DE19638616A1 - Elektronische Uhr und Verfahren zum Betreiben der elektronischen Uhr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Uhr und ein Verfahren zum Betreiben der elektronischen Uhr. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine elektronische Uhr mit einer Vorrichtung zum Erzeugen elektri­ scher Energie als eine Leistungsversorgung wie z. B. einen elektrothermischen Generator oder solare Batterien zum Erzeugen elektrischer Energie, die eine relative geringe Spannung auf­ weisen, durch externe Energie sowie mit einer Verstärkerschal­ tung zum Verstärken der Spannung der Leistungsversorgung.

Eine Verstärkungstechnik, die bei einer elektronischen Uhr ver­ wendet wird, ist beispielsweise in JP-A-48-60227 offenbart.

Fig. 23 stellt ein Schaltbild dar, welches einen Aufbau der Verstärkerschaltung zeigt, und Fig. 24 stellt eine Ersatzschal­ tung dar, die einen Zustand zeigt, in dem Ladung in jedem Kon­ densator der Verstärkerschaltung gespeichert ist. Fig. 25 stellt eine Äquivalentschaltung bzw. Ersatzschaltung dar, die einen Zustand zeigt, in dem die in jedem Kondensator gespei­ cherte Ladung in einem Verstärkerausgabekondensator bzw. Ver­ stärkerausgangskondensator gespeichert ist.

Der Aufbau der Verstärkerschaltung wird nun mit Bezug auf Fig. 23 beschrieben. Die Verstärkerschaltung weist eine Leistungs­ versorgung E, eine Umschaltbetriebsschaltung 101, eine Mehrzahl von Verstärkerkondensatoren C (drei in Fig. 23), einen Verstär­ kerausgangskondensator CO, n-Feldeffekttransistoren (im folgen­ den als "NFET" bezeichnet) S1 bis S10 zum Schalten zwischen den Verstärkerkondensatoren C und dem Verstärkerausgangskondensator CO und einen Inverter I1 auf. Ein Lastwiderstand ist mit RL be­ zeichnet.

Der Betrieb der Verstärkerschaltung wird nun mit Bezug auf die in den Fig. 24 und 25 dargestellten Äquivalentschaltungen bzw. Ersatzschaltungen beschrieben.

Wenn ein Ausgangssignal P1 der Umschaltbetriebsschaltung 101 auf einen niedrigen Pegel LOW (im folgenden als "L" bezeichnet) geändert wird, so werden die NFETs S7 bis S10 ausgeschaltet (im folgenden einfach als OFF bezeichnet). Zu diesem Zeitpunkt wer­ den die NFETs S1 bis S6 eingeschaltet (im folgenden einfach als ON bezeichnet), da eine Ausgabe des Inverters I1 auf einen ho­ hen Pegel HIGH (im folgenden einfach als "H" bezeichnet) geän­ dert wird. Dementsprechend werden die drei Verstärkerkondensa­ toren C, wie es in Fig. 24 dargestellt ist, parallel zur Leistungsversorgung E verbunden, so daß sie alle aufgeladen werden, bis die Spannung eines jeden der Spannung der Lei­ stungsversorgung E entspricht.

Wenn anschließend das Ausgangssignal P1 der Umschaltbetriebs­ schaltung bzw. Umschaltbetriebsschaltung 101 auf den "H" -Pegel gelangt, so befinden sich die NFETs S7 bis S10 im ON-Zustand und die Ausgabe des Inverters I1 ändert sich auf "L", so daß die NFETs S1 bis S6 sich im OFF-Zustand befinden bzw. ausge­ schaltet sind. Dementsprechend sind, wie dies in Fig. 25 darge­ stellt ist, die drei Verstärkungskondensatoren C und die Lei­ stungsversorgung E seriell miteinander verbunden, so daß Ladung in den Verstärkerausgangskondensator CO gespeichert wird, d. h. um den Verstärkerausgangskondensator CO auf zuladen. Wenn das Ausgangssignal P1 alternierend zu "H" oder "L" geschaltet wird, kann aufeinanderfolgend der Verstärkerausgang bzw. die Verstär­ kerausgabe dem Verstärkerausgangskondensator CO zugeführt wer­ den.

In der Verstärkerschaltung ist jedoch die Leistungsversorgung E seriell mit einer Mehrzahl von Verstärkungskondensatoren C ver­ bunden, wie dies in Fig. 25 dargestellt ist, wenn die Ladung in dem Verstärkerausgangskondensator CO gespeichert ist. Da der Kapazitätswert des Verstärkerausgangskondensators CO groß ist, wird eine mit dem Aufladen verbundene Zeitkonstante dann groß, wenn ein interner Widerstand der Leistungsversorgung groß ist. Als Ergebnis hiervon nimmt es eine gewisse Zeit in Anspruch, bis die Ladung am Verstärkerausgangskondensator CO gespeichert ist. Ferner gibt es ein Problem derart, daß Leistung nicht ef­ fektiv vom Verstärkerausgangskondensator CO empfangen wird, und zwar aufgrund des Widerstandverlustes des internen Widerstandes der Leistungsversorgung.

Darüber hinaus währt in der Verstärkerschaltung das Aufladen solange fort, bis die Ladespannung des Verstärkerkondensators gleich der Spannung der Leistungsversorgung E ist. Dementspre­ chend tritt ein Problem derart auf, daß die Ladeeffizienz ver­ ringert wird, da die von dem Verstärkungskondensator C zu emp­ fangene Leistung mit fortlaufender Ladungszeit verringert wird.

Diese Probleme werden detaillierter mit Bezug auf das Schaubild der Fig. 22 beschrieben, in dem die Achse der Abszisse die Zeit darstellt und in Einheiten von Zeitkonstanten RC eingeteilt ist. Angenommen der interne Widerstandswert der Leistungsver­ sorgung sei R und der parallel kombinierte Kapazitätswert des Verstärkerkondensators sei C. Die Achse der Ordinate stellte eine Spannung und eine Leistung dar, und der Wert, der erhalten wird, wenn der Kondensator C vollständig durch die Leistungsversorgungsspannung E aufgeladen wird, ist zu 1 norma­ lisiert. V_C, die durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, stellt die Ladespannung des Verstärkerkondensators dar, Wr, dargestellt durch eine durchgezogene Linie, stellt eine dem Lastwiderstand zuzuführende Leistung dar, die durch die Leistungsversorgung austariert bzw. eingestellt ist und Wc, dargestellt durch die durchbrochene Linie, stellt die Leistung dar, die von dem Kondensator mit dem Kapazitätswert C empfangen wird.

Wie in Fig. 22 dargestellt ist, ist dem Lastwiderstand RL eine Leistung, die durch Wr = E²C/2 ausgedrückt ist, zugeführt, die mit der Leistungsversorgung nach Ablauf der durch t = 2RC Sekunden ausgedrückten Zeit austariert ist, nachdem die Lei­ stungsversorgung mit der Last verbunden wurde, und eine Lei­ stung von ca. 75% der Leistung Wr = E²C/2 wird, von dem Konden­ sator mit dem Kapazitätswert C aber ohne zuvor angelegte Ladung empfangen. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Ladespannung Vc ca. 86% der Leistungsversorgungsspannung E.

Obwohl weiter nach dem Ablauf einer Zeit von 2RC Sekunden die Ladespannung Vc zu 98% der Leistungsversorgungsspannung E wird, beträgt die daraus zu entnehmende Leistung dem zweifachen der Kondensatorlast C, d. h. sie ist durch Wr = E²C ausgedrückt, während die Leistung Wc der Kondensatorlast C die gleiche ist, d. h. durch E²C/2 ausgedrückt wird und die Ladungseffizienz ca. 50% beträgt.

Die Ausgangsspannung des Verstärkerausgangskondensators CO, der die Verstärkerschaltung bildet, wird graduell in Übereinstim­ mung mit dem Leistungsverbrauch des Lastwiderstandes RL redu­ ziert, wenn jeder Verstärkungskondensator C parallel mit der Leistungsversorgung E verbunden ist, damit der in Fig. 24 dar­ gestellte Verstärkerausgangskondensator CO aufgeladen werden kann. Wenn daraufhin jeder Verstärkungskondensator C seriell mit der Leistungsversorgung E zum Aufladen des Verstärkeraus­ gangskondensators CO verbunden ist, so steigt die Ausgangs­ spannung bzw. Ausgabespannung des Verstärkerausgangskonden­ sators CO, wie in Fig. 25 dargestellt. Dementsprechend gibt es ein Problem, daß in der Ausgangsspannung eine große Pulsierung erzeugt wird.

Da das Laden und Entladen des Verstärkerkondensators in vorge­ gebenen Zeitintervallen umgeschaltet wird, tritt in der Ver­ stärkerschaltung ein Problem auf, daß die dem Verstärkeraus­ gangskondensator CO zugeführte Spannung dann geändert bzw. va­ riiert wird, wenn die Spannung der Leistungsversorgung E vari­ iert wird, so daß die Ladungseffizienz verringert wird und die Ausgangsspannung, die dem Lastwiderstand RL zuzuführen ist, ebenfalls variiert wird.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die zuvor erwähnten Probleme der elektronischen Uhr, die eine solche Verstärkerschaltung verwendet, zu lösen, und eine elektronische Uhr vorzusehen, die in der Lage ist, eine Ladezeit zu verringern und selbst dann effizient laden kann, wenn eine Leistungsversorgung verwendet wird, die einen großen internen Widerstand aufweist und die in der Lage ist, Pulsierung und Veränderung einer Ausgabeversor­ gungsspannung zu verringern, und weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer solchen elektronischen Uhr vorzusehen.

Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Uhr nach Anspruch 1 oder 7 und ein Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die elektronische Uhr der vorliegenden Erfindung weist eine Leistungsversorgung zum Erzeugen elektrischer Energie aus ex­ terner Energie auf, eine Verstärkervorrichtung, die wenigstens zwei Verstärkerschaltungen aufweist, zum sequentiellen Wieder­ holen des Aufladens durch die Leistungsversorgung, zum Verstär­ ken einer aufgeladenen Spannung und zum Entladen der verstärk­ ten Spannung. Die elektronische Uhr weist ferner eine Speicher­ vorrichtung zum Speichern der Spannung oder der Ladung auf, die durch die Verstärkervorrichtung entladen wurde und eine Takt­ ausgabevorrichtung, die mit einem Ausgabeanschluß der Speicher­ vorrichtung verbunden ist und ferner mit der Leistungsversor­ gung durch eine Umkehrblockiervorrichtung verbunden ist, welche verhindert, daß die gespeicherte Spannung zurück in die Lei­ stungsversorgung schließt. Die elektronische Uhr weist ferner eine Steuereinrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals zum Um­ schalten zwischen einem Ladevorgang und einem Entladevorgang einer jeden der Verstärkerschaltungen auf, die die Verstärker­ vorrichtung bilden.

Wenn demzufolge eine aus der Mehrzahl der Verstärkerschaltun­ gen, die die Verstärkervorrichtungen bilden, die Ladespannung verstärkt und die Speichervorrichtung entlädt, so daß die La­ dung der verstärkten Spannung in der Speichervorrichtung ge­ speichert werden kann, dann werden die anderen Verstärkerschal­ tungen durch die Leistungsversorgung geladen, so daß das Laden effektiv ausgeführt werden kann und die Veränderung der gespei­ cherten Spannung (Ausgabespannung) der Speichervorrichtung re­ duziert ist. Darüberhinaus kann das Laden ausgeführt werden, ohne daß es durch den internen Widerstand der Leistungsversor­ gung beeinflußt wird, da die Umkehrblockiervorrichtung in Um­ kehrrichtung vorgespannt ist, so daß der Ausgabeanschluß der Speichervorrichtung und der Leistungsversorgung blockiert sind, wenn die gespeicherte Spannung die Leistungsversorgungsspannung übersteigt.

Das Umschalten zwischen Laden und Entladen der Mehrzahl der Verstärkerschaltungen, die die Verstärkervorrichtung bilden, kann durch ein Steuersignal von der Taktausgabevorrichtung und durch eine Aufladezeit gesteuert werden.

Wenn die Steuervorrichtung eine Referenzspannungserzeugungs­ schaltung und eine Spannungskomparatorschaltung aufweist, in der eine durch die Referenzspannungserzeugerschaltung erzeugte Referenzspannung mit einer Spannung verglichen wird, die in ei­ nem Kondensator einer Ladeverstärkerschaltung der Verstärker­ vorrichtung geladen ist, damit das Steuersignal ausgegeben wer­ den kann (diese entspricht einer ersten Spannungsvergleich­ vorrichtung), so kann ein zweckmäßigeres Umschalten zwischen Laden und Entladen ausgeführt werden.

Wenn ein Ausgangsanschluß der Speichervorrichtung mit der Takt­ ausgabevorrichtung über eine Umschaltvorrichtung verbunden ist und die elektronische Uhr ferner eine Spannungsvergleichsvor­ richtung (die einer zweiten Spannungsvergleichsvorrichtung bzw. zweiten Spannungskomparatorvorrichtung entspricht) zum Verglei­ chen einer gespeicherten Spannung in der Speichervorrichtung mit einer Versorgungsspannung der Leistungsversorgung aufweist, damit die Umschaltvorrichtung ausgeschaltet werden kann bis die gespeicherte Spannung die Versorgungsspannung erreicht und zum Einschalten der Schaltvorrichtung bzw. Umschaltvorrichtung nachdem die gespeicherte Spannung die Versorgungsspannung er­ reicht, so kann ein erstes bzw. ein initiales Aufladen der Speichervorrichtung schnell durchgeführt werden.

Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Uhr vor, die das Verbinden einer Mehrzahl von internen Kondensatoren aus einem einer Mehrzahl von Verstärker­ schaltungen vorsieht, die die Verstärkervorrichtung bilden und zwar in Serie miteinander zum Entladen der Speichervorrichtung und die ferner das Verbinden einer Mehrzahl von internen Kon­ densatoren der anderen Verstärkerschaltungen vorsieht und zwar in parallel zu der Leistungsversorgung zum Aufladen der Spei­ chervorrichtung. Das Verfahren sieht ferner vor, eine Spannung eines Kondensators der Aufladeverstärkerschaltung mit einer Re­ ferenzspannung zu vergleichen, die durch eine Referenzspan­ nungserzeugerschaltung erzeugt wurde. Diese Spannung wird durch die Spannungskomparatorschaltung in Reaktion auf ein Meßsignal verglichen, welches durch die Taktausgabevorrichtung ausgegeben wurden. Anschließend wird sequentiell die Spannung des Konden­ sators in der Speichervorrichtung entladen, wenn die Spannung dieses Kondensators die Referenzspannung übersteigt, wodurch ein effektives Aufladen der Speichervorrichtung durchgeführt werden kann.

Bei diesem Betriebsverfahren wird eine Spannung erzeugt, die in der Nähe eines Übergangspunktes einer Aufladekennlinie eines jeden Kondensators einer Aufladeverstärkerschaltung liegt. Diese Spannung ist eine Referenzspannung und wird in der Referenzspannungserzeugerschaltung erzeugt. Hierdurch wird es ermöglicht, daß die Aufladeeffizienz auf effektivste Weise durchgeführt wird.

Wenn die elektronische Uhr darüberhinaus eine Steuervorrichtung zum Steuern von Zyklen des Ladens und Entladens einer jeden Speicherschaltung aufweist, die die Speichervorrichtungen bil­ den und zwar in Reaktion auf das durch die Taktausgabevorrich­ tung aus gegebene Taktsignal und in Reaktion auf eine Spannung des Kondensators der Aufladeverstärkerschaltung in der Ver­ stärkervorrichtung, so kann die Aufladeeffizienz optimal ge­ staltet werden.

Die Steuervorrichtung weist eine Referenzspannungserzeugerschaltung zum Erzeugen einer Referenz­ spannung, eine Spannungsnachweisschaltung zum Vergleichen der Referenzspannung und der Spannung des Kondensators in der Lade­ verstärkerschaltung in der Verstärkervorrichtung auf. Durch den Vergleich wird ein Nachweissignal ausgegeben. Die Steuervor­ richtung weist ferner eine Signalerzeugerschaltung zum Ausgeben eines Verstärkersteuersignals zum Steuern von Zyklen des Ladens und des Entladens einer jeder Verstärkerschaltung auf, die die Verstärkervorrichtung bilden und zwar in Reaktion auf das Nach­ weissignal und das Taktsignal.

Darüberhinaus weist die Signalerzeugerschaltung eine Up-/Down- Steuerschaltung auf, durch die ein Zyklus des Verstärkersteuer­ signals bestimmt werden kann und weist ferner eine Frequenz­ regulatorschaltung auf, die in Reaktion auf den durch die Up- /Down-Steuerschaltung bestimmten Zyklus betrieben werden kann. Darüberhinaus weist die Signalerzeugerschaltung eine Ver­ stärkersteuerschaltung zum Ausgeben des Verstärkersteuersignals in Reaktion auf eine Ausgabe der Frequenzregulatorschaltung auf.

In einer elektronischen Uhr gemäß einer Ausgestaltung der vor­ liegenden Erfindung weist jede Verstärkerschaltung, die die Verstärkervorrichtung bilden, eine Mehrzahl von Kondensatoren und verbindenden Schaltungseinrichtungen auf, die jeden der Kondensatoren parallel mit der Leistungsversorgung verbinden, wenn die Verstärkerschaltung aufgeladen wird, und durch die je­ der Kondensator in Serie mit der Speichervorrichtung verbunden wird, wenn die Verstärkerschaltung entladen wird.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfin­ dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen anhand der Figuren.

Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches einen Schaltungsauf­ bau einer elektronischen Uhr nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Schaltbild, welches interne Anordnungen einer Leistungsversorgung 1 und einer Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 1 darstellt;

Fig. 3 ein Schaltbild, welches eine interne Anordnung einer ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 in Fig. 1 darstellt;

Fig. 4 ein Schaltbild, welches interne Anordnungen der Verstärkervorrichtung 2, einer zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und einer Taktausgabevorrichtung 6 der Fig. 1 darstellt;

Fig. 5 eine Darstellung zum Erklären des Betriebs der Verstärkervorrichtung 2, die in Fig. 2 gezeigt ist, wobei eine erste Verstärkerschaltung 15 der Verstärkervorrichtung 2 in einem Ladezustand ist, und sich eine zweite Verstärkerschaltung 16 in einen Entladungszustand befindet,

Fig. 6 eine Ansicht zum Erklären des Betriebes der Lade­ vorrichtung 2, in der eine Spannung eines ersten Kondensators 22 der ersten Verstärkerschaltung 15 gemessen wird;

Fig. 7 eine Ansicht zum Erklären des Betriebes der Ver­ stärkervorrichtung 2, in der sich die zweite Verstärkerschaltung 16 in ein Ladezustand befindet und in der sich die erste Verstärkerschaltung 15 in einem Entladezustand befindet,

Fig. 8 eine Ansicht zum Erklären des Betriebs der Ver­ stärkervorrichtung 2, in der die Spannung des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 gemessen wird;

Fig. 9 Wellenformen aller Signale, die an jeden Anschluß der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 der Fig. 3 ein- und ausgegeben werden;

Fig. 10 ein Blockschaltbild, welches eine Schaltungsanordnung einer elektronischen Uhr nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 11 ein Schaltbild, welches interne Anordnungen einer Leistungsversorgung 1 und einer Verstärkervorrichtung 2 der Fig. 10 zeigt;

Fig. 12 eine Ansicht zum Erklären des Betriebes der Ver­ stärkervorrichtung der Fig. 11, in der sich eine erste Verstärkerschaltung 15 der Verstärkervor­ richtung 2 in einem Ladezustand und eine zweite Verstärkerschaltung 16 in einem Entladezustand befindet;

Fig. 13 eine Ansicht, die den Betrieb der Verstärkerschaltung 2 zeigt, in der sich die zweite Verstärkerschaltung 16 in einem Ladezu­ stand und die erste Verstärkerschaltung 15 in einem Entladezustand befindet;

Fig. 14 ein Schaltbild, welches eine interne Anordnung einer Steuervorrichtung 9 in Fig. 10 darstellt;

Fig. 15 ein Schaltbild, welches eine interne Anordnung einer Signalerzeugerschaltung 112 in der Steuervorrichtung 9 in Fig. 14 darstellt;

Fig. 16 Wellenformen aller Signale, die durch jedes Ele­ ment der Steuervorrichtung 9 ausgegeben werden, wenn die elektronische Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform aktiviert wird;

Fig. 17 Wellenformen von Signalen, die durch jedes Ele­ ment einer Signalerzeugerschaltung in Fig. 15 ausgegeben werden und zwar in einem Falle, in dem die Lade- und Entladezeiten erhöht sind;

Fig. 18 Wellenformen von Signalen, die durch jedes Ele­ ment der Signalerzeugerschaltung in Fig. 15 aus­ gegeben werden, in einem Falle, in dem die Lade- und Entladezeiten erniedrigt sind;

Fig. 19 Wellenform eines jeden Signales in den Lade- und Entladezuständen, wobei eine durch die Leistungsversorgung 1 erzeugte Spannung niedrig ist;

Fig. 20 Wellenformen eines jeden Signales in den Lade- und Entladezuständen, bei denen eine in der Leistungsversorgung 1 erzeugte Spannung hoch ist;

Fig. 21 ein Blockschaltbild, welches eine Schaltungsanordnung einer elektrischen Uhr gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 22 ein Graph zum Erklären der Ladungseffizients ei­ ner Ladungsschaltung einer herkömmlichen und der vorliegenden elektronischen Uhr;

Fig. 23 ein Schaltbild, welches eine Anordnung einer Ver­ stärkerschaltung zeigt, die in einer elektroni­ schen Uhr verwendet wird;

Fig. 24 ein Ersatzschaltbild, welches einen Zustand zeigt, in dem Ladung in jedem Kondensator der Verstärkerschaltung gespeichert wird, die in Fig. 23 dargestellt ist, und

Fig. 25 ein Ersatzschaltbild, welches einen Zustand zeigt, in dem Ladung, die in jedem der Kondensa­ toren der Verstärkerschaltung gespeichert ist, die in Fig. 23 dargestellt ist, in einem Verstärkerausgangskondensator gespeichert wird.

Die erste Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 1 bis 9 beschrieben.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild dar, welches eine Schaltungs­ anordnung einer elektronischen Uhr gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung zeigt. Die elektrische Uhr weist eine Leistungsversorgung 1, eine Verstärkervorrichtung 2, eine Spei­ chervorrichtung 3, eine erste Spannungskomparatorvorrichtung 4, eine zweite Spannungskomparatorvorrichtung 5, eine Taktausgabe­ vorrichtung 6, eine Umschaltvorrichtung 7 und eine Umkehrbloc­ kierdiode 8, die als Umkehrblockiervorrichtung dient, auf.

Ein Anschluß a der Hochpotentialseite der Leistungsversorgung 1 ist auf Masse gelegt und mit den Masseanschlüssen b, c, d, e und f der Verstärkervorrichtung 2, der Speichervorrichtung 3, der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4, der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und der Taktausgabevorrichtung 6 verbunden. Ein Anschluß g auf der Niedrigpotentialseite der Leistungsversorgung 1 zur Ausgabe einer Versorgungsspannung ist mit einem Leistungsversorgungsanschluß h der Verstärkervorrich­ tung 2, einem Referenzleistungsversorgungsanschluß i der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 und einem Kathodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 verbunden.

Ein Anodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 ist mit Leistungs­ versorgungsanschlüssen j, k und m der ersten Spannungskompara­ torvorrichtung 4, der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und der Taktausgabevorrichtung 6 verbunden und ferner mit einem Steueranschluß n der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und einem Anschluß p der Umschaltvorrichtung 7 verbunden.

Ein Verstärkerausgangsanschluß q der Verstärkervorrichtung 2 ist mit einem Leistungsversorgungsanschluß r der Speichervor­ richtung 3, einem zweiten Steueranschluß s der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und dem Anschluß t der Um­ schaltvorrichtung 7 verbunden. Ein erster Kondensatorausgangs­ anschluß u1 der Verstärkervorrichtung 2 ist mit einem ersten Komparatoranschluß v1 der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 verbunden und ein zweiter Kondensatorausgangsanschluß u2 ist mit einem zweiten Komparatoranschluß v2 der ersten Spannungs­ komparatorvorrichtung 4 verbunden.

Ein Umschaltsignalausgabeanschluß wo der ersten Spannungskompa­ ratorvorrichtung 4 ist mit einem Umschaltanschluß wi der Ver­ stärkervorrichtung 2 verbunden und ein Ausgangsanschluß xo der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 ist mit einem Steueranschluß xi der Umschaltvorrichtung 7 verbunden.

Ein Meßsignalausgabeanschluß yo (Abtast- bzw. Samplesignalaus­ gabeanschluß) der Taktausgabevorrichtung 6 ist mit einem Puls­ anschluß yp der Verstärkervorrichtung 2 und einem Freigabean­ schluß yi der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 verbunden und ein "power-on"-Rücksetzanschluß zo der Taktausgabevorrich­ tung 6 ist mit einem Rücksetzeingabeanschluß zi der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 verbunden.

Die Leistungsversorgung 1 ist ein Generator vom elektrothermi­ schen Typ, der elektrische Energie auf der Grundlage des Prin­ zips des Seebeck-Effektes erzeugt und ist als Modul aufgebaut, welches eine Kombination einer Mehrzahl von Halbleiterelement­ paaren aufweist, die aus einem p-Halbleitermaterial und einem n-Halbleitermaterial zusammengesetzt sind, die miteinander in Serie verbunden sind.

Der Generator vom elektrothermischen Typ schließt einen heißen Pol an einer Endoberfläche und einen kalten Pol an der anderen Endoberfläche ein, wobei der heiße Pol von dem kalten Pol durch Temperatur unterschieden wird und hierdurch elektrische Energie erzeugt wird. Wenn der Generator vom elektrothermischen Typ in einer Armbanduhr als Leistungsversorgung verwendet wird, so ist es derart aufgebaut, daß eine Rückseite, die in Kontakt mit der menschlichen Haut ist, den heißen Pol bildet und eine Vorder­ seite, die in Kontakt mit der Atmosphäre steht, den kalten Pol bildet.

Die Schaltungsaufbauten eines jeden Blockes der Fig. 1 werden nun mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben.

Fig. 2 stellt ein Schaltbild dar, welches einen internen Aufbau der Leistungsversorgung 1 und der Verstärkervorrichtung 2 der Fig. 1 darstellt.

Die Leistungsversorgung 1 ist der Generator vom elektrothermi­ schen Typ mit einer Kombination aus einer Mehrzahl von thermo­ ionischen bzw. thermoelektrischen Elementpaaren, wie dies oben beschrieben wurde und wird äquivalent in Fig. 2 als Spannungs­ quelle 20 und interner Widerstand 21 dargestellt. Die Lei­ stungsversorgung 1 verwendet mehrere Tausend thermionische Ele­ mentpaare zum Erhalten eines ungeladenen Spannung von ca. 1 bis 2 Volt, die zum Aktivieren der Taktausgabevorrichtung 6, die in Fig. 1 gezeigt ist, notwendig sind, wobei der interne Wider­ stand 21 einen Widerstand von mehreren zehn Kilo-Ohms oder mehr aufweist.

Der interne Widerstand 21 der Leistungsversorgung 1 ist auf der Seite des hohen Potentials mit Bezug zu der Spannungsquelle 20 auf Masse gelegt. Dies ist jedoch äquivalent dargestellt, und es sei allgemein angenommen, daß der interne Widerstand 21 gleichmäßig innerhalb der Spannungsquelle 20 verteilt sei.

Die Verstärkervorrichtung 2, die in Fig. 2 gezeigt ist, weist eine erste Verstärkerschaltung 15, eine zweite Verstärkerschal­ tung 16 und eine Steuerschaltung 17 auf.

Die erste Verstärkerschaltung 15 weist einen ersten Kondensator 22, einen zweiten Kondensator 23, einen ersten, zweiten, drit­ ten und vierten N-Kanal MOS-Transistor (im folgenden als "N-MOSTs" bezeichnet) 26, 27, 28 und 35 sowie einen p-Kanal MOS- Transistor (im folgenden "P-MOST" bezeichnet) 29 auf.

Die zweite Verstärkerschaltung 16 weist die gleiche Schaltungs­ anordnung wie die erste Verstärkerschaltung 15 auf, mit Aus­ nahme, daß der erste kapazitive bzw. Kondensator-Ausgangsan­ schluß u1 der ersten Verstärkerschaltung 15 in den zweiten kapazitiven Ausgangsanschluß u2 geändert ist.

Die Steuerschaltung 17 weist eine erste AND-Schaltung 36, einen Inverter 37 und eine zweite AND-Schaltung 38 auf. Jede AND-Schaltung 36, 38 ist vom Zwei-Eingänge-Typ.

Eine Verbindungsbedingung der Bauelemente dieser Schaltungen wird nun beschrieben.

Ein Eingangsanschluß der ersten AND-Schaltung 36 ist mit einem Eingangsanschluß der zweiten AND-Schaltung 38 und einem exter­ nen Pulsanschluß yp verbunden und der externe Pulsanschluß yp ist mit den Meßsignalausgangsanschluß yo der in Fig. 1 gezeig­ ten Taktausgabevorrichtung 6 verbunden.

Der andere Eingangsanschluß der ersten AND-Schaltung 36 ist mit einem Eingangsanschluß des Inverters 37, einem jeden Steueran­ schluß der dritten und vierten N-MOSTs 28 und 35 und des P-MOST 29, die die zweite Verstärkerschaltung 16 bilden, verbunden, sowie mit dem externen Umschaltanschluß wi und der externe Um­ schaltanschluß wi ist mit dem Umschaltsignalausgabeanschluß wo der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 verbunden.

Ein Ausgangsanschluß der ersten AND-Schaltung 36 ist mit jedem Steueranschluß der ersten und zweiten N-MOSTs 26 und 27, der ersten Verstärkerschaltung 15 verbunden.

Ein Ausgangsanschluß des Inverters 37 ist mit dem anderen Ein­ gangsanschluß der zweiten AND-Schaltung 38 und einem jeden Steueranschluß der dritten und vierten N-MOST 28 und 35 sowie mit dem P-MOST 29 verbunden, die die erste Verstärkerschaltung 15 bilden bzw. in dieser enthalten sind.

Ein Ausgangsanschluß der zweiten AND-Schaltung 38 ist mit jedem Steueranschluß der ersten und zweiten N-MOST 26 und 27 der zweiten Verstärkerschaltung 16 verbunden.

Der Anschluß a auf der Hochpotentialseite der ersten Leistungs­ versorgung 1 ist auf Masse gelegt und mit einem Anschluß des ersten Kondensators 22 und einem Anschluß des P-MOST 29 in je­ weils der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16 ver­ bunden. Der Anschluß g auf der Niederpotentialseite der Leistungsversorgung 1, an den eine Versorgungsspannung angelegt wird, ist mit einem Anschluß der ersten und zweiten N-MOSTs 26 und 27 in der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16 verbunden.

Jeder andere Anschluß des ersten Kondensators 22 in der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16 ist mit dem ande­ ren Anschluß des ersten N-MOST 26 und dem anderen Anschluß des dritten N-MOST 28 verbunden. Der andere Anschluß des ersten Kondensators 22 in der ersten Verstärkerschaltung 15 ist mit dem externen ersten kapazitiven Ausgangsanschluß u1 verbunden und der andere Anschluß des ersten Kondensators 22 in der zwei­ ten Verstärkerschaltung 16 ist mit dem zweiten kapazitiven Ausgangsanschluß u2 verbunden.

Der erste und zweite kapazitive Ausgangsanschluß (bzw. erste und zweite Kondensatorausgangsanschluß) u1 und u2 sind jeweils mit dem ersten und zweiten Komparatoranschluß v1 und v2 der er­ sten Spannungskomparatorvorrichtung 4 verbunden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Die anderen Anschlüsse des P-MOST 29 in der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16 sind jeweils mit dem anderen An­ schluß des dritten N-MOST 28 und einem Anschluß des zweiten Kondensators 23 verbunden. Jeder andere Anschluß des zweiten Kondensators 23 ist mit jedem anderen Anschluß des zweiten N-MOST 27 und jedem Anschluß des vierten N-MOST 35 verbunden. Je­ der andere Anschluß des vierten N-MOST 35 ist mit dem Anschluß auf der niedrigen Potentialseite, d. h. dem externen Verstärker­ anschluß g verbunden.

Fig. 3 stellt ein Schaltbild dar, welches einen internen Aufbau der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 der Fig. 1 dar­ stellt.

Die erste Spannungskomparatorvorrichtung weist eine Referenz­ spannungserzeugerschaltung 11, die aus einem ersten Widerstand 45, einem zweiten Widerstand 46 und einem P-MOST 47 besteht so­ wie eine Spannungskomparatorschaltung 12, die aus einem ersten Komparator 40, einem zweiten Komparator 41, einem Puffer 42, einem Inverter 43, einem Setz-Rücksetz-Flip-Flop 44 (im folgen­ den als "SR-FF" bezeichnet) und einer NAND-Schaltung 49 mit zwei Eingängen besteht, auf.

Eine Verbindungsbedingung der Bauelemente der Referenzspannungserzeugerschaltung 11 und der Spannungskompara­ torschaltung 12 wird nun beschrieben.

Ein Anschluß des P-MOST 47 der Referenzspannungserzeugerschal­ tung 11 und der Masseanschluß d der Spannungskomparatorschal­ tung 12 sind mit dem Anschluß a der Hochpotentialseite der in Fig. 1 gezeigten Leistungsversorgung 1 verbunden und der andere Anschluß des P-MOST 47 ist mit einem Anschluß des ersten Wider­ standes 45 verbunden. Der andere Anschluß des ersten Widerstan­ des 45 ist mit einem Anschluß des zweiten Widerstandes 46, dem Inversionseingabeanschluß des ersten Komparators 40 und des zweiten Komparators 41 der Spannungskomparatorschaltung 12 ver­ bunden und der andere Anschluß des zweiten Widerstandes 46 ist mit dem Referenzleistungsversorgungsanschluß i verbunden.

Der Referenzleistungsversorgungsanschluß i ist mit dem Anschluß g auf der Niedrigpotentialseite der Leistungsversorgung 1, die in Fig. 1 gezeigt ist, verbunden. Der Steueranschluß des P-MOST 47 ist mit dem Freigabeanschluß yi verbunden und der Freigabeanschluß yi ist mit dem Meßsignalausgangsanschluß yo der in Fig. 1 gezeigten Taktausgabevorrichtung 6 verbunden.

In der Spannungskomparatorschaltung 12 ist der zweite Komparatoranschluß v2 mit einem nicht-invertierenden Eingangs­ anschluß des ersten Komparators 40 verbunden und der erste Kom­ paratoranschluß v1 ist mit einem nicht-invertierenden Eingangs­ anschluß des zweiten Komparators 41 verbunden. Der erste und der zweite Komparatoranschluß v1 und v2 sind mit dem ersten und dem zweiten Kondensatorausgangsanschluß u1 und u2, die in Fig. 2 dargestellt sind, verbunden.

Ein Ausgabeanschluß des ersten Komparators 40 ist mit einem Eingangs- bzw. Eingabeanschluß der NAND-Schaltung 49 mit zwei Eingängen über den Puffer 42 verbunden. Der andere Eingangsan­ schluß des NAND-Gatters 49 mit zwei Eingängen ist mit dem Rücksetzeingabeanschluß zi verbunden und der Rücksetzeingabean­ schluß zi ist mit dem "power-on"-Rücksetzanschluß zo der in Fig. 1 gezeigten Taktausgabevorrichtung 6 verbunden. Ein Ausga­ beanschluß der NAND-Schaltung 49 mit zwei Eingängen ist mit ei­ nem Setzanschluß S des SR-FF 44 verbunden und ein Ausgabean­ schluß des zweiten Komparators 41 ist mit dem Rücksetzanschluß R des SR-FF 44 über einen Inverter 43 verbunden.

Ein Ausgabeanschluß des SR-FF 44 ist mit dem Umschaltsignalaus­ gabeanschluß wo verbunden und der Umschaltsignalausgabeanschluß wo ist mit dem Umschaltanschluß wi der Verstärkervorrichtung 2, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, verbunden.

Der Leistungsversorgungsanschluß j der Spannungskomparatorschaltung 12 ist mit dem Anodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 verbunden, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Die von der Referenzspannungserzeugerschaltung 11 aus gegebene Referenzspannung Vr in der ersten Spannungskomparatorvorrich­ tung 4 wird durch die Spannung, die dem Referenzleistungs­ versorgungsanschluß i zugeführt wird, so wie durch ein Verhält­ nis zwischen der Summe des Widerstandswertes eines "An"-Wider­ standes des P-MOST 47 und dem Widerstandswert des ersten Widerstandes 45 und dem Widerstandswert des zweiten Widerstandes 46 bestimmt.

Wenn eine Temperaturkennlinie des An-Widerstandes des P-MOST 47 im wesentlichen gleich dem des ersten Widerstandes 45 und des zweiten Widerstandes 46 ist, so ist die Referenzspannung Vr stabil. Wenn jedoch die Temperaturkennlinien voneinander abwei­ chen, d. h. sich voneinander unterscheiden, so ist es notwendig, daß der An-Widerstand des P-MOST 47 einen Widerstandswert auf­ weist, der ausreichend kleiner als die Widerstandswerte des er­ sten Widerstandes 45 und des zweiten Widerstandes 46 sind.

Fig. 4 stellt ein Schaltbild dar, welches eine interne Anord­ nung der Speichervorrichtung 3, der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5, der Taktausgabevorrichtung 6 und der Umschaltvorrichtung 7, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, darstellt.

Die Speichervorrichtung 3 stellt im allgemeinen einen Ladekon­ densator oder eine Ladekapazität 52 dar. Die zweite Spannungs­ komparatorvorrichtung 5 weist einen Komparator 53 und einen In­ verter 54 auf, die miteinander in Serie geschaltet sind. Die Taktausgabevorrichtung 6 weist ein Taktsystem 51 auf, welches aus einer Bewegungs- und einer Treiberschaltung gebildet wird und weist ferner einen Kondensator 50 auf, der parallel zu dem Taktsystem 51 zum Zuführen einer stabilen Leistung verbunden ist, auf. Die Umschalteinrichtung 7 weist einen N-MOST 55 auf.

Obwohl der interne Aufbau des Taktsystems 51 nicht dargestellt ist, weist im allgemeinen ein System einer Kristallarmbanduhr bzw. Quarzarmbanduhr eine Kristalloszillationsschaltung, einen Frequenzteiler, eine Wellenformerzeugerschaltung, eine Treiber­ schaltung, einen elektromechanischen Transducer, getrieben, und einen Darstellungsmechanismus auf.

Eine Verbindungsbedingung der Bauelemente dieser Vorrichtungen wird nun beschrieben.

Ein Anschluß des Ladekondensators 52 der Speichervorrichtung 3 ist ein Masseanschluß c, der mit dem Anschluß a auf der Hochpo­ tentialseite der Leistungsversorgung 1, die in Fig. 1 darge­ stellt ist, verbunden ist, und zwar zusammen mit dem Massean­ schluß e der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und dem Masseanschluß f der Taktausgabevorrichtung 6.

Der andere Anschluß des Ladekondensators 52, der die Speicher­ vorrichtung 3 bildet, ist der Versorgungsanschluß r, der mit dem Verstärkerausgangsanschluß q der Verstärkervorrichtung 2, die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist, verbunden ist, und zwar zusammen mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Kom­ parators 53, der als der zweite Steueranschluß s der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 dient sowie mit dem Anschluß t des N-MOST 55, der die Umschaltvorrichtung 7 bildet.

Der Anschluß p des N-MOST 55, der die Umschalteinrichtung 7 bildet, der Leistungsversorgungsanschluß k der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und der erste Steueranschluß n, der als Inversions-Eingabeanschluß des Komparators 53 dient, und der Leistungsversorgungsanschluß m der Taktausgabevorrich­ tung 6 sind mit dem Anodenanschluß der in Fig. 1 gezeigten Umkehrblockierdiode 8 verbunden.

Ein Ausgangsanschluß des Komparators 53, der zweiten Spannungs­ komparatorvorrichtung 5 ist mit einem Eingangsanschluß des In­ verters 54 verbunden und ein Ausgangsanschluß xo des Inverters 54 ist mit dem Steueranschluß xi des N-MOST 55 der Umschaltvor­ richtung 7 verbunden.

Der Betrieb der Verstärkervorrichtung 2 der in Fig. 2 gezeigten elektronischen Uhr wird nun mit Bezug auf die Fig. 5 bis 8 beschrieben.

Fig. 5 stellt eine Ansicht zur Erklärung des Betriebs des La­ dens des Kondensators (der Kapazität) der ersten Verstärker­ schaltung 15 und den Betrieb des Speicherns der in dem Konden­ sator (der Kapazität) gespeicherten Spannung der zweiten Verstärkerschaltung 16 in der Speichervorrichtung 3 dar.

Fig. 6 stellt eine Ansicht zur Erklärung des Betriebes des Mes­ sens bzw. Abtastens der Spannung des ersten Kondensators 22 der ersten Verstärkerschaltung 15 aus dem in Fig. 5 gezeigten Zu­ stand dar.

Fig. 7 stellt eine Ansicht zur Erklärung des Betriebes des Auf­ ladens der zweiten Verstärkerschaltung 16 und den Betrieb des Speicherns der in dem Kondensator (der Kapazität) der ersten Verstärkerschaltung 15 in der Speichervorrichtung 3 geladenen Spannung dar.

Fig. 8 stellt eine Ansicht zum Erklären des Betriebes des Mes­ sens bzw. Abtastens der Spannung des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 dar.

Fig. 9 sind Wellenformen, die Eingabe-/Ausgabe-Wellenformen von Signalen zeigen, die durch jeden Anschluß der ersten Spannungs­ komparatorvorrichtung 5, die in Fig. 3 dargestellt ist, ausgegeben werden.

Der Betrieb der elektronischen Uhr gemäß der ersten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die Fig. 5 bis 9 beschrieben.

Wenn zwischen dem heißen Pol und dem kalten Pol des Generators vom elektrothermischen Typ der Leistungsversorgung 1 eine Temperaturdifferenz auftritt, so wird eine Spannung erzeugt. Die so erzeugte Spannung beträgt zwischen -1 bis -2 Volt und wird der Verstärkervorrichtung 2, dem Kathodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 und dem Referenzleistungsversorgungsan­ schluß i der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 zugeführt.

Der Anodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 befand sich unmit­ telbar bevor die Spannung erzeugt wurde auf dem Massepotential, welches im wesentlichen das gleiche Potential, wie das des An­ schlusses a auf der Hochpotentialseite der Leistungsversorgung 1 ist. Wenn jedoch die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt an den Kathodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 angelegt wird, so wird die Umkehrblockierdiode 8 in Durchlaßrichtung vorgespannt, d. h. sie wird leitend, so daß die Spannung, die im wesentlichen der am Kathodenanschluß entspricht, am Anodenanschluß erzeugt wird.

Demzufolge wird die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt an jeden Anschluß j, k und m der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4, der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 und der Taktausgabevorrichtung 6 sowie dem ersten Steueranschluß n der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 (invertierter Ein­ gangsanschluß des Komparators 53 der Fig. 4) angelegt.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Verstärkervorrichtung 2 nicht be­ trieben und demzufolge befindet sich jede Spannung, die am Lei­ stungsversorgungsanschluß (im folgenden einfach als Spannung des Leistungsversorgungsanschlusses bezeichnet) r der Speichervorrichtung 3, dem zweiten Steueranschluß s der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 (nicht invertierender Anschluß des Komparators 53 der Fig. 4) und am Anschluß t der Umschaltvorrichtung 7, die mit dem Verstärkerausgabeanschluß q der Verstärkervorrichtung 2 verbunden ist, auf dem Massepoten­ tial (hoher Pegel), das das gleiche ist wie das Potential des Anschlusses a auf der Hochpotentialseite der Leistungsversor­ gung 1.

Dementsprechend wechselt der Ausgangsanschluß des Komparators 53 der Fig. 4 der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung auf den H-Pegel, während der Ausgangsanschluß xo des Inverters 54 auf den niedrigen Pegel L wechselt, wodurch der N-MOST 55 der Umschaltvorrichtung 7 in den OFF-Zustand vertauscht wird.

Wenn der Leistungsversorgungsanschluß m der Taktausgabevorrich­ tung 6 zu ca. -1 bis -2 V wird, so beginnt das in Fig. 4 ge­ zeigte Taktsystem 51 seinen Betrieb. Zu diesem Zeitpunkt gibt das Taktsystem 51 das L-Signal an den "Power-On"-Rücksetzan­ schluß zo aus, und zwar unmittelbar nachdem die negative Span­ nung an den Leistungsversorgungsanschluß m angelegt ist und gibt ferner das H-Signal an den Meßsignalausgabeanschluß yo aus.

Der P-MOST 47 der Referenzspannungserzeugerschaltung 11 der Fig. 3 der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 befindet sich im OFF-Zustand, da das H-Signal des Messausgabeanschlusses yo dem Freigabeanschluß, der mit dem Steueranschluß desselben verbunden ist, unmittelbar nachdem die negative Spannung durch die Leistungsversorgung 1 erzeugt wurde, zugeführt wird. Dementsprechend wird die Referenzspannung Vr der Referenzspannungserzeugerschaltung 11 zur Leistungsversorgungs­ spannung von -1 bis -2 V, die dem Referenzleistungsversorgungs­ anschluß i zuzuführen sind, welche an jeweils den nicht-inver­ tierenden Eingangsanschluß des ersten und zweiten Komparators 40 und 41 der Spannungskomparatorschaltung 12 ausgegeben wird.

Der erste und zweite Kondensatorausgangsanschluß u1 und u2 der Fig. 2 hält im wesentlichen das Massepotential (hoher Pegel) unmittelbar nachdem die negative Spannung erzeugt wird. Da dementsprechend der erste und der zweite Komparatoranschluß v1 und v2 der Fig. 3 jeweils auf den H-Pegel gelangt (im folgenden als "wird H" bezeichnet) wird jeder nicht-invertierender Eingangsanschluß des ersten und zweiten Komparators 40 und 41 in der Spannungskomparatorschaltung 12 zu H.

Dementsprechend gibt der Ausgabeanschluß des Inverters 43 das L-Signal an den Rücksetzanschluß R des SR-FF 44 aus. Ein Eingabeanschluß der NAND-Schaltung 49 mit zwei Anschlüssen, der mit dem Ausgabeanschluß des Puffers 42 verbunden ist, hält den H-Pegel. Weiterhin wird das Signal des "Power-On"-Rücksetzan­ schlusses zo der Taktausgabevorrichtung 6 an den Rücksetz-Ein­ gangsanschluß zi angelegt, der mit dem anderen Eingangsanschluß des NAND-Gatters 49 mit zwei Eingängen verbunden ist. Dement­ sprechend wird das H-Signal von dem Ausgangsanschluß des NAND-Gatters 49 an den Setzanschluß S des SR-FF 44 ausgegeben, wäh­ rend das Signal vom "Power-On"-Rücksetzanschluß zo auf dem L-Pegel gelangt. Als Ergebnis hiervon gibt der Ausgabeanschluß des SR-FF 44, d. h. der Umschaltsignalausgangsanschluß wo das H-Signal aus, wodurch eine Initialisierung bestimmt wird.

Der detaillierte Betrieb der Verstärkervorrichtung 2 und der ersten Komparatorvorrichtung 4 wird im folgenden beschrieben:

In der Verstärkervorrichtung 2 der Fig. 2 werden der Pulsan­ schluß yp und der Umschaltanschluß wi der Steuerschaltung 17 zu H, wenn die Verstärkervorrichtung 2 initialisiert ist. Demzu­ folge sind der erste und der zweite N-MOST 26 und 27 im ON-Zu­ stand und der dritte und der vierte N-MOST 28 und 35 sind OFF, und der P-MOST 29 ist ON, wobei diese Elemente Teil der ersten Verstärkerschaltung 15 sind.

In der zweiten Verstärkerschaltung 16 sind der erste und der zweite N-MOST 26 und 27 im OFF-Zustand, der dritte und der vierte N-MOST 28 und 35 ist ON und der P-MOST 29 ist OFF.

Fig. 5 zeigt eine Verbindungsbedingung der Kondensatoren 22 und 23 in der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16 zu diesem Zeitpunkt.

Das heißt, der erste und der zweite Kondensator 22 und 23 der ersten Verstärkerschaltung 15 sind parallel mit der Lei­ stungsversorgung 1 zum Ausführen des Ladens verbunden. Der er­ ste und der zweite Kondensator 22 und 23 der zweiten Verstärkerschaltung 16 sind in Serie miteinander verbunden, da­ mit eine negative Spannung, die durch das Aufsummieren der Ladungsspannungen der ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 erhalten wird, an den Verstärkerausgabeanschluß ausgegeben werden kann und die Ladung in dem Ladungskondensator 52 der Speichervorrichtung 3 der Fig. 4 zum Aufladen der Speichervor­ richtung 3 gespeichert werden kann.

Zu diesem Zeitpunkt hält der Freigabeanschluß yi der ersten Spannungskomparatorvorrichtung 4 der Fig. 3 den Wert H während die Referenzspannung Vr der Referenzspannungserzeugerschaltung 11 den Wert L hält, aufgrund der negativen Spannung, die dem Referenzleistungsversorgungsanschluß i zuzuführen ist. Demzu­ folge hält selbst dann, wenn die Spannungspegel der nicht­ invertierenden Eingangsanschlüsse des ersten und der zweiten Komparators 40 und 41 leicht geändert werden oder der Rücksetz- Eingangsanschluß zi von H nach L wechselt, der Ausgangsanschluß (Umschaltsignalausgabeanschluß wo) des SR-FF 44 den Wert H.

Wenn darauffolgend der Meß- bzw. Abtastsignalausgabeanschluß yo der Taktausgabevorrichtung 6 einen L-Puls ausgibt, so wech­ seln der Pulsanschluß yp der in Fig. 2 gezeigten Verstärkervorrichtung 2 und der Freigabeanschluß yi des in Fig. 3 gezeigten ersten Spannungskomparators 4 auf den L-Wert.

Der Umschaltanschluß wi der Steuerschaltung 17 der Fig. 2 hält den H-Wert und der Pulsanschluß yp geht auf den L-Wert. Demzu­ folge sind jeweils der erste, zweite, dritte und vierte N-MOST 26, 27, 28 und 35 OFF und der P-MOST 29 ist ON, wobei diese Elemente Teile der ersten Verstärkerschaltung 15 sind.

Darüberhinaus sind der erste und der zweite N-MOST 26 und 27 im OFF-Zustand und der dritte und vierte N-MOST 28 und 35 sind ON, der P-MOST 29 ist OFF, wobei diese Elemente Teil der zweiten Verstärkerschaltung 16 bilden.

Als ein Ergebnis hiervon ist eine Verbindungsbedingung der er­ sten und zweiten Kondensatoren 21 und 23 der ersten und zweiten Verstärkerschaltungen 15 und 16 in Fig. 6 dargestellt, wobei die Spannung des ersten Kondensators 22 der ersten Verstärkerschaltung 15 vom ersten Kondensatorausgabeanschluß u1 abgenommen und geprüft wird.

Zu diesem Zeitpunkt werden der erste und der zweite Kondensator 22 und 23 der ersten Verstärkerschaltung 15 von der Niedrigpo­ tentialseite der Leistungsversorgung 1 getrennt, d. h. ein la­ dungsunterbrechender Zustand wird eingenommen. Der erste und der zweite Kondensator 22 und 23 der zweiten Ladungsverstärkerschaltung sind seriell zwischen dem Verstärke­ rausgabeanschluß q und der Masse geschaltet und bleiben in ei­ nem Entladezustand während die Ladung in dem Ladekondensator 52 der Speichervorrichtung 3 gespeichert wird.

Da zu diesem Zeitpunkt der Freigabeanschluß yi der Fig. 3 nach Empfang des L-Pulses vom Meßsignalausgabeanschluß yo der Taktausgabevorrichtung 6 auf den L-Pegel geht, ist der P-MOST 47 der Referenzspannungserzeugerschaltung 11 im ON-Zustand. Dementsprechend wird die gesetzte Referenzspannung Vr einem je­ den invertierenden Eingangsanschluß des ersten und zweiten Kom­ parators 40 und 41 eingegeben. Der erste Komparator 40 ver­ gleicht den Spannungspegel des ersten Komparatoranschlusses v1, einzugeben an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß des er­ sten Komparators 40 mit der Referenzspannung Vr, während der zweite Komparator 41 den Spannungspegel des zweiten Komparator­ anschlusses v2 mit der Referenzspannung Vr vergleicht.

Zu diesem Zeitpunkt wird der nicht-invertierende Eingangsan­ schluß des ersten Komparators 40 wesentlich zu Masse bzw. nimmt den Massepegel ein. Das Ergebnis hiervon ist der nicht­ invertierende Eingangsanschluß des ersten Komparators 40 höher als die Referenzspannung Vr (negative Spannung), die an dem invertierenden Eingangsanschluß anliegt, so daß der Ausgangsan­ schluß des ersten Komparators 40 auf den H-Pegel geht, wodurch erlaubt wird, daß der Setz-Anschluß S des SR-FF 44 zu L wird.

Die Ladespannung des ersten Kondensators 22 in der ersten Ver­ stärkerschaltung 15, die an den ersten Komparatoranschluß v1 von dem ersten Kondensatorausgabeanschluß u1 in Fig. 6 auszuge­ ben ist, wird an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß des zweiten Komparators 41 eingegeben. Der zweite Komparator 41 vergleicht die eingegebene Ladespannung mit der Referenzspan­ nung Vr, die an den invertierenden Eingangsanschluß einzugeben ist und erlaubt, daß die Spannung des Ausgangsanschlusses L sein kann, wenn die Ladespannung kleiner als die Referenzspan­ nung Vr ist, wodurch erlaubt wird, daß der Rücksetz-Anschluß des SR-FF 44 zu H werden kann. Als Ergebnis hiervon wird der SR-FF 44 zurückgesetzt, so daß die Spannung des Umschaltsignalausgabeanschlusses wo, der als Ausgangsanschluß desselben dient, zu L werden kann.

Wenn der Umschaltsignalausgangsanschluß wo auf L geht, so ge­ langt der Umschaltanschluß wi der Steuerschaltung 17 der Fig. 2 auf L. Wenn der Pulsanschluß yp H ist, so sind der erste und der zweite N-MOST 26 und 27 OFF, der dritte und der vierte N-MOST 28 und 35 sind ON und der P-MOST 29 ist OFF, wobei diese Elemente Teile der ersten Verstärkerschaltung 15 bilden.

Darüber hinaus ist der erste und zweite N-MOST 26 und 27 ON, der dritte und vierte N-MOST 28 und 35 sind OFF und P-MOST 29 ist ON, wobei diese Elemente Teile der zweiten Verstärkerschal­ tung 16 bilden.

Eine Verbindungsbedingung zu diesem Zeitpunkt für jeden der er­ sten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 der ersten und zweiten Verstärkerschaltungen 15 und 16 ist in Fig. 6 dargestellt, wo­ bei der erste und zweite Kondensator 22 und 23 der zweiten Verstärkerschaltung 16 parallel zu der Leistungsversorgung 1 geschaltet sind und hierdurch das Aufladen durchführen, während der erste und zweite Kondensator 22 und 23 der ersten Verstär­ kerschaltung 15 in Serie zwischen dem Verstärkerausgangsan­ schluß q und der Masse geschaltet sind und einen Entladezustand aufrechterhalten, während die Ladung in dem Ladekondensator 52 der Speichereinrichtung 3 geladen wird.

Zu diesem Zeitpunkt hält der Freigabeanschluß yi der Fig. 3 den Wert H und die durch die Referenzspannungserzeugerschaltung 11 ausgegebene Referenzspannung Vr hält den Wert L. Demzufolge hält selbst dann, wenn die Spannungspegel der nicht-invertier­ ten Eingangsanschlüsse des ersten und zweiten Komparators 40 und 41 leicht variiert werden, der Ausgangsanschluß des SR-FF 44 den Wert L.

Wenn darauffolgend die Taktausgabevorrichtung 6 den L-Puls zum Testen bzw. Messen von dem Meßsignalausgabeanschluß yo ausgibt, so wechseln der Pulsanschluß yp der Fig. 2 und der Freigabean­ schluß yi der Fig. 3 auf L.

Demzufolge geht der Umschaltanschluß wi in der Steuerschaltung 17 der Fig. 2 auf L und der Pulsanschluß yp geht ebenfalls auf den L-Wert. Demzufolge sind der erste und der zweite N-MOST 26 und 27 und der dritte und der vierte N-MOST 28 und 35 jeweils OFF und der P-MOST 29 ist ON, wobei diese Elemente Teile der zweiten Verstärkerschaltung 16 bilden.

Darüber hinaus sind der erste und der zweiten N-MOST 26 und 27 im OFF-Zustand und der dritte und vierte N-MOST 28 und 35 sind ON, der P-MOST 29 ist OFF, wobei diese Elemente Teile der er­ sten Verstärkerschaltung 15 bilden.

Demzufolge sind die Verbindungsbedingungen der ersten und zwei­ ten Kondensatoren 22 und 23 in der ersten und zweiten Verstär­ kerschaltung 15 und 16 in Fig. 8 dargestellt, wobei die Span­ nung des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 von dem zweiten Kondensatorausgabeanschluß u2 abgenommen und gemessen wird.

Zu diesem Zeitpunkt werden der erste und der zweite Kondensator 22 und 23 der zweiten Verstärkerschaltung 16 von der Niedrigpo­ tentialseite der Leistungsversorgung 1 separiert, d. h. sie be­ finden sich in einem ladungsunterbrechenden Zustand. Darüber hinaus werden der erste und der zweite Kondensator 22 und 23 der ersten Verstärkerschaltung 15 in Serie zwischen dem Verstärkerausgangsanschuß q und der Masse geschaltet und halten einen Entladezustand aufrecht, während Ladung in den Ladekon­ densator 52 der Speichervorrichtung 3 gespeichert wird.

Zu diesem Zeitpunkt geht der Freigabeanschluß yi der Fig. 3 auf L und der P-MOST 47 der Referenzspannungserzeugerschaltung 11 ist ON. Dementsprechend wird die Setz-Referenzspannung Vr er­ zeugt und an den invertierenden Eingangsanschluß des ersten und zweiten Komparators 40 und 41 eingegeben. Der erste und zweite Komparator 40 und 41 vergleicht die Spannungspegel der ersten und zweiten Komparatoranschlüsse v1 und v2 mit der so erzeugten Referenzspannung Vr.

Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der nicht-invertierende Ein­ gangsanschluß des zweiten Komparators 41 auf einem höheren Pe­ gel als die Referenzspannung Vr (negative Spannung), die an den invertierten Eingangsanschluß des zweiten Komparators 41 eingegeben wird. Demzufolge wechselt der Ausgangsanschluß des zweiten Komparators 41 auf H, wodurch erlaubt wird, daß der Rücksetzanschluß R des SR-FF 44 L ist.

Zu diesem Zeitpunkt empfängt der nicht-invertierende Eingangsanschluß des ersten Komparators 40 die Ladespannung des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 von dem zweiten Verstärkerausgangsanschluß u2 der Fig. 8. Der Pegel der Ladespannung wird mit der Grenzspannung Vr verglichen, die an den invertierenden Eingangsanschluß des ersten Komparators 40 eingegeben wird. Wenn die Ladespannung geringer als die Referenzspannung Vr ist, so wechselt der Ausgangsanschluß des ersten Komparators 40 auf L. Dieser Ausgang erlaubt es, daß der Setz-Anschluß S des SR-FF 44 H ist, so daß das SR-FF 44 gesetzt wird und erlaubt ferner, daß sein Ausgabeanschluß, d. h. die Spannung des Umschaltsignalausgabeanschlusses wo H ist.

Wie oben detailliert ausgeführt wurde, werden die Ladespannun­ gen des ersten Kondensators 22 der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16, wie in Fig. 2 dargestellt, durch die erste Spannungskomparatorvorrichtung 4 der Fig. 3 nachge­ wiesen. Wenn die erste und zweite Verstärkerschaltung 15 und 16 wiederholt alternierend zwischen einem Ladezustand oder einem Entladezustand umgeschaltet werden, so kann die Ladespannung der Speichervorrichtung 3 der Fig. 4 im wesentlichen konstant gehalten werden.

Der nicht-invertierende Eingangsanschluß (zweiter Steueran­ schluß s) des Komparators 53 der zweiten Spannungskomparatorvorrichtung 5 der Fig. 4 ist mit dem Ver­ stärkerausgangsanschluß q der Verstärkervorrichtung 2 der Fig. 2 verbunden. Wenn die Spannung des Verstärkerausgangsanschlus­ ses q kleiner als die Spannung des Inversionseingabeanschlusses des Komparators 53 (negative Spannung, angelegt von der Lei­ stungsversorgung 1 über die Umkehrblockierdiode 8), ist, so wechselt der Ausgangsanschluß des Komparators 53 auf L und das H-Signal, welches durch den Inverter 54 invertiert ist, wird an den Steueranschluß des N-MOST 55 in der Umschaltvorrichtung 7 über den Ausgabeanschluß xo angelegt, wodurch erlaubt wird, daß der N-MOST 55 im ON-Zustand ist.

Demzufolge kann die Ladespannung in der Speichervorrichtung 3 der Taktausgabevorrichtung 6 zugeführt werden, so daß das Takt­ system 51 der Taktausgabevorrichtung 6 betrieben werden kann.

Wird die Speichervorrichtung 3 weiter aufgeladen, so wird die Umkehrblockierdiode 8 in umgekehrter Weise vorgespannt, so daß die Spannung abgeschnitten wird. Dementsprechend wird der Ver­ sorgungsanschluß m der Taktausgabevorrichtung 6 elektrisch von der Niedrigpotentialseite des Anschlusses g der Leistungsversorgung 1 separiert bzw. getrennt, so daß die an­ treibende Energie der Taktausgabevorrichtung 6 vollkommen von der Speichervorrichtung 3 zugeführt wird.

Die Fig. 9(a) bis 9(e) zeigen Wellenformen der Eingabe- und Ausgabesignale, die von jedem Anschluß der ersten Spannungs­ komparatorvorrichtung 4, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, ausgegeben werden. Fig. 9(f) zeigt eine Spannungswellenform des ersten Komparatoranschlusses v1 der ersten Spannungskomparatoreinrichtung 4, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, die die Spannung des ersten Kondensatorausgabeanschlusses u1, der in Fig. 2 gezeigt ist, darstellt. Fig. 9(g) zeigt eine Spannungswellenform des zweiten Komparatoranschlusses v2, der in Fig. 3 gezeigt ist, der die Spannung des zweiten Kondensato­ rausgabeanschlusses u2 der Fig. 2 darstellt.

Die Potentiale E1 und E2 in Fig. 9(f) und Fig. 9(g) zeigen je­ weils Potentiale zum Herausnehmen effektiver Leistung an einem Abschnitt, der sich nahe einem Punkt M befindet, an dem sich die Ladecharakteristik bzw. Ladekennlinie des Kondensators än­ dert, wie dies in Fig. 22 dargestellt ist (im folgenden wird dieser Punkt als Übergangspunkt M bezeichnet). Die in Fig. 9 gezeigten Wellenformen stellen solche dar, die dadurch erhalten wurden, daß die Referenzspannung Vr der Referenzspannungserzeu­ gerschaltung 11, die in Fig. 3 dargestellt ist, auf das Poten­ tial E1 gesetzt wurde.

Der Vorteil eines Verfahrens zum Laden der Verstärkervorrich­ tung und der Speichervorrichtung der elektronischen Uhr gemäß der ersten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf Fig. 22 be­ schrieben.

Zuerst wird die Art und Weise des Ladens des ersten und zweiten Kondensators 22 und 23 der ersten und zweiten Verstärkerschal­ tungen 15 und 16 der Fig. 2 mit Bezug auf Fig. 22 beschrieben.

Wenn der Lastwiderstand RL, der denselben Wert wie der interne Widerstand R der Leistungsversorgung aufweist, mit der Lei­ stungsversorgung mit Spannung E verbunden ist, so ist die Schaltungsanordnung austariert und die maximale Leistung kann von der Last aufgenommen bzw. herausgenommen werden. Eine Lei­ stung Wr zu dieser Zeit wird wie folgt ausgedrückt:

Wr = (E²/R) t.

Die Variation der Leistung Wr mit Bezug auf die Ladezeit ist in Fig. 22 durch die durchgezogene Linie dargestellt.

Wenn die Kondensatorlast mit einem Kapazitätswert C anstelle des Widerstandes R verbunden wird, so wird der Ladestrom Ic wie folgt aus gedrückt:

Ic = (E/R) exp (-t/RC).

Die Ladespannung Vc wird wie folgt ausgedrückt:

Vc = E {1 - exp (-t/RC)}.

Die Änderung der Ladespannung Vc mit Bezug auf die Ladezeit ist in Fig. 22 durch die strichpunktierte Linie dargestellt. Die in dem Kondensator gespeicherte Leistung Wc wird unter Verwendung der Werte des Ladestromes Ic und der Ladespannung Vc wie folgt aus gedrückt:

Wc = ∫VcIcdt = (E²C/2) {1-exp (-t/RC)}.

Die Änderung der Leistung Wc mit Bezug auf die Ladezeit ist in Fig. 22 durch die durchbrochene Linie dargestellt.

Wie aus Fig. 22 hervorgeht, ist es möglich die durch Wr = E²C/2 ausgedrückte Leistung dem Lastwiderstand RL zu entnehmen, der mit der Leistungsversorgung austariert ist und zwar nach Ablauf der durch t = 2RC Sekunden ausgedrückten Zeit nachdem die Last mit der Leistungsversorgung verbunden ist und eine Leistung mit einem Wert von ca. 75% der Leistung Wr kann einem Kondensator mit der Kapazität C, der keine zuvor gespeicherte, d. h. Initialladung aufweist, entnommen werden.

Die dem Lastwiderstand RL entnommene Leistung wird durch Wr = E²C ausgedrückt. Dies entspricht dem zweifachen der Leistung Wr nach Ablauf der Zeit, die durch t = 2RC Sekunden ausgedrückt wird, aber die Leistung Wc, die der Kondensatorlast C entnommen wurde, ist nahe dem durch E²C/2 ausgedrückten Wert und beträgt nur 50% der Leistung Wr, die dem Lastwiderstand RL entnommen wurde.

Wenn demzufolge eine Mehrzahl von Kondensatoren verwendet wird und die Ladezeit weniger als die Zeit t = 2RC beträgt, wie dies oben in der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, wobei andere Kondensatoren geladen werden, während die Leistung in der ge­ ladenen Kapazität in die Speichervorrichtung übertragen wird, so ist es möglich, diese Leistung mit ca. 75% Effizienz zu entnehmen.

Bei der Leistungskurve Wc des Kondensators liegt der Übergangs­ punkt M bei t ≈ 0.76RC. Zu diesem Zeitpunkt weist die durch eine Kurve repräsentierte Leistung Wc dieselbe Neigung wie die Leistung Wr auf, die durch eine gerade Linie repräsentiert wird und wenn demzufolge das Laden oder das Entladen bei oder nahe dem Übergangspunkt M wiederholt werden, so kann die Leistung effektiv herausgenommen bzw. ausgelesen oder umgewandelt werden.

Angenommen der Kondensator sei vorgeladen und das Aufladen be­ ginnt vom Potential E2 an und endet am Potential E1. Da der er­ höhte Betrag ΔWr der Leistung des Lastwiderstandes im wesentlichen der gleiche ist wie der von ΔWc der Leistung in der Kondensatorlast, ist es möglich, die Leistung herauszuneh­ men, die im wesentlichen die gleiche ist wie die des Lastwider­ standes, der mit der Spannungsversorgung austariert bzw. abge­ glichen ist.

Die Speichervorrichtung 3 der ersten Ausführungsform kann einen elektrischen Doppelschichtkondensator verwenden (Kondensator mit einer hohen Kapazität). Es ist ferner möglich wiederauflad­ bare Vorrichtungen wie sekundäre Zellen oder Batterien zu ver­ wenden. Wenn die sekundäre Batterie als Speichervorrichtung verwendet wird, so zeigt die Spannung der sekundären Batterie selbst dann einen konstanten Wert, wenn sie kontinuierlich auf­ geladen wird. Dementsprechend wird das Potential E2 der ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 einwenig höher als die Spannung der sekundären Batterie gesetzt, wenn der erste und der zweite Kondensator 22 und 23 der ersten Verstärkerschaltung 15 der Verstärkervorrichtung 2 in Serie miteinander geschaltet sind und der Wert des Potentiales E2 wird nachgewiesen, damit zwischen der ersten Verstärkerschaltung 15 und der zweiten Verstärkerschaltung 16 zum Ausführen des Ladens umgeschaltet werden kann.

Wenn ein elektrischer Doppelschichtkondensator verwendet wird, so erhöht sich die Spannung mit dem Fortschreiten des Ladevor­ ganges und demzufolge wird das Potential E2 ebenfalls erhöht. Als Ergebnis wird das Potential E1 nachgewiesen, damit zwischen der ersten Verstärkerschaltung 15 und der zweiten Verstärker­ schaltung 16 umgeschaltet werden kann.

In der ersten Ausführungsform wurde das Potential E2 auf ca. 60% der Leistungsversorgungsspannung gesetzt, wie es in Fig. 9(f) und 9(g) dargestellt ist. Wenn jedoch die Ladespannung der Speichervorrichtung 3 erhöht wird, so kann das Potential E1 als Ladespannung der Speichervorrichtung erhöht werden. Alternativ kann das Potential E1 von vornherein höher gesetzt werden.

Obwohl die Ladespannung zur Steuerung der Verstärkervorrichtung in der ersten Ausführungsform verwendet wird, können die Ver­ stärkerschaltungen durch die Ladezeit gesteuert werden. Wenn der interne Widerstand der Leistungsversorgung von vornherein bekannt ist, so können zwei Verstärkerschaltungen durch eine Steuerschaltung miteinander umgeschaltet werden, so daß die La­ dezeit zu 2RC oder weniger gesetzt wird.

Darüberhinaus werden in der Verstärkervorrichtung der ersten Ausführungsform zwei Verstärkerschaltungen verwendet, wobei das Aufladen durch die Leistungsversorgungsspannung und das Laden der Speichervorrichtung durch die Ladespannung alternierend durchgeführt werden. Die Erfindung funktioniert jedoch eben­ falls, wenn drei oder mehr Verstärkerschaltungen verwendet wer­ den, wobei die Kapazitätswerte des ersten und zweiten Kondensa­ tors der Verstärkerschaltungen größer gewählt werden sollen als die in der ersten Ausführungsform und diese Verstärkerschaltun­ gen werden sequentiell miteinander umgeschaltet, wobei eine Verstärkerschaltung die Speichervorrichtung auflädt und andere Verstärkerschaltungen durch die Leistungsversorgungsspannung aufgeladen werden.

Eine elektronische Uhr und ein Verfahren zum Betreiben der elektronischen Uhr gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er­ findung wird nun mit Bezug auf die Fig. 10 bis 20 beschrie­ ben.

Fig. 10 stellt ein Blockschaltbild dar, welches eine Schaltungsanordnung der elektronischen Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Solche Elemente und Bau­ teile, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die elektronische Uhr weist die Leistungsversorgung 1 die Ver­ stärkervorrichtung 2, die Speichervorrichtung 3, die Taktausga­ bevorrichtung 6, eine Steuervorrichtung 9 und eine Umkehrbloc­ kierdiode 8 auf. Die Anordnung der elektronischen Uhr der zwei­ ten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausfüh­ rungsform dadurch, daß die Steuervorrichtung 9 anstelle der er­ sten Spannungskomparatorvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform vorgesehen ist und daß auf die zweite Spannungskomparatorvorrichtung 5 und die Umschaltvorrichtung 7 verzichtet wurde.

Der Anschluß a der Hochpotentialseite der Leistungsversorgung 1 ist auf Masse gelegt und mit jedem Masseanschluß b, c, f und d′ der Verstärkervorrichtung 2, der Speichervorrichtung 3, der Taktausgabevorrichtung 6 und der Steuervorrichtung 9 verbunden. Der Anschluß g der Niederpotentialseite zur Ausgabe der Leistungsversorgungsspannung der Leistungsversorgung 1 ist mit dem Leistungsversorgungsanschluß h der Verstärkervorrichtung 2 und dem Kathodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 verbunden.

Der Anodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 ist mit dem Ver­ stärkerausgangsanschluß q der Verstärkervorrichtung 2 und jedem Leistungsversorgungsanschluß r, m und j′ der Speichervorrich­ tung 3, der Taktausgabevorrichtung 6 und der Steuervorrichtung 9 verbunden.

Ein Kondensatorausgangsanschluß u der Verstärkervorrichtung 2 ist mit einem Spannungskomparatoranschluß v der Steuervorrich­ tung 9 verbunden. Ein erster und ein zweiter Taktausgabean­ schluß ck1 und ck2 der Taktausgabevorrichtung 6 sind jeweils mit dem ersten und dem zweiten Takteingabeanschluß ci1 und ci2 der Steuervorrichtung 9 verbunden.

Ferner sind die ersten und zweiten Verstärkersteuerausgangsan­ schlüsse zo1 und zo2 der Steuervorrichtung 9 jeweils mit den ersten und zweiten Verstärkersteuereingangsanschlüssen zi1 und zi2 der Verstärkervorrichtung 2 verbunden.

Die Leistungsversorgung 1, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, besteht aus demselben Generator vom elektrothermischen Typ, wie er in der ersten Ausführungsform verwendet wird.

Obwohl der interne Aufbau der Taktausgabevorrichtung 6 zur Aus­ gabe zweier Taktsignale nicht dargestellt ist, besteht er im allgemeinen aus einer Kristalluhr, die aus einer Kristall- oder Quarz-Oszillatorschaltung, einem Frequenzteiler, einer Wellen­ formerzeugerschaltung, einer Treiberschaltung, einem elektrome­ chanischen Transducer bzw. Umwandler, Zahnrädern und einem Dis­ play bzw. Darstellungsmechanismus besteht.

Die Schaltungsanordnungen eines jeden Blocks und die Elemente, die die elektronische Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform bilden, wird nun beschrieben.

Fig. 11 stellt ein Schaltbild dar, welches den internen Aufbau der Leistungsversorgung 1 und der Verstärkervorrichtung 2 zeigt, die der Leistungsversorgung 1 und der Verstärkervorrich­ tung 2 der ersten Ausführungsform sehr ähnlich sind und demzu­ folge werden nur diese internen Anordnungen im folgenden be­ schrieben, die von denen der ersten Ausführungsform unter­ schiedlich sind.

In der Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 11 gibt es keine Steuer­ schaltung 17, wie dies bei der in Fig. 2 gezeigten Verstärker­ vorrichtung 2 der Fall ist, und der erste und zweite N-MOST 26 und 27 und der dritte und vierte N-MOST 28 und 35 der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16 sowie der P-MOST 29 werden in ihrem ON- bzw. OFF-Zustand jeweils durch Steuersi­ gnale gesteuert, die von dem ersten und zweiten Verstärkersteuerausgangsanschluß zo1 und zo2 der Steuervorrich­ tung 9 ausgegeben werden und an den ersten und zweiten Verstärkersteuereingabeanschluß zi1 und zi2 eingegeben werden.

Nur der Kondensatorausgabeanschluß u ist mit einem Knoten zwi­ schen dem ersten Kondensator 22 und dem ersten und dritten N- MOST 26 und 28 der zweiten Verstärkerschaltung 16 als ein Kon­ densatorausgangsanschluß bzw. Kondensatorausgabeanschluß zum Messen bzw. Testen der Ladespannung des ersten Kondensators verbunden.

Die anderen Anordnungen der zweiten Ausführungsform sind dieselben wie die der Leistungsversorgung 1 und der Verstärkervorrichtung 2 der ersten in Fig. 2 dargestellten Aus­ führungsform.

Fig. 12 zeigt eine Verbindungsbedingung bzw. einen Verbindungs­ zustand der ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23, wobei die ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 der ersten Ver­ stärkerschaltung 15 geladen werden und die in den ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 der zweiten Verstärkerschaltung geladene Spannung auf die Speichervorrichtung 3 übertragen wird.

Fig. 13 zeigt eine Verbindungsbedingung bzw. ein Verbindungszu­ stand der ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23, bei denen die ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 der zweiten Ver­ stärkerschaltung 16 geladen werden und in dem die in den ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 der ersten Verstärkerschal­ tung 15 geladene Spannung an die Speichervorrichtung 3 übertra­ gen wird.

In der Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 12 sind der erste und zweite Kondensator 22 und 23 der ersten Verstärkerschaltung 15 parallel miteinander zwischen dem Anschluß a auf der Hochpoten­ tialseite (Masseanschluß) und dem Anschluß g der Niederpotenti­ alseite (Leistungsversorgungsanschluß) der Leistungsversorgung 1 verbunden, während der erste und zweite Kondensator 22 und 23 der zweiten Verstärkerschaltung 16 in Serie miteinander zwi­ schen der Masse und dem Verstärkerausgangsanschluß q verbunden sind.

In der Verstärkervorrichtung 2 in der Fig. 13 sind die ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 der zweiten Verstärkerschaltung 16 parallel miteinander zwischen dem An­ schluß a auf der Hochpotentialseite (Masseanschluß) und dem An­ schluß g auf der Niederpotentialseite (Leistungsversorgungsanschluß) der Leistungsversorgung 1 ver­ bunden, während der erste und der zweite Kondensator 22 und 23 der ersten Verstärkerschaltung 15 in Serie miteinander zwischen der Masse und dem Verstärkerausgangsanschluß q verbunden sind.

Fig. 14 stellt ein Schaltbild dar, welches den internen Aufbau der Steuervorrichtung der elektronischen Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Steuervorrichtung 9 weist eine Referenzspannungserzeugerschaltung 110, eine Span­ nungsnachweisschaltung 111 und eine Signalerzeugerschaltung 112 auf.

Die Referenzspannungserzeugerschaltung 110 ist eine Konstant­ spannungsschaltung, die einen Widerstand 134, zwei P-MOST 130, 131, zwei P-MOST 132 und 133, einen Operationsverstärker 135 und einen stabilen Kondensator 136 aufweist.

Die Spannungsnachweisschaltung 111 weist zwei variable Wider­ stände 137 und 138, einen N-MOST 139 und einen Komparator 140 auf.

Der interne Aufbau der Signalerzeugerschaltung 112 wird nicht gezeigt, es sei darauf hingewiesen, daß diese Schaltung eine Up-/Down-Steuerschaltung, eine Sperrschaltung, eine Verstärkersteuerschaltung, eine Frequenzregulatorschaltung und eine Systemrücksetzschaltung aufweist. Dies wird später aus­ führlich beschrieben und erklärt.

Ein Verbindungszustand eines jeden Elementes der Referenzspan­ nungserzeugerschaltung 110 und der Spannungsnachweisschaltung 111 wird nun mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben.

Zuerst wird ein Verbindungszustand der Referenzspannungserzeu­ gerschaltung 110 beschrieben.

Jeweils ein Anschluß des P-MOST 131, des Widerstandes 134 und des stabilen Kondensators 136 und ein Masseanschluß des Operationsverstärkers 135 sind mit dem Masseanschluß d′ verbun­ den, der mit dem hochpotentialseitigen Anschluß a der Lei­ stungsversorgung 1, die in Fig. 10 dargestellt ist, verbunden ist.

Ein Anschluß des N-MOST 132 und 133 und ein Spannungsversor­ gungsanschluß des Operationsverstärkers 135 sind mit dem Lei­ stungsversorgungsanschluß j′, der mit dem Verstärkerausgangsan­ schluß q der in Fig. 10 gezeigten Verstärkervorrichtung 2 ver­ bunden ist, verbunden.

Der andere Anschluß des Widerstandes 134 ist mit einem Anschluß des P-MOST 130 verbunden, während der andere Anschluß des P-MOST 130 mit dem anderen Anschluß des N-MOST 132 und einem Gateanschluß der N-MOST 132 und 133 verbunden ist.

Der andere Anschluß des N-MOST 133 ist mit dem anderen Anschluß des P-MOST 131, dem Gateanschluß des P-MOST 130 und 131 und ei­ nem Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 135 verbunden, während der andere Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 135 mit einem Ausgabeanschluß des Operationsverstärkers 135 und dem anderen Anschluß des stabilen Kondensators 136 verbunden ist, wobei die Referenzspannung Vr, die von dem Operationsver­ stärker 135 ausgegeben wird, in einen nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 140 der Spannungsnachweis­ schaltung 111 eingegeben wird.

Die Referenzspannung Vr der Referenzspannungserzeugerschaltung 110 wird durch eine Schwellenspannung des P-MOST 131 bestimmt.

Im folgenden wird ein Verbindungszustand der Spannungsnachweis­ schaltung 111 beschrieben. Ein Anschluß des variablen Widerstandes 137 und ein Masseanschluß des Komparators 140 sind mit dem Masseanschluß d′ verbunden, der mit dem Anschluß a der Hochpotentialseite der Leistungsversorgung 1 verbunden ist. Ein Leistungsversorgungsanschluß des Komparators 140 ist mit dem Leistungsversorgungsanschluß j′ verbunden, der mit dem Verstärkerausgangsanschluß q der Verstärkervorrichtung 2 ver­ bunden ist.

Ein Anschluß des N-MOST 139 ist mit dem Spannungskomparatoran­ schluß v verbunden, der seinerseits mit dem Kondensatorausgangsanschluß u der Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 10 verbunden ist, während ein Spannungsnachweissteuersi­ gnalanschluß vdc der Signalerzeugerschaltung 112 mit einem Ga­ teanschluß des N-MOST 139 verbunden ist, und der andere An­ schluß des N-MOST 139 ist mit einem Anschluß des Widerstandes 138 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 138 ist mit dem anderen Anschluß des variablen Widerstandes 137 und einem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 140 verbunden, während die Referenzspannung Vr als Ausgabe der Referenzspan­ nungserzeugerschaltung 110 an den nicht-invertierenden Ein­ gangsanschluß des Komparators 140 angelegt wird. Der Ausgangs­ anschluß des Komparators 140 ist mit der Signalerzeugerschal­ tung 112 verbunden.

Fig. 15 stellt ein Schaltbild dar, welches einen internen Auf­ bau der Signalerzeugerschaltung in der Steuervorrichtung 9 zeigt. Die Signalerzeugerschaltung weist eine Up-/Down-Steuer­ schaltung (Auf-/Ab-) 145, eine Sperr- (inhibit) Schaltung 146, eine Verstärkersteuerschaltung 147, eine Frequenzregulator­ schaltung 148 und eine Systemrücksetzschaltung 149 auf.

Die Up-/Down-Steuerschaltung 145 weist ein erstes SR-FF 150, einen binären Up-/Down-Zähler (Auf-/Ab-Zähler, im folgenden als Up-/Down-Zähler bezeichnet) 151, der vier Bits aufweist und im wesentlichen der gleiche wie ein IC 74HC191 ist, eine NOR-Schaltung 152 mit zwei Eingängen, eine OR-Schaltung 154 mit zwei Eingängen und eine erste AND-Schaltung 156 mit vier Ein­ gängen auf. Weiterhin vorgesehen sind ein erster, zweiter und dritter Dreizustandspufferblock mit vier Bits (im folgenden als TBB bezeichnet) 158, 159 und 160 und drei Inverter IN, die mit drei Eingängen einer zweiten AND-Schaltung 157 mit vier Eingän­ gen verbunden sind.

Die Sperrschaltung 146 weist ein erstes und ein zweites Daten- Flip-Flop (im folgenden als D-FF bezeichnet) 164 und 165, eine NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen und eine AND-Schaltung 168 mit zwei Eingängen auf.

Die Verstärkersteuerschaltung 147 weist ein SR-FF 169 und AND- Schaltungen 177 und 178 mit jeweils zwei Eingängen auf.

Die Frequenzregulatorschaltung 148 weist eine OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen, einen binären Abwärtszähler (im folgenden einfach als Abwärtszähler bezeichnet) 170, sechs D-FF 171, 172, 173, 174, 175 und 176, fünf AND-Schaltungen mit drei Eingängen 179, 180, 181, 182 und 183 und vier Inverter I1 bis I4 auf.

Die Systemrücksetzschaltung 149 weist einen Widerstand 161, einen Kondensator 162 und einen Inverter I5 auf.

Eine Verbindungsbedingung der Elemente, die jede Schaltung der Signalerzeugerschaltung 112, die in Fig. 15 dargestellt ist, bilden, wird nun beschrieben.

Ein Anschluß des Widerstandes 161 der Systemrücksetzschaltung 149 ist mit dem Masseanschluß d′ verbunden, der mit dem An­ schluß a der Hochpotentialseite der Leistungsversorgung 1 der Fig. 10 verbunden ist, und der andere Anschluß des Widerstandes 161 ist mit einem Anschluß des Kondensators 162 verbunden, wäh­ rend der andere Anschluß des Kondensators 162 mit dem Leistungsversorgungsanschluß j′ verbunden ist, der mit dem Verstärkerausgangsanschluß q der Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 10 verbunden ist.

Ein invertiertes Signal des Systemrücksetzsignals wird von dem Knoten ausgegeben, der sich zwischen dem anderen Anschluß des Widerstandes 161 und einem Anschluß des Kondensators 162 befin­ det. Das invertierte Signal wird durch den Inverter I5 inver­ tiert und wird an jeden Rücksetzanschluß R des ersten und zwei­ ten D-FF 164 und 165 der Sperrschaltung 146, einen Freigabean­ schluß des ersten TBB 158 der Up-/Down-Steuerschaltung 154, ei­ nem ersten Eingangsanschluß der NOR-Schaltung 152 mit zwei Ein­ gängen, einem ersten Eingabeanschluß der OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen der Frequenzregulatorschaltung 148, einem Setzanschluß R des dritten D-FF 171, jedem Rücksetz-Anschluß R des vierten bis achten D-FF 172, 173, 174, 175 und 176 und ei­ nem Rücksetzanschluß R des SR-FF 169 der Verstärkersteuerschal­ tung 147 eingegeben.

Ein Datenanschluß D des ersten D-FF 164 der Sperrschaltung 164 ist mit dem Masseanschluß d′ verbunden und jeder Taktanschluß CK der ersten und zweiten D-FF 164 und 165 und ein erster Eingabeanschluß der AND-Schaltung 168 mit zwei Eingängen sind mit dem zweiten Takteingabeanschluß ci2 verbunden, der das zweite Taktsignal empfängt, welches durch die in Fig. 10 darge­ stellte Taktausgabevorrichtung 6 ausgegeben ist.

Ein Ausgabeanschluß Q des ersten D-FF 164 ist mit einem Datenanschluß D des zweiten D-FF 165 und einem ersten Eingabe­ anschluß der NAND-Schaltung 166 mit zwei Anschlüssen verbunden, während ein zweiter Eingabeanschluß der NAND-Schaltung 166 mit zwei Anschlüssen mit einem invertierenden Ausgabeanschluß des zweiten D-FF 165 verbunden ist.

Ein Ausgabeanschlu 42561 00070 552 001000280000000200012000285914245000040 0002019638616 00004 42442ß der NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen ist mit einem zweiten Eingangsanschluß der AND-Schaltung 168 mit zwei Eingängen und mit jedem ersten Eingangsanschluß der ersten bis fünften AND-Schaltungen 179, 180, 181, 182 und 183 der Frequenzregulatorschaltung 148 verbunden und ein Ausgabean­ schluß der AND-Schaltung 168 mit zwei Eingängen ist mit einem Taktanschluß des Abwärts-Zählers 170 der Frequenzregulator­ schaltung 148 verbunden.

Ein Datenanschluß D des dritten D-FF 171 der Frequenzregulator­ schaltung 148 ist mit seinem eigenen invertierenden Ausgangsan­ schluß verbunden und ein Taktanschluß CK desselben ist mit ei­ nem Null-Ausgang des Abwärtszählers 170 verbunden, ein Ausgabeanschluß Q desselben ist mit einem Datenanschluß D der nächsten Stufe, d. h. dem vierten D-FF 172 verbunden.

Die Taktanschlüsse CK der vierten bis achten D-FF 172, 173, 174, 175 und 176 sind mit dem ersten Takteingabeanschluß ci1 verbunden, der das erste Taktsignal empfängt, welches durch die in Fig. 10 dargestellte Taktausgabevorrichtung 6 ausgegeben wird.

Ein Ausgangsanschluß Q des vierten D-FF 172 ist mit einem Datenanschluß der nächsten Stufe des fünften D-FF 173 und einem zweiten Eingabeanschluß der AND-Schaltung 179 verbunden. Ein Ausgabeanschluß Q des fünften D-FF 173 ist mit einem Datenan­ schluß D der nächsten Stufe des sechsten D-FF 174, einem zwei­ ten Eingabeanschluß der zweiten AND-Schaltung 180 und einem Eingabeanschluß des Inverters I1 verbunden. Ein Ausgabeanschluß des Inverters I5 ist mit einem zweiten Eingabeanschluß der AND- Schaltung 179 verbunden.

Ein Ausgabeanschluß Q des sechsten D-FF 174 ist mit einem Datenanschluß D der nächsten Stufe des siebten D-FF 175, einem zweiten Eingangsanschluß der dritten AND-Schaltung 181 und ei­ nem Eingabeanschluß des Inverters I2 verbunden. Ein Ausgabean­ schluß des Inverters I2 ist mit einem dritten Eingangsanschluß der zweiten AND-Schaltung 180 verbunden.

Ein Ausgabeanschluß Q der siebten D-FF 175 ist mit einem Daten­ anschluß D der nächsten Stufe, d. h. dem achten D-FF 176, einem zweiten Eingabeanschluß der vierten AND-Schaltung 182, einem Eingabeanschluß des Inverters I3, einem ersten Eingabeanschluß der AND-Schaltung 177 mit zwei Eingängen der Verstärkersteuer­ schaltung 147 und einem Setzanschluß S des SR-FF 169 verbunden. Ein Ausgabeanschluß des Inverters I3 mit einem zweiten Eingabe­ anschluß der dritten AND-Schaltung 181, einem dritten Eingabeanschluß der fünften AND-Schaltung 183 und einem ersten Eingabeanschluß der AND-Schaltung 178 der Verstärkersteuer­ schaltung 147 verbunden.

Ein Ausgang der achten D-FF 176 ist mit einem zweiten Eingangs­ anschluß der AND-Schaltung 183 und einem Eingangsanschluß des Inverters I4 verbunden und ein Ausgabeanschluß des Inverters I4 ist mit einem zweiten Eingangsanschluß der AND-Schaltung 182 verbunden.

Ein Ausgangsanschluß der AND-Schaltung 179 ist mit einem Rück­ setzanschluß R des ersten SR-FF 150 der Up-/Down-Steuerschal­ tung 145 verbunden und ein Ausgang der AND-Schaltung 180 ist mit einem Gateanschluß des N-MOST 139 der Spannungsnachweis­ schaltung 110, die in Fig. 14 dargestellt ist, über einen Spannungsnachweissteueranschluß vcd verbunden.

Ein Ausgang der dritten AND-Schaltung 181 ist mit einem Taktan­ schluß CK des Up-/Down-Zählers 151 der Up-/Down-Steuerschaltung 145 verbunden und die Ausgänge der AND-Schaltungen 182 und 183 sind jeweils mit dem zweiten und dritten Eingangsanschluß der OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen verbunden.

Ein Ausgang der OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen ist mit ei­ nem Freigabeanschluß EN des Abwärts-Zählers 170 verbunden, Da­ teneingabeanschlüsse P0 bis P3 des Abwärts-Zählers 170 mit vier Bits sind jeweils mit den Ausgabeanschlüssen Q0 bis Q3 des Up- /Down-Zählers 151 mit vier Bits, mit jeden Eingangsanschluß der ersten AND-Schaltung 156 mit vier Eingängen, und den Eingangsanschlüssen der zweiten AND-Schaltung 157 mit vier Ein­ gängen, deren höherwertigen drei Bitsignale durch den Inverter IN invertiert sind, verbunden.

Der Setzanschluß S des ersten SR-FF 150 der Up-/Down-Steuer­ schaltung 145 ist mit dem Nachweissignaleingangsanschluß vd verbunden, der das Ausgangssignal des Komparators 140, welches als Ausgabe der Spannungsnachweisschaltung 111 der Fig. 14 dient, empfängt und ein Ausgabeanschluß Q des ersten SR-FF 150 ist mit einem Up-/Down-Anschluß U/D des Up-/Down-Zählers 151 verbunden.

Ein Ausgabeanschluß der ersten AND-Schaltung 156 mit vier Ein­ gängen ist mit einem ersten Eingabeanschluß der OR-Schaltung 154 mit zwei Eingängen und einem Freigabeanschluß des zweiten TBB 159 verbunden, während ein Ausgabeanschluß der zweiten AND- Schaltung 157 mit vier Eingängen mit einem zweiten Eingangsan­ schluß der OR-Schaltung 154 mit zwei Eingängen und einem Freigabeanschluß des dritten TBB 160 verbunden ist.

Ein Ausgabeanschluß der OR-Schaltung 154 mit zwei Eingängen ist mit einem zweiten Eingangsanschluß der NOR-Schaltung 152 mit zwei Eingängen verbunden und ein Ausgabeanschluß der NOR-Schal­ tung 152 mit zwei Eingängen ist mit einem Lastanschluß des Up- /Down-Zählers 151 verbunden.

Die Vier-Bit-Ausgaben der ersten, zweiten und dritten TBB 158, 159 und 160 sind miteinander verbunden und ebenfalls mit den Vier-Bit-Datenanschlüssen A bis D des Up-/Down-Zählers 151 ver­ bunden.

Der hier verwendete erste TBB 158 gibt eine hexadezimale 7 aus, wenn das H-Signal an seinen Freigabeanschluß angelegt bzw. ein­ gegeben wurde. Der zweite TBB 159 gibt eine hexadezimale E aus, wenn das H-Signal an seinen Freigabeanschluß angelegt wurde. Der dritte TBB 160 gibt eine hexadezimale 2 aus, wenn das H-Si­ gnal an einen Freigabeanschluß desselben eingegeben wurde.

Eine Ausgabe des SR-FF 169 der Verstärkersteuerschaltung 147 ist mit jedem zweiten Eingangsanschluß der AND-Schaltung 177 und 178 verbunden und ein Ausgangsanschluß der AND-Schaltung 177 ist mit der in Fig. 11 gezeigten Verstärkervorrichtung 2 durch den ersten Verstärkersteuerausgabeanschluß zo1 verbunden, während ein Ausgabeanschluß der AND-Schaltung 178 mit der in Fig. 11 dargestellten Verstärkervorrichtung 2 über den zweiten Verstärkersteuerausgabeanschluß zo2 verbunden ist.

Das zweite TBB 159 der Up-/Down-Steuerschaltung 145 ist vorgesehen, damit Daten in den Up-/Down-Zähler 151 zu hexadezi­ mal E zurückgegeben werden können, so daß der Wert, der durch den Up-/Down-Zähler 151 gezählt wird, nicht "überfließt", wenn das obere Limit von hexadezimal F erreicht wird.

Der dritte TBB 160 der Up-/Down-Steuerschaltung 145 ist vorgesehen, um Daten in den Up-/Down-Zähler 151 zu hexadezimal 2 zurückzuführen, so daß der Wert, der durch den Up-/Down-Zäh­ ler 151 gezählt wird, nicht "überfließt", wenn er das untere Limit von hexadezimal 1 erreicht.

Das Verfahren zum Betreiben der elektronischen Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 16 bis 20 beschrieben.

Die Fig. 16 zeigt Wellenformen von Signalen, die durch Elemente der Steuerschaltung 9 ausgegeben werden, wenn die elektronische Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform aktiviert wird.

Wenn zwischen dem heißen und dem kalten Pol des Generators vom elektrothermischen Typ der Leistungsversorgung 1, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist, eine Temperaturdifferenz auftritt, so wird eine Spannung derart erzeugt, daß die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt dem Leistungsversorgungsanschluß h der Verstärkervorrichtung 2 und dem Kathodenanschluß der Umkehr­ blockierdiode 8 zugeführt wird.

Der Anodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 befindet sich, un­ mittelbar bevor die Spannung erzeugt wird, auf dem Massepoten­ tial, welches im wesentlichen das gleiche Potential ist, wie das am Anschluß a auf der Hochpotentialseite der Leistungsver­ sorgung 1. Wenn jedoch die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt an den Kathodenanschluß der Umkehrblockierdiode 8 angelegt wird, so wird die Umkehrblockierdiode in Vorwärtsrichtung vorgespannt und wird leitend, so daß die Spannung, die im wesentlichen die gleiche wie die am Kathodenanschluß ist, am Anodenanschluß er­ zeugt wird.

Demzufolge wird die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt an jeden der Anschlüsse r, m und j′ der Speichervorrichtung 3, der Taktausgabevorrichtung 6 und der Steuervorrichtung 9 angelegt. Bis zu diesem Zeitpunkt sind die erste Spannungskomparatorvor­ richtung 4 und die Steuervorrichtung 9 nicht im Betrieb, so daß die Verstärkervorrichtung 2 den Verstärkerbetrieb nicht auf­ nimmt.

Wenn die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt an den Leistungsversorgungsanschluß m der Taktausgabevorrichtung 6 an­ gelegt wird, so beginnt die Taktausgabevorrichtung 6 ihren Be­ trieb. Wenn die Taktausgabevorrichtung 6 betrieben ist, so gibt sie ein erstes Taktsignal in einer relativ hohen Frequenz an den ersten Taktausgabeanschluß ck1 und ein zweites Taktsignal mit einer relativ niedrigen Frequenz an den zweiten Taktausga­ beanschluß ck2, die in Fig. 16 dargestellt sind, aus. In der zweiten Ausführungsform weist das erste Taktsignal eine Fre­ quenz auf, die viermal höher als die des zweiten Taktsignales ist.

Wenn die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt an den Versorgungsspannungsanschluß j′ der Steuervorrichtung 9 ange­ legt wird, so wird die Systemrücksetzschaltung 149 der Signal­ erzeugerschaltung 112 der Steuervorrichtung 9, die in Fig. 15 gezeigt ist, betrieben. Ein Systemrücksetzsignal, wie es in Fig. 16 gezeigt ist, wird erzeugt, bevor die ersten und zweiten Taktsignale erzeugt werden.

Wenn das Systemrücksetzsignal erzeugt ist, so wird es den er­ sten und zweiten D-FF 164 und 165 der Sperrschaltung 146, den vierten bis achten D-FF 172, 173, 174, 175 und 176 der Frequenzregulatorschaltung 148 und jedem Rücksetzanschluß R des zweiten SR-FF 169 der Verstärkersteuerschaltung 147 zugeführt und läßt somit zu, daß jede Ausgabe L ist.

Darüberhinaus wird das Systemrücksetzsignal dem Setzanschluß S des dritten D-FF 171 der Frequenzregulatorschaltung 148 zuge­ führt, wodurch erlaubt wird, daß der Ausgang des dritten D-FF 171 H ist.

Wenn der Ausgang des SR-FF 169 der Verstärkersteuerschaltung 147 zu L wird, so werden das erste und das zweite Verstärkersteuerausgangssignal (die durch die Ausgangsan­ schlüsse zo1 und zo2 ausgegeben werden), die als Ausgaben der AND-Schaltung 177 und 178 mit jeweils zwei Eingängen dienen, zu L.

Wenn das erste und das zweite Verstärkersteuersignal zu L wird, so gelangt auch der erste Verstärkersteueranschluß zi1 und zi2 der Verstärkervorrichtung 2 jeweils zu L und weder die erste Verstärkerschaltung 15 noch die zweite Verstärkerschaltung 16 sind in Betrieb. Demzufolge wird die Spannung von ca. -1 bis -2 Volt, die in der Leistungsversorgung 1 erzeugt wird, weiterhin als Spannungssignal an den Verstärkerausgangsanschluß q ausgegeben, der als Ausgang der Verstärkervorrichtung 2 dient.

Ferner wird das Systemrücksetzsignal dem Freigabeanschluß des ersten TBB 158 der Up-/Down-Steuerschaltung 145 der in Fig. 15 gezeigten Signalerzeugerschaltung 112 zugeführt, so daß der er­ ste TBB 158 eine hexadezimale 7 an den Vier-Bit-Datenanschluß des Up-/Down-Zählers 151 ausgibt.

Gleichzeitig wird das Systemrücksetzsignal dem Lastanschluß des Up-/Down-Zählers 151 über die NOR-Schaltung 152 mit zwei Eingängen der Up-/Down-Steuerschaltung 145 zugeführt, so daß der Vier-Bit-Ausgang des Up-/Down-Zählers 151 eine hexadezimale 7 an den Vier-Bit-Datenanschluß des Abwärts-Zählers 170 der Frequenzregulatorschaltung 148 ausgibt.

Ferner wird das Systemrücksetzsignal ebenfalls dem Freigabean­ schluß EN des Abwärts-Zählers 170 über die OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen der Frequenzregulatorschaltung 148 zugeführt, so daß der Abwärts-Zähler 170 auf eine hexadezimale 7 vorgesetzt wird und hierdurch erlaubt wird, daß L ausgegeben wird.

Die Taktausgabevorrichtung 6 gibt ein erstes und zweites Taktsignal nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach der Erzeu­ gung des Systemrücksetzsignales aus.

Das erste Steuersignal 143, das von dem ersten Takteingangsan­ schluß ci1 empfangen wird, wird jedem Taktanschluß ck des vier­ ten bis achten D-FF 172 bis 176 der Frequenzregulatorschaltung 148 zugeführt und der Ausgang des dritten D-FF 171 hält den Wert H. Dementsprechend wird jede Ausgabe des vierten bis ach­ ten D-FF 172 bis 176 mit jedem Zyklus des ersten Taktsignales so verschoben, daß es H sein kann, so daß diese D-FF als Schie­ beregister arbeiten.

Das zweite, durch die Taktausgabevorrichtung 6 ausgegebene Taktsignal wird von dem zweiten Takteingabeanschluß ci2, der in Fig. 15 dargestellt ist, eingegeben und wird an jeden Taktan­ schluß ck der ersten und zweiten D-FF 164 und 165 der Sperr­ schaltung 146 eingegeben. Hierdurch wird der Ausgang der NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen zu L durch einen Zyklus des zweiten Taktsignales, und zwar unmittelbar nachdem die Steuer­ vorrichtung 9 durch das Systemrücksetzsignal zurückgesetzt wor­ den ist.

Weiterhin empfängt die AND-Schaltung 168 mit zwei Eingängen der Sperrschaltung 146 das zweite Taktsignal sowie die Ausgabe der NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen. Dementsprechend wird ein Taktsignal durch das Löschen des ersten Zyklus des zweiten Takt­ signales erhalten, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist, und dieses Taktsignal wird an den Taktanschluß des Abwärts-Zählers 170 der Frequenzregulatorschaltung 148 ausgegeben und zwar unmittelbar nachdem die Steuervorrichtung 9 durch das Systemrücksetzsignal zurückgesetzt worden ist.

Die ersten bis vierten AND-Schaltungen 179 bis 182 mit jeweils drei Eingängen der Frequenzregulatorschaltung 148 empfangen die Ausgaben der vierten bis siebten D-FF 172 bis 175, die inver­ tierten Ausgaben der fünften bis achten D-FF 173 bis 176 und die Ausgaben der NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen der Sperrschaltung 146. Dementsprechend werden H-Signale ausgege­ ben, wenn die Ausgabe der NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen H ist, und die vierten bis achten D-FF 172 bis 176 H sind.

Da der vierte bis achte D-FF 172 bis 176 wie oben ausgeführt als Schiftregister arbeitet, geben die erste bis vierte AND-Schaltung mit drei Eingängen 179 bis 182 H-Pulse während eines Zyklus des ersten Taktsignales aus, wenn die Ausgaben der vier­ ten bis siebten D-FF 172 bis 175 zu H invertiert sind.

Der Ausgang der NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen der Sperrschaltung 146 wird jedoch zu L unmittelbar nachdem die Steuervorrichtung 9 durch das Systemrücksetzsignal zurückge­ setzt wurde. Demzufolge geben die erste bis vierte AND-Schal­ tung mit drei Eingängen 179 bis 182 keine Pulse aus.

Wenn der Ausgang des siebten D-FF 175 auf H wechselt, so wech­ selt der Ausgang des SR-FF 169 der Verstärkersteuerschaltung 147 zu H und das erste Verstärkersteuersignal, welches als Aus­ gabe der AND-Schaltung 177 mit zwei Eingängen dient, wechselt zu H und das zweite Verstärkersteuersignal, d. h. der Ausgang bzw. die Ausgabe der AND-Schaltung 178 geht auf L.

Als Ergebnis hiervon wechselt der erste Verstärkersteuereingabeeingang zi1, der in Fig. 11 dargestellt ist, auf H, und der zweite Verstärkersteuereingangsanschluß zi2 geht zu L, wodurch ermöglicht wird, daß die erste Verstärker­ schaltung 15 der Verstärkervorrichtung 2 in einem Ladezustand sein kann und die zweite Verstärkerschaltung 16 in einem Entla­ dezustand sein kann, so daß der Kondensator der Steuervorrich­ tung 3 aufgeladen wird.

Da die Ausgabe der AND-Schaltung 168 mit zwei Eingängen der Sperrschaltung 146 in den Taktanschluß des Abwärts-Zählers 170 der Fig. 15 eingegeben wird, beginnt der Abwärts-Zähler 170 ab­ wärts zu zählen.

Die Ausgabe des Abwärts-Zählers 170 wird von L zu H invertiert, wenn alle Ausgänge der internen Zähler zu L werden, während die Ausgabe des dritten D-FF 171 zu L wird, wenn die Ausgabe des Abwärts-Zählers 170 zu H wird. Als Ergebnis hiervon werden die Ausgaben der vierten bis achten D-FF 172 bis 176 zu L, während sie mit jedem Zyklus des ersten Taktsignals verschoben werden.

Der invertierte Ausgang des siebten D-FF 175 und der Ausgang des achten D-FF 176 werden in die fünfte AND-Schaltung mit drei Eingängen 183 eingegeben. Demzufolge wird der H-Puls an den Freigabeanschluß des Abwärts-Zählers 170 über die OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen während eines Zyklus des ersten Taktsi­ gnals ausgegeben, wenn die Ausgabe des siebten D-FF 175 inver­ tiert ist.

Der Abwärts-Zähler 170 setzt den Wert von hexadezimal 7 in dem internen Zähler zu dem Zeitpunkt des Zurücksetzens des Systems vor, wenn er das H-Signal an seinem Freigabeanschluß empfängt.

Wenn der Ausgang des siebten D-FF 175 auf L geht, so wird das erste Verstärkersteuersignal, welches als Ausgabe der AND- Schaltung 177 mit zwei Eingängen der Verstärkersteuerschaltung 147 dient, zu L, während das zweite Verstärkersteuersignal, d. h. die Ausgabe des AND-Gatters 178 zu H wird.

Als Ergebnis hiervon wird, da der erste Verstärkersteuerein­ gangsanschluß zi1 der Fig. 11 auf H und der zweite Verstärker­ steuereingangsanschluß zi2 auf H geht, die erste Verstärkerschaltung 15 der Verstärkervorrichtung 2 in den Entladezustand gesetzt, so daß der Kondensator der in Fig. 10 gezeigten Spei­ chervorrichtung aufgeladen wird, und versetzt die zweite Ver­ stärkerschaltung 16 in den Ladezustand.

Der Abwärts-Zähler 170 der Fig. 15 nimmt das Abwärtszählen in Reaktion auf ein Signal, welches in den Taktanschluß ck einge­ ben wird, wieder auf. Wenn alle Ausgaben der internen Zählers zu L werden, so werden die Ausgänge derselben von L zu H inver­ tiert. Wenn der Ausgang des Abwärts-Zählers 170 zu H wird, so wird der Ausgang des dritten D-FF 171 zu H. Als Ergebnis hier­ von werden die Ausgänge des vierten bis achten D-FF 172 bis 176 zu H, während sie mit jedem Zyklus des ersten Taktsignales ver­ schoben werden.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Ausgang der NAND-Schaltung 166 mit zwei Eingängen der Sperrschaltung 146 zu H. Dementsprechend ge­ ben die erste bis vierte AND-Schaltung 179 bis 182 mit drei Eingängen sequenziell Pulssignale durch einen Zyklus des ersten Taktsignales aus.

Die Ausgabe der ersten AND-Schaltung mit drei Eingängen 179 wird dem Rücksetzanschluß R des ersten SR-FF 150 der Up-/Down- Steuerschaltung 145 zugeführt bzw. eingegeben, so daß der Aus­ gang des ersten SR-FF 150 auf L gesetzt wird und der Up-/Down- Zähler 151 als Up-Zähler, d. h. Aufwärts-Zähler gesetzt ist.

Die Ausgabe der zweiten AND-Schaltung 180 mit drei Eingängen wird dem Gate-Anschluß des N-MOST 139 der Spannungsnachweis­ schaltung 101 in Fig. 14 in Reaktion auf das in Fig. 16 darge­ stellte Spannungsnachweissteuersignal eingegeben um somit den N-MOST 139 in den leitenden Zustand zu versetzen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung, die in dem ersten Kondensator 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 der Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 11 gespeichert ist, in den Spannungskomparatoranschluß v eingegeben, der durch zwei variable Widerstände 137 und 138 geteilt ist. Die geteilte Spannung wird in den invertierten Eingangsanschluß des Komparators 140 eingegeben, in dem die ge­ teilte Spannung mit der Referenzspannung Vr, die durch die Referenzspannungserzeugerschaltung 110 ausgegeben ist, vergli­ chen wird. Das Ergebnis des Vergleiches wird in den Nachweissignaleingangsanschluß Vd der in Fig. 15 gezeigten Signalerzeugerschaltung 112 eingegeben und dies wird in den Setzanschluß S des ersten SR-FF 152 der Up-/Down-Steuerschal­ tung 145 eingegeben.

Das nachgewiesene Signal wird als L-Signal ausgegeben, obwohl es nicht in der Wellenform in Fig. 16 dargestellt ist und die Ausgabe des ersten SR-FF 150, der in Fig. 15 gezeigt ist, geht zu L, so daß der Up-/Down-Zähler 151 als Aufwärtszähler gesetzt ist.

Der Ausgang der dritten AND-Schaltung 181 mit drei Eingängen wird in den Taktanschluß CK des Up-/Down-Zählers 151 der Up- /Down-Steuerschaltung 145 eingegeben, so daß die Ausgabe des Up-/Down-Zählers 151 eine hexadezimale 8 ist.

Die Ausgabe der vierten AND-Schaltung 182 mit drei Eingängen wird in den Freigabeanschluß EN des Abwärts-Zählers 170 über die OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen eingegeben, damit die hexadezimale 8, die von dem Up-/Down-Zähler 158 ausgegeben wird, den internen Zähler des Abwärts-Zählers 170 auf einen vorbestimmten Wert setzt.

Wenn der Ausgang des siebten D-FF 175 zu H wird, so geht der Ausgang des SR-FF 169 der Verstärkersteuerschaltung 147 zu H, so daß das erste Verstärkersteuersignal, d. h. die Ausgabe der AND-Schaltung 177 mit zwei Eingängen zu H wird und das zweite Verstärkersteuersignal, d. h. die Ausgabe der AND-Schaltung 178 zu L geht.

Als ein Ergebnis hiervon werden der erste Verstärkersteuereingabeanschluß zi1 der Fig. 11 zu H und der zweite Verstärkersteuereingabeanschluß zi2 geht zu L, so daß die erste Verstärkerschaltung 15 der Verstärkervorrichtung 2 durch die Leistungsversorgung 1 in einen Ladezustand versetzt wird, während die zweite Verstärkerschaltung 16 in den Entlade­ zustand zum Aufladen des Kondensators der Speichereinrichtung 3 in Fig. 10 gesetzt ist.

Wenn diese Betriebsarten wiederholt werden, so werden die Span­ nung des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 der Verstärkervorrichtung 2 der Fig. 11 und die Referenzspannung Vr, die durch die Referenzspannungserzeuger­ schaltung 110 in Fig. 14 ausgegeben ist, miteinander durch den Komparator 140 der Spannungsnachweisschaltung 111 in Reaktion auf das Spannungsnachweissteuersignal (ausgegeben von dem Spannungsnachweissteuersignalanschluß Vdc), welches durch die zweite AND-Schaltung 180 mit drei Eingängen ausgegeben wurde, verglichen.

Das Ergebnis des Vergleiches wird dem Up-/Down-Zähler 151 der Up-/Down-Steuerschaltung 145, die in Fig. 15 dargestellt ist, zugeführt und hierdurch wird die mit dem Laden und Entladen der Kondensatoren der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 15 und 16 der Verstärkervorrichtung 2 verbundene Zeit gesteuert.

Fig. 17 und 18 stellen Wellenformen von Signalen dar, die über Elemente der Signalerzeugerschaltung 112 der elektronischen Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgegeben wur­ den.

Diese Figuren zeigen das Up-/Down-Steuersignal, d. h. die Ausgabe der ersten AND-Schaltung mit drei Eingängen 179, das Spannungs­ nachweissteuersignal, d. h. die Ausgabe der zweiten AND-Schal­ tung mit drei Eingängen 180, das Freigabesignal, d. h. die Aus­ gabe der OR-Schaltung 167 mit drei Eingängen, das Taktsignal des Up-/Down-Zählers 151, d. h. die Ausgabe der dritten AND- Schaltung mit drei Eingängen 181 der Frequenzregulatorschaltung 148, das Up-/Down-Signal des Up-/Down-Zählers, das erste Verstärkersteuersignal, d. h. die Ausgabe der AND-Schaltung mit zwei Eingängen 177 und das zweite Verstärkersteuersignal, d. h. die Ausgabe der AND-Schaltung mit zwei Eingängen 178 der Verstärkersteuerschaltung 147.

Fig. 17 zeigt Wellenformen, die den Zustand zeigen, in dem die Lade- und die Entladezeiten erhöht sind und Fig. 18 zeigt Wel­ lenformen des Zustandes in dem Lade- und Entladezeiten ernied­ rigt sind.

Die in Fig. 17 dargestellten Wellenformen sind jene, bei denen die Spannung des ersten Kondensators der zweiten Verstärker­ schaltung 16 der Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 11 in ihrem absoluten Wert geringer als die Referenzspannung Vr ist, die durch die Referenzspannungserzeugerschaltung 110 in Fig. 14 ausgegeben ist, wenn die zweite AND-Schaltung mit drei Eingän­ gen 180 der Frequenzregulatorschaltung 148 das Spannungsnach­ weissteuersignal aus gibt.

In diesem Falle gibt der Komparator 140 der Spannungsnachweis­ schaltung 111 in Fig. 14 immer das L-Signal aus. Der erste SR-FF 150 der Up-/Down-Steuerschaltung 145 in Fig. 15 gibt eben­ falls immer das L-Signal aus, damit der Up-/Down-Zähler 151 im­ mer als Up-Zähler, d. h. Aufwärts-Zähler eingestellt ist.

Dementsprechend werden die Dauer des ersten und zweiten Verstärkersteuersignals in jedem Zyklus des zweiten Taktsigna­ les erhöht.

Fig. 18 stellen Wellenformen dar, bei denen die Spannung des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 der Verstärkervorrichtung 2 in Fig. 11 in seinem Absolutwert größer als die Referenzspannung Vr ist, die durch die Referenz­ spannungserzeugerschaltung 110 in Fig. 14 ausgegeben ist, wenn die zweite AND-Schaltung mit drei Eingängen 180 der Frequenzre­ gulatorschaltung 148 das Spannungsnachweissteuersignal ausgibt.

Der Komparator 140 der Spannungsnachweisschaltung 110 in Fig. 14 gibt den Wert H aus, wenn das Spannungsnachweissteuersignal ausgegeben wird. Der erste SR-FF 150 der Up-/Down-Steuerschal­ tung 145 in Fig. 15 gibt ebenfalls den Wert H aus, wenn das Spannungsnachweissteuersignal ausgegeben wird, so daß der Up-/Down-Zähler 151 immer als Abwärts-Zähler eingestellt ist.

Dementsprechend wird die Dauer des ersten und zweiten Verstär­ kersteuersignals mit jedem Zyklus des zweiten Taktsignals ver­ ringert.

Fig. 19 und 20 stellen Wellenformen dar, die den Zustand des Ladens und des Entladens darstellen, wenn eine Variation der Spannung berücksichtigt wird, die durch die Leistungsversorgung der elektronischen Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erzeugt wird.

Die Wellenformen in den Fig. 19 und 20 zweigen das Up-/Down- Steuersignal, welches als Ausgabe der ersten AND-Schaltung 179 mit drei Eingängen der in Fig. 15 dargestellten Frequenzregula­ torschaltung 148 dient, das erste und das zweite Verstärkersteuersignal, die als die Ausgaben der AND-Schaltun­ gen mit zwei Eingängen 177 und 178 dienen, das Spannungsnach­ weissteuersignal, welches als Ausgabe der zweiten AND-Schaltung mit drei Eingängen 180 der Verstärkersteuerschaltung 147 dient und das Kondensatorausgabesignal des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 der in Fig. 11 gezeigten Ver­ stärkervorrichtung 2.

Fig. 19 zeigt Wellenformen von Signalen bei einer stabilen Ope­ ration bzw. im stabilen Betrieb, wenn die durch die Leistungs­ versorgung 1 erzeugte Spannung niedrig ist. Fig. 20 zeigt Wel­ lenformen von Signalen beim stabilen Betrieb, wenn die durch die Leistungsversorgung 1 erzeugte Spannung hoch ist.

Da in dem in Fig. 19 gezeigten Falle die durch die Leistungsversorgung 1 erzeugte Spannung niedrig ist, wird die Spannung des Kondensatorausgabesignals des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 allmählich erhöht. Demzu­ folge wird die Zeit zum Erreichen der Referenzspannung Vr, die durch die Referenzspannungserzeugerschaltung 110 ausgegeben wird, erhöht.

Die in Fig. 20 gezeigten Wellenformen stellen dar, daß die Spannung des Kondensatorausgabesignales des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 schnell erhöht wird, da die durch die Leistungsversorgung 1 erzeugte Spannung hoch ist. Demzufolge wird die Zeit zum Erreichen der Referenzspannung Vr, die durch die Referenzspannungserzeugerschaltung 110 ausgegeben wird, verringert.

Die Referenzspannung Vr, die durch die Referenzspannungserzeu­ gerschaltung 110 ausgegeben wird, muß nicht konstant sein, und kann durch das Umschalten einer Mehrzahl von Referenzspannungen verwendet werden.

Wie oben ausgeführt, werden die erste und zweite Verstärker­ schaltung 15 und 16 der Verstärkervorrichtung 2, die in Fig. 11 dargestellt ist, wiederholt alternierend geladen und entladen. Anschließend wird die Ladespannung des ersten Kondensators 22 der zweiten Verstärkerschaltung 16 durch die Spannungsnachweis­ schaltung 111 der Steuervorrichtung 9 nachgewiesen. Ferner wer­ den die Zyklen oder die Frequenzen der ersten und zweiten Ver­ stärkersteuersignale, die das Ansteigen der Spannung durch die Signalerzeugerschaltung 112 steuern, erhöht oder erniedrigt. Mit einem derartigen Betrieb werden die ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 der ersten und zweiten Verstärkerschal­ tung 15 und 16 miteinander in Serie geschaltet und hierdurch wird die Ladespannung der Speichervorrichtung 3 zugeführt.

Wenn die Ladespannung in der Speichervorrichtung 3 erhöht wird, so wird die Umkehrblockierdiode 8 umgekehrt vorgespannt und die Spannung wird abgeschnitten. Als Ergebnis hiervon wird die Taktausgabevorrichtung 6 elektrisch von dem Anschluß auf der Niedrigpotentialseite, welcher als Versorgungsspannungsanschluß der Leistungsversorgung 1 dient, getrennt, so daß die Treiber­ energie bzw. Antriebsenergie der Taktausgabevorrichtung nun vollständig von der Speichervorrichtung 3 zugeführt wird.

Die Speichervorrichtung 3 der zweiten Ausführungsform kann eine sekundäre Zelle verwenden, insbesondere eine sekundäre Lithium­ ionenzelle mit einer Anode, die aus Lithium-Magnesium-Oxyden zusammengesetzt ist und eine Kathode, die Lithium-Titan-Oxyde aufweist. Eine solche sekundäre Lithiumionenzelle kann eine Größe von 6,8 mm im Durchmesser, 2,1 mm in Dicke aufweisen und hat eine Spannung von 1,5 V, eine elektrische Kapazität von 1,2 mAh und stellt eine optimale Speichervorrichtung dar, da die elektrische Uhr so hergestellt ist, daß die Zelle ersetzt wer­ den kann.

Die elektrische Kapazität der sekundären Lithiumionenzelle hängt stark von der Ladespannung ab, und ist für eine Spannung von 1,5 V bis 2,6 V angepaßt. Demzufolge ist die Verstärkervor­ richtung so gesteuert, daß der Zyklus oder die Frequenz des Verstärkersteuerausgangs der Steuervorrichtung 9 so variiert wird, daß die Ladespannung zwischen 1,5 bis 2,6 V beträgt.

Es ist ferner möglich, eine aufladbare Vorrichtung als Speichervorrichtung 3 zu verwenden, wie z. B. einen Kondensator mit einer hohen Kapazität wie z. B. einen elektrischen Doppelschichtkondensator anstelle der sekundären Zelle. Wenn der elektrische Doppelschichtkondensator verwendet wird, so er­ höht sich die Spannung mit fortschreitendem Aufladen. Demzu­ folge können Spannungsteile verwendet werden, die unterschied­ liche Spannungsteilungsverhältnisse aufweisen, und bei denen die Widerstandswerte der variablen Widerstände 137 und 138 in Fig. 14 variieren, so daß die Ladespannung der Verstärkervor­ richtung ansteigt bzw. erhöht wird.

Die in der Speichervorrichtung 3 zu speichernde Ladespannung wird durch Einstellen eines Nachweispegels der Ladespannung der Verstärkerschaltung der Verstärkervorrichtung 2 zu einem Pegel durch die Spannungsnachweisschaltung 111 der Steuervorrichtung 9 gesteuert. Die Nachweisspannung der Verstärkervorrichtung 2 kann jedoch zu zwei Pegeln gesetzt werden, wobei ein oberer und ein unterer Grenzwert der in der Speichervorrichtung zu spei­ chernden Ladespannung gesetzt wird, so daß der Verstärkerbe­ trieb bei einem unteren Grenzwert der Ladespannung beginnt und der Zyklus des Spannungsanstieges durch einen oberen Grenzwert gesteuert wird.

Die Verstärkervorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform weist zwei Steuerschaltungen auf. Die Steuervorrichtung 2 kann jedoch drei oder mehr Steuerschaltungen aufweisen, wobei die ersten und zweiten Kondensatoren 22 und 23 miteinander in Serie zum Aufladen der Speichervorrichtung geschaltet sind und die ande­ ren Verstärkerschaltungen können erste und zweite Kondensatoren 22 und 23 aufweisen, die miteinander parallel zu der Leistungsversorgung zum Aufladen der Speichervorrichtung ge­ schaltet sind, so daß die Speichervorrichtung effizienter auf­ geladen werden kann.

Wenn weiterhin der erste bis dritte TBB 158, 159 und 160 der Up-/Down-Steuerschaltung 145 der Steuervorrichtung 9 gemäß der zweiten Ausführungsform Speicherelemente wie z. B. nicht flüch­ tige Speicherelemente wie MONOS oder NMOS oder Flush-ROM verwendet werden, so besteht die Möglichkeit, Daten für eine elektronische Uhr vorzusehen, die rückschreibbar sind.

Obwohl die erste und zweite Ausführungsform Beispiele zum Nach­ weisen der Ladespannung zeigen, um hierdurch das Laden oder Entladen einer Mehrzahl von Verstärkerschaltungen zu steuern, kann das Laden und Entladen durch die Ladezeit gesteuert wer­ den, die sich auf die Referenzspannungserzeugerschaltung und die Spannungsnachweisschaltung verteilt. Wenn der interne Wi­ derstand der Leistungsversorgung von vornherein bekannt ist, so ist es möglich, das Schalten bzw. Umschalten einer jeden Verstärkerschaltung so zu steuern, daß die Ladezeit 2RC oder weniger beträgt.

Fig. 21 stellt ein Blockschaltbild dar, welches einen solchen Schaltungsaufbau einer elektronischen Uhr gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei jene Elemente, die denen entsprechen, die in den Fig. 1 bis 10 gezeigt sind, durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und auf deren Erklärung verzichtet wird.

Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, daß die Steuervorrichtung der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 10 dargestellt ist, nicht verwen­ det wird und daß die Taktausgabevorrichtung 6 die Verstärkervorrichtung 2 zum Umschalten der Verbindung zwischen einer Mehrzahl von Kondensatoren einer Mehrzahl von Verstärker­ schaltungen so steuert, daß das erste und das zweite Verstär­ kersteuersignal S1 und S2 zum Umschalten des Ladezustandes durch Leistungsversorgung 1 und des Entladezustandes durch Ver­ stärkervorrichtung 2 in Abhängigkeit von der Ladezeit ausgege­ ben wird.

Mit einem solchen Aufbau wird der Vorteil erreicht, daß die Schaltungsanordnung sehr vereinfacht werden kann, so daß die Herstellung kostengünstig erfolgt.

Durch das Bezugszeichen 8′ ist eine Umkehrblockiereinrichtung gekennzeichnet, die die gleiche wie die Umkehrblockierdiode 8 in Fig. 1 und 10 ist, und diese kann aus einem Umkehrblockierelement gebildet sein, das keine Diode ist. Dem­ zufolge kann jedes andere Umkehrblockierelement anstelle der Diode 8 in der in den Fig. 1 und 10 gezeigten elektronischen Uhr verwendet werden.

Obwohl in der ersten bis dritten Ausführungsform ein Generator vom thermoelektrischen Typ als Leistungsversorgung 1 verwendet wurde, kann eine Solarzelle oder ein elektromechanischer Generator zur Umwandlung von mechanischer Bewegung in Elektri­ zität, die durch die Bewegung eines Menschen verursacht werden, der die elektronische Uhr trägt, verwendet werden.

Wie oben beschrieben, ist in der elektronischen Uhr gemäß der vorliegenden Erfindung eine Verstärkerschaltung von wenigstens zwei Verstärkerschaltungen mit der Speichervorrichtung zum Auf­ laden der Speichervorrichtung verbunden, die Umkehrblockiervor­ richtung ist umgekehrt durch die Ladespannung vorgespannt und die Speichervorrichtung ist von der Leistungsversorgung ge­ trennt, wodurch verhindert wird, daß sie durch den internen Wi­ derstand der Leistungsversorgung beeinflußt wird, der Wider­ standswert reduziert wird und ferner die Zeitkonstante redu­ ziert wird, und ferner die Ladespannung der Verstärkerschaltung in der Speichervorrichtung schnell geladen wird.

Darüber hinaus wird eine der Verstärkerschaltungen in der Ver­ stärkervorrichtung dafür verwendet, daß die Speichervorrichtung sequenziell entladen wird und andere Verstärkerschaltungen wer­ den dafür verwendet, die Speichervorrichtung dadurch auf zu­ laden, indem die internen Kondensatoren parallel zur Leistungs­ versorgung verbunden werden, wodurch die Pulsierung der Aus­ gangsspannung der Speichervorrichtung reduziert wird.

Darüberhinaus wird die Spannung des Kondensators der Ver­ stärkerschaltung, die in Reaktion auf das Meßsignal von der Taktausgabevorrichtung geladen wird, mit der Referenzspannung an einem Abschnitt verglichen, der nahe dem Übergangspunkt liegt, und der Kondensator der Verstärkerschaltung wird sequen­ tiell zu einer anderen Schaltung umgeschaltet, wenn die Span­ nung des Kondensators die Referenzspannung überschreitet, so daß die Ladespannung in die Speichervorrichtung übertragen wer­ den kann, wodurch das Laden und Entladen effektiv durchgeführt wird.

Darüberhinaus vergleicht die Steuervorrichtung die Spannung des Kondensators der Verstärkerschaltung mit der Referenzspannung der Spannungsnachweisschaltung und verringert den Zyklus der Steuerausgabe der Signalerzeugerschaltung oder verringert die Frequenz, wenn die Spannung des Kondensators größer als der Re­ ferenzspannungswert ist oder erhöht den Zyklus der Steueraus­ gabe oder erniedrigt die Frequenz, wenn die Spannung des Kon­ densators geringer als der Referenzspannungswert ist, wobei die Ladespannung in der Speichervorrichtung auf den optimalen Wert gesetzt werden kann bzw. die Ladeeffizienz verbessert werden kann.

Demgemäß ist es möglich, eine elektronische Uhr zu schaffen, die eine elektrische Energiequelle als Leistungsversorgung wie z. B. einen Generator vom elektrothermischen Typ aufweist, der eine relativ geringe Spannung erzeugt, und darüber hinaus rela­ tiv wenig Leistung erzeugt, dafür aber einen großen internen Widerstand aufweist.

Claims (10)

1. Elektronische Uhr mit:
einer Leistungsversorgung (1) zum Erzeugen elektrischer Energie unter Verwendung externer Energie,
einer Verstärkervorrichtung (2) mit wenigstens zwei Verstärker­ schaltungen (15, 16) zum sequentiell wiederholten Laden durch die Leistungsversorgung (1), Verstärken einer Ladespannung und Entladen der verstärkten Ladespannung,
einer Speichervorrichtung (3) zum Speichern der durch die Ver­ stärkervorrichtung (2) entladenen Ladung,
einer Taktausgabevorrichtung (6), die mit einem Ausgabeanschluß der Speichervorrichtung (3) verbunden ist und ebenfalls mit der Leistungsversorgung (1) durch eine Umkehrblockiervorrichtung (8) verbunden ist, zum Verhindern, daß die gespeicherte Span­ nung umgekehrt zu der Leistungsversorgung (1) fließt und
eine Steuervorrichtung (4, 5, 7; 9) zum Ausgeben eines Steuersignals zum Umschalten zwischen Laden und Entladen einer jeden der Verstärkerschaltungen (15, 16) der Verstärkervorrich­ tung (2).

2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktausgabevorrichtung (6) die Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignales zum Umschalten zwischen Laden und Entladen in Übereinstimmung mit der zum Laden einer jeden Ver­ stärkerschaltung (15, 16) der Verstärkervorrichtung (2) benötigten Zeit aufweist.

3. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Referenzspannungserzeugerschal­ tung (11) und eine Spannungsvergleichsschaltung (12) aufweist, und bei der eine Referenzspannung, die durch die Referenzspan­ nungserzeugerschaltung erzeugt wird, mit einer Spannung vergli­ chen wird, die in einem Kondensator (22) einer ladenden Verstärkerschaltung der Verstärkervorrichtung (2) geladen ist, zum Ausgeben des Steuersignales.

4. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgabeanschluß der Speichervorrichtung (3) mit der Taktausgabevorrichtung (6) über eine Schaltvorrichtung (7) verbunden ist und weiterhin eine Spannungskomparatorvorrichtung (12) aufweist, die Spannungskomparatorvorrichtung (12) eine gespeicherte Spannung in der Speichervorrichtung (3) mit einer Versorgungsspannung der Leistungsversorgung (1) vergleicht, so daß die Schaltvor­ richtung (7) ausgeschaltet werden kann bis die gespeicherte Spannung die Versorgungsspannung erreicht und zum Anschalten der Schaltvorrichtung (7) nachdem die gespeicherte Spannung die Versorgungsspannung erreicht.

5. Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Uhr, wobei die elektronische Uhr aufweist:
eine Leistungsversorgung (1) zum Erzeugen einer elektrischen Energie unter Verwendung externer Energie,
eine Verstärkervorrichtung (2) mit wenigstens zwei Verstärker­ schaltungen (15, 16) mit einer Mehrzahl von Kondensatoren (22, 23),
eine Speichervorrichtung (3) zum Speichern einer Ladung, die durch die Verstärkervorrichtung (2) entladen wird,
eine Taktausgabevorrichtung (6), die mit einem Ausgabeanschluß der Speichervorrichtung (3) verbunden ist, und ferner mit der Leistungsversorgung (1) über ein Umkehrblockiervorrichtung (8) verbunden ist, damit verhindert wird, daß die gespeicherte Spannungsrevers zu der Leistungsversorgung (1) fließt und
eine Spannungskomparatorvorrichtung mit einer Referenzspannungserzeugerschaltung (11) und einer Spannungskom­ paratorschaltung (4, 5) zum Vergleichen einer Referenzspannung, die durch die Referenzspannungserzeugerschaltung erzeugt wurde, mit einer Spannung, die in dem Kondensator (22) der Ladeschal­ tung (15, 16) der Verstärkervorrichtung (2) geladen ist, zum Ausgeben eines Steuersignales zum Schalten zwischen Laden und Entladen der Verstärkerschaltungen (15, 16) der Verstärkervor­ richtung (2), wobei das Verfahren aufweist:
Verbinden einer Mehrzahl von internen Kondensatoren (22, 23) von einer aus einer Mehrzahl von Verstärkerschaltungen (15, 16) der Verstärkervorrichtung (2) in Reihe miteinander zum Entladen in die Speichervorrichtung (3) und Verbinden einer Mehrzahl von internen Kondensatoren (22, 23) anderer Verstärkerschaltungen (15, 16) parallel zu der Leistungsversorgung (1) zum Laden der Speichervorrichtung (3), Vergleichen einer Spannung eines Kon­ densators (22) der ladenden Verstärkerschaltung (15, 16) mit einer Referenzspannung, die durch die Referenzspannungserzeugerschaltung (11) erzeugt wurde, durch die Spannungskomparatorschaltung (12) in Reaktion auf ein Meß­ signal, welches durch die Taktausgabevorrichtung (6) ausgegeben ist und sequentielles Entladen der Spannung der Verstärker­ schaltungen (15, 16) in die Speichervorrichtung (3) jedesmal dann, wenn die Spannung die Referenzspannung überschreitet.

6. Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Uhr nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannung in der Nähe eines Übergangspunktes (M) der Ladekennlinie eines jeden Kondensators (22, 23) einer ladenden Verstärkerschaltung (15, 16) als Referenzspannung in der Referenzspannungserzeugerschal­ tung erzeugt ist.

7. Elektronische Uhr mit:
einer Leistungsversorgung (1) zum Erzeugen elektrischer Energie unter Verwendung externer Energie,
einer Verstärkervorrichtung (2) mit wenigstens zwei Verstärker­ schaltungen (15, 16) zum sequentiellen wiederholten Laden durch die Leistungsversorgung (1) und zum Verstärken einer geladenen Spannung und zum Entladen der verstärkten Spannung,
einer Speichervorrichtung (3) zum Speichern einer durch die Verstärkervorrichtung (2) entladenen Ladung,
eine Taktausgabevorrichtung (6), die mit einem Ausgabeanschluß der Speichervorrichtung (3) verbunden ist und ferner mit der Leistungsversorgung (1) über eine Umkehrblockiervorrichtung (8) zum Verhindern, daß die gespeicherte Spannung zurück in die Leistungsversorgung (1) fließt verbunden ist, zum Ausgeben ei­ nes Taktsignales und
eine Steuervorrichtung (9) zum Steuern von Zyklen des Ladens und Entladens einer jeden Verstärkerschaltung der Verstärkervorrichtung in Reaktion auf das Taktsignal, welches durch die Taktsignalausgabevorrichtung (6) ausgegeben wird und eine Spannung eines Kondensators (22) der ladenden Verstärker­ schaltung (15, 16) in der Verstärkervorrichtung (2).

8. Elektronische Uhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung (5, 16) der Verstärkervorrichtung (2) eine Mehrzahl von Kondensatoren (22, 23) aufweist und Um­ schaltvorrichtungen zum Verbinden eines jeden Kondensators in parallel zu der Leistungsversorgung (1) beim Laden der Verstär­ kerschaltung (15, 16) und zum Verbinden eines jeden Kondensa­ tors (22, 23) in Serie mit der Speichervorrichtung (3) beim Entladen der Verstärkerschaltungen (15, 16) aufweist.

9. Elektronische Uhr nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Referenzspannungserzeugerschaltung (110) zum Erzeugen einer Re­ ferenzspannung, eine Spannungsnachweisschaltung (111) zum Ver­ gleichen der Referenzspannung und der Spannung des Kondensators (22) der ladenden Verstärkerschaltung (15, 16) in der Verstär­ kervorrichtung (2) und zum Ausgeben eines Nachweissignales und eine Signalerzeugerschaltung (112) zum Ausgeben eines Verstär­ kersteuersignales zum Steuern von Zyklen des Ladens und Entla­ dens einer jeden Verstärkerschaltung (15, 16) der Verstärker­ vorrichtung (2) in Reaktion auf das Nachweissignal und das Taktsignal aufweist.

10. Elektronische Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugerschaltung (112) eine Auf-/Ab-Steuerschal­ tung (145) zum Bestimmen eines Zyklus des Verstärkersteuersignales, eine Frequenzregulatorschaltung (148), die in Reaktion auf den durch die Auf-/Ab-Steuerschal­ tung (145) bestimmten Zyklus betreibbar ist, und eine Verstär­ kersteuerschaltung (147) zum Ausgeben des Verstärkersteuersi­ gnales in Reaktion auf eine Ausgabe der Frequenzregulatorschal­ tung (148) aufweist.