DE1673776A1

DE1673776A1 - Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung eines mechanischen Schwingers

Info

Publication number: DE1673776A1
Application number: DE19671673776
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl-Ing Schoeninger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-04-19
Filing date: 1967-04-19
Publication date: 1971-02-25
Also published as: CH495004A; CH576368A4; US3530662A; FR1569942A; NL6801369A; GB1221810A

Description

- 6 APR 197 SIMBNS AKTIENGESELLSCHAFT München 2,"

Witteisbacherplatz

VPA 67/2322 RH/Au

Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung eines mechanischen Schwingers

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung eines mechanischen Schwingers als Gangordner eines zeithaltenden Gerätes, beispielsweise Unruh oder Pendel einer Uhr, mit einem ortsfesten Magnetsystem und einer mit dem Schwinger im Magnetfeld des Magnetsystems schwingenden Antriebsspule und mit einem die Antriebsspule in seinem Aus-

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gangskreis enthaltenden astabilen Multivibrator aus einer Kettenschaltung eines Antriebstransistors, in dessen Kollektorkreis die Steuorspule liegt, und eines zun Antriobstran- · sistor koplenentären Steuertransistoro, wobei je ein Koppelzweig- bzw. Kreis von Kollektorkreis auf die Basis der Transistoren vorgesehen ist.

Eine Schaltungsanordnung der vorgenannten Art ist bekannt. Bei einer derartigen Schaltungsanordnung wird der in Ausgangskreis des astabilen Multivibrators liegenden Antriobsspule einerseits die zur Aufrechterhaltung der Bewegung des mechanischen -.Schwingers notwendige Energie zugeführt; andererseits wird die durch die Bewegung in der Antriebsspule induzierte elektromotorische Kraft zur Steuerung und Synchronisation des astabilen Multivibrators ausgenutzt.

Nachteilig bei dieser Schaltungsanordnung ist jedoch, daß das Steuersignal nur zur Auslösung des Antriebsimpulses und nicht zu einer Proportionalsteuerung desselben ausgenutzt wird. Es werden vieiraehr stets Impulse gleicher Länge und Intensität erzeugt, die unabhängig von der Pendel- bzw. Unruhamplitude sind und daher nur bei einer bestimmten Schwingungsweite streng zum Nullpunkt symmetrisch liegen. Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung bekannt geworden, bei der der Steuerimpuls _; nicht nur zu Synchronisierung eines astabilen Multivibrators ausgenutzt, sondern auch zu einer echten Proportionaisteucrung des Treibinpulses herangezogen wird.. Bei dieser Schaltungsanordnung ist der oben genannte astabilo Multivibrator durch eine

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an im Antriebsstromkreis liegende Brückentordnung erweitert, wobei die Steuerspule dieser Brückenanordnung angehört. Der Steuertransistor liegt dabei mit seinen Eingangskreis an Hullzwoig der Brücke. Durch diese Schaltungsanordnung wird die Wiedergewinnung des normaler üeise durch den Antriebsinpuls überdeckte Steuerimpuls ermöglicht.

Nachteilig bei der vorgenannten Schaltungsanordmmg ist jedoch, daß der Brückenzweig an den eine Seite - Emitter - des Eingangskreises des Stouertransistors angeschlossen ist von einen Seil

des Laststromes durchflossen wird und daher einen erhöhten Stromverbrauch ergibt. Andererseits ist eine direkt proportionale Yfiedergewinnung Aoa Steuerimpulses aber gar nicht erforderlich sondern es genügt bereits eine teilweise Ausfilterung des Antriebsinpulses.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung eines mechanischen. Schwingers anzugeben, bei der die in Vorstehenden beschriebenen Nachteile verKiieden werden.

Zur lösung der vorgenannten Aufgabe ist bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gem-iifS der Erfindung vorgesehen, daß der Koppelzweig von Kollektorkreis des Antriebstransistors auf die Basis des Steuertransistors so ausgebildet ist, daß einerseits ein ohmscher Widerstand direkt und anderer· seits über ein Phasenunkehrglied ein weiterer ohmscher Widerstand auf die Basis des Steuertrpnsistors führt, wobei die

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ohmschen Y/iderstände und die Basis des Steuertransistors einen Stromknotenpunkt bilden.

Yfeitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispicls anhand der Figur.

In der Figur ist ein astabiler Multivibrator mit einer Kettenschaltung zweier komplementärer Transistoren T₁ und Tp darge-φ stellt. Der Transistor T₁ bildet dabei den Steuertransistor, während der Transistor Tp den Antriebstransistor.bildet. Der Kollektor des Steuertransistors ist über einen Widerstand R, an die Basis des Antriebstransistors geführt. Im Kollektorkreis des Antriebstransistors liegt ein Y/iderstand Rg und eine Antriebsspule S. Die gesamte Reihenschaltung aus Antriebsspule S, V/iderstand Rg und Kollektor -Emitterstrecke des Antriebstransistors Tp liegt an Klemmen 1 und 2 an der Batteriespannung, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Klemxae 1 negativ gegenüber der Klemme 2 ist.

Im Emitterkreis des Steuertransistors T₁ liegt ein Y/idorstand Rp und im Kollektorzweig ein Y/iderstand R.,. Da der Y/iderstand Rp im Emitterzweig des Steuertransistors T₁ nicht unbedingt erforderlich ist, ist er in der Figur gestrichelt dargestellt.

Gemäß der Erfindung ist nun vom Kollcktorkrois des Antriebstransistors T₂ eine Kopplung auf die Basis des Steuertran-

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sistors Tj vorgesehen, derart, daß einerseits ein-Widerstand. Rc und andererseits ein Phasenumkehrglicd, welches'in vorliegen-

- durch
den Ausführungsbeispiel/dcn Transistors T^ ausgebildet ist ein v/eiterer Widerstand Rq auf die Basis des Stouertransi'stors T* geführt ist.

Dabei ist in Basiszweig des Translators T, ein Yiidcrstand Rg vorgesehen. Die Emitter-Kollektorstrecko des Transistors T-liegt an den Klemmen 1 und 2, wobei zwischen Kolloktor und der Klemme 2 ein Widerstand R^q eingeschaltet ist.

Bei dieser Schaltungsanordnung v/ird die Eliminierung des störenden Antriebsinipulses durch eine Summation an der Basis des Stcuertransistors T* vorgenoninien. Über den Widerstand Rjv/ird der Multivibrator durch den Steuerimpuls synchronisiert; daher v/ird der Antriebstransistor Tp durchgeschaltet. Über den Widerstand R₁- würde nun aber ein viel zu großer Steuerstrom fließen und zu den eingangs genannten Nachteilen führen.

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Durch den Steuerimpuls wird jedoch auch der Phasenumkehr-Transistor Τ.* angesteuert und durchgeschaltet, so daß er über den Widerstand Rg einen Öegenstron umgekehrter Polarität liefert, der die Übersteuerung des S teuer transistors T-j rückgängig nacht. Damit wird der Steuerimpuls annähernd zurückgewonnen.

Die Einführung eines dritten Transistors in eine Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art bedeutet bei' der heute möglichen Integration von Halbleiterschaltungsanordnungen

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auch für Kleinuhren keinen Hachteil. Weiterhin treten auch hinsichtlieh des Stromverbrauches keine Nachteile auf, da die crfindunci3gc-n:üi:!cSchaltungsinai?nahine in Steuerkreis des Multi-, vibrators vö'rccno^r.cn ist.

Demgegenüber lassen sich jedoch wesentliche Vorteile erzielen. Die Antriebsschaltungsanordnung kann ohne Kapazität ausgeführt werden und wirkt daher rein statisch. Ss entfällt zwar dabei der Selbstanlauf, der aber andererseits nach den ^ heutigen Anforderungen für elektronisch angetriebene Uhren nicht erforderlich ist.

Gemäß einer besonderen Ausführungsfora kann dabei insbesondere auch einer der Widerstände in Koppelzweig von Antriebstransistor S₂ ^{auf dic} Basis des Steuertransistors T. als Heißleiter ausgebildet werden, co daß als zusätzlicher Vorteil auch eine Teinperaturkoiapensation erreicht wird. ■

Weiterhin kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine ™ Kapazität CL zwischen Knotenpunkt 3 und Basis des Steuertransistors Τ., eingeschaltet .v/erden, so daß in Koppelkrois relativ hochöhmige Widerstände verwendbar sind, Über die Kapazität G₁ und die Spule 5 fließen daher wesentlich kleinere Umladeströme, so daß eine ungünstige Beeinflussung einer isochronen Schwingung kaum noch auftritt.

Weiterhin ist es gemäß einer besonderen Ausführungsforn der Erfindung' auch möglich, hinter den V/lderständen R_r und R„

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vor dem Knotenpunkt 3 Kapazitäten C₂ "und C-, vorzusehen. Damit wird ein Dauerstronfluß über den Yfeg Spule S, R₁-, R₈ R-iq . unterbunden. Oaruber_whinaus wird die Konpensation dec störenden Antricbsirapulses durch diese Maßnahme weiter verbessert und der Selbstanlauf optinalisiert.

Es sei erwähnt, daß die vorstehend genannten schaltungstqch-. nisehen Maßnahnen der Einschaltung der Kapazitäten C, t>iö C, in der Pigur gestrichelt eingezeichnet sind, um ans\;deuten_v daß diese Varianten lediglich vorteilhafte, jedoch nicht zv/ingend i schaltungstechnische Mafinahnen darstellen.

5 - Patentansprüche
1 Figur

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Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung eineο mechanischen Schwingers als Gangordner eines seithaltenden Gerätes, beispielsweise Unruh oder Pendel einer Uhr, mit einem ortsfesten Magnetsystem und einer mit dem Schwinger im Magnetfeld des Magnetsystems schwingenden Antriebsspule und mit einem die Antriebsspule in seinem Ausgangskreis enthaltenden astabilen Multivibrator aus einer Kettenschaltung eines Antriebstransistprs, in dessen Kollektorkreis die Antiebsspule liegt, und eines zwischen Antriebstransistors komplementären Steuertransistors, wobei je ein Koppel2wei£" bzw.—kreis von Kollektorkreis auf die Basis der Transistoren vorgesehen ist, . dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelkreis vom Kollektorkrcis des Antriebstransistors auf die Basic des Steuertransistors so ausgebildet ist, daß einerseits ein ohmscher Y/iderstand direkt und andererseits über ein Phasenumkehrgliod ein. weiterer Widerstand auf die Basis des Steuertransistors führt, Wobei die ohmschen Yfiderstünde und die Basis des Steuertransistors einen Stromknotenpunkt bilden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß als⁼Phasenumkchrglied ein Transistor Verwendung findet.

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis des Steuertrrnsistors hinter dem Knotenpunkt der Widerstände des Koppelkreises eine Kapazität vorgeschaltet ist.

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4.- Schaltungsanordnung nach. Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Widerstünden des Koppelkreises vor den Knotenpunkt ;}e eine Kapazität nachgeschaltot ist.

5. Schaltungsanordnung nac-h den Ansprüchen 1 bis 4_} dadurch •gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Widerstände.des Koppelkreises als Heißleiter ausgebildet'ist.

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