CH707794A2 - Montre électronique comprenant un circuit compensé. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une montre électronique comprenant au moins un moteur électrique (M1) pour entraîner des moyens d’affichage analogiques, un module horloger (12) comprenant une base de temps (14) fournissant un signal d’horloge (Sh) connecté à un circuit diviseur (16), ledit circuit diviseur fournissant un signal de référence envoyé à un circuit de contrôle (18) agencé pour contrôler ledit moteur électrique, caractérisé en ce que le module horloger comprend en outre un circuit de mesure et de correction (26) agencé entre la base de temps et le circuit diviseur et fournissant un signal intermédiaire (Si) et en ce que la base de temps, le module de compensation, le circuit diviseur et le circuit de contrôle sont agencés dans le même boîtier (13) pour former ledit module horloger.
Description
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention concerne une montre électronique comprenant un ou des moteurs électriques pour entraîner des moyens d’affichage analogiques, un module horloger comprenant une base de temps fournissant un signal d’horloge connecté à un circuit diviseur, ledit circuit diviseur fournissant un signal de référence envoyé à un circuit de contrôle agencé pour contrôler le ou les moteurs électriques.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[0002] Il est connu dans l’art antérieur, visible à la fig. 1 , une base de temps formée par un résonateur par exemple piézoélectrique, comme un résonateur à quartz 1, ou encore un résonateur en silicium du type MEMS connecté aux bornes d’un oscillateur 2 dont la sortie est connectée à un circuit diviseur de fréquence 3 pour obtenir la fréquence de marche souhaitée pour la montre de manière à indiquer l’heure exacte. La sortie du circuit diviseur de fréquence 3 est connectée à un circuit de commande 4 d’un moteur électrique 5 permettant d’entraîner les rouages, non représentés ici, faisant tourner les moyens d’affichage analogiques, tels que des aiguilles servant à fournir l’indication de l’heure, i.e. heures, minutes et éventuellement secondes. Le résonateur, l’oscillateur, le circuit diviseur et le circuit de commande sont installés dans un même boîtier 6.
[0003] Néanmoins, cette configuration ne permet pas d’avoir un circuit indépendant des fluctuations de température puisqu’aucun circuit de compensation thermique n’est prévu.
[0004] Il est connu des circuits horlogers compensés thermiquement. Ces circuits comprennent un module horloger relié à un quartz et également relié à un circuit de mesure de température et de correction. Ce circuit de mesure et de correction est ainsi agencé pour mesurer la température et pour corriger la marche du circuit horloger.
[0005] Un inconvénient de ces circuits est qu’ils prennent de la place c’est à dire que leur surface est importante et que la calibration se fait au niveau des calibres montés. Cela entraîne une hausse du coût de fabrication de la correction de la dépendance en température sur les calibres. De plus, cette configuration est sensible à l’humidité pouvant s’infiltrer dans le boîtier de la pièce d’horlogerie. Cette sensibilité à l’humidité entraîne une dégradation de la précision et de la fiabilité du circuit horloger.
[0006] Par ailleurs, pour un circuit horloger ayant une fonction chronographe, on ajoute l’inconvénient d’avoir un module supplémentaire et donc les mêmes problèmes de surfaces et de sensibilité à l’humidité.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
[0007] L’invention concerne une montre électronique qui pallie les inconvénients susmentionnés de l’art antérieur en proposant une montre dont l’affichage de l’heure est fiable et précis et dont le coût de fabrication est moindre.
[0008] A cet effet, l’invention concerne une montre électronique comprenant un moteur électrique pour entraîner des moyens d’affichage analogiques, un module horloger comprenant une base de temps fournissant un signal d’horloge connecté à un circuit diviseur, ledit circuit diviseur fournissant un signal de référence envoyé à un circuit de contrôle agencé pour contrôler ledit moteur électrique, caractérisé en ce que le module horloger comprend en outre un module de compensation agencé entre la base de temps et le circuit diviseur et fournissant un signal intermédiaire compensé et en ce que la base de temps, le module de compensation, le circuit diviseur et le circuit de contrôle sont agencés dans le même boîtier pour former ledit module horloger.
[0009] Dans un mode de réalisation avantageux, la base de temps comprend un résonateur et un circuit oscillateur.
[0010] Dans un mode de réalisation avantageux, la base de temps fournit un signal d’horloge à 32 kHz.
[0011] Dans un mode de réalisation avantageux, la montre électronique comprend en outre un module chronographe connecté au module horloger et en ce que ledit module chronographe est cadencé par le signal intermédiaire compensé du module horloger.
[0012] Dans un mode de réalisation avantageux, le module chronographe est agencé pour gérer au moins un moteur électrique.
[0013] Dans un mode de réalisation avantageux, le boîtier du module horloger est fermé hermétiquement.
[0014] Dans un mode de réalisation avantageux, le boîtier du module horloger est un circuit intégré dans lequel la base de temps est intégrée.
[0015] Dans un mode de réalisation avantageux, le boîtier du module horloger est en céramique.
[0016] L’avantage de la présente invention est de permettre de réaliser une montre dont le module horloger est fiable et insensible aux perturbations extérieures comme l’humidité et la correction thermique est réalisée sur le module horloger et non pas sur le calibre de montre.
[0017] Par ailleurs, la présente invention permet de réaliser facilement un module horloger chronographe utilisant le signal thermo-compensé du module horloger ce qui permet d’avoir un module chronographe fiable et peu coûteux.
[0018] L’invention concerne également un procédé de calibration d’au moins un module horloger comprenant une base de temps fournissant un signal d’horloge connecté à un circuit diviseur, ledit circuit diviseur fournissant un signal de référence envoyé à un circuit de contrôle agencé pour contrôler ledit moteur électrique, caractérisé en ce que le module horloger comprend en outre un circuit de mesure et de correction agencé entre la base de temps et le circuit diviseur et fournissant un signal intermédiaire compensé, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes:
– assembler la base de temps, le circuit diviseur, le circuit de contrôle et le circuit de mesure et de correction dans un boîtier;
– fermer le boîtier;
– mesurer les caractéristiques de la base de temps en fonction de la température;
– déterminer des paramètres de correction;
– mémoriser les paramètres de correction dans le circuit de mesure et de correction.
[0019] Dans un mode de réalisation avantageux, le boîtier est fermé hermétiquement.
[0020] Dans un mode de réalisation avantageux, une pluralité de modules horlogers sont calibrés simultanément.
[0021] Dans un mode de réalisation avantageux, le boîtier du module horloger est fermé hermétiquement sous vide.
[0022] Dans un mode de réalisation avantageux, il comprend en outre une étape consistant à connecter un module chronographe au module horloger, ledit module chronographe est cadencé par le signal intermédiaire compensé du module horloger.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0023] D’autres caractéristiques et avantages de la montre selon la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation de l’invention donnés uniquement à titre d’exemple non limitatif et illustrés par le dessin annexé où:
<tb>la fig. 1<SEP>est un schéma d’une montre électronique avec affichage analogique selon l’art antérieur;
<tb>la fig. 2<SEP>est un schéma d’une montre électronique avec affichage analogique selon l’invention;
<tb>la fig. 3<SEP>est un schéma d’une montre électronique avec affichage analogique selon une variante de l’invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION
[0024] Conformément à un premier mode de réalisation de l’invention représenté schématiquement sur la fig. 2 , l’invention concerne une pièce d’horlogerie électronique comprenant circuit horloger 10 muni d’un module horloger 12. Ce module horloger 12 comprend une base de temps 14 formée par un résonateur 14a par exemple piézoélectrique, comme un résonateur à quartz, ou encore un résonateur en silicium du type MEMS connecté aux bornes d’un oscillateur 14b. Cet oscillateur 14b est utilisé pour fournir un signal d’horloge Sh à une fréquence d’horloge. Cette fréquence d’horloge est généralement de 32 768 Hz appelé classiquement 32 kHz. Dans le reste de la description, on comprendra que le terme 32 kHz fait référence à cette valeur de 32 768 Hz.
[0025] La sortie de l’oscillateur est connectée à un circuit diviseur de fréquence 16 pour obtenir la fréquence de marche souhaitée pour la montre de manière à indiquer l’heure exacte. Par exemple, le circuit diviseur 16 fournira en sortie une fréquence de 1 Hz pour que l’aiguille des secondes puisse se déplacer d’un pas par seconde. La sortie du circuit diviseur de fréquence 16 est connectée à un circuit de contrôle 18. Ce circuit de contrôle 18 est utilisé afin de gérer le module horloger 12 c’est-à-dire à régler la marche de la pièce d’horlogerie et à gérer des fonctions comme le mode batterie faible. On comprendra que le circuit de contrôle 18, la base de temps 14 et le circuit diviseur de fréquence 16 peuvent se présenter sous la forme du même composant.
[0026] Le circuit horloger 10 est également muni d’un moteur électrique M1 permettant d’entraîner les rouages, non représentés ici, faisant tourner les moyens d’affichage analogiques, tels que des aiguilles 22 servant à fournir l’indication de l’heure, i.e. heures, minutes et éventuellement secondes. Le moteur électrique est connecté au circuit de contrôle 18 qui commande la marche dudit moteur électrique M1.
[0027] Avantageusement selon l’invention, le circuit de contrôle 18, la base de temps 14 et le circuit diviseur de fréquence 16 sont agencés dans le même boîtier 13 et le circuit horloger comprend en outre un circuit de mesure et de correction 26 permettant une thermo-compensation. Ce circuit de mesure et de correction 26 est placé entre le circuit oscillateur 14b et le circuit diviseur de fréquence 16. Ce circuit de mesure et de correction 26 est utilisé pour compenser thermiquement le module horloger 12 c’est-à-dire qu’en fonction de la température, il va agir sur le signal sortant de l’oscillateur 14b c’est-à-dire le signal d’horloge Sh. Le circuit de mesure et de correction 26 agit de sorte que le signal sortant dudit circuit de mesure et de correction 26 soit précis en moyenne sur une période définie. Pour cela, le circuit de mesure et de correction 26 inhibe des impulsions sur le signal d’horloge Sh. De ce fait, l’ensemble formé de la base de temps 14 et du circuit de mesure et de correction 26 fournit un signal Si dont la fréquence est plus faible que la fréquence du signal d’horloge Sh. Cela est dû au fait que le circuit de mesure et de correction 26 inhibe des impulsions c’est à dire qu’il supprime des impulsions. Par exemple, pour un signal d’horloge de 32 kHz, un signal de fréquence 8192Hz appelé classiquement 8 kHz thermo compensé c’est-à-dire précis et fiable sera fourni par cet ensemble formé de la base de temps 14 et du circuit de mesure et de correction 26.
[0028] Pour améliorer la fiabilité du module horloger 12, le boîtier 13 dans lequel il est agencé est en céramique et est scellé hermétiquement avant calibration. Le boîtier 13 est mis sous vide puis fermé. Cela assure que l’humidité ne pourra pas s’infiltrer dans ledit boîtier 13. Par conséquent, l’humidité n’aura pas d’influence sur la précision du module horloger 12.
[0029] En effet, un aspect de l’invention consiste à fourni un procédé de calibration permettant d’obtenir un circuit horloger 10 fiable dans la durée.
[0030] Pour cela, le procédé consiste à assembler le circuit de contrôle 18, la base de temps 14, le circuit diviseur de fréquence 16 et le circuit de mesure et de correction 26 dans le même boîtier 13 afin de former le module horloger 12. Puis, la calibration se fait en batch c’est-à-dire en parallèle. On comprend alors qu’une pluralité de modules horlogers 12 sont calibrés en même temps. Cette calibration consiste alors à mesurer les caractéristiques du résonateur 14a ainsi que du circuit de mesure 26 en fonction de la température puis à déterminer des paramètres de correction.
[0031] Ces paramètres de correction sont mémorisés dans le circuit de mesure et de correction 26. Ainsi, les paramètres de correction de chaque résonateur 14a d’une pluralité de modules horlogers 12 sont déterminés simultanément.
[0032] Ce procédé présente alors l’avantage de permettre la calibration d’un grand nombre de module horloger 12 de façon simultanée et donc de réduire les coûts associés à cette calibration.
[0033] Avantageusement selon l’invention, cette configuration permet de réaliser simplement un module horloger chronographe 30 thermo-compensé comme visible à la fig. 3 .
[0034] En effet, la présente invention prévoit d’utiliser le signal d’horloge du module horloger 12 pour cadencer un module chronographe 30. Ce module chronographe 30 comprend un circuit de contrôle et des circuits permettant de faire fonctionner les aiguilles de la fonction chronographe. Par exemple, le circuit de contrôle du module chronographe 30 est agencé pour faire fonctionner deux moteurs M2 et M3. Dans ce cas-là, il est envisageable qu’il n’y ai pas de moteur M1 connecté au module horloger 12.
[0035] Préférentiellement, le module chronographe 30 est cadencé avec le signal thermo-compensé c’est-à-dire le signal Si sortant du circuit de mesure et de correction 26 du module horloger 12. Dans l’exemple cité auparavant, pour un signal d’horloge Sh ayant une fréquence de 32 kHz, on obtient un signal Si thermo-compensé de fréquence 8 kHz.
[0036] De ce fait, le module chronographe 30 est un module qui ne possède pas sa propre base de temps ce qui réduit son coût.
[0037] Ce signal thermo-compensé Si fournit par le module horloger 12 est utilisé pour reconstruire des signaux utiles pour le module chronographe 30. Par exemple, le signal thermo-compensé peut être utilisé pour reconstruire un signal à plus forte fréquence pour cadencer un circuit de contrôle du module chronographe. De ce fait, le circuit de contrôle du module chronographe peut faire fonctionner les moteurs M2, M3 associés à cette fonction chronographe.
[0038] Le signal de fréquence plus élevée reconstruit peut être utilisé pour une fonction de détermination de la position des rouages.
[0039] Cette possibilité de cadencer un module chronographe 30 avec un signal thermo-compensé d’un module horloger présente des avantages.
[0040] Premièrement, elle permet de réaliser un module horloger chronographe thermo-compensé simple. En effet, les modules horlogers chronographes connus utilisent directement le signal en sortie du résonateur à 32KHz pour fonctionner. Or, en utilisant le signal directement en sortie du résonateur, ce dernier ne peut pas être thermo-compensé. De ce fait, le fonctionnement du module horloger chronographe devient aléatoire. De même, en utilisant un signal thermo-compensé existant, on évite de devoir réaliser un module chronographe 30 comprenant sa propre base de temps et son propre circuit de mesure et de correction.
[0041] Au contraire, avec la présente invention, on arrive à obtenir un circuit horloger 10 avec une fonction chronographe entièrement thermo-compensé et à moindre coût. Effectivement, la présente invention utilise le seul module horloger 12 et son signal Si thermo-compensé de fréquence 8kHz pour thermo-compenser le module chronographe 30 en faisant en sorte que le signal thermo-compensé soit utilisé par ledit module chronographe. De ce fait, il est aisé de passer d’un module horloger à un module horloger chronographe.
[0042] De plus, cette configuration permet d’avoir un module horloger chronographe plus économe en énergie électrique. En effet, le module chronographe utilise un signal d’horloge thermo-compensé d’une fréquence moindre que la fréquence de la base de temps 14. Or, plus la fréquence est élevée et plus les pertes liées aux capacités d’interconnexion sont importantes. En effet, le transport d’un signal d’une certaine fréquence sur un circuit imprimé est soumis aux effets capacitifs, inductifs et aux effets de peau qui peuvent avoir lieu. Ces effets sont tous liés à la fréquence impliquant une augmentation des pertes liées à ces effets en fonction de la fréquences. Par conséquent, pour compenser les pertes, il faut fournir une puissance électrique plus importante.
[0043] Avec la configuration selon l’invention, on utilise une fréquence plus faible pour cadencer le module chronographe et donc les pertes liées à une surconsommation sont moindres.
[0044] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations et/ou combinaisons évidentes pour l’homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention exposée ci-dessus sans sortir du cadre de l’invention définie par les revendications annexées.
Claims (12)
1. Montre électronique comprenant au moins un moteur électrique (M 1) pour entraîner des moyens d’affichage analogiques, un module horloger (12) comprenant une base de temps (14) fournissant un signal d’horloge (Sh) connecté à un circuit diviseur (16), ledit circuit diviseur fournissant un signal de référence envoyé à un circuit de contrôle (18) agencé pour contrôler ledit moteur électrique, caractérisée en ce que le module horloger (12) comprend en outre un circuit de mesure et de correction (26) agencé entre la base de temps et le circuit diviseur et fournissant un signal intermédiaire (Si) compensé et en ce que la base de temps, le module de compensation, le circuit diviseur et le circuit de contrôle sont agencés dans le même boîtier (13) pour former ledit module horloger.
2. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la base de temps comprend un résonateur (14a) et un circuit oscillateur (14b).
3. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la base de temps (14) fournit un signal d’horloge à 32 kHz.
4. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un module chronographe (30) connecté au module horloger (12) et en ce que ledit module chronographe est cadencé par le signal intermédiaire (Si) compensé du module horloger.
5. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le module chronographe (30) est agencé pour gérer au moins un moteur électrique (M2, M3).
6. Montre électronique selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boîtier (13) du module horloger est fermé hermétiquement.
7. Montre électronique selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boîtier (13) du module horloger (12) est un circuit intégré dans lequel la base de temps est intégrée.
8. Montre électronique selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boîtier (13) du module horloger est en céramique.
9. Procédé de calibration d’au moins un module horloger (12) comprenant une base de temps (14) fournissant un signal d’horloge (Sh) connecté à un circuit diviseur (16), ledit circuit diviseur fournissant un signal de référence envoyé à un circuit de contrôle (18) agencé pour contrôler ledit moteur électrique, caractérisé en ce que le module horloger comprend en outre un circuit de mesure et de correction (26) agencé entre la base de temps et le circuit diviseur et fournissant un signal intermédiaire (Si) compensé, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes:
– assembler la base de temps, le circuit diviseur, le circuit de contrôle et le circuit de mesure et de correction (26) dans un boîtier (13);
– fermer le boîtier (13);
– mesurer les caractéristiques de la base de temps (14) en fonction de la température;
– déterminer des paramètres de correction;
– mémoriser les paramètres de correction dans le circuit de mesure et de correction (26).
10. Procédé de calibration selon la revendication 9, caractérisé en ce que le boîtier (13) est fermé hermétiquement sous vide.
11. Procédé de calibration selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’une pluralité de modules horlogers (12) sont calibrés simultanément.
12. Procédé de calibration selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape consistant à connecter un module chronographe (30) au module horloger (12), ledit module horloger est cadencé par le signal intermédiaire (Si) compensé du module horloger.
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