DE2115685C3 - Vorrichtung zum Stellen der Zeiger eines elektronischen Zeitmeßgerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stellen der Zeiger eines elektronischen Zeitmeßgerätes, das ein Zeitnormal, einen durch das Zeitnormal gesteuerten Frequenzteiler, einen Schrittschaltmotor, der vom Ausgang des Frequenzteilers gesteuert wird und eine Sekundenanzeigeeinrichtung betätigt, und eine Steuereinrichtung aufweist, weiche, wenn sie von der Ruhelage in die Arbeitslage gebracht wird, eine Blockierschaltung einschaltet, mit welcher die Zuführung von Impulsen von dem Zeitnormal an den Frequenzteiler unterbindbar ist.

Bei elektrischen und insbesondere bei elektronischen Uhren mit schrittweiser Anzeige der halben oder der ganzen Sekunde ist eine einwandfreie Zeigerstellung mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. Die elektronischen Schaltungen solcher Uhren sind im allgemeinen binäre Frequenzteiler, die die Frequenz des Zeitnormals bis zu einer Endfrequenz von 1 Hz herabsetzen. Als Zeitnormal dienen Schaltungen mit einem Schwingorgan, einer Stimmgabel oder einem Quarz. Die genannte Endfrequenz wird zur Steuerung des Sehrittsehaltmotors verwendet, der die Sekunde mit Hilfe eines Zeigers oder auf elektrooptischen! Wege anzeigt. Der Sekun denzciger macht somit regelmäßige 1-Sekunden-Sprünge, während in mechanischen Uhren dieser Zeiger schrittweise um Vs bis '/io Sekunde vorrückt, je nachdem ob der Gangregler 18 000 oder 36 000 Schwingungen pro Stunde ausführt. In Uhrwerken mit einer Stimmgabel ist die Bewegung dieses Zeigers dagegen kontinuierlich.
In solchen Uhrwerken stellt die Zeigerstellung bezüglich einer Referenzuhr nicht die gleichen Probleme wie bei einer Uhr, bei welcher die Sekundenanzeige mittels eines Schrittschaltmotors bewirkt wird. Bei der Zeigerstellung einer solchen Uhr kann sich eine Phasenverschiebung zwischen dem elektrischen Impuls,

to der den Schrittschaltmotor steuert und dem Impu's, der durch die Referenzuhr gesendet wird, ergeben. Dies wirkt sich praktisch durch eine Fehlanzeige der Sekunde in bezug auf die Stunde aus, und diese Fehlanzeige kann bis zu ±0,5 Sekunden betragen.

is Dieser Fehler vergrößert sich noch, wenn der Motor durch Wechselimpulse alle Sekunden gesteuert wird, was einer Frequenz von ^lh Hz entspricht; in diesem Fall kann die Fehlanzeige zwischen +1 Sekunde und —1 Sekunde betragen.

Dieser Anzeigefehler ist unangenehm, insbesondere darum, weil solchen Uhren im allgemeinen als hochpräzise Instrumente (Quarzuhren und andere Werke) gelten.

In der US-Patentschrift 33 63 410 ist eine Vorrichtung zum Stellen der Zeiger einer elektrischen Uhr beschrieben, die eine Umformerschaltung aufweist, weiche eine Anzeigevorrichtung steuert, wobei die Umformerschaltung nut einem Zeitnormal verbunden ist, unter Zwischenschaltung einer Serie von in Kaskadeschaltung angeordneten Frequenzteilern. Ein Teil dieser Frequenzteiler weist Mittel auf, die mit der Zeigerstelleinrichtung gekoppelt sind und dazu dienen, die Frequenzteiler rückzusetzen, wenn die Zeigerstelleinrichtung betätigt wird. Diese Frequenzteiler befinden sich jedoch oberhalb derjenigen Frequenzteiler, die kontinuierlich rückgesetzt und bei der Zeigerstellung geladen werden können. Hierdurch erfolgt eine Phasenverschiebung, deren Größe selbstverständlich von der Anzahl der Frequenzteiler abhängt, die nicht auf

«o 0 bezüglich der Gesamtanzahl der Frequenzteiler zurückgesetzt werden können.

Weiterhin wurde bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen (deutsche Patentschrift 21 05 706), bei der ein Rückstellschalter vorgesehen ist, der bei Betätigung sämtliche Frequenzteilerstufen des Frequenzteilers rücksetzt und gleichzeitig die Zuführung von Impulsen von dem Zeitnormal an den Eingang des Frequenzteilers über eine Blockierschaltung verhindert. Dadurch wird sichergestellt, daß

so beim Einschalten der Uhr zeitverzögernde Ausgangsimpulse nicht eintreten. Es ist jedoch hierbei erforderlich, daß jede Frequenzteilerstufe des Frequenzteilers mit einem Rücksetzeingang verbunden ist, was selbst bei Ausiührung der Frequenzteilerschaltung in integrierter

Schaltung einen unerwünschten zusätzlichen Aufwand darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Frequenzteilerstufen des Frequenzteilers alle

so rückgesetzt werden, ohne daß Rücksetzeingänge an den einzelnen Frequenzteilerstufen vorgesehen werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung in der Arbeitslage den

^h5 Steuereingang der Blockierschaltung mit dem Ausgang des Frequenzteilers derart verbindet, daß die Zuführung von Impulsen an den Eingang des Frequenzteilers beim Kippen dieses Frequenzteilers am Ende eines Teilungs-

zyklus unterbunden wird.

Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Frequenztejlerstufen des Frequenzteilers bei Betätigen der Steuereinrichtung rückzusetzen, ohne daß die einzelnen Stufen des Frequenzteiler!) Rücksetzeingänge aufweisen müssen, so daiß das Auftreten zeitverzögernder Ausgangsimpulse beim Wiedereinschalten der Uhr nach Betätigung der Steuereinrichtung verhindert wird, ohne daß ein erheblicher zusätzlicher Aufwand erforderlich ist

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Blockierschaltung ein logisches UND-Gatter ist, dessen einer Eingang mit dem Zeitnormal und dessen Ausgang mit dem Eingang des Frequenzteilers verbunden ist, daß ein den Steuereingang bildender zweiter Eingang des UND-Gatters mit einem Schalter verbunden ist, der durch die Steuereinrichtung betätigbar ist und in der Arbeitslage dieser Steuereinrichtung die Verbindung mit dem Ausgang des Frequenzteilers bzw. in der Ruhelage die Verbindung mit einer Spannung herstellt, die einem logischen 1-Wert entspricht

Weiterhin ist es möglich, die Steuereinrichtung als elektronische Schaltung auszubilden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert

In der Zeichnung zeigt

F i g. i ein Erläuterungsdiagramm, welches die Zeigerstellung bei einer elektronischen Uhr darstellt, die nicht mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist,

F i g. 2 zeigt ein der F i g. 1 entsprechendes Diagramm bei einer Uhr, die mit einer eirfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist,

Fig.3 zeigt ein Blockschema der Ausführungsform und die

F i g. 4 ein Diagramm, das die Funktionsweise der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung zeigt.

Die Fig. 1 zeigt das Stellen des Sekundenzeigers in einer elektronischen Uhr bekannter Bauweise.

Der obere Teil der F i g. 1 zeigt die Anzeige der Sekunden in einer Referenzuhr, während im unteren Teil dieser Figur das Stellen des Stundenzeigers gezeigt ist

Der Schrittschaltmotor dieser letzteren ist in jenem Zeitpunkt angehalten worden, wo der Sekundenzeiger auf »60« zeigt Der Motor wird freigegeben, indem das mechanischen Organ zur Zeigerstellung in seine Ruhelage zurückgeführt wird, und zwar in jenem Zeitpunkt, wo die Referenzuhr die sechzigste Sekunde anzeigt Der Motor wird nach einer unbestimmten Zeit, die unter einer Sekunde liegt, wieder eingeschaltet derart, daß eine Phasenverschiebung Δψ zwischen der Sekundenanzeige in der Referenzuhr und derjenigen in der zu stellenden Uhr erfolgt. In der Tat wird bei der Blockierung des Motors die elektronische Schaltung nicht angehalten. Der nach dem Zurückkehren des Zeigestellorgans in die Ruhestellung dem Motor zugeführte erste Impuls kann in einer Zeitspanne erfolgen, die zwischen 0 und I Sekunde liegt

Die Fig.2 zeigt die Zeigerstellung bei einer Uhr, die mit der zu beschreibenden Vorrichtung versehen ist= In diesem Fall wird der Motor bei der Betätigung des Zeigerstellorgans angehalten. Die Versorgung der elektronischen Schaltung wird am Ausgang des Zeitnormals unterbrochen, und alle Elemente der Schaltung werden geleert, derart, daß ein bestimmter Zeitabschnitt zwischen dem Zeitpunkt, wo das Zeigerstellorgan in seine Ruhelage gebracht wird, und dem Zeitpunkt wo der Schrittschaltmotor seinen ersten Impuls erhält vergeht Hierdurch kann die Phase Δφ aufgehoben werden.

Die in der Fig.3 dargestellte Uhr weist ein Zeitnormal 2 auf, dessen Ausgang S mit einem der Eingänge eines logischen UND-Gatters 3 verbunden ist

ίο Der Ausgang T dieses UND-Gatters 3 ist mit dem Eingang eines Frequenzteiler 4 verbunden, dessen Ausgang U mit dem Eingang einer Steuerschaltung 5 verbunden ist Der Ausgang V dieser Schaltung steuert einen nicht dargestellten Schrittschaltmotor, der eine Anzeigeeinrichtung 6 steuert die einen Stundenzeiger 7, einen Minutenzeiger 8 und einen Sekundenzeiger 9 aufweist Eine Steuereinrichtung in Form einer Zeigerstellwelle 10, die bei einer ungeradzahligen Sekunde im Sinne des dargestellten Pfeiles betätigt werden kann, wirkt auf einen Schalter 11, derart daß, wenn die Stellwelle sich in der Ruhelage befindet der zweite Eingang W des UND-Gatters 3 mi' «iner positiven Klemme verbunden wird, während in der Arbeitstage der Stellwelle, also in der Zeigerstellage, der zweite Eingang IV mit dem Ausgang U des Frequenzteilers 4 verbunden wird. Die Wirkungsweise dieser Zeigerstelleinrichtupjj ist in der F i g. 4 dargestellt, wo die oberste Aufzeichnung die Lage der Stellwelle 10 in Funktion der Zeit zeigt, wobei der Wert a der nichtaktiven und der Wert b der aktiven Zeigerstellage entspricht. Die Aufzeichnungen S, T, U, Wund Kentsprechen der Reihe nach dem Ausgang S des Zeitnormals, dem Ausgang T des UND-Gatters 3, dem Ausgang U des Frequenzteilers 4, dem zweiten Eingang W des UND-Gatters und dem Ausgang Vder Steuerschaltung 5.

Es ist ersichtlich, daß zur Blockierung der Impulse S des Zeitnormals bei gezogener Stellwelle abgewartet werden muß, bis der Ausgang U des Frequenzteilers 4 den logischen Wert »0« annimmt. Der Motor schaltet noch um einen Schritt, und alle Frequenzteiler werden auf dem logischen Wert »0« angehalten. Die Stellwelle muß noch in die aktive Lage gezogen werden, und zwar vor d.;m gewünschten Anhalten des Sekundenzeigers 9 und im Maximum eine Sekunde vorher. Im Falle, daß ein Top-Zeichen in der sechzigsten Sekunde gesendet wird, muß also die Stellwelle gezogen werden, nachdem der Zeiger 9 über die Angabe »59« des Zifferblattes gestrichen ist. Der Schrittschaltmotor vollführt also noch einen Schritt, und der Sekundenzeiger kommt auf

so die Angabe »60« zu stehen, wobei alle Glieder des Frequenzteilers 4 in der logischen Stellung »0« angehalten werden. Nachdem die Stellwelle in die Ruhelage zurückgeführt worden ist, muß eine Sekunde abgewartet werden, bevor der Zeiger 9 über die Anzeig';»1« des Zifferblattes streicht.

Die Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist im Zusammenhang mit einer elektronisebsn Uhr erläutert worde. Die Zeigerstelleinrichtung kann allerdings auch für ein elektronisches Zeitmeßgerät, das nicht eine Uhr zu sein braucht, Verwendung finden.

Gemäß einer Ausführungsvariante könnte das mechanische Beiätigungsorgan elektrisch und automatisch betätigt werden, dies an Stelle einer Handbetätigung. Dieses Organ könnte auch durch eine elektronische Steuerschaltung ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Stellen der Zeiger eines elektronischen Zeitmeßgerätes, das ein Zeitnormal, einen durch das Zeitnormal gesteuerten Frequenzteiler, einen Schrittschaltmotor, der vom Ausgang des Frequenzteilers gesteuert wird und eine Sekundenanzeigeeinrichtung betätigt, und eine Steuereinrichtung aufweist, welche, wenn sie von der Ruhelage in die Arbeitslage gebracht wird, eine Blockierschaltung einschaltet, mit welcher die Zuführung von Impulsen von dem Zeitnormal an den Frequenzteiler unterbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (tO) in der Arbeitslage den Steuereingang (W) der Blockierschaltung (3) mit dem Ausgang des Frequenzteilers derart verbindet, daß die Zuführung von Impulsen an den Eingang (T) des Frequenzteilers (4) beim Kippen dieses Frequenzteilers am Ende eines Teilungszyklus unterbunden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierschaltung (3) ein logisches UND-Gatter ist, dessen einer Eingang (S) mit dem Zeitnormal (2) und dessen Ausgang (T) mit dem Eingang des Frequenzteilers (4) verbunden ist, daß ein den Steuereingang bildender zweiter Eingang (W) des UND-Gatters (3) mit einem Schalter (11) verbunden ist, der durch die Steuereinrichtung (10) betätigbar ist und in der Arbeitslage dieser Steuereinrichtung (10) die Verbindung mit dem Ausgang des Frequenzteilers (4) bzw. in der Ruhelage die Verbindung mit einer Spannung (12) herstellt, die einem logisch in 1-W< η entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrchtung (10) eine elektronische Schaltung ist