JP2905856B2 - Stepping motor control circuit - Google Patents
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- G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転子と、回転子へ磁気的に結合されるコ
イルとを有する、とくに腕時計用のステッピングモータ
用の制御回路に関するものである。更に詳しくいえば、
本発明は、電源から所定の持続時間の駆動パルスをコイ
ルへ供給し、それにより駆動パルスの平均電圧および電
力が電源電圧の変動の影響を受けないようにした回路に
関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a control circuit for a stepping motor, especially for a wristwatch, having a rotor and a coil magnetically coupled to the rotor. . More specifically,
The present invention relates to a circuit for supplying a drive pulse of a predetermined duration from a power supply to a coil, so that the average voltage and power of the drive pulse are not affected by fluctuations in the power supply voltage.
この種の回路はいくつかの利点を持ち、とくに小型の
時計においていくつかの利点を有するから、良く知られ
ている。小型の時計では入力電圧は電池により供給され
る。電池の種類に応じて、電池の公称電圧はかなり変化
する。たとえば、水銀電池の電圧は1.35Vであり、銀電
池およびリチウム電池の電圧はそれぞれ1.5V、3Vであ
る。電源の電圧に等しい振幅の駆動パルスを供給する従
来の制御回路では、モータの動作の設定を変えないとあ
る種類の電池の代わりに別の種類の電池を用いることは
もちろんできない。したがって、各種類の電池を特定の
回路に対応させねばならず、かつアフターサービズの問
題が起こるから、電池の種類によって電圧が異なること
は大きな欠点である。Circuits of this kind are well known because they have several advantages, especially in small watches. In small watches, the input voltage is supplied by a battery. Depending on the type of battery, the nominal voltage of the battery will vary considerably. For example, the voltage of a mercury battery is 1.35V, and the voltages of a silver battery and a lithium battery are 1.5V and 3V, respectively. In a conventional control circuit that supplies a drive pulse having an amplitude equal to the voltage of the power supply, it is of course impossible to use another type of battery in place of one type of battery unless the operation setting of the motor is changed. Therefore, since each type of battery must correspond to a specific circuit and a problem of after-service occurs, it is a great disadvantage that the voltage differs depending on the type of battery.
これとは対照的に、電源からの入力電圧の変化とは独
立している平均電圧を持つ駆動パルスを供給できる制御
回路では、電池の種類によって電圧が異なることは何ら
問題ではない。電源からの入力電圧が変化する原因は、
電池を異なる種類の電池に交換したりすること、および
電池の放電状態等にある。更に、この種の回路の場合に
は、駆動パルスの平均電圧は、電池の電圧の値よりかな
り低い値に設定できる。そうすると、コイルを太い横断
の線、すなわち、安くて、加工が容易である線で製作で
き、したがってモータの価格を低くできるから、駆動パ
ルスの平均電圧を低くできることは大きな利点である。In contrast, in a control circuit that can supply a drive pulse having an average voltage that is independent of changes in the input voltage from the power supply, it does not matter at all that the voltage varies depending on the type of battery. The reason why the input voltage from the power supply changes is
The battery is replaced with a different type of battery, and the battery is in a discharged state. Furthermore, in the case of this type of circuit, the average voltage of the drive pulse can be set to a value significantly lower than the value of the battery voltage. In that case, it is a great advantage that the average voltage of the driving pulse can be reduced because the coil can be made of a thick transverse line, that is, a cheap and easy-to-work line, and therefore the cost of the motor can be reduced.
電力を電圧降下抵抗で消費させることなしに一定の平
均電圧を有する駆動パルスを得るために、駆動パルス電
流を断続することが行われていたが、その断続の際の中
断時間と中断の回数は電源電圧に依存していた。In order to obtain a drive pulse having a constant average voltage without dissipating power with a voltage drop resistor, the drive pulse current was interrupted, but the interruption time and the number of interruptions during the interruption were It depended on the power supply voltage.
たとえば、英国特許第A−2054916号明細書には、電
源の出力電圧を検出し、その出力電圧を基準電圧と比較
する手段と、駆動パルス電流を断続する予め設定された
5つのプログラムとを有する制御回路が記載されてい
る。電源電圧の許容変化が5つの範囲に分けられ、それ
らのプログラムの1つに各範囲を対応させる。平均電圧
が各範囲の中心で求められる値に等しいようにしてプロ
グラムは設定される。したがって、調節は不連続である
から、平均電圧は与えられた範囲内で一定に保たれな
い。その結果、範囲の下限においては、モータは歩進し
ないことがあり、それのトルクが減少するが、それの出
力の上限においてはそれの出力の上限においてはそれの
出力が最適でなくなる。For example, GB-A-2054916 has a means for detecting an output voltage of a power supply and comparing the output voltage with a reference voltage, and five preset programs for interrupting the drive pulse current. A control circuit is described. The allowable change of the power supply voltage is divided into five ranges, and each range corresponds to one of the programs. The program is set up so that the average voltage is equal to the value found at the center of each range. Therefore, the average voltage is not kept constant within the given range because the adjustment is discontinuous. As a result, at the lower end of the range, the motor may not step and its torque will decrease, but at its upper end its output will not be optimal at its upper end.
平均電圧を連続的に調節する利点を有するより高度な
制御回路がヨーロッパ特許出願EP0154889号明細書に記
載されている。その高度な制御回路は駆動パルスの断続
を設定する掃引発振器を有する。それらの断続の持続時
間は、駆動パルスの平均電圧を一定に保つように、電源
の出力電圧の変化により支配される。発振器が適切な断
続を行ったとすると、この回路は精密な調節を行うこと
を可能にする。A more sophisticated control circuit having the advantage of continuously adjusting the average voltage is described in European Patent Application EP 0154889. The advanced control circuit has a swept oscillator that sets the intermittent drive pulse. The duration of these interruptions is governed by changes in the output voltage of the power supply so as to keep the average voltage of the drive pulse constant. Assuming that the oscillator has made the appropriate interruptions, this circuit allows for fine tuning.
以上述べた2種類の回路は、駆動パルスの持続時間中
にコイルを流れる電流の断続を設定することにより、コ
イルの端子へ加えられる平均電圧を入力電圧の値とは無
関係に一定に保つことを可能にする調整手段を有する。
これは、出力電圧(この場合には平均電圧)を、入力信
号(すなわち、電源からの出力電圧)により直接支配す
るような開ループである。回路素子の値が仕様に正確に
一致する場合にのみ、この種の調節により良い結果が得
られることが良く知られている。ある重要な素子の値が
小さく変化しても出力信号が大きく変化することがあ
る。これは大きな欠点である。一方、この種の回路は、
それをある特性に合致させるものとすると、製作中に厳
しい品質管理を必要とする。そうするとその回路の製作
コストが上昇する。他方、回路素子は経時変化するか
ら、それらの特性を長期間にわたって保障することがで
きない。The two circuits described above maintain the average voltage applied to the terminals of the coil constant, independent of the value of the input voltage, by setting the intermittent current through the coil during the duration of the drive pulse. It has adjustment means to enable it.
This is an open loop in which the output voltage (in this case, the average voltage) is directly dominated by the input signal (ie, the output voltage from the power supply). It is well known that this type of adjustment yields good results only if the values of the circuit elements exactly match the specifications. Even if the value of a certain important element changes small, the output signal may change greatly. This is a major drawback. On the other hand, this type of circuit
Matching it to certain properties requires strict quality control during production. Then, the production cost of the circuit increases. On the other hand, since circuit elements change over time, their characteristics cannot be guaranteed for a long period of time.
本発明の主な目的は、一定の平均電圧を有する駆動パ
ルスをステッピングモータに供給し、上記諸欠点を持た
ない制御回路を得ることである。A main object of the present invention is to supply a drive pulse having a constant average voltage to a stepping motor to obtain a control circuit which does not have the above-mentioned disadvantages.
この目的は、本発明によれば、次の制御回路によって
達成される。すなわち、回転子に磁気的に結合され、エ
ネルギー源により供給される電源電圧から電力供給パル
スを供給されるように構成されているコイルを有する腕
時計用のステッピングモータに用いられる制御回路は、 「時間基準信号を受けて、前記ステッピングモータの
前記回転子を1ステップ歩進させなければならないとき
に所定の持続時間の1つの制御パルスを含む信号を供給
する波形整形回路を備え、 基準電圧源と,前記制御パルスを受ける入力端子と、
出力端子とを有し、前記制御パルスを断続することによ
り得られる断続制御パルスで構成された信号を、前記制
御パルスを受ける毎に、前記出力端子へ供給する調整回
路を備え、 前記断続制御パルスに応答して前記コイルを前記電源
へ断続的に接続して、断続電力供給パルスによって形成
される、前記回転子を1ステップづつ歩進させる駆動パ
ルスを前記コイルに供給する駆動回路を備え、 前記調整回路には、 前記基準電圧と前記断続電力供給パルスによりコイル
の端子間に生成された電圧との差を決定する手段と、 前記電源が変動しても各駆動パルスの前記コイルの端
子間における平均電圧がほぼ一定に保たれるように、各
制御パルスの中断時間及び中断回数を前記差の関数とし
て決定するスイッチ手段と が設けられている。」 本発明の制御回路の利点は、閉ループ調整の原理を基
にしており、駆動パルスの遮断がコイルの端子における
電圧により決定される点にあり、従来のように電源電圧
により決定されるものではないということにある。いい
かえると、本発明の回路は出力信号を自動制御する。す
なわち、コイルの端子における平均電圧を基準信号に従
って自動制御し、電源電圧の変化や温度の変化のような
外部の要因、または回路素子の値の変化により影響を受
けることが非常に少ない。その結果として、本発明の回
路は、従来の回路より製作が容易で、種々の乱れ要因に
より影響を受ける程度が小さいと言う利点を有する。This object is achieved according to the invention by the following control circuit. That is, a control circuit used in a stepping motor for a wristwatch that has a coil magnetically coupled to a rotor and configured to be supplied with a power supply pulse from a power supply voltage supplied by an energy source comprises: A waveform shaping circuit for receiving a reference signal and supplying a signal including one control pulse of a predetermined duration when the rotor of the stepping motor has to be stepped by one step, a reference voltage source; An input terminal for receiving the control pulse;
An output terminal, and comprising an adjustment circuit for supplying a signal composed of an intermittent control pulse obtained by intermitting the control pulse to the output terminal each time the control pulse is received, wherein the intermittent control pulse A drive circuit for intermittently connecting the coil to the power supply in response to the power supply and supplying a drive pulse to the coil formed by an intermittent power supply pulse to step the rotor by one step; The adjusting circuit includes: means for determining a difference between the reference voltage and a voltage generated between the terminals of the coil by the intermittent power supply pulse; and Switch means for determining the interruption time and the number of interruptions of each control pulse as a function of the difference so that the average voltage is kept substantially constant. The advantage of the control circuit of the present invention is that the cutoff of the drive pulse is determined by the voltage at the terminal of the coil, which is based on the principle of the closed loop adjustment, and is not determined by the power supply voltage as in the related art. There is not. In other words, the circuit of the present invention automatically controls the output signal. That is, the average voltage at the terminals of the coil is automatically controlled according to the reference signal, and is very little affected by external factors such as a change in power supply voltage or a change in temperature, or a change in the value of a circuit element. As a result, the circuit of the present invention has the advantage that it is easier to fabricate than conventional circuits and is less susceptible to various disturbance factors.
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
以下の説明においては、腕時計用のステッピングモー
タに組合わせて用いる制御回路を例として本発明を説明
する。その理由は、その例が本発明の利点をとくに良く
示すからである。この発明の制御回路は、もちろん、電
流消費量および動作の信頼性が重要である他の多くの分
野においても効果的に使用できる。In the following description, the present invention will be described by taking a control circuit used in combination with a stepping motor for a wristwatch as an example. The reason is that the examples particularly show the advantages of the invention. The control circuit of the invention can, of course, also be used effectively in many other fields where current consumption and operational reliability are important.
本発明のよりよき理解のために先ず従来技術に言及す
る。従来のアナログ電子腕時計が示されている第1図に
は、発振器回路1が示されている。この発振器回路1の
周波数は一般に32768Hzであって、その周波数は水晶振
動子2から与えられる基準信号により安定にされる。こ
の信号は分周器3の入力端子へ供給される。その分周器
は1Hzの時間基準信号S3を制御回路4へ供給する。その
制御回路4へはステッピングモータ5が接続される。For a better understanding of the present invention, reference will first be made to the prior art. FIG. 1 shows a conventional analog electronic wristwatch, in which an oscillator circuit 1 is shown. The frequency of the oscillator circuit 1 is generally 32768 Hz, and the frequency is stabilized by a reference signal supplied from the crystal unit 2. This signal is supplied to the input terminal of the frequency divider 3. The frequency divider supplies a 1 Hz time reference signal S3 to the control circuit 4. A stepping motor 5 is connected to the control circuit 4.
回転子と、この回転子へ磁気的に結合されるコイル
と、コイルへ結合される2つの端子とを有するそのステ
ッピングモータは、針が設けられているアナログ時刻指
示器6を駆動する。最後に、腕時計用を動作させるため
に必要な電力を電源電圧Vbの形で電池7が供給する。The stepper motor having a rotor, a coil magnetically coupled to the rotor, and two terminals coupled to the coil drives an analog time indicator 6 provided with hands. Finally, the battery 7 supplies the power necessary to operate the wristwatch in the form of the power supply voltage Vb.
制御回路4は波形整形回路8と駆動回路9を有する。
時間基準信号S3と、おそらくは、分周器3により発生さ
れた他の信号S′3とに応答して、波形整形回路は、時
間基準信号S3の周波数と同じ周波数の信号S8を供給す
る。その信号S8は一連の制御パルスP8により形成され
る。それらの制御パルスの持続時間は総て同じであっ
て、典型的には7.8msである。信号S3とS8が第8図に示
されている。駆動回路9はスイッチング手段を有する。
簡単にするために、スイッチング手段は接点Xの態様で
示されている。その接点の位置は、パルスP8の持続時間
中は閉じ位置にあり、信号S8の振幅が零である、パルス
P8が存在しない間は開位置にあるように、図示しない手
段を用いて信号P8により決定される。The control circuit 4 has a waveform shaping circuit 8 and a driving circuit 9.
In response to the time reference signal S3 and possibly another signal S'3 generated by the divider 3, the waveform shaping circuit provides a signal S8 having the same frequency as the time reference signal S3. The signal S8 is formed by a series of control pulses P8. The control pulses are all the same in duration, typically 7.8 ms. Signals S3 and S8 are shown in FIG. The drive circuit 9 has switching means.
For simplicity, the switching means are shown in the form of contacts X. The position of its contact is in the closed position for the duration of pulse P8, the amplitude of signal S8 is zero, the pulse
As long as P8 does not exist, it is determined by the signal P8 using means not shown so as to be in the open position.
接点Xの一方の端子は電池7の端子へ接続され、接点
Xの他方の端子は接続線10によりモータ5の端子へ接続
される。電池の他方の端子とモータの他方の端子は腕時
計の接地端子11により一緒に接続される。信号S8によっ
て(接点Xが閉じられている時は開かれ、接点Xが開か
れている時間のうちの少なくともある間は閉じるていよ
うに)制御される接点X′を、接続点10と(接地端子11
へ接続されている)接続線10′との間に配置すると有利
である。実際には、接点XとX′はトランジスタまたは
伝送ゲートのような電子スイッチである。One terminal of the contact X is connected to a terminal of the battery 7, and the other terminal of the contact X is connected to a terminal of the motor 5 by a connection line 10. The other terminal of the battery and the other terminal of the motor are connected together by the ground terminal 11 of the wristwatch. The contact X 'controlled by signal S8 (opened when contact X is closed and closed for at least some of the time that contact X is open) is connected to node 10 (to ground). Terminal 11
To the connection line 10 '). In practice, contacts X and X 'are electronic switches, such as transistors or transmission gates.
制御回路4は次のように動作する。信号S3に応答し
て、波形整形回路8は制御パルスP8を発生する。その制
御パルスP8の持続中、接点Xは閉じられ、接点X′は開
かれる。接点Xの閉路中は、モータ5の端子は電池7へ
直結されてモータは電流パルスを受け、その電流パルス
によってコイルの端子には電圧Vmの駆動パルスPmが生じ
る。その電流パルスに応答して回転子は1つ歩進する。
そのパルスの持続時間と振幅は、パルスP8の持続時間お
よび入力電圧Vbの振幅にそれぞれ等しい。駆動パルスの
終わりは、接点Xの開放と接点X′の閉成とにより示さ
れる。接点X′は、モータを短絡することにより、回転
子の振動を減衰させる。The control circuit 4 operates as follows. In response to the signal S3, the waveform shaping circuit 8 generates a control pulse P8. During the duration of the control pulse P8, the contact X is closed and the contact X 'is open. While the contact X is closed, the terminal of the motor 5 is directly connected to the battery 7 and the motor receives a current pulse, and the current pulse generates a drive pulse Pm of the voltage Vm at the terminal of the coil. The rotor steps one step in response to the current pulse.
The duration and amplitude of the pulse are equal to the duration of pulse P8 and the amplitude of input voltage Vb, respectively. The end of the drive pulse is indicated by opening contact X and closing contact X '. The contact X 'attenuates the vibration of the rotor by short-circuiting the motor.
この種の制御回路においては、電源電圧Vbに変化があ
ると、駆動パルスPmの持続時間の方は影響を受けない
が、駆動パルスの振幅には、同様の変化が生じることに
なる。しかし、ステッピングモータの動作は駆動パルス
の振幅に非常に敏感である。したがって、電池7の代わ
りに異なる電圧の別の電池を用いたとすると、モータ
は、動作を続けるとしても、信頼性は低くなり、最適な
動作を行わない。In this type of control circuit, if there is a change in the power supply voltage Vb, the duration of the drive pulse Pm is not affected, but a similar change occurs in the amplitude of the drive pulse. However, the operation of the stepping motor is very sensitive to the amplitude of the driving pulse. Therefore, assuming that another battery having a different voltage is used instead of the battery 7, the reliability of the motor will be low and the motor will not perform optimal operation even if the motor continues to operate.
この問題を避けるために、制御回路4の代わりに第2
図に示す制御回路14が用いられている。この制御回路14
は、前記波形整形回路8と駆動回路9に加えて調整回路
15を有する。To avoid this problem, instead of the control circuit 4, a second
The control circuit 14 shown is used. This control circuit 14
Is an adjustment circuit in addition to the waveform shaping circuit 8 and the driving circuit 9.
With 15.
電源電圧Vbと信号S8が調整回路15へ供給される。この
調整回路は前記諸文献に述べられているような種類の回
路であって、電圧Vbを電源16により供給される基準電圧
Vrと比較することにより、その電圧Vbを測定する手段
(図示せず)を有する。電源16は、電池7から電力を供
給されて、電圧Vrを供給する従来の電圧安定回路で構成
することが好ましい。電源電圧Vbが変化しても電圧Vrの
値は一定に保たれる。調整回路15は、1つのパルスP8に
中断部を設けて得られる形の一連のパルスP15で構成さ
れる信号S15を、駆動回路9へ供給するように構成され
る。一連のパルスP15は、第9図に示すように、持続時
間t15の中断部を有する。The power supply voltage Vb and the signal S8 are supplied to the adjustment circuit 15. This adjusting circuit is a circuit of the kind described in the above-mentioned documents, and uses a voltage Vb as a reference voltage supplied by a power supply 16.
A means (not shown) for measuring the voltage Vb by comparing with Vr is provided. The power supply 16 is preferably constituted by a conventional voltage stabilizing circuit which is supplied with power from the battery 7 and supplies the voltage Vr. Even if the power supply voltage Vb changes, the value of the voltage Vr is kept constant. The adjustment circuit 15 is configured to supply the drive circuit 9 with a signal S15 composed of a series of pulses P15 obtained by providing a break in one pulse P8. The series of pulses P15 has an interruption of duration t15, as shown in FIG.
したがって、一連のパルスP15は、時間t′15だけ持
続する幾つかの基本パルスP′15を含む。その時間t′
15中は接点Xは閉じられ、接点X′は開かれる。中断時
間t15およびその回数、または、時間間隔t15とt′15が
電源電圧Vbの関数として計算されて、駆動パルスPmの平
均電力、いいかえれば、それの平均電圧V0は、ある限界
内では電源電圧の強さとは無関係に、ほぼ一定に保たれ
る。この場合には、駆動パルス電圧の波形は信号S15の
波形と同じであるから、Vbの各値に対して、この断続パ
ルス電圧の平均値V0を所定の値に等しくするt15とt′1
5の値を見つけることが常に可能であることが明らかで
ある。Thus, the series of pulses P15 includes several basic pulses P'15 lasting for a time t'15. That time t '
During 15, contact X is closed and contact X 'is open. Interruption time t15 and the number thereof, or is computed time interval t15 and t'15 as a function of the supply voltage Vb, the average power of the drive pulse Pm, in other words, the average voltage V 0 which it is the power supply within certain limits It is kept almost constant irrespective of the voltage strength. In this case, the waveform of the driving pulse voltage is because it is identical to the waveform of the signal S15, for each value of Vb, t15 to equalize the average value V 0 which is the intermittent pulse voltage to a predetermined value as t'1
It is clear that finding a value of 5 is always possible.
時間t15の間はモータ5は接点X′により短絡される
から、コイルに蓄積されている磁気エネルギーは失われ
ない。それにより信号S15の各基本パルスP15の作用が長
引くことになるから、コイルを流れる電流が反転される
前に接点X′が開かれて回転子の回路を断つ。回転子の
回路が断たれるのは一連のパルスP15が終わった時だけ
起こるから、その結果として、制御回路14に組合わされ
ているモータ5の効率が非常に高い結果となる。During the time t15, the motor 5 is short-circuited by the contact X ', so that the magnetic energy stored in the coil is not lost. As a result, the action of each basic pulse P15 of the signal S15 is prolonged, so that the contact X 'is opened and the circuit of the rotor is cut off before the current flowing through the coil is reversed. Since the rotor circuit only breaks at the end of the series of pulses P15, the result is a very high efficiency of the motor 5 associated with the control circuit 14.
調整回路15が仕様に合致する限りは、駆動パルスPmの
平均電圧V0は電源電圧Vbとは独立である。しかし、先に
述べたように、構成部品の価格に大きく依存するこの種
の回路の価格は、この回路が厳密な諸要求に適合しなけ
ればならないとすると、高くなることはさけられない。As long as the adjustment circuit 15 matches the specification, the average voltage V 0 which the drive pulse Pm is independent of the power supply voltage Vb. However, as mentioned earlier, the price of such a circuit, which is highly dependent on the price of the components, cannot be inevitably increased if the circuit has to meet strict requirements.
それらの欠点を有しない本発明の制御回路19が第3図
に示されている。A control circuit 19 according to the invention which does not have these disadvantages is shown in FIG.
したがって、制御回路14に類似する制御回路19は、前
記回路8,9と、本発明を構成する調整回路20とを有す
る。調整回路20へは、電圧Vbと、前記基準電源16に類似
する基準電源7から供給される電圧とが供給される。調
整回路20は補助入力端子Eも有する。調整回路20は、そ
の主入力端子へ信号S8が加えられ、信号S20を駆動回路
9へ供給する。更に、補助入力端子Eは接続線21により
接続点10へ接続されて、モータ5のコイルから電圧を受
ける。コイルからのこの電圧は、接点Xが閉じられてい
る限りは、駆動パルスPmの値に一致する。Therefore, a control circuit 19 similar to the control circuit 14 has the circuits 8, 9 and the adjustment circuit 20 constituting the present invention. The voltage Vb and the voltage supplied from the reference power supply 7 similar to the reference power supply 16 are supplied to the adjustment circuit 20. The adjustment circuit 20 also has an auxiliary input terminal E. The adjustment circuit 20 receives the signal S8 at its main input terminal and supplies the signal S20 to the drive circuit 9. Further, the auxiliary input terminal E is connected to the connection point 10 by a connection line 21 and receives a voltage from the coil of the motor 5. This voltage from the coil corresponds to the value of the drive pulse Pm as long as the contact X is closed.
信号S20は、信号S15の波形と全体として同様の波形を
有する。したがって、信号S20は、一連のパルスP20を有
する。一連のパルスP20の持続時間は、一連のパルスP8
の持続時間と同じである。一連のパルスP20は個々の基
本パルスP′20を有し、基本パルスP′20の持続時間
t′20は、持続時間t20の中断時間により分離させられ
る。The signal S20 has the same waveform as the signal S15 as a whole. Therefore, the signal S20 has a series of pulses P20. The duration of the series of pulses P20 is
Is the same as the duration of The series of pulses P20 has individual elementary pulses P'20, the duration t'20 of the elementary pulse P'20 being separated by an interruption of the duration t20.
調整回路20は、中断時間t20と中断の数とを、駆動パ
ルスPmの平均電圧V0と基準電圧Vrの差がほぼ零であるよ
うに決定する。したがって、パルスの平均電圧V0(これ
は制御回路19の出力信号でもある)は基準電圧Vrに従属
することになり、その意味で基準電圧Vrは制御値として
機能する。Adjusting circuit 20, and the number of interruptions and down time t20, the difference between the average voltage V 0 and the reference voltage Vr of the drive pulse Pm is determined to be almost zero. Therefore, the average voltage V 0 of the pulse (which is also the output signal of the control circuit 19) depends on the reference voltage Vr, and in that sense, the reference voltage Vr functions as a control value.
従属させられる信号は回路部品の値の変化と、電源、
温度等のような外部パラメータの影響とには非常に左右
させられないことが良く知られている。Dependent signals are changes in circuit component values, power supply,
It is well known that it is not very influenced by the influence of external parameters such as temperature.
したがって、制御回路19は、腕時計の電池を電圧が異
なる別の電池に交換する問題をとくに効果的に解決する
ことを可能にするものである。もちろん、この種の回路
は時計製造の分野とは全く異なる分野、すなわち、外部
パラメータが大きく変化してもステッピングモータが最
適に動作せねばならない分野における用途も有する。Therefore, the control circuit 19 makes it possible to particularly effectively solve the problem of replacing the wristwatch battery with another battery having a different voltage. Of course, this type of circuit also has applications in a field that is completely different from the field of watchmaking, i.e. where the stepping motor must operate optimally even with large changes in external parameters.
本発明の制御回路19の特性は本質的には調整回路20の
特性を基にしているから、調整回路の各種の実施例につ
いて次に説明する。Since the characteristics of the control circuit 19 of the present invention are essentially based on the characteristics of the adjustment circuit 20, various embodiments of the adjustment circuit will be described below.
第4図に示されている調整回路20の第1の実施例にお
いては、差動増幅器25を含む。差動増幅器25の反転入力
端子は、調整回路20の入力端子Eへ接続され、駆動パル
スPm、すなわち、コイルの端子における電圧Vm、を受け
る。差動増幅器25の非反転入力端子は、基準電圧Vrを供
給する電源16へ接続される。したがって、電圧差(Vr−
Vm)の符号に応じた信号S25が、差動増幅器25から出力
される。約1マイクロファラドのコンデンサ26が入力端
子Eとアース11の間に接続される。したがって、コンデ
ンサ26はモータ5の端子へ直結される。最後に、接点Y
で表わされているスイッチング装置が、調整回路20の
(信号S8を受ける)入力端子と(信号S20を生ずる)出
力端子との間に接続される。したがって、接点Yが開か
れているか、閉じられているかに応じて、信号S20の振
幅は零、または信号S8の振幅に等しい。接点Yは、当業
者に知られている手段(図示せず)の助けにより、電圧
差(Vr−Vm)が正の時は閉じられ、電圧差(Vr−Vm)が
負の時は開かれるように、信号S25により直接制御され
る。In the first embodiment of the adjustment circuit 20 shown in FIG. The inverting input terminal of the differential amplifier 25 is connected to the input terminal E of the adjustment circuit 20 and receives the driving pulse Pm, that is, the voltage Vm at the terminal of the coil. The non-inverting input terminal of the differential amplifier 25 is connected to the power supply 16 that supplies the reference voltage Vr. Therefore, the voltage difference (Vr−
A signal S25 corresponding to the sign of Vm) is output from the differential amplifier 25. A capacitor 26 of about 1 microfarad is connected between input terminal E and ground 11. Therefore, the capacitor 26 is directly connected to the terminal of the motor 5. Finally, contact Y
Is connected between the input terminal (receiving the signal S8) and the output terminal (producing the signal S20) of the regulating circuit 20. Thus, depending on whether the contact Y is open or closed, the amplitude of the signal S20 is zero or equal to the amplitude of the signal S8. The contact Y is closed when the voltage difference (Vr-Vm) is positive and opened when the voltage difference (Vr-Vm) is negative, with the aid of means (not shown) known to those skilled in the art. Thus, it is directly controlled by the signal S25.
それらの条件の下では第4図の回路は次のように機能
する。信号S8(第9図)の制御パルスP8の相互の間にお
いては、信号S20の振幅は零で、接点X(第3図)は開
かれている。モータ5は電池7へ接続されないから、駆
動パルスPmの振幅は零で、コンデンサ26は放電させられ
る。そうすると電圧差(Vr−Vm)が正であるから、接点
Yは閉じられる。信号S20に含まれる制御パルスP8が現
れると、接点Xが閉じられて電池7が出力電流パルスを
供給する。この電流は、モータ5とコンデンサ26とに流
れる。モータとコンデンサとに供給されている電圧Vmを
有する駆動パルスの振幅が増大しはじめ、モータの回転
子を回転させる。制御パルスP8のパルス持続時間に関連
して、電圧Vmの上昇は非常に速く、その電圧が基準電圧
Vrより高くなると、すなわち、時間t′20が経過する
と、接点Yが直ちに開かれて信号20の振幅が零になる
が、パルスP8は依然として存在する。そうすると接点X
が開かれ、電池7により供給される電流を断つ。この時
点から、コンデンサ26は、モータ5に電流を供給し、モ
ータ5を動作させるために必要な電流をモータ5に供給
することになる。そうするとコンデンサ26の端子間電圧
が降下する。その電流は駆動パルスPmの振幅に相当す
る。時間t20が経過した後は、駆動パルスPmの振幅が基
準電圧Vrより低くなり、接点Yが閉じることにより接点
Xを閉じ、電流を電池7から流させる。そうすると駆動
パルスPmの振幅は増大し始め、基準電圧Vr以上に増大し
た後で接点Yが開いて、電池により供給される電流を再
び断つ。基準電圧Vrに等しい一定の平均電圧振幅V0を有
する駆動電圧パルスを受けているモータがそれの回転を
終わって、完全な1歩進を行うことができるように、パ
ルスP8が終わるまで接点Yが継続的に開閉動作する。Under these conditions, the circuit of FIG. 4 functions as follows. Between the control pulses P8 of the signal S8 (FIG. 9), the amplitude of the signal S20 is zero and the contact X (FIG. 3) is open. Since the motor 5 is not connected to the battery 7, the amplitude of the drive pulse Pm is zero and the capacitor 26 is discharged. Then, since the voltage difference (Vr-Vm) is positive, the contact Y is closed. When the control pulse P8 contained in the signal S20 appears, the contact X is closed and the battery 7 supplies an output current pulse. This current flows through the motor 5 and the capacitor 26. The amplitude of the drive pulse having the voltage Vm supplied to the motor and the capacitor starts to increase, causing the rotor of the motor to rotate. In relation to the pulse duration of the control pulse P8, the rise of the voltage Vm is very fast and its voltage is
Above Vr, i.e., after time t'20, contact Y is immediately opened and the amplitude of signal 20 goes to zero, but pulse P8 is still present. Then contact X
Is opened to cut off the current supplied by the battery 7. From this point, the capacitor 26 supplies a current to the motor 5 and supplies a current necessary for operating the motor 5 to the motor 5. Then, the voltage between the terminals of the capacitor 26 drops. The current corresponds to the amplitude of the drive pulse Pm. After the elapse of the time t20, the amplitude of the drive pulse Pm becomes lower than the reference voltage Vr, and the contact X is closed by closing the contact Y, so that a current flows from the battery 7. Then, the amplitude of the drive pulse Pm starts to increase, and after increasing to the reference voltage Vr or more, the contact Y opens to cut off the current supplied by the battery again. Motor which receives a driving voltage pulse having an average voltage amplitude V 0 constant equal to the reference voltage Vr is finished of it rotating, so as to perform one complete incremented, contact Y until the pulse P8 ends Open and close continuously.
駆動パルスが持続している間にわたって、信号S20
は、中断時間t20で相互に分離されている、一連の(持
続時間t′20の)基本パルスP′20で構成される。それ
らの中断時間および持続時間は、駆動パルスの継続中に
変化することができる。その理由は、それらの時間はモ
ータに流れるモータ電流に依存するからである。モータ
電流は回転子の瞬時回転速度の関数である。したがっ
て、信号S20の全体的な波形は、前記信号S15の波形に類
似し、かつその理由から、それらの信号は第9図におけ
る同じ波形により表わされる。During the duration of the drive pulse, the signal S20
Consists of a series of elementary pulses P'20 (of duration t'20) separated from one another by an interruption time t20. Their interruption time and duration can vary during the duration of the drive pulse. The reason is that those times depend on the motor current flowing through the motor. Motor current is a function of the instantaneous rotational speed of the rotor. Thus, the overall waveform of signal S20 is similar to the waveform of signal S15, and for that reason they are represented by the same waveform in FIG.
しかし、ここで、時間t15は入力電圧Vbの関数であっ
たが、時間間隔t20は入力電圧Vbに直接関係するもので
はないことに留意する必要がある。なぜなら、時間間隔
t20は、電圧差(Vr−Vm)が負の値から正の値へ変化す
るのに要する時間のみに依存するものだかである。However, it has to be noted here that while the time t15 was a function of the input voltage Vb, the time interval t20 is not directly related to the input voltage Vb. Because of the time interval
t20 depends on only the time required for the voltage difference (Vr-Vm) to change from a negative value to a positive value.
しかし、そのようにして定められた中断の時間間隔t2
0は極めて短い。その理由は、電圧差(Vr−Vm)の符号
を変えさせるためには駆動パルスPmの振幅の変化が非常
に小さくて十分だからである。その結果、接点Yの動作
周波数は高い。しかし、接点は実際には電子的スイッチ
ング装置であって、動作周波数が高くなるとそのスイッ
チング装置の消費電力が増大するから、消費電力が過大
となり得る。However, the time interval t2 of the interruption so determined
0 is extremely short. This is because the change in the amplitude of the drive pulse Pm is very small and sufficient to change the sign of the voltage difference (Vr−Vm). As a result, the operating frequency of the contact Y is high. However, the contact is actually an electronic switching device, and the power consumption of the switching device increases as the operating frequency increases, so that the power consumption can be excessive.
時間間隔t20をより良く定めるためには、シュミット
トリガ27の出力信号S27により接点Yを制御すると有利
である。そのシュミットトリガの入力端子は、増幅器25
の出力端子へ接続される。パルスPmの振幅が基準電圧Vr
の近傍にある時は、信号S25はパルスPmの振幅とは逆に
連続して変化する。シュミットトリガ27は、信号S25が
増大して第1のレベルに達すると第1の状態の出力信号
を発生して接点Yを閉じさせ、信号S25が減少して第1
のレベルより低い第2のレベルに達すると第2の状態の
出力信号を発生して接点Yを開かせる。かくして、時間
間隔t20は信号S25が第1のレベルから第2のレベルに変
化するために要する時間に一致し、従って、増幅器25の
増幅度と、第1と第2のレベルの差とに依存する。同様
に、時間間隔t′20は、信号S25が第2のレベルから第
1のレベルへ変化する時間に一致する。持続時間t20と
t′20は既知であるから、制御パルスP8の持続時間を
(t20+t′20)で除した商から信号S20の中断の数が決
定される。In order to better determine the time interval t20, it is advantageous to control the contact Y with the output signal S27 of the Schmitt trigger 27. The input terminal of the Schmitt trigger is the amplifier 25
Output terminal. The amplitude of the pulse Pm is the reference voltage Vr
, The signal S25 continuously changes opposite to the amplitude of the pulse Pm. When the signal S25 increases and reaches the first level, the Schmitt trigger 27 generates an output signal in the first state, closes the contact point Y, and decreases the signal S25 to the first level.
When a second level lower than the second level is reached, a second state output signal is generated to open the contact Y. Thus, the time interval t20 corresponds to the time required for the signal S25 to change from the first level to the second level, and thus depends on the amplification of the amplifier 25 and the difference between the first and second levels. I do. Similarly, the time interval t'20 coincides with the time when the signal S25 changes from the second level to the first level. Since the durations t20 and t'20 are known, the number of interruptions of signal S20 is determined from the quotient of the duration of control pulse P8 divided by (t20 + t'20).
第4図に示す調整回路20により、モータ5の端子にお
ける駆動パルスPmの振幅は、制御パルスP8の持続時間
中、基準電圧Vrに等しいほぼ一定の平均値V0に留まる
が、僅かな一時的変動を呈する。このような条件の下に
おいては、電源電圧Vbが高くなると、基本パルスP′20
の持続時間t20が短くなって信号S20の中断の回数が増
す。その理由は、中断の持続時間t20はほぼ一定のまま
だからである。The adjustment circuit 20 shown in FIG. 4, the amplitude of the drive pulse Pm at the terminals of the motor 5, the duration of the control pulse P8, equal to the reference voltage Vr is substantially remains constant average value V 0, slight transient Fluctuate. Under such conditions, when the power supply voltage Vb increases, the basic pulse P'20
Is shortened, and the number of interruptions of the signal S20 increases. The reason is that the duration t20 of the interruption remains almost constant.
以上説明した調整回路は良く動作するが、大容量のコ
ンデンサ26を必要とする。そのようなコンデンサは安価
でなく、かつ非常に小型でもないから、この回路を腕時
計に用いることは容易ではない。Although the adjustment circuit described above operates well, it requires a large-capacity capacitor 26. Since such capacitors are neither inexpensive nor very small, it is not easy to use this circuit in a wristwatch.
第5図は大容量のコンデンサを必要としない回路を示
す。調整回路20のこの実施例においては、電源16は差動
増幅器30の非反転入力端子へ接続され、差動増幅器30の
反転入力端子は抵抗Rを介して調整回路20の端子Eへ接
続される。この端子Eは駆動パルスPmを受ける。また、
増幅器30の反転入力端子と出力端子の間にコンデンサC
が接続される。それらの条件の下においては、増幅器30
と、抵抗Rと、コンデンサCは2入力積分回路31を構成
する。この積分回路には電圧VmとVrを受け、信号S30を
出力する。その信号S30は時間tに依存し、 に等しい。FIG. 5 shows a circuit that does not require a large-capacity capacitor. In this embodiment of the adjustment circuit 20, the power supply 16 is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 30, and the inverting input terminal of the differential amplifier 30 is connected to the terminal E of the adjustment circuit 20 via a resistor R. . This terminal E receives the drive pulse Pm. Also,
A capacitor C is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier 30.
Is connected. Under these conditions, the amplifier 30
, A resistor R and a capacitor C constitute a two-input integration circuit 31. This integration circuit receives the voltages Vm and Vr and outputs a signal S30. The signal S30 depends on time t, be equivalent to.
時定数RCは重要ではないが時間t20およびt′20と同
程度でなければならず、コンデンサCの容量は約500pF
が適当である。したがって、信号S30は、与えられた任
意の時刻に、電圧差(Vr−Vm)の積分の値を表わし、電
圧差(Vr−Vm)の関数である前記信号S25に等しいもの
と考えられる。The time constant RC is not important, but must be of the same order as the times t20 and t'20, and the capacitance of the capacitor C is about
Is appropriate. Therefore, signal S30 represents the value of the integral of the voltage difference (Vr-Vm) at any given time and is considered to be equal to signal S25, which is a function of the voltage difference (Vr-Vm).
前記接点Yは調整回路20(第5図)の入力端子と出力
端子の間に設けられる。先に述べたように、この接点X
は、電圧差(Vr−Vm)の積分値が正の時に閉じられ、そ
の積分値が負の時に開かれるようにして、周知の手段
(図示せず)を用いて、信号S30により直接制御される
ものとまず仮定する。したがって、接点Yは出力信号S2
0を中断できる。この場合には、その中断により、外乱
があっても、駆動パルスの持続中における電圧差(Vr−
Vm)の平均値はほぼ零に保たれる。The contact Y is provided between an input terminal and an output terminal of the adjustment circuit 20 (FIG. 5). As mentioned earlier, this contact X
Is closed directly when the integral of the voltage difference (Vr-Vm) is positive and opened when the integral is negative, and is controlled directly by the signal S30 using well-known means (not shown). Assume first that Therefore, contact Y is output signal S2
0 can be interrupted. In this case, the interruption causes the voltage difference (Vr−
The average value of Vm) is kept almost zero.
各制御パルスの初めに第5図の回路が同一の条件の下
で動作できるようにするためには、引き続く2つの制御
パルスの間で、接点Zで示されているスイッチング手段
によりコンデンサCを放電させることが望ましい。抵抗
Rの両端へ接続されているその接点Zは、インバータ34
からの信号により制御される。そのインバータ34の入力
端子は信号S8を受ける。その接点Zの制御は、信号S8の
パルスP8が持続している間は開かれ、それらのパルスP8
が存在しない時は閉じられるようにして、ある手段(図
示せず)により行われる。それにより、積分回路31を、
各駆動パルスより前に初期状態へ戻すことが可能にされ
る。接点Zは別の場所に設けることももちろんできる。
たとえば、増幅器30の反転入力端子と出力端子が初期状
態において同じ電位にあるならば、コンデンサCの端子
に接点Zを設けることができる。In order for the circuit of FIG. 5 to be able to operate under the same conditions at the beginning of each control pulse, the capacitor C is discharged by the switching means, indicated by contact Z, between two subsequent control pulses. It is desirable to make it. The contact Z connected to both ends of the resistor R is connected to the inverter 34.
Is controlled by a signal from The input terminal of inverter 34 receives signal S8. The control of the contact Z is opened for the duration of the pulse P8 of the signal S8, and the pulses P8
This is done by some means (not shown) so that it is closed when not present. Thereby, the integration circuit 31 is
It is possible to return to the initial state before each drive pulse. The contact Z can of course be provided at another location.
For example, if the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier 30 are initially at the same potential, a contact Z can be provided at the terminal of the capacitor C.
以上説明した第5図の回路における接点Yの動作周波
数は、第4図の回路について先に述べたのと同じ理由
で、非常に高い。この周波数を低くするために、前記シ
ュミットトリガ27を、増幅器30の出力端子と接点Yの間
に接続すると有利である。別のもっと簡単な解決方法
は、増幅器30の2つの入力端子の間にコンデンサ35を接
続し、抵抗36を電源16に直列接続することである(第6
図)。そうすると、増幅器30の反転入力端子に現れる電
圧における急変の初めの部分は、コンデンサ35を介して
増幅器30の他の入力端子へも伝達されれるから、短時間
の間は電圧差(Vr−Vm)がほぼ零のままに保たれること
になり、信号S30の出現を遅らせることができる。The operating frequency of the contact Y in the circuit of FIG. 5 described above is very high for the same reason as described above for the circuit of FIG. To lower this frequency, it is advantageous to connect the Schmitt trigger 27 between the output terminal of the amplifier 30 and the contact Y. Another simpler solution is to connect a capacitor 35 between the two input terminals of the amplifier 30 and to connect a resistor 36 in series with the power supply 16 (No. 6).
Figure). Then, the first part of the sudden change in the voltage appearing at the inverting input terminal of the amplifier 30 is also transmitted to the other input terminals of the amplifier 30 via the capacitor 35, so that the voltage difference (Vr-Vm) for a short time Is kept substantially zero, and the appearance of the signal S30 can be delayed.
第5図と第6図に示す調整回路20により、制御回路19
からモータ5へ供給される駆動電圧パルスVmは、その最
大振幅が電源電圧Vbに等しく、その全体の波形は時間間
隔t20の中断により決定され、信号S20(第9図)の波形
に等しい。電圧Vbが変化すると、駆動パルスPmの平均電
圧V0が一定のままとなるように、時間間隔t20とt′20
が変化する。2つの異なる入力電圧Vbに対する駆動パル
スPmの典型的な波形が第10図に示されている。この図
は、時間t20はほぼ一定であるが、時間t′20は電圧Vb
とは逆向きに変化することを示す。The control circuit 19 is controlled by the adjustment circuit 20 shown in FIGS.
The drive voltage pulse Vm supplied to the motor 5 has a maximum amplitude equal to the power supply voltage Vb, and its entire waveform is determined by the interruption of the time interval t20 and is equal to the waveform of the signal S20 (FIG. 9). When the voltage Vb changes, so that the average voltage V 0 which the drive pulse Pm will remain constant, the time interval t20 and t'20
Changes. A typical waveform of the drive pulse Pm for two different input voltages Vb is shown in FIG. In this figure, the time t20 is almost constant, but the time t'20 is equal to the voltage Vb.
Indicates that it changes in the opposite direction.
電圧差(Vr−Vm)の積分は、第5図と第6図に示す調
整回路と同様にして行われる。この積分動作は、論理回
路によりデジタル的に行えることも良く知られている。
したがって、それら2つのアナログ回路と同じ機能を行
うことができる論理回路を構成することは当業者の能力
範囲内である。The integration of the voltage difference (Vr-Vm) is performed in the same manner as in the adjustment circuits shown in FIGS. It is well known that this integration operation can be performed digitally by a logic circuit.
Therefore, it is within the capability of those skilled in the art to construct a logic circuit that can perform the same function as those two analog circuits.
デジタル技術を用いるこの種の調整回路の実施例が第
7図に示されている。駆動パルスPmを受ける調整回路の
入力端子Eが、アナログ−デジタル変換器40の入力端子
へ接続されている。信号S8とクロック信号C1も受けるこ
のアナログ−デジタル変換器は、クロック信号C1により
決定される時刻におけるデジタル値と、信号S8の制御パ
ルスP8が持続している間のPmの振幅とを表わす論理出力
信号S40を出力する。信号S8は、制御パルスが存在しな
い間にアナログ−デジタル変換器を零リセットする。An embodiment of such an adjustment circuit using digital technology is shown in FIG. An input terminal E of the adjustment circuit receiving the drive pulse Pm is connected to an input terminal of the analog-digital converter 40. This analog-to-digital converter, which also receives the signal S8 and the clock signal C1, produces a logic output representing the digital value at the time determined by the clock signal C1 and the amplitude of Pm during the duration of the control pulse P8 of the signal S8. The signal S40 is output. Signal S8 resets the analog-to-digital converter to zero during the absence of a control pulse.
信号S40はマイクロプロセッサ41の入力端子へ供給さ
れる。このマイクロプロセッサ41はクロック信号C1も受
ける。マイクロプロセッサ41にはRAM42と、制御命令に
加えて基準電圧Vrのデジタル値を含むROM43とが組合わ
される。マイクロプロセッサ41は、接点Yを制御する信
号S41を供給する。The signal S40 is supplied to an input terminal of the microprocessor 41. This microprocessor 41 also receives the clock signal C1. The microprocessor 41 is combined with a RAM 42 and a ROM 43 containing a digital value of a reference voltage Vr in addition to a control command. The microprocessor 41 supplies a signal S41 for controlling the contact Y.
信号S41が第5図の回路の信号S30またはS27と同一の
役割を演ずる。異なった動作はするが、それら2つの回
路は同じ機能を果たすことができる。もちろん、この機
能はワイヤド論理回路で行わせることももちろんでき
る。Signal S41 plays the same role as signal S30 or S27 in the circuit of FIG. Although operating differently, the two circuits can perform the same function. Of course, this function can of course be performed by a wired logic circuit.
第1図は従来のアナログ腕時計のブロック図、第2図は
従来の制御回路を含んでいるステッピングモータの制御
回路のブロック図、第3図は本発明の調整回路を含む制
御回路のブロック図、第4〜7図は本発明の調整回路の
異なる実施例の詳しいブロック回路図、第8図〜第10図
はこの明細書で説明する回路により発生された信号の主
波形図である。 8……波形整形回路、9……駆動回路、14,19……制御
回路、20……調整回路、25,30……差動増幅器。34……
インバータ、40……アナログ−デジタル変換器、41……
マイクロプロセッサ。1 is a block diagram of a conventional analog wristwatch, FIG. 2 is a block diagram of a control circuit of a stepping motor including a conventional control circuit, FIG. 3 is a block diagram of a control circuit including an adjustment circuit of the present invention, 4 to 7 are detailed block circuit diagrams of different embodiments of the adjustment circuit of the present invention, and FIGS. 8 to 10 are main waveform diagrams of signals generated by the circuit described in this specification. 8 ... waveform shaping circuit, 9 ... drive circuit, 14,19 ... control circuit, 20 ... adjustment circuit, 25,30 ... differential amplifier. 34 ……
Inverter, 40 …… Analog-digital converter, 41 ……
Microprocessor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 8/00 - 8/42 G04C 3/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02P 8/00-8/42 G04C 3/14
Claims (6)
により供給される電源電圧から電力供給パルスを供給さ
れるように構成されているコイルを有する腕時計用のス
テッピングモータ(5)に用いられる制御回路(19)で
あって、 時間基準信号(S3)を受けて、前記ステッピングモータ
の前記回転子を1ステップ歩進させなければならないと
きに所定の持続時間の1つの制御パルス(P8)を含む信
号(S8)を供給する波形整形回路(8)を備え、 基準電圧源(16)と、前記制御パルス(P8)を受ける入
力端子と、出力端子とを有し、前記制御パルス(P8)を
断続することにより得られる断続制御パルス(P20)で
構成された信号(S20)を、前記制御パルス(P8)を受
ける毎に、前記出力端子へ供給する調整回路(20)を備
え、 前記断続制御パルス(P20)に応答して前記コイルを前
記電源へ断続的に接続して、断続電力供給パルスによっ
て形成される、前記回転子を1ステップづつ歩進させる
駆動パルス(Pm)を前記コイルに供給する駆動回路
(9)を備え、 前記調整回路(20)には、 前記基準電圧(Vr)と前記断続電力供給パルスによりコ
イルの端子間に生成された電圧(Vm)との差を決定する
手段(25、30)と、 前記電源が変動しても各駆動パルス(Pm)の前記コイル
の端子間における平均電圧(Vo)がほぼ一定に保たれる
ように、各制御パルス(P8)の中断時間及び中断回数を
前記差の関数として決定するスイッチ手段(Y)と が設けられている ことを特徴とするステッピングモータの制御回路。1. A stepping motor for a wristwatch having a coil magnetically coupled to a rotor and adapted to be supplied with a power supply pulse from a power supply voltage supplied by an energy source. A control circuit (19), which receives a time reference signal (S3) and generates one control pulse (P8) having a predetermined duration when the rotor of the stepping motor has to be advanced by one step. A waveform shaping circuit (8) for supplying a control signal (S8) including a reference voltage source (16), an input terminal for receiving the control pulse (P8), and an output terminal; An adjusting circuit (20) for supplying a signal (S20) composed of an intermittent control pulse (P20) obtained by intermittent control to the output terminal each time the control pulse (P8) is received, Control pulse P20) The drive for intermittently connecting the coil to the power supply in response to the power supply and supplying a drive pulse (Pm) to the coil, which is formed by an intermittent power supply pulse and moves the rotor step by step. Means for determining a difference between the reference voltage (Vr) and the voltage (Vm) generated between the terminals of the coil by the intermittent power supply pulse. , 30) and the interruption time of each control pulse (P8) so that the average voltage (Vo) between the terminals of the coil of each drive pulse (Pm) is kept substantially constant even if the power supply fluctuates. And a switch means (Y) for determining the number of interruptions as a function of the difference.
御回路であって、前記調整回路(20)には、 前記コイルの端子間に結合されたキャパシタ(26)と、 差動増幅器であって、一方の入力端子に前記基準電圧
(Vr)を受信し、他方の入力端子に前記断続電力供給パ
ルスによって前記コイルの端子間に生成された電圧(V
m)を受信して、前記基準電圧(Vr)と前記コイルの端
子間の電圧(Vm)との差の符号を表す信号(S25)を供
給し、この信号(S25)は前記差が負である間前記制御
信号(P8)を中断するように前記スイッチ手段(Y)を
制御する差動増幅器(25)と が設けられていることを特徴とするステッピングモータ
の制御回路。2. The stepping motor control circuit according to claim 1, wherein the adjusting circuit (20) includes a capacitor (26) coupled between terminals of the coil, and a differential amplifier. , One input terminal receives the reference voltage (Vr), and the other input terminal generates a voltage (Vr) generated between the terminals of the coil by the intermittent power supply pulse.
m) and provides a signal (S25) representing the sign of the difference between the reference voltage (Vr) and the voltage between the terminals of the coil (Vm), the signal (S25) having a negative value for the difference. A differential amplifier (25) for controlling the switch means (Y) so as to interrupt the control signal (P8) during a certain period.
御回路であって、前記調整回路(20)は、前記差動増幅
器(25)の信号(S25)によって制御される閾値回路(2
7)を有して、制御信号(S27)を前記スイッチ手段
(Y)に与え、この制御信号は前記閾値回路の入力にお
いて前記信号(S25)が所定の方向に変化して第1の閾
値に達すると第1の状態となり、また前記信号(S25)
が逆方向に変化して第2の閾値に達すると第2の状態と
なり、前記差の負値に対応する前記制御信号(S27)の
状態のとき前記制御信号(P8)が中断されることを特徴
とするステッピングモータの制御回路。3. The stepping motor control circuit according to claim 2, wherein the adjustment circuit (20) is a threshold circuit (2) controlled by a signal (S25) of the differential amplifier (25).
7), a control signal (S27) is given to the switch means (Y), and the control signal is changed to a first threshold value when the signal (S25) changes in a predetermined direction at the input of the threshold circuit. When the signal reaches the first state, the signal (S25)
Changes in the opposite direction to reach the second threshold, the state becomes the second state, and when the control signal (S27) corresponding to the negative value of the difference is in the state, the control signal (P8) is interrupted. Characteristic stepping motor control circuit.
御回路であって、前記閾値回路(27)はシュミット回路
であることを特徴とするステッピングモータの制御回
路。4. A control circuit for a stepping motor according to claim 3, wherein said threshold circuit is a Schmitt circuit.
御回路であって、 前記調整回路(20)は、アナログ積分回路であって、第
1の入力端子において前記基準電圧(Vr)を受信し、第
2の入力端子において前記コイルの電圧(Vm)を受信し
て前記制御信号(P8)の持続時間中にこれら電圧の差の
積分値の符号を表す信号(S30)を生成するアナログ積
分回路(31)を含み、前記信号(S30)は前記差が負で
ある間前記制御信号(P8)を中断するように前記スイッ
チ手段(Y)を制御することを特徴とするステッピング
モータの制御回路。5. The control circuit for a stepping motor according to claim 1, wherein said adjustment circuit is an analog integration circuit, and receives said reference voltage (Vr) at a first input terminal. An analog integrator circuit receiving a voltage (Vm) of the coil at a second input terminal and generating a signal (S30) representing the sign of the integral of the difference between these voltages during the duration of the control signal (P8) (31) The stepping motor control circuit, wherein the signal (S30) controls the switch means (Y) so as to interrupt the control signal (P8) while the difference is negative.
御回路であって、 前記調整回路(20)は更に前記アナログ積分回路(31)
の信号(S30)によって制御される閾値回路(27)を有
し、制御信号(S27)を前記スイッチ手段(Y)に与
え、この制御信号(S27)は前記閾値回路(27)の入力
において前記信号(S30)が所定の方向に変化して第1
の閾値に達すると第1の状態となり、また前記信号(S3
0)が逆方向に変化して第2の閾値に達すると第2の状
態となり、前記差の負の積分値に対応する前記制御信号
(S27)の状態のとき前記制御信号(P8)が中断される
ことを特徴とするステッピングモータの制御回路。6. A control circuit for a stepping motor according to claim 5, wherein said adjustment circuit (20) further comprises said analog integration circuit (31).
A threshold circuit (27) controlled by the signal (S30), and a control signal (S27) is given to the switch means (Y). The control signal (S27) is supplied to the input of the threshold circuit (27). The signal (S30) changes in a predetermined direction and the first
When the threshold value is reached, the first state is established and the signal (S3
0) changes in the opposite direction and reaches the second threshold, the state becomes the second state, and when the state of the control signal (S27) corresponding to the negative integral value of the difference is reached, the control signal (P8) is interrupted. Control circuit for a stepping motor.
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