CH621027B5

CH621027B5 -

Info

Publication number: CH621027B5
Application number: CH1667475A
Authority: CH
Inventors: Pierre Hersberger
Original assignee: Ebauches Sa
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1981-01-15
Also published as: DE2657025A1; CH1667475A4; DE2657025C3; JPS52113260A; DE2657025B2; JPS6115388B2; US4081951A

Description

L'invention concerne une montre électronique comportant un oscillateur, une chaîne de division de fréquence et un sélecteur inséré dans la chaîne de division et susceptible de faire passer à l'étage qui le suit soit le signal de sortie de l'étage qui le précède, soit un signal de fréquence plus élevée.

On sait que, dans le développement d'un circuit intégré, on cherche à réduire au minimum le nombre de bornes de sortie. Un circuit pour moteur pas à pas par exemple, avec impulsions polarisées pour commander le moteur et un oscillateur à quartz, nécessite au minimum 6 sorties, à la condition toutefois qu'aucune borne du quartz ne soit reliée à l'alimentation. D'autre part, lors de la fabrication de ces circuits, pour garantir un fonctionnement irréprochable, il faut les tester.

Considérons un garde-temps dont le moteur reçoit une impulsion toutes les minutes par exemple: pour tester ces circuits, il faut attendre que le moteur ait fait au minimum deux sauts, c'est-

à-dire qu'il ait reçu deux impulsions polarisées. De plus, on ne sait pas dans quels états se trouvent les compteurs lors de la mise sous tension du circuit. Dans le pire des cas, il faut attendre une minute jusqu'à ce que le premier saut du moteur apparaisse.

Donc, le test d'un tel circuit nécessite entre 2 à 3 mn.

Dans une production où l'on travaille par exemple 9 h par jour, on ne peut tester que 9 x 20 circuits par jour, soit 180. Cette quantité est évidemment bien insuffisante.

On peut remédier à cela en testant plusieurs circuits en parallèle. Si la production journalière désirée est de 1000 pièces, il faut pouvoir tester 6 circuits en même temps. Or, des équipements permettant ces tests multiples sont coûteux et souvent compliqués à réaliser.

Il existe une autre façon de procéder au test de tels circuits, qui consiste à injecter un signal de fréquence supérieure à la normale dans la chaîne de division, ou dans une partie de celle-ci. Avec cette méthode, il faut prévoir une borne supplémentaire, ce qui n'est souvent pas possible, un boîtier à 7 broches étant rarement normalisé. D'autre part, si tout le cycle est accéléré, les durées des impulsions motrices sont également réduites; il devient alors difficile de mesurer les tensions de déchet des transistors de sortie, et les durées d'impulsion. Des problèmes analogues se posent pour les circuits distinés aux montres à affichage digital passif ou actif.

L'invention a pour objet une montre électronique dont le circuit peut être testé rapidement sans qu'il soit nécessaire d'ajouter une borne au circuit intégré et sans que les résultats des tests soient influencés par la cadence à laquelle ils se déroulent.

La montre électronique selon l'invention est caractérisée en ce que son circuit électronique comprend un détecteur (31, 31') de court-circuit pilotant le sélecteur (32) de manière que ledit sélecteur transmette à l'étage qui le suit ledit signal de fréquence plus élevée lorsque ledit détecteur décèle un court-circuit entre d'une part une borne existante servant à la liaison entre le circuit électronique et l'affichage et d'autre part une borne d'alimentation.

Nous allons ci-après expliquer en détail quelques formes d'exécution de l'invention à l'aide des dessins où:

La fig. 1 montre une première forme d'exécution de l'invention dans le cas d'une montre à moteur pas à pas ;

la fig. 2 illustre des signaux en divers points du schéma de la fig. 1;

la fig. 3 illustre une deuxième forme d'exécution de l'invention dans le cas d'une montre à affichage digital passif ;

la fig. 4 illustre une troisième forme d'exécution de l'invention dans le cas d'une montre à affichage digital actif.

Dans l'exemple de la fig. 1, le moteur M reçoit une impulsion toutes les minutes. Le garde-temps comporte un oscillateur 1, muni de son quartz 2, distribuant des impulsions, à une fréquence de 32768 Hz, à une chaîne de division composée de vingt et un circuits flip-flop 3 à 23. On n'a indiqué que pour le premier circuit flip-flop 3 les entrées C-î et C-t et les sorties Q et Q; la répartition de ces entrées et sorties est la même pour tous les circuits flip-flop de la chaîne. Un circuit de mise en forme 24, alimenté par certaines impulsions issues de la chaîne de division 3-23, permet de piloter les transistors MOS 25 à 28 de commande du moteur M. Ceux-ci sont, de manière classique, branchés deux à deux en série entre les bornes + Vbb et — Vbb de la batterie alimentant tout le circuit. Les sources des transistors de type n 25 et 28 sont reliées à la borne — Vbb, celles des transistors de type p 26 et 27 le sont à la borne + Vbb. Les drains des transistors 25 et 26 sont reliés entre eux et forment le point A, de même que les drains des transistors 27 et 28, qui forment le point B.

Le moteur M symbolisé ici par un enroulement est branché entre les points A et B. Pendant le test du circuit, la borne B sera reliée à la borne — Vbb de l'alimentation par un interrupteur 30 branché en série avec une résistance 29, prévus tous deux dans l'appareil de test.

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Le circuit de mise en forme 24 comprend une porte NON-ET 241 alimentée par les sorties Q des circuits flip-flop 20, 21, 22 et 23 et dont la sortie est branchée à l'entrée R d'un circuit flip-flop RS 242 composé des deux portes NON-ET 243 et 244. L'entrée S du circuit flip-flop 242 est reliée à la sortie Q du circuit flip-flop 13. La sortie Q du circuit flip-flop 242 est destinée à remettre à zéro les circuits flip-flop 18 à 23 par leurs entrées de remise à zéro RES, tandis que sa sortie (J alimente à la fois l'entrée C-t d'un circuit flip-flop 245, l'une des entrées de deux portes NON-OU 246 et 247 et, à travers un inverseur 250, l'autre entrée, C-t, du circuit flip-flop 245. Les deuxièmes entrées de ces portes 246 et 247 sont alimentées respectivement par les sorties Q et Q du circuit flip-flop 245. La sortie de la porte NON-OU 246 pilote, d'une part, directement la porte du transistor 28 du circuit de commande du moteur et d'autre part, à travers un inverseur 248, la porte du transistor 26; la sortie de la porte NON-OU 247 pilote directement la porte du transistor 25 et, à travers un inverseur 249, la porte du transistor 27.

Le garde-temps comporte encore un circuit 31 que nous appellerons «détecteur de court-circuit», qui commande un sélecteur 32 destiné à faire passer à l'entrée du circuit flip-flop 13 de la chaîne de division soit les impulsions issues de l'étage précédent 12 soit celles qui sortent de l'oscillateur 1 lui-même.

Ce détecteur de court-circuit 31 comporte un transistor MOS 311 de type p branché entre le point B du circuit de commande du moteur et la borne + Vbb ; la porte de ce transistor 311 est reliée à la porte du transistor de commande 28 ainsi qu'à l'une des entrées d'une porte NON-OU 312 dont l'autre entrée est également branchée au point B. La sortie de la porte NON-OU 312 commande deux portes de transmission 321 et 322. Ces portes de transmission comportent deux entrées de commande N et P qui doivent recevoir des signaux complémentaires. A l'aide de l'inverseur 323, on commande les entrées N et P de telle sorte que, lorsque l'une des portes de transmission est ouverte, l'autre est fermée et vice versa. La porte de transmission 321 relie la sortie Q du circuit flip-flop 12 directement à l'entrée C-t et, à travers un inverseur 324, à l'entrée C-t du circuit flip-flop 13. La porte de transmission 322, quant à elle, relie de la même manière la sortie de l'oscillateur 1 aux entrées du circuit flip-flop 13.

Par division successive par deux de la fréquence des impulsions fournies par l'oscillateur 1, on obtient à la sortie Q du circuit flip-flop 20 un signal de fréquence 1/8 Hz, à la sortie Q du circuit flip-flop 21, un signal de fréquence 1/16 Hz, à celle du circuit flip-flop 22, un signal de fréquence 1/32 Hz, et enfin, à celle du circuit flip-flop 23, un signal de fréquence 1/64 Hz, donc de période 64 s. Si l'on veut une période de 60 s, il faut donc amputer ce signal de 4 s. On voit dans la fig. 2 que, au moment où toutes les sorties Q des étages 20, 21, 22 et 23 (Q20, Q21, Q22, Q23) sont à « 1 », la sortie de la porte 241, respectivement l'entrée R du circuit flip-flop 242 (R 242), passent à «0» et la sortie Q du circuit 242 passe à « 1 », ce qui produit une remise à zéro des étages 18 à 23, supprimant ainsi la moitié de la période du signal issu de l'étage 20, c'est-à-dire 4 s.

Le signal issu de l'étage 13, qui alimente l'entrée S du circuit 242, a une fréquence de 16 Hz, c'est-à-dire une période de 62,5 m/s. Lorsque la sortie de la porte NON-ET 241 passe à «0», ce signal est à « 1 ». Une demi-période, soit 31,25 m/s, plus tard, il passe à «0», faisant rebasculer le circuit 242 dans son état initial. Sur la fig. 2, nous n'avons illustré que le signal à la sortie de ce dernier (<J 242). Ce signal fait basculer, toutes les 60 s, le circuit flip-flop 245 qui, par ses sorties complémentaires Q etTJ, ouvre alternativement les portes NON-OU 246 et 247. Sur la fig. 2, nous n'avons également représenté que le signal Q 245 à la sortie Q du circuit flip-flop 245. La fig. 2 montre encore les signaux aux portes des transistors 25 à 28: G25, G26, G27 et G28. On voit que les impulsions motrices distribués alternativement sur les transistors 25 et 27 puis sur les transistors 26 et 28 pour les ouvrir, font que toutes les minutes une impulsion de courant passe dans l'enroulement du moteur M, le sens de ce courant étant inversé à chaque impulsion.

En fonctionnement normal, l'interrupteur 30 étant ouvert, la porte NON-OU 312 a sa sortie (S 312) continuellement dans 5 l'état «0». En effet, entre les impulsions motrices, le transistor 311 est conducteur puisque le point G28 est à «0» et le point B est au potentiel + Vbb qui correspond à l'état logique « 1 »; pendant l'impulsion motrice qui rendra conducteurs les transistors 25 et 27, le point B est également maintenu à « 1 » par le transis-10 tor 27 ; pendant l'impulsion motrice qui rend les transistors 26 et 28 conducteurs, c'est le signal « 1 » appliqué sur la porte G 28 du transistor 28 qui maintient la sortie S 312 à «0». On voit donc que la porte de transmission 321 est maintenue ouverte et que la porte de transmission 322 est maintenue fermée. L'étage de 15 division 13 est donc alimenté par le signal issu de l'étage 12.

Pour contrôler le fonctionnement du circuit intégré, on ferme l'interrupteur 30. Nous avons vu ci-dessus que, entre les impulsions motrices, le transistor 311 est conducteur. Mais si sa résistance de canal est nettement plus élevée que la résistance 29, le 20 point B est quand même mis à «0». Pour remplir cette condition, il suffit de choisir pour le canal du transistor 311 une largeur suffisamment faible et une longueur suffisamment grande. Entre les impulsions motrices, les deux entrées de la porte NON-OU 312 sont donc à «0» et sa sortie (S 312) à « 1 ». La porte de 25 transmission 321 est donc fermée et la porte de transmission 322 I ouverte. Les étages 13 à 23 reçoivent alors des impulsions dont la I fréquence est 1024 fois plus élevée que normalement: il s'écoule donc, entre deux impulsions motrices, environ 59 m/s. Lorsque le transistor 27 devient conducteur, son canal présentant une résis-30 tance plus faible que la valeur de la résistance 29, le point B passe au potentiel logique « 1 » : ceci fait retomber la sortie de la porte NON-OU 312 (S 312) à «0», et l'étage 13 est, pendant l'impulsion motrice, à nouveau alimenté par les impulsions de l'étage 12. La durée de cette impulsion motrice est donc normale (31, 25 m/s). 35 Lorsque le transistor 28 devient conducteur, sa porte G 28 passe à « 1 » et provoque également la descente à «0» de la sortie de la porte NON-OU 312. Dans ces deux cas, les impulsions motrices conservent donc leur durée normale, alors que le temps qui s'écoule entre deux impulsions motrices est fortement raccourci.

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Si, pour tester le circuit, on envisage de laisser passer deux impulsions motrices (de sens opposé), il faudra au maximum :

59 m/s + 31,25 m/s + 59 m/s + 31,25 m/s + 59 m/s = ~ 240 m/s.

Sur la fig. 2, par souci de clarté, l'échelle de temps n'est pas la 45 même avant la fermeture de l'interrupteur 30, marquée par F, qu'après.

Sur la fig. 3, on a représenté l'invention dans le cas d'une montre à affichage digital passif, à cristaux liquides par exemple. 50 Comme dans le premier cas, la montre comporte un oscillateur 1 muni de son quartz 2, une première partie 33 de la chaîne de division suivie d'une deuxième partie 34. Ces deux parties 33 et 35 sont reliées par le sélecteur 32 formé des portes de transmission déjà décrites. La deuxième partie 34 de la chaîne de division 55 comporte les compteurs-diviseurs fournissant les informations horaires codées I, nécessaires à l'affichage. Ces informations passent dans un dispositif 35 qui comprend les décodeurs et les interfaces nécessaires au pilotage du dispositif d'affichage 36.

Dans un affichage à cristaux liquides, la contre-électrode CE 60 est commune à tous les segments de l'affichage. Cette contre-électrode reçoit de manière continue un signal Sa issu de la chaîne de division à travers un inverseur formé des transistors 37 et 38. Pour exciter un segment, il suffit de piloter son électrode avec le même signal mais déphasé de 180e, les segments non excités ayant 65 leur électrode alimentée en phase par ce même signal. Les transistors 37 et 38 formant l'inverseur sont de petites dimensions car le courant qu'ils doivent fournir est relativement petit, de l'ordre de quelques |iA au maximum. Si par exemple le transistor 38 est

conducteur et que sa tension drain-source est de 0,3 V alors qu'il conduit un courant de 3 |iA, la résistance de son canal est de :

Ceci montre que même si l'on force cette tension drain-source .à une valeur de 3 V, par exemple, la puissance dissipée par le transistor ne détruira pas ce dernier. C'est pourquoi on peut prévoir un interrupteur 30, destiné à court-circuiter le drain du transistor 37, c'est-à-dire la contre-électrode CE, à la borne d'alimentation + Va. Un détecteur de court-circuit 31' est également prévu. Il comporte une porte ET 313 qui reçoit le signal appliqué à la contre-électrode CE de l'affichage et le signal Sa issu de la chaîne de division 33. La sortie de la porte ET 313 alimente l'une des entrées d'un circuit flip-flop formé des portes NON-OU 315 et 316; la deuxième entrée de ce circuit flip-flop est alimentée, à travers un inverseur 314, également par le signal appliqué à la contre-électrode CE. La sortie de la porte NON-OU 315 forme la sortie du détecteur de court-circuit 31' et pilote le sélecteur 32 de la même manière que ci-dessus.

Lorsque l'interrupteur 30 est ouvert, les signaux alimentant la porte ET 313 sont toujours en opposition de phase; la sortie de cette porte est donc toujours à zéro, alors que la sortie de l'inverseur 314 présente le signal inverse de celui reçu par la contre-électrode, c'est-à-dire une suite de «0» et de « 1 ». La sortie du détecteur 31 présente donc un potentiel logique «0». Lorsque l'interrupteur 30 est fermé, l'entrée de la porte ET 313 à laquelle il est relié est à l'état « 1 ». Cette porte ET 313 laisse donc passer le signal Sa, alors que la sortie de l'inverseur 314 présente un potentiel «0»; la sortie du détecteur 31 présente alors un potentiel logique « 1 ».

Il est possible d'utiliser un dispositif analogue pour accélérer le test des montres à affichage digital actif, par exemple à diodes électro-luminescentes (LED). Dans de telles montres, il est fait usage de la technique du multiplexage, c'est-à-dire que les digits ne sont pas commandés en permanence, mais l'un après l'autre, pendant un court instant, et encore seulement lorsque l'utilisateur le demande en appuyant sur un bouton.

La commande de deux de ces digits est montrée partiellement à la fig. 4. Les diodes électro-luminescentes Dl, D2, D3, etc., dont chacune forme un segment d'un digit, sont branchées en série avec le collecteur d'un transistor 40,41, 42, etc. Ces transistors sont pilotés individuellement selon que le segment auquel ils correspondent doit être excité ou non. Les cathodes des diodes sont reliées par un transistor commun 43 au pôle négatif de l'alimentation. Un signal appliqué au point D, inversé par le circuit formé

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des transistors MOS 45, à canal p, et 46, à canal n, attaque, à travers une résistance 44, la base de ce transistor 43, qui forme l'électrode de commande du digit. Le canal du transistor 45 est large, car il doit pouvoir laisser passer le courant de base du transistor 43. Par contre, le canal du transistor 46 peut être très étroit, car pratiquement aucun courant ne le traverse. Sa résistance est donc assez élevée.

Un interrupteur 30 peut être branché entre le drain du transistor 45 et la borne positive de l'alimentation. 11 n'est pas nécessaire de prévoir une borne supplémentaire pour cela, car le circuit de commande des digits est réalisé sur un autre circuit intégré que le reste du circuit de la montre; les points de liaison sont donc accessibles.

En fonctionnement' normal, l'interrupteur 30 est ouvert. Si l'affichage n'est pas demandé, le point D est à « 1 » et le transistor 45 est bloqué. Lorsque l'utilisateur demande l'affichage, et que le digit correspondant est activé, le point D passe à «0» et le transistor 45 devient conducteur, ce qui rend le transistor 43 également conducteur. Les diodes électro-luminescentes peuvent alors s'illuminer, pour autant que le transistor avec lequel elles sont en série soit également commandé.

Le détecteur 31 ', qui est constitué de la même manière que celui de la fig. 3, a sa première entrée reliée au drain du transistor 46 et sa deuxième entrée reliée au drain du transistor correspondant 46' du circuit de commande d'un autre digit. En temps normal, et même si l'affichage est demandé, ces deux entrées ne sont jamais simultanément à « 1 ». La sortie du détecteur reste donc en permanence à «0».

Lorsque l'interrupteur 30 est fermé, le drain du transistor 46, et donc la première entrée du détecteur, est maintenu à « 1 ». Si l'affichage est provoqué, la deuxième entrée du détecteur passe à « 1 » au moment où le digit correspondant est commandé. La sortie du détecteur passe alors à « 1 », avec le même effet que ci-dessus. Cet état est maintenu jusqu'à ce que le contact 30 soit rouvert. La première entrée du détecteur passe alors à «0», ce qui le remet dans son état antérieur.

Dans cet exemple d'exécution, le contact 30 est placé dans le circuit de commande d'un digit. Il est clair qu'il pourrait tout aussi bien être placé dans le circuit de commande d'un segment, si ce sont les segments qui sont multiplexés.

On voit que l'invention permet d'accélérer considérablement le test des circuits intégrés ou des mouvements terminés, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une seule borne supplémentaire.

Il est évident que la résistance 29 et l'interrupteur 30 ne font pas partie du circuit de la montre; ils doivent être prévus dans l'appareil de test, où ils peuvent d'ailleurs être remplacés par des éléments électroniques adéquats.

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REVENDICATIONS

1. Montre électronique comportant un oscillateur, une chaîne de division de fréquence et un sélecteur inséré dans la chaîne de division et susceptible de faire passer à l'étage qui le suit soit le signal de sortie de l'étage qui le précède, soit un signal de fréquence plus élevée, caractérisée en ce que son circuit électronique comprend un détecteur (31, 31') de court-circuit pilotant le sélecteur (32) de manière que ledit sélecteur transmette à l'étage qui le suit ledit signal de fréquence plus élevée lorsque ledit détecteur décèle un court-circuit entre d'une part une borne existante servant à la liaison entre le circuit électronique et l'affichage et d'autre part une borne d'alimentation.
2. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un moteur pas à pas dont une des bornes (B) peut être court-circuitée à une borne d'alimentation du dispositif d'entraînement du moteur, le détecteur de court-circuit (31) comportant un transistor (311) reliant ladite borne (B) du moteur à l'autre borne d'alimentation du dispositif d'entraînement et une porte NON-OU (312) dont l'une des entrées est reliée à ladite borne (B) du moteur, l'autre entrée étant pilotée en commun avec la porte dudit transistor (311) par le signal de commande pilotant un transistor (28) du dispositif d'entraînement, ponté par le court-circuit, et en ce que ledit sélecteur (32) comporte des portes de transmission (321, 322) commandées par le signal de sortie de ladite porte NON-OU 312.
3. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'affichage passif dont la contre-électrode (CE) peut être court-circuitée à une borne d'alimentation du circuit électronique, le détecteur de court-cir-cuit (31') comportant un inverseur (314) dont l'entrée est reliée à ladite contre-électrode, une porte ET (313) dont l'une des entrées est également reliée à la contre-électrode et dont la deuxième entrée reçoit l'inverse du signal appliqué, en marche normale, à la contre-électrode, et un circuit flip-flop (315, 316) dont les entrées sont reliées respectivement aux sorties de la porte ET (313) et de l'inverseur (314) et dont la sortie pilote le sélecteur (32).
4. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'affichage actif dont un digit peut avoir sa borne de commande court-circuitée à une borne d'alimentation du circuit de la montre, le détecteur de court-circuit (31') comportant un inverseur (314) relié à ladite borne de commande, une porte ET (313) dont l'une des entrées est également reliée à ladite borne de commande et dont l'autre entrée reçoit le signal de commande d'un autre digit, et un circuit flip-flop (315, 316) dont les entrées sont reliées respectivement aux sorties de la porte ET (313) et de l'inverseur (314) et dont la sortie pilote le sélecteur (32).