EP2462489A2 - Elektronische schaltung für zeitgeberanwendungen kleinster leistungsaufnahme und verfahren zur kalibrierung und zum betreiben derselben - Google Patents

Elektronische schaltung für zeitgeberanwendungen kleinster leistungsaufnahme und verfahren zur kalibrierung und zum betreiben derselben

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Publication number
EP2462489A2
EP2462489A2 EP10731475A EP10731475A EP2462489A2 EP 2462489 A2 EP2462489 A2 EP 2462489A2 EP 10731475 A EP10731475 A EP 10731475A EP 10731475 A EP10731475 A EP 10731475A EP 2462489 A2 EP2462489 A2 EP 2462489A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oscillator
rco
nfo
time
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10731475A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bertram KÖLBLI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Junghans Microtec GmbH
Original Assignee
Junghans Microtec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Junghans Microtec GmbH filed Critical Junghans Microtec GmbH
Publication of EP2462489A2 publication Critical patent/EP2462489A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F1/00—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers
    • G04F1/005—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers using electronic timing, e.g. counting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/06—Electric fuzes with time delay by electric circuitry
    • F42C11/065—Programmable electronic delay initiators in projectiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
    • F42D1/05—Electric circuits for blasting
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means

Definitions

  • the present invention relates to an externally programmable electronic circuit which, upon expiration of a programmable time, causes execution of a predetermined action by outputting a corresponding output signal, the programming being effected by modulation of a carrier frequency.
  • the invention further relates to a method for calibration and a method for the
  • the above-mentioned electronic circuit which is also referred to as electronic timer circuit and today usually has a microprocessor, is usually digitally programmed via an interface by means of an amplitude-modulated carrier frequency method.
  • the high-precision carrier frequency used by an external programming device is quartz-stabilized.
  • Timer for timing only one or more relatively inaccurate RC oscillators are available. For example, with the passage of time only relative time errors of 100 ppm are allowed, whereas the frequency accuracy of today's RC oscillators is about 1 to 20%.
  • a method for programming an electronic detonator is known, which achieves a high time accuracy.
  • a microprocessor-internal oscillator is used for calibration to the supplied by the external programmer quartz accurate carrier frequency, which is in the clock frequency by more than a power of ten over the external carrier frequency.
  • Such a high clock frequency is common for the operation of a microprocessor, since this is also used to clock the command processing.
  • the high clock rate is necessary to resolve the calibration interval, which forms the basis for the later time, with sufficient time.
  • the object of the present invention is therefore to provide an accurate electronic timer circuit whose current consumption is drastically reduced during the execution of the programmed time. Analog exists the
  • the object of the invention is to provide a method for calibrating an electronic circuit or a method for operating a programmable electronic circuit, which enable an exact sequence of a programmed time and at the same time bring about a reduction of the current consumption.
  • the above object is achieved by an electronic circuit, which in addition to the first oscillator additionally comprises a second oscillator as a clock, wherein the frequency of the second oscillator is smaller than the frequency of the first oscillator.
  • the electronic circuit furthermore has means for carrying out the calibration method explained below and for carrying out the method explained below for operating the circuit.
  • the above object is also achieved by a method for calibration, in which based on the known carrier frequency, the current period (T) of the first oscillator and a ratio corresponding to the ratio of the period of the first oscillator and the period of the second oscillator is determined ,
  • the electronic circuit according to the invention also realizes a method according to the invention for operating in which, after or during the calibration of the circuit, the time (t P ) is determined by means of modulation of the circuit
  • Carrier frequency is programmed, wherein after completion of the calibration and a start signal, the expiration of the transmitted time takes place in that a corresponding fourth period number of the second oscillator and a corresponding third period number of at most temporarily working in parallel first oscillator are counted.
  • the present electronic circuit according to the invention and the methods according to the invention make use of the knowledge that the main cause of the high power consumption is the clock oscillator (first oscillator) and the associated speed of the clocking of the internal processor components. Because of the frequent need for reloading parasitic capacitances of the power consumption of the microprocessor increases largely linear with increasing clock frequency. This means that the clock frequency must be reduced in order to reduce the current consumption. This is achieved in the present invention through the use of the additional second processor-external low-frequency oscillator as the clock during the expiration of the programmed time.
  • the clock frequency of the second oscillator is more than one order of magnitude lower than the external carrier frequency of the programmer to drive the power consumption of the circuit into the microampere range.
  • the required accuracy of the timer circuit is achieved at the end of the programmed time by the inventive combination of at most temporarily parallel oscillators operating at different frequencies and the inventive calibration.
  • the quartz-precise external carrier frequency is present for a short period of time before, during and after the digital time programming.
  • This carrier frequency may, in a preferred embodiment, also be a carrier of energy to cover the entire circuit during and after the intermediate storage of the transmitted energy, e.g. in capacitors even after completion of programming to supply.
  • an external RC oscillator or LC oscillator is provided according to the invention for the much longer phase of the expiration of the programmed time as a second oscillator, which operates at a very low clock frequency, preferably between about 1 kHz and about 10 kHz, for example 6 kHz, and during the majority of the time of the programmed time the clocking of the
  • NFO This oscillator
  • the faster internal processor oscillator (hereinafter referred to as RCO) is turned on only during the calibration and the transmission of the programmed time and until the start of the timing and a short time beyond and at the end of the expiration of the programmed time.
  • the RCO serves as a reference and clock oscillator for the microprocessor and has a
  • Frequency preferably about 1 MHz to about 5 MHz.
  • the internal processor oscillator RCO is switched off.
  • a first period number of the first oscillator RCO is counted up to a predetermined by the carrier frequency count corresponding to a predetermined time, and from this determines the ratio and thus the current period of the first oscillator, then with a Beginning edge of the second oscillator
  • a second period number of the first oscillator RCO is counted, resulting in the ratio of the first period number and the second period number and the counted between the beginning and the end edge periods of the second oscillator.
  • This calibration method is a particularly simple method, which ensures that the expiration of the programmed time is comparatively accurate and, moreover, that the second oscillator NFO can be used as a clock during a large portion of the time during the execution of the programmed time.
  • the third period number of the first oscillator RCO and the fourth period number of the second oscillator NFO is calculated on the basis of the calculation method explained in more detail below.
  • the third period number and the fourth period number are selected such that during the substantially largest time portion of the programmed time, the fourth period number of the periods of the - Second oscillator NFO is counted, wherein during the time portion of the first oscillator (RCO) is substantially turned off.
  • the fourth period number is determined from the number of whole periods of the second oscillator, which are included in the transmitted or programmed time, less 1.
  • a particularly easy-to-implement sequence of the transmitted time is achieved in that after the start signal, first, when the first oscillator RCO and the second oscillator NFO are operating in parallel, a first sequence number of expired ones has elapsed
  • Periods of the first oscillator is counted, which is after the start signal until an edge of the second oscillator is reached, then the first oscillator RCO is turned off and the fourth period number of the periods of the second oscillator NFO until reaching the corresponding edge of the second oscillator NFO is counted down, after reaching the last-mentioned flank of the second oscillator NFO the first oscillator RCO is turned on again and finally the difference number of periods of the first oscillator RCO between the third period number determined in the calibration and the first sequence number is counted.
  • FIG. 1 shows an electronic circuit according to the present invention
  • FIG. 2 shows a representation of the temporally successive steps during calibration, programming and the course of the programmed time
  • FIG. 3 shows a first step in the calibration according to the invention of the electronic circuit according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4 shows a second step in the inventive calibration of the electronic circuit according to FIG. 1 and
  • FIG Fig. 5 is an illustration of the inventive method for operating the electronic circuit according to. Figure 1 during the expiration of the programmed time.
  • Figure 1 shows the electronic circuit according to the invention with a microprocessor 1, which has the inputs A, B, C and D and the output F.
  • an input Ub is provided on the microprocessor 1, which serves for voltage supply.
  • the microprocessor 1 has an internal clock
  • the microprocessor 1 also includes a timer 2 which is connected through a switch 3 to either the RCO or the input D (and thus to the NFO).
  • Component of the electronic circuit according to the invention is also a second oscillator (short NFO) with a lower compared to the RCO clock frequency, which is for example at 6 kHz.
  • the NFO is not only connected to the external clock input D of the processor 1 but also in parallel with the port B of the microprocessor 1, so that via this input also a
  • Program counter control for a calibration can also be done on this clock.
  • the connection to the inputs B and D of the microprocessor 1 is done only because in many processors the clock input D internally can not be used as a port or interrupt input.
  • a microprocessor can be used in which the clock input D can also be used as a port or interrupt input. In this case the parallel connection of the NFO with a separate port entrance is not necessary.
  • the carrier frequency may also be an energy source to power the entire circuit during and after programming. This case is shown in FIG. 1 by the dashed lines
  • a predetermined signal is output after the programmed time that causes a further action, such as an ignition.
  • FIG. 2 shows in the middle line the individual steps during initialization
  • the supply of the circuit begins and in the first phase 21, the subsystems of the microprocessor 1 are initialized.
  • the direction of the time progress is indicated by the arrow 10 in FIG.
  • a first calibration step which is shown in more detail in FIG. 3, is carried out.
  • a second count is initiated by the integrated timer 2 of the microprocessor 1 (compare arrow 31 in FIG. 3). In the second count, the clocks of the RCO are counted until the predefined number of i carrier vibrations after the time t k is reached (arrow 32).
  • the counted during the time t k RCO clocks with a period To over the time t k are shown in Figure 3 in line L.
  • the counter reading X of the timer 2 reached at the end of the second count is stored in a non-illustrated memory of the microprocessor 1 for further use.
  • the count X corresponds to the time t k) measured in RCO clocks, and the current period To of the first oscillator RCO can be determined from the ratio t k / X.
  • the programming of the transit time t P as a digital word by modulation of the voltage applied to the input A of the microprocessor 1 carrier frequency f ⁇ is transmitted as a digital value and also in the not shown
  • Memory of the microprocessor 1 is stored.
  • the programming step 23 may also be performed before the first calibration step 22.
  • step 23 is followed, according to the invention, by a second calibration step 24, which is shown in greater detail in FIG. Due to the execution of the previous first calibration step 22, the external carrier frequency is no longer needed for this step. It is therefore switched off in the course of step 24 (cf the end of line 13 in FIG.
  • the microprocessor 1 which is still clocked with the RCO frequency, first waits for a first count edge of the NFO clock, which is shown in line M in FIG. If this occurs (see arrow 33), two counts (third and fourth count) begin again.
  • a program loop counts in a third count the NFO clocks fed to port B, while timer 2 counts the RCO clocks generated internally by the processor.
  • the NFO clocks are shown in Figure 4 in line M and the RCO clocks in Figure 4 in line N.
  • a flag is set in the program (symbolized in Figure 4 by the arrows 34 and 35), which causes the occurring after the flag next count edge of the NFO clock after n NFO clocks serve as stopping or overriding criteria for the continued counting of the RCO clocks (see arrow 36).
  • parameters M and q for the course of the programmed-in time t P can now be calculated in step 25 by the microprocessor 1, which is also clocked with the RCO frequency.
  • Start 27 is generally asynchronous to the NFO clock, so that until the occurrence of the first count edge of the NFO clock (see arrow 41 in FIG. 5), RCO clocks are first counted by the internal timer (compare line Q in FIG. 5) ,
  • the counter reading p obtained with the first counting edge of the NFO clock, which for the above reason qTo> T must be even smaller than q, is stored in the memory of the microprocessor 1 and then the RCO clock is switched off.
  • the state of the RCO is shown in line 42 of Figure 5, where "RCO on” means that the RCO is on, and "RCO off ', that the RCO is off.
  • NFO clock internal timer 2 exactly (M-1) NFO clock periods T are counted (see line P of Figure 5) and then by a Tim interrupt (symbolized by arrow 43) again the RCO switched on. This takes over again the timer timing by appropriate
  • the power consumption of the circuit according to the invention is very low, the power consumption of the entire assembly can be kept very low during the entire run of the programmed time tp.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zur Kalibrierung und ein Verfahren zum Betreiben einer von außen programmierbaren elektronischen Schaltung und eine von außen programmierbare elektronische Schaltung, welche zur Ausführung der zuvor genannten Verfahren eingerichtet ist, angegeben. Die von außen programmierbare elektronische Schaltung weist einen ersten Oszillator (RCO) und mindestens einen zweiten Oszillator (NFO) auf, wobei die zweite Frequenz (1/T) des zweiten Oszillators (NFO) kleiner ist als die Frequenz (1/To) des ersten Oszillators (RCO). Die Schaltung bewirkt nach Ablauf einer programmierbaren Zeit (tP) durch Ausgabe eines entsprechenden Ausgangssignals die Ausführung einer vorgegebenen Aktion, wobei die Programmierung durch Modulation einer Trägerfrequenz (fT) erfolgt. Zur Kalibrierung wird anhand der bekannten Trägerfrequenz (fT) die aktuelle Periodendauer (To) des ersten Oszillators (RCO) und ein Verhältnis (V), das dem Verhältnis aus der Periodendauer (To) des ersten Oszillators (RCO) und der Periodendauer (T) des zweiten Oszillators (NFO) entspricht, ermittelt. Beim Betrieb der Schaltung wird nach oder während der Kalibrierung die Zeit (tP) mittels Modulation der Trägerfrequenz programmiert, wobei nach Beendigung der Kalibrierung und einem Startsignal der Ablauf der übermittelten Zeit (tP) dadurch erfolgt, dass eine entsprechende vierte Periodenzahl (M-1 ) des zweiten Oszillators (NFO) und eine entsprechende dritte Periodenzahl (q) des höchstens zeitweise parallel arbeitenden ersten Oszillators (RCO) abgezählt werden.

Description

Elektronische Schaltung für Zeitgeberanwendungen kleinster
Leistungsaufnahme und Verfahren zur Kalibrierung und zum Betreiben derselben
Die vorliegende Erfindung betrifft eine von außen programmierbare elektronische Schaltung, die nach Ablauf einer programmierbaren Zeit durch Ausgabe eines entsprechenden Ausgangssignals die Ausführung einer vorgegebenen Aktion bewirkt, wobei die Programmierung durch Modulation einer Trägerfrequenz erfolgt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kalibrierung und ein Verfahren zum
Betreiben einer derartigen Schaltung.
Die oben angegebene elektronische Schaltung, die auch als elektronische Zeitgeberschaltung bezeichnet wird und heute üblicherweise einen Mikroprozessor aufweist, wird in der Regel über eine Schnittstelle mittels eines amplitudenmodulierten Trägerfrequenzverfahrens digital programmiert. Die dabei von einem externen Programmiergerät verwendete hochgenaue Trägerfrequenz ist quarzstabilisiert. Nach der Programmierung einer derartigen elektronischen Zeitgeberschaltung, d.h. nach einer beispielsweise induktiven Übertragung und Speicherung der Daten für den Zeitablauf in dem Mikroprozessor, wird nach einer kurzen Pause ein prozessorinternes oder -externes Startsignal gegeben, das den Beginn des Ablaufs der einprogrammierten Zeit darstellt. Nach Ablauf dieser Zeit wird ein digitales Ausgangssignal erzeugt, welches eine weitere Aktion bewirkt. Eine derartige elektronische Zeitgeberschaltung wird beispielsweise bei einem Zündungsvorgang verwendet.
Es besteht nun das Bedürfnis, dass der Ablauf der programmierten Zeit sehr präzise erfolgen soll, obwohl dem Mikroprozessor aus anderen einschränkenden Gründen als
Taktgeber für den Zeitablauf nur ein oder mehrere relativ ungenaue RC-Oszillatoren (Oszillator mit RC-Glied) zur Verfügung stehen. Beispielsweise sind beim Ablauf der Zeit nur relative Zeitfehler von 100 ppm zugelassen, wohingegen die Frequenzgenauigkeit heutiger RC-Oszillatoren bei etwa 1 bis 20% liegt. Aus der Druckschrift DE 195 25 202 C1 ist ein Verfahren zur Programmierung eines elektronischen Zünders bekannt, das eine hohe Zeitgenauigkeit erreicht. Bei dem bekannten Verfahren wird zur Kalibrierung auf die vom externen Programmiergerät gelieferte quarzgenaue Trägerfrequenz ein mikroprozessorinterner Oszillator verwendet, welcher in der Taktfrequenz um mehr als eine Zehnerpotenz über der externen Trägerfrequenz liegt. Eine derart hohe Taktfrequenz ist für den Betrieb eines Mikroprozessors üblich, da diese auch verwendet wird, um die Befehlsabarbeitung zu takten. Zudem ist die hohe Taktrate notwendig, um das Kalibrierungsintervall, das die Grundlage für den späteren Zeitablauf bildet, zeitlich hinreichend genau aufzulösen. Bei dem bekannten Verfahren zur Kalibrierung werden beim Programmieren die hochgenaue Trägerfrequenz des
Programmiergerätes in der elektronischen Schaltung bis zu einem vorgegebenen Zählstand und gleichzeitig die relativ ungenaue Oszillatorfrequenz der Schaltung gezählt. Bei Erreichen des vorgegebenen Zählstandes in Bezug auf die hochgenaue Trägerfrequenz wird der mit der ungenauen Oszillatorfrequenz erreichte Zählstand als ein internes Zeitnormal in der elektronischen Schaltung abgespeichert und zur
Abarbeitung der einprogrammierten Zeit genutzt.
Ein dauernd anliegender hoher Prozessortakt, der bei oben geschilderten bekannten Verfahren erforderlich ist, erzeugt jedoch eine hohe Leistungsaufnahme des Prozessors. Dies ist bei der Abarbeitung der einprogrammierten Zeit nachteilig, da der Mikroprozessor während des Ablaufs der einprogrammierten Zeit nicht aus einer Batterie, sondern aus Kondensatoren oder ähnlichen Energiespeichem mit geringem Volumen versorgt werden soll, welche während der Programmierung aufgeladen wurden. Es ist daher wünschenswert, die Stromaufnahme des Mikroprozessors unter Beibehaltung der geforderten maximalen Laufzeit und der erforderlichen
Genauigkeit drastisch zu reduzieren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine genau arbeitende elektronische Zeitgeberschaltung zu schaffen, deren Stromaufnahme während der Abarbeitung der einprogrammierten Zeit drastisch reduziert ist. Analog besteht die
Aufgabe darin, ein Verfahren zur Kalibrierung einer elektronischen Schaltung bzw. ein Verfahren zum Betreiben einer programmierbaren elektronischen Schaltung anzugeben, die einen genauen Ablauf einer einprogrammierten Zeit ermöglichen und gleichzeitig eine Reduktion der Stromaufnahme bewirken. Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine elektronische Schaltung, welche neben dem ersten Oszillator zusätzlich einen zweiten Oszillator als Taktgeber aufweist, wobei die Frequenz des zweiten Oszillators kleiner ist als die Frequenz des ersten Oszillators. Die elektronische Schaltung weist ferner Mittel zur Durchführung des nachfolgend erläuterten Kalibrierungsverfahrens und zur Durchführung des nachfolgend erläuterten Verfahrens zum Betreiben der Schaltung auf.
Die obige Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Kalibrierung gelöst, bei dem anhand der bekannten Trägerfrequenz die aktuelle Periodendauer (T) des ersten Oszillators und ein Verhältnis, das dem Verhältnis aus der Periodendauer des ersten Oszillators und der Periodendauer des zweiten Oszillators entspricht, ermittelt wird.
Durch die erfindungsgemäße elektronische Schaltung wird außerdem ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben verwirklicht, bei dem nach oder während der Kalibrierung der Schaltung die Zeit (tP) mittels Modulation der
Trägerfrequenz programmiert wird, wobei nach Beendigung der Kalibrierung und einem Startsignal der Ablauf der übermittelten Zeit dadurch erfolgt, dass eine entsprechende vierte Periodenzahl des zweiten Oszillators und eine entsprechende dritte Periodenzahl des höchstens zeitweise parallel arbeitenden ersten Oszillators abgezählt werden.
Die vorliegende erfindungsgemäße elektronische Schaltung sowie die erfindungsgemäßen Verfahren nutzen die Erkenntnis, dass Hauptverursacher der hohen Stromaufnahme der Taktoszillator (erster Oszillator) und die damit verbundene Geschwindigkeit der Taktung der internen Prozessorkomponenten darstellen. Wegen der dadurch notwendigen häufigen Umladung parasitärer Kapazitäten steigt der Stromverbrauch des Mikroprozessors weitestgehend linear mit steigender Taktfrequenz. Dies bedeutet, dass die Taktfrequenz reduziert werden muss, um die Stromaufnahme zu senken. Dies wird bei der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung des zusätzlichen zweiten, prozessorexternen Oszillators mit niedriger Frequenz als Taktgeber während des Ablaufs der einprogrammierten Zeit erreicht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt die Taktfrequenz des zweiten Oszillators um mehr als eine Zehnerpotenz unter der externen Trägerfrequenz des Programmiergeräts, um den Stromverbrauch der Schaltung in den Mikroamperebereich zu drücken.
Obwohl die Verwendung des zweiten Oszillators mit einer niedrigen Traktfrequenz der Forderung nach einem präzisen Zeitablauf bzw. einer hohen zeitlichen - -
Auflösung des Kalibrierungsintervalls widerspricht, wird durch die erfindungsgemäße Kombination von höchstens zeitweise parallel arbeitenden Oszillatoren mit unterschiedlichen Frequenzen und die erfindungsgemäße Kalibrierung die erforderliche Genauigkeit der Zeitgeberschaltung beim Ablauf der einprogrammierten Zeit erreicht.
Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, dass für eine kurze Zeitspanne vor, während und nach der digitalen Zeitprogrammierung die quarzgenaue externe Trägerfrequenz vorhanden ist. Diese Trägerfrequenz kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch Träger von Energie sein, um die gesamte Schaltung während und nach der Zwischenspeicherung der übertragenen Energie z.B. in Kondensatoren auch nach Abschluss der Programmierung zu versorgen. In der kurzen Zeitspanne während der Programmierung und der Kalibrierung der Zeitgeberschaltung ist erfindungsgemäß durch die induktive Kopplung mit dem Programmiergerät genügend Energie für die Taktung des Prozessors mit hoher
Taktfrequenz vorhanden. Danach kommt die Schaltung für die am längsten dauernde Phase des Zeitablaufs während des Abzählens der vierten Periodenzahl des zweiten Oszillators mit der gespeicherten Energie aus und ist im mittleren Stromverbrauch sehr genügsam.
Insbesondere ist erfindungsgemäß für die wesentlich längere Phase des Ablaufs der einprogrammierten Zeit als zweiter Oszillator ein externer RC-Oszillator oder LC- Oszillator vorgesehen, der mit einer sehr niedrigen Taktfrequenz, vorzugsweise zwischen etwa 1 kHz und etwa 10 kHz, beispielsweise 6 kHz, arbeitet und während des überwiegenden Teils des Ablaufs der einprogrammierten Zeit die Taktung des
Prozessors übernimmt. Dieser Oszillator (im Folgenden NFO genannt) weist eine sehr kleine Stromaufnahme auf, startet mit Beginn der Initialisierungsphase und bleibt während allen Betriebsphasen der erfindungsgemäßen Schaltung eingeschaltet.
Demgegenüber ist der schnellere prozessorinterne Oszillator (im Folgenden RCO genannt) nur während der Kalibrierung und der Übermittlung der einprogrammierten Zeit sowie bis zum Start des Zeitablaufs und noch eine kurze Zeit darüber hinaus sowie am Ende des Ablaufs der einprogrammierten Zeit eingeschaltet. Hierbei dient der RCO als Referenz- und Taktoszillator für den Mikroprozessor und weist eine
Frequenz von vorzugsweise etwa 1 MHz bis etwa 5 MHz auf. Während der überwiegenden Zeit des Ablaufs der einprogrammierten Zeit ist der prozessorinterne Oszillator RCO ausgeschaltet. In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung wird zuerst eine erste Periodenzahl des ersten Oszillators RCO bis zu einem, durch die Trägerfrequenz vorgegebenen Zählstand, der einer vorgegebenen Zeit entspricht, gezählt und hieraus das Verhältnis und somit die aktuelle Periodendauer des ersten Oszillators bestimmt, anschließend mit einer Anfangsflanke des zweiten Oszillators
NFO beginnend die Perioden des ersten Oszillators RCO bei parallel weiter arbeitendem zweiten Oszillator NFO so lange gezählt, bis zu einem ersten Zeitpunkt die ersten Periodenzahl erreicht ist, und anschließend eine nächste, nach dem ersten Zeitpunkt auftretende Endflanke des zweiten Oszillators NFO detektiert, deren Richtung im Vergleich zur Anfangsflanke bestimmbar ist, wobei in dem
Zeitraum beginnend mit dem ersten Zeitpunkt und bis zum Erreichen der Endflanke eine zweite Periodenzahl des ersten Oszillators RCO abgezählt wird, wobei sich das Verhältnis aus der ersten Periodenzahl und der zweiten Periodenzahl sowie den zwischen Anfangs- und Endflanke gezählten Perioden des zweiten Oszillators ergibt.
Dieses Kalibrierungsverfahren ist ein besonders einfaches Verfahren, das gewährleistet, dass der Ablauf der einprogrammierten Zeit vergleichsweise genau erfolgt und zudem der zweite Oszillator NFO während einem großen Anteil der Zeit während des Ablaufs der einprogrammierten Zeit als Taktgeber genutzt werden kann.
Eine einfache, in den Ausführungsbeispielen geschilderte Berechnung des Periodenverhältnisses wird dann ermöglicht, wenn in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Anfangsflanke und die Endflanke des zweiten Oszillators NFO die gleiche Richtung aufweisen und somit das Verhältnis direkt aus den zwischen der
Anfangs- und Endflanke gezählten Perioden des zweiten Oszillators NFO und der Summe der ersten und der zweiten Periodenzahl des ersten Oszillators RCO ermittelt wird. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kalibrierungsverfahrens wird die dritte Periodenzahl des ersten Oszillators RCO und die vierte Periodenzahl des zweiten Oszillators NFO anhand des unten näher erläuterten Berechnungsverfahrens berechnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben einer von außen programmierbaren elektronischen Schaltung werden die dritte Periodenzahl und die vierte Periodenzahl derart gewählt, dass während des wesentlich größten Zeitanteils der einprogrammierten Zeit die vierte Periodenzahl der Perioden des - - zweiten Oszillators NFO gezählt wird, wobei während des Zeitanteils der erste Oszillator (RCO) im Wesentlichen abgeschaltet ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die vierte Periodenzahl aus der Zahl der ganzen Perioden des zweiten Oszillators, die in der übermittelten bzw. einprogrammierten Zeit enthalten sind, weniger 1 ermittelt.
Ein besonders einfach realisierbarer Ablauf der übermittelten Zeit wird dadurch erzielt, dass nach dem Startsignal zunächst bei parallel arbeitendem ersten Oszillator RCO und zweitem Oszillator NFO eine erste Ablaufzahl von abgelaufenen
Perioden des ersten Oszillators abgezählt wird, die nach dem Startsignal ablaufen ist, bis eine Flanke des zweiten Oszillators erreicht ist, anschließend der erste Oszillator RCO abgeschaltet wird sowie die vierte Periodenzahl der Perioden des zweiten Oszillators NFO bis zum Erreichen der entsprechenden Flanke des zweiten Oszillators NFO heruntergezählt wird, nach Erreichen der zuletzt genannten Flanke des zweiten Oszillators NFO der erste Oszillator RCO wieder eingeschaltet wird und abschließend die Differenzzahl von Perioden des ersten Oszillators RCO zwischen der in der Kalibrierung ermittelten dritten Periodenzahl und der ersten Ablaufzahl abgezählt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer
Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Es zeigen schematisch: Fig. 1 eine elektronische Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Darstellung der zeitlich aufeinander folgenden Schritte während Kalibrierung, Programmierung und des Ablaufs der einprogrammierten Zeit, Fig. 3 einen ersten Schritt bei der erfindungsgemäßen Kalibrierung der elektronischen Schaltung gemäß Figur 1 ,
Fig. 4 einen zweiten Schritt bei der erfindungsgemäßen Kalibrierung der elektronischen Schaltung gemäß Figur 1 sowie Fig. 5 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der elektronischen Schaltung gemäß. Figur 1 während des Ablaufs der einprogrammierten Zeit.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße elektronische Schaltung mit einem Mikroprozessor 1 , der die Eingänge A, B, C und D sowie den Ausgang F besitzt.
Ferner ist an dem Mikroprozessor 1 ein Eingang Ub vorgesehen, der zur Spannungsversorgung dient. Der Mikroprozessor 1 weist einen internen Taktgeber
(RC-Oszillator, kurz RCO) auf, der eine prozessorinterne hohe Taktfrequenz von beispielsweise 2,4 MHz bereitstellt. Der Mikroprozessor 1 enthält außerdem eine Zähleinheit (Timer) 2, die über einen Schalter 3 entweder mit dem RCO oder dem Eingang D (und somit mit dem NFO) verbunden ist.
Bestandteil der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung ist ferner ein zweiter Oszillator (kurz NFO) mit einer verglichen mit dem RCO niedrigeren Taktfrequenz, die beispielsweise bei 6 kHz liegt. Der NFO ist nicht nur mit dem externen Takteingang D des Prozessors 1 sondern auch parallel mit dem Porteingang B des Mikroprozessors 1 verbunden, so dass über diesen Eingang auch eine
Programmzählersteuerung für eine Kalibrierung auch auf diesen Takt erfolgen kann. Die Verbindung mit den Eingängen B und D des Mikroprozessors 1 erfolgt lediglich, weil bei vielen Prozessoren der Takteingang D intern nicht als Port- oder Interrupteingang genutzt werden kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Mikroprozessor verwendet werden, bei dem der Takteingang D auch als Port- oder Interrupteingang genutzt werden kann. In diesem Fall ist die parallele Verbindung des NFO mit einem gesonderten Porteingang nicht notwendig.
Am Eingang A des Mikroprozessors 1 liegt bei der Programmierung der erfindungsgemäßen Schaltung die quarzgenaue externe Trägerfrequenz an. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Trägerfrequenz auch Energieträger sein, um die gesamte Schaltung während und nach der Programmierung zu versorgen. Dieser Fall ist in Figur 1 durch die gestrichelten
Komponenten dargestellt. Am Eingang C des Mikroprozessors 1 wird das Signal für den Start des Ablaufs der einprogrammierten Zeit eingegeben. - -
Am Ausgang F des Mikroprozessors 1 wird nach Ablauf der einprogrammierten Zeit ein vorbestimmtes Signal ausgegeben, das eine weitere Aktion, beispielsweise eine Zündung, bewirkt. Figur 2 zeigt in der mittleren Zeile die einzelnen Schritte bei Initialisierung,
Kalibrierung, Programmierung, Ablauf der einprogrammierten Zeit und endet mit der Ausgabe des definierten Signals an den Ausgang F des Mikroprozessors. In der oberen Zeile ist zu erkennen, welcher der Oszillatoren (RCO oder NFO) als Taktgeber ('dock') für den Mikroprozessor 1 verwendet wird. Hierbei ist in den Bereichen, die mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet sind, der RCO
Taktgeber, während im Bereich 12 der Oszillator NFO Taktgeber ist. Die untere Zeile 13 in Figur 2 symbolisiert durch ihre Ausdehnung bzw. Erstreckung, wann die externe Trägerfrequenz in den darüber liegenden Schritten an Eingang A des Mikroprozessors 1 anliegt.
Nach dem Einschalten der Trägerfrequenz fτ, die beispielsweise 200 kHz beträgt und zunächst noch nicht moduliert wird, beginnt die Versorgung des Schaltkreises und in der ersten Phase 21 werden die Untersysteme des Mikroprozessors 1 initialisiert. Die Richtung des Zeitfortschritts ist in Figur 2 durch den Pfeil 10 gekennzeichnet.
In der darauffolgenden Phase 22, in der zunächst das Programmiergerät weiterhin eine nicht modulierte Trägerfrequenz fτ sendet, wird ein erster Kalibrierungsschritt, der in Figur 3 näher dargestellt ist, durchgeführt.
Bei diesem Schritt 22 zählt der Prozessor 1 in einer ersten Zählung bis auf eine vorgegebene bekannte Anzahl von Schwingungen i der quarzgenauen Trägerfrequenz fτ an seinem Eingang A, die einer Zeit von tk = k ms entsprechen (siehe Zeile K in Figur 3). In einem Ausführungsbeispiel ist tk = 8 ms. Gleichzeitig mit Start der ersten Zählung wird eine zweite Zählung durch den integrierten Timer 2 des Mikroprozessors 1 initiiert (vergleiche Pfeil 31 in Figur 3). Bei der zweiten Zählung werden die Takte des RCO solange gezählt, bis die vordefinierte Anzahl von i Trägerschwingungen nach der Zeit tk erreicht ist (Pfeil 32). Die während der Zeit tk gezählten RCO-Takte mit einer Periodendauer To über die Zeit tk sind in Figur 3 in Zeile L dargestellt. Der am Ende der zweiten Zählung erreichte Zählerstand X des Timers 2 wird zur weiteren Verwendung in einem nicht dargestellten Speicher des Mikroprozessors 1 abgespeichert. Der Zählerstand X entspricht der Zeit tk) gemessen in RCO-Takten, und die aktuelle Periodendauer To des ersten Oszillators RCO kann aus dem Verhältnis tk / X ermittelt werden. Nach diesem ersten Kalibrierungsschritt 22 erfolgt in einem Schritt 23 die Programmierung der Laufzeit tP als digitales Wort durch Modulation der an Eingang A des Mikroprozessors 1 anliegenden Trägerfrequenz fτ. Hierbei wird die Information für die Laufzeit tP als Digitalwert übermittelt und ebenfalls in dem nicht dargestellten
Speicher des Mikroprozessors 1 gespeichert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Programmierschritt 23 auch vor dem ersten Kalibrierungsschritt 22 erfolgen.
An den Programmierungsschritt 23 schließt sich erfindungsgemäß ein zweiter Kalibrierungsschritt 24 an, der in Figur 4 näher dargestellt ist. Aufgrund der Durchführung des vorausgegangenen ersten Kalibrierungsschritts 22 wird für diesen Schritt die externe Trägerfrequenz nicht mehr benötigt. Sie wird daher im Laufe des Schrittes 24 abgeschaltet (vgl. Ende der Zeile 13 in Figur 2).
In dem zweiten Kalibrierungsschritt 24 wartet zunächst der weiterhin mit der RCO- Frequenz getaktete Mikroprozessor 1 auf eine erste Zählflanke des NFO-Taktes, der in Figur 4 in Zeile M dargestellt ist. Tritt diese auf (siehe Pfeil 33), beginnen wiederum zwei Zählvorgänge (dritte und vierte Zählung). Eine Programmschleife zählt in einer dritten Zählung die an Port B eingespeisten NFO-Takte, während der Timer 2 die prozessorintern erzeugten RCO-Takte zählt. Hierbei sind die NFO-Takte in Figur 4 in Zeile M und die RCO-Takte in Figur 4 in Zeile N dargestellt. Erreicht nun der Timer 2 wiederum den Zählerstand X nach der Zeit tk, wird im Programm ein Flag gesetzt (symbolisiert in Figur 4 durch die Pfeile 34 und 35), das bewirkt, dass die nach dem Flag auftretende nächste Zählflanke des NFO-Taktes nach n NFO- Takten als Stopp- oder Übemahmekriterium für die weiterlaufende Zählung der RCO-Takte dient (siehe Pfeil 36). Nach dem Schritt 24 liegen somit ein ganzzahliger Zählwert n für die Anzahl der NFO-Takte und der Zählerstand X+Y vor, auf den der Timer 2 die RCO-Takte während der n NFO-Takte gezählt hat. Hieraus lässt sich das Verhältnis V = n / (X+Y) ermitteln.
Aus den vorhandenen Zählerständen und Werten lassen sich nun in Schritt 25 durch den weiterhin mit der RCO-Frequenz getakteten Mikroprozessor 1 Parameter M und q für den Ablauf der einprogrammierten Zeit tP, die in Figur 5 dargestellt ist, errechnen. Die einprogrammierte Zeit tP, die vor Ausgabe des vordefinierten Signals am Ausgang F des Mikroprozessors 1 ablaufen soll und z.B. ganzzahlig in Millisekunden vorliegt, wird dafür zunächst durch das Kalibrierungsintervall tk ausgedrückt: tP = a tk + b tk / k mit a = tp DIV k und b = tP MOD k. (1 )
Dabei sind tP und k als ganzzahlig vorausgesetzt, weswegen auch a und b ganzzahlig werden und b / k stets kleiner als Eins ist. Drückt man nun in Gleichung (1 ) das Kalibrierungsintervall tk durch die NFO-
Taktperiode T aus, folgt mit tk = n (X / (X+ Y)) T tP = (a + b / k) n (X / (X+Y)) T = M T + F T (2), wobei M = INT ((a n X + b n X / k) / (X+Y))) = INT (n X / (X+Y) (a + b / k))
= INT (V tk / To (a + b / k)) und F = FRAC ((a n X + b n X / k) / (X+Y)) = FRAC (V tk / To (a + b / k)). Da F den gebrochenen Anteil einer NFO-Taktperiode T darstellt, wird zur Erzielung einer höheren Laufzeitgenauigkeit T für den zweiten Summanden in (2) mit Hilfe der Beziehung To = n T / (X+Y) die NFO-Periode T in ganzzahligen Werten der RCO- Taktperiode To geschrieben: tP = M T + F T = (M-1 ) T + (F+1 ) T = (M-1 ) T + q To mit q = (F+1 ) (X+Y) / n (3) und q = (F+1 ) / V.
In der Gleichung (3) wurde, da die Zeit qTo stets länger ist als eine Taktperiode T, aber kürzer als 2 Taktperioden T, eine Zerlegung in M-1 und F+1 Taktperioden T vorgenommen. Hierdurch wird erreicht, dass die Zeit vom mit der Periode T asynchron auftretenden Startsignal bis zum Beginn eines NFO-Takts sowie das Ende der Ablaufphase gemäß Figur 5 stets ganzzahlig mit q = p + (q - p) schnellen RCO-Takten gefüllt werden kann. Hierdurch wird ein präziser Ablauf der einprogrammierten Zeit tP erreicht. In der in ihrer Länge überwiegenden mittleren Zeitperiode des Zeitablaufs werden stromsparend genau (M-1 ) NFO-Takte gezählt.
Nun erfolgt nach einer Pause 26 und getriggert durch ein an Eingang C des Mikroprozessors 1 anliegendes Startsignal (symbolisiert durch Pfeil 27 in Figur 2) der Ablauf der einprogrammierten Laufzeit tP, die in Figur 2 durch Schritt 28 - 1 - dargestellt ist. Nach Ablauf der einprogrammierten Zeit tP erfolgt die Ausgabe eines vordefinierten Signals am Ausgang F des Mikroprozessors 1 , das eine vorgegebene Aktion bewirkt. Die Ausgabe des Signals wird in Figur 2 durch den Pfeil 29 dargestellt.
Detailliert ist der Ablauf der einprogrammierten Zeit tP in Figur 5 veranschaulicht. Der Start 27 erfolgt im allgemeinen asynchron zum NFO - Takt, so dass bis zum Auftreten der ersten Zählflanke des NFO-Taktes (siehe Pfeil 41 in Figur 5) durch den internen Timer zunächst RCO-Takte gezählt (vergleiche Zeile Q in Figur 5) werden. Der mit der ersten Zählflanke des NFO-Takts erzielte Zählerstand p - der hier aus dem oben genannten Grund qTo > T - noch kleiner als q sein muss, wird in dem Speicher des Mikroprozessors 1 gespeichert und danach der RCO-Takt abgeschaltet. Der Zustand des RCO ist in Zeile 42 der Figur 5 dargestellt, wobei "RCO on" bedeutet, dass der RCO eingeschaltet ist, und "RCO off', dass der RCO ausgeschaltet ist.
Nun werden durch den dann mit dem NFO-Takt verbundenen internen Timer 2 genau (M-1 ) NFO-Taktperioden T gezählt (siehe Zeile P der Figur 5) und sodann durch einen Tim er- Interrupt (symbolisiert durch Pfeil 43) wieder der RCO eingeschaltet. Dieser übernimmt nun wieder die Timertaktung durch entsprechende
Umschaltung des Schalters 3 für die restlichen (q - p) RCO-Takte bis zum Ende der einprogrammierten Laufzeit tp. In Zeile 44 der Figur 5 ist noch einmal veranschaulicht, in welchen Zeiträumen welche Periode bzw. Taktfrequenz für den Mikroprozessor maßgeblich ist, wobei To die Periode des RCO und T die Periode des NFO ist.
Da in dem überwiegenden Zeitanteil (M-I )T, in der nur der niedrigfrequente NFO eingeschaltet ist, der Stromverbrauch der erfindungsgemäßen Schaltung sehr gering ist, lässt sich der Stromverbrauch der gesamten Anordnung während des gesamten Ablaufs der einprogrammierten Zeit tp sehr niedrig halten.
Zur Erzielung einer hohen Laufzeitgenauigkeit ist die Frequenztoleranz der Oszillatoren NFO und RCO ohne Belang. Es ist nur eine ausreichende Kurzzeitstabilität der Ausgangsfrequenz dieser Oszillatoren notwendig, so dass die Frequenzen während Kalibrierung und Laufzeitphase übereinstimmen. Dazu ist es bei RC-Oszillatoren erforderlich, die Temperatur und die Spannungsversorgung konstant zu halten. Dies ist jedoch im Allgemeinen mit einfachen Mitteln erreichbar. Bezugszeichenliste
I Mikroprozessor
2 Zählereinheit (Timer)
3 Schalter
I 1 Zeitspanne, in der der RCO Taktgeber ist
12 Zeitspanne, in der der NFO Taktgeber ist
13 Zeitspanne, in der die externe Trägerfrequenz anliegt
21 Initialisierungsphase
22 erster Kalibrierungsschritt
23 Programmierschritt
24 zweiter Kalibrierungsschritt
25 Schritt zur Parameterberechnung
26 Pause
27 Startsignal
28 Ablauf der einprogrammierten Zeit
29 Ausgabe des Ausgangssignals durch den Mikroprozessor 1 42 Zeile
44 Zeile
10, 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 41 , 43 Pfeil
A, B, C, D, Ub Eingänge des Mikroprozessors 1
F Ausgang des Mikroprozessors 1
K Signalverlauf der unmodulierten Trägerfrequenz
L, N, Q Verlauf des RCO-Signals
M, P Verlauf des NFO-Signals i vorgegebener Zählerstand
n Anzahl der NFO-Schwingungen
T Periodendauer des NFO
To Periodendauer des RCO
tP einprogrammierte Zeit
X, Y Periodenzahl von RCO-Perioden
M Periodenzahl von NFO-Perioden (bzw. M-1 )
q, p Periodenzahl von RCO-Perioden
V Verhältnis

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kalibrierung einer von außen programmierbaren elektronischen Schaltung mit einem ersten Oszillator (RCO) und mindestens einem zweiten Oszillator (NFO), wobei die zweite Frequenz (1/T) des zweiten Oszillators (NFO) kleiner ist als die erste Frequenz (1/To) des ersten Oszillators (RCO), wobei die Schaltung nach Ablauf einer programmierbaren Zeit (tP) durch Ausgabe eines entsprechenden Ausgangssignals die Ausführung einer vorgegebenen Aktion bewirkt, wobei die Programmierung durch Modulation einer Trägerfrequenz (fτ) erfolgt, wobei anhand der bekannten Trägerfrequenz (fτ) die aktuelle Periodendauer (To) des ersten Oszillators (RCO) und ein Verhältnis (V), das dem Verhältnis aus der Periodendauer (To) des ersten Oszillators (RCO) und der Periodendauer (T) des zweiten Oszillators (NFO) entspricht, ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zuerst eine erste Periodenzahl (X) des ersten Oszillators (RCO) bis zu einem, durch die Trägerfrequenz (fτ) vorgegebenen Zählstand (i), der einer vorgegebenen Zeit (tk) entspricht, gezählt und hieraus das Verhältnis (tk/X) und somit die aktuelle Periodendauer (To) des ersten Oszillators (RCO) bestimmt wird, anschließend mit einer Anfangsflanke des zweiten Oszillators (NFO) beginnend die Perioden (To) des ersten Oszillators (RCO) bei parallel weiter arbeitendem zweiten Oszillator (NFO) so lange gezählt werden, bis zu einem ersten Zeitpunkt die ersten Periodenzahl (X) erreicht ist, und anschließend eine nächste, nach dem ersten Zeitpunkt auftretende Endflanke des zweiten Oszillators (NFO) detektiert wird, deren Richtung im Vergleich zur Anfangsflanke bestimmbar ist, wobei in dem Zeitraum beginnend mit dem ersten
Zeitpunkt und bis zum Erreichen der Endflanke eine zweite Periodenzahl (Y) des ersten Oszillators (RCO) abgezählt wird, wobei sich das Verhältnis aus der ersten Periodenzahl (X) und der zweiten Periodenzahl (Y) sowie den zwischen Anfangs- und Endflanke gezählten Perioden (n) des zweiten Oszillators (NFO) ergibt.
3. Verfahren nach einem Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anfangsflanke und die Endflanke des zweiten Oszillators (NFO) die gleiche Richtung aufweisen und somit das Verhältnis (V) aus n / (X+Y) ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Frequenz (1/To) etwa 1 bis etwa 5 MHz und die zweite Frequenz (1/T) etwa 1 bis etwa 10 kHz beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Steuerung des Ablaufs der einprogrammierten Zeit (tP) eine dritte Periodenzahl (q) des ersten Oszillators (RCO) aus q = {[ FRAC(P) ] + 1 } / V und eine vierte Periodenzahl (M-1 ) des zweiten Oszillators aus M-1 = [ INT(P) ] - 1 ermittelt wird, wobei P = V tk / To ( a + b / k) und a, b, k ganze Zahlen sind.
6. Verfahren zum Betreiben einer von außen programmierbaren elektronischen Schaltung, die nach Ablauf einer programmierbaren Zeit (tP) durch Ausgabe eines entsprechenden Ausgangssignals die Ausführung einer vorgegebenen Aktion bewirkt, wobei die Programmierung durch Modulation einer hochgenauen Trägerfrequenz erfolgt, wobei die Schaltung einen ersten Oszillator (RCO) und mindestens einen zweiten Oszillator (NFO) aufweist, wobei die zweite Frequenz (Ml) des zweiten Oszillators (NFO) kleiner ist als die erste Frequenz (1/To) des ersten Oszillators (RCO), wobei nach oder während der Kalibrierung der Schaltung die Zeit (tP) mittels der Trägerfrequenz programmiert wird, wobei nach Beendigung der Kalibrierung und einem Startsignal der Ablauf der übermittelten Zeit (tP) dadurch erfolgt, dass eine entsprechende vierte Periodenzahl (M-1 ) des zweiten Oszillators (NFO) und eine entsprechende dritte Periodenzahl (q) des höchstens zeitweise parallel arbeitenden ersten Oszillators (RCO) abgezählt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Periodenzahl (q) und die vierte Periodenzahl (M-1 ) derart gewählt werden, dass über den wesentlich größten Zeitanteil der übermittelten Zeit (tP) die Perioden (T) des zweiten Oszillators (NFO) gezählt werden, wobei während des Ablaufs des Zeitanteils der erste Oszillator (RCO) abgeschaltet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vierte Periodenzahl (M-1 ) der Zahl (M) der ganzen Perioden (T) des zweiten Oszillators (NFO), die in der einprogrammierten Zeit (tP) enthalten sind, weniger
1 entspricht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ablauf der übermittelten Zeit (tP) nach dem Startsignal derart erfolgt, dass zunächst bei parallel arbeitendem ersten Oszillator (RCO) und zweitem Oszillator (NFO) eine erste Ablaufzahl (p) der abgelaufenen Perioden (To) des ersten Oszillators (RCO) abgezählt wird, die nach dem Startsignal abgelaufen ist, bis eine Flanke des zweiten Oszillators (NFO) erreicht ist, anschließend der erste Oszillator (RCO) abgeschaltet wird und die vierte Periodenzahl von
Perioden (T) des zweiten Oszillators (NFO) bis zum Erreichen der entsprechenden Flanke des zweiten Oszillators (NFO) abgezählt wird, nach dem Erreichen der zuletzt genannten Flanke der erste Oszillator (RCO) wieder eingeschaltet wird und abschließend die Differenzzahl (q-p) von Perioden (To) des ersten Oszillators (RCO) zwischen der in der Kalibrierung ermittelten dritten
Periodenzahl (q) und der ersten Ablaufzahl (p) abgezählt wird.
10. Von außen programmierbare elektronische Schaltung mit einem ersten Oszillator (RCO) und einem zweiten Oszillator (NFO), wobei die zweite Frequenz (1/T) des zweiten Oszillators kleiner ist als die erste Frequenz (1/To) des ersten Oszillators, wobei die Schaltung derart eingerichtet ist, dass sie nach Ablauf einer programmierbaren Zeit (tP) durch Ausgabe eines entsprechenden Ausgangssignals die Ausführung einer vorgegebenen Aktion bewirkt, wobei die Programmierung durch Modulation einer Trägerfrequenz erfolgt, mit der die Schaltung während der Programmierung zumindest zeitweise verbunden ist, wobei eine Abzähleinheit, welche entweder mit dem ersten Oszillator (RCO) oder dem zweiten Oszillator (NFO) verbindbar ist, sowie Mittel zur Durchführung eines der in den Ansprüchen 1 bis 5 angegebenen Verfahren und Mittel zur Durchführung eines der in den Ansprüchen 6 bis 9 angegebenen Verfahren vorgesehen sind.
11. Elektronische Schaltung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Frequenz (1/To) etwa 1 MHz bis etwa 5 MHz und die zweite Frequenz (MT) etwa 1 kHz bis etwa 10 kHz beträgt.
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