DE2247210C2 - Elektronisches Uhrwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisches Uhrwerk gemäß Oberbegriff des Anspruches I

Zu dieser beispielsweise: aus der DE-OS 20 44 776 bekannten Gattung gehöhrende elektronische Uhren »ind meist mit einem Quarzkristall ausgestattet.

Der vom Treiberkreis angetriebene elektro-mechani- »ehe Wandler solcher Uhrwerke kann zum Beispiel eine Antriebsunruhe, eine Stimmgabel, eine Abstimmleitung oder ein ähnliches, den Zeiüakt haltendes Antriebsmit

tel sein.

In einem elektronischen Uhrwerk ist es erforderlich, die von einer Zeitbasis-Signalquelle zugeführten elektrischen Signale in entsprechende Bewegung umzuwandeln, die auf die Zeitanzeige-Vorrichtung übertragen wird.

Im Fall eines Resonanz-Wandlers wird ein Resonator, etwa eine Unruhe, eine Stimmgabel, eine Abstimmleitung oder ein Draht mit einer Reihe von Zoitbasis-Frequenzsignalimpulsen beaufschlagt und angeregt, die von einer Zeitbasis-Signalquelle, etwa einem Quarzkristall-Oszillator geliefert werden. Hierbei ist es unbedingt erforderlich, die Schwingungsamplitude des Wandlers innerhalb tines bestimmten gewählten Bereiches zu halten, um die entsprechenden Bewegungen des Wandlers durch das Uhrwerksgetriebe auf die Zeitanzeigevorrichtung des Uhrwerkes zu übertragen, damit dieses genau läuft

Im Fall der erzwungenen Schwingung des Resonanz-Wandlers der obengenannten Art werden die Amplitude und Phase seiner Schwingungsbewegung im wesentlichen konstant durch die Spannung, den Strom, die Frequenz und die Impulsbreite des Eingangssignals gehalten, das in Form einer Reihe regelmäßiger Impulse zugeführt wird.

Es ist jedoch bekannt, daß der Bewegungsablauf des Uhrwerkes häufig und abträglich durch unvermeidbare äußere, mechanische Störungen beeinflußt wird, z.B. durch Stöße. Dadurch wird der stetige, reguläre und stabilisierte taktmäßige Lauf des Uhrwerkes gestört Es ist bereits vorgeschlagen worden, die die Zeit gebenden Bewegungen des Uhrwerkes gegen äußere mechanische Störungen wie Stöße, dadurch zu stabilisieren, daß absichtlich die Impulsbreite des den erzwungenen Antrieb bewirkenden Spannungseingangssignals aufgrund der dadurch verursachten Schwankung in der Schwingungsamplitude des Wandlers verändert wird. Hierzu wird eine Amplitudensteuerung vorgesehen, welche die Breite der Eingangsimpulse in Abhängigkeit von Amplitudenschwankungen abärdert.

Bei der aus der DE-OS 20 44 766 bekannten elektronischen Uhr wird die Wandlerschwingung ζ. Β. magnetisch abgetastet und durch Ausgangssignale eines Frequenzteilers beeinflußt Um die angestrebte Stabilisierung der Amplitude der Wandlerschwingung zu erreichen, sind bei diesem Stand der Technik bauliche Besonderheiten vorhanden, die den Aufbau der Uhr komplizieren.

Nach diesem Stand der Technik wird die Änderung der Breite der Spannungseingangsimpulse kontinuierlich aufgrund der Störungsschwankung in der Schwingungsamplitude des Resonators bewirkt. Dabei ist es pber nicht mit der gewünschten Schnelligkeit möglich, die reguläre Schwingung wiederherzustellen und ein rasches Ansprechen auf den korrigierenden Steuervorgang zu erreichen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnungen besteht darin, daß sie äußerst kompliziert gebaut sind. Das betrifft insbesondere die in den Vorrichtungen verwendeten Wellenformer und Amplitudensteuerungen.

Ferner ist es durch die DE-OS 18 09 223 an sich bekannt, bei elektronischen Uhren mit Wandlertreiber-Schaltung einen mehrstufigen Frequenzteiler und einen mit mehreren Stufen der Teilerkette in Verbindung stehenden Wellenformer vorzusehen, der die Ausgangssignale der letzten Stufe des Frequenzteilers aufnimmt und in der Impulsbreite geformte Ausgangssignale zur

Erregung der Treiberspule abgibt In Verbindung mit einer besonders ausgestalteten, mit vergleichsweise kurzen Impulsen antreibbaren Fortschaltvorrichtung soll mit dieser Anordnung durch Verschmälerung der am Ausgang der mehrstufigen Teilerschaltung auftretenden Impulse der Energieverbrauch der Uhr verringert werden.

Das Problem einer Stabilisierung der Amplitude der Wandlerbewegung wird dabei nicht berührt.

Gerade von diesem Problem geht aber die vorliegen-10 de Erfindung aus, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Uhrwerk mit einer verbesserten Korrektur- oder Stabilisierungseinrichtung zu schaffen, die mit einem einfach aufgebauten,.tedoch sehr schnell ansprechenden Amplituden-Steuerkreis ausgestattet ist, bei welchem Abtastspuler und sonst beim Stand der Technik erforderliche Mittel zur Amplituden-Abtastung entfallen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein elektronisches Uhrwerk der erläuterten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 ausgeführt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Uhrwerk zeichnet sich durch hohe Regelgeschwindigkeit und Regelgenauigkeit aus. Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Zeichnungen dargestellter Schaltungs- und Funktionsbeispieie näher erläutert

Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen elektro-mechanischen Wandlers, der in einer elektronischen Uhr eingebaut ist

F i g. 2 ein Schaltbild eines Detektors oder Abtasters, der in einer Einrichtung nach F i g. 1 benutzt wird,

F i g. 3 ein Schaltbild eines Eingangsschalters, der eine UND- und eine NOR-Schaltung enthält und ein Teil der Anordnung nach F i g. 1 ist,

Fig.4 ein Schaltbild eines Wandler-Treiberkreises als Teil der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 5 und 6 zwei zur Schaltung nach F i g. 4 äquivalente Schaltkreise.

F i g. 7 mehrere Signalwellenkurven, die an mehreren Stellen der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 bei stetigen, regulären Betriebsbedingungen auftreten und

F i g. 8 eine der F i g. 7 entsprerhende Darstellung, bei der jedoch eine die Amplitude verringernde äußere Störung, z. B. ein mechanischer Stoß, auf das Uhrwerk einwirkt.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung, siehe insbesondere Fig. 1, weist einen schematisch dargestellten Oszillator 1 auf, der eine Reihe elektrischer Impulse mit genau konstanter Amplitude und Frequenz abgeben kann. z. B. ein Quarzkristall-Oszillator. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Quarzkristall-Osziallatoren beschränkt. Die Frequenz kann z. B. 32768 Hz betragen.

Ein Widerstand 101 liegt parallel zum Kristall-Oszillator 1 zu Zwecken der Rückkopplung. Das Ausgangssignal d°s Oszillators 1 geht auf einen üblichen Inverter 2, dessen Bau ähnlich dem in F i g. 2 näher dargestellten Teil 13 ist. Die Elemente 1,2 und 101 bilden zusammen eine Kristall-Oszillatorschaltung.

Die Ausgangssignale des Kreises 102 gehen abwechselnd mit Hilfe eines zweiten und dritten Inverters 3 bzw. 4 auf den einen oder den anderen Eingang eines ersten Flip-Flops 3. Die Ausgangsanschlüsse 6 und 7 des eisten Flip-Flops 5 .^cind über mehrere ähnliche, nicht dargestellte Flip-Flops mit den Eingangsanschlüssen 8 und 9 eines ersten Haupt-Flip-Flops 10 ähnlicher Bauart verbunden. Die Anzahl der zur Frequenzteilung vorgesehenen Flip-Flop-Stufen zwischen den Anschlüssen 6, 7 und 8, 9 hängen von den jeweiligen Anforderungen ab. Diese Stufen sind der Einfachheit halber in der Zeichnung weggelassen. Die Eingangsfrequenz an den Eingangsanschlüssen 8 und 9 kann z. B. 128 Hz betragen. In Reihe mit dem ersten Haupt-FIip-Flop 10 sind ein zweiter und ein dritter Hauptfrequenzteiler-Flip-Flop ti und 12 verbunden.

Ein Amplituden-Detektorkreis 13 wird nachfolgend ausführlich mit Bezug auf Fig.2 beschrieben. Die Ausgangsseite dieses Detektors ist über einen Anschluß A mit einem der zwei Eingänge eines Zustandsspeicherkreises 14 verbunden, der vorzugsweise ein Flip-Flop ist Der andere Eingang des Zustandsspeicherkreises 14 ist über eine Leitung 104 mit einem der Ausgangsanschlüsse 102 des dritten Haupt-Flip-Flops 12 verbunden. Wie noch erläutert wird, wird, wenn das Ausgangssignal vom Detektor 13 in den Speicher 14 eingeführt wird, dieses auf »0« gestellt während bei '..-,führung des mit P3 bezeichneten Ausgangssignaies des Fiip-Fiops 12 zum Speicher 14 dieser auf »1« gestellt wird.

Der Ausgang der Speichers 14 ist über einen Anschluß B mit einem der zwei Eingänge eine UN D-Gatters 15 verbunden. Der andere Eingang des Gatters ist durch eine Leitung 105 mit einem Anschluß 106 verbunden, der zwischen dem ersten und dem zweiten Haupt-Flip-Flop lObzw. 11 vorgesehen ist

Einer der Eingänge 9 des ersten Haupt-Flip-Flops 10 ist durch eine Leitung 109 mit einem der Eingänge eines NOR-Gatters 16 verbunden. Der andere Eingang dieses Gatters ist durch eine Leitung UO mit dem Ausgang des UND-Gatters 15 verbunden.

Ein NAND-Gatter 17 weist vier Eingangsanschlüsse 111, 112, 113 und 114 auf. Von diesen ist der erste Eingangsanschluß 111 mit einem zweiten Ausgangsanschluß 103 des dritten Haupt-Flip-Flops 12 über eine Leitung 115 verbunden. Der zweite E.nganfesanschluß 112 ist über eine Leitung 117 mit einem Anschluß 116 verbunden, der in einer der zwei Verbindungen zwischen dem zweiten und dem dritten Haupt- Flip-Flop 11 und 12 vorgesehen ist

Der dritte Eingangsanschluß 113 is' durch eine Leitung 108 mit einem Anschluß 107 verbunden, der in einem der zwei Verbindungswege zwischen dem ersten und dem zweiten Haupt-Flip-Flop lOund 11 liegt.

Der vierte Eingang 114 ist über einen Anschluß Cmit dem Ausgang des NOR-Gatters 16 verbunden, das in Kombination mit dem UND-Gatter 15 einen Eingangsschaltkreis 30 billet

Die Einrichtung weist zwei weitere Inverter 18 und 19 auf. Der Ausgang des NAND-Gatters 17 ist über einen Abschluß D und eine Leitung 120 mit einem der zwei Eingänge des ersten Inverters 18 verbunden. Der andere Eingang dieses Inverters 18 ist an «ine positive Spannungsquelle angeschlossen, die nur vereinfacht mit V dargestellt ist und die etwa 13 V haben kann. Einer der zwei Ausgänge des Inverters 18 ist in der dargestellten Weise geerdet, während der andere Ausgang über einen Anschluß 118 die Spule 20 ansteuert. Vom Anschlußpunkt 118 geh: eine Verbindung 122 zum Eingang des zweiten Inverters 19. Einer der zwei Ausgänge dieses Inverters 19 ist in der dargestellten W?ise geerdet. Der andere Ausgang steuert über den Anschluß 119 die Spule 20 an.

Der Eingang des Amplituden-Detektors 13 ist über die Leitung 121 und den Anschluß E an den

Anschlußpunkt 119 angeschlossen. Die Inverter 18 und 19 und die Spule 20 sowie die Anschlüsse 118 und 119 sind im einzelnen in Fig. 4 dargestellt. Die Spule 20 treibt einen elektro-mechanischen Wandler, etwa die Unruhe eines Uhrwerkes, die der Einfachheit halber hier nicht dargestellt ist.

Die den Eingangsanschlüssen 8 und 9 zugeführten Eingangsimpulse haben beispielsweise eine Frequenz von _[28 Hz. Diese Eingangsimpulse werden mit PO und PO bezeichnet, siehe auch Fig.7. Die Ausgangs- _|0 frequenz an den Ausgangsanschlüssen 107 und 106 der ersten Haupt-Flip-Flop-Stufe 10 wird dementsprechend mit Pi und Pi bezeichnet. In dem Beispiel beträgt diese Frequenz 64 Hz. In gleicher Weise erscheint eine Frequenz von 32 Hz an den Ausgängen des zweiten ₎₅ Haupt-Flip-Flops 11. Die Ausgänge werden mit P2 und P~2 bezeichnet. Die Ausgangssignale P3 und ΨΪ an den Ausgangsanschlüssen 102 und 103 haben in dem Beispiel dementsprechend eine Frequenz von 16 Hz.

Der Amplituden-Detektorkreis ist in Fig.2 im einzelnen dargestellt. Dieser Detektor 13 weist einen P-Kanal-MOS-Transistor 131 und einen N-Kanal-MOS-Transistor 132 auf, die wie gezeigt, in komplementärer Weise verbunden sind. Der Eingangsanschluß ist mit E und der Ausgangsanschluß mit A bezeichnet.

In F i g. 3 ist der Eingangsschaltkreis 30 ausführlicher dargestellt. Das UND-Gatter 15 weist die Transistoren 301, 304, 305 und 306 und das NOR-Gatter 16 die Transistoren 301,302,303 und 306 auf. Die Transistoren 301, 303 und 304 sind P-Kanal-MOS-Transistoren und die Transistoren 302,305 und 306 N-Kanal-MOS-Transistoren. In diesen Logik-Schaltungen 15 und 16 wird das Eingangssignal PO an den Anschluß 122 und das Ausgangssignal vom ersten Haupt-Flip-Flop 10, Pl an den Anschluß 123 und das Ausgangssignal vom Speicherkreis 14 über den Punkt β an den Anschluß 124 angelegt.

In Fig.4 ist de· Treiberkreis 40 im einzelnen dargestellt. Er enthält N-Kanal-MOS-Transistoren 401 und 403 und einen P-Kanal-MOS-Transistor 402. Der Inverter 18 enthält die Transistoren 401 und 402 und der Inverter 19 den Transistor 403. Am Eingangsanschluß V liegt die Spannungsquelle an. Bei dieser Anordnung erscheint die Quellenspannung Knicht am Ausgangsanschluß £ wenn am Anschluß D kein Eingangssignal vorlianden ist.

In Fig. 5 ist eine Äquivalent-Schaltung der Schaltungsanordnung nach Fig.4 für den Fall dargestellt, daß am Amplituden-Detektor 13 und den Invertern 18 und 19 keine Eingangssignal liegen. Fig.6 zeigt eine Äquivalent-Schaltung für den Fall, daß diese Eingangssignale vorhanden sind.

F i g. 7 zeigt eine Reihe von Spannungskurven für den Fall, daß der elektro-mechanische Wandler, vorzugsweise eine elektro-magnetisch getriebene Unruhe einer elektronischen Uhr, unter regulären, ungestörten Bedingungen arbeitet-

Die oberste Spannungskurve 51 stellt die in der Treiberspule 20 induzierte Spannung dar. Die gerade Linie 52 bildet das Spannungsamplitudenabtastniveau. Mit 53 ist eine entsprechende Stromwellenform bezeichnet, die der Spule 20 zugeführt wird. Die weiteren Spannungskurven werden durch Bezugnahme auf die entsprechenden erläuternden Symbole verständlich, die an der linken Seite der Zeichnung angegeben sind.

In F i g. 8 sind entsprechende Spannungskurven für den Fall dargestellt daß in der Unruhe der Uhr eine Verringerung der Amplitude auftritt. In diesem Fall ist die in der Spule 20 induzierte Spannung 51a geringer als das Spannungsamplitudenabtastniveau 51.

Es wird jetzt angenommen, daß eine Reihe regulärer Impulse von 16Hz mit einer Impulsbreite von 1/16 Periode als ein die Synchronisierung erzwingendes Signal an die Treiberspule 20 angelegt wird und das elektronische Uhrwerk unter seinen regulären Arbeitsbedingungen ungestört läuft. Aufgrunddessen erscheinen an den verschiedenen Stellen der vorstehend beschriebenen Schaltanordnung die in Fig. 7 dargestellten Spannungssignale.

Die Treiberspule 20 ist so angeordnet, daß sie elektro-magnetisch mit Permanentmagneten zusammenwirkt, die fest an der Unruhe angeordnet sind. Auf eine nähere Darstellung dieser Einzelheiten ist, das sie an sich bekannt sind, hier verzichtet worden. Die Kurve 51 der induzierten Spannung in der Antriebsspule 20 ist das Ergebnis dieses elektromagnetischen Zusammenwirkens. Bei 5Γ und 51" erreicht die ;nduz;cric Spannung ihren Höchstwert. Diese Höchstspannungen werden zweimal in der Antriebsspule 20 während einer vollständigen Winkelschwingung der Unruhe induziert, wenn diese mit ihrer maximalen Bewegungsgeschwindigkeit zur vollen Überdeckung mit dem Magneten kommt.

Durch entsprechende Auslegung des elektro-magnetischen Wandlers ist es möglich, eine Zwangsantriebskraft ZM erzeugen, wenn die induzierte Spannung in der Treiberspule 20 den Spitzenwert 51" erreicht. In dem erfindungsgemäßen Treiberkreis wird die induzierte Spannungsspitze 51" für die gewünschte Amplitudenabtastung benutzt.

Es ist ferner möglich, eine Schwellenspannung für jeden der Inverter 18, 19 des in F i g. 1 und 4 dargestellen Detektorkreises 40 mit etwa 0,75 V einzustellen, wobei die Quellenspannung V auf 1,5 V eingestellt ist. Die Spitzenwerte der induzierten Spannung in der Treiberspule 20 werden für reguläre Arbeitsbedingungen auf 1,0—1,2 V-eingestellt. Unter diesen Bedingungen bildet die induzierte Spannung eine Kurve, die in F i g. 7 als Beispiel bei L dargestellt ist. Ir. diesem Fall liegt der Abtastspannungspegel 52 bei 0,75 V. Die Spitzenspannung 51' kreuzt die Pegellinie 52 an den Punkten a und b. Deshalb ist im Verlauf dieses Intervalls a—b der P-Kanal-MOS-Transistor 131 des Detektorkreises 13 ausgeschaltet, während der N-Kanal-MOS-Transistor 132 eingeschaltet ist. In der übrigen Zeit ist der Transistor 131 leitend, während der Transistor 132 abgeschaltet ist. Daher entspricht die am Anschluß A erscheinende Ausgangsspannung der Darstellung bei 54 in F i g. 7.

Wenn der Ausgang am Anschluß B des Speicherkreises 14, dargestellt durch die Spannungskurve 56, auf 0 an der nachlaufenden Kante b dieses Impulses eingestellt ist, hat der_Anschluß 124 des Eingangsschaltkreises 15, 16 einen 0-Eingang. Der P-Kanal-MOS-Transistor 304 ist eingeschaltet, und der N-Kanal-MOS-Transistor 305 ist abgeschaltet. Daher kann das Ausgangssignal Pi an den Anschlüssen 106, 123 nicht durch den Eingangsschaltkreis 30, während das Eingangssignal PO, das an den Anschlüssen 9, 122 auftritt, durchgeht Aufgrunddessen erscheint am Ausgangsanschluß C wie durch die Spannungskurve 57 in F i g. 7 dargestellt ein PO entsprechender Ausgang.

infolgedessen erscheint ein Spanmingseingang PO am Eingangsanschluß 114 des NAND-Gatters 17, Pl am Anschluß 113, P2 am Eingang 112 und P3 bei

111, siehe auch Fig. 7 die entsprechenden Wellenkurven 58, 59 und 60. Am Ausgangsanschluß D wird auf diese Weise eine durch die Wellenkurve 61 in Fig. 7 dargestellte Impi'lsreihe mit einer Frequenz von 16 Hz hergestellt, Die Impulsbreite beträgt 1/16 Periode.

Wenn der Wandler, z. B. eine Antriebsunruhe, unter stetigen und regulären Bedingungen betrieben wird, wobei die induzierte Spannung 51, Fig.7, den Abtastpägel 52 übersteigt, hat der Zwangssynchronisationseingang 61 eine vorbestimmte Frequenz von 16 Hz und eine Impulsbreite von 1/16 Periode. Der Speicherkreis 14 wird mit Rückstellimpulsen in Gestalt von P3 beaufschlagt und auf 1 nach jeder Anwendung eines Treiberimpulses zurückgestellt. Dadurch wird sein Zustand auf denjenigen zurückgeführt, der vor der Anwendung des Einstellimpulses am Eingangsanschluß A auftritt. Bei jeder Schwingung des Wandlers wird demnach seine Amplitude, in Volt ausgedrückt, mit dem Abtastspannungspegel bei 52 verglichen.

Wenn ein Uhrwerk z. B. als Armbanduhr oder in ähnlicher Weise benutzt wird, können häufig unbeabsichtigt äußere mechanische Stöße oder ähnliche störende Kräfte auf den Wandler einwirken und z. B. die Schwingungsamplitude des Wandlers dadurch verringern. Die in der Treiberspule 20 induzierte Spannung erhält dann einen niedrigeren Wert, siehe 51 a. F i g. 8, als durch den Abtastpegel 52 dargestellt. Der Transistor 131 wird dann leitend, während der Transistor 132 nicht leitend wird. Daher tritt am Ausgangsanschluß A kein Ausgangsimpuls auf. Entsprechend werden keine Eins'"¹IMmPuISe auf den Speicherkreis 14 gegeben. Stattdessen wirken ständig Rückstellimpulse P3. Der Kreis 14 ist infolgedessen auf 1 zurückgestellt und der bei B erscheinende Ausgang liegt bei 1 der binären Logik. Aus diesem Grunde wird der P-Kanal-MOS-Transistor des Eingangsschaltkreises, Fig.3, nicht leitend, während der N-Kanal-MOS-Transistor dieses Kreises eingeschaltet wird. Die Impulsreihe Pi kann deshalb durch den Kreis hindurch und der bei C erscheinende Ausgang hat die bei 62 dargestellte Wellenform, die (PO + Pl) entspricht. Dieses Ausgangssignal geht auf den Eingangsanschluß 114 oder (0) des NAND-Gatters 17. Das Eingangssignal Pi mit der Wellenform 58 wird an den Eingangsanschluß (1) oder 113, P2 mit der Wellenform 59 an (2) oder 112 und P3 mit der Wellenform 60 an (3) oder 111 angelegt. Auf diese Weise erscheint am Äusgangsanschluß D ein Ausgangsimpuls 61a, Fig.8, 'ier jeweils eine Impulsbreite von 1/8 Amplitude aufweist. Entsprechend fließt eine Reihe von Treiberstromimpulsen in Gestalt der Kurve 53a durch die Spule 20. Die Beziehung zu der induzierten Spannung 51a kann die in F i g. 8 dargestellte sein. Das führt dazu, daß der Eingang verdoppelt wird, so daß die durch die Störung verringerte Amplitude des Wandlers schnell in Richtung auf den Zustand korrigiert wird, der mit den stetigen und regulären Betriebsbedingungen des Wandlers verbunden ist

Obwohl die vorstehende Beschreibung im wesentlichen auf den Fall gerichtet ist, daß als Resonanz-Wandler eine Antriebsunruhe verwendet wird, kann die Erfindung in gleicher Weise auf irgendeine andere Art elektro-mechanischer Wandler angewendet werden, z. B. auf eine Stimmgabel, eine Drahtsaite oder dergleichen.

Bei der vorstehend als Beispiel beschriebenen Ausführungsfonn sind die Synchronisationseingangsimpulse für den Wandler auf 16 Hz und eine Impulsbreite von 1/16 Periode eingestellt. Wie oben erwähnt, wurde im Fall der Verringerung der Schwingungsamplitude die Impulsbreite auf 1/8 Periode erhöht. Dies kann allgemein dadurch ausgedrückt werden, daß die Impulsbreite auf 1/2" eingestellt wird, wobei η eine ganze Zahl wie 1, 2,... ist. Im Fall der Verringerung der Schwingungsamplitude kann die Impulsbreite auf das Zweifache, Dreifache, Vierfache des ursprünglichen Wertes usw. dadurch erhöht werden, daß eine entsprechende erfindungsgemäße Schaltung vorgesehen wird. Die Treiberimpulsfrequenz ist selbstverständlich nicht auf 16 Hz beschränkt.

Aus dem vorstehenden ergibt sich weiter, daß ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin besteht, daß im Fall einer Verringerung der Schwingungsamplilude unter den Abtastpegel die Treiberimpulsbreite selbsttätig auf einen doppelten Wert erhöht wird. Dadurch wird eine schnellere Wiedererlangung der stetigen regulären Schwingung des Wandlers, d. h. eine stabile Arbeit des Wandlers, nach gelegentlichen äuueren mechanischen Störungen erreicht, wie z. B. durch Stöße von außen verursacht sein könnten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nach Einleitung des Einschaltvorganges für das elektronische Uhrwerk die Breite jedes der aufeinanderfolgenden Treiberimpulse, die der Treiberspule 20 zugeführt werden, gegenüber den regulären stetigen Impulsen verdoppelt ist, so daß ziemlich schnell und selbsttätig die vorgesehene stabile Schwingung des Wandlers erreicht wird. Auf diese Weise kann die Entwicklung der Schwingungsbewegung im Resonanz-Wandler sehr beschleunigt auf den vorgesehenen Wert gebracht werden, der für den Lauf der Uhr erforderlich ist. Die Erfindung ermöglicht demnach eine Abkürzung der Zeitspanne, die zwischen dem Einschaltvorgang und dem regulären Lauf der Uhr liegt.

Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein unabhängiger Maximalwert der erzwungenen synchronisierenden Phase jeder Schwingung im Lauf einer Spannungskurve, die einer Schwingung des Wandlers entspricht, für den gewünschten Zweck benutzt wird. Daher ist eine besondere Spulenvorrichtung zum Abtasten der Schwingungsamplitude überflüssig.

Ferner ist noch der folgende Vorteil zu erwähnen. Wenn die induzierte Spannung in der Treiberspule für die Amplitudensteuerung bei Verwendung eines Treiberkreises vom Quellenerdungstyp benutzt wird, muß die induzierte Spannung mit der Quellenspannung überlappt werden. Daher wird allgemein ein Gleichstrom-Trennkondensator benutzt In diesem Fall kann di.;se Art von Kondensator vorzugsweise eine Kapazität in der Größenordnung von 0,5 Mikrofarad (μΡ) haben. Dieser Umstand führt allgemein zu beträchtlichen Schwierigkeiten in der Verwendung von MOS-Elementen, und daher zu einer größeren Bemessung der Schaltungsanordnung, als sonst erforderlich wäre. Eine Miniaturisierung wäre nur mit Schwierigkeiten auszuführen. In dem Fall der Ausführungsfonn des Treiberkreises, der in F i g. 4 gezeigt ist, ist, wenn kein Signal anliegt, nur der N-Kanal-MOS-Transistor 401 eingeschaltet, während der P-Kanal-MOS-Transistor 402 und der N-Kanal-MOS-Transistor 22 ausgeschaltet sind Wie F i g. 5 zeigt, ist das eine Ende F der Spule 20 geerdet und das andere Ende G mit dem Einlaßanschluß £der Amplituden-Detektorschaltung verbunden. Daher wird an der Eingangsanschluß £die m der Treiberspule induzierte Spannung angelegt Falls ein Signal

anliegt, ist der N-Kanal- MOS-Transistor 401 ausgeschaltet, und der P- Kana.il- MOS-Transistor 402 und der N-Kanal-MOS-Transistor 403 sind eingeschaltet, so daß der Anschluß G des Spwliänendes geerdet wird. Daher geht der Treiberkreis in den in F i g. 6 dargestellten Zustand über, in dem die Quellenspannung abgeschaltet ist. Aufgrunddessen wird nur die in der Treiberspule induzierte Spannung füir Zwecke der Amplitudenreststeilung benutzt. Die Erfindung ermöglicht demnach die weitgehende Verwendung von MOS-Elementen, wo-

ίο

durch die Ausführung in miniaturisierter Schaltung wesentlich erleichtert wird.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß trotz des äußerst einfachen Aufbaus und der Leistungsfähigkeit gegenüber herkömmlichen Einrichtungen nicht noch eine zusätzliche Energie verbraucht wird. Aus diesem Grunde ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besonders wertvoll für elektronische Uhrwerke, vor allem Quarzkristall.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Uhrwerk mit einer Wandler-Treiberschaltung, zu der eine Zeitbasis-Signalquelle gehört, die eine Reihe regelmäßiger impulse an einen Frequenzteiler abgibt, dessen Ausgangssignale Ober eine automatische, ein Vergleichsorgan aufweisende Regeleinrichtung; einer Treiberspule eines elektro-mechanischen Wandlers zur Erregung zugeführt werden, wobei die Wandlerschwingung elektromagnetisch abgetastet und durch Beeinflussung der Ausgangssignale des Frequenzteilers stabilisiert wird, gekennzeichnet durch einen mehrstufigen Frequenzteiler (5—12) und einen mit mehreren Stufen der Teilerkette in Verbindung stehenden Wellenformer (17). der die Ausgangssignale der letzten Stufe des Frequenzteilers aufnimmt und Ausgangssignale zur Erregung der Treiberspule (20) abgibt, wobei zwischen dem Wellenformer und der Treiberspule ein Impulsbreitenwähler (18, 19) liegt, der die Sctwingungsamplitude des Wandlers abtastet und bei Einwirken einer einfachen mechanischen Störung auf das Uhrwerk im Sinne einer Verringerung der in der Spule induzierten Spannung die Impulsbreite der der Spule zugeführten Treiberimpulse plötzlich und stufenweise vergrößert.

2. Uhrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenwähler die Impulsbreite auf wenigstens das Doppelte des regulären Wertes bei einer äußeren mechanischen Störung jo steigert.

3. Uhrwei■'-. nach Anspruch 1 —2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenwähler eine Vergleichsschaltung (30) zum Vergleich der induzierten Spannung mit einem vorbestimmten Spannungspegel enthält

4. Uhrwerk nach Anspruch 1 -3. dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenwähler eine Speicherschaltung (14) zur binären Speicherung des Vergleichsausgangssignales aufweist

5. Uhrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenwähler einen Eingangsschaltkreis aufweist, der zwischen dem Speicher und dem Wellenformer liegt, der eine NAND-Schaltung enthält, wobei der Einschaltkreis eine Kombination aus einer UND-Schaltung mit einer NOR-Schaltung aufweist.

6. Uhrwerk nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Treiberkreis ein Paar Inverter (18, ,0 19) enthält, von denen der eine zwischen dem NAND-Kreis und der Treiberspule und der andere zwischen der Treiberspule und dem Amplitudenabtaster (13) in einer Art Rückkopplungsschaltung liegt.