DK153256B - Stilleindretning til en digital visning - Google Patents

Description

i

DK 153256B

Opfindelsen angår en sti 1 leindretning til en elektrisk digital visning i et elektronisk apparat, især et ur med en ferste impulsgenerator for frembringelse af tælleimpulser og en elektronisk tælleindretning med én eller flere stilletællere og 5 med en via mindst ét betjeningselement betjenelig visningssti lleindretning med en anden impulsgenerator, hvilken stille-indretning består af en impulsgenerator med en eller flere dertil indrettede impulsfrembringende elementer og et elektrisk virksomt modelement, hvorhos den eller de impulsfrembrin-10 gende elementer samt modelementet kan forskydes mod hinanden for frembringelse af elektriske impulser af variabel frekvens til indstilling af en visning.

En sådan sti 1 leindretning kendes fra tysk fremlæggelsesskrift . _ nr. 2.628.794. Dette skrift viser en række impulsgeneratorer, 1 o ved hjælp af hvilke, der kan frembringes impulser til indstilling af en elektronisk digital visning. Disse impulsgeneratorer er begrænset til 200 impulser pr. sek. Dette er ensbetydende med, at impulsgeneratoren skal foretage et væsentligt antal 2Q omløb, inden den ønskede indstilling af et ur er opnået. Dette er ubekvemt for personalet.

Hastigheden af indføringen i impulsgeneratoren kan ikke uden videre øges, idet der for det første opstår mekaniske kontaktproblemer især prelproblemer, og for det andet også signalbe-25 handlingsproblemer i forbindelse med elektronikken. Det sidste kan forekomme, når der anvendes en mikroprocessor, som ved siden af bearbejdningen af indføringsimpulserne til den digitale visning også har en række styrefunktioner i forbindelse med det elektroniske apparat. Mikroprocessoren udfører forskel-30 lige opgaver ved hjælp af et program i en serie af omløb på en sådan måde, at de relevante data f.eks. de fra en anden im- pulsgenerator hidrørende data i hvert programgennemløb bliver spurgt. Mikroprocessoren kan således spørge dataene fra den anden impulsgenerator under et forholdsvis kort tidsrum inden 35 for tidsrummet af programgennemløbet, hvorimod tidsintervallet til næste programgennemløb er forholdsvis langt. Hvis impulsfrembringelsen ved hjælp af den anden impulsgenerator sker 2

DK 153256B

meget hurtigt, så falder de frembragte impulser i det tidsrum inden for hvilket, mikroprocessoren ikke spørger den anden impulsgenerator. De tilsvarende impulser går da tabt.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en sti 1 leindret-5 ning, som under anvendelse af kendte impulsgeneratorer muliggør en enkel, bekvem og hurtig indføring af impulser, og dermed en reduktion af den tid, der er nødvendig, til indstilling af visningen.

10 Dette formål er ifølge opfindelsen opnået ved hjælp af en dis-kriminator, som afgør, om frekvensen af de af den anden impulsgenerator frembragte impulser overstiger en given grænseværdi, og en tredje impulsgenerator, som gennem diskriminatoren kan sluttes til visningen i tilfælde af, at en sådan grænseværdi 15 overskrides, og tilføre denne et øget antal indsti11ingsimpul-ser.

Opfindelsens idé består i, at der ved en bestemt frekvens af de ved hjælp af den anden impulsgenerator frembragte impulser 20 igangsættes en elektronisk frekvensgenerator i anordningen, som definerer og frembringer impulser væsentligt hurtigere end den anden impulsgenerator, hvilke impulser tilføres til visningen. Dette betyder, at impulsfrembringelsen ved denne impulsfrekvens bliver uafhængig af indgangsimpulserne. Visningen vil 25 på denne måde kunne indstilles til flere timer.

I en yderligere udførelsesform er der en sti 1 leindretning, ved hvilken impulsgiveren af den anden impulsgenerator indeholder flere impulsfrembringende elementer såvel som et som modkonge takt virkende affølingselement til aftastning af de impuls-frembringende elementer, hvorhos de impulsfrembringende elementer og affølingselementer manuelt eller motorisk kan drejes mod hinanden, og diskriminatoren er forbundet med det affø-1ingselement, der afføler de impulsfrembringende elementer.

Ved en sådan udførelsesform tjener et manuelt eller motorisk indstilleligt impulshjul til frembringelse af indsti11ingsim-pulserne til visningen.

35

DK 153256B

3

Det er også muligt at udforme impulsgiveren af den anden impulsgenerator som en skydestang, som med en slæbekontakt ledes bort over en modstandsbane af et potentiometer og derved styrer en ændring af impulsfrekvensen af en oscillator ved en æn-5 dring af oscillatormodstanden.

I en yderligere udførelsesform er det muligt som tredje im-pulsgenerator at anvende en i anordningen for hånden værende indretning, såsom frekvensdeleren eller multiplexeren til visningen, hvorhos denne anordning frembringer en frekvens, der er højere end den forudbestemte grænsefrekvens.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor 15 fig. 1 viser et impulshjul, der tjener som impulsgenerator ved en stilleindretning ifølge opfindelsen, fig. 2 en første udførelsesform for stilleindretningen, ved hvilken der anvendes et RC-led som tidsbestemmende led i en 20 diskriminator, fig. 2a et impulsdiagram for den i fig. 2 viste stilleindret-ning, fig. 3 en stilleindretning, i hvilken der anvendes et skifte-25 register som t idsbestemmende element i d i skri mi natoren, fig. 3a et impulsdiagram for den i fig. 3 viste stilleindret-ni ng, fig. 4 en tredje udførelsesform, hvori den i fig. 2 viste dis-30 kriminator er anvendt i forbindelse med en frekvensmultiplikator, fig. 4a en udformning af frekvensmultiplikatoren, 3g fig. 4b impulsdiagrammet for den i fig. 4 viste frekvensmulti-plikator, fig. 5 et rutediagram ved anvendelse af en mikroprocessor i en fjerde udførelsesform, og

DK 153256B

4 fig. 6 et kredsløbsdiagram til udnyttelse af frem- henholdsvis tiIbagetællingsimpulserne af den anden impulsgenerator.

Fig. 1 viser en impulsgenerator 1 til frembringelse af ind-5 sti 11ingsimpulser. Ved impulsgeneratoren 1 er der et impulshjul 2, som består af isolerende materiale, fortrinsvis afrivningsfast formstof. I formstof 1 egernet er der indlagt en elektrisk ledende kontaktring 3 med et antal stjerneformet anbragte elektrisk ledende kontakt!amel ler 4. Kontaktlamellerne er ført radiært ud til glatte perifere flader af impulshjulet 2 og er der med sine yderliggende tværsnitsflader formet som kontaktflader 5 til frembingelse af impulser. Som affølingsele-ment er der indrettet en mod de glatte perifere flader af impulshjulet 2 liggende kontaktfjeder 6, ved hvis kontaktflade 15 6a kontaktfladerne af impulshjulet 2 kan glide uden prel ved drejning af hjulet 2. Denne kontaktfjeder 6 kan såvel som en ved kontaktringen 3 slæbende kontaktfjeder 7, der kan slutte en elektrisk strømkreds til afgivelse af en impuls, udgøres af ensidigt indspændte bladfjedre, hvis ender er forbundet med et 20 impulskredsløb 8. Impulskredsløbet 8 er sluttet til en omskifter 9, som står i forbindelse med en omkoblingsindretning 10 til frem- henholdsvis tilbagetæl1ingsimpulser. Denne indretning har en arm 11, som via en ikke nærmere beskrevet kobling står i forbindelse med en koblingsskive 12 på impulshjulet 2.

25 Alt efter omdrejningsretningen af impulshjulet 2 ligger armen 11 an mod et kontaktsted 10a eller et kontaktsted 10b af omkoblingsindretningen 10 og overfører frem- henholdsvis tilbagestillingsimpulsen af impulshjulet 2 til det første eller det andet kontaktsted. En hvilefjeder 13 indgriber i en hvilefortanding 30 14 i impulshjulet 2.

Denne impulsgenerator, den anden impulsgenerator af apparatet, foretrækkes til indstilling af den digitale visning af et ur og er i almindelighed også egnet til indstilling af visningen af et elektronisk apparat. Der er ikke givet nogen forklaring 35 på en sådan visning (der f.eks. kan udgøres af en LED-visning) eller på den første impulsgenerator i apparatet (der f.eks. kan udgøres af en Quarz-osci11 ator eller en netfrekvensimpuls-

DK 153256B

5 generator) eller på sti 1 letæl leren, eftersom disse elementer er kendte.

I fig. 2 er der vist en første udførelsesform, ved hvilken det g undersøges, om frekvensen af de af en impulsgenerator frembragte impulser overstiger en given grænsefrekvens. Til dette formål er der indrettet et RC-led, hvis ladetilstand under impulspausen mellem to på hinanden følgende indgangsimpulser tjener til grænsefrekvens-diskriminering.

10

Til kontaktstedet 10a ved udgangen af den anden impulsgenerator 1 er der via en lademodstand 21 tilsluttet en ladekondensator 20. En modstand 22 tjener til afladning af kondensatoren 20. Der er desuden indrettet en D-flip-flop 23, med en klok- impulsindgang 23a, en informationsindgang 23b, en tilbagestil-15 lingsindgang 23c, såvel som en udgang 23e for sandhedsværdi og en inverteret udgang 23d. Mellem indgangene 23b og 23c er der et inverterende tærskelværdielement 24, såsom en Schmitt-trig-ger. Ved udgangene 23d og 23e er der indrettet NAND-porte 25 og 26, henholdsvis 27. Til udgangen af sidstnævnte er der kob- 20 let en tæller 28, der tjener som stilletæller i det elektroniske apparat, eksempelvis minuttælleren i et ur. Endelig er der indrettet en tredje impulsgenerator 29, som frembringer en frekvens, der er højere end den tilladte grænsesekvens. Frekvensen af denne impulsgenerator 29 kan f.eks. ligge på 600 2 5

Hz. Denne impulsgenerator kan enten være en selvstændig impulsgenerator eller afgive en af første impulsgenerator afledet frekvens.

Diagrammet i fig. 2a og virkemåden af den i fig. 2 viste udfø-30 relsesform vil nu blive beskrevet nærmere. Ved de enkelte impulstog i fig. 2a er henvisningstallene svarende til de udgangen, ved hvilke impulserne fremkommer, anført. Hvis der ved terminalen 10a af impulsgeneratoren 1 fremkommer en indgangsimpuls, så lægger denne impuls sig ved kondensatoren 20, og 35 ændrer klokimpulsindgangen 23a af en flip-flop 23. Forflanken af denne impuls kan ikke skifte flip-flop'en 23, da der til dette tidspunkt ved indgangen 23c ligger et tilbagesti11ings-signal, som først forsvinder efter en øget opladning af kon-

DK 153256B

6 densatoren 20, nemlig når tærskelværdien af tærskelværdielementet 24 overstiges. Signalet ved indgangen 23b bliver virkningsløst, og ved udgangen 23e opstår der ikke noget signal. Signalet ved udgangen 23d opretholdes og bevirker en transmis-5 sion af indgangssignalerne til tælleren 28 via NAND-portene 25 og 27. Efter afslutning af indgangssignalerne 10a, aflades kondensatoren 20, og ved underskridelse af tærskelværdien af tærskelværdielementet 24 fremkommer der ved indgangen 23c af flip-flop'en 23 igen et tilbagesti11ingssignal. Derved forsvin-10 der signalet ved indgangen 23b.

Hvis der ved terminalen 10a på ny fremkommer en forflanke af et yderligere indgangssignal, så gentages det allerede beskrevne forløb. Dette signal har imidlertid en væsentlig kortere varighed og en væsentlig kortere efterfølgende impulspause end det foregående signal. Kondensatoren 20 kan derfor ikke aflades så meget, at tærskelværdien af tærskelværdielementet 24 underskrides. Da der nu ved den efterfølgende indgangsimpuls ved terminalen 10a ikke ligger noget tilbagesti11ingssignal 20 ved indgangen 23c, kan forflanken af dette indgangssignal skifte flip-flop'en 23. Ved udgangen 23e fremkomemr der derved et signal, og signalet ved udgangen 23d forsvinder. Denne tilstandsændring af flip-flop'en 23 indikerer at indgangsimpulsfrekvensen er større end den tilladelige grænsefrekvens, og at 25 den forøgede impulsfrekvens af den tredje impulsgenerator 29 skal videreføres til tælleren 28 via NAND-portene 26 og 27.

Som det fremgår af fig. 2a, er denne indgangsimpuls og den efterfølgende impulspause længere end svarende til grænsfrekven-sen, således at afladningen af kondensatoren 20 kun kan finde 30 sted for så vidt tærskelværdien af tærskelværdielementet 24 underskrides og der ved indgangen 23d igen fremkommer et tilbages till ingssignal, som tilbagestiller flip-flop'en 23. Impulsfrekvensen af den efterfølgende indgangsimpuls er væsentlig højere end svarende til grænsefrekvensen. Kondensatoren 20 35 aflades derfor ikke så meget at tærskelværdien af tærskelværdielementet 24 underskrides. Dette betyder at flip-flop'en 23 igen skifter og tilfører den forøgede impulsfrekvens af impulsgeneratoren 29 til tælleren 28.

DK 153256B

7

Det fremgår således, at kredsløbsanordningen i fig. 2 arbejder som diskriminator for de frekvenser, der er højere eller lavere end den tilladelige grænsefrekvens, og at der ved tilførsel af de højfrekvente impulser af impulsgeneratoren 29 til tæl-5 leren 28 forekommer et væsentlig højere antal indsti11ingsim-pulser, end der kan frembringes ved hjælp af impulsgiveren. På denne måde muliggøres en meget hurtig indstilling af den digitale visning.

Fig. 3 viser en anden udførelsesform, ved hvilken der som tidsbestemmende element i diskriminatoren er indrettet et lager til fire impulser. Dette lager samarbejder med et efterfølgende logisk sammenføjningskredsløb. Et lager 30, der enten kan være udformet som et skifteregister eller som en tæller, modtager til stadighed ved sin indgang impulser fra den tredje impulsgenerator 29 (der f.eks. er den samme impulsgenerator, som i udførelsesformen i fig. 2). Terminalen 10a er via et differentieringsled 31, 32 og en inverter 33 forbundet med tiIbagesti11 ingsindgangen 30b af lageret 30. Udgangen 30c af 2Q lageret er via en inverter 34 og en 0G-port 35 forbundet med indgangen 30a for at kunne spærre denne indgang for yderligere impulser fra impulsgeneratoren 29, når der ved udgangen efter tilførsel af den fjerde impuls opstår et udgangssignal.

Til udgangen af lageret 30 er der koblet en NOR-port 36, en 25 inverter 37 og to NAND-porte 38 og 39. Til udgangen af sidstnævnte er tælleren 28 sluttet.

Som det fremgår af fig. 3a bliver impulserne fra terminalen 10a altid ført til indgangen af tælleren 28 - der er indgangen 30 for tælling i fremadgående retning - når impulslængden 10a er større end indlæsningstiden af fire impulser i lageret 30. I et sådant tilfælde, bliver der altid ved påbegyndelsen af en ny impuls 10a frembragt en tilbagestillingsimpuls 30b, som definerer påbegyndelsen af indlæsningen i tælleren 30, derved at 35 udgangssignalet 30c forsvinder. Hvis impulslængden 10a er mindre end indlæsningstiden i lageret 30, er udgangssignalet 30c stadig væk nul, hvorimod impulsen 10a allerede er afsluttet. Dette betyder, at der i NAND-porten 38 afgives en impuls af

DK 153256B

8 den tredje frekvensgenerator 29 som yderligere frem-tælleimpuls til tælleren 28.

Af diagramemt fremgår det, at antallet af yderligere impulser g til fremtælling af tælleren 28 næsten fordobles ved en hurtig drejning af den anden impulsgenerator, dvs. ved meget korte impulser 10a.

Fig. 4 viser en tredje udførelsesform, i hvilken diskrimina-toren 40 anvendes ligesom i fig. 2, idet udgangene 40a og 40b af diskriminatoren i fig. 4 svarer til udgangene 23d og 23e af flip-flop'en 23 i fig. 2. I stedet for den tredje impulsgenerator er der en frekvensmultiplikator 41, som foretager en fire dobling af impulserne 10a.

15 I fig. 4a og 4b er virkemåden af frekvensmutiplikatoren illustreret. Af fig. 4a fremgår det, at impulsernes for- og bagflanker differentieres af kondensatorerne 42a og 42b, således at der af en impuls 10a opstår to impulser 42. Via invertere 43a og 43b føres disse impulser til yderligere differentie-20 rende kondensatorer 44a, 44b, 44c og 44d, hvorved der ved en fornyet foi— og bagflankedifferentiering i alt dannes fire impulser af den oprindelige klokimpuls 10a. I de efterfølgende invertere 45a, 45b, 45c og 45d bliver disse signaler inverteret og sammenføjet i en NOR-port 46.

25

Hvis den anden impulsgenerator 1 med sine terminaler 10a og 10b forbindes til en mikroprocessor, så sker differentieringen af grænseværdioverskridelsen via impulsfrekvensen af de indgående impulser ved hjælp af et program i mikroprocessoren.

Fig. 5 illustrerer det respektive rutediagram. Under et pro-O. u gramforløb i mikroprocessoren bliver det i fig. 5 viste program med bestemte tidsintervaller gennemløbet på ny. Disse tidsintervaller eller -afstande er afpasset efter den indledningsvis angivne impuls-grænsefrekvens. Ved påbegyndelsen af det enkelte programgennemløb bliver kendetegnet for tælling stillet og indgangen 10a henholdsvis 10b spurgt om der foreligger et signal (indgang høj ?). Hvis indgangen ikke er høj, bliver den første "LOW'-cyklus gennemløbet, ved at kendetegnet

DK 153256B

9 til tælling tilbagestilles og et næsten stillet kendetetegn til store afstande af impulserne 10a henholdsvis 10b ligeledes tilbagestilles. Derefter gennemløbes det øvrige program af mikroprocessoren inden for et omløb, og efter f.eks. 5 msek, 5 spørges der på ny om indgangen er høj. Hvis svaret er nej, bliver kendetegnet til tælling ikke længere sat, og den anden "LOW'-cyklus gennemløbes, og kendetegnet for de store afstande af impulserne 10a henholdsvis 10b sættes. Hvis indgangen for anden gang ikke er blevet høj, så er dette et udtryk for, at 10 der er en stor afstand imellem impulserne 10a og 10b svarende til at impulsfrekvensen er mindre end grænsefrekvensen. Først ved det tredje spørgsmål "indgang høj" er svaret ja, således at den rette del af rutediagrammet gennemløbes. Kendetegnet til tælling er i dette tilfælde ikke sat, således at kendeteg-15 net nu må sættes. Endvidere er kendetegnet til den store afstand allerede blevet sat i anden "L0W"-cyklus, således at det tilsvarende spørgsmål besvares med ja svarende til, at der i tælleren foretages en tælling på én.

2Q Hvis indgangen derimod allerede er høj ved andet gennemløb af programcyklen - svarende til, at den anden "L0W"-cyklus ikke er blevet gennemløbet - så bliver den rette del af rutediagrammet straks gennemløbet, hvorved kendetegnet for stor afstand imellem impulserne ikke sættes, eftersom den anden 25 "LOW'-cyklus ikke var blevet gennemløbet. Dette betyder, at der i tælleren 28 er indført tre impulser, som udtryk for, at frekvensen af impulserne 10a henholdsvis 10b har overskredet grænsefrekvensen.

I tilfælde af, at der ved impulshjulet 1 skal ske en fresa-30 henholdsvis tiIbagesti11ing af visningen, må impulserne fra den anden impulsgenerator afgives til terminalerne 10a henholdsvis 10b. I et sådant tilfælde, skal tælleren 28 anvendes i forbindelse med en frem- henholdsvis tilbagestilling. Den i fig. 6 viste kobling tjener til styring af den rigtige indgang 3 5 af tælleren 28 i afhængighed af, om impulserne fremkommer ved terminalen 10a eller 10b af frem/ti1bageomkobleren 10. D er en diskriminator, som omfatter en anordning svarende til den i

Claims (10)

1. Stilleindretning til en elektrisk digital visning i et elektronisk apparat, især et ur, med en første impulsgenerator for frembringelse af tælleimpulser og en elektronisk tælleind-retning med én eller flere stilletællere og med en via mindst ét betjeningselement betjenelig visningsstilleindretning med en anden impulsgenerator (1), hvilken stilleindretning består af en impulsgenerator med én eller flere dertil indret-15 tede impulsfrembringende elementer og et elektrisk virksomt modelement, hvorhos den eller de impulsfrembringende elementer samt modelementet kan forskydes mod hinanden for frembringelse af elektriske impulser af variabel frekvens til indstilling af en visning, kendetegnet ved en diskriminator {20, 20 22, 23; 30, 31, 32; 40), som afgør, om frekvensen af de af den anden impulsgenerator frembragte impulser overstiger en given grænseværdi, og en tredje impulsgenerator (29), som gennem diskriminatoren kan sluttes til visningen i tilfælde af, at en sådan grænseværdi overskrides, og tilføre denne et øget antal 25 indsti 11 ingsimpulser.

2. Stilleindretning ifølge krav 1, ved hvilken impulsgiveren af den anden impulsgenerator besidder flere dertil indrettede impulsfrembringende elementer, såvel som et som elektrisk 30 virksomt modelement virkende afføl ingselement til afføling af de impulsfrembringende elementer, hvorhos de impulsfrembringende elementer og afføl ingselementet manuelt eller motorisk kan drejes mod hinanden, kendetegnet ved, at diskriminatoren er forbundet med det af føl ingselement (6), der 35 afføler de impulsfrembringende elementer (4).

3. Sti 1 leindretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der som tredje impulsgenerator (29) er anvendt DK 153256B en i det elektroniske apparat for hånden værende anordning, såsom en frekvensdeler eller en multiplexer til visning, og som frembringer en højere frekvens end den givne grænsefrekvens. 5

4. Sti 1 leindretning ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at der i diskriminatoren (20, 22, 23; 30, 31, 32; 40) er indrettet et logisk sammenføjningskredsløb (25, 26, 27; 36, 37, 38, 39), som i givet fald forbinder den tredje impulsgenerator (29) med sti 1letælleren (28) til visningen med henblik på dennes forstilling.

5. Sti 1 leindretning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at diskriminatoren har et tidsled, såsom et RC-led (20, 22), som er anbragt efter det logiske sammenføjningskredsløb 15 (25, 26, 27), og at den tredje impulsgenerator (29) gennem sammenføjningskredsløbet derefter kan sluttes til stilletæl-leren (28) til visningen, når afstanden imellem to på hinanden følgende impulser fra den anden impulsgenerator (2) er mindre end tidsleddets tidskonstant. 20

6. Stil leindretning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at diskriminatoren har et lager (30), såsom en tæller eller et skifteregister, som tjener til mellemlagring af et givet antal impulser, f.eks. fire impulser fra den tredje impuls- 25 generator (29), og at det til lageret sluttede logiske sammenføjningskredsløb (34-39) er udformet på en sådan måde, at det, når to impulser af den anden impulsgenerator (1) følger efter hinanden på kortere tid end indlæsningstiden af et givet antal impulser i lageret føjer impulserne af den tredje impulsgene-30 rator til impulstoget af den anden impulsgenerator.

7. Sti 1 leindretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den tredje impulsgenerator (29) udgøres af frekvensmultiplikator (41). 3 5

8. Stilleindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved en mikroprocessor, der tjener som diskriminator, og som ved hjælp af et program foretager en di skrin i mer i mg af impulsfrekvensen af den anden impulsgenerator. DK 153256 B

9. Sti 1 leindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at impulsgiveren af den anden impulsgenerator (1) består af en lineært forskydelig vægtstang med én eller flere slæbekontakter som impulsfrembringende elementer, medens en mod-5 standsbane i form af et potentiometer tjener som modelement.

10 15 20 25 30 35