzt wird, wird das 512 Hz-Signal als Taktsignal auf den D-FF 76 und den D-FF 78 übertragen; der D-FF 76 wird zuerst gesetzt. Auf der nächsten, ansteigenden Flanke des Folgesignals S1 wird die Schwingung durch die Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 eingeleitet und vorgesetzte Ansteuersignale werden an die

Steuersignal-Zählerschaltung 38 und die Vergleichs-Zählerschaltung 40 angelegt. Als nächstes werden bei der ansteigenden Flanke des Signals S1' die numerischen Werte A und B, die sich in dem Speicher 28 befinden, in die Steuersignal-Zählerschaltung 38 bzw. die Vergleichs-Zählerschaltung 40 gegeben. Die beiden D-FF 76 und D-FF 78 werden durch das 512 Hz-Signal gesetzt; das Signal S1 fällt auf den niedrigen logischen Pegel, während das Signal S2 ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt hat der Betrieb der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 einen ausreichend stabilen Zustand erreicht; der D-FF 86 wird durch das Schwingungssignal Py-gesetzt, um dadurch das Signal S2' mit dem hohen logischen Pegel zu erzeugen. Dadurch wird gleichzeitig die Eingabe der Taktsignalimpulse sowohl zu der Steuersignalzählerschaltung 38 als auch zu der Vergleichszähler-Schaltung 40 möglich und angesteuert.

Zu diesem Zeitpunkt ist das Taktsignal der Steuersig nal-Zählerschaltung 38 das Schwingungssignal Py'. , während das Taktsignal der Vergleichs-Zählerschaltung 40 das Signal Px ist, d.h., bei dieser Aus.führungsform ein Signal von 8192 Hz. Als Ergebnis hiervon wird das Signal S2 auf das NOR-Glied 74 gegeben, so daß die Übertragung des 512 Hz-Signals gesperrt wird; der Endpuls Pend von der Steuersignalzählerschaltung 38 wird kontinuierlich ausgegeben, und zwar bis zur abfallenden Flanke des Signals S2.

Wenn die Steuersignal-Zählerschaltung 38 insgesamt A Impulse des Signals Vy gezählt hat, wird ein Endimpuls Pend von ihr ausgegeben, der den D-FF 86 in dem Steuerabschnitt 44 zurücksetzt. Dadurch fällt das Signal S2¹ ab, und die UND-Glieder:102 und 98 werden gesperrt.

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Als Ergebnis hiervon wird die Zuführung des Taktsignals zu der Steuersignalzählerschaltung 38 beendet, während gleichzeitig das Signal Pend auf das NOR-Glied 82 gegeben wird, so daß das Signal S2 auf den niedrigen Xogischen Pegel abfällt und das NOR-Glied 74 angesteuert wird. Dadurch wird das 512 Hz-Signal nochmals auf den D-FF 78 gegeben. Beim nächsten Impuls des 512 Hz-Signals wird der D-FF 76 zurückgesetzt und der D-FF 78 gesetzt, während das Ausgangssignal S3 von dem NOR-Glied 84 auf den hohen logischen Pegel ansteigt.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Temperaturdatenwert T in der Vergleichzählerschaltung 40 gehalten und von dieser Schaltung bei der abfallenden Flanke des Signals S3 in das Temperaturregister 46 übertragen. Da gleichzeitig mit dem Signal S2 das Signal S3 auf das NOR-Glied 74 gegeben wird, wird die Übertragung des 512 Hz-Signals über das Glied 74 gesperrt, so daß die Vorgänge der Sequenz-Steuerung angehalten werden. In diesem Zustand wird das 1/4 Hz Rechteckwellensignal von der Zeitgeberschaltung 60 auf das ODER-Glied 70 gegeben und die FF 72, D-FF 76 und D-FF 78 werden zurückgesetzt und bleiben bis zur abfallenden Flanke des Signals S3 in diesem Zustand. Dieses Zurücksetzen geschieht 2 see, nachdem ein negativ verlaufendes Eingangssignal von der Zeitgeberschaltung 60 auf den Inverter 62 gegeben worden ist und 1,5 see. nach dem Anstieg des Signals Po. Dieser zeitliche Ablauf ist so ausgelegt, daß er dem Kompensationszyklus der Schaltung 27 für die Synthetisierung des Korrektursignals angepaßt ist. (die im folgenden erläutert werden soll).

Das invertierte Zeitgeber-Rücksetzsignal R wird auf das NAND-Glied 74 gegeben, so daß die Temperaturkorrektur unmittelbar nach der Freigabe des Rücksetzzustandes

eingeleitet wird. Statt einen Rückwärtszähler für die Steuersignal-Zählerschaltung 38 zu verwenden, ist es auch möglich, die Funktion dieser Schaltung durch Einsatz einer Koinzidenz-Feststellungsschaltung zu realisieren, also eine Schaltung, die feststellt, wenn ein vorgegebener Zählwert erreicht worden ist.

Fig. 7 zeigt in Form eines Blockdiagramms den Aufbau der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36. Eine Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühl-Spannung erzeugt eine Ausgangsspannung, die gegen eventuelle Schwankungen in der Spannung der Energiequelle extrem stabilisiert ist (d.h., gegen Schwankungen in der Spannung der Batterie der Uhr); erfahrungsgemäß ändern sich die Spannungen von Batterien im wesentlichen linear mit einer Änderung der Betriebstemperatur. Ein Spannungs/ Strom-Wandler 110 setzt die Ausgangsspannung der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühlspannung in einen Strom um. Die Spannung/Strom-Wandlerschaltung 110 liefert den Speisestrom für eine stromgesteuerte Oszillatorschaltung 111, die bei dieser Ausführungsform durch eine Ringoszillatorschaltung gebildet wird. Das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 111 wird auf eine Umformerschaltung 112 für die Wellenform des Schwingungssignals gegeben; die dadurch erzeugten Ausgangsimpulse werden auf eine Frequenzteilerschaltung 114 geführt. Diese Schaltung teilt die Frequenz des Signals von der Oszillatorschaltung 111 in ausreichendem Maße, um eine geeignete Länge für die Periode fdes Signals Py zu liefern, das von der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 abgegeben wird. Die Energiezuführung zu den Schaltungen 108, 110 (und damit 111) und 112 wird durch einen Inverter 116 gesteuert, und zwar entsprechend einem angelegten Signal SW. Der INverter 116 weist einen N-Kanal-Feld-

* β ν

effekt-Transistor (FET) mit einem niedrigen Wert des EIN-Widerstandes auf. Wenn sich das Signal SW (das an die Steuerelektrode dieses FET angelegt wird).auf dem hohen logischen Pegel befindet, wird die Betriebsspannung der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühl-Spannung, der Spannungs/Strom-Wandlerschaltung und der Wellenformerschaltung 112 zugeführt. Die Periode der Schwingung der Ringoszillatorschaltung 111 ändert sich proportional zu dem von der Spannungs/Strom-Wandlerschaltung 110 gelieferten Speisestrom, während der Pegel dieses Stroms durch die Scbwellenspannung (die im folgenden als "Vth" abgekürzt werden soll) eines N-Kanal-Feldeffekt-Transistors (FET), der die Spannungs/Stromwandler-Schaltüng 110 bildet, und die Ausgangsspannung Vr von der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühlspannung festgelegt wird. Bei einem Anstieg der Temperatur wird also die Differenz zwischen Vth und Vr verringert, so daß der von der Spannungs/Stromwandler-Schaltung 110 zugeführte Strom und damit die Periode der Schwingung der Ringoszillatorschaltung 111 reduziert wird. Die Temperaturkennlinie dieser Schwingungsperiode ist oben unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben'worden. Wie dabei erwähnt wurde, wird die Periode des Ausgangssignals von der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 und damit von dem Frequenzteiler 114 als T definiert.

Fig. 8 zeigt in- Form eines Schaltdiagramms Details der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühl-Spannung, der Spannungs/Strom-Wandlerschaltung 110, des Ringoszillators 111 und der Wellenformerschaltung 112 nach Fig. 7. Die Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühlspannung weist sechs in Kaskade geschaltete Spannungsstabilisatorstufen auf, die aus

diffundierten Widerständen und Feldeffekt-Transistoren (FETs) aufgebaut sind. Die Schaltung basiert auf der Verwendung von FETs mit gemeinsam geschalteten Steuer- und Senkenelektroden, die als Zener arbeiten, d.h., als Komponenten mit zwei Anschlüssen. Die einzige Ausnahme stellt die erste Stufe 118 dar. In diesem Fall ist eine Spannungsteilerschaltung zwischen einem P-Kanal FET-P1 und einem Widerstand 132 ausgebildet, so daß die Ausgangsspannung von dieser Schaltung im allgemeinen stark durch Änderungen in der Spannung der Energiequelle (d.h., der Batterie) beeinflußt wird. Zur Ver^- ringerung dieses Effektes ist ein Widerstand 130 zwischen die Steuer- und Senkenelektrode des FET P1 gekoppelt, um die Senken/Quellen-Spannung zu stabilisieren.

Die zweite und folgende Stufe 120, 122, 124, 126 und weisen FETs P2, N3 bzw. P4 auf, die jeweils als Quellenfolger geschaltet sind und in Reihe mit den FETs N2, P3 bzw. dem Paar N4 und N4' liegen, deren Steuer- und Senkenelektroden auf die dargestellte Weise miteinander verbunden sind. Die fünfte Stufe 126 und die sechste Stufe 128 sind identisch mit der dritten Stufe 124 bzw. der zweiten Stufe 120. Während der Strombegrenzungswirkung der Quellenfolger-Transistoren auf den Strom, der die als Doppelanschluß-Elemente geschalteten Transistoren passiert, wird die an den zuletzt erwähnten Transistoren entwickelte Spannung hoch gegen Änderungen in der Spannung der Energiequelle stabilisiert; das Ausmaß der Stabilisierung nimmt mit der Zahl der Stufen, d.h., der Stufen 120, 122, usw. zu. Weiterhin nähert sich bei der Erhöhung der Zahl der Stufen die Ausgangsspannung von jeder Stufe zunehmend der Schwellenspannung Vt der Transistoren, die als Doppelanschlußelemente geschaltet sind. Diese Schwellenspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, d.h., sie fällt mit einer Zunahme

der Arbeitstemperatur ab. Zwei FETs N4 und N4' sind in der vierten Stufe 124 als Elemente mit zwei Anschlüssen in Reihe geschaltet, um einen höheren Pegel der Ausgangsspannung von dieser Stufe zu liefern und dadurch den Strompegel zu erhöhen, der in der fünften und sechsten Stufe . fließt, wodurch ein ausreichender Stromfluß in diesen Stufen für die Durchführung eines ausreichenden Betriebes gewährleistet ist. Ein weiteres Ziel des Aufbaus dieser Stufe 124 liegt darin, den Arbeitstemperaturbereich zu vergrößern, indem die Steigung der Temperaturkennline der Ausgangsspannung von der letzten Stufe Vr verdoppelt wird, weil die Ausgangsspanhung von der Stufe die Summe der Schwellenspannungen der beiden FETs ist. Aufgrund dieses Zusammenhangs bewirkt bei einer Tempera-

15. turerhöhung der sich ergebende Abfall in der Ausgangsspannung von der vierten Stufe 124 eine Verringerung des Stromflusses in der letzten Stufe 126, wodurch die Steigung der Gesamttemperaturkennlinie der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühlspannung erhöht wird. Bei einer Erhöhung der Spannung nähert sich deshalb die Ausgangsspannung Vr von der sechsten Stufe 126 der Schwellenspannung Vt.

Die von dieser Schaltung erhaltene Temperaturkennlinie der 25: Ausgangsspannung Vr wird durch Änderungen in der Spannung der Energiequelle praktisch nicht beeinflußt, so daß sie sich nur bei Variationen in der Arbeitstemperatur ändert. Die Steigung dieser Temperaturkennlinie von Vr wird in erster Linie durch die Temperaturkennlinie der Schwellenspannung Vt des Feldeffekttransistors FET bestimmt, der als Element mit zwei Anschlüssen in der letzten Stufe 126 der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühl spannung verwendet wird; im bestimmten Umfang hängt sie' auch von der Temperaturkennlinie der Schwellenspannung der

-χί-QA

FETs ab, die in der vierten Stufe 124 verwendet werden.

Die diffundierten Widerstände 134, 136 und 138 haben jeweils einen positiven Temperaiurkoeffizienten, so daß sie im allgemeinen bei einer Temperaturerhöhung den Stromfluß verringern. Es ist jedocu festgestellt worden, daß die dadurch entstehende Wirkung auf die Ausgangsspannung Vr nicht wesentlich ist.

Die Spannungs/Stromwandler-Schaltung'110 dient dazu, die Ausgangsspannung Vr von der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühl spannung in einen Strom umzuwandelnder sich entsprechend den Änderungen von Vr mit der Temperatur ändert. Die Temperaturkennlinie der Schwellenspannung des N-Kanals FET N7 in der Spannung/Stromwandler-Schaltung 110 muß deshalb berücksichtigt werden. Wenn diese Temperaturkennlinie identisch mit der Kennlinie der Spannung Vr ist, dann ändert sich die Differenz zwischen der·Schwellenspannung des FET N7 und der an seine Steuerelektrode angelegten Spannung Vr nicht mit der Temperatur, so daß sich der Stromfluß durch den FET N7 nicht mit der Temperatur ändert.

Bei der elektronischen Uhr nach der vorliegenden Erfindung sind alle FETs der Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühlspannung und die Spannung/Stromwandler-Schaltung 110 auf dem gleichen IC-Chip ausgebildet, so daß es keine Probleme bereitet, die Kennlinie der FETs in jeder dieser Schaltungen identisch zu machen. Wie oben beschrieben wurde, wird die Steigung der Temperaturkennlinie der Spannung Vr steiler als die Steigung der Schwellenspannung der FETs gemacht, indem die Stabilisatorschaltung 108 für die Temperaturfühlspannung entsprechend ausgelegt ist. Dies gewährleistet eine geeignete Stromsteuerung bei Tempe-

raturänderungen durch die Spannungs/Stromwandler-Schaltung 110. Die Beziehung zwischen der Schwellenspannung Vth des N-Kanals FET N7 und der Spannung Vr ist in Fig. 9 dargestellt. Wie man erkennen kann, ändert sich die Differenz (Vr - Vth) linear mit der Temperatur, so daß sich der Senkenstrom des FET N7 ebenfalls linear mit der Temperatur ändert. Die Temperaturkennlinie von (Vth Vr) kann in gewissem Umfang durch Änderung des Quellenfolger-Widerstandes 150 in der Spannungs/Stromwandler-Schaltung 110 eingestellt werden.

Der Ringoszillator 111 weist drei Inverter 140, 146 und 148 auf, die jeweils einen P-Kanal FET und N-Kanal FET enthalten, wobei der Speisestrom für jede dieser Inverstufen von der Spannung/Stromwandler-Schaltung 110 zugeführt wird. Jede Inverterstufe enthält eine Verzögerungsschaltung, wie sie beispielsweise durch den Widerstand 142 und den Kondensator 140 gebildet wird; die Inverter sind· so geschaltet, daß sie eine Ringoszillatorschaltung bilden. Es ist möglich, mehr als drei Stufen für diese Oszillatorschaltung zu verwenden, wenn die Zahl der Stufen ungeradzahlig, ist. Weiterhin ist nicht wesentlich, daß eine Ringoszillatorschaltung verwendet wird, da auch Typen von Oszillatoren eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß die Oszillationsfrequenz stromabhängig ist.

Bei dieser Ausführungsform wird der der Oszillatorschaltung 111 zügeführte Strom bei einer Erhöhung der Temperatur reduziert, so daß die Frequenz der Schwingung der Schaltung 111 mit der Temperatur zunimmt. Gleichzeitig nimmt auch die Amplitude des Ausgangssignals von dem Oszillator 111 mit der Temperatur zu, so daß eine Wellenform-Formerschaltung 112 vorgesehen werden muß, um das zuletzt erwähnte Ausgangssignal so umzuwandeln, daß es

zwischen den logischen Pegelpotentialen der digitalen Schaltungsanordnung variiert. Bei der Schaltung 102 dient ein N-Kanaltransistor N9, an dessen Steuerelektrode die Spannung Vr anliegt, als Pull-Down-Wiclerstand, also als Absenkwiderstand. Das Ausgangssignal von der Ringoszillatorschaltung 111 wird auf den P-Kanal FET P9 gegeben und dadurch verstärkt, dann durch eine Inverterstufe aus FETs P10 und N10 invertiert und als Signal Pyaus gegeben.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Teraperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 eine Kombination von herkömmlichen Schaltungen ist, jedoch ein Ausgangssignal mit einer Schwingungsperiode erzeugt, die nahezu exakt proportional zu der Arbeitstemperatur ist, und zwar im Temperaturbereich von -20° C bis +80⁰C; dabei ist nicht die 'Verwendung von externen Temperaturfühlelementen erforderlich,'sondern diese Einrichtung besteht vollständig aus FET-Elementen und diffundierten Widerständen, die einstückig in dem IC-Chip der Uhr ausgebildet sind. Darüberhinaus kann der von der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 gezogene Speisestrom auf weniger als weniger als 5μΑ verringert werden, weil diese Schaltung auf intermittierender, periodischer Basis arbeitet, und zwar unter Steuerung der Signale von dem Steuerabschnitt 44; in der Praxis ist deshalb der durchschnittliche Wert des von der Temperaturfühloszillatorschaltung 36 gezogenen Stroms vernachlässigbar. Diese Verwendung der Temperaturfühloszillatorschaltung 36 auf einer periodischen, intermittierenden Basis, d.h. beispielsweise der Betrieb während eines kurzen Zeitintervalls alle 30 Sekunden, ist auch dann möglich, wenn die Temperaturfühloszillatorschaltung 36 dazu

verwendet wird, neben der Temperaturkompensation andere, in Beziehung zur Temperatur stehende Funktionen zu erfüllen.

Bei dieser Ausführungsform wird die Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 nur für 0,1 sek. in Betrieb gesetzt, und zwar jedes Mal dann, wenn eine Temperaturmessung durchgeführt wird, so daß der mittlere, von dieser Schaltung gezogene Strom kleiner als 0,01 μΑ ist. Wenn die Temperaturempfindlichkeit in Bezug auf die Schwingungsperiode bei der normalen Arbeitstemperatur gemessen ist, dann hat sie einen relativ hohen Wert, d.h., 4000 bis 8000 ppm. Es läßt sich also selbst dann eine ausgezeichnete Empfindlichkeit für die Temperaturkompensation erreichen, wenn ein hoher Auflösungsgrad benötigt wird.

Die Funktionen für die Einstellung der beiden Setzwerte A und B der Temperaturmeßschaltung 18 werden im folgenden beschrieben. Dabei wird angenommen, daß die Temperaturmeßschaltung 18 einen Wert für den Temperaturdatenwert T liefert, der bei 0⁰C gleich Null ist, sowie einen Wert T, der bei 50⁰C gleich 500 ist, so daß die Temperaturauflösung mit 0,1 ⁰C angegeben werden kann. Weiterhin soll angenommen werden, daß die Kennlinien der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 so ausgelegt sind, daß folgende Werte gelten: oC = 5 Mikrosekunden/°C, Jd= 650 Mikrosekunden, fc = 8192Hz, ρ = 9 Bit.

Weiterhin soll angenommen werden, daß für A ein Wert von 244 und für B ein Wert von 237 gilt. · .· '

Damit gilt also die Beziehung:

T = £9.994 χ θ + 129.93/ + 237 - 512 χ m'

Wenn die Temperatur 20 ⁰C beträgt, dann wild T = 200; verwendet man den Dezimalpunkt, so kann T ausgedrückt • werden als "20,0". In ähnlicher Weise ist bei 40⁰C T = 400; durch Einfügung des Dezimalpunktes ergibt sich also "40,0". Ein solcher Auflösungsgrad ist selbstverständlich dann nicht erforderlich, wenn die Temperaturmeßschaltung 18 nur dazu verwendet werden' soll, eine Temperaturmessung durchzuführen und eine Anzeigefunktion bei einer elektronischen Uhr zu übernehmen. In einem solchen Fall kann der Temperaturmeßbereich verbreitert werden; die Zahl der Bits in der Vergleichszählerschaltung 40 und dem Temperaturregister 46 kann verringert werden, um dadurch den Schaltungsaufbau zu vereinfachen. Darüberhinaus kann das signifikanteste Bit des Temperaturregisters 46 (das im folgenden als "MSB = Most Significant Bit" abgekürzt werden soll) dazu verwendet werden, das Vorzeichen anzugeben.

Wenn also in diesem Fall· A= 122 und B= 119 sind, dann wird der Temperaturdatenwert T gegeben als

T =[4.997 χ & + 64.96^ + 119 - 512 χ in

Dabei wird angenommen, daß die anderen Parameter iden· tisch mit denen für das letzte Beispiel angegebenen sind. In diesem Fall ist der Wert von T bei 25 ⁰C gleich 381; wenn der dekodierte Wert der acht Bits weniger dem MBS mit η bezeichnet wird, dann gilt

Vt

η = (381 - 256) = 125

Wenn dieser Wert verdoppelt und mit dem Dezimalzeichen versehen wird, wird er zu "25,0". In ähnlicher Weise wird bei -10⁰C der Wert für T = 206; in diesem Fall ist also der Wert von η = 206. Erkennt man, daß das MSB gleich Null ist, wodurch eine Schaltung für die Berechnung von (256 - n) in Betrieb genommen werden kann, so läßt sich ein Wert n' = 50 erhalten. Wenn dieser Wert verdoppelt, mit einem Minuszeichen und mit einem Dezimalzeichen versehen wird, so läßt er sich ausdrücken als "-10,0". Auf diese Weise kann die Temperaturmeßschaltung 18 leicht so angepaßt werden, daß sie bei einer elektronischen Uhr das direkte Auslesen der Temperatur ermöglicht.

Als Alternative hierzu kann in dem zuletzt erwähnten Fall wie folgt vorgegangen werden: Erkennt man, daß der Wert für MSB gleich Null ist, und ordnet man dem Wert für η ein Minuszeichen zu, so läßt sich ein Wert von 49 für n¹ erhalten, wenn dieser Wert (d.h., der Wert für die 8 Bits weniger das MSB) invertiert und ' dann dekodiert wird. Wird dieser Wert dann verdoppelt und mit einem Minuszeichen und einem Dezimalzeichen versehen, so läßt er sich ausdrücken als "-9,8".

Ein spezifisches Beispiel der Schaltung 27 für die Synthetisierung des Korrektursignals, die in Fig. 4 dargestellt ist, wird nun unter Bezugnahme auf das Blockschaltdiagramms nach Fig. 10 beschrieben, die auch den Aufbau der Frequenzteilerschaltung 12 zeigt. Die Frequenzteilerschaltung 12 weist eine Eingangsfrequenz-

-χ-

teilerschaltung 162, eine primäre Frequenzteiler-Schaltung 164, die das Ausgangssignal von der Schaltung 162 empfängt, und eine sekundäre Frequenzteilerschaltung 166 auf, die das Ausgangssignal von der Primärfrequenzteilerschaltung 164 empfängt. Die Schaltung 27 für die Synthetisierung des Korrelctursignals enthält eine erste Komparatorschaltung 158 und eine zweite Komparatorschaltung 156; die erste Komparatorschaltung 158 erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Impuls- breite, die durch den Temperaturdatenwert T festgelegt wird, und zwar über einen Vergleich zwischen dem Temperaturdatenwert T von dem Temperaturregister 46 und den Ausgangssignalen von der ersten Frequenzteilerschaltung 164; die zweite Komparatorschaltung 156 erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Impulsbreite entsprechend dem Temperaturdatenwert T durch Vergleich zwischen dem Temperaturdatenwert T und den Ausgangssignalen von der zweiten Frequenzteilerschaltung 166 festgelegt wird. Die Schaltung 27 über die Synthetisierung des Korrektursignals weist weiterhin einen Abschnitt 160 für die Synthetisierung von Impulsen auf, der ein Frequenzkorrektursignal Pc unter Verwendung der Ausgangssignale von dem Komparatorschaltungen 156 und 158 über einem Teil der in dem Temperaturregister 4 6 gespeicherten Temperaturdaten synthetisiert. Die Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 ist mit Anschlüssen für die Erzeugung von Frequenzschalten durch diese Schaltung versehen. Diese Frequenzschaltung wird entsprechend dem Ausgangssignal durchgeführt, das an den zuletzt erwähnten Anschluß von dem Abschnitt 160 für die Synthetisierung von Impulsen der Synthetisierungsschaltung 27 für das Korrektursignal zugeführt wird, und :war in Abhängigkeit davon, ob das Signal einen hohen'logischen Pegel (im folgenden als Η-Pegel bezeichnet)

oder einen niedrigen logischen Pegel (im folgenden als L-Pegel bezeichnet) hat.

Im einzelnen wird die Frequenzschaltung durchgeführt, indem ein Teil der Kapazität der Oszillationsschaltung der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 geändert wird. Wenn man annimmt, daß der Temperaturdatenwert T von dem Temperaturregister 46 insgesamgt 8 Bits aufweist, dann werden die sieben geringer signifikanten Bits, d.h., die Bits ohne das MSB, an die Komparatorschaltung 156 und 158 angelegt, während das MSB direkt dem Abschnitt 160 für die Synthetisierung von Impulsen zugeführt wird. Damit haben jeweils die erste Komparatorschaltung 158, die zweite Komparatorschaltung 156, die erste Frequenzteilerschaltung 164 und die zweite Frequenzteilerschaltung 166 einen Aufbau mit sieben logischen Bits.

Figur 11 zeigt ein Schaltdiagramm zur Erläuterung dieser Frequenzschaltungsoperationen und stellt im einzelnen die Schaltdiagramme der Quarzkristalloszillatorschaltung 10 und der Schaltung 2 7 über die Synthetisierung des Korrektursignals sowie die Frequenzteilerschaltung 12 dar. Die Quarzkristalloszillatorschaltung 10 weist einen Quarzkristallschwinger 172, der bei 32876 Hz schwingt, einen Oszillator-Inverter 174, einen Stabilisierungswiderstand 176, einen Rückkopplungswiderstand 178, einen Oszillator-Eingangskondensator 180 und einen Oszillator-Ausgangskondensator 182 sowie einen Schaltkondensator 184 auf, der wahlweise durch die Betätigung eines elektronischen Schalters 186 in die Schaltung geschaltet wird. Die Eingangsfrequenzteilerschaltung 162 weist zwei binäre Teilerstufen auf. Die primäre und sekundäre Frequenzteilerschaltung 164

und 166 enthalten jeweils sieben binäre Teilerstufen. Die Ausgangssignale von diesen binären Teilerstufen der primären Frequenzteilerschaltung 164 und der sekundären Frequenzteilerschaltung 166 werden mit entsprechenden Eingängen der ersten Komparatorschaltung 158 bzw. der zweiten Komparatorschaltung 156 verbunden, wie man in Fig. 11 erkennen kann. Die erste Komparatorschaltung 158 weist einen Flip-Flop 198 und eine Schaltung 196 für die Feststellung von Koinzidenz auf.

Der FF 198 wird getriggert, um bei der negativ ver.-laufenden Flanke des MSB Signals F6 der sieben Bits FO bis F6 ein positiv verlaufendes Ausgangssignal zu erzeugen; die sieben Bits FO bis F6 werden der Schaltung 196 für die Feststellung der Koinzidenz von der Frequenzteilerschaltung 12 zugeführt. Die Schaltung 196 setzt den FF 198 zurück, indem ein Koinzidenz-Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die sieben Bits To bis T6 von dem Temperaturregister 46 identisch mit den sieben Bits FO bis F6 von der primären Frequenzteilerschaltung 164 sind. Die zweite Komparatorschaltung 156 weist einen Flip-Flop 202 und eine Schaltung 200 für die Feststellung der Koinzidenz auf, hat also den gleichen Aufbau wie die erste Komparatorschaltung 158; die zweite Komparatorschaltung 156 vergleicht jedoch die sieben Bitsignale, die von der sekundären Frequenzteilerschaltung 166 ausgegeben werden, mit,dem sieben Bits TO bis T6 von dem Temperaturregister 46.

Der Abschnitt 160 für die Synthetisierung von Impulsen enthält ein UND-Glied 192, welches als Eingangssignale das MSB Signal T7 von dem Temperaturregister 46 sowie Ausgangsimpulse P1 und P2 von der ersten Komparatorschaltung 158 bzw. der zweiten Komparatorschaltung 156

empfängt; außerdem weist der Abschnitt 160 ein ODER-Glied 194, welches die Impulssignale P1 und P2 empfängt, sowie ein ODER-Glied 190 auf, welches die Ausgangssignale

von den Verknüpfungsgliedern 192 und 194 empfängt. 5

Die Schaltung 2 7 zur Synthesisierung des Korrektursignals hat die folgende Funktionsweise. Wenn der Wert, der durch die sieben signifikantesten Bits TO bis T6 des Temperaturregisters 46 dargestellt wird, als η bezeichnet wird, und wenn angenommen wird, daß die Signalperiode des am wenigsten signifikanten Bits (das im.folgenden als LSB= least, significant bit abgekürzt werden soll) FO der primären Frequenzteilerschaltung gleich 1 ist, dann sind die Perioden der Ausgangsimpulssignale P1 und P2 von den Komparatorschaltungen 158 bzw. 156 jeweils 128 bzw. 16384. Der Tastzyklus der zule"tzt erwähnten Signale, d.h., der Teil der Gesamtzeit, bei dem sich jedes Signal auf dem Pegel H befindet, wird dann n/128. Der Abschnitt 160 für die Synthetisie.rung von Impulsen dient dazu, das Ausgangssignal von dem NOR-Glied 194 auf den Pegel L zu setzen, wenn sich das MSB Ύ7 von dem Temperaturregister 46 auf den Pegel H befindet, und um das logische Produkt aus P1 und P2 von dem UND-Glied 192 zu erzeugen, während die Ausgangssignale von den Verknüpfungsgliedern 192 und 194 durch das ODER-Glied 190 übertragen werden, um dem elektronischen Schalter 186 der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 zugeführt zu werden. Wenn das an den Schalter 186 angelegte Signal als Korrektursignal Pc bzeichnet wird, dann ist die Zeitspanne, für die das Signal Pc während 16384 Perioden dieses Signals auf dem Pegel H

ist, gleich η ; die relative Einschaltdauer, also das Tastverhältnis ψ (das im folgenden als "Korrekturverhältnis"bezeichnet werden soll) ist durch die folgende Gleichung gegeben:

f = n²/16384

Während sich das Bit-Signal T7 auf dem Pegel L. befindet, wird das Ausgangssignal von dem UND-Glied 192 auf dem Pegel L gehalten; das umgekehrte Signal FT des Signals P1 und das umgekehrte Signal FZ des Signals P2 werden von dem NOR-Glied 194 ausgegeben, d. h., dieses Verknüpfungsglied gibt das logische Produkt FT.«. ΨΣ ab; dieses Signal wird durch das ODER-Glied 190 an den elektronischen Schalter 186 angelegt. In diesem Fall ist die Zeitspanne, für die sich das Signal Pc auf dem Pegel H befindet, gegeben durch ( 128 - n) . Die folgende Beziehung gilt zwischen dem Wert η und den Bits des Temperaturdatenwertes T von dem Temperaturregister 46:

η = T CO^T -C128)
η = T -· 128 (128^·Τ

Damit ist das Korrekturverhältnis <ψ durch die folgende Gleichung gegeben:
20

Cp= (T - 128)²/16384 (0^T^255)

Damit dient die Schaltung 27 für die Synthetisierung des Korrektursignals dazu, den Temperaturdatenwert T in eine quadratische Funtkion umzuwandeln.

Das Korrektursignal Pc wird periodisch erzeugt, und zwar als kontinuierliche Impulsfolge mit einer Periode von 1/64 Sekunde, während eines bestimmten Zeitintervalls; während des folgenden Zeitintervalls wird die Impulsfolge dann angehalten. Die Impulsbreite der Impulse in dieser Impulsfolge und damit die Dauer der Impulsfolge werden entsprechend dem Temperaturdatenwert T festgelegt.

Die Wiederholungsperiode dieser Intervalle, in denen die Impulsfolge angehalten wird, beträgt zwei Sekunden, so daß die mittlere Zeitnahmegeschwindigkei.t der Uhr während zwei Sekunden als Darstellung für die Zeitnahmegeschwindigkeit verwendet wird.

Im folgenden soll die Funktionsweise der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 in Abhängigkeit von dem Korrektursignal Pc beschrieben werden. Figur 12 zeigt die Temperaturkennlinie einer elektronischen Uhr nach der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 12 Ca) die Temperaturkennlinie der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10^ Fig. (b) die Temperaturkennlinie des Korrekturverhältnisses ψ , d. h., das Tastverhältnis für das Signal Pc, welches sich auf dem Pegel H befindet, und Fig. 12 Cc) die Temperaturkennlinie des Temperaturdatenwertes T darstellen. In Fig. 12 Ca) ist die relative Frequenzabweichung auf der vertikalen Achse aufgetragen. Wie man erkennen kann, wird die Temperaturkennlinie der Quarzkristall-Oszillatorschalturig 10 durch zwei Kurven ausgedrückt, die jeweils eine Spitzentemperatur haben, die nahe.bei der normalen Arbeitstemperatur liegt. Wie oben beschrieben wurde, werden von der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 durch Schalten zwei verschiedene Ausgangsfrequenzen erhalten; wenn sich das 5 an den Schalter 186 angelegte Korrektursignal Pc auf dem Pegel L befindet, ergibt sich eine Frequenzabweichung von fL, während die Frequenzabweichung fH beträgt, wenn sich das Signal Pc auf dem Pegel H befindet. Der Wert der Frequenzabweichung wird so eingestellt, daß er bei der Spitzentemperatur der fL Kennlinie gleich Null ist. Die Frequenzabweichung ändert sich im wesentlichen konstant in Bezug auf fL, so daß die Differenz zwischen fL und fH, die im' folgenden als fSW bezeichnet werden soll, durch folgende Gleichungen ausgedrückt werden kann:

£L = a x C θ - ZT)²

fH = a χ C θ - ZT)² + fSW

Hier bedeuten: 5

Q = Temperatur a = quadratischer Temperaturkoeffizient, ZT= Spitzentemperatur, d. h., die Temperatur, bei der die Kennlinien der Frequenzabweichung fL und fH ein Maximum erreichen.

Mit fW wird das mittlere Maß der Frequenzabweichung bezeichnet, welche sich aus der Temperaturkorrektur ergibt; dieser Wert ist gleich der Frequenzabweichung, die über die Periode des MSB-Signals von der sekundären Frequenzteilerschaltung 166 gemittelt wird. Das Korrekturverhältnis ψ kann als das Tastverhältnis angesehen i^erden, für das die Quarzkristall-Oszillatorschaltung .10 bei einer Frequenz schwingt, welche die Frequenzabweichung fH verursacht; es handelt sich um eine quadratische Funktion. Diese Funktion, ist in Fig. 12 Cb) dargestellt. Der mittlere Wert der Frequenzabweichung fW wird deshalb durch die folgende Gleichung gegeben:

fW = fL χ C1 -f) + fH χ ψ

Dies läßt sich wie folgt umformulieren:

fW = a χ CZT - θ)² - fSW χ CT - 128)²/16384

Die ideale Bedingung wird erreicht, wenn die durch die obige Gleichung gegebene Größe fW zu Null wird. Diese Bedingung wird für den folgenden Wert von T erfüllt:

Γ- a/fSW

T = 128 x£( Γ- a/fSW χ CO - 7Λ") + I

Dieser Wert von T führt dazu, daß fW = Null wird.

Wie oben erläutert wurde, ermöglicht es die Temperaturmeßschaltung 18, daß die Temperaturkennlinie des Temperaturdatenwertes T in geeigneter Weise bestimmt wird, indem die in dem Speicher 28 gespeicherte numerischen Werte A und B gesetzt werden. Es bereitet keine Probleme , die Temperaturkennlinie von T so einzustellen, daß die Größe fW zu Null gemacht wird . Dies kann beispielsweise durch eine automatische Verarbeitung unter Verwendung eines elektronischen Computers erfolgen, um die geeigneten Werte für A und B einzusetzen. Im folgenden soll im Detail beschrieben werden, wie A und B tatsächlich berechnet werden, um den gewünschten Temperaturdatenwert T zu liefern. Die Vorbedingungen, die , dafür erforderlich sind, lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die Frequenzabweichung fL ist bei der Spitzentemperatur (wie sie oben definiert wurde) Null; der Schalter 186 kann durch eine äußere Steuerung selektiv in den offenen oder in den geschlossenen Zustand .gebracht werden; und schließlich ist ein Ausgang vorgesehen, um die zu messende Schwingungsperiode der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 86 anzusteuern. Die notwendigen Arbeitsgänge werden im folgenden erläutert. Zunächst wird.

die Temperaturkennlinie gemessen; anschließend wird die Verarbeitung durch die entsprechenden Berechnungen durchgeführt; und dann werden die Werte für A und B in den Speicher 28 eingegeben.

Die Einstellung erfolgt für zwei verschiedene Temperaturpunkte. Die Werte für fL, fH und 7" die als fL1, £H1 und'/Ί angegeben werden, werden bei einem ersten Temperaturwert Θ1 gemessen. Dann werden die Werte für fL, fH und^die als fL2, £H2 und T* 2 bezeichnet sind, bei einem zweiten Tempe-

raturwert Θ2 gemessen. Dies ermöglicht die Messung der entsprechenden Werte für fSW, die als fSW1 und £SW2 bezeichnet werden. Da jedoch fH1 und fH2 nahezu identisch sind, ist es möglich, auch nur einen dieser Werte zu ermitteln. Der Wert des Korrekturverhältnisses 9?, der für die Durchführung der Kompensation von fL1 bei der Temperatur T1 erforderlich ist und mit f1 bezeichnet werden soll, ist gleich dem Verhältnis fL1/fSW1. Der Wert des Korrekturverhaltnisr.es ψ der für die Durchführung der Kompensation von fL2 bei der zweiten Temperatur T2 erforderlich ist und im folgenden als ψ2 bezeichnet werden soll, ist durch das Verhältnis fL2/ESW2 gegeben.. Darüberhinaus gilt:
φ= (T - 128)²/16384

Da T durch die folgende Gleichung gegeben ist:

T = A χ fc xT+ B - 256 χ i, läßt sich die folgende Gleichung erhalten:

£L1/£SW1 = (A χ fc χ7Ί + B - 256 χ m - 128) ²

16384 £L2/fSW2 = (A χ fc χ CT2 + B - 256 χ m - 128)²

16384 25

Wenn angenommen wird, daß #1 < ZT <^Θ2 gilt, dann können die obigen Gleichungen aufgelöst werden, wodurch sich die folgende Gleichung ergibt:

' _r fL1 . £H2

A= ^L TSW1 TSW2

fc χ (5^2 - Π)

und _f

t^L ' - Δ γ fr -x-B = 128x JFSW2 λ χ te χ

Wenn diese Werte für A und B in den Speicher 28 gegeben werden, dann zeigt der Temperaturdatenwert T die in Figur 12 Cc) dargestellten Temperaturbeziehungen, während die Temperaturkennlinie des Temperaturdatenwertes T die Form nach Fig. 12 (a) annimmt. Es ist nicht erforderlich, die Temperatur als Parameter für die Datenverarbeitungs-Berechnungen zu messen, die für die Ermittlung der Werte für A und B erforderlich sind. Es muß nur die Beziehung zwischen den Signalfrequenzen von der Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 und der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 bei einer Temperatur, die niedriger als die normale Arbeitstemperatur ist, und bei einer Temperatur gemessen werden, die höher als die normale Arbeitstemperatur ist.

Es ist nicht erforderlich, diese Temperaturmessungen sehr exakt durchzuführen oder während der Messung eine genaue, temperaturstabilsierte Umgebung aufrechtzuerhalten.

Ein alternatives Verfahren benutzt die Tatsache, daß die Streuungsabweichungen in der quadratischen Temperaturkennlinie der Quarzkristall-Oszillatorschaltung TO und in der Frequenz/Temperaturkennlinie der Temperaturfühl-Oszillatorschaltung 36 gering sind. Bei diesem Verfahren werden fH, fL undT'bei der normalen Arbeitstemperatur gemessen; dann werden Berechnungen durchgeführt, um die gewünschten Werte für A und B abzuleiten. Diese Berechnung ergibt sich ebenfalls aus den obigen Gleichungen und obigen Erläuterungen, so daß sie nicht nochmals wiederholt xverden soll.

Es sind auch verschiedene andere Verfahren möglich, die Temperaturmeßschaltung nach der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Schaltung 27 für die Synthetisierung des Korrektursignals und der Quarzkristall-Oszillatorschaltung zu verwenden. Beispielsweise könnte der Temperaturdatenwert T

in eine quadratische Funktion der Temperatur umge-

er
wandelt werden, bevor in dem Temperaturregister 46 gespeichert wird. Als Alternative hierzu könnte die Frequenzkorrektur realisiert werden, indem das effektive Frequenzteilungsverhältnis der Frequenzteilerschaltung 12 variiert wird, statt direkt die Frequenz der Schwingungen der Quarzkristall-Oszillcitorschaltung 10 zu beeinflussen. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem Impulse injiziert oder subtrahiert werden. Außerdem ist noch folgender Weg möglich: ftenn der Temperaturdatenwert T so berechnet wird, daß er einen großen Zeitnahmefehler darstellt, beispielsweise 1 oder 2 see.-, dann wird ein Verfahren verwendet, wodurch die von der Anzeigeeinrichtung dargestellte Zeit selbst korrigiert wird. Im allgemeinen wird jedoch das hier beschriebene Verfahren bevorzugt, die Zeitnahmegeschwindigkeit zu korrigieren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei einer elektronischen Uhr die Zeitmessung im allgemeinen in der Weise erfolgt, daß die mittlere Zeitnahmegeschwindigkeit über eine kurze Zeitspanne gemessen wird; in dieser Beziehung ist also das Verfahren der direkten Steuerung der Schwiigingsfrequenz der Qüarzkristall-Oszillatorschaltung 10 vorteilhaft.

Wie in Figur 12 Ca) dargestellt ist, fällt bei der Schaltung nach der vorliegenden Erfindung fW bei Temperaturen außerhalb des Temperaturkompensationsbereiches scharf ab und zwar in Richtung einer Verlangsamung der Zeitnahme. Dies kann leicht bei Bedarf dadurch verbessert werden, indem bei Temperaturen außerhalb des Temperaturkompensationsbereiches fW = fH gemacht wird. Beispielsweise kann die in Fig. 13 dargestellte Temperaturkennlinie erhalten werden, indem die Zahl der Bits in der Vergleichs-Zählerschaltung 40 und in dem Temperaturregister 46 der Temperaturmeßschaltung

auf insgesamt 9 Bits erhöht und indem weiterhin der Aufbau des Abschnittes 160 für die Synthetisierung von Impulsen der Schaltung 27 für die Synthe^ tisierung des Korrektursignals etwas modifiziert wird. Der Unterschied zwischen den Figuren 13 Ca) und 12 (a) liegt darin, daß bei Fig. 13 Ca) die Frequenzabweichung fW außerhalb des Frequenzkompensationsbereiches = fH ist. Dies wird erreicht, indem die Temperaturkennlinie, des Korrekturverhältnisses ψ außerhalb des Tempe*- raturkompensationsbereiches flach gemacht wird, wie man in Fig. 13 (b) erkennen kann. Damit muß also der Temperaturdatenwert T einen doppelt so großen Temperaturbereich abdecken, wie im Fall nach Fig. 12 (c), wie man in Fig. 13 Cc) erkennen kann.
15

Fig. 14 zeigt ein Schaltdiagramm einer modifizierten Version der Ausführungsform der Schaltung 27' zur Synthetisierung des Korrektursignals nach Fig. 11, um die oben beschriebene und in Fig, 13 Ca) bis Cc) dargestellte Temperaturkennlinie zu liefern. Diese Schaltung weist den Abschnitt 160 für die Synthetisierung von Impulsen in der Schaltung nach Fig. 11 auf, die jedoch durch die Addition von Verknüpfungsgliedern in einen Abschnitt 161 für die Synthetisierung von Impulsen umgewandelt worden ist. Der Abschnitt 161 enthält ein UND-Glied 222, ein ODER-Glied und einen Inverter 226. Das UND-Glied 222 empfängt als Eingangssignale das in Fig. 11 gezeigte Frequenzkorrektursignal Pc und das neunte Bit-Signal T8 von dem Temperaturregister 46 Cbei dieser Ausführungsform ist das entsprechende Signal um ein Bit vergrößert, so daß es insgesamt 9 Bits enthält; dies ist jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellt) Das ODER-Glied 224 empfängt das Ausgangssignal von dem UND-Glied 222 und das invertierte Ausgangssignal T8, das von dem Inverter 226 zugeführt wird. Das Ausgangssignal von dem ODER-Glied wird als Korrektursignal Pc' an die Quarzkristall-Oszillatorschaltung 10 angelegt.

Mit den Ausführungsformen nach den Fig. 13 und 14 ergibt sich eine Verbesserung in der Temperaturkennlinie der Zeitnahmegeschwindigkeit bei Temperaturen außerhalb des Temperaturkompensationsbereiches. Es ist auch möglich, eine Verbesserung der Temperaturkennlinie innerhalb des Tempuraturkompensationsbereiches zu erzielen, indem die Zahl der Bits in dem Temperaturdatenwert T auf 9 Bits erhöht wird, wie im folgenden erläutert werden soll.

Fig. 15 zeigt die Temperaturkompensationskennlinie aus der Ausführungsform nach Fig. 1 und Fig. 14, wobei die vertikale Achse dieser Kurvendarstellung verbreitert ist. In Fig. 15 (a) ist die Temperaturkennlinie in der Nähe der Spitzentemperatur dargestellt. Fig. 15 (b) zeigt die Temperaturkennlinie 230 über den gesamten Temperaturkompensationsbereich. Wie man erkennen kann, ist die Temperaturkennlinie diskontinuierlich, wobei Quantisierungsfehler auftreten. Die Amplitude dieser Fehler wird in Fig. 15 Ca) und Cb) durch strichpunktierte Linien angedeutet. Diese Quantisierungsfehler beruhen auf der Funktionsweise der digitalen Schaltungen und müssen so klein wie möglich gehalten werden. Wenn die 7 Bits, die von den Schaltungen 196 und 200 für die Feststellung von Koinzidenzen und von den primären und sekundären Frequenzteilerschaltungen 164 und 166 verarbeitet werden müssen, um mindestens 1 Bit erweitert werden, dann wird die Temperaturkompensations-Auflösung jedes Mal verdoppelt, wenn die Zahl der Bits um 1 Bit erhöht wird; entsprechend wird der Quantisierungsfehler halbiert. Wenn jedoch die Zahl dieser Bits erhöht wird, wird die Zykluszeit der Schaltung 27 über die Synthetisierung des Korrektursignals über einen Mittelwert von 2 Sekunden vergrößert, so daß es nicht möglich ist, die Zeitnahmegeschwindigkeit über eine

Periode von 2 Sekunden zu messen. Sogar dann, wenn die Frequenz des Taktsignals Px von 8192 Hz auf 16384 Hz in einem Versuch geändert wird, das zuletzt erwähnte Problem zu überwinden, sind immer noch 4 Sekunden erforderlich, um die Quadrierung durchzuführen (d. h., die Umwandlung des Temperaturdatenwertes T in eine quadratische Funktion). Wenn die Taktsignalfrequenz weiter erhöht wird, dann nimmt auch der Stromverbrauch der Schaltung zu; es wird deshalb unmöglich, eine rasche Messung der Zeitnahmegeschwindigkeit unter Verwendung der üblichen Zeitmeßgeräte durchzuführen.

Im. folgenden soll ein Verfahren beschrieben werden, mit dem' die Amplitude des Quantisierungsfehlers reduziert werden kann, wobei gleichzeitig die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Dieses Verfahren sucht eine andere Ausführungsform der Quadrierungs-' schaltung, wie man in Fig. 16 erkennen kann. Hierbei

_;20 ist die Zahl der Bits in der Schaltung 197 für die Feststellung der Koinzidenzenin der ersten Komparatorschaltung (die nun das Bezugszeichen 159 hat) und in der Schaltung 201 für die Feststellung der Koinzidenzen der Twsiten Komparatorschaltung (die nun das Bezugszeichen 157 hat) um ein Bit erhöht worden, so daß nun insgesamt 8 Bits statt der 7 Bits bei den vorherigen Ausführungsformen vorhanden sind. Das von dem LSB des Temperaturregisters 46 zugeführte Signal T₀ (welches nun auch um 1 Bit vergrößert wurde.., jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellt worden ist) wird als Datensignal zu dem LSB der Schaltung 197 und 20I für die Feststellung der Koinzidenzen gegeben.

Das spezielle Merkmal dieser Schaltung liegt im folgenden: Das Signal, welches auf das LSB der Schaltung 197 für die Feststellung der Koinzidenzen gegeben wird, ist das Eingangssignal zu der primären Frequenzteilerschaltun,', 164, während das Signal, welches auf den LSB ler Schaltung 201 für die Feststellung der Koinzidenzen gegeben wird, das Eingangssignal zu der sekundären Frequenzteilerschaltung 166 ist. Darüberhinaus wird das gleiche Signal C d. h., das Signal von 64 Hz) auf das MSB der ersten Komparatorschaltung 159 und auf das LSB der zweiten Komparatorschaltung 157 gegeben. Darüberhinaus ist das Signal, welches von der Frequenzteilerschaltung 12 auf das MSB der zweiten Komparatorschaltung 157 gegeben wird, das gleiche 1/2 Hz Signal wie bei der Ausührungsform nach Fig. 11. Damit kann also die mit dieser Ausführungsform der Schaltung 27 über die Synthetisierung des Korrektur-.signals die Quadratur des Temperaturdatenwertes T innerhalb von 2 Sekunden vollendet werden. Das Signal Pc, welches aus den Ausgangssignalen PT*und P2'der ersten und zweiten Komparatorschaltung 159 und 157 synthetisiert wird, gibt einen Wert für das Korrekturverhältnis ψ , der durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden kann:

' (wenn T eine ganze

. Zahl ist)

65536

Cf¹= J CT¹- 256)² +. /i28 -/Τ' - 256/' 65536

(Wenn T' eine ungradzahlige Zahl ist) Dabei bedeutet T' die 9 Bits der Temperaturdaten (im Gegensatz zu den 8 Bits des Temperaturdatenwertes T bei den vorherigen Beispielen). Die Temperaturkompensationskennlinie, die aus dieser Schaltung erhalten wird, ist in Fig. 17 dargestellt. Dabei werden die gleichen Koordinatenachsen wie in Fig. 15 verwendet. Wie man in Fig. 17 (a) erkennen kann, ist die Temperaturkompensationsauflösung doppelt so groß wie in Fig. 15. Außerdem läßt sicherkennen, daß'd.ie maximale Amplitude des digitalen Quaniti sierungs^eMers (siehe Fig. 17(b) nur noch die Hälfte beträgt.

Die unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 17 beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basieren auf dem Aufbau der Ausführungsform nach Fig. 1, bei der die Einrichtung zur Umwandlung in numerische Werte und die Einrichtung für die Einstellung des Ausgleichs unter Verwendung der gleichen Zählerschaltung realisiert werden.

Es sind jedoch auch verschiedene andere Konfigurationen möglich; zwei Beispiele solcher Konfigurationen sollen, kurz erläutert werden. Fig. 18 zeigt ein Blockdiagramm des Grundaufbaus einer Ausführungsform einer elektronischen Uhr. Diese elektronische Uhr unterscheidet sich, von der Ausführungsform nach Fig. 3 (obwohl beide im wesentlichen auf Fig. 1 basieren) in den folgenden Merkmalen: Das Verfahren der Umwandlung des Temperaturdatenwertes T in eine quadratische Funktion, die durch die Schaltung 246 für die Synthetisierung des Korrektursignals durchgeführt wird, wurde vereinfacht; außerdem wurde eine zweite Steuersignal-Zählerschaltung 248 hinzugefügt, um die Zählung des Ausgangssignals von der Frequenzteilerschaltung 12 entsprechend dem Einstellwert B in dem Speicher 28 durchzuführen und dadurch ein Bezugssteuersignal zu erzeugen. Außerdem wurde

-r ein exklusives ODER-Glied 252 hinzugefügt, welches die logische Exklusiv-OßER--Summe des Steuersignals von der Steuer-

Signalzählerschaltung 38 (die identisch mit der Schaltung der Ausführungsform nach Fig. 3 ist) und des Bezugssteuersignals liefert, das auf die oben beschriebene Weise erzeugt wird. Dieses logische Exklusiv-ODER-Summensignal wird der Verknüpfungsschaltung 42 zugeführt.

Da in diesem Fall die Voreinstellung der Vergleichszählerschaltung 92 nicht erforderlich ist, läßt sich der Schaltungsaufbau vereinfachen. Die mit dieser Ausführungsform durchgeführte Temperaturmessung liefert einen Wert für den Temperaturdatenwert T, der durch die folgende Gleichung gegeben wird.

T=A x'f χ fc - B¹ ι 15

In diesem Fall muß die Schaltung 246 für die Synthetisierung des Korrektursignals bei der Durchführung der Umwandlung, in einejquadratische· Funktion nicht den Wert (T - 128)² erzeugen, so daß diese Schaltung nur den Wert T² liefern muß; damit läßt sich die Schaltung 246 über die Synthetisierung des Korrektursignals vereinfachen. Andererseits muß ein größerer Wert für den Setzwert B als bei der Ausführungsform nach Fig. 3 verwendet werden.Damit wird es erforderlich, die zweite Steuersignal-Zählerschaltung 248 in entsprechendem Maße zu vergrößern.

Fig. 19 zeigt den Grundaufbau einer dritten Ausführungsform einer elektronischen Uhr nach der vorliegenden Erfindung. Zwischen dieser Ausführungsform und der Ausführungsform nach Fig. 18 bestehen die folgenden Unterschiede: Zunächst wird bei der Ausführungsform nach Fig. 18 das Eingangssignal zu der Steuersignal-Zählerschaltung 256 durch ein Ratenmultiplizierglied 254 erzeugt, welches als Eingangssignale eine Gruppe von Signalen von der Frequenzteilerschaltung 12 sowie Signale empfängt, die den numerischen Wert B von der Speicherschaltung 28 darstellen

Weil die Steuersignalzählerschaltung 256 ein Bezugssteuersignal entsprechend dem Einstellwert A erzeugt, können zusätzlich die Steuersignalzählerschaltungen 38 und 256 den gleichen Aufbau haben. Wenn die Zahl der Ziffern des Ratenmultipliziergliedes 254 mit q bezeichnet wird, dann werden die B-Impulse von einer Folge von 2" Impulsen durch diese Schaltung ausgewählt. Dieser Vorgang führt also effektiv eine Frequenzteilung um einen Faktor B/2^ durch. Mit diesem Aufbau der Temperaturmeßschaltung (die bei dieser Ausführungsform das Bezugszeichen 21 hat) wird entweder das Signal fc von der Frequenzteilerschaltung 12 ohne Änderung als Taktsignal-Eingangssignal für das Verknüpfungsglied 42 oder das von dem Ratenmultiplizierglied 254 erzeugte Ausgangssignal als Taktsignal (wie im Beispiel nach Fig. 19) verwendet, d.h., das Signal, welches sich aus der Teilung durch b/2^ ergibt. Auch die Temperaturmessung ändert sich, und zwar in Abhängigkeit davon, welches dieser Verfahren verwendet wird, um das Taktsignal, welches auf das Verknüpfungsglied 42 gegeben wird, zu liefern, wie im folgenden kurz beschrieben werden soll. Die Dauer des Steuersignals, welches von dem Exklusiv-ODER-Glied 252 erzeugt wird, läßt sich durch die folgende Gleichung geben:

t - A χ (T- 2^q/B x fc)

Wenn die numerische Umwandlung unter Verwendung des Signals mit der Frequenz fc als Taktsignal durchgeführt wird, dann sind der Temperaturdatenwert T', der· sich in diesem Fall ergibt, und der Temperaturdatenwert T, der sich ergibt, wenn die numerische Umwandlung unter Verwendung des Signals mit der Frequenz fc χ B/2°* als Taktsignal ausgeführt wird, durch die folgenden Gleichungen

gegeben:

T s A χ (Τ x fc - 2^q/B)

Τ· = A χ (Tx fc x B/2^q - 1)

In dem zuerst erwähnten Fall, d.h., wenn der Wert für T erhalten wird, sind die Offset- bzw. Ausgleichseinstellung und die Steigungseinstellung vollständig unabhängig voneinander. Bei dem Fall der Ausführungsform nach Fig. 3 macht es jedoch eine Änderung in dem Einstellwert A zur Durchführung der Justierung der charakterisitischen Steigung erforderlich, den Wert für B ebenfalls zu ändern. In dem x.uletzt erwähnten Fall, bei dem ein Temperaturdatenwert T' erhalten wird, beeinflussen die Auswirkungen der Herstellungsabweichungen auf den Wert für T^nur den absoluten Wert, so daß eine externe Einstellung des Wertes A nicht erforderlich ist, wenn bei verschiedenen hergestellten IC-Chips die Rate der Abweichung von J in Bezug auf die Temperatur konstant gehalten wird. Es ist deshalb in diesem Fall möglich, beispielsweise unter Verwendung eines Masken-ROM den Wert für A festzuhalten.

Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht eine Schaltung für eine temperaturkompensierte, elektronische Uhr nach der vorliegenden Erfindung die Korrektur von Abweichungen (aufgrund von Herstellungsabweichungen) im Asolutwert und der Änderungsrate bzw. Änderungsgeschwindigkeit in bezug auf die Temperatur eines Temperaturdatensignals, welches von einer Temperaturfühl-Oszillatorschaltung erzeugt wird; diese Korrektur wird unter Verwendung einer einfachen digitalen Schaltung durchgeführt. D.h. also, daß eine solche Schaltung ohne Probleme als inte-

-χ-

graler Teil einer monolithischen MOS integrierten Schaltung realisiert werden kann. Darüberhinaus läßt sich die Einstellung der Werte sehr präzise berechnen. Weiterhin ist eine vollautomatische Einstellung dieser Werte möglich, da diese Einstellwerte unter Verwendung von einfachen digitalen Schaltungen vorgegeben werden können. Bei einer temperaturkompensierten, elektronischen Uhr nach der vorliegenden Erfindung läßt sich die Temperaturmessung sehr exakt durchführen, indem eine Temperaturmeßschaltung mit dem oben beschriebenen Aufbau verwendet wird; der für die Temperaturmessung verbrauchte Strom ist extrem gering und liegt beispielsweise in der Größenordnung eines mittleren Stroms von weniger als 0,02 uA . Durch Kombination einer solchen Temperaturmeßschaltung mit einer Schaltung für die Synthetisierung von Korrektursignalen, wie sie für die bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, wird es möglich, eine kleine und dünne elektronische Uhr mit sehr hoher Genauigkeit herzustellen, d.h., eine Uhr, deren Fehler weniger als 10 see. pro Jahr beträgt; da die elektronische Uhr nach der vorliegenden Erfindung besonders gut für die modernen, automatischen Herstellungsverfahren und die modernen Zeitnahme- und Einstellungstechniken geeignet ist, wird die Massenherstel- lung zu wirtschaftlichen Kosten möglich, und zwar auch von elektronischen Uhren mit extrem hoher Genauigkeit, wie sie bisher nur bei relativ kostspieligen Uhren •erreicht werden konnte.

Leerseite

Claims (11)

1. Patentansprüche

   Von einer Batterie getriebene, elektronische Uhr mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Einheits-Zeitsignals, die eine Quarzkristall-Oszillatorschaltung zur Erzeugung eines Zeitbasis-Signals aufweist, wobei die Quarzkristall-Oszillatorschaltung eine quadratische Beziehung zwischen der Umgebungs-Arbeitstemperatur und der Frequenz der Schwingungen zeigt, und mit einer Frequenzteilerschaltung, die das Zeitbasis-Signal empfängt und eine Frequenzteilung durchführt, um mehrere Zeitsignale mit unterschiedlichen Frequenzen einschließlich des Einheits-Zeitsignals zu erzeugen, weiterhin mit einer Anzeigetreiberschaltung, die das Einheits-Zeitsignal empfängt, und mit einer von der Anzeigetreiberschaltung gespeisten Anzeigeschaltung für die Darstellung der Zeitinformationen entsprechend dem Einheits-Zeitsignal, gekennzeichnet durch

   eine Temperatur-Kompensationsschaltung (18) zur Kompensation von Änderungen in der Periode des Einheits-Zeitsignals, die auf den Auswirkungen der Änderungen der Umgebungs-Arbeitstemperatur auf die Schwingungsfrequenz der Quarzkristall-Oszillatorschaltung (10) beruhen, wobei die Temperatur-Kompensationsschaltung (18) eine Temperatur-Fühlschaltung (20) zur Erzeugung eines Temperatur-Fühlsignals mit einer Frequenz, die sich mit der Umgebungs-Betriebstemperatur der Quarzkristall-Oszillatorschaltung (10) ändert, eine Schaltung (22) zur Umwandlung des Temperatur-Fühlsignals in einen numerischen Temperatur-Datenwert (T), der sich in Abhängigkeit von der Umgebungs-Arbeitstemperatur ändert, um digitale Signale zu erzeugen, welche den Temperatur-Datenwert anzeigen, wobei das von der Schaltung für die Erzeugung des Einheits-Zeitsignals gelieferte Zeitsignal als Bezugsfrequenz bei der Umwandlung in numerische Daten verwendet wird, weiterhin eine Schaltung (23) für die Einstellung der Steigung, welche die Steigung der Temperatur-Kennlinie der numerischen Temperatur-Daten' auf einen vorgegebenen Verlauf bringt, eine Schaltung (24) für die Einstellung des Ausgleichs(Offset), die den Ausgleichpegel der Temperatur-Kennlinie der Temperatur-Datenwerte auf einen vorgegebenen Pegel bringt, und eine Frequenz-Korrektur- : schaltung (26) aufweist, welche digitale Daten für den Temperatur-Datenwert empfängt und in Abhängigkeit davon den Betrieb der Schaltung für die Erzeugung des Einheits-Zeitsignals so steuert, daß Änderungen in der Periode des Einheits-Zeitsignals, die durch die Auswirkungen von Änderungen in der Umgebungs-Arbeitstemperatur auf die Quarzkristall-Oszillatorschaltung (10) verursacht werden, kompensiert, um dadurch die Periode des Einheits-Zeitsignals konstant in bezug auf Temperaturänderungen zu halten.
2. 2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung für die Einstellung der Steigung

   (23) und die Schaltung für die Einstellung des Ausgleichs

   (24) jeweils einen Speicher (28) für einen eingestellten Wert aufweisen, der von außen einstellbar ist, um numerische Werte darstellende Daten zu speichern.
3. 3. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung für die Einleitung der Temperaturmessung, um auf der Basis eines periodischen, wiederholten Ablaufs den Temperatur-Datenwert zu erzeugen.
4. 4. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

   dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuersignal-Zählerschaltung (38) das Temperatur-Fühlsignal empfängt, um bei jeder Temperaturmessung eine vorgegebene Zahl von Impulsen zu zählen und dadurch ein Steuersignal mit einer Breite bzw. Dauer zu erzeugen, die durch die Periode des Temperatur-Fühlsignals festgelegt wird, daß die Schaltung (22) für die Umwandlung in einen numerischen Wert eine Vergleichs-Steuerschaltung aufweist, die eines der Zeitsignale von der Frequenz-Teilerschaltung (12) und der Vergleichs-Zähler schaltung (40) empfängt, und daß die Vergleichs-Steuerschaltung durch das Steuersignal von der Steuersignal-Zählerschaltung (38) gesteuert wird, um das Zeitsignal auf einen Eingang der Vergleichs-Zählerschaltung zu übertragen, wodurch'es gezählt wird, wobei der Zählinhalt der Vergleichs· Zählerschaltung am Ende des Zählvorgangs den Temperatur Datenwert bildet.
5. 5. Elektronische Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (23) zur Einstellung der Steigung die Steuersignal-Zählerschaltung (38) aufweist, die eine

   voreinstellbare Zählerschaltung enthält, die am Beginn jeder Temperaturmessung auf- einen in der SpeicherschaltungC28)gespeicherten numerischen Wert eingestellt wird, wobei der numerische Wert die maximale Zahl der Impulse des Temperaturfühlsignals festlegt, die von der Steuersignalzählerschaltung (38) während der Temperaturmessung gezählt werden sollen.
6. 6. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 4 oder 5, 10: dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (22) zur Umwandlung in numerische Werte auch als Schaltung (24) für die Einstellung des Ausgleichs dient.
7. 7. Elektronische Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß .die Vergleichszählerschaltung (40) eine voreinstellbare Zählerschaltung und eine Schaltanordnung für die Einstellung eines in dem Speicher gespeicherten numerischen Wertes in dem einstellbaren Zähler am Beginn je- ^;i der Temperaturmessung als Anfangszählwert aufweist.
8. 8. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur-Fühlschaltung (20) eine Stabiliastorschaltung für die Temperaturfühl-Spannung zur Erzeugung einer Ausgangsspannung, die bei 5 Änderung in der Spannung der Batterie im \tfesentliehen konstant ist und bei Änderungen in der Umgebungsarbeitstemperatur variiert, und eine von der Ausgangs spannung von der Stabilisatorschaltung für die Temperatur-Fühlspannung gesteuerte Oszillatorschaltung zur Erzeugung des Temperatur-Fühlsignals aufweist, wobei die Frequenz des Temperaturfühlsignals entsprechend dem Pegel der Ausgangsspannung von der Stabilisatorschaltung für die Temperaturfühlspannung festgelegt wird.
9. 9. Elektronische Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatorschaltung für die Temperaturfühlspannung und die Oszillatorschaltung der Temperaturfühlschaltung (20) jeweils einen Satz von Feldeffekttransistoren (FET) und Widerstandselementen aufweisen, die einstückig, in einer einzigen, integrierten Schaltung auf einem Chip zusammen mit Bauteilen der Quarzkristall-Oszillatorschaltung (10) ausgebildet sind.
10. 10. IQ,,,Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch ein Temperaturregister für die Speicherung des Temperaturdatenwertes in den Intervallen zwischen den Temperatürmessungen.
11. 11. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzkorrektur-Schaltung (26) eine auf die Temperaturdaten von der Einrichtung (22) für die.Umwandlung in numerische Daten ansprechende Schaltung für die Synthetisierung eines Korrektur-Signals zur Erzeugung eines Korrektursignals, welches zwischen ersten und zweiten Potentialen mit unterschiedlichem logischen Pegel mit einem Tastfaktor wechselt, der sich als quadratische Funktion der Temperatur ändert, und einen Kondensator sowie eine elektronische Schaltan-Ordnung aufweist, die auf das Korrektursignal anspricht, um wahlweise den Kondensator von der Quarzkristall-Oszillatorschaltung (10) zu trennen und mit ihr zu verbinden und dadurch die durchschnittliche Frequenz ihrer Schwingungen zu korrigieren.