CN104487906B - 电子钟表 - Google Patents

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Abstract

本发明提供不扩大电路规模，能够精细控制通常驱动脉冲的驱动力，抑制消耗电流的不均的电子钟表。该电子钟表在输出斩波后的驱动脉冲的期间，在现有技术中使线圈端子短路的区间中，从与输出通常驱动脉冲的电机驱动器(8)的端子不同的端子输出脉冲(以下称为调制脉冲)并进行控制。通过使该调制脉冲的输出模式基于驱动等级选择电路(11)而变化，能够使电机驱动电流增减，使驱动力改变。

Description

电子钟表
技术领域
本发明涉及具有步进电机的电子钟表。
背景技术
现有技术中，在电子钟表中为了减少消耗电流而准备多个驱动力不同的通常驱动脉冲，采用从其中总是选择能够以最小的能量进行驱动的通常驱动脉冲来驱动电机的方法。简单说明其选择方法，首先输出规定的驱动力的通常驱动脉冲，接着判断电机是否旋转。然后在没有旋转的情况下，立即输出另外准备的驱动力大的修正驱动脉冲，使转子可靠地旋转，并且在下一通常驱动脉冲输出时，切换为具有比前次大1等级(rank)的驱动力的通常驱动脉冲而输出。此外，在电机旋转的情况下，在下一通常驱动脉冲输出时输出与前次相同的通常驱动脉冲。而且，以在输出一定次数的相同的驱动脉冲时，切换为小1等级的驱动力的通常驱动脉冲的方法选择通常驱动脉冲。
另外，在现有的方式中转子的旋转/非旋转的检测多使用下述方式：在通常驱动脉冲施加结束后，输出旋转检测脉冲，使步进电机的线圈的阻抗值急剧变化，在线圈端检测在线圈产生的感应电压，根据转子的自由振动的模式进行旋转判断(例如参照专利文献1、专利文献2和专利文献3)。
此外，作为变更通常驱动脉冲的驱动力的方法，在专利文献4中记载有使驱动脉冲由多个子脉冲(以后将驱动脉冲的多个的子脉冲称为“斩波”)构成，控制各子脉冲(斩波)的占空比，以变更脉冲宽度的方法。另外，以下将这样的由多个斩波构成的驱动脉冲称为“斩波驱动脉冲”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-120567号公报(段落0018～0024、图7)
专利文献2:日本特公平8-33457号公报(第三页第6栏第26行～第4页第7栏第39行、图4～图6)
专利文献3:日本特公平1-42395号公报(第5页第9栏)
专利文献4:日本特开平9-266697号公报(段落0013、图5)
发明内容
发明要解决的技术问题
现有技术中，通过通常脉冲输出后的电机旋转检测判断为非旋转时，在下一通常驱动脉冲输出时输出具有比前次大1等级的驱动力的通常脉冲，但此时在通常驱动脉冲的每个斩波中全部的占空比发生变化而提升等级，因此消耗电流的增加量大。
因此，由于转子的偏心等在个体间存在电机驱动力的差异时，产生：能够以本来的设定值即驱动力低的通常驱动脉冲旋转的电机；和不是提升1等级的驱动力高的通常驱动脉冲就无法旋转的电机。提升1等级的消耗电流的增加量大，因此不是提升1等级的通常驱动脉冲就无法旋转的电机有可能产生不能够达到规定的电池寿命的问题。这是因为，为了提高钟表的销售力，存在将电池寿命设定为比现有的电池寿命长的年数(例如将原为2年的设定为3年)的倾向，而且存在将由电机消耗的电流值、用于实现它的通常驱动脉冲的驱动力设定为能够实现的极限值(刚好能够实现的值)的倾向。
现有技术中，将石英振子的激振频率32kHz的半周期约16μs作为通常驱动脉冲的1等级的变化量来控制驱动力。与此相对，为了抑制每提升1等级的消耗电流的增加量，例如可以采用下述方法：使用倍频电路生成激振频率的2倍的64kHz的基准信号，将该信号的半周期约8μs作为通常驱动脉冲的变化量，更精细地控制每提升1等级的驱动力的变化量。
但是，该方法需要倍频电路，因此电路规模变大。此外，由于倍频电路的驱动，也存在电路的消耗电流增大的问题。
本发明的目的在于提供一种电子钟表，其不进行倍频电路等带来的电路规模扩大，就能够精细地控制通常驱动脉冲的驱动力，抑制电机的消耗电流的不均。
用于解决课题的技术方案
本发明为了达到上述目的具有下述结构。
一种电子钟表，其特征在于，包括：2极步进电机(9)；具有用于驱动该步进电机(9)的2个驱动端子的电机驱动器(8)；输出用于驱动上述步进电机(9)的斩波驱动脉冲的原信号的驱动脉冲生成电路(3)；和将由该驱动脉冲生成电路(3)生成的该斩波驱动脉冲的原信号输出到上述电机驱动器(8)的选择器(7)，上述电子钟表还包括将要在上述斩波驱动脉冲的各斩波输出之间的休止期间中输出的调制脉冲的原信号输出到上述选择器(7)的调制脉冲生成电路(4)，上述选择器(7)以上述调制脉冲从与输出上述斩波驱动脉冲的驱动端子不同的驱动端子输出的方式，将上述调制脉冲的原信号输出到上述电机驱动器(8)。
发明効果
如上所述根据本发明，在斩波后的通常驱动脉冲中的脉冲原本的斩波休止期间中，从与输出通常驱动脉冲的电机驱动器的端子不同的端子输出脉冲(以下称为调制脉冲。)。调制脉冲是抑制通常驱动脉冲的驱动力的脉冲。通过控制该调制脉冲的输出模式，即使不使用倍频电路也能够精细地设定通常驱动脉冲的驱动力。
此外，因为不需要倍频电路等，所以即使不进行大幅的电路结构的变更也能够容易地将本发明组入现有产品中。
附图说明
图1是表示本发明的第一、第二实施方式的电路结构的框线图。
图2是本发明的第一、第二、第三实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图3是本发明的第一、第二、第三实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图4是本发明的第一实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图5是本发明的第一实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图6是本发明的第一实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图7是本发明的第一实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图和在线圈产生的电流波形图。
图8是表示本发明的第一实施方式的电子钟表的电机驱动器的结构的等效电路图。
图9(a)是表示本发明的第一实施方式的电子钟表的电机驱动器的状态的等效电路图，表示t0之前的状态。
图9(b)是表示本发明的第一实施方式的电子钟表的电机驱动器的状态的等效电路图，表示t0-t1间的状态。
图9(c)是表示本发明的第一实施方式的电子钟表的电机驱动器的状态的等效电路图，表示t1的状态。
图9(d)是表示本发明的第一实施方式的电子钟表的电机驱动器的状态的等效电路图，表示t1-t2间的状态。
图10是对本发明的第一实施方式的电子钟表和现有的电子钟表的步进电机的每等级的消耗电流变化量进行比较的图。
图11是本发明的第二、第三实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图12是表示本发明的第三实施方式的电路结构的框线图。
图13是表示本发明的第三实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图14是表示本发明的第三实施方式的电子钟表的电路所产生的脉冲的波形图。
图15是对本发明的第三实施方式的电子钟表和现有的电子钟表的步进电机的每等级的消耗电流变化量进行比较的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
第一实施方式在通常驱动脉冲的斩波休止期间中从与输出通常驱动脉冲的电机驱动器的端子不同的端子输出调制脉冲，使调制脉冲的输出模式变化，精细地控制驱动力。以下基于附图说明本发明的第一 实施方式。
图1是表示本发明的第一实施方式的电子钟表的电路结构的框线图，图2～图7是本发明的第一实施方式的电子钟表的电路所产生的各种脉冲的波形图，(a)是在线圈的一个端子O1产生的电压波形，表示由7个子脉冲构成的1组的斩波驱动脉冲，(b)是在线圈的另一个端子O2产生的电压波形，表示由在子脉冲的休止区间a1产生的7～0的子脉冲构成的1组的调制脉冲。(c)是在线圈产生的电流的波形。另外，端子O1和O2产生的波形是在每1步中相位相反的交替脉冲。本发明的图8～图9是表示本发明的第一实施方式的电子钟表的电机驱动器的状态的等效电路图，图10是对本发明的第一实施方式的电子钟表和现有的电子钟表的步进电机的每1等级的消耗电流的变化进行比较的图。
在图1中，1是电源，2是基准信号生成电路，包括利用石英振子(未图示)的激振而生成基准时钟的激振电路211，和对来自激振电路211的基准信号进行分频的分频电路212。3是通常驱动脉冲生成电路，其基于基准信号生成电路2，如图2～图6(a)所示，以3.5ms宽度每0.5ms生成斩波占空比为28/32的脉冲。另外，将占空比28/32的斩波输出后直到输出下一斩波为止的区间(例如、图2的“a1”)称为“休止区间”。在第一实施例中，在后述的任一等级中，通常驱动脉冲的斩波占空比固定为28/32。
另外，图2～图6(a)所示的波形表示从后述的电机驱动器8的O1端子输出的信号，实际从通常驱动脉冲生成电路3输出的原信号是高电位和低电位反转后的信号。
4是调制脉冲生成电路，其基于基准信号生成电路2，如图2～图5(b)所示，生成斩波占空比为4/32的调制脉冲。调制脉冲由在上述通常驱动脉冲的输出休止期间(例如“a1”)中输出的子脉冲(例如“a2”)构成，生成在全部期间A～G中输出子脉冲的图2(b)、在期间B～G输出子脉冲的图3(b)、在期间C～G输出子脉冲的图4(b)、在期间D～G输出子脉冲的图5(b)、没有输出子脉冲的期间的图6(b)这样的不同的波形模式。调制脉冲生成电路4基于后述的脉冲驱动等级选择电路11，从不同的调制脉冲的波形模式中进行选择并输出。
另外，图2～图6(b)所示的波形表示从后述的电机驱动器8的O2端子输出的信号，实际上从调制脉冲生成电路4输出的原信号是高电位和低电位反转后的信号。
5是基于基准信号生成电路2生成修正驱动脉冲的修正驱动脉冲生成电路，6是基于基准信号生成电路2生成旋转检测脉冲的旋转检测脉冲生成电路。
7是选择器，对从通常驱动脉冲生成电路3、调制脉冲生成电路4、修正驱动脉冲生成电路5、旋转检测脉冲生成电路6输出的脉冲，基于后述的旋转检测电路10的判断结果进行选择并输出。8是电机驱动器，将从选择器7输出的信号向后述的2极步进电机9的线圈(未图示)供给，并且将后述的步进电机9的转子(未图示)的旋转状态传送至后述的旋转检测电路10。因此，在电机驱动器8具有用于向步进电机9的线圈进行供给的O1、O2这2个输出端子。
9是包括线圈(未图示)和转子(未图示)的步进电机，经由轮系(未图示)驱动指针(未图示)。
10是旋转检测电路，判断步进电机9的转子的旋转、非旋转，控制选择器7和后述的脉冲驱动等级选择电路11和计数电路12。
11是脉冲驱动等级选择电路，在由旋转检测电路10检测到转子为非旋转的情况下和在由后述的计数电路12计数到转子旋转规定次数的情况下，选择规定的值使调制脉冲的输出模式变动，控制调制脉冲生成电路4。
12是计数电路，对判断步进电机9的转子(未图示)为旋转的次数进行计数，控制脉冲驱动等级选择电路11。计数电路12进而在判断转子为非旋转时被重置，继续对判断为旋转的次数进行计数。
另外，如果将脉冲驱动等级选择电路11中选择调制脉冲的子脉冲输出期间A～G(图2)、期间B～G(图3)、期间C～G(图4)、期间D～G(图5)、期间E～G、期间F～G、期间G、无调制脉冲输出期间(图6)的脉冲驱动等级选择电路11的值设定为2进制数的“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”，则脉冲驱动等级选择电路11能够由3比特(bit)的2进制计数构成。另外，该计数的值相当于等级。
脉冲驱动等级选择电路11，在由旋转检测电路10检测到转子为非旋转时，计数提升(增加)，选择调制脉冲的输出少的波形模式，在由计数电路12计数到转子旋转了规定次数时，计数下降(减少)，选择调制脉冲的输出多的波形模式。
接着使用图7～图9说明电机驱动器8的动作。
图7(a)、图7(b)的电压波形的脉冲宽度、占空比与图2同样。图7(c)是图7(a)、图7(b)的电压波形被输出时在线圈产生的电流的波形，以虚线表示在期间A输出调制脉冲时的电流波形，以实线表示在期间A不输出调制脉冲时的电流波形。
图8是表示上述电机驱动器8的结构的等效电路图。21p是将控制信号φp1输入栅极，源极与电源1的正极侧连接，漏极侧与O1端子连接的PMOS晶体管，21n是将控制信号φn1输入栅极，源极与电源1的负极侧连接，漏极侧与O1端子连接的NMOS晶体管，在各源极漏极间，连接有在MOS晶体管的构造上产生的寄生二极管23p和23n。此外，22p是将控制信号φp2输入栅极，源极与电源1的正极侧连接，漏极侧与O2端子连接的PMOS晶体管，22n是将控制信号φn2输入栅极，源极与电源1的负极侧连接，漏极侧与O2端子连接的NMOS晶体管，在各源极漏极间，连接有在MOS晶体管的构造上产生的寄生二极管24p和24n。在O1端子与O2端子之间，串联地连接有构成上述步进电机9的线圈25和该线圈25的直流电阻成分26。另外，输入MOS晶体管21p、21n、22p、22n的各栅极的控制信号φp1、φn1、φp2、φn2是构成上述通常驱动脉冲和调制脉冲的信号。
具体地说，从通常驱动脉冲生成电路3输出的原信号经由选择器7输出至φp1、φn1，从调制脉冲生成电路4输出的原信号经由选择器7输出至φp2、φn2。电机驱动器8实质上构成为逆变器，两原信号作为图2～6中记载的图的反转信号输出，因此图2～6中记载的信号波形输出至O1、O2。
在图7中，通常(时刻t0之前)，O1端子和O2端子均为GND(+)是同电位，因此上述电机驱动器8成为图9(a)所示的等效电路状态。即，上述PMOS晶体管21p和22p均导通，因此分别由低电阻210p、220p表示。此外，上述NMOS晶体管21n和22n均截止，因此分别由 上述寄生二极管23n和24n表示。此时，O1端子和O2端子均为GND(+)是同电位，因此在线圈25流动的电流为零。
当成为时刻t0时，来自上述通常驱动脉冲生成电路3的通常驱动脉冲由选择器7从电机驱动器8中选择出来并输出，O1端子为低电平，O2端子为高电平，因此在线圈25流动电流，上述步进电机9开始旋转。此时，上述电机驱动器8成为图9(b)所示的等效电路状态。即，上述PMOS晶体管22p和上述NMOS晶体管21n均导通，因此分别由低电阻220p、210n表示。此外，上述PMOS晶体管21p和上述NMOS晶体管22n均截止，因此分别由上述寄生二极管23p和24n表示。在电机驱动器8流动的电流31，从上述电源1，按照低电阻220p→O2端子→串联电阻成分26→线圈25→O1端子→低电阻210n的方向流动而被消耗。
当成为时刻t1时，上述通常驱动脉冲停止。O1端子和O2端子均为GND(+)是同电位，向线圈25的通电被截断。但是，如图7(c)虚线所示，在线圈中流动的电流并不是立即成为零。
此时，上述电机驱动器8成为图9(c)所示的等效电路状态。即，上述PMOS晶体管21p和22p均导通，因此分别由低电阻210p、220p表示。此外，上述NMOS晶体管21n和22n均截止，因此分别由上述寄生二极管23n和24n表示。在电机驱动器8流动电流32，从线圈25按照O1端子→低电阻210p→低电阻220p→O2端子→串联电阻成分26的方向流动。
之后输出调制脉冲时(图7(b)所示的虚线)，与使上述步进电机9旋转的时刻t0到t1的驱动脉冲相反，O1端子为高电平，O2端子为低电平。上述电机驱动器8成为图9(d)所示的等效电路状态。即，上述PMOS晶体管21p和上述NMOS晶体管22n均导通，分别由低电阻210p、220n表示。此外，上述PMOS晶体管22p和上述NMOS晶体管21n均截止，因此分别由上述寄生二极管24p和23n表示。
此时，产生电动势的线圈25和电源1成为经由低电阻210p、低电阻220n和串联电阻成分26并联连接的结构。即，从上述线圈25按照O1端子→低电阻210p→电源1→低电阻220n→O2端子→串联电阻成分26的方向流动的电流33，和从上述电源1按照低电阻210p→O1端子→线圈25→串联电阻成分26→O2端子→低电阻220n的方向流动的电流34合成而得的电流，在上述电机驱动器8中流动，但时刻t0到t1的通常驱动脉冲的时间跨度与时刻t1到t2的调制脉冲的时间跨度相比很大，因此电流33起支配作用。上述电流33是对电源1充电，回收电力的方向，但也会减少使步进电机9旋转的方向的电流33，因此由于输出调制脉冲，驱动力下降。
当成为时刻t2时，上述调制脉冲停止，来自上述通常驱动脉冲生成电路3的通常驱动脉冲由选择器7从电机驱动器8中选择出来并输出，O1端子成为低电平，O2端子成为高电平，因此在使上述步进电机9旋转的方向上在线圈25流动电流。即，上述电机驱动器8中，瞬间地O1端子和O2端子均成为GND(+)是同电位，经由图9(c)那样的等效电路状态，再次回到图9(b)所示的等效电路状态，期间A的动作结束。在期间B～G反复进行以上的动作。
其中，时刻t1到t2的调制脉冲的时间跨度至少要比时刻t0到t1的通常驱动脉冲的时间跨度小。调制脉冲的时间跨度比通常驱动脉冲的时间跨度大时，担心会对上述步进电机9的旋转造成影响。
此外，当时刻t1到t2中不输出调制脉冲时(图7(b)所示的实线)，O1端子和O2端子均为GND(+)是同电位，向线圈25的通电被截断。但是，如图7(c)实线所示，在线圈中流动的电流并非立即为零。此时，上述电机驱动器8成为图9(c)所示的等效电路状态，利用电流32维持步进电机9的旋转。与输出调制脉冲时相比，没有使旋转方向的电流减少的电流成分，因此驱动力变高。即，能够利用有无调制脉冲输出来进行步进电机9的驱动力控制。
接着说明图1的结构的动作。首先，以在A～G的全部期间输出调制脉冲的图2的脉冲进行驱动，由旋转检测电路10判断转子为非旋转时，输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“000”增加至“001”，基于该值选择在B～G的期间中输出调制脉冲的图3的脉冲，下一步利用比图2的脉冲驱动力高的图3的脉冲来驱动步进电机9。
此外，在即使由图3的脉冲进行驱动，仍由旋转检测电路10判断转子为非旋转时，输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的 同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“001”增加至“010”，基于该值，选择在C～G的期间中输出调制脉冲的图4的脉冲，下一步利用比图3的通常驱动脉冲驱动力高的图4的脉冲来驱动步进电机9。
进而，在即使由图4的脉冲进行驱动，仍由旋转检测电路10判断转子为非旋转时，同样输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“010”增加至“011”，基于该值选择在D～G的期间中输出调制脉冲的图5的脉冲，下一步利用比图4的脉冲驱动力高的图5的脉冲来驱动步进电机9。最终增加至“111”，选择在A～G的全部期间不输出调制脉冲的图6的脉冲，驱动步进电机9。这样按照从期间A到期间G的顺序停止调制脉冲的输出，由此使驱动力变高。
假设以图5的脉冲进行驱动，对于判断为转子旋转的旋转检测电路10的检测信号，图1所示的计数电路12连续计数到旋转规定次数(例如256次)时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“011”减少到“010”，选择比图5驱动力低的图4的脉冲，驱动步进电机9。在以图4的脉冲进行驱动时，同样在对于旋转检测电路10的转子的旋转判断信号由计数电路12连续计数到规定次数的旋转时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“010”减少至“001”，以图3的脉冲驱动步进电机9。进一步，在以图2的脉冲进行驱动时，也在对于旋转检测电路10的转子的旋转判断信号由计数电路12连续计数到规定次数的旋转时，减少脉冲驱动等级选择电路11的值，在下一步以图1的脉冲进行步进电机9的驱动。即，在从“111”到“000”由计数电路12连续计数到规定次数的旋转时，依次各减少1等级。
接着，比较第一实施方式的等级“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”的步进电机9的每等级的消耗电流变化量，和按照现有的通常驱动脉冲的每个斩波使全部的占空比从21/32到28/32(相当于第一实施方式的等级“111”)每次变化1/32时的步进电机9的每等级的消耗电流变化量，将对于该实验的申请人的实验测定结果表示在图10中。
图10的涂黑的圆形绘点表示第一实施方式的测定结果，从图中的左侧的绘点起依次为等级“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”。没有被涂黑的四边形绘点表示现有结构的测定结果，从图中的左侧的绘点起依次为占空比21/32、22/32、23/32、24/32、25/32、26/32、27/32、28/32。在现有结构中，每提升1等级的消耗电流变化量为30～50nA，与此相对，第一实施方式中抑制到20～30nA，能够精细地控制驱动力。
即，在现有技术中，按照通常驱动脉冲的每个斩波使全部的占空比每次变化1/32，例如在第一实施方式中通常驱动脉冲数为7个，因此每提升1等级的执行占空比的变化量为1/32×7(脉冲数)＝7/32，但根据本发明中的使调制脉冲的输出在期间A到期间G依次各停止输出1脉冲的方式，例如第一实施方式中将调制脉冲的占空比设定为4/32，每提升1等级的执行占空比的变化量为4/32，因此能够与现有技术相比更精细地控制驱动力。
如上所述，本发明中不使通常驱动脉冲变化，而是仅通过控制调制脉冲的输出模式就能够不使用倍频电路等而精细地进行驱动力控制，同时能够将驱动力变动时的消耗电流的增加量抑制得较小，能够减少各个消耗电流的不均。
(第二实施方式)
第二实施方式是与第一实施方式相比使每提升1等级的驱动力的变化量更小的控制方法的例子。以下基于附图说明本发明的第二实施方式。
表示第二实施方式的电子钟表的电路结构的框线图与图1相同，因此引用图1进行说明。图11是本发明的第二实施方式的电子钟表的电路所产生的通常驱动脉冲的波形图，图11(a)是在线圈的一个端子O1产生的电压波形，图11(b)是在线圈的另一个端子O2产生的电压波形。其中，端子O1和O2产生的波形是在每一步相位相反的交替脉冲。图2、图3也是本发明的第二实施方式的电子钟表的电路所产生的通常驱动脉冲的波形图，与第一实施方式同样，因此引用第一实施方式的说明。另外，对与第一实施方式中说明的构造要素相同的构成要素标注相同的附图标记，省略说明。
对图1的说明与第一实施方式中的说明同样，因此对于重复的部分参照第一实施方式中的说明。本实施方式中调制脉冲生成电路4基于基准信号生成电路2，如图2(b)、图3(b)、图11(b)所示，生成斩波占空比为4/32和2/32的调制脉冲。调制脉冲在上述通常驱动脉冲输出休止期间中输出。由期间A中调制脉冲的占空比为4/32的图2(b)、期间A中不输出调制脉冲的图3(b)、期间A中调制脉冲的占空比为2/32的图11(b)构成，期间B～G中调制脉冲的占空比构成为4/32。调制脉冲生成电路4基于脉冲驱动等级选择电路11，从不同的调制脉冲的波形模式进行选择并输出。关于电机驱动器8的动作，调制脉冲输出方式是同样的，因此省略说明。另外，通过使占空比变短，调制脉冲的时间跨度变小，因此使步进电机9旋转的方向的图9(d)的电流33的减少量变小，驱动力提高。
接着，如果将在脉冲驱动等级选择电路11中选择调制脉冲输出期间A的占空比4/32(图2)、2/32(图11)、0/32(图3，无调制脉冲输出)的脉冲驱动等级选择电路11的值设定为2进制数的“00”、“01”、“10”，则脉冲驱动等级选择电路11能够以2比特的2进制计数构成。另外，该计数值与第一实施方式同样相当于等级。脉冲驱动等级选择电路11在由旋转检测电路10检测到转子为非旋转时，计数提升(增加)，选择调制脉冲的占空比小的波形模式，在由计数电路12计数到转子旋转规定次数时，计数下降(减少)，选择调制脉冲的占空比大的波形模式。
接着说明图1的结构的动作。首先在期间A由输出占空比4/32的调制脉冲的图2的脉冲进行驱动，在由旋转检测电路10判断转子为非旋转时，输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“00”增加到“01”，基于该值在期间A选择输出占空比2/32的调制脉冲的图11的脉冲，在下一步以比图2的脉冲驱动力高的图11的脉冲进行步进电机9的驱动。
此外，即使由图11的脉冲进行驱动，但由旋转检测电路10判断转子为非旋转时，输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“01”增加至“10”，基于该值选择在期间A不输出调制脉冲的图3的脉冲，在下一步以比图11的通常驱动脉冲驱动力高的图3的脉冲进行步进电机9的驱动。按照这样的顺序使调制脉冲的占空比逐渐变小，由此提高驱动力。
假设以图3的脉冲进行驱动，对于判断为转子旋转的旋转检测电路10的检测信号，图1所示的计数电路12连续计数到旋转规定次数(例如256次)时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“10”减少到“01”，与第一实施方式同样，以与上述相同的顺序依次一等级一等级地减少至“00”。
如上所示，在第二实施方式中通过使调制脉冲的占空比变化能够进行精细的驱动力控制。即，在第二实施方式中使调制脉冲的占空比每次变化2/32，因此每提升1等级的执行占空比的变化量为2/32。在第一实施方式中每提升1等级的执行占空比的变化量为4/32，因此与第一实施方式相比能够抑制一半左右的执行占空比的变化量。在上述的第二实施方式中仅在期间A使调制脉冲的占空比变化，但在期间B～G中也可以与第一实施方式组合依次以相同顺序一个脉冲一个脉冲地使调制脉冲的占空比变化，由此能够进行更高分解度(分辨率)的等级设定。
(第三实施方式)
第三实施方式是使每提升1等级的驱动力的变化量较小，同时与第一、第二实施方式相比能够进行更高分解度的等级设定的控制方法的例子。以下基于附图说明本发明的第三实施方式。
图12表示本发明的第三实施方式的电子钟表的电路结构的框线图，图13、图14是本发明的第三实施方式的电子钟表的电路所产生的通常驱动脉冲的波形图，(a)是在线圈的一个端子O1产生的电压波形,(b)是在线圈的另一个端子O2产生的电压波形。其中，端子O1和O2产生的波形是在每一步相位相反的交替脉冲。图2、图3、图11也是本发明的第三实施方式的电子钟表的电路所产生的通常驱动脉冲的波形图，与第一和第二实施方式同样，因此引用第一和第二实施方式的说明。图15是对本发明的第三实施方式的电子钟表和现有的电子钟表的步进电机的每一等级的消耗电流的变化进行比较的图。另外，对与第一和第二实施方式中说明的构造要素相同的构成要素标注相同的附图标记，省略说明。
图12基本的结构与图1同样，因此对于重复的部分参照第一实施方式。
本实施方式中通常驱动脉冲生成电路3具有：基于基准信号生成电路2，如图2(a)、图3(a)、图11(a)、图13(a)、图14(a)所示，生成斩波占空比为28/32的通常驱动脉冲的固定部311；和如图3(a)、图13(a)、图14(a)所示，分别在期间A中生成斩波占空比为0/32、2/32、4/32的通常驱动脉冲的变动部312。采用接着固定部使变动部输出通常驱动脉冲的结构。通常驱动脉冲生成电路3的变动部312基于脉冲驱动等级选择电路11，选择不同的斩波占空比并输出。
在本实施方式中调制脉冲生成电路4与第二实施方式同样，因此省略说明。
接着，在脉冲驱动等级选择电路11中，如果将选择期间A的调制脉冲的占空比为4/32(图2)、2/32(图11)、调制脉冲和通常驱动脉冲的变动部312的占空比为0/32(图3)、通常驱动脉冲的变动部312的占空比为2/32(图13)、4/32(图14)的脉冲驱动等级选择电路11的值设定为2进制数的“000”、“001”、“010”、“011”、“100”，则脉冲驱动等级选择电路11能够由3比特的2进制计数构成。另外，该计数的值与第一和第二实施方式同样相当于等级。脉冲驱动等级选择电路11在由旋转检测电路10检测到转子为非旋转时，计数提升(增加)，选择调制脉冲的占空比小或者通常驱动脉冲的占空比大的波形模式，由计数电路12计数到转子旋转规定次数时，计数下降(减少)，选择调制脉冲的占空比大或者通常驱动脉冲的占空比小的波形模式。
接着说明图12的结构的动作。首先在期间A以输出占空比4/32的调制脉冲的图2的脉冲进行驱动，在由旋转检测电路10判断转子为非旋转时，输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“000”增加至“001”，基于该值选择在期间A输出占空比2/32的调制脉冲的图11的脉冲，在下一步以比图2的脉冲驱动力高的图11的脉冲进行步进电机9的驱动。
此外，即使由图11的脉冲进行驱动，仍由旋转检测电路10判断为转子非旋转时，输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“001”增加至“010”，基于该值选择在期间A不输出调制脉冲的图3的脉冲，在下一步以比图11的通常驱动脉冲驱动力高的图3的脉冲进行步进电机9的驱动。
进一步，在即使以图3的脉冲进行驱动，仍由旋转检测电路10判断为转子非旋转时，输出修正驱动脉冲，在使步进电机9可靠地旋转的同时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“010”增加至“011”，基于该值从调制脉冲输出切换为通常驱动脉冲的变动部312的输出，选择在期间A输出占空比2/32的通常驱动脉冲的图13的脉冲，在下一步以比图3的通常驱动脉冲驱动力高的图13的脉冲进行步进电机9的驱动。当最终增加至“100”时，选择在期间A中通常驱动脉冲的变动部312的占空比为4/32的图14的脉冲，驱动步进电机9。像这样使调制脉冲的占空比逐渐变小，在调制脉冲的输出停止后，切换为通常驱动脉冲的输出，使通常驱动脉冲的变动部的占空比逐渐变高，由此依次使驱动力变高。
假设以图14的脉冲进行驱动，对于判断为转子旋转的旋转检测电路10的检测信号，图12所示的计数电路12连续计数到旋转规定次数(例如256次)时，脉冲驱动等级选择电路11的值从“100”减少至“011”，与第一和第二实施方式同样，以与上述相同的顺序依次一等级一等级地减少至“000”。
接着，比较第三实施方式的等级“000”、“001”、“010”、“011”、“100”的步进电机9的每等级的消耗电流变化量，和按照现有的通常驱动脉冲的每个斩波使全部的占空比从24/32到28/32每次变化1/32时的步进电机9的每等级的消耗电流变化量，将对于该实验的申请人的实验测定结果表示在图15中。
图15的涂黑的圆绘点表示第三实施方式的测定结果，从图中左侧的绘点起依次为等级“000”、“001”、“010”、“011”、“100”。没有涂黑的四边形绘点表示现有结构的测定结果，从图中左侧的绘点起依次为占空比26/32、27/32、28/32、29/32、30/32。在现有结构中每提升1等级的消耗电流变化量为40～50nA，与此相对，第三实施方式中抑制到10～15nA，可知能够精细地控制驱动力。
即，现有技术中，按照通常驱动脉冲的每个斩波使全部的占空比每次变化1/32，例如在第三实施方式中通常驱动脉冲数为7个，因此每提升1等级的执行占空比的变化量为1/32×7(脉冲数)＝7/32，但本发明中采用在期间A使调制脉冲的输出或通常驱动脉冲的输出每次变化占空比2/32的方式，每提升1等级的执行占空比的变化量为2/32，因此与现有技术相比能够精细地进行驱动力控制。
如上所述，在第三实施方式中使调制脉冲的占空比或通常驱动脉冲的变动部的占空比变化，由此能够进行精细的驱动力控制。在上述的第三实施方式中仅在期间A使调制脉冲或通常驱动脉冲的变动部的占空比变化，但在期间B～G中也可以与第一实施方式组合依次按照相同的顺序一个脉冲一个脉冲地使调制脉冲的占空比或通常驱动脉冲的占空比逐渐变化，由此能够进行更高分解度的等级设定。
以上根据附图详细叙述了本发明的实施方式，但是实施方式仅是本发明的例示，本发明并非仅限于实施方式的结构。由此在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等也包含于本发明。由此，也可以进行以下变更。
(1)在上述说明中，说明了脉冲驱动等级选择电路11例如在第一实施方式中由3比特的2进制计数构成，以8种脉冲进行驱动力控制的内容，但也可以增加脉冲驱动等级选择电路11的比特数，例如以4比特构成而获得16种驱动力，能够扩大通常驱动脉冲的驱动力范围，或者能够更精细地控制驱动力。
(2)通常驱动脉冲、调制脉冲的斩波占空比的值、脉冲数、斩波周期等各数值并不限定于上述数值，应配合电机、安装的显示体(指针、日期板等)最佳化。
(3)图1或图12所示的框线图是一个例子，只要能够进行上述动作则也可以具有其它结构。作为构成框图的系统的方法，可以是基于随机逻辑的控制也可以是微型计算机的控制。可以采用将选择器7由微型计算机构成，其它电路由随机逻辑构成的结构。这样，能够应用于多机种的变更也能够比较容易地实施。
(4)在第一实施例中，不输出调制脉冲的子脉冲的顺序是A→B→C……，以驱动脉冲输出开始为基点，采用从前方不输出的方式，本发明并不限定于此。
例如，可以从C、D、E等中央部开始不输出子脉冲，也可以按照G→F→E……，从后方不输出。
通过不输出调制脉冲的子脉冲，该部分的驱动力上升，因此与电 机驱动状态相配合地决定即可。
(5)在第一实施例中，调制脉冲的子脉冲减少的个数是每次1个，但当然也可以同时变动2个以上。
(6)在第二实施例中，说明了调制脉冲的占空比以一个子脉冲进行变更的例，但也可以以多个(包括全部)的子脉冲进行变更，此外，第二实施例为与减少子脉冲的个数的第一实施例的并用例，但也可以不减少子脉冲地实施。
(7)在本实施例1～3中，表示了等级控制由步进电机9的旋转/非旋转控制的例子，但并不限定于此。例如，也可以由检测电源1(通常为电池)的电源状态的电源状态检测电路控制。作为电源状态检测电路，可以是用于检测电源1的蓄电量(也称为剩余容量)的例如电源电压检测电路。或者，在电源1为能够充电的2次电池时，可以是检测用于对电源1进行充电的发电源的发电状态的发电状态检测电路。根据这些电源状态检测电路的检测结果，进行本实施例1～3所示的控制，由此能够进行与电源1的状态配合的更精细的步进电机9的驱动控制。当然，也可以同时利用电源状态和旋转/非旋转这两方进行控制。
(8)在本实施例1～3中进行驱动力控制的步进电机9不限定进行驱动的对象，可以是时/分/秒针等的时刻针，也可以是计时针、高度/水深计的指针、储能指示的指针等的表示时刻信息以外的信息的功能针，也可以是日期板、星期板等的圆板、逆跳部。此外，进行驱动力控制时的驱动对象的动作不限定于通常的动作，也可以是其它特殊的动作，例如快进驱动。
(9)在本实施例1～3中说明的使用调制脉冲的精细驱动力控制和变更通常驱动脉冲的斩波的占空比的现有的驱动力控制可以并用。此时，使用调制脉冲的精细驱动力控制可以用于通常运针时，适于稳定点附近的电子钟表的个体差、伴随充放电的电源电压的变化的补偿。另一方面，变更通常驱动脉冲的斩波的占空比的现有的驱动力控制可以用于日历(即日期板、星期板)的驱动时、各种附加功能的使用时等，适于电机负载暂时变大时使用。

Claims (6)

1.一种电子钟表，其特征在于，包括：
2极步进电机(9)；
具有用于驱动该步进电机(9)的2个驱动端子的电机驱动器(8)；
驱动脉冲生成电路(3)，其输出用于驱动所述步进电机(9)的斩波驱动脉冲的原信号；和
选择器(7)，其将由该驱动脉冲生成电路(3)生成的该斩波驱动脉冲的原信号输出到所述电机驱动器(8)，
所述电子钟表还包括调制脉冲生成电路(4)，所述调制脉冲生成电路(4)将要在所述斩波驱动脉冲的各斩波输出之间的休止期间中输出的调制脉冲的原信号输出到所述选择器(7)，
所述选择器(7)以所述调制脉冲从与输出所述斩波驱动脉冲的驱动端子不同的驱动端子输出的方式，将所述调制脉冲的原信号输出到所述电机驱动器(8)，
所述调制脉冲生成电路(4)能够输出多个种类的所述调制脉冲的原信号，并且，
所述电子钟表包括指定电路(11)，所述指定电路(11)选择该多个种类的所述调制脉冲中的1种所述调制脉冲，指示所述调制脉冲生成电路(4)输出被选择的所述调制脉冲。
2.如权利要求1所述的电子钟表，其特征在于：
所述斩波驱动脉冲具有多个所述休止期间，
所述调制脉冲由与所述多个休止期间对应的多个小脉冲构成，并且所述多个种类的调制脉冲以所述小脉冲的个数或者输出位置相互不同的方式构成。
3.如权利要求1或2所述的电子钟表，其特征在于：
所述多个种类的调制脉冲以在同一种类的调制脉冲中一部分的小脉冲的宽度比其它的小脉冲的宽度窄的方式构成。
4.如权利要求1所述的电子钟表，其特征在于：
所述驱动脉冲生成电路(3)能够生成所述斩波驱动脉冲的各斩波中至少一部分的占空比相互不同的多个所述斩波驱动脉冲，根据所述指定电路(11)的指示，将该多个斩波驱动脉冲中选择出的1个斩波驱动脉冲输出到所述选择器(7)。
5.如权利要求1所述的电子钟表，其特征在于：
所述电子钟表包括检测所述步进电机(9)的旋转/非旋转的旋转检测电路(10)，
所述指定电路(11)基于该旋转检测电路(10)的检测结果进行指示。
6.如权利要求1所述的电子钟表，其特征在于：
所述电子钟表包括检测电源状态的电源状态检测电路，
所述指定电路(11)基于该电源状态检测电路的检测结果进行指示。
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