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DE3016762C2 - Nachweiseinrichtung in einer elektronischen Uhr - Google Patents

Nachweiseinrichtung in einer elektronischen Uhr

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Publication number
DE3016762C2
DE3016762C2 DE3016762A DE3016762A DE3016762C2 DE 3016762 C2 DE3016762 C2 DE 3016762C2 DE 3016762 A DE3016762 A DE 3016762A DE 3016762 A DE3016762 A DE 3016762A DE 3016762 C2 DE3016762 C2 DE 3016762C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
detection
coil
magnetic field
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3016762A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3016762A1 (de
Inventor
Masaaki Mandai
Shuji Otawa
Katsuhiko Tokio/Tokyo Sato
Masaharu Shida
Akira Torisawa
Makoto Ueda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments And Electronics Ltd Tokio/tokyo
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments And Electronics Ltd Tokio/tokyo, Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments And Electronics Ltd Tokio/tokyo
Publication of DE3016762A1 publication Critical patent/DE3016762A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3016762C2 publication Critical patent/DE3016762C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/143Means to reduce power consumption by reducing pulse width or amplitude and related problems, e.g. detection of unwanted or missing step
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/028Electrodynamic magnetometers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine i Jachweiseinrichtung in einer elektronischen Uhr entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Damit in Quarzarmbanduhre . verwendbare Schrittmotoren eine möglichst geringe Antriebsleistung erfordern, sind eine Reihe von Vorschlägen bekannt, mit denen der Wirkungsgrad der elektromechanischen Umwandlung durch den Schrittmotor verbessert werden soil. Um den Stromverbrauch des Schrittmotors zu verringern, ist ferner bereits ein Korrektur-Antriebsverfahren bekannt, bei dem der Schrittmotor im normalen Antriebszustand mit geringer Leistung angetrieben wird, während ein Antrieb mit höherer Leistung erfolgt, wenn der Rotor sich aus irgendeinem Grund nicht normal dreht.
Bei Verwendung eines derartigen Korrektur-Antriebsverfahrens ist es wichtig, den Drehzustand des Rotors nachzuweisen, um einen geeigneten Antrieb des Rotors mit Impulsen größerer Impulsdauer auch dann zu erzielen, wenn beispielsweise ein störendes äußeres Magnetfeld auftritt F i g. 1A zeigt einen bekannten bipolaren Schrittmotor zum Antrieb der Uhrzeiger und Fig. IB einen Impulszug zum Antrieb dieses Schrittmotors.
Durch Zufuhr des in Fi g. IB dargestellten Impulszugs zu der Spule 3 des Schrittmotors wird dessen Stator 1 magnetisiert und der Rotor 2 um 180° durch abstoßende und anziehende Kräfte zwischen dem Stator 1 und den Magnetpolen des Rotors 2 gedreht. Dabei wird die Breite des der Spule zugeführten Antriebsimpulses so gewählt, daß ein ausreichendes Antriebsdrehmoment an dem Ausgang des Motors bei allen auftretenden Betriebsbedingungen erzielt wird. Insbesondere ist eine Erhöhung der Impulsbreite erforderlich, wenn die Einrichtung zur Datumanzeige angetrieben werden meß, wenn sich der innere Widerstand der Batterie erhöht, oder wenn die Batteriespannung absinkt.
Es ist deshalb bereits der Vorschlag bekannt, den Schrittmotor mit einem Impuls mit einer kleinen Impulsbreite anzutreiben, wodurch im Normalfall ein kleines Ausgangsdrehmoment erzielt wird. Wenn der Schrittmotor bei Erhöhung der Belastung angehalten wird, erfolgt ein Antrieb mit einem Impuls mit größerer Impulsbreite, um ein ausreichend hohes Ausgangsdrehmoment zu erzielen. Wenn verhältnismäßig kleine Armbanduhren kostensparend hergestellt werden sollen, bestehen jedoch wesentliche Schwierigkeiten spezielle Nachweiselemente wie mechanische Kontakte oder Hall-Elemente zum Nachweis des Drehzustands des Rotors vorzusehen. Der Drehzustand des Rotors kann beispielsweise dadurch nachgewiesen werden, daß durch die Vibration des Rotors im rotierenden bzw. nicht rotierenden Zustand eine unterschiedliche Spannung nach der Zufuhr des Antriebsimpulses induziert wird.
F i g. 2 zeigt eine bekannte Nachweisschaltung (DE=OS 24 09 925), die auch bei der Erfindung anwendbar ist. Die Schaltung enthält n-Kanal-FET-Gatter 4b, 5t> und p-Kanal-FET-Gatter 4a, 5a, denen getrennte Eingänge zugeordnet sind. Die η-Gatter 4b, 5b und die p-Gatter 4a, 5a werden gleichzeitig nicht leitend. Die Schaltung enthält Nachweiswiderstände 6a, 6b zum Nachweis des Drehzustands des Rotors 2, sowie η-Gatter 7a, Tb zum Anschaltender Nachweiswiderstände.
F i g. 3 zeigt einen Impulszug, der bei dem bekann'en Korrektur-Antriebsverfahren verwendet wird. Wenn an die Spule 3 in Fig. 2 eine Spannung angelegt wird, fließt ein Strom durch einen Stromkanal 9 während eines Zeitintervalls a in Fig. 3. Während des Zeitintervalls b in Fig. 3 wird die Schaltung auf eine geschlossene
Schleife 10 mit dem Nachweiswiderstand 66 umgeschaltet Dann tritt eine durch die Vibration des Rotors 2 induzierte Spannung nach Zufuhr des Antriebsimpulses an einem Anschluß 86 auf. Wenn ein dem nicht rotierenden Zustand entsprechendes Signal während des Zeitintervalls b festgestellt wird, wird der Schrittmotor durch einen ausreichend langen Impuls entsprechend den Betriebsbedingungen der Uhr während eines Zeitintervalls c in F i g. 3 über den Stromkanal 9 in F i g. 2 geeignet angetrieben.
Zur Erläuterung des Nachweises des Drehzustands des Rotors zeigt F i g. 4 Wellenformen der Stromstärke des durch die Spule 3 des Schrittmotors fließenden Stroms, wenn der Spulenwiderstand 3 Ι<Ω und die Windungszahl 10 000 beträgt Der Stromverlauf während des Zeitintervalls a entspricht dem Antriebsimpuls von 3,9 msec Impulsbreite und zeigt etwa dieselbe Wellenform unabhängig von dem Drehzustand des Rotors. Die Wellenformen während des Zeitintervalls b betreffen die durch die Vibration des Rotors 2 induzierte Antriebsimpulse nach Zufuhr eines Antriebsimpulses. Diese Wellenformen sind stark von dem Drehzustand des Rotors abhängig, sowie davon, ob eine Last angeschlossen ist oder nicht Die Wellenform b 1 in F i g. 1 während des Zeitiniervalls b betrifft den Fall, bei dem der Rotor 2 sich dreht während die Wellenform 62 den Fall betrifft, daß sich der Rotor 2 nicht dreht Die Nachweisschaltung in F i g. 2 wurde vorgeschlagen, um den Unterschied der Stromstärke in Abhängigkeit von dem Drehzustand des Rotors feststellen zu können. Die Schaltung wird auf die geschlossene Schleife 10 während des Zeitintervalls b in F i g. 4 umgeschaltet, wodurch der durch die Vibration des Rotors 2 induzierte Strom durch den Nachweiswiderstand 6b fließt und eine größere Spannung an dem Anschluß 86 im Vergleich dazu auftritt, daß ein Nachweiswiderstand nicht vorgesehen ist Da der in der Normalrichtung während des Zeitintervalls 6 fließende Strom umgekehrt im Vergleich zu dem Nachweiswiderstand 66 ist, ist die auftretende Spannung negativ.
Das n-Gatter 56 dient als Diode und nutzt VSSaIs Anodenspannung, weil ein p-n-Überga«^ zwischen Drain und p-Source im nicht leitenden Zustand vorhanden ist Deshalb wird die negative Spannungen, Anschluß 86 durch das η-Gatter, welches als Diode dient, die Vorwärtsspannung, und der Vorwärtsstrom fließt in das n-Gatter 56. Da die Impedanz beim Fließen eines Vorwärtsstroms durch das n-Gatter 56 niedrig ist, wird der Rotor gedämpft ^
Die Relation zwischen der Arbeitsweise des Rotors 2 und der^, Nachweissignal soll in Verbindung mit F i g. 5 erläutert werden. Fi g. 5 zeigt die Relation zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2. Der Stator 1 ist mit inneren Ausnehmungen 16a, 166 versehen, welche das Fortschaltdrehmoment bestimmen, sowie mit äußeren Ausnehmungen 15a, 156, welche die einstückige Ausbildung des Stators ermöglichen, im Gegensatz zu einem an diesen Stellen getrennten zweistückigen Stator. Im Ruhezustand des Rotors 2 (F i g. 5A) sind die Magnetpole N und S um 90° zu den Ausnehmungen 16a, 166 versetzt
F i g. 5B zeigt den Zustand, bei dem der Antriebsknpuls dem Rotor zugeführt wird, wobei sich der Rotor in Richtung eines Pfeils 17 dreht Da die Impulsbreite des Antriebsimpuises nicht mehr als 3,9 msec beträgt, ist der Impuls beendet, wenn der Rotor mit seinen Magnetpolen in die Nähe der inneren Ausnehmung gelangt Beim Anschluß einer schweren Last kann sich der Rotor nicht vollständig drehen und dreht sich in der umgekehrten Richtung (Fig.5C). Dann gelangen die Magnetpole des Rotors in die Nähe der äußeren Ausnehmungen 15a, 156, so daß ein großer Strom in der Spule erzeugt wird. Da jedoch dann die Schaltung in F i g. 2 die geschlossene Schleife 10 aufweist, tritt die negative Spannung an dem Anschluß 86 auf und ein Vorwärtsstrom fließt in dem als Diode dienenden n-Gatter 56, wodurch der Rotor 2 gedämpft wird. Deshalb wird der Rotor 2 schnell verzögert und die <*irch die Vibrationen des Rotors 2 induzierte Spannung ist danach klein. Jm Falle einer geringen Last dreht sich der Rotor aufgrund seiner Trägheit, so daß der Roior 2 sich in Richtung des Pfeils 19 in F i g. 5D dreht Da der durch den Rotor 2 zu diesem Zeitpunkt erzeugte Magnetfluß in einer Richtung quer zu den äußeren Ausnehmungen 15a, 156 verläuft, ist zu Beginn der induzierte Strom klein. Eine große Stromstärke wird erzeugt, wenn sich die Magnetpole zu den angrenzenden Teilen der äußeren Ausnehmungen 15a, 156 drehen.
Da dann die negative Spannung an dem Anschluß 86 der geschlossenen Schleife 10 vorhandeü ist, wird der Rotor d'irch den Diodeneffekt dc;i n-Gatters 56 gedämpft Danach passiert der Rotor die Ruhelage in F ig. 5A und die Spannung zum Nachweis des Drehzustands des Rotors 2 tritt an dem Anschluß 86 in F i g. 2 auf, wenn der Rotor in die Ruhelage zurückgelangt
Die Wellenform 20 in F i g. 6A ist die Spannungswellenform an dem Anschluß 86, wenn sich der Rotor 2 dreht. Das Zeitintervall a ist «lie Zeitspanne, während der der Antriebsimpuls mit 3,9 msec zugeführt wird.
Im Zeitintervall a ist der Stromkanal θ in F i g. 2 angeschaltet, dessen VDD ·.·· 1,57 V. Im Zeitintervall 6 tritt die Wellenform der Spannung auf, die durch die Vibrationen des Rotors in der geschlossenen Schleife 10 in F i g. 2 induziert wird. Die negative Spannung wird auf etwa 0,5 V durch den Diodenefiekt des n-Gatters 56 festgeklemmt und der Scheitelwert der positiven Spannung beträgt 0,4 V. Die Wellenform 21 zeigt die Spannungswellenform des Anschlusses 86, wenn sich der Rotor 2 nicht dreht und der Scheitelwert der positiven Spannung beträgt weniger als 0,1 V. Der Drehzustand des Rotors kann deshalb durch den Unterschied zwischen den beiden Scheitelspannungen festgestellt werden. Obwohl die Differenz zwischen den beiden Scheitelspannungen gering ist, ist es ohne weiteres möglich, diese Spannungen durch das im folgenden noch zu beschreibende Verfahren zu verstärken.
Die Schleifen 10 und 11 in F i g. 2 werden abwechselnd während des Zeitintervalls 6 in F i g. 6A geschlossen, ω Da die beiden Enden der Spule 3 durch die n-Gatter 46,56 kurzgeschlossen sind, die im leitenden Zustand einen Widerstand von etwa 100 Ω aufweisen, wird durch die Schwingungen des Rotors ein großer Strom in der Schleife 11 erzeugt. Wenn jedoch die Schleife 10 angeschaltet wird, fließt der Strom entsprechend der induktiven Komponente der Spule 3 durch den Na.chweiswiderstand 66. Deshalb tritt die hohe Scheitelspannung während des entsprechenden Zeitpunkts über den Nachweiswiderstand 66 auf. Die Spaupungswellenform 20 (F i g. 6B) an dem Anschluß 86 wird durch den Rotor 2 induziert wenn die Schleifen 10 und 11 in Fig.2 abwechselnd geschlossen werden. ^ i g. 6C zeigt die Spannungswellenformen 22 und 23 bei Vergrößerung der Zeitachse. Die Scheitelspannung ist um etwa 30 μϊεο gegenüber dem Zeitpunkt verzögert, in der die Schleife 10 geschlossen
wird. Die Verzögerung der Scheitelspannung wird durch die kapazitive Komponente zwischen Drain und Source des η-Gatters Sb verursacht. Die Nachweissignale können ohne weiteres mehrfach mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens verstärkt werden, so daß sich eine gute Nachweismöglichkeit für den Dtehzustand des Rotors 2 ergibt. Obwohl es an sich möglich ist, den Drehzustand mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens nachzuweisen, weist dieses Nachweisverfarn en noch einen wesentlichen Nachteil auf. Wenn der Schrittmotor einem äußeren magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, wird in der Spule 3 durch das äußere magnetische Wechselfeld eine Spannung induziert, so daß durch den Nachweiswiderstand ermittelt werden kann, daß sich der Rotor dreht, obwohl sich der Rotor tatsächlich nicht dreht. Deshalb ist eine ausreichende magnetische Abschirmung (antimagnetische Charakteristik) zu berücksichtigen. Wenn z. B. eine Impulsbreite von 3,9 msec zum i« normalen Antrieb des Schrittmotors vorgesehen ist, kann mit dieser Charakteristik ermittelt werden, welche magnetische Abschirmung zur Verhinderung des Anhaltens des Schrittmotors beim Auftreten eines äußeren magnetischen Wechselfelds erforderlich ist. F i g. 7 zeigt die antimagnetischc Charakteristik, woraus hervorgeht, daß sie weniger als 3 Oersted bei einer Impulsbreite von 3,9 msec beträgt.
Deshalb ist eine sehr gute magnetische Abschirmung erforderlich, wenn der Schrittmotor mit dem Korrektur-Antriebsverfahren angetrieben werden soll. Ein Nachteil einer derartigen magnetischen Abschirmung ist deshalb darin zu sehen, daß dadurch nicht nur die Herstellungskosten sondern auch die Größe und Dicke der Uhr vergrößert werden.
Andererseits besteht die Möglichkeit, die normale Impulsbreite entsprechend der Last zu ändern, um den
Stromverbrauch des Schrittmotors möglichst gering zu halten. Bei einem derartigen Antriebsverfahren wird der Rotor durch einen Impuls mit einer minimalen Impulsbreite angetrieben, so daß sich der Rotor im Falle einer leichten Last noch drehen kann, beispielsweise wenn die Datumanzeigeeinrichtung nicht angetrieben werden muß. Dabei ergibt sich jedoch eine weitere Verschlechterung der antimagnetischen Eigenschaften, wie aus Fig.7 hervorgeht. Deshalb ist es erforderlich, die antimagnetischen Eigenschaften durch Verwendung einer Abschirmplatte oder dergleichen zu verbessern. Deshalb kann die Zielsetzung dieses Verfahrens, nämlich die Verringerung des Stromverbrauchs für den Schrittmotor zum Zwecke der Verringerung der Dicke und der Größe der Uhr noch nicht zufriedenstellend erreicht werden.
Bei der bekannten Nachweiseinrichtung der eingangs genannten Art: (DE-OS 28 17 645) besteht deshalb die Schwierigkeit, daß bei verhältnismäßig kleinen Impulsbreiten dtj Antriebsimpulses die Nachweiseinrichtung nicht mehr richtig arbeitet, weil beim Auftreten eines äußeren magnetischen Wechselfelds eine Spannung in der Spule induziert wird, so daß auch dann ein die erfolgte Drehung des Rotors anzeigendes Signal auftreten kann, obwohl sich der Rotor beispielsweise wegen des erforderlichen Antriebs der Datumanzeigeeinrichtung und der dadurch verursachten Erhöhung der Motorlast nicht gedreht hat. Diese Schwierigkeit könnte durch eine ausreichende magnetische Abschirmung vermieden werden, die jedoch den Nachteil bringt, daß damit die Dicke der Uhr vergrößert werden muß.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Nachweiseinrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß mit möglichst geringem Aufwand erreicht werden kann, daß die Nachweiseinrichtung auch beim Auftreten äußerer magnetischer Felder richtig arbeitet, so da" auch bei zur Verringerung des Stromverbrauchs benutzten normalen Antriebsimpulsen mit minimaler Impulsbreite ausreichend antimagnetische Eigenschaften der Nachweiseinrichtung erzielt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. IA eine perspektivische Ansicht eines an sich bekannten Schrittmotors der in Verbindung mit einer Nachweiseinrichtung gemäß der Erfindung verwendbar ist;
Fig. IB einen Impulszug zum Antrieb des Schrittmotors in Fig. IA;
Fig. 2 ein Teilschaltbild einer an sich bekannten Treiber-Nachweisschaltung für eine Nachweiseinrichtung gemäß der Erfindung;
F i g. 3 einen Impulszug zum Antrieb des Schrittmotors mit Hilfe des bekannten Korrektur-Antriebsverfahrens;
so F i g. 4 durch Vibrationen des Rotors in Abhängigkeit von dessen Drehzustand induzierte Wellenformen:
F i g. 5A bis SD unterschiedliche Drehlagen des Rotors beim Antrieb des Schrittmotors in F i g. 1A;
F i g. 6A in dem Nachweiswiderstand induzierte Spannungswellenform in Abhängigkeit vom Drehzustand des Rotors;
F i g. 6B in dem Nachweiswiderstand induzierte Spannungswellenform beim Schließen einer Schleife mit einem hohen Widerstand und beim Schließen einer Schleife mit einem niedrigen Widerstand in Abhängigkeit von dem Drehzustand des Rotors;
F i g. 6C eine auseinander gezogene Darstellung der Wellenformen 22 und 23 in F i g. 6B;
F i g. 7 die antimagnetische Charakteristik in Abhängigkeit von der Ereite der Antriebsimpulse;
F i g. 8 einen Impulszug von Antriebsimpulsen für eine Einrichtung gemäß der Erfindung;
F i g. 9 eine Schnittansicht einer Quarzarmbanduhr;
F ί g. 10 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung für eine Nachweiseinrichtung gemäß der Erfindung;
F i g. 11A ein Schaltbild eines Teils der Treibernachweisschaltung;
F i g. 11B ein Schaltbild eines Komparator für die Treibernachweisschaltung;
F i g. 12A Ausgangssignale der Wellenformschaltung bei einer Nachweiseinrichtung gemäß der Erfindung;
F i g. 12B ein Schaltbild eines Ausfühningsbeispiels der Steuerschaltung, der die Signale in F i g. 12A zuführbar sind;
Fig. 13 eine graphische Darstellung des Antriebsdrehmoments für den Minutenzeiger in Abhängigkeit von der Impulsbreite des Antriebsimpuises;
Fig. 14 Wellenformen von Antriebsimpulsen zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Korrektur-An- j
triebsverfahren, bei dem die Impulsbreite entsprechend der Änderung der Last geändert wird, und dem Nachweis des magnetischen Wechselfelds in einer Einrichtung gemäß der Erfindung; ';
F i g. 15A ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Ausgangssignale der Wellenformschaltung; und ;j
Fig. 15B ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung, der die Signale in Fi g. I5A zugeführt wer- 5 ;;j den. :j
F i g. 8 zeigt die Signale, die an den Anschlüssen 8a, Sb in F i g. 2 bei einer Nachweiseinrichtung gemäß der ψ
Ei i.ndung auftreten. Dabei ist a die Dauer eines normalen Antriebsimpulses, b ein Zeitintervall entsprechend m
einem rotierenden oder nicht rotierenden Zustand des Rotors, cein Korrekturimpuls zum erneuten Antrieb des Schrittmotors, wenn der Rotor sich nicht dreht, ft'ein Zeitintervall, in dem der Rotor durch den Korrekturimpuls von dem Startzustand in die Ruhelage angetrieben wird, und dein Zeitintervall entsprechend der Ruhelage des Rotors. Eine in der Spule 3 in F i g. 2 induzierte Spannung wird in dem Zeitintervall dentsprechend dem Zustand der Ruhelage des Rotors nachgewiesen. Wenn eine derartige Spannung nachgewiesen wird, ist der Schrittmotor einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt, weshalb der nächste normale Antriebsimpuls eine Impulsbreite erhält, durch die welche die antimagnetischen Eigenschaften gegen ein Wechselfeld verbessert und damit die erwähnten Nachteile bekannter vergleichbarer Nachweiseinrichtungen vermieden werden können. Die Impulsbreite zur Verbesserung der antimagnetischen Eigenschaften kann ohne weiteres der graphischen Darstellung in F i g. 7 entnommen werden.
F i g. 9 zeigt eine elektronische Uhr gemäß der Erfindung, die eine Basisplatte 60, einen Spulenblock 61, einen Stator 62, eine Brücke 63 mit einem Rotor, Getriebezug, etc., eine Batterie 64, einen Quarzkristall 65 sowie einen Schaltungsblock 66 mit einer Schaltung gemäß der Erfindung und einer daran angeordneten integrierten Schaltung aufweist.
Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung der Uhr in Fig.9. Die Schaltung enthält eine Oszillatorschaltung 90 mit einem Schwingquarz mit 32 768 Hz. Das Ausgangssignal des Oszillators wird durch einen Frequenzteiler 91, der aus einer Flipflopschaltung mit 15 Stufen besteht, in Signale von 1 Sekunde Dauer unterteilt. Die Ausgangssignale jeder Stufe der Flipflopschaltung werden in einer Wellenformschaltung 95 zusammengesetzt Die Antriebsimpulse für den Schrittmotor und die Taktimpulse für den Nachweis werden mit Hilfe von UND-Schaltungen, ODER-Schaltungen, Flipflopschaltungen oder dergleichen gebildet. Ein Treibernachweisteii 93 enthält die Schaltung in Fig.2 und einen Komparator 84 (Fig. 11 B) der das Nachweissignal prüft, das an den Anschlüssen 8a und 86 auftritt. Der Treibernachweisteil 93 liefert seine Ausgangssignale an eilten Schrittmotor 94 und weist eine Verbindung zu einem Steuerteii 92 auf, über die das Nachweissignal rückgekoppelt wird.
Die Wellenformschaltung 95 erzeugt das Signal für den Steuerteii mit Hilfe des von dem Frequenzteiler erzeugten Signals. Zunächst soll der Treibernachweisteil 93 beschrieben werden, der für die beiden im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele verwendbar ist.
F i g. 11A zeigt einen Teil der Treiberschaltung in dem Treibernachweisteil. Ausgangsanschlüsse 101 —106 in F i g. 1IA sind mit Eingangsanschlüsser· mit denselben Bezugszeichen in F i g. 2 verbunden. Anschlüsse 107a und 1070 sind mit Anschlüssen 107a und 1076 in Fig. 11B verbunden. Eingangsanschlüsse 147a und 1476 in Fig. HA dienen zum Schließen der Schleife 10 in Fig.2 bei einem hohen Niveau und ein Anschluß 122 ändert den Zustand einer Flipflopschaltung 74, weiche die Stromrichtung in dem Schrittmotor steuert. Der Anschluß 122 s j ändert den Zustand der Flipflopschaltung 75 durch die positive Kante des Eingangssignals, wenn das Signal PD3 in F i g. 12A und 15A zugeführt wird.
Die Schaltung in F i g. 1IA enthält ein Flipflop 74, das invertiert wird, wenn das Signal PD3 auf dem Anschluß 122 dem Anschluß CL von FF 74 über einen Inverter 73 zugeführt wird. Der Ausgang Q des FF 74 ist mit UND-Gattern 75,76 und 71 verbunden, und der Ausgang Q mit UND-Gattern 77,78 und 72. Ein Anschluß 146 ist mit UND-Gattern 75 und 77 verbunden. Ein Anschluß 147a ist mit UND-Gattern 71, 72 und einem ODER-Gatter 70 verbunden. Ein Anschluß 1476 ist mit UND-Gattern 76, 78 und einem ODER-Gatter 70 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 75 ist mit dem Anschluß 101 und mit einem NOR-Gatter 81 über einen Inverter 79 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 76 ist mit dem Anschluß 105 und einem NOR-Element 81 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 77 ist mit dem Anschluß 102 und einem NOR-Element 82 über einen Inverter 80 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 78 ist mit dem Anschluß 106 und einem ODER-Gatter 82 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 71 ist mit einem NOR-Element 81 verbunden, dessen Ausgang mit dem Anschluß 103 verbunden ist Der Ausgang des UND-Gatters 72 wird einem NOR-Element 82 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Anschluß 104 verbunden ist Der Ausgang des ODER-Gatters 70 ist mit dem Anschluß 107 verbunden.
F i g. 11B zeigt einen Spannungsnachweisteil, der einen Teil der Treibernachweisschaltung 93 bildet Die Anschlüsse 8a und 86 in F i g. 2 sind mit den betreffenden Anschlüssen in F i g. 11B verbunden. Der Anschluß 107 in F i g. 11A ist mit dem Anschluß 107 in F i g. 11B verbunden.
Widerstände 85,86 unterteilen die zugeführte Spannung und die Teilspannungen dienen als das Bezugssignal zum Nachweis des Drehzustand des Rotors und des äußeren Magnetfelds. Ein n-Gatter 87 verhindert einen Strom in den Spannungsteilerwiderständen 85 und 86 außerhalb der Nachweisperiode. Die Ausgänge von Komparatoren 83,84 befinden sich auf dem hohen Niveau, wenn die Spannung des positiven Eingangs höher als die Spannung des negativen Eingangs ist Die Ausgangssignale der Komparatoren 83,84 werden einer ODER-Schaltung 88 zugeführt, deren Ausgangssignale einem UND-Gatter 89 zusammen mit dem Signal von dem Anschluß 107 zugeführt wird. Das Nachweis-Ausgangssägna! wird einem Anschluß 110 zugeführt
F i g. 12A zeigt die Ausgangssignale des Wellenformteils 95 in F i g. 10. Die Ausgangssignale des Wellenformteils werden jedem der Eingangsanschlüsse PDi, PD2, PD3, PS1, PS2 und PS3 des Steuerteils 92 in Fig. 12B zugeführt Die Wellenformen in F i g. 12A zeigen die Signale, die von dem Frequenzteiler zugeführt und durch
UND-, ODER-, NOR-, NAND-, NOT-Schaltungen und dergleichen geformt werden. POi ist ein normaler Antriebsimpuls mit einer Impulsbreite von 3,9 msec, der nach jeweils ': Sekunde erzeugt wird. PD2 ist ein Korrekturimpuls mit einer Impulsbreite von 7,8 msec. PDj ist ein Impuls mit einer Impulsbreite von 15,6 msec, der zur Verbesserung der antimagnetischen Eigenschaften dient, wenn ein magnetisches Wechselfeld nachge-. wiesen wird. PS\ ist der Impuls zum Nachweis des magnetischen Wechselfelds und zur Verstärkung des Nachweissignals. Er hat eine Impulsbreite H = 0,5 msec und L = 1,5 msec, so daß H: L = 1 :3. PS\ wird 23,4 msec vor der Anstiegszeit des Impulses PD1 erzeugt. PS2 hat eine Impulsbreite von H = 0,5 msec und L - 0,5 ms"c, so daß H': L = 1 : 1. PS2 wird 31,2 msec nach der Anstiegszeit von PD, erzeugt. Das Nachweissignal für die Drehung des Rotors soll durch den Impuls H: L = 1 :1 verstärkt werden. Tatsächlich wird jedoch
ίο die Drehung des Rotors nur in einem Intervall nachgewiesen, in dem PS3 hoch ist, also während 11,7 msec.
Ein dem Anschluß 110 in Fig. 12B zugeführtes Nachweissignal gelangt zu dem Eingang Seines Flipflops 150 über eine UND-Schaltung 156. Das Signal PS3 von dem Anschluß 142 wird einer UND-Schaltung 152 zugeführt und der Ausgang der UND-Schaltung 152 ist mit dem Eingang S eines FF 151 verbunden. Ein Signal von dem Anschluß 143 gelangt zu dem Eingang Λ des FF 151, zu einer ODER-Schaltung 154 sowie einer UND-Schaltung 158 über einen Inverter 159. Ein Ausgang Q des FF 151 ist mit einer UND-Schaltung 153 verbunden, deren Ausgang mit der ODER-Schaltung 154 verbunden ist. Der Ausgang der ODER-Schaltung 154 ist mit einer UND-ODER-Schaltung 155 verbunden. Die Ausgänge Q und Q von FF 150 sind mit der UND-ODER-Schaitung 155 verbunden, deren Ausgang mit einem Ausgangsanschluß 146 für Antriebsimpulse verbunden ist. Der Ausgang Q des FF 150 ist mit UND-Schaltungen 157 und 158 verbunden. Ein Anschluß 144 ist mit dem Eingang R des FF 150 und der UND-Schaltung 153 verbunden. Ein Anschluß 145a ist mit der UND-Schaltung 156 und einem Anschluß 147a über eine UND-Schaltung 157 verbunden. Der Anschluß 1456 ist mit einem Anschluß 1476 über eine UND-Schaltung 158 verbunden.
Wenn ein äußeres magnetisches Wechselfeld im Falle der normalen Arbeitsweise nicht auftritt, wird ein Eingangssignal für den Anschluß 110, also ein Ausgangssignal von der Nachweisschaltung für das magnetische Wechselfeld nicht erzeugt, so daß das FF150 nicht eingestellt ist. Deshalb wird der Impuls PDi mit 3,9 msec dem Anschluß 146 über die ODER-Schaltung 154 zugeführt. Wenn ein Drehsignal des Rotors dem Anschluß 110 zugeführt wird, wird FF 151 eingestellt und ein Signal von 7,8 msec von PD2 wird dem Anschluß 146 nicht zugeführt, weil der Ausgang Q von FF 151 niedrig ist. Wenn sich jedoch der Rotor nicht dreht, empfängt der Anschluß 110 nicht das Signal, das FF 151 ist nicht eingestellt und der Ausgang Q ist hoch. Deshalb wird ein Signal von 7,8 msec von PD2 dem Anschluß 146 über die UND-Schaltung 153, die ODER-Schaltung 154 und die UND-ODER-Schaltung 155 zugeführt.
Wenn die Uhr einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, und ein Nachweissignal dem Anschluß 110 zugeführt wird, ist das FF150 eingestellt, der Ausgang Q ist hoch und ein Signal von 15,6 msec von dem Anschluß 140 wird dem Anschluß 146 über die UND-ODER-Schaltung 155 zugeführt. Da das Signal von dem Anschluß 146 dem Eingangsanschluß 146 der Treiberschaltung in Fig. HA zugeführt wird, und das Signal von dem Anschluß 147a dem Anschluß 147a der Treiberschaltung in Fig. UA zugeführt wird, wird der Schrittmotor zwangsläufig durch einen Impuls von 15,6 msec von PD3 angetrieben.
Das Signa! von dem Anschluß 147ö wird dem Anschluß i47öin Fig. IiA zugeführt.
Bei dem bisher beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird ein normaler Antriebsimpuls verwendet, dessen Impulsbreite jeweils gleich ist. Um den Leistungsverbrauch des Schrittmotors in dem ersten Ausführungsbeispiel zu verringern, wird bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Schrittmotor mit Impulsen unterschiedlicher minimaler Breite angetrieben, welche der jeweiligen Motorlast entsprechen.
Fig. 13 zeigt die Beziehung zwischen der Impulsbreite des Antriebsimpulses und des Drehmoments des Schrittmotors bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei einem Antrieb mit bestimmten Impulsbreiten wird die Impulsbreite auf einen Wert a eingestellt, damit das maximale Drehmoment Tq max des Schrittmotors erzielt wird.
Bei dem Korrektur-Antriebsverfahren im ersten Ausführungsbeispiel wird die Impulsbreite des normalen Antriebsimpulses auf a2 = 3,4 msec oder a3 = 3,9 msec eingestellt, wenn ein Drehmoment Tqc für die Betätigung der Datumanzeige erforderlich ist. Wenn der Rotor mit Hilfe eines normalen Antriebsimpulses seine Drehung nicht beenden kann, wird der Korrekturimpuls zugeführt. Wenn deshalb zu oft ein Korrekturimpuls auftritt, würde deshalb der Stromverbrauch durch die normalen Antriebsimpulse und die Korrekturimpulse im Endergebnis erhöht. Tatsächlich dreht sich jedoch der Rotor selbst bei einer Impulsbreite von ao = 2,4 msec, falls keine Last angeschlossen ist Deshalb kann der Stromverbrauch des Schrittmotors weiter verringert werden, wenn der Schrittmotor mit einer Impulsbreite von ao = 2,4 msec angetrieben werden kann.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel soll deshalb der Stromverbrauch verringert werden. Die Arbeitsweise des Schrittmotors wird in Verbindung mit F i g. 14 erläutert. Der Schrittmotor wird normalerweise durch einen Impuls mit der Impulsbreite von ao = 2,4 msec angetrieben. Falls der Rotor bei dieser Impulsbreite wegen der Belastung durch die Datumanzeige seine Drehung nicht beenden kann, wird durch die Nachweisschaltung festgestellt, daß sich der Rotor nicht dreht Dann wird der Rotor durch den Korrekturimpuls angetrieben. Die
Impulsbreite des Korrekturimpulses beträgt in F i g. 15 im allgemeinen 7,8 msec. Der Antriebsimpuls wird nach einer Sekunde automatisch wieder auf eine Impulsbreite a\ = 2,9 msec eingestellt, welche etwas größer als ao = 2,4 msec ist Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 13 dreht sich jedoch dann der Rotor nicht, weil bei diesem Impuls nicht das für die Datumanzeige erforderliche Drehmoment Tqc erreicht wird, selbst wenn die Impulsbreite ai = 2,9 msec beträgt. Dann wird der Schrittmotor durch den Korrekturimpuls mit 7,8 msec angetrieben.
Danach wird die Impulsbreite des normalen Antriebsimpulses nach einer Sekunde wieder automatisch 32 = 3,4 msec Da das Drehmoment in diesem Fall größer als das für die Betätigung der Datumanzeige erforderliche Drehmoment Tqc ist, wird der Schrittmotor durch Impulse mit a2 = 3,4 msec nach jeweils einer Sekunde angetrieben. Beim Antrieb des Schrittmotors mit einer Impulsbreite von 3,4 msec ergeben sich jedoch Nachteile
hinsichtlich des Stromverbrauchs, wenn keine Belastung durch die Betätigung der Datumanzeige erfolgt. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird eine Schaltung zur Verkürzung der Impulsbreite nach jeweils N Sekunden zugerührt. Als Folge davon wird der Schrittmotor mit Impulsen von a2 = 3,4 msec /V-mal angetrieben, wonach Impulse mit a\ = 2,9 msec eraieugt werden und die Impulse ao kontinuierlich erzeugt werden. Durch dieses Antriebsverfahren kann der bekannte Schrittmotor mit geringerer Leistung angetrieben werde.i.
Fig. 15B zeigt ein Ausführungsbeispiel des Steuerteils 92 für einen Schrittmotor mit der Charakteristik in Fig. 13. Die Wellenformen in Fig. 1.5A werden von der Wellenformschaltung 95 in Fig. 10 erzeugt. Die Wellenformschaltung 95, welche die von dem Frequenzteiler 91 erzeugten Signale erhält, besteht aus einer Kombination von Gatterschaltungen.
Im folgenden sollen die in Fig. 15A. dargestellten Signale näher erläutert werden. Einer der normalen Antriebsimpulse mit Impulsbreiten von F'ac = 2,4 msec, Pa\ = 2,9 msec, Pa2 = 3,4 msec und Pa^ =· 3,9 msec wird automatisch entsprechend der Belastung des Schrittmotors ausgewählt. Der ausgewählte Impuls ist dann der normale Antriebsimpuls PDi. PD1 ist der Korrekturimpuls zum Antrieb des Schrittmotors, falls der Schrittmotor durch den Impuls PDi nicht gedreht wird. Es ergibt sich diinn ein maximales Drehmoment, wenn die Impulsbreite 7,8 msec beträgt. PD3 wird auf eine Impulsbreite von 15,6 msec eingestellt, welche die besten antimagnetisehen Eigenschaften ergibt, wenn die Nachweisschaltung feststellt, daß die Uhr einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt wird.
PSi ist ein Eingangsimpuls zum Nachweis des magnetischen Wechselfelds. Dieser Impuls hat eine Impulsbreite von L = 0,5 msec und H= i,5mscc, also ein Verhältnis von 1 :3. PS2 ist ein Impuls zum Nachweis der Drehung des Rotors mit einer Impulsbreite von L = 0,5 msec und H = 0,5 msec, also mit einem Verhältnis von 1:1. PSi iSt ein Impuls zur Bestimmung der Zeit zum Nachweis des Drehzustands des Rotors. Der Impuls PS2 beginnt einen Nachweis nach 9,8 msec, weil der normale Antriebsimpuls PA zugeführt wird, und die Impulsbreite von PSi 11,7 msec beträgt.
Die Ausgangssignale der oben beschriebenen Wellenformschaltung 95 werden den Anschlüssen in Fi g. 15B zugeführt. Die Signale Pa0, Pa1, Pa2, PD2, PD3, PS1, PS2 und PSj werden den betreffenden Anschlüssen 174,175, 176, 177, 173, 170, 168a, 1686 und 17;? zugeführt. Ein Nachweis-Ausgangssignal von dem Nachweisteil wird einem Anschluß 110 zugeführt Der Anüchluß 146 ist mit dem Anschluß 146 des Treibernachweisteils in F i g. 1IA verbunden. Die Anschlüsse 147a und 147/> sind mit den Anschlüssen 147a und i47b in F i g. 11A verbunden.
Die Arbeitsweise der Schalung mit den Anschlüssen 170,110,172,173 und der Schaltungseinheiten 183,208, 185,180,181,182,200,201, 209 und 211 entspricht genau derjenigen, die in Verbindung mit F i g. 12B erläutert wurde. Die ODER-Schaltung 204, die U ND-Schaltungen 205 und 206, die ODER-Schaltung 207 und die Flipflops 202 und 203 bilden einen Aufwärts-Abwärtszähler für zwei Bits. Ein Eingangssignal von der UND-Schaltung 200 ist ein Eingangssignal für eine Aufwärtazählung und ein Eingang von der UND-Schaltung 186 ist ein Eingangssignal für eine Abwärtszählung. Die Ausgangssignale des Aufwärts-Abwärtszählers sind die Ausgangssignale Q0, Q] von den Flipflops 202 und 203. Die Ausgangssignale des Aufwärts-Abwärtszählers werden einem Dekoder 189 zugeführt, dessen Ausgangssignale PDi in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt sind.
Tabelle 1 0
<?1 1
0 0
0 1
1
1
PD1
Pa0 = 2,4 msec
Pai = 2,9 msec
Pa2 = 3,4 msec
Pa3 = 3,9 msec
Der normale Antriebsimpuls PDi, der von dem Dekoder 189 erzeugt wird, ist derselbe wie der normale Antriebsimpuls PDj in Fi g. 12B. Dieser Impuls wird der ODER-Schaltung 201 und dem Flipflop 181 zugeführt Der normale Antriebsimpuls PDi wird einer UND-Schaltung 209 über einen Inverter 208 zugeführt, um eine Zufuhr des Nachweissignals zu dem Dekoder 189 zu verhindern, wenn der Schrittmotor durch den normalen Antriebsimpuls PD1 angetrieben wird. Deshalb tritt das Ausgangssignal von PSi nicht an dem Anschluß 147 auf, wenn der normale Antriebsimpuls zugeführt wird. Pao hat eine Impulsbreite von 2,4 msec und die normalen Antriebsimpulse PDi werden einer exklusiven NOR-Schaltung 188 zugeführt Deshalb wird ein Eingangssignal zu den N-Zähler 187 verhindert, wenn PDi = Pa0. Der N-Zähler 187 zählt jede Sekunde, wenn PDi φ Pa0. Wenn der Zähler 187 den Zählstand ΛΙ' erreicht hat, wird sein Ausgang hoch und das mit PDi synchronisierte Signal wird der ODER-Schaltung 204 zugeführt Dadurch zählt der Aufwärts-Abwärtszähler abwärts.
Wenn der Rotor sich nicht dreht, wird PD2 an die UND-Schaltung 200 abgegeben und der Zähler zählt aufwärts. Deshalb ändert sich die Impulsbreite von PD\ in folgender Weise: Pao zu Pai, Pai zu Pa2, und Pa2 zu Pa3.
Bei den beschriebenen Ausführungsheispielen werden die geschlossenen Schleifen nach Zufuhr des Antriebsimpulses angeschaltet, um das Nachweissignal zum Nachweis des Drehzustands des Rotors 2 zu verstärken, und um die Spannung zu verstärken, die aufgrund eines äußeren Magnetfelds an der Spule anliegt Deshalb ist es ;.i erforderlich, das magnetische WechseM'eld entsprechend dem Niveau der antimagnetischen Charakteristik der
■;i normalen Antriebsimpulse PDi nachzuweisen. Dabei soll die Nachweisempfindlichkeit für den Nachweis des
- äußeren magnetischen Wechselfelds erhöht werden.
(-■.- Wenn im Vergleich zu der Empfindlichkeit beim Nachweis des Drehzustands des Rotors die Empfindlichkeit
'\:i zum Nachweis des magnetischen Wechselfelds erhöht werden soll, wird das Signal zum Nachweis des äußeren
:;. magnetischen Wechselfelds durch Umschalten der offenen Schaltung in die geschlossene Schleife 11 in Fig. 2
verstärkt, wenn bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung das Magnetfeld nachgewiesen wird.
Wegen der durch das äußere Magnetfeld in der Spule induzierten Spannung fließt beim Nachweis de; Magnetfelds in der geschlossenen Schleife 11 der in Verbindung mit Fig.2 beschriebene Strom. Wenn da; n-Gatter 56 in F i g. 2 nicht leitend wird, sind die beiden Enden der Spule offen. Weil dann die Stromstärke in dei
Spule momentan Null wird, tritt in dem Anschluß 86 momentan ein unendlicher Strom auf.
Da jedoch seitst im nicht leitenden Zustand des n-Gatters 56 eine parasitische Kapazität zwischen Source unc Drain vorhanden ist, wird die parasitische Kapazität durch die elektrische Ladung aufgeladen, so daß die Spannung nicht unendlich wird sondern einen Scheitelwert erreicht, welcher der in der Spule erzeugten Span nung proportional ist Das Nachweissignal hinsichtlich des Drehzustands des Rotors wird ebenfalb entspreche«
ίο einem derartigen Prinzip verstärkt. Da jedoch das Nachweissignal durch Umschalten der geschlossenen Schleife 10 auf die geschlossene Schleife 11 in F i g. 2 bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung verstärkt wird wird der Nachweiswiderstand 66 mit dem begrenzten Wert in die Schleife 10 eingesetzt so daß die Stromände· rung bei Umschaltung des Stroms nicht so groß wie die Stromänderung ist wenn das Magnetfeld nachgewieser wird. Als Folge davon ist die Verstärkungsrate des Nachweissignals klein. Deshalb wird der Wert des Nachweis Widerstands derart ausgewählt, daß das Drehsignal des Rotors geeignet verstärkt wird. Der Drehzustand de: Rotors wird durch den Vergleich der Spannung an dem Nachweiswiderstand mit der Bezugsspannung festge stellt Obwohl die Feldstärke des äußeren magnetischen Wechselfelds relativ zu der in diesem Zusammenhan; bestimmten Bezugsspannung festgestellt wird, können geringere Feldstärken des magnetischen Wechselfeld nachgewiesen werden, weil die Verstärkung größer als die Verstärkung beim Nachweis der Rotordrehung ist
Deshalb kann unmittelbar nach dem Auftreten eines äußeren Magnetfelds der Schrittmotor mit Antriebsim pulsen ausreichender Impulsbreite angetrieben werden, wenn der Schrittmotor entsprechend dem Antriebsver fahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel angetrieben wird, bei dem die antimagnetuchen Eigenschaftei gegenüber einem äußeren magnetischen Wecbselfeld beeinflußt werden, wodurch erhebliche Vorteile erziel werden können. Da ferner die Elemente zur Verbesserung der Nachweisempfindlichkeit beim Nachweis de:
Magnetfelds nur Gatterelemente sind, sind weitere Elemente wie Widerstände und ein Spannungsdetektor nich erforderlich, welche einen gewissen Raum in der integrierten Schaltung einnehmen würden.
Im Vergleich zu bekannten Korrekturverfahren kann der Schrittmotor mit Hilfe einer Nachweiseinrichtunj gemäß der Erfindung bei verringertem Einfluß eines äußeren magnetischen Wechselfelds angetrieben werder K) daß bisher erforderliche verhältnismäßig stark abschirmende Strukturen nicht mehr benötigt werden und dii Herstellungskosten verringert werden können. Da nur eine geringere Größe oder Anzahl von Teilen erforder lieh ist und weil durch die Verringerung des Stromverbrauchs auch die Verwendung kleinerer Batterien möglicl ist ist eine weitere Verringerung der Dicke und der Größe derartiger elektronischer Uhren möglich.
Zusammenfassend sind deshalb die wesentlichen Merkmale der Erfindung in einer Nachweiseinrichtung fü eine elektronische Uhr mit einem Schrittmotor zu sehen, indem eine für den Antrieb effektive Spannuni geändert wird. Der Nachweis des äußeren Magnetfelds erfolgt mit Hilfe der in der Spule des Schrittmotor induzierten Spannung, während beide Enden der Spule offen sind, um die Nachweisempfindlichkeit zu vergrö Bern. Der Nachweis des Drehzustands erfolgt mit Hilfe einer Spannung, die über einem Element mit hohe Impedanz in einer geschlossenen Schleife erzeugt wird, welche durch das Element mit hoher Impedanz und dii Spule gebildet wird. Dabei kann auch der Drehzustand des Rotors fehlerfrei nachgewiesen werden.
Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Nachweiseinrichtung in einer elektronischen Uhr mit einem Schrittmotor und einer Schaltung zur Änderung der Antriebsimpulse des Schrittmotors in Abhängigkeit von unterschiedlichen Bedingungen, bei
    der der Drehzustand des Rotors in Abhängigkeit von Änderungen der Antriebsbedingungen mit Hilfe einer Spannung nachweisbar ist, die über einem Element mit hoher Impedanz in einer geschlossenen Schleife erzeugt wird, die aus diesem Element mit hoher Impedanz und der Spule des Schrittmotors gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, durch die eine durch ein äußeres Magnetfeld in der Spule des Schrittmotors induzierte Spannung in einem Zeitintervall entsprechend der
    ίο Ruhelage des Rotors nachweisbar ist, und daß der Schrittmotor bei dem Nachweis eines äußeren Magnetfelds zwangsweise durch einen relativ starken Impuls angetrieben wird.
    Z Nachweiseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachweis des Drehzustands des Rotors verhindert ist, wenn der Nachweis eines äußeren Magnetfelds oberhalb eines vorherbestimmten Grenzwerts erfolgt
    is 3. Nachweiseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung die
    Aktivierung der Einrichtung zum Nachweis des äußeren Magnetfelds unmittelbar vor der Zufuhr eines Antriebsimpulses zu der Spule ermöglicht und die Aktivierung der Einrichtung zum Nachweis des Drehzustands des Rotors nach Zufuhr eines Antriebsimpulses zu der Spule ermöglicht.
    4. Nachweiseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleif.? (11) zum Nachweis des äußeren Magnetfelds ein Gatterelement (5b) niedriger Impedanz und die Spule (S)enthält, daß dieses Nachweissignal durch Umschalten des Gatterelements (5b) in den nichtleitenden Zustand verstärkbar ist, und daß zur Verstärkung des Nachweissignals für den Drehzustand des Rotors eine Umschaltung von der geschlossenen Schleife (10) mit dem Element (6b) mit hoher Impedanz zu der Schleife (11) zum Nachweis des äußeren Magnetfelds durchführbar ist
    5. Nachweiseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerschaltung nach dem Auftreten eines Korrektur-Antriebsimpulses (z. B. 7,8 msec) normale Antriebsimpulse mit fortschreitend geringerer Impulsbreite (z. B. 3,9,3,4,2,9 i;nd 2,4 msec) beim Nachweis einer erfolgten Drehung des Rotors zuführbar sind.
DE3016762A 1979-05-04 1980-04-30 Nachweiseinrichtung in einer elektronischen Uhr Expired DE3016762C2 (de)

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