DE2228275B2 - Elektronische digitaluhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Digitaluhr mit einem Oszillator, der eine als Zeitbasis dienende Impulssignalfolge erzeugt, mit mehreren Zählern zum Zählen der Impulssignale und mit einer Zeitanzeigeeinrichtung mit mehreren Anzeigeabschnitten zur Sekunden-, Minuten und Stundenanzeige, wobei die Zeitanzeigeeinrichtung durch von den Zählern abgeleitete Signale betätigt wird und Stunden- und Minutenanzeigeabschnitte numerisch sind.

Es sind Digitaluhren mit einer durch Lichtemissionsdioden gebildeten Anzeige bekannt. Diese Uhren haben den Nachteil, daß gleichzeitig nur die Stunden und &> Minuten angezeigt werden können, da Lichtemissionsdioden eine relativ hohe Leistungsaufnahme besitzen und in einer kompakten elektronischen Armbanduhr nur wenig Platz für eine energiespendende Batterie zur Verfügung steht, um den Energieverbrauch einigerma- ⁶S Ben in Grenzen zu halten, erfolgt die Zeitanzeige jeweils nur beim Betätigen eines Schalters. In der übrigen Zeit wird den Lichtemissionsdioden keine Energie zugeführt Es sind auch elektronische Digitaluhren bekannt, bei denen die Anzeige durch Flüssigkristalleiemente erfolgt Diese haben nur einen geringen Energieverbrauch. Da Flüssigkristalleiemente eine geringe Spannungsempfindlichkeit besitzen, ist es bei solchen Uhren schwierig, neben der Stunden- und Minutenanzeige eine gleichzeitig in Betrieb befindliche weitere Anzeige vorzusehen, wie ζ B. eine Sekundenanzeige. Deshalb war es bisher nicht möglich, eine elektronische Digitaluhr herzustellen die neben einer Stunden- und Minutenanzeige gleichzeitig wirksame weitere Zeitanzeigen besitzt, wie z. B. eine Sekundenanzeige.

Es wurde bereits eine Armbanduhr mit einer auf Stunden und Minuten beschränkten Zeitanzeige vorgeschlagen (DT-OS 22 08 798), bei der eine Überwachungsschaltung vorgesehen ist, derart, daß ein Punkt oder Doppelpunkt zwischen der Stunden- und der Minutenanzeige mit einer Pulsfolgefrequenz von 1/10 Sekunden bis einige Sekunden aufleuchtet, um den Besitzer der Uhr anzuzeigen, ob die Uhr arbeitet, ohne daß er die Uhr bis zu einer Minute beobachten muß, um festzustellen, ob sich die Minutenanzeige ändert. Läßt man den Punkt oder Doppelpunkt zwischen der Stunden- und der Minutenanzeige im Sekundentakt aufleuchten, hat der Uhrenbesitzer zwar einen Sekundentakt verfügbar, jedoch keine Sekundenanzeige. Denn um die zwischen einem Minutenwechsel abgelaufenen Sekunden festzustellen, müßte er bis zu 60 mal das Aufleuchten des Punktes oder Doppelpunktes zählen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Digitaluhr - vorzugsweise Armbanduhr — kleiner Größe verfügbar zu machen, die durch eine nur kleine Batterie betrieben wird und neben einer Stunden- und Minutenanzeige eine mit dieser gleichzeitig in Betrieb befindliche, energiemäßig sparsame und das Verhalten der Stunden- und Minutenanzeige nicht beeinträchtigende Sekundenanzeige besitzt.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer elektronischen Digitaluhr der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, ist, daß der Sekundenanzeigeabschnitt durch 6 sequentiell ansteuerbare, nicht-numerische Anzeigeelemente gebildet ist, die je einen Zeitabschnitt von 10 Sekunden und insgesamt einen Zeitabschnitt von 60 Sekunden anzeigen.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Uhr sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand von 2 Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Außenansicht einer elektronischen Digitaluhr gemäß dieser Erfindung in einer schematischen Darstellung und

Fig.2 ein Blockschaltbild der in der Digitaluhr verwendeten elektronischen Schaltung.

Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer elektronischen Digitaluhr läßt eine Platte 2 der Uhr 1 erkennen, auf der ein Sdialtteil 3, ein Kalenderanzeigeteil 4 und ein Zeitanzeigeteil 5 vorgesehen sind. Das Kalenderanzeigeteil 4 enthält ein Anzeigeteil U für Wochentage und ein Datumsanzeigeteil 12 Letzteres besitzt, wie unten im Detail beschrieben, einen solchen Aufbau, daß mehrere Kalenderplatten, deren Tage und Daten in Übereinstimmung mit dem anzuzeigenden Monat angeordnet sind, nacheinander auf der Oberfläche der Platte 2 manueü aufgelegt werden können. Das Zeitanzeigeteil 5 enthält außerdem ein Anzeigeteil 13 für die Angabe von Morgen und Nachmittag, ein Stundenanzeigeteil 14, ein Minutenanzeigeteil 15 und

Sekundenanzeige-elemente 16 bis 21. Die Sekundenanzeigeelemente 16 werden in jeder Sekunde geschaltet und schalten nach dem Ablauf von 10 Sekunden das Sekundenanzeigeelement 17 ein. Die Elemente 16 bis 21 sind aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial 5 hergestellt, s;o daß sie beim Anlegen einer elektrischen Sognnung trübe werden. Dieser Zustand wird im folgenden als Einschaltzustand bezeichnet. In ähnlicher Weise werden die Elemente 17 bis 21 nacheinander jedesmal nach einem 10 Sekundenablauf des vorherge- _!0 henden Elementes eingeschaltet. Nach Ablauf von 60 Sekunden werden sämtliche Sekundenanzeigeelemente 17 bis 21 abgeschaltet und am Minutenanzeigeteil 15 die um !I Minute vergrößerte Zeit angegeben. Ein Ablauf von 60 Minuten hat zur Folge, daß das Minutenanzeigeiieil 15 zurückgestellt wird, um im Stundenanzdgeieil 14 eine Zeit anzuzeigen, die um 1 Stunde vergrößert ist. Nach Ablauf von 12 Stunden wird das Zeiitanzeigeteil 14 zurückgestellt und gleichzeitig die auf die Nachmittagszeit hinweisende Angabe PM. im Anzeigeteil 13 gelöscht. Nach Ablauf eines Tages wird die im Datumsanzeigeteil 12 angegebene Datumsangabe gelöscht und der nächste Tag angezeigt. Die in Fig. 1 dargestellte Digitaluhr zeigt 10Stunden 57 Minuten 27 Sekunden am Nachmittag des 17. (Mittwoch) an, wenn angenommen wird, daß die schraffierten bzw. fettgedruckten Teile des jeweiligen Anzeigeteils bzw. Elementes eingeschaltet sind und das Sekundenanzeigeelement 16 7 mal geschaltet hat. Jedes Anzeigeteil oder Anzeigeelement ist aus einem Flüssigkristallmaterial hergestellt, das es erlaubt, die Uhr mit geringem Energieverbrauch zu betreiben und die Höhe der Uhr kleinzuhalten.

Das Schaltteil 3 besteht aus einem Schalter 7 für die Minuteneinstellung, einem Schalter 8 für die Stundeneinstellung, einem Schalter 9 für die Datumseinstellung und einem Schalter 10 für die Kalendereinstellung. Um die Uhr tragen zu können ist an Vorsprüngen 21 und 21 a des Uhrengehäuses mittels Zugstiften 22 ein Armband 23 befestigt.

Die in der erfindungsgemäßen Digitaluhr verwendete elektronische Schaltung wird nun anhand der F i g. 2 im einzelnen beschrieben.

Die elektronische Schaltung zur Anzeige der Sekunden enthält einen Kristallschwinger 24, Teiler 25 und 26, ein 6-bit-Schieberegister 27 und ein Steuerteil 28 für die Sekundenanzeige. Das von dem Kristallschwinger 24 erzeugte Signal einer Frequenz von 16 384 Hz wird über eine Leitung 24a dem Teiler 25 zugeführt, um das Signal in ein Einsekundensignal (1") d.h. ein Pulssignal mit einem Impuls pro Sekunde zu teilen. Das Einsekundensignal wird über die Leitungen 25a bis 25c dem Teiler 26, dem Steuerteil 28 bzw. den Logikschaltungen 40 bis 42 zugeführt. Das über die Leitung 25a dem Teiler 26 zugeführte Einsekundensignal (1") wird durch den Teiler 26 geteilt, um auf der Leitung 26a ein Zehnsekundensignal (10"), d. h. ein Signal mit einem Zehntel Impuls pro Sekunde zu erzeugen. Das Zehnsekunden- lund das Einsekundensignal werden über die Leitungen 26ia bzw. 256 dem Schieberegister 27 bzw. dem Sekundenanzeigesteuerteil 28 zugeführt. Das Schieberegister 27 besitzt 6 bit, so daß nach Ablauf von 10 Sekunden auf der Leitung 27a ein Signal und dann jeweils nach 10 Sekunden auf den folgenden Leitungen 276 bis 27/ ein Signal erscheint. Somit erscheint auf sämtlichen Leitungen 27a bis 27#^r jeweils nach 60 Sekunden ein Signal, da dem Schieberegister 27 über die Leitung 26a alle 10 Sekunden ein Schiebeimpuls und über die Leitung 266 dauernd eine vorgegebene Spannung »1« zugeführt wird. Die mit der Ausgangsklemme des Teilers 25 verbundene Leitung 256 bzw. die mit den Ausgangsklemmen des Schieberegisters 27 verbundenen Leitungen 27a bis 27/ sind an das Sekunüenanzeigeteil 28 angeschlossen. Als Folge hiervon wird das durch die jeweilige Leitung übertragene Signal mittels des Steuerteils 28 verstärkt und auf den jeweiligen Leitungen 29a bis 29/eine Spannung erzeugt, die dem Signal der Leitungen 27a bis 27/entspricht. Die Leitungen 29a bis 29/ sind mit entsprechenden Sekundenanzeigeelementen 30 bis 35 der Flüssigkristallanzeigetafel 29 verbunden. Jedes Element 30 bis 35 der Tafel 29 enthält 2 Glasplatten, zwischen die ein nematischer Flüssigkristall gefügt ist, so daß bei Anlegen einer oberhalb der Ansprechspannung liegenden Spannung einer Gleichspannungsquelle 36 sich die Reflexion des Flüssigkristalls so ändert, daß dessen Oberfläche in einen Zustand gelangt, in dem das Anzeigeelement abgelesen werden kann.

Im Betrieb schaltet das Sekundenanzeigeelement 30 auf der Tafel alle Sekunden, um die Einheiten 0 bis 9 anzuzeigen, da über die Leitung 29a das Einsekundensignal (1") zugeführt wird. Nach Ablauf von 10 Sekunden erzeugt der Teiler 26 das Zehnsekundensigna! (10"), welches über die Leitung 26a dem Schieberegister 27 zugeführt wird. Nach Verstärkung dieses Signals durch das Steuerteil 28 wird durch dieses das Element 31 eingeschaltet, um die 10 Sekunden anzuzeigen. Daraufhin werden die Sekundenanzeigeelemente 32 bis 35 alle 10 Sekunden in der gleichen Weise, wie das Element 31, eingeschaltet Mit Ausnahme des Elementes 30 werden die Eingänge der Elemente durch die Ausgangssignale des Schieberegisters 27 gesteuert, so daß ein Einschalten eines Elementes bedeutet, daß die links von ihm liegenden Elemente sich im Arbeitszustand befinden. Beispielsweise sind nach Ablauf von 55 Sekunden die Elemente 31 bis 35 eingeschaltet und das Element 30 hat 5 mal geschaltet

Nach Ablauf von 60 Sekunden erscheint auf der Leitung 27/des Schieberegisters 27 ein Einminutensignal (V) d. h. ein Signal mit einem Impuls pro Minute. Die Leitung 27/ist mit einer NOR-Schaltung 37 für die Rückstellung des Schieberegisters 27 verbunden. Hierdurch werden alle Ausgangssignale der Klemmen 27a bis 27/gelöscht bzw. zurückgestellt und die Sekundenanzeigeelemente 31 bis 35 abgeschaltet Dann wird von der Leitung 27 e über die Leitung 27^ das Einminutensignal (!') der Logikschaltung 41 zugeführt, um das Einminutensignal zu zählen.

Zur Einstellung des Sekundenanzeigemechanismus ist ein Sekundeneinstellschalter Si vorgesehen, der dem in Fig. 1 dargestellten Schalter 6 entspricht Wird der Schalter St gedrückt dann wird einer Nichtschaltung 39 ein »0« Signal zugeführt Das durch die Nichtschaltung 39 erzeugte »1« Signal wird über Leitungen 39a bzw. 396 dem Teiler 25 bzw. einer Norschaltung 37 zugeführt, um augenblicklich die Teüerfunktion des Teilers 25 zu verhindern. Dieses hat zur Folge, daß die Armbanduhr gestoppt wird, wobei die Sekundenanzeigeelemente zurückgestellt und gleichzeitig das Sekundenanzeigeelement 30 eingeschaltet werden.

Das Einsekundensignal (1"), welches durch die Leitung 25c des Teilers 25 den Torschaltungen der Logikschaltungen 40—42 für die Anzeige von Stunde, Minute und Nachmittag zugeführt wird, dient entsprechend zur Einstellung der Tage, Stunden- und Minutenanzeige.

Es wird nun der Mechanismus für die Zeitanzeige beschrieben. Er umfaßt eine Zeitanzeigetafel Sl aus Flüssigkristallmaterial und eine elektronische Schaltung, die die Logikschaltungen 40 und 41, Zähler 43—46, Dekodiereinrichtungen 47—49 und ein Steuerteil 50 für die Zeitanzeige enthält Die Logikschaltung 40 enthält 3 Norschaltungen 52—54 und eine Nichtschaitung 55. Die Logikschaltung 41 umfaßt 3 Norschaltungen 56—58 und eine Nichtschaitung 59. Der Minuteneinstellschalter Si, der dem Schalter 7 der F i g. 1 für die Minuteneinstellung entspricht, ist in seiner Ausgangsstellung mit einer Quelle verbunden, die ein »1« Signal einer vorgegebenen Spannung besitzt, so daß die NOR-Schaltung 56 über die Leitung 56a im Steuerimpulse empfängt, die von dem Teiler 25 ausgesandt werden. Das Signal der vorgegebe- ■ nen Spannung wird über die Leitung 566 übertragen. Andererseits empfängt eine NOR-Schaltung 58 das von der Leitung 27g übertragene Einminutensignal und das durch eine Nichtschaitung 59 in eine »0« Spannung umgekehrtes Signal. Das Anlegen des Einminutensignals :n die NOR-Schaltung 58 in der Ausgangsstellung des Schalters S₅, d.h. solange dieser Schalter nicht gedruckt ist, hat zur Folge, daß das Signal der Ausgangsklemme der Norschaltung 57 über eine Leitung 57a einem Dezimalzähler 43 zugeführt wird, um dem Steiierteil 50 über die Dekodiereinrichtung 47 eine Spannung zuzuführen. Der Zeitbereich zwischen 0 und 10 Minuten wird auf den Minutenanzeigeteilen 60 und

61 dargestellt, die aus Flüssigkristallmaterial bestehen und sich auf der Tafel 51 befinden. Das Teil 60 dient zur Anzeige einer Ziffer der Minutenanzeige und besteht aus 7 Flüssigkristallsegmenten 60a—60g; die über entsprechende Leitungen 50a—50^ der Reihe nach mit dem Steuerteil 50 in Verbindung stehen. Wenn der Zähler 43 das Einminutensignal empfängt, können aufgrund dieser Verbindung die Segmente 606 und 60c eingeschaltet werden und dann 1 Minute anzeigen, da die Leitungen 506 und 50c durch das Steuerteil 50 mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden.

Wenn der Zähler 43 das Einminutensignal achtmal zählt, wird durch das Steuerteil 50 die Spannung sämtlichen Leitungen 50a—50g zugeführt und hierdurch sämtliche Anzeigesegmente 60a—60# eingeschaltet und damit die 8 Minuten Ziffer dargestellt.

Zählt andererseits der Zähler 43 das Einminutensignal zehnmal, dann erscheint auf der Leitung 43a das Zehnminutensignal (10'), weiches eine Frequenz von 1/10 Impuls pro Minute aufweist, und dieses Signal wird über die Leitung 44a dem folgenden Hexalzähler 44 zugeführt, um den Zähler 43 zurückzustellen und auf dem Minutenanzeigeteil 61 eine Ziffer darzustellen. Die Zahl 10 wird in den Abschnitten 60 und 61 dargestellt, wobei im Abschnitt 61 die Ziffer 1 und im Abschnitt 60 die Ziffer 0 erscheint Wird durch den Dezimalzähler 43 und den Hexalzähler 44 ein Sechzigminutensignal gezählt, dann wird ein Einstundensignal (1°), das eine Frequenz von einem Impuls pro Stunde aufweist, erzeugt Das Signal erscheint auf der Leitung 44a, die mit der Norschaltung 54 verbunden ist, und stellt die Zähler 43 und 44 zurück, so daß in den Abschnitten 60 und 61 jeweils die Ziffer 0 dargestellt wird. Da die Logikschaltung 40 in gleicher Weise wie die Logikschaltung 41 aufgebaut ist, hat das Auftreten des Einstundensignals an der Norschaltung 54 zur Folge, daß dieses den Eingang des Dezimalzahlers 45 über die Leitung 53a < >.s erreicht, um ein F'IUssigkristallsegment des Abschnittes

62 für die Darstellung einer Stundeneinheit zu schalten.

Hieraus folgt, daß eine der Ziffern 0—9 dargestellt wird, um die Uhrzeit zwischen 0 und 9 Uhr anzugeben. Wenn der Zähler 45 das Einstundensignal zehnmal gezählt hat, tritt in der Leitung 45a, die mit Ausgang des Zählers 45 verbunden ist, ein Zehnstundensignal (10°) einer Frequenz von 1/10 Impuls pro Stunde auf, das der Logikschaltung 66 zugeführt wird. Diese enthält eine Orschaltung 63, eine Andschaltung 64 und eine Nandschaltung 65, um an eine mit einem Quatemärzähler 46 verbundene Leitung 46a eine Spannung anzulegen. So wird durch das Steuerteil 50 ein Abschnitt zur Darstellung der Zehnerstellen der Stundenanzeige geschaltet. Da beim Schalten der Zehnerstellen der Zähler 45 in seinen Ausgangszustand zurückgestellt wird, wird gleichzeitig im Stundenanzeigeabschnitt 62 die Ziffer 0 dargestellt Nach Ablauf zweier weiterer Stunden wird über eine Leitung 456, die mit den Dezimalzähler 45 verbunden ist, der Logikschaltung 66 ein Signal zugeführt, das den Dezimalzähler 45 und den Stundenanzeigeabschnitt 62 zurückstellt. Der Quaternärzähler 46 zählt ein Impulssignal, um den Abschnitt 67 zurückzustellen, und schaltet dann das Flüssigkristallsegment PM ein, das den Abschnitt 68 belegt und einen Hinweis auf den Nachmittag gibt. Der Abschnitt 68 entspricht dem Teil 13 der F i g. 1. Nach Ablauf weiterer zwölf Stunden erscheint auf einer Leitung 466, die mit dem Quaternärzähler 46 verbunden ist, ein Tages- bzw. Datumssignal (id), das eine Frequenz von einem Impuls pro Tag aufweist Dieses Signal stellt die Abschnitte 62, 67 und 68 auf 0 zurück. Durch den Dezimalzähler 45, den Quaternärzähler 46 und die Logikschaltung 66 wird somit ein 24-bit-Zähler gebildet, so daß jeden Tag auf der Leitung 466 ein Impuls erscheint. Zwischen dem Stundenanzeigeteil 67 und dem Minutenanzeigeteil 61 befindet sich eine Punktmarke 85, die zur Unterscheidung der Stundenanzeige von der Minutenanzeige dient. An die Punktmarke 85 wird über die Leitunger 85a und 856 dauernd eine Spannung angelegt Es soll bemerkt werden, daß die Minutenabschnitte 60 und 61 dem Minutenanzeigeteil 15 der F i g. 1 und die Stundenanzeigeabschnitte 62 und 67 dem Stundenanzeigeteil 14 der F i g. 1 entsprechen.

Zur Einstellung der Minuten- und Stundenanzeige sind Schalter & und S3 vorgesehen. Wird der Schalter S; gedrückt, dann stellt er die Verbindung zu einei Klemme her, an der die Spannung »0« anliegt. Zufolg« der »0« Spannung auf der Leitung 566 und des Signal; mit der Frequenz von einem Impuls pro Sekunde auf dei Leitung 25 erscheint auf der Leitung 57a dei Norschaltung 57 ein Einsekundensignal, das den Dezimalzähler 43 unabhängig von den sonst auf de Leitung 57a auftretenden Signalen zugeführt wird. E folgt, daß im Abschnitt für die Darstellung einer Minuti die Einheiten im Sekundentakt gezählt und angezeig werden und dadurch die Einstellung der Minutenanzei ge ermöglicht wird. Wenn andererseits der Schalter 5 in die Ausgangslage gebracht wird, in der die Spannuni »1« anliegt, werden die Einheiten im Minutentak gezählt und im Abschnitt 60 dargestellt. Ähnlich ist ei wenn der Schalter & mit dem Anschluß der Spannuni »0« verbunden wird. Es werden dann die ir Stundenanzeigeteil 62 dargestellten Einheiten ir Sekundentakt gezählt, und es wird hierdurch di Einstellung der Stundenzeit ermöglicht. Die Zeitanzci gcplatte 51 ist im Arbeitszustand mit der Glcichspar nungsquclle 36 verbunden.

Hierzu 2 Matt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektronische Digitaluhr mit einem Oszillator, der eine als Zeitbasis dienende Impulssignalfolge r» erzeugt, mit mehreren Zählern zum Zählen der Impulssignale und mit einer Zeitanzeigeeinrichtung mit mehreren Anzeigeabschnitten zur Sekunden-, Minuten- und Stundenanzeige, wobei die Zeitanzeigeeinrichtung durch von den Zählern abgeleitete ι ο Signale betätigt wird und Stunden- und Minutenanzeigeabschnitte numerisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundenanzeigeabschnitt durch sechs sequentiell ansteuerbare nichtnumerische Anzeigeelemente (16—21; 30—35) ge- bildet ist, die je einen Zeitabschnitt von 10 Sekunden und insgesamt einen Zeitabschnitt von 60 Sekunden anzeigen.

2. Uhr nach Anspruch J₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente Flüssigkristalleiemente aufweisen.

3. Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je nach gerade anzuzeigendem 10-Sekundenabschnitt jeweils eines der Sekundenanzeigeelemente (16; 30) jede Sekunde- ein- und ausschaltbar ist, daß die Sekundenanzeigeelemente (17—21; 31—35) zur Anzeige derjenigen 10-Sekundenabschnitte, die dem gerade anzuzeigenden 10-Sekundenabschnitt vorausgehen oder nachfolgen, eingeschaltet bzw. ausgeschaltet bleiben, und daß der Zyklus jede Minute wiederholbar ist.

4. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundenanzeigeelemente in einer Kombination von Aufblitzen, Leuchten und N ichtleuchten betreibbar sind.

5. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundenanzeigeelemente in einer Kombination von Leuchten und Nichtleuchten betreibbar sind.

6. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß erste Schalter (6—8; Si — £3) vorgesehen sind, durch die wenigstens an eine der Sekunden-, Minuten- oder Stundenanzeige ein Sekundentakt anlegbar und damit die Sekunden-, Minuten bzw. Stundenanzeige einstellbar ist.