CN1392458A - 模拟电子时钟 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是更加可靠地控制驱动钟针的马达的旋转并防止由于过载引起的元件的异常磨损和损坏。当旋转检测单元检测到马达没有在正常驱动脉冲的作用下而旋转时，控制电路用校正驱动脉冲控制马达的旋转，校正驱动脉冲的脉冲宽度大于正常驱动脉冲的脉冲宽度。当旋转检测电路检测到马达即使在校正驱动脉冲的作用下也没有旋转时，它停止对马达的旋转控制并用通知装置通知时钟指针的移动已停止的事实。

Description

模拟电子时钟

技术领域

本发明涉及一种模拟电子时钟，其中根据马达控制装置提供的驱动脉冲控制马达旋转以驱动指针，并且它用钟针指示时间，而该钟针由马达驱动而旋转。

技术背景

包括模拟电子手表和模拟电子时钟的模拟电子时钟在传统上一直被使用，其中根据由马达控制装置提供的驱动脉冲控制马达旋转以驱动钟针，并且它用钟针指示时间，而该钟针由马达驱动而旋转。

一般来说，步进马达被用作所述马达；从控制单元向马达驱动电路提供具有小有效功率和预定宽度的正常驱动脉冲；同时马达驱动电路用与所提供的驱动脉冲的宽度具有相同宽度的脉冲驱动马达。

在某些情况下，由于供电电压的降低、马达控制装置的老化或马达驱动机制等原因，正常驱动脉冲无法控制马达的旋转。为了即使在这样一种情况下也能更高可靠性地控制马达的旋转，在向马达提供了正常驱动脉冲之后检测马达的旋转，并且，如果没有检测到旋转，则向马达提供具有有效功率高于正常驱动脉冲的有效功率的校正驱动脉冲(例如，宽度大于正常驱动脉冲的宽度)，以强制性地驱动马达(例如，参见日本特许公报No.18148/1988和日本公开特许公报No.9865/2000)。

但是，由于马达由校正驱动脉冲进行强制性的旋转，驱动马达的齿轮组将过载，这会产生元件的异常磨损和损坏的危险。

发明内容

本发明的目的是更加可靠地控制驱动钟针的马达的旋转并防止过载引起的元件的异常磨损和损坏。

根据本发明，提供一种模拟电子时钟，其中根据从马达控制装置提供的驱动脉冲控制马达的旋转以驱动钟针，并且它用钟针指示时间，而该钟针由马达驱动而旋转，其特征在于马达控制装置具有正常驱动脉冲发生单元，用于产生具有预定脉冲宽度的正常驱动脉冲；校正驱动脉冲发生单元，用于产生校正驱动脉冲，其能量高于正常驱动脉冲的能量；以及旋转检测单元，用于检测马达的旋转，其中当旋转检测单元检测到马达没有在正常驱动脉冲的作用下而旋转时，由校正驱动脉冲控制马达的旋转，而在旋转检测单元检测到马达没有在校正驱动脉冲的作用下而旋转时，停止对马达的旋转控制。当旋转检测单元检测到马达没有在正常驱动脉冲的作用下而旋转时，由校正驱动脉冲控制马达的旋转，而在旋转检测单元检测到马达没有在校正驱动脉冲的作用下而旋转时，停止马达的旋转。

马达控制装置具有旋转检测驱动脉冲发生单元，用于产生用于检测旋转的驱动脉冲，在由校正驱动脉冲控制马达的旋转之后，由用于检测旋转的驱动脉冲驱动马达，以便用旋转检测单元检测马达是否已经旋转。

校正驱动脉冲可以是宽度大于正常驱动脉冲的宽度的驱动脉冲。

可以采用一种配置，其中提供了通知装置，用于在马达控制装置已经停止控制马达的旋转时，通知指针的移动已经停止的事实。

附图说明

本发明的最佳形式将参考附图进行描述，附图中：

图1是根据用于实现本发明的模式的模拟电子时钟的方框图；

图2是根据用于实现本发明的模式的模拟电子时钟的时序图；

图3是用于实现本发明的模式中的马达驱动电路和旋转检测电路的例示；

图4是用于实现本发明的模式中的马达驱动电路和旋转检测电路的例示；以及

图5是用于解释用于实现本发明的模式中的旋转检测操作的波形图。

具体实施方式

现在将参考附图对用于实现本发明的模式进行详细描述。

图1是根据用于实现本发明的模式的模拟电子时钟的方框图，并且它示意了模拟电子手表的一个实例。

在图1中，振荡电路101通过除法电路102连接到控制电路103的输入部分。控制电路103的第一输出部分通过马达驱动电路104连接到用于驱动钟针的步进马达105。控制电路103的第二输出部分被连接到旋转检测电路106的控制输入部分。控制电路103的第三输出部分被连接到用于通知指针停止移动的通知装置107。通知装置107构成通知单元、并且可能使用在视觉上通知指针停止移动的显示装置或在听觉上进行同样内容的通知的蜂鸣器等。用于检测马达105旋转与否的旋转检测电路106被连接在马达105和控制电路103之间。旋转检测电路106构成旋转检测单元。

除法电路102对来自振荡电路101的参考时钟信号的频率进行分频，并将之输出到控制电路103。控制电路103从除法电路102接收该信号并向马达驱动电路104输出驱动脉冲。正常驱动脉冲是具有小有效能量和预定脉冲宽度的驱动脉冲，校正驱动脉冲是有效能量高于正常驱动脉冲的有效能量的驱动脉冲，它们都被预备为驱动脉冲，而控制电路103根据来自旋转检测电路106的检测信号选择性地向马达驱动电路104输出正常驱动脉冲和校正驱动脉冲。控制电路103构成用于产生正常驱动脉冲的正常驱动脉冲发生单元和用于产生校正驱动脉冲的校正驱动脉冲发生单元。

控制电路103向旋转检测电路106提供旋转检测电路106检测旋转所需的控制脉冲，以检测马达105的旋转。控制电路103构成用于产生检测旋转的控制脉冲的旋转检测控制脉冲发生单元。

马达驱动电路104是具有两个P沟道MOS晶体管和两个N沟道MOS晶体管的马达驱动电路，它被配置为包括一种马达105的线圈被连接在共源极之间的电路。

振荡电路101、除法电路102、控制电路103和旋转检测电路106构成马达控制装置。

图2是用于实现本发明的此模式中的时序图。它显示了在正常驱动脉冲P1驱动马达105旋转之后，响应于用于检测旋转的控制脉冲SP1，旋转检测电路106执行马达105的旋转检测，检查结果为马达105没有旋转的例子。如在下面所详细描述的，当旋转检测电路106检测到马达105没在旋转时，马达驱动电路104根据校正驱动脉冲P2控制马达105的旋转，并且在其后用用于检测旋转的驱动脉冲Px控制马达105的旋转，同时旋转检测电路106检测马达105的旋转，以响应于用于检测旋转的控制脉冲SP2。

图3和图4是表示马达驱动电路104和旋转检测电路106的电路图；图3是控制马达105的旋转的图示；而图4是检测马达105的旋转的图示。图5是当检测到马达105的旋转时得到的信号的波形图。

在图3和图4中，P沟道MOS晶体管301、302和N沟道MOS晶体管303、304是包括在马达驱动电路104中的晶体管，而马达105的线圈307被连接在晶体管301和晶体管303的源相互连接的点和晶体管302和晶体管304的源相互连接的点之间。

N沟道晶体管305、306、与晶体管305串连用于检测旋转的电阻308、与晶体管306串连用于检测旋转的电阻309和比较器310都被包括在旋转检测电路106中。

现在将参考图1到5对根据用于实现本发明的此模式的模拟电子时钟的操作进行描述。

首先，在马达驱动时段，从控制电路103向马达驱动电路104提供图2A中的正常驱动脉冲P1，并且其结果是，马达驱动电路104控制马达105的旋转。在这种情况下，如图3所示，马达驱动电路104的晶体管302、303都被控制在导通状态，从而驱动电路流经线圈307以旋转马达105。

在马达的下一次驱动中，尽管没有示出，当从控制电路103向马达驱动电路104提供下一个正常驱动脉冲P1时，晶体管301、304都被控制在导通状态，驱动电流以与上述驱动电流的方向相反的方向流经线圈307以旋转马达105。之后，重复所述操作以旋转马达105。

在各个马达驱动时段之后立即提供旋转检测时段以检测马达105旋转与否。

在旋转检测时段，从控制电路103向旋转检测电路106提供图2C中用于检测旋转的控制脉冲SP1。旋转检测电路106控制晶体管304、305，使它们处于图4中的导通状态，以响应于用于检测旋转的控制脉冲SP1，并在晶体管304、305处于导通状态的情况下以预定周期控制晶体管303的开/关。

在这个时候，从端子OUT2取电阻308上产生的用于检测旋转的检测电压。得到作为检测电压的信号，它具有图5所示的波形。当检测电压等于或小于预定门限值时(在用于实现本发明的此模式中为Vss)，即当马达105旋转时，从比较器3 10输出表示马达105在旋转的高电平的旋转检测信号Vs。当马达105没在旋转时，即当检测电压没有超过门限值时，从比较器310输出表示马达105没在旋转的低电平的旋转检测信号Vs。

尽管没有示出，在下一马达驱动时段结束后执行的旋转检测时段，旋转检测电路106控制晶体管303、306，使它们处于导通状态，以响应于用于检测旋转的下一控制脉冲SP1，并在这种状态下以预定周期控制晶体管304的开/关。在这个时候，从端子OUT1取电阻309上产生的用于检测旋转的检测电压。当检测电压等于或小于预定门限值时，即当马达105旋转时，从比较器310输出表示马达105已旋转的高电平的旋转检测信号Vs。当马达105没在旋转时，即当检测电压没有超过门限值时，从比较器310输出表示马达105没在旋转的低电平的旋转检测信号Vs。

在各个旋转检测时段，控制电路103从旋转检测电路106接收旋转检测信号Vs并判断马达105是否已旋转。

现在将对马达105没有被正常驱动脉冲P1驱动旋转的情况中的操作进行描述。

当马达105没有被正常驱动脉冲P1驱动旋转时，从旋转检测电路106向控制电路103输入表示马达105没有旋转的旋转检测信号Vs。在收到表示没有旋转的旋转检测信号Vs时，控制电路103判断马达105没有旋转并向马达驱动电路104提供校正驱动脉冲P2，它的宽度大于正常驱动脉冲的宽度，如图2A所示。马达驱动电路104用校正驱动脉冲P2控制马达105的旋转。

在控制电路103结束用校正驱动脉冲驱动马达105之后，它向马达驱动电路104提供驱动脉冲Px，它的脉冲宽度小于正常驱动脉冲P1(图2B)的宽度，在此之后，向旋转检测电路106输出用于检测旋转的控制脉冲SP2(图2D)。

旋转检测电路106是检测由包括在马达105中的转子的旋转和振动所感应的电压这样一种类型的电路，在由于校正驱动脉冲P2具有大脉冲宽度而导致在校正驱动脉冲P2结束时转子的振动已经停止的情况下，不产生感应电压，同时无法检测到旋转。所以，在校正驱动脉冲P2结束之后，立即向马达驱动电路104提供用于检测旋转的驱动脉冲Px，以便使马达105的转子振动，同时旋转检测电路106检测是否出现旋转。因此，用于检测旋转的驱动脉冲Px被设置为具有小于正常驱动脉冲宽度的脉冲宽度，因为只需要这种驱动脉冲Px使马达105的转子振动，而不需要这种驱动脉冲Px使马达105旋转。

马达驱动电路104用用于检测旋转的驱动脉冲Px驱动马达。旋转检测电路106检测马达105是否已旋转，以响应于用于检测旋转的控制脉冲SP2。

当马达105已经由校正驱动脉冲驱动旋转时，与上述方式相同，从旋转检测电路106向控制电路103输出表示马达105已旋转的高电平的旋转检测信号Vs。当马达105没有由校正驱动脉冲驱动旋转时，与上述方式相同，从旋转检测电路106向控制电路103输出表示马达105没有旋转的低电平的旋转检测信号Vs。

在从旋转检测电路106收到表示马达105已旋转的旋转检测信号Vs之后，控制电路103用回到正常驱动脉冲P1的驱动脉冲驱动马达105。另一方面，在从旋转检测电路106收到表示马达105即使在由校正驱动脉冲进行驱动时也没有旋转的旋转检测信号Vs时，控制电路103停止控制马达105的旋转，以停止移动指针的操作，并利用通知装置107通知指针的移动已经停止的事实。

如上所述，根据用于实现本发明的此模式的模拟电子时钟是一种特定的模拟电子时钟，其中根据从马达控制装置提供的驱动脉冲控制用于驱动钟针的马达105的旋转，并且它用钟针指示时间，而该钟针由马达105驱动而旋转，其特征在于马达控制装置具有正常驱动脉冲发生单元，用于产生具有预定脉冲宽度的正常驱动脉冲P1；校正驱动脉冲发生单元，用于产生校正驱动脉冲P2，其能量高于正常驱动脉冲P1的能量；以及旋转检测电路106，用于检测马达105的旋转，其中当旋转检测电路106检测到马达105没有在正常驱动脉冲P1的作用下而旋转时，由校正驱动脉冲P2控制马达105的旋转，而在旋转检测电路106检测到马达105没有在校正驱动脉冲P2的作用下而旋转时，停止对马达105的旋转控制。

因此，可能更加可靠地控制马达105的旋转并防止由于过载引起的元件的异常磨损和损坏。

提供一种通知装置107，用于通知马达105已停止的事实，并且通知装置107被配置为：在马达控制装置已停止控制马达105的旋转时，它通知指针的移动已经停止的事实。所以，可能快速地通知用户时钟指针的移动已停止的事实。

马达控制装置具有旋转检测驱动脉冲发生单元，用于产生用于检测旋转的驱动脉冲Px，并且它被配置为：它用校正驱动脉冲P2控制马达105的旋转，之后用用于检测旋转的驱动脉冲Px控制马达105的旋转，并利用旋转检测电路106检测马达是否已旋转。因此可能更加可靠地检测马达的旋转，即使在校正驱动脉冲P2是一种具有非常大的宽度的脉冲时也不例外。

在用于实现本发明的此模式中，一种所具有的脉冲宽度大于正常驱动脉冲P1的脉冲宽度的驱动脉冲被用作校正驱动脉冲P2，但也可能使用具有大波高值的驱动脉冲。

根据本发明，可能更加可靠地控制马达的旋转以驱动钟针，并防止由于过载引起的元件的异常磨损和损坏。

Claims (4)

1.一种模拟电子时钟，它包括：

马达控制装置，用于提供驱动脉冲，从而控制马达的旋转以驱动钟针，

其中所述钟针指示时间，而该钟针由所述马达驱动而旋转，

所述马达控制装置具有：正常驱动脉冲发生单元，用于产生具有预定脉冲宽度的正常驱动脉冲；校正驱动脉冲发生单元，用于产生校正驱动脉冲，所述校正驱动脉冲的能量高于所述正常驱动脉冲的能量；以及旋转检测单元，用于检测所述马达的旋转，其中当所述旋转检测单元检测到所述马达没有在所述正常驱动脉冲的作用下而旋转时，由所述校正驱动脉冲控制所述马达的旋转，而在所述旋转检测单元检测到马达没有在所述校正驱动脉冲的作用下而旋转时，停止对所述马达的旋转控制。

2.如权利要求1所述的模拟电子时钟，其特征在于所述马达控制装置具有旋转检测驱动脉冲发生单元，用于产生用于检测旋转的驱动脉冲，其中在由所述校正驱动脉冲控制所述马达的旋转之后，由所述用于检测旋转的驱动脉冲驱动马达，以便用所述旋转检测单元检测所述马达是否已经旋转。

3.如权利要求1所述的模拟电子时钟，其特征在于所述校正驱动脉冲是宽度大于所述正常驱动脉冲的宽度的驱动脉冲。

4.如权利要求1所述的模拟电子时钟，其特征在于还包括：

通知装置，用于在所述马达控制装置已经停止控制所述马达的旋转时，通知所述指针的移动已经停止的事实。

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