EP1014230A1 - Timepiece having an electrical energy generator - Google Patents

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EP1014230A1
EP1014230A1 EP98123823A EP98123823A EP1014230A1 EP 1014230 A1 EP1014230 A1 EP 1014230A1 EP 98123823 A EP98123823 A EP 98123823A EP 98123823 A EP98123823 A EP 98123823A EP 1014230 A1 EP1014230 A1 EP 1014230A1
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EP
European Patent Office
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circuit
timepiece
thermal compensation
generator
voltage
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EP98123823A
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German (de)
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EP1014230B1 (en
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Alain Zaugg
Pierre-André Farine
Jean-Pierre Wattenhofer
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Frederic Piguet SA
Original Assignee
Frederic Piguet SA
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G19/00—Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
    • G04G19/08—Arrangements for preventing voltage drop due to overloading the power supply

Definitions

  • the electrical energy supplied by the generator of the timepiece according to the present invention being limited, it is also necessary to ensure that the timepiece, and in particular its electronics, is constantly and sufficiently supplied. Indeed, the engagement of the electronics necessary to compensate for thermal variations generates a increase in the consumption of electrical energy supplied by the generator. This increase can seriously compromise the functioning of the timepiece control.
  • the present invention relates to the timepiece which the features are listed in claim 1.
  • Barrel 2 is mechanically coupled to rotor 31 of a generator electric 3 via a gear train 4 symbolized by mixed lines.
  • the components of the circuit servo 7 are designed to adjust the rotational speed of the rotor 31, so that the hands 6 rotate at the required speed of indication just an hour, when the rotor 31 turns at the set speed Vc. This is for example seven turns per second.
  • the servo circuit 7 comprises an oscillator 71 controlled by a watchmaker-type quartz 8 and a frequency divider. 72 at division rate adjustable bringing the frequency of this oscillator 71 to a usable value by a functional block 73 which controls the grid of a semiconductor component 74, for example an n-type MOS transistor.
  • the signal SF brake control can be formed by pulse durations determined starting at the start of each alternation, for example positive, of the voltage Ug at terminals 3a and 3b of the coil 32 as it is for example described in Swiss patent CH 686 332.
  • the alternations of the Ug voltage are detected by the functional block 73 on a connected line 76 between terminal 3a of coil 32 and functional block 73.
  • this is in the state logic "1" making the semiconductor component 74 conductive and braking the rotor 31.
  • the analog-digital converter 93 thus sequentially receives the two frequencies F T and F ref , in parallel with a frequency F CK emanating from a stage of the frequency divider circuit 72 of the servo circuit 7.
  • the analog-digital converter 93 comprises an up-down counter 931, a preset counter 932, first and second zero detectors 933 and 934, a memory 935 and an interface circuit 936.
  • the supply voltage Ua gradually drops to reach, at the end of the thermal compensation measurement at time t 0 + t CT , the voltage level Ua 2 - ⁇ V , ie approximately 1.24 V. A reserve of the order of 0.24 V is thus still available and the operation of the control circuit is ensured.
  • the timepiece finds its mode normal operation until the next compensation measure thermal.

Abstract

The time piece includes: - a mechanical energy source (2); - hour displays (6) mechanically linked to the mechanical energy source (2); - an electrical energy generator (3) also linked mechanically to the mechanical energy source (2) and arranged to produce at its two output terminals (3a,3b) an alternating voltage (Ug); - a rectifier circuit (5), connected to the output terminals of the electrical generator (3), which produces at its output terminals (5a,5b) a continuous voltage (Ua) from the alternating voltage (Ug), and; - a servo circuit (7), fed from the continuous voltage (Ua), which regulates the rotational speed of the electrical generator (3) to a speed (Vc) determined by precise indication of the current time. This servo circuit (7) has reference systems (71,72) driven by a quartz crystal (8). The time piece also includes a thermal compensation circuit (9) linked to the servo circuit (7) and fed from the continuous voltage source (Ua). This thermal compensation circuit is designed to adjust the reference systems (71,72) of the servo circuit (7) so as to compensate for the influence of temperature on the quartz crystal.

Description

La présente invention est relative à une pièce d'horlogerie mue par une source d'énergie mécanique et, en particulier, à une telle pièce d'horlogerie dont la marche est régulée par un circuit d'asservissement électronique.The present invention relates to a timepiece driven by a source of mechanical energy and, in particular, to such a timepiece whose operation is regulated by an electronic servo circuit.

Une telle pièce d'horlogerie est par exemple décrite dans le brevet suisse CH 686 332. Dans celle pièce d'horlogerie, la source d'énergie mécanique, comprenant un ressort de barillet, est couplée mécaniquement au rotor d'une génératrice d'énergie électrique de manière à provoquer la rotation de ce rotor à une vitesse supérieure à une vitesse de consigne déterminée.Such a timepiece is for example described in the patent Swiss CH 686 332. In this timepiece, the source of energy mechanical, comprising a barrel spring, is mechanically coupled to the rotor of an electric power generator so as to cause the rotation of this rotor at a speed greater than a set speed determined.

Cette pièce d'horlogerie comporte en outre un circuit d'asservissement de la vitesse de rotation du rotor alimenté par l'énergie électrique fournie par la génératrice. Ce circuit d'asservissement comporte un transistor qui court-circuite la bobine de la génératrice et freine ainsi le rotor jusqu'à une vitesse inférieure à la vitesse de consigne lorsqu'un comparateur indique que le rotor est en avance par rapport à sa position angulaire théorique.This timepiece also includes a servo circuit the speed of rotation of the rotor powered by the electrical energy supplied by the generator. This servo circuit includes a transistor which short-circuits the generator coil and thus brakes the rotor to a speed lower than the set speed when a comparator indicates that the rotor is ahead of its theoretical angular position.

Cette pièce d'horlogerie ne comporte ni pile ni accumulateur puisque l'alimentation de ses circuits électroniques est assurée par l'énergie électrique fournie par sa génératrice dont le rotor est relié à la source d'énergie mécanique constituée par le ressort de barillet semblable à celui utilisé dans les pièces d'horlogerie mécaniques classiques. Ceci représente un net avantage par rapport à une pièce d'horlogerie électronique classique dont les circuits sont alimentés par une pile ou un accumulateur dont la durée de vie est limitée.This timepiece has no battery or accumulator since its electronic circuits are supplied by electrical energy supplied by its generator whose rotor is connected to the energy source mechanical constituted by the barrel spring similar to that used in classic mechanical timepieces. This represents a net advantage over a classic electronic timepiece whose circuits are powered by a battery or accumulator whose lifespan is limited.

Les circuits électroniques de la pièce d'horlogerie sont alimentés par une tension continue fournie par un circuit de redressement de la tension alternative produite par la génératrice. La valeur de cette tension continue, qui dépend de la valeur de la tension alternative, doit évidemment être en permanence suffisante pour que les circuits électroniques fonctionnent correctement.The electronic circuits of the timepiece are powered by a DC voltage supplied by a voltage rectification circuit alternative produced by the generator. The value of this continuous voltage, which depends on the value of the alternating voltage, must obviously be in sufficient permanence for electronic circuits to function correctly.

La pièce d'horlogerie décrite dans ce brevet suisse CH 686 332 présente la même précision qu'une pièce d'horlogerie à mouvement à quartz grâce au fait que la génératrice est asservie électriquement par rapport à des impulsions de référence produites par des moyens de référence comprenant un oscillateur à quartz. The timepiece described in this Swiss patent CH 686 332 has the same precision as a quartz movement timepiece thanks to the fact that the generator is electrically controlled relative to reference pulses produced by reference means including a quartz oscillator.

Toutefois, l'oscillateur à quartz équipant cette pièce d'horlogerie présente typiquement des déviations dues aux variations de température ambiante. Ceci engendre une instabilité des moyens de référence qui se répercute sur l'asservissement de la pièce d'horlogerie et affecte ainsi la précision de la marche de celle-ci.However, the quartz oscillator fitted to this timepiece typically exhibits deviations due to temperature variations ambient. This generates an instability of the reference means which is affects the enslavement of the timepiece and thus affects the precision of its progress.

Un but de la présente invention est ainsi de pallier cet inconvénient et de proposer ainsi une pièce d'horlogerie du type décrit dans le brevet CH 686 332 dont la précision de la marche est améliorée.An object of the present invention is thus to overcome this drawback and to thus propose a timepiece of the type described in the patent CH 686 332 with improved walking precision.

L'énergie électrique fournie par la génératrice de la pièce d'horlogerie selon la présente invention étant limitée, il est par ailleurs nécessaire d'assurer que la pièce d'horlogerie, et en particulier son électronique soit constamment et suffisamment alimentée. En effet, l'enclenchement de l'électronique nécessaire à la compensation des variations thermiques engendre une augmentation de la consommation de l'énergie électrique fournie par la génératrice. Cette augmentation peut fortement compromettre le fonctionnement de l'asservissement de la pièce d'horlogerie.The electrical energy supplied by the generator of the timepiece according to the present invention being limited, it is also necessary to ensure that the timepiece, and in particular its electronics, is constantly and sufficiently supplied. Indeed, the engagement of the electronics necessary to compensate for thermal variations generates a increase in the consumption of electrical energy supplied by the generator. This increase can seriously compromise the functioning of the timepiece control.

Un autre but de la présente invention est ainsi d'assurer une alimentation adéquate des circuits électroniques de la pièce d'horlogerie malgré l'augmentation de la consommation d'énergie nécessaire à la compensation des variations thermiques.Another object of the present invention is thus to ensure a adequate supply of electronic circuits to the timepiece despite the increase in energy consumption necessary for compensation for thermal variations.

A cet effet la présente invention a pour objet la pièce d'horlogerie dont les caractéristiques sont énumérées dans la revendication 1.To this end the present invention relates to the timepiece which the features are listed in claim 1.

La solution préconisée par la présente invention permet ainsi d'améliorer la précision de la marche de cette pièce d'horlogerie tout en assurant une alimentation correcte et suffisante de son électronique.The solution recommended by the present invention thus allows improve the precision of the movement of this timepiece while ensuring a correct and sufficient supply of its electronics.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront à la lecture de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels :

  • la figure 1 montre un schéma général simplifié d'une pièce d'horlogerie selon l'invention;
  • la figure 2 est un schéma d'un circuit de compensation thermique utilisé dans la pièce d'horlogerie de la figure 1; et
  • la figure 3 présente un diagramme de l'évolution de la tension continue Ua délivrée aux bornes du circuit de redressement peu avant, pendant et peu après la mesure de compensation thermique.
Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the description which follows, made with reference to the appended drawings, given solely by way of example, and in which:
  • Figure 1 shows a simplified general diagram of a timepiece according to the invention;
  • Figure 2 is a diagram of a thermal compensation circuit used in the timepiece of Figure 1; and
  • FIG. 3 presents a diagram of the evolution of the direct voltage Ua delivered at the terminals of the rectification circuit shortly before, during and shortly after the thermal compensation measurement.

On va tout d'abord se référer à la figure 1 qui représente un schéma général simplifié d'une pièce d'horlogerie selon l'invention. Il est à noter que la partie de ce schéma concernant le circuit d'asservissement de la vitesse de rotation de la génératrice de cette pièce d'horlogerie ne sera pas décrite en détail ici, l'homme du métier pouvant sans peine construire ce dispositif d'asservissement en se référant à la description du brevet CH 686 332 cité en préambule. Toutefois, pour rendre plus facile la compréhension de la présente invention, on rappellera brièvement ici les éléments essentiels du schéma et du fonctionnement de ce circuit d'asservissement.We will first refer to Figure 1 which represents a diagram simplified general of a timepiece according to the invention. It should be noted that the part of this diagram concerning the speed control circuit rotation of the generator of this timepiece will not be described in detail here, the skilled person can easily build this device control by referring to the description of the patent CH 686 332 cited in preamble. However, to make it easier to understand the present invention, we will briefly recall here the essential elements of the diagram and operation of this control circuit.

La pièce d'horlogerie 1 selon l'invention comporte une source d'énergie mécanique formé par un barillet 2 logeant un ressort 21 de type usuel dans la technique horlogère, à remontage manuel ou automatique.The timepiece 1 according to the invention comprises an energy source mechanical formed by a barrel 2 housing a spring 21 of the usual type in the horological technique, with manual or automatic winding.

Le barillet 2 est couplé mécaniquement au rotor 31 d'une génératrice électrique 3 par l'intermédiaire d'un train d'engrenage 4 symbolisé par des traits mixtes.Barrel 2 is mechanically coupled to rotor 31 of a generator electric 3 via a gear train 4 symbolized by mixed lines.

La génératrice 3 comporte une bobine 32 aux bornes 3a et 3b de laquelle est engendrée une tension alternative Ug lorsque le rotor 31 est entraíné en rotation, ce rotor étant porteur d'un ou plusieurs aimants permanents engendrant un champ magnétique symbolisé par une flèche sur la figure 1 et avec lequel la bobine 32 est couplée magnétiquement.Generator 3 includes a coil 32 at terminals 3a and 3b of which is generated an alternating voltage Ug when the rotor 31 is rotated, this rotor carrying one or more magnets permanent generating a magnetic field symbolized by an arrow on the Figure 1 and with which the coil 32 is magnetically coupled.

Les bornes 3a et 3b de la bobine 32 sont connectées à un circuit de redressement 5 dont les bornes de sortie 5a et 5b fournissent une tension continue Ua à partir de la tension alternative Ug et destinée à alimenter les divers circuits électroniques de la pièce d'horlogerie 1.The terminals 3a and 3b of the coil 32 are connected to a circuit of rectification 5 whose output terminals 5a and 5b provide a voltage continuous Ua from the alternating voltage Ug and intended to supply the various electronic circuits of the timepiece 1.

Le circuit de redressement 5 ne sera pas décrit en détail ici, car il peut être semblable à n'importe lequel des circuits de redressement bien connus de l'homme du métier. On mentionnera notamment que la demande de brevet EP 0 848 306 décrit un exemple d'un tel circuit de redressement pour une pièce d'horlogerie du type décrit dans le brevet CH 686 332. De manière générale, ce circuit de redressement 5 comporte un condensateur de filtrage branché entre ses bornes de sortie 5a et 5b et qui n'a pas été représenté.The rectifying circuit 5 will not be described in detail here, because it can be similar to any of the well-known rectifier circuits of the skilled person. It should be noted in particular that the EP patent application 0 848 306 describes an example of such a rectification circuit for a room of watchmaking of the type described in patent CH 686 332. In general, this rectification circuit 5 includes a filtering capacitor connected between its output terminals 5a and 5b and which has not been shown.

Des aiguilles 6 ou tout autre moyen classique d'affichage mécanique de l'heure, sont couplés mécaniquement au train d'engrenage 4 afin de permettre l'affichage de l'heure courante. Un ou plusieurs dispositifs d'affichage annexes de la date, du jour et/ou d'autres indications horaires peuvent éventuellement être prévus.Needles 6 or any other conventional means of mechanical display of the hour, are mechanically coupled to the gear train 4 in order to allow display of the current time. One or more ancillary display devices of the date, the day and / or other time indications may possibly be planned.

La pièce d'horlogerie 1 comporte également un mécanisme de mise à l'heure des aiguilles 6 et, le cas échéant, de correction du ou des dispositifs d'affichage annexes, qui n'a pas été représenté car il peut être semblable à n'importe lequel des divers mécanismes de ce genre qui sont bien connus de l'homme du métier.The timepiece 1 also includes a setting mechanism. the hour of hands 6 and, if necessary, correction of the device (s) display annexes, which has not been shown because it may be similar to any of the various mechanisms of this kind that are well known to the skilled person.

La vitesse de rotation des aiguilles 6 est maintenue à une valeur moyenne constante grâce à un circuit d'asservissement 7 de la vitesse de rotation du rotor 31 à une vitesse de consigne Vc.The speed of rotation of the hands 6 is maintained at a value constant average thanks to a control circuit 7 of the speed of rotation of the rotor 31 at a set speed Vc.

Comme décrit dans le brevet CH 686 332, les composants du circuit d'asservissement 7 sont conçus pour régler la vitesse de rotation du rotor 31, de manière que les aiguilles 6 tournent à la vitesse requise d'indication juste de l'heure, lorsque le rotor 31 tourne à la vitesse de consigne Vc. Celle-ci est par exemple de sept tours par seconde.As described in patent CH 686 332, the components of the circuit servo 7 are designed to adjust the rotational speed of the rotor 31, so that the hands 6 rotate at the required speed of indication just an hour, when the rotor 31 turns at the set speed Vc. This is for example seven turns per second.

Le circuit d'asservissement 7 comporte un oscillateur 71 piloté par un quartz 8 de type horloger et un diviseur de fréquence. 72 à taux de division ajustable ramenant la fréquence de cet oscillateur 71 à une valeur utilisable par un bloc fonctionnel 73 qui commande la grille d'un composant semi-conducteur 74, par exemple un transistor MOS de type n.The servo circuit 7 comprises an oscillator 71 controlled by a watchmaker-type quartz 8 and a frequency divider. 72 at division rate adjustable bringing the frequency of this oscillator 71 to a usable value by a functional block 73 which controls the grid of a semiconductor component 74, for example an n-type MOS transistor.

Ce dernier est branché par son circuit principal aux bornes 3a et 3b de la bobine 32 de la génératrice 3. Par conséquent, ce composant semi-conducteur 74, lorsqu'il est rendu conducteur, permet de court-circuiter la bobine 32 et de produire ainsi un effet de freinage sur le mouvement de rotation du rotor 31 de la génératrice 3.The latter is connected by its main circuit to terminals 3a and 3b of the coil 32 of the generator 3. Consequently, this semiconductor component 74, when it is made conductive, makes it possible to short-circuit the coil 32 and thereby produce a braking effect on the movement of rotation of the generator 31 rotor 3.

Les caractéristiques constructives ainsi que les fonctionnalités des divers éléments que l'on vient de décrire sont conçus de telle façon que :

  • (i) la vitesse moyenne de rotation du roter 31 soit supérieure à la vitesse de consigne Vc, tant que le ressort de barillet 21 n'est pas presque complètement désarmé, à condition que la bobine 32 ne soit pas court-circuitée par le composant semi-conducteur 74, et que
  • (ii) la vitesse moyenne de rotation du rotor 31 soit inférieure à la vitesse de consigne Vc, si la bobine 32 est court-circuitée et ce même lorsque le ressort de barillet 21 est complètement remonté et que le couple moteur qu'il fournit a une valeur maximale.
    • The constructive characteristics as well as the functionalities of the various elements which have just been described are designed in such a way that:
  • (i) the average rotational speed of the roter 31 is greater than the set speed Vc, as long as the barrel spring 21 is not almost completely disarmed, provided that the coil 32 is not short-circuited by the component semiconductor 74, and that
  • (ii) the average speed of rotation of the rotor 31 is lower than the set speed Vc, if the coil 32 is short-circuited even when the barrel spring 21 is completely wound up and the engine torque that it supplies has a maximum value.

    • On notera par ailleurs que dans le cadre de la présente invention, les éléments et fonctionnalités brièvement énumérés ci-dessus pourraient être réalisés éventuellement d'autres façons que celle décrite, pourvu que la vitesse de rotation de la génératrice 3 soit régulée correctement comme indiqué ci-dessus. Cette régulation doit donc être faite en fonction de la vitesse de consigne Vc requise (déterminée par l'indication juste de l'heure par les aiguilles 6) par l'intermédiaire de freinages successifs de la génératrice 3 dus à des mises en court-circuit répétées de la bobine 32 de cette dernière.It will also be noted that in the context of the present invention, the items and features briefly listed above could be possibly performed in other ways than that described, provided that the speed of rotation of the generator 3 is regulated correctly as indicated above. This regulation must therefore be made as a function of the speed of Vc setpoint required (determined by the correct indication of the time by the needles 6) by means of successive brakes of the generator 3 due to repeated short-circuiting of the coil 32 of the latter.

    Un signal de commande de freinage SF qui circule sur une ligne 75 entre le bloc fonctionnel 73 et la grille du composant semi-conducteur 74 est de type logique et dans l'exemple représenté, on admet que ce signal est à l'état logique "0" tant que la pièce d'horlogerie n'avance pas, c'est à dire tant que la vitesse moyenne du rotor 31 est inférieure à la vitesse de consigne Vc. Dans ces conditions, le composant semi-conducteur 74 reste bloqué et le rotor 31 n'est pas freiné.A brake control signal SF which circulates on a line 75 between the functional block 73 and the grid of the semiconductor component 74 is logical type and in the example shown, we admit that this signal is in the state logic "0" as long as the timepiece does not advance, ie as long as the average speed of the rotor 31 is less than the set speed Vc. Under these conditions, the semiconductor component 74 remains blocked and the rotor 31 is not braked.

    En revanche, tant que la pièce d'horlogerie avance ou que la vitesse moyenne du rotor 31 est supérieure à la vitesse de consigne Vc, le signal de commande de freinage SF peut être formé d'impulsions de durées déterminées commençant au début de chaque alternance, par exemple positive, de la tension Ug aux bornes 3a et 3b de la bobine 32 tel que cela est par exemple décrit dans le brevet suisse CH 686 332. Les alternances de la tension Ug sont détectée par le bloc fonctionnel 73 sur une ligne 76 connectée entre la borne 3a de la bobine 32 et le bloc fonctionnel 73. Pendant chacune de ces impulsions du signal de commande de freinage SF, celui-ci est à l'état logique "1" rendant conducteur le composant semi-conducteur 74 et freinant le rotor 31.However, as long as the timepiece advances or the speed mean of the rotor 31 is greater than the set speed Vc, the signal SF brake control can be formed by pulse durations determined starting at the start of each alternation, for example positive, of the voltage Ug at terminals 3a and 3b of the coil 32 as it is for example described in Swiss patent CH 686 332. The alternations of the Ug voltage are detected by the functional block 73 on a connected line 76 between terminal 3a of coil 32 and functional block 73. During each of these pulses of the brake control signal SF, this is in the state logic "1" making the semiconductor component 74 conductive and braking the rotor 31.

    De manière à améliorer la précision de marche de la pièce d'horlogerie, celle-ci comporte en outre, selon la présente invention, un circuit de compensation thermique 9 couplé au circuit diviseur de fréquence 72 du circuit d'asservissement 7. Ce circuit de compensation 9 permet l'ajustement en température de la marche de la pièce d'horlogerie 1 en compensant les influences des variations de température auxquelles est soumis le quartz 8.In order to improve the running precision of the timepiece, this further comprises, according to the present invention, a circuit for thermal compensation 9 coupled to the frequency divider circuit 72 of the circuit servo 7. This compensation circuit 9 allows adjustment in temperature of the running of timepiece 1 by compensating for the influences of temperature variations to which quartz is subjected 8.

    Des dispositifs de compensation thermiques sont connus de l'homme du métier. On citera notamment à titre d'exemple, le brevet EP 0 406 174 qui décrit un capteur de température intégré pouvant aisément être adapté pour permettre une mesure de compensation thermique d'un quartz.Thermal compensation devices are known to man of career. By way of example, mention may be made of patent EP 0 406 174 which describes an integrated temperature sensor which can easily be adapted for allow a thermal compensation measurement of a quartz.

    Le circuit de compensation thermique 9, illustré schématiquement à la figure 1, comporte un capteur de température 91 sensible à la température environnante, un circuit de référence 92 délivrant un signal de référence et un convertisseur analogique-numérique 93 fournissant une grandeur numérique représentative de la température. Le capteur de température 91 et le circuit de référence 92 délivrent respectivement des signaux à des fréquences FT et Fréf, dont le rapport est converti par le convertisseur 93 en un nombre NT. Ce nombre NT est intégré au facteur d'inhibition du diviseur de fréquence 72 afin de permettre l'ajustement de la fréquence des impulsions délivrées à la sortie du circuit diviseur de fréquence 73.The thermal compensation circuit 9, illustrated diagrammatically in FIG. 1, comprises a temperature sensor 91 sensitive to the surrounding temperature, a reference circuit 92 delivering a reference signal and an analog-digital converter 93 providing a digital quantity representative of the temperature. The temperature sensor 91 and the reference circuit 92 respectively deliver signals at frequencies F T and F ref , the ratio of which is converted by the converter 93 into a number N T. This number N T is integrated into the inhibition factor of the frequency divider 72 in order to allow adjustment of the frequency of the pulses delivered at the output of the frequency divider circuit 73.

    La figure 2 permet d'exposer brièvement le principe de fonctionnement du circuit de compensation thermique 9 de la figure 1 dont de plus amples détails peuvent être trouvés dans le brevet EP 0 406 174.Figure 2 briefly explains the operating principle of the thermal compensation circuit 9 in FIG. 1, of which further details can be found in patent EP 0 406 174.

    Comme cela a déjà été mentionné, le capteur de température 91 et le circuit de référence 92 produisent des signaux aux fréquences FT et Fréf respectivement. Ces signaux sont produits à la sortie d'un oscillateur commandé en courant (CCO) 901. Cet oscillateur 901 est commandé en courant au travers d'un dispositif interrupteur SW par des courants IT et Iréf. A cet effet, deux sources de courants produisent respectivement un courant IT strictement proportionnel à la température absolue et un courant IVBE décroissant linéairement avec la température tel que la somme des courants IT et IVBE, lorsque le dispositif interrupteur SW est fermé, constitue un courant de référence Iréf. Le rapport des fréquences FT et Fréf délivrées par l'oscillateur commandé en courant 901 qui sera mesuré par la partie numérique 93 du circuit de compensation thermique 9 est donné par : FT/Fréf = IT/(IT+IVBE) As already mentioned, the temperature sensor 91 and the reference circuit 92 produce signals at frequencies F T and F ref respectively. These signals are produced at the output of a current controlled oscillator (CCO) 901. This oscillator 901 is current controlled through a switch device SW by currents I T and I ref . For this purpose, two sources of currents respectively produce a current I T strictly proportional to the absolute temperature and a current I VBE decreasing linearly with the temperature such as the sum of the currents I T and I VBE , when the switch device SW is closed, constitutes a reference current I ref . The ratio of the frequencies F T and F ref delivered by the current controlled oscillator 901 which will be measured by the digital part 93 of the thermal compensation circuit 9 is given by: F T / F ref = I T / (I T + I VBE )

    Le convertisseur analogique-numérique 93 reçoit ainsi séquentiellement les deux fréquences FT et Fréf, en parallèle avec une fréquence FCK émanant d'un étage du circuit diviseur de fréquence 72 du circuit d'asservissement 7. Le convertisseur analogique-numérique 93 comprend un compteur-décompteur 931, un compteur à présélection 932, des premier et deuxième détecteurs de zéro 933 et 934, une mémoire 935 et un circuit d'interface 936.The analog-digital converter 93 thus sequentially receives the two frequencies F T and F ref , in parallel with a frequency F CK emanating from a stage of the frequency divider circuit 72 of the servo circuit 7. The analog-digital converter 93 comprises an up-down counter 931, a preset counter 932, first and second zero detectors 933 and 934, a memory 935 and an interface circuit 936.

    Le compteur-décompteur 931 a pour fonction d'intégrer, dans un sens, la fréquence d'entrée FT puis, dans l'autre sens, la fréquence de référence Fréf jusqu'à zéro. Il joue le même rôle que l'intégrateur de tension dans un convertisseur double rampe classique. Le contenu de ce compteur-décompteur 931 est représenté par une variable NM.The function of the up-down counter 931 is to integrate, in one direction, the input frequency F T then, in the other direction, the reference frequency F ref to zero. It plays the same role as the voltage integrator in a conventional double ramp converter. The content of this up-down counter 931 is represented by a variable N M.

    Le compteur à présélection 932 compte les impulsions de fréquence FCK. Le contenu de ce compteur 932, représenté par une variable NCK, est représentatif, en fin de conversion, de la température selon une loi de correspondance linéaire. Les paramètres de cette loi sont ajustés en présélectionnant le compteur 932 à une valeur -Nex avant la première phase de conversion, puis à une valeur -N0 avant la deuxième phase de conversion, ces deux valeurs -Nex et -N0 étant mémorisées dans la mémoire 935.The preset counter 932 counts the frequency pulses F CK . The content of this counter 932, represented by a variable N CK , is representative, at the end of conversion, of the temperature according to a law of linear correspondence. The parameters of this law are adjusted by preselecting the counter 932 at a value -N ex before the first conversion phase, then at a value -N 0 before the second conversion phase, these two values -N ex and -N 0 being stored in memory 935.

    On ne rentrera pas plus en détails dans l'explication du principe de conversion double rampe du convertisseur analogique-numérique 93, des explications détaillées étant fournies dans le brevet EP 0 406 174 susmentionné.We will not go into more detail in explaining the principle of double ramp conversion of the analog-digital converter 93, detailed explanations being provided in patent EP 0 406 174 mentioned above.

    On mentionnera simplement qu'au terme de la conversion, la contenu NCK du compteur 932 est représentatif de la température et équivaut à : NCK(T) = Nex.FT/Fréf-N0 It will simply be mentioned that at the end of the conversion, the content N CK of the counter 932 is representative of the temperature and is equivalent to: NOT CK (T) = N ex .F T / F ref -NOT 0

    Cette valeur NCK est adaptée et transmise sous la forme de la grandeur numérique NT, via le circuit d'interface 936, dans le circuit diviseur de fréquence 72 du circuit d'asservissement 7 de manière à permettre l'ajustement du facteur d'inhibition du circuit diviseur de fréquence 72.This value N CK is adapted and transmitted in the form of the digital quantity N T , via the interface circuit 936, in the frequency divider circuit 72 of the servo circuit 7 so as to allow the adjustment of the factor d ' inhibition of the frequency divider circuit 72.

    Le circuit de compensation thermique 9 venant d'être décrit est enclenché périodiquement, par exemple toutes les 8 minutes, pour une durée déterminée afin de produire la valeur NT représentative de la compensation thermique du quartz.The thermal compensation circuit 9 which has just been described is activated periodically, for example every 8 minutes, for a determined duration in order to produce the value N T representative of the thermal compensation of the quartz.

    L'enclenchement de ce circuit de compensation thermique 9 engendre une chute de potentiel ΔV substantielle aux bornes du circuit de redressement 5 qui peut avoir pour conséquence un arrêt de fonctionnement du circuit d'asservissement 7 n'étant plus suffisamment alimenté.The engagement of this thermal compensation circuit 9 generates a substantial drop in potential ΔV across the rectifier circuit 5 which may result in a circuit operation stop servo 7 is no longer sufficiently supplied.

    La tension continue Ua délivrée aux bornes du circuit de redressement doit ainsi être suffisante pour assurer à la fois le maintien de l'alimentation du circuit d'asservissement 7 et permettre la mesure de compensation thermique au moyen du circuit de compensation thermique 9.The direct voltage Ua delivered to the terminals of the rectification circuit must therefore be sufficient to ensure both the maintenance of the supply of the servo circuit 7 and allow compensation measurement thermal by means of the thermal compensation circuit 9.

    En d'autres termes, les conditions suivantes doivent être satisfaites :

  • (i) une réserve de charge dans la capacité du circuit de redressement doit être constituée de manière à permettre la mesure de compensation thermique, et
  • (ii) la chute de potentiel ΔV aux bornes du circuit de redressement au terme de la mesure de compensation thermique ne doit pas conduire à l'arrêt du circuit d'asservissement.
    • In other words, the following conditions must be satisfied:
  • (i) a charge reserve in the capacity of the rectification circuit must be constituted so as to allow the measurement of thermal compensation, and
  • (ii) the drop in potential ΔV across the rectifier circuit at the end of the thermal compensation measurement must not lead to the servo circuit being stopped.

    • Selon la présente invention, la pièce d'horlogerie est ainsi agencée de manière à produire, en vue de la mesure de compensation thermique, une augmentation de la tension continue Ua permettant aux circuits d'asservissement 7 et de compensation thermique 9 de fonctionner correctement.According to the present invention, the timepiece is thus arranged to so as to produce, for the purpose of thermal compensation measurement, a increase in direct voltage Ua allowing circuits servo 7 and thermal compensation 9 to operate correctly.

    Afin de produire cette augmentation, il est ainsi proposé, selon la présente invention, de laisser la génératrice libre, c'est-à-dire sans freinage, peu avant et pendant la mesure de compensation thermique, afin de permettre une augmentation de la vitesse de la génératrice et, en conséquence, une augmentation de la tension continue Ua dans des proportions suffisantes pour assurer une alimentation correcte du circuit d'asservissement 7 malgré la chute de potentiel ΔV engendrée au terme de la mesure de compensation thermique.In order to produce this increase, it is thus proposed, according to the present invention, to leave the generator free, that is to say without braking, shortly before and during the thermal compensation measurement, in order to allow an increase in generator speed and, in Consequently, an increase in the DC voltage Ua in sufficient proportions to ensure correct supply of the circuit servo 7 despite the potential drop ΔV caused at the end of the thermal compensation measurement.

    La figure 3 présente de manière schématique une illustration de l'évolution de cette tension continue Ua peu avant, pendant et peu après la mesure de compensation thermique.Figure 3 shows schematically an illustration of the evolution of this tension continues Ua shortly before, during and shortly after the thermal compensation measurement.

    En fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque la génératrice tourne à sa vitesse nominale ou vitesse de consigne Vc, la tension continue délivrée par le circuit de redressement est à un niveau Ua1. Cette tension Ua1, ou tension nominale, est typiquement de l'ordre de 1,3 V.In normal operation, that is to say when the generator is running at its nominal speed or setpoint speed Vc, the direct voltage delivered by the rectification circuit is at a level Ua 1 . This voltage Ua 1 , or nominal voltage, is typically of the order of 1.3 V.

    Dans ce mode de fonctionnement, la pièce d'horlogerie est régulée normalement selon le principe décrit en préambule. Le niveau Uamin indiqué en traits mixtes indique le niveau minimum d'alimentation au dessous duquel le circuit d'asservissement n'est plus correctement alimenté. Pratiquement, ce niveau minimum d'alimentation Uamin est de l'ordre de 1 V.In this operating mode, the timepiece is normally regulated according to the principle described in the preamble. The level Ua min indicated in dashed lines indicates the minimum supply level below which the control circuit is no longer correctly supplied. In practice, this minimum level of supply Ua min is of the order of 1 V.

    En pratique, le circuit de compensation thermique 9 consomme typiquement 10 µA pendant une durée d'environ 450 ms (tCT dans la figure 3) sous 1,2 V au minimum. Une réserve de charge Q de l'ordre de 4,5 µAs doit ainsi être constituée de manière à permettre la mesure de compensation thermique. La valeur connue de la capacité du circuit de redressement étant typiquement de 10 µF, il s'en suit que l'on peut estimer que la chute de potentiel ΔV à la suite de la mesure de compensation thermique équivaudra à 0,45 V.In practice, the thermal compensation circuit 9 typically consumes 10 μA for a duration of approximately 450 ms (t CT in FIG. 3) at a minimum of 1.2 V. A charge reserve Q of the order of 4.5 μAs must therefore be created so as to allow the measurement of thermal compensation. The known value of the capacity of the rectification circuit being typically 10 μF, it follows that it can be estimated that the potential drop ΔV following the thermal compensation measurement will be equivalent to 0.45 V.

    On constate donc que la tension redressée Ua doit avoir une valeur minimum de Uamin + ΔV = 1,45 V au début du fonctionnement du circuit de compensation thermique. La tension nominale Ua1 étant de 1,3 V, on constate ainsi aisément la difficulté de faire fonctionner le circuit de compensation thermique dans cette pièce d'horlogerie. It can therefore be seen that the rectified voltage Ua must have a minimum value of Ua min + ΔV = 1.45 V at the start of operation of the thermal compensation circuit. The nominal voltage Ua 1 being 1.3 V, it is therefore easy to see the difficulty of operating the thermal compensation circuit in this timepiece.

    Peu avant la mesure de compensation thermique, soit à un instant t0-τ, la génératrice est ainsi laissée libre et la tension d'alimentation Ua augmente jusqu'à un niveau Ua2. La période τ correspond au temps nécessaire à la génératrice pour atteindre le niveau de tension Ua2 désiré à partir du moment t0 où celle-ci est laissée libre. Pratiquement, on choisira par exemple de laisser la vitesse de la génératrice augmenter de l'ordre de 30%. En conséquence, la tension d'alimentation Ua augmente de sa valeur nominale Ua1=1,3 V à un niveau Ua2 égal à 1,69 V environ.Shortly before the thermal compensation measurement, ie at an instant t 0 -τ, the generator is thus left free and the supply voltage Ua increases to a level Ua 2 . The period τ corresponds to the time necessary for the generator to reach the desired voltage level Ua 2 from the time t 0 when it is left free. In practice, for example, we will choose to let the generator speed increase by around 30%. Consequently, the supply voltage Ua increases from its nominal value Ua 1 = 1.3 V to a level Ua 2 equal to approximately 1.69 V.

    Suite à l'enclenchement du circuit de compensation thermique au temps t0, la tension d'alimentation Ua descend progressivement pour atteindre, au terme de la mesure de compensation thermique au temps t0+tCT, le niveau de tension Ua2-ΔV, soit environ 1,24 V. Une réserve de l'ordre de 0,24 V est ainsi encore disponible et le fonctionnement du circuit d'asservissement est assuré.Following the switching on of the thermal compensation circuit at time t 0 , the supply voltage Ua gradually drops to reach, at the end of the thermal compensation measurement at time t 0 + t CT , the voltage level Ua 2 -ΔV , ie approximately 1.24 V. A reserve of the order of 0.24 V is thus still available and the operation of the control circuit is ensured.

    Au terme de cette opération, la pièce d'horlogerie retrouve son mode de fonctionnement normal jusqu'à la prochaine mesure de compensation thermique.At the end of this operation, the timepiece finds its mode normal operation until the next compensation measure thermal.

    Selon la présente invention, la précision de la marche de la pièce d'horlogerie peut ainsi être améliorée par la compensation des variations de température ambiante, tout en assurant que le fonctionnement du circuit d'asservissement ne soit pas compromis.According to the present invention, the precision of the workpiece movement can thus be improved by compensating for variations in ambient temperature, while ensuring that the operation of the circuit is not compromised.

    On comprendra que de nombreuses modifications et/ou améliorations peuvent être apportées à la pièce d'horlogerie selon l'invention sans sortir du cadre et de l'esprit de celle-ci.It will be understood that many modifications and / or improvements can be made to the timepiece according to the invention without leaving the framework and spirit of it.

    Claims (2)

    Pièce d'horlogerie comportant : une source d'énergie mécanique (2), des organes d'affichage (6) de l'heure couplés mécaniquement à ladite source d'énergie mécanique (2), une génératrice d'énergie électrique (3) couplée également mécaniquement à ladite source d'énergie mécanique (2) et agencée pour délivrer à travers des première et deuxième bornes de sortie (3a, 3b) une tension alternative (Ug), un circuit de redressement (5) connecté aux première et deuxième bornes de sortie de ladite génératrice (3) et agencé pour délivrer à travers deux bornes de sortie (5a, 5b) une tension continue (Ua) à partir de ladite tension alternative (Ug), et un circuit d'asservissement (7) alimenté par ladite tension continue (Ua) et agencé pour réguler la vitesse de rotation de ladite génératrice (3) à une vitesse de consigne (Vc) déterminée par une indication juste de l'heure courante par lesdits organes d'affichage (6), ce circuit d'asservissement comportant notamment des moyens de référence (71, 72) pilotés par un quartz (8),
    ladite pièce d'horlogerie étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre     un circuit de compensation thermique (9) couplé audit circuit d'asservissement (7) et alimenté également par ladite tension continue (Ua), ce circuit de compensation thermique étant destiné à ajuster les moyens de référence (71, 72) dudit circuit d'asservissement (7) de manière à compenser l'influence de la température sur ledit quartz (8).     Timepiece including: a source of mechanical energy (2), time display members (6) mechanically coupled to said mechanical energy source (2), an electrical energy generator (3) also mechanically coupled to said mechanical energy source (2) and arranged to deliver through first and second output terminals (3a, 3b) an alternating voltage (Ug), a rectification circuit (5) connected to the first and second output terminals of said generator (3) and arranged to deliver through two output terminals (5a, 5b) a direct voltage (Ua) from said alternating voltage (Ug ), and a servo circuit (7) supplied by said direct voltage (Ua) and arranged to regulate the speed of rotation of said generator (3) at a set speed (Vc) determined by a fair indication of the current time by said display elements (6), this control circuit comprising in particular reference means (71, 72) controlled by a quartz (8),
    said timepiece being characterized in that it further comprises     a thermal compensation circuit (9) coupled to said servo circuit (7) and also supplied by said direct voltage (Ua), this thermal compensation circuit being intended to adjust the reference means (71, 72) of said circuit servo-control (7) so as to compensate for the influence of the temperature on said quartz (8).     Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit de compensation thermique (9) est enclenché périodiquement durant une période déterminée (tCT) et que ladite génératrice (2) est laissée libre peu avant et pendant l'enclenchement dudit circuit de compensation thermique (9) de manière à permettre une augmentation de la tension continue (Ua) délivrée par ledit circuit de redressement (5), de sorte que cette augmentation est suffisante pour assurer le fonctionnement dudit circuit d'asservissement (7) durant l'enclenchement dudit circuit de compensation thermique (9).Timepiece according to claim 1, characterized in that said thermal compensation circuit (9) is periodically engaged during a determined period (t CT ) and that said generator (2) is left free shortly before and during the engagement of said thermal compensation circuit (9) so as to allow an increase in the DC voltage (Ua) supplied by said rectification circuit (5), so that this increase is sufficient to ensure the operation of said control circuit (7) during the engagement of said thermal compensation circuit (9).
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