CN1701284A - 电子时钟、电子设备和启动方法 - Google Patents

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Abstract

使用一种能够在低电压振荡启动的振荡器(601)，这种振荡器(601)的振荡信号(S1)经由波形整形单元(603)被放大以供应给放大控制单元(105)。紧接在启动振荡器(601)之后，通过具有和振荡信号(S1)的振荡频率相同频率的放大时钟(Sa)使放大单元(103)被保持放大操作。这就允许尽管低产生电压整个电子时钟(100)也自启动。此外，由于振荡器(601)被如此构造以便总是提供恒定的操作电流，所以可提供诸如具有低开路电压的一级结构太阳能电池的电产生单元(101)。

Description

电子时钟、电子设备和启动方法
技术领域
本发明涉及一种通过将预定的操作电压施加到其定时或操作的电子时计和电子装置，和一种用于其的启动方法。尤其是，本发明涉及一种电子时计和一种将外部能量转换为电能量的电子装置，和一种用于其的启动方法。
背景技术
将诸如光学的或机械的能量的外部能量转换为电能量以利用电能量驱动电子设备的具有电产生单元的电子时计已经被提议。
具有这种电产生单元的电子时计的例子是将旋转重量的机械能量转换为电能量以利用该能量的机械电产生类型的时计、通过串行多个热电偶以利用在热电偶的两端之间的温差产生电功率的温差电产生类型的时计、和利用太阳能电池的太阳能电池类型的时计。
作为通过使用太阳能电池作为电产生单元的电子时计，使用带有一级电池结构的太阳能电池的电子时计已被提议(例如，见日本专利申请公开No.H9-96686，5至7页和图1)。与具有四级电池结构的传统太阳能电池相比，具有一级电池结构的太阳能电池有极好的外观并且在有效光接收区域上有极好的效率，因为其光接收表面不包括任何裂开的缝隙。因此，具有一级电池结构的太阳能电池被期望作为用于电子时计的电产生单元。
作为具有这种电产生单元的电子时计，装备有通过使用升压单元以将来自电产生单元的电产生输出升压并存储电产生输出的电源外围电路的电子时计已经被提议。图23是被提议的电子时计2300的框图。在传统的电子时计2300中，当前路径由电产生单元2301、充电二极管2306、和定时单元2304组成。
定时单元2304是通过利用电能来显示时钟时间的时计部件。电产生单元2301的输出能经由升压单元2302升压以对存储单元2303充电。
在电子时计2300中，当存储单元2303被放电到近似空并且电产生单元2301不产生电功率时，定时单元2304停止它的操作。其后，当电产生单元2301开始产生电时，产生的能量首先被供给定时单元2304和升压控制单元2305。
当在电产生单元2301中产生的电压达到对启动定时单元2304来说充足的电平(例如，1.0伏特)或更高时，定时单元2304开始重启动行为。分频时钟信号Sx被从定时单元2304输出，并且通过进一步分频信号Sx获得的信号(图23中的Sy)被从升压控制单元2305供给到升压单元2302。结果，升压单元2302开始升压行为。
当定时单元2304一旦开始行为时，即使来自电产生单元2301的产生电压有一点低，定时单元2304的定时行为也被保持并且存储单元2303可被充电到高电压，因为产生的输出由升压单元2302升压并且供给定时单元2304。
然而，在装备有电源电压外围电路的电子时计中，甚至在高照明密度之下与在用作电产生单元的太阳能电池中的一级对应的开路电压也恰好在大约0.7伏特之下。另一方面，通常用作在图23中显示的传统电子时计2300的晶振电路要求至少大约0.6伏特到0.8伏特用于振荡启动。
因此，当具有一级电池结构的太阳能电池想被用作电产生单元2301时，至少大于0.1伏特的电压降发生在充电二极管2306中。因此，由于在定时单元2304中在晶振电路中的振荡启动电压到施加到晶振电路本身的电压的余量被完全丢失，所以被施加的电压变得比在晶振电路中的振荡启动电压低。结果，就有晶振电路不能启动的问题。
尤其，由于用于女性的电子时计比用于男性的电子时计小，所以其必须使用带有小的有效的光接收区域的太阳能电池，从而上面的问题变得重要。从而，就有晶振电路不能安装在用于女性的电子时计中的另一个问题。
当前，在其中同样地具有一级电池结构并以环形组成的太阳能电池被使用并且太阳能电池被附加在时计刻度盘的外围边界上的电子时计被付诸于实际使用。然而，既然由于时计的结构导致在太阳能电池中光接收区域不能被扩大，所以不仅要接收直接的光而且要接收从时计刻度盘发射的光是必须的。因此，由于只有其反射光的白色基础的颜色能被用于时计刻度盘，所以有时计刻度盘被限制关于它的设计的问题。
鉴于这些问题本发明进行，并且本发明的目的是提供一种能通过以电压低于启动要求的电压执行电子时计和电子设备的可靠启动来减小大小的电子时计和电子设备，和一种启动方法。另外，本发明的另一个目的是提供一种能获得包括电子时计或电子设备的颜色的装饰性能的提高的电子时计和电子设备，以及一种启动方法。
发明内容
为了解决上述问题和实现上述目的，依照本发明的一方面，电子时计包括电源电压产生单元，其将外部能量转换为电能量以产生低于预定的操作电压的电源电压；振荡信号输出单元，其通过施加由电源电压产生单元产生的电源电压来输出预定的振荡信号；升压单元，其将由电源电压产生单元产生的电源电压至少升压到预定的操作电压；和定时单元，其通过施加由升压单元基于通过振荡信号输出单元输出的振荡信号来升压的预定操作电压来定时。
根据本发明，能通过施加低于操作电压的电源电压将电源电压增强到操作电压。
根据本发明的另一方面，电子时计还包括升压控制单元，其控制升压单元只在基于预定的振荡信号的预定时间升压电源电压。
根据本发明，升压行为能在预定时间被安全执行，并且能在预定时间经过之后获取操作电压。
根据本发明的另一方面，电子时计还包括分频单元，其分频由振荡信号输出单元输出的振荡信号；和升压停止指示信号输出单元，其输出升压停止指示信号用于在振荡信号输出单元输出振荡信号后当经过预定时间时基于从分频单元输出的分频信号指示升压单元执行的升压行为的停止。在电子时计中，基于由升压停止指示信号输出单元输出的升压停止指示信号升压控制单元停止升压。根据本发明，当经过预定时间时，能通过使用来自通常在电子时计中提供的分频单元的分频信号控制升压行为，并且部件的数量能被减少。
根据本发明的另一方面，电子时计还包括升压停止指示信号输出单元，其在振荡信号输出单元开始之后当经过预定时间时输出用于指示由升压单元执行的升压行为的停止的升压停止指示信号。在电子时计中，基于由升压停止指示信号输出单元输出的升压停止指示信号停止升压。根据本发明，由于分别从通常包括在电子时计中的分频单元提供当经过预定时间时控制升压行为的升压停止指示信号输出单元，所以当预定时间改变时通过只代替升压停止指示信号输出单元为另一个以改变预定的时间间隔。
根据本发明的另一方面，电子时计还包括时间信息输入单元，其输入代表时间间隔不同于彼此的多个预定时间之一的时间信息；时间信息存储单元，其存储由时间信息输入单元输入的时间信息；时间信息提取单元，其提取通过使用从电源电压产生单元产生的电源电压存储在时间信息存储单元中的时间信息；以及升压停止指示信号产生单元，当由提取的时间信息表示经过预定时间时，其产生用于基于由时间信息提取单元提取的时间信息来指示升压单元执行的升压行为的停止的升压停止指示信号。在电子时计中，基于由升压停止指示信号产生单元产生的升压停止指示信号升压被停止。
根据本发明，通过操作者的操作，根据电子时计的性能可适当地改变预定时间，以及适合电子时计性能的升压行为和动作可被执行。
根据本发明的另一方面，电子时计还包括电源电压检测单元，其检测电源电压是否已由升压单元升压到预定的操作电压；和升压控制单元，其控制升压单元并且基于预定振荡信号和由电源电压检测单元检测的检测结果升压电源电压。根据本发明，通过将由电源电压产生单元产生的产生电压应用到振荡信号输出单元振荡信号被输出并且开始电压可被升压到操作电压。可由振荡信号和操作电压启动电子时计。
根据本发明的另一方面，在电子时计中，在振荡信号输出单元输出振荡信号之后当经过预定时间时，基于振荡信号和由电源电压检测单元检测的检测结果升压控制单元控制由升压单元执行的升压行为。
根据本发明，振荡信号被输出，并且通过将由电源电压产生单元产生的产生电压应用到振荡信号输出单元电源电压可被升压到操作电压。即使在经过预定时间后也可通过振荡信号和操作电压启动电子时计。
根据本发明的另一方面，在电子时计中，振荡信号输出单元包括振荡电路，当开始电压被施加于振荡电路时，其发生振荡；谐振电路，其根据从振荡电路输出的信号发生谐振；和恒流电路，其供给恒定的电流；振荡反相器，其提供来自恒流电路的恒定电流以反相并放大从谐振电路输出的信号来输出振荡信号。根据本发明，通过使用恒流电路泛音振荡可被抑制。
根据本发明的另一方面，在电子时计中，定时单元装有由多个场效应晶体管构成的逻辑电路，并且振荡反相器由具有阈值电压低于包括在定时单元中的场效应晶体管的阈值电压的场效应晶体管构成。
根据本发明的另一方面，在电子时计中，定时单元装有由多个场效应晶体管构成的逻辑电路，以及波形整形单元，其是由具有阈值电压低于包括在定时单元中的场效应晶体管的阈值电压的场效应晶体管构成并且其整形从振荡信号输出单元输出的振荡信号的波形以便将振荡信号输出到定时单元。
根据本发明的另一方面，在电子时计中，定时单元装有多个场效应晶体管构成的逻辑电路，并且升压控制单元由具有阈值电压低于包括在定时单元中的场效应晶体管的阈值电压的场效应晶体管构成。
根据本发明的另一方面，电子时计还包括偏压电路，其由具有和振荡电路的阈值相同阈值的场效应晶体管构成，并且将预定的偏压电压应用于振荡反相器。
根据本发明的另一方面，电子时计还包括波形整形单元，其整形从振荡信号输出单元输出的振荡信号的波形以便将振荡信号输出到定时单元；和偏压电路，其由具有和波形整形单元的阈值相同阈值的场效应晶体管构成，并且其将预定偏置电压施加于波形整形单元。根据本发明，可达到在功耗上的减少。可显著地减少振荡行为所要求的电流，并且可达到振荡开始特性的提高。
根据本发明的另一方面，基于预定振荡信号通过预定操作电压的应用启动的电子设备包括：电源电压产生单元，其将外部能量转换为电能量以产生低于预定操作电压的电源电压；振荡信号输出单元，其通过由电源电压产生单元产生的电源电压输出预定的振荡信号；以及升压单元，其将由电源电压产生单元产生的电源电压至少升压到预定操作电压。根据本发明，通过低于操作电压的电源电压的应用，电源电压可被升压到操作电压。
根据本发明的另一方面，用于基于预定振荡信号通过预定操作电压的应用来启动电子设备的启动方法包括：将外部能量转换为电能量并且产生低于预定操作电压的电源电压；通过在产生过程中产生的电源电压输出预定振荡信号；和将在产生过程中产生的电源电压至少升压到预定操作电压。根据本发明，通过低于操作电压的电源电压的应用电源电压可被升压到操作电压。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的电子时计的示意图；
图2是根据实施例的升压单元的示意图；
图3至图5是根据实施例用于指示升压单元的升压行为的升压电路的电路示意图；
图6是根据实施例的电子时计的时计框图的电路示意图；
图7是根据实施例的电子时计的波形产生单元和控制信号产生单元的电路示意图；
图8是根据实施例脉冲同步电路的示意图；
图9是根据实施例的代表脉冲同步电路行为的时间图；
图10至图13是根据实施例的电子时计的启动过程的流程图；
图14是根据实施例的在电子时计的电路主单元中电压波形的时间图；
图15是根据实施例的波形产生单元的另一个例子的示意图；
图16是当使用如图15中显示的波形产生单元时电子时计的启动过程的流程图；
图17是当使用如图15中显示的波形产生单元时在电子时计中的电路主单元中电压波形的时间图；
图18是根据实施例的波形产生单元和控制信号产生单元的另一个配置例子的示意图；
图19是在如图18中所示的控制信号产生单元中提供的定时器功能的时间图；
图20是根据实施例的显示改变预定时间的升压停止指示信号输出单元的硬件配置的示意图；
图21是显示在如图20中所示的升压停止指示信号输出单元的功能性配置的示意图；
图22是在升压停止指示信号输出单元中执行的升压停止指示信号输出处理的流程图；以及
图23是传统的电子时计的示意图。
具体实施方式
下面，将参照图详细解释根据本发明的实施例的电子时计和电子时计的启动方法。
(电子表的完整配置)
图1是根据本发明实施例的电子时计的完整配置的示意图。电子时计100包括电产生单元101、存储单元102、升压单元103、时计块104、升压控制单元105、和电产生检测单元106。
电产生单元101将外部能量转换为电能量并且产生低于启动电子时计100的预定操作电压的电源电压。例如，电产生单元101是由一级太阳能电池构成的太阳能电池模块。电产生单元101的正极端子是接地的并且它的负极端子被连接到升压单元103的升压输入端。当光被照射在电产生单元101上时，产生大约0.4伏到0.7伏的开路电压。开路电压作为电源电压。
存储单元102存储从电产生单元101输出的功率并且即使在电产生单元101的非产生期间它也通过存储的功率启动时计块104。存储单元102被接地到正电极。存储单元102的负电极端子Vss2被连接到交换控制单元108。例如，存储单元102可采用锂离子二次电池。
升压单元103将由电产生单元101产生的电源电压至少升压到预定操作电压。升压单元103是在它的串行状态和并行状态之间转换电容器以执行升压行为的升压电路。升压单元103的输入方和电产生单元101的输出方连接。
升压单元103被输入升压时钟Sa作为启动升压行为的升压开始信号，并且它根据输入升压时钟Sa通过实施内部电容器的转换以执行4倍升压行为。从而，升压行为可和振荡开始同时开始，并且电子时计100的快速启动可被实施。这里，升压单元103的升压输出端子名称用Vup表示。升压单元103的特定的配置将在后面描述。
时计块104是产生用于定时行为，和电子时计100的充电以及放电行为的基础信号的单元。时计块104包括振荡电路601、波形整形电路603、以及定时单元605。
为了稳定时计块104的端子之间的电压以便间歇加载行为，时计块104与电容器110并联。电容器110在它的正极端子接地并且它的负极端子Vss1被连接到电产生单元101、升压单元103、和转换控制单元108。在本说明书中，负极端子Vss1的电压值也被称为Vss1。作为电容器110，一个具有10微法的电容被用作一个例子。时计块104的内部配置或从时计块104输出的各个信号的细节在后面描述。
升压控制单元105是行为控制升压单元103的电路，并且包括控制信号产生单元107和转换控制单元108。控制信号产生单元107接收从时计块104输出的各种信号(Sb、Sc、Sd、和Se)和从电产生检测单元106输出的信号Si，并且产生并输出各种控制信号(Sa、Sf、Sg、和Sh)。
这些控制信号的第一充电开关信号Sf、第二充电开关信号Sg、和第三充电开关信号Sh被输出到转换控制单元108。升压时钟Sa被输出到升压单元103。控制信号产生单元107的内部配置和各种控制信号(Sa、Sf、Sg、和Sh)的细节将在后面描述。
转换控制单元108包括第一充电开关111、第二充电开关112、和第三充电开关113。例如，第一至第三充电开关111至113每个都由N通道MOSFET构成，并且同步于升压单元103的行为它们控制从升压单元103到时计块104和存储单元102的升压输出。
第一充电开关111的源极端子被连接到电容器110的负极端子Vss1。第一充电开关111的漏极端子被连接到升压单元103的升压输出端子Vup。第一充电开关111的栅极端子被连接到控制信号产生单元107的输出端子，并且当输入第一充电开关信号Sf时，第一充电开关111使升压单元103和时计块104之间进入导通状态。
第二充电开关112的源极端子被连接到存储单元102的负极端子Vss2。第二充电开关112的漏极端子被连接到升压单元103的升压输出端子Vup。第二充电开关112的栅极端子被连接到控制信号产生单元107的输出端子，并且当输入第二充电开关信号Sg时，第二充电开关112使升压单元103和存储单元102之间进入导通状态。
第三充电开关113的源极端子被连接到电容器110的负极端子Vss1。第三充电开关113的的漏极端子被连接到升压单元103的升压输出端子Vup。第三充电开关113的栅极端子被连接到控制信号产生单元107的输出端子，并且当输入第三充电开关信号Sh时，第三充电开关113将使升压单元103和时计块104之间进入导通状态。
当在其行为一旦被停止之后时计块104重启动时，第一二极管121将电产生单元101的电压供给时计块104。第一二极管121的阳极端子被连接到电容器110的负极端子Vss1，并且它的阴极端子被连接到电产生单元101的负极端子。
即使在电产生单元101的非产生期间，第二二极管122也将存储在存储单元102中的电压供给时计块104。第二二极管122的阳极端子122被连接到电容器110的负极端子Vss1，并且它的阴极端子被连接到存储单元102的负极端子，即Vss2。
例如，作为第一二极管121和第二二极管122，可以使用大约0.1伏的正向电压降的肖特基势垒二极管。
另一方面，电产生检测单元106是包括用于检测电产生单元101的产生状态的升压电路的电路块。电产生检测单元106将电产生检测信号Si输出到控制信号产生单元107。当预定电产生量正从电产生单元101输出时，电产生检测单元106工作输出电产生检测信号Si为高电平，否则输出电产生检测信号为低电平。
(升压单元的具体配置)
接下来，将解释如图1中所示的升压单元103的具体配置。图2是升压单元103的方框图。升压单元103包括在其上施加由电产生单元101产生的电源电压的升压电路201和串并开关电路202。
如图3至图5中所示，升压电路201包括其每一个由MOS场效应晶体管(以下“FET”)构成的电路301至304、和电容器311和312。即使由于在后面描述的升压控制单元105的一部分中的逻辑电路中使用的低阈值使升压控制单元105的输出具有小振幅(0.3伏或更大)，MOSFET的开关电路301至304也可充分地控制开关。开关电路305由图1中所示的第一充电开关111至第三充电开关113中的一个开关构成，并且电容器313由存储单元102或电容器110中的一个构成。
当从电产生单元101施加电源电压时，串并开关电路202启动，并且当从控制信号产生单元107输入升压时钟Sa时，串并开关电路202将开关信号输入到MOSFET的开关电路301到304。
这里，将参考图3至图5解释升压单元103的升压行为。如图3所示，首先，通过控制开关电路301和开关电路302，升压电容器311并联到电产生单元101以充电升压电容器311。除非负载被连接到存储电容器313，升压电容器311才被充电到电产生单元101地开路电压。
接下来，如图4所示，通过控制开关电路301至304，由串联连接升压电容器301到电产生单元101而获取的电压被施加到升压电容器312以充电升压电容器312。结果，升压电容器312被充电到二倍于电产生单元101的开路电压的电压。
如图5所示，通过将将升压电容器311和升压电容器312串联连接到电产生单元101获取的电压应用到存储电容器313，存储电容器313被充电。结果，升压电容器313被充电到四倍于电产生单元101的开路电压的电压。即，当产生电压的开路电压是0.4伏时，升压被执行直到1.6伏。
(关于时钟块的配置解释)
接下来，将解释图1中所示的时计块104的配置。图6是根据本发明的实施例的电子时计中时计块的电路示意图。时计块104包括振荡单元601、波形整形单元603、偏压电路604、和定时单元605。定时单元605包括波形产生单元651、时钟时间显示部件652、和恒定电压电路653。(振荡单元的配置)
通过施加电产生单元101产生的电源电压振荡单元601输出振荡输出信号S1。振荡单元601包括谐振电路610。谐振电路610具有晶体振荡器611、第一振荡电容612、和第二振荡电容613。在振荡单元601中谐振电路610确定振荡频率。
晶体振荡器611是在普通电子时计中使用的晶体振荡器。第一振荡电容612和第二振荡电容613是结合到集成电路中的电容。例如，第一振荡电容612是具有8皮法的电容并且第二振荡电容613具有4皮法的电容。
第一振荡电容612和第二振荡电容613的正极端子分别接地，并且其负极端子分别连接到晶体振荡器611的两端。振荡电容612的负极端子是谐振电路610的输出端子，但是用于晶体振荡器611的振荡的振荡输入信号Sp被输入到振荡电容612的负极端子。
第二振荡电容613的负极端子是谐振电路610的输入端子，但是它输出从晶体振荡器611输出的振荡输出信号SI。例如，谐振电路610中的谐振频率被设置为32千赫(明确地说，32768赫兹)。
振荡单元601还包括第一晶体管元件621和第二晶体管元件622、第一耦合电容623、第二耦合电容624、第一偏压电阻625、第二偏压电阻626、第三晶体管元件627、第三偏压电阻628、和稳定电容629。
第一晶体管元件621和第二晶体管元件622构成作为逆变器(反向和升压)电路的振荡逆变器620。谐振电路610被连接在振荡逆变器620的输入和输出之间以形成反馈电路。
第一偏压电阻625、第二偏压电阻626、和第三偏压电阻628每个是由具有高电阻的电路元件构成。对于第一偏压电阻625、第二偏压电阻626、和第三偏压电阻628，可以使用具有500兆欧的电阻。第一耦合电容623、第二耦合电容624、和稳定电容629每个可由电容器构成。
例如，第一晶体管元件621由P通道MOSFET构成。例如，第二晶体管元件622和第三晶体管元件627每个是由N通道MOSFET构成。
作为第一晶体管元件621、第二晶体管元件622、和第三晶体管元件627，使用具有低绝对值的阈值电压(例如，0.3伏)的元件。尤其，为N通道MOSFET的第二晶体管元件622和第三晶体管元件627的阈值是0.3伏，并且为P通道MOSFET的第一晶体管元件621的阈值是-0.3伏。
第一晶体管元件621的栅极端子和第二晶体管元件622的栅极端子经由第一耦合电容623和第二耦合电容624彼此连接。第一耦合电容623和第二耦合电容624的连接点被连接到谐振电路610，从而谐振输入信号Sp被输入到谐振电路610。
第一晶体管元件621的漏极端子和第二晶体管元件622的漏极端子彼此相连。两个漏极端子被连接到谐振电路610，并且来自谐振电路610的振荡输出信号S1被输入到它们。第一晶体管元件621的源极端子接地。第二晶体管元件622的源极端子连接到稳定电容629的负极端子。稳定电容629的正极端子接地。
为了临时供给振荡逆变器620的行为所需的电流而提供稳定电容629。
第三晶体管元件627的漏极端子被连接到稳定电容629的负极端子。第三晶体管元件627的源极端子被连接到恒压电路653的恒压输出端子Vreg。
经由第三偏压电阻628从偏压电路604获取的恒定电压被施加到第三晶体管元件627的栅极端子，从而第三晶体管元件627作为恒定电流电路启动。恒定电流电路对稳定电容629执行电流供给。
第一晶体管元件621的栅极端子被以经第一偏压电阻625由偏压电路604输出的第一偏置电压VP直流偏置。第三晶体管元件627的栅极端子被以经由第三偏压电阻628的第二偏置电压VN直流偏置。第一偏置电压VP和第二偏置电压VN是由偏压电路604产生的。偏压电路604的配置将在后面描述。
关于直流电，由于第一偏置电压VP导致115毫微安的恒定电流流入第一晶体管元件621。第三晶体管元件627被设置为具有这样的大小，从而它作为20毫微安的恒定电流电路操作。
由于第二偏压电阻元件626对第二晶体管元件622执行自反馈，所以它被插入在振荡输出信号S1和第二晶体管元件622的栅极之间。
(波形整形单元的配置)
例如，波形整形单元603包括是P通道MOSFET的第四晶体管元件631、是N通道MOSFET的第五晶体管元件632，第三耦合电容633、第四耦合电容634、第四偏置电阻器635、和第五偏置电阻器636。第四晶体管元件631和第五晶体管元件632构成逆变器(反向和放大)电路。作为第四晶体管元件631和第五晶体管元件632，使用具有和在振荡单元601中使用的MOSFET的阈值电压绝对值相同设为0.3伏的阈值电压绝对值的元件。
第四晶体管元件631的源极端子接地并且第五晶体管元件632的源极端子被连接到恒定电压输出端子Vreg。第四晶体管元件631的栅极端子和第五晶体管元件632的栅极端子经由第三耦合电容633和第四耦合电容634彼此相连接。
第三耦合电容633和第四耦合电容634的连接点形成作为波形整形单元603的输入端子，并且振荡输出信号S1被输入到它。第四晶体管元件631的漏极端子和第五晶体管元件632的漏极端子彼此相连以输出波形整形输出信号Sb。
第四偏置电阻器635被连接到第四晶体管元件631的栅极端子，并且从偏置电路604输出的第一偏置电压VP被施加到它。第五偏置电阻器636被连接到第五晶体管元件632的栅极端子，并且从偏置电路604输出的第二偏置电压VN被施加到它。
(偏置电路的配置)
偏置电路604包括是P通道MOSFET的第六晶体管元件641和第七晶体管元件642、是N通道MOSFET的第八晶体管元件643和第九晶体管元件644、以及是电阻器元件的基准电阻645。作为第六至第九晶体管元件641至644，使用具有和在振荡单元601中使用的MOSFET的阈值电压绝对值相同设为0.3伏的阈值电压绝对值的元件。
偏置电路604是输出恒定电压的电路，并且它工作从而第一偏置电压VP具有基于地端子的大约-0.3伏的输出电压值并且第二偏置电压VN具有基于恒定电压输出端子Vreg的电压值的大约+0.3伏的输出电压值。输出电压值基于构成偏置电路604的MOSFET 641至644的阈值电压。
第六晶体管元件641的源极端子接地并且第七晶体管元件642的源极端子经由基准电阻645接地。第一偏置电压VP和第二偏置电压VN的电压值由基准电阻645调整。这里，具有2500千欧姆的阻抗的电阻元件可作为基准电阻645被使用。
第七晶体管元件642的栅极端子被连接到第六晶体管元件641的栅极端子和漏极端子。第一偏置电压VP被从第七晶体管元件642的栅极端子输出。第八晶体管元件643的源极端子和第九晶体管元件644的源极端子被连接到恒定电压输出端子Vreg。
第九晶体管元件644的栅极端子连接到第八晶体管元件643的栅极端子和漏极端子。从第九晶体管元件644的栅极端子输出第二偏置电压VN。还有，第六晶体管元件641的漏极端子被连接到第九晶体管元件644的漏极端子。第七晶体管元件642的漏极端子被连接到第八晶体管元件643的漏极端子。
第一偏置电压VP经由第一偏置电阻625被施加到第一晶体管元件621的栅极端子。同样地，第一偏置电压VP经由第四偏置电阻635被施加到第四晶体管元件631的栅极端子。
第二偏置电压VN经由第三偏置电阻628被施加到第三晶体管元件627的栅极端子。同样地，第二偏置电压VN经由第五偏置电阻636被应用到第五晶体管元件632的栅极端子。
这样，由于偏置电路604被提供并且DC偏压独立地被施加到振荡单元601中的每个晶体管元件，所以即使振荡单元601中的每个晶体管元件都是低阈值晶体管，振荡单元601也可以以较低电压开始振荡。从而，消耗功率可被减少。
(定时单元的配置)
定时单元605包括波形产生单元651、时钟时间显示部件652、恒定电压电路653、和下拉(pull-down)开关654。波形产生单元651是逻辑电路，其通过在多阶段触发电路中分频由整形其是来自振荡单元601的输出的振荡输出信号S1的波形获取的波形整形输出信号Sb，并且通过合成从多个分频阶段获取的分频信号，产生驱动步进电机的脉冲波形。
波形产生单元651输出在加电之后保持高电平1.5s的备份信号Sj。波形产生单元651也输出备份原始信号Sc、放大信号Sd、和充电时钟Se。各个信号和波形产生单元651的配置将在后面解释。
时钟时间显示部件652包括构成例如模拟时计的元件，例如，诸如步进电机(未显示)的时间显示元件、减速齿轮系、时计刻度盘、和刻度盘指针。时钟时间显示部件652基于由波形产生单元651产生的脉冲波形驱动步进电机并且经由减速齿轮系旋转刻度盘指针以显示时钟时间。由于时钟时间显示部件652具有普通的结构，所以关于其结构的详细的解释将被省略。
恒定电压电路653是输出恒定电压的普通的恒定电压电路(电压调节器)。这里，恒定电压电路653的输出端子用Vreg表示。恒定电压电路653由是用于时计块104的操作电压的地和端子Vss1之间的电压驱动，并且工作从而地和端子Vreg之间的电压变成0.8伏。Vss1代表时计块104的负极端子。
接下来，恒定电压输出端子Vreg与下拉开关654的漏极端子相连接。例如，下拉开关654由N通道MOSFET构成。备份信号Sj被输入到下拉开关654的栅极端子，并且它的源极端子与时计块104的负极端子Vss1相连接。
下拉开关654由具有0.3伏的阈值电压的类似振荡反相器620等的元件构成。当备份信号Sj为高时，恒定电压电路653的输出端子Vss1和时计块104的负极端子Vss1由下拉开关654使它们进入短路状态。另一方面，当备份信号Sj为低时，恒定电压电路653工作从而输出端子Vreg的电压值变为预定的恒定电压。
在恒定电压电路653中，当类似于普通恒定电压电路在地和端子Vss1之间的电压低于0.8伏时，等于时计块104的负极端子Vss1的电势出现在恒定电压电路653的输出端子Vreg。
在随后的解释中，除非特别定义外，时计块104的负极端子Vss1表示在地和端子Vss1之间的电压。类似地，存储单元102的负极端子Vss2表示在地和端子Vss2之间的电压。
(波形产生单元和控制信号产生单元的配置)
接下来，根据本发明的实施例的电子时计的波形产生单元651的电路配置和控制信号产生单元107的电路配置将被解释。图7是根据本发明的实施例的电子时计的波形产生单元651和控制信号产生单元107的电路的电路示意图。
波形产生单元651包括脉冲合成电路701、电机驱动器702、和第一电平转换器703。控制信号产生单元107包括第一NAND门711、第一AND门712、第二电平转换器713、第一OR门714、第二AND门715、第一反相器716、第三AND门717、第四AND门718、和第五AND门719。
脉冲合成电路701、电机驱动器702、第一电平转换器703、第二电平转换器713、第一反相器716、第三AND门717、和第四AND门718的阈值电压被设置为具有和在普通电子时计中用于逻辑电路的MOSFET采用的阈值电压一样的绝对值(这里，0.5伏)。这里，当P通道MOSFET的阈值为-0.5伏时，N通道MOSFET的阈值为0.5伏。
类似于在振荡电路601中使用的逻辑电路，在控制信号产生单元107中的其它逻辑电路中的N通道和P通道是由使用具有低绝对值的阈值电压的MOSFET的低阈值的CMOS电路构成。即，第一NAND门711、第一OR门714、第二AND门715、和第五AND门719每个是由具有低阈值(低绝对值的阈值电压为0.3伏)的CMOS电路构成。
接下来，在波形产生单元651中成分701至703将逐一解释。脉冲合成电路701是由在普通电子时计中使用的分频电路(例如，多级触发电路)和多个逻辑门构成的普通逻辑电路。脉冲合成电路701接收振荡电路601的输出，即，波形整形输出信号Sb以划分波形整形输出信号Sb、并且合成从多个分频级获取的分频信号，从而，产生用于旋转地驱动在时钟时间显示部件652中的步进电机(未显示)的电机驱动器脉冲波形。
脉冲合成电路701输出备份原始信号Sc、放大信号Sd、和充电时钟Se。放大信号Sd是4096赫兹的矩形波。类似地，充电时钟Se是1赫兹的矩形波。备份原始信号Sc是在时计块被加电后保持高1.5秒的脉冲信号。脉冲合成电路701的细节将在后面描述。
电机驱动器702是能将来自脉冲合成电路701的电机驱动脉冲波形电平转换为提供大电流来驱动在时钟时间显示部件652中的步进电机的驱动电路。虽然没有特别显示，但是电机驱动器702的输出端子被连接到在时钟时间显示部件652中的步进电机的驱动线圈。由于电机驱动器702具有和普通电子时计中的电路相似的配置，所以省略它的详细解释。
第一电平转换器703是将在地和端子Vreg之间的电平的逻辑信号电平转换为在地和端子Vss1之间的电平的信号的电平转换器电路。备份原始信号Sc被第一电平转换器703电平转换为备份信号Sj。
接下来，在控制信号产生单元107中配置的711至719将详细解释。第一NAND门711是两输入的NAND门，并且输出波形整形输出信号Sb和备份原始信号Sc的逻辑乘积的NOT信号。
第一AND门712是两输入AND门，并且输出电产生检测信号Si和放大信号Sd的逻辑乘积。第二电平转换器713是将在地和端子Vreg之间的电平的逻辑信号电平转换为在地和端子Vss1之间的电平的信号的电平转换器电路。第二电平转换器713是电平转换第一AND门712的输出的电路。
第一OR门714是两输入OR门，并且输出第二电平转换器713的输出和备份信号Sj的逻辑和。第二AND门715是两输入AND门，并且输出第一NAND门711的输出和第一OR门714的输出的逻辑乘积。第二AND门715的输出是放大时钟Sa。
第一反相器716反转从脉冲合成电路701输出的充电时钟Se，并且输出充电时钟Se的NOT信号。第三AND门717是两输入AND门，并且输出第二电平转换器713的输出和充电时钟Se的逻辑乘积。第三AND门717的输出是第一充电开关信号Sf。
第四AND门718是两输入AND门，并且输出第二电平转换器713的输出和第一反相器716的输入的逻辑乘积。第四AND门718的输出是第二充电开关信号Sg。
第五AND门719是两输入AND门，并且输出备份信号Sj和第一NAND门711的逻辑乘积。第五AND门719的输出是第三充电开关信号Sh。
关于在波形产生单元651和控制信号产生单元107中用于组成元件的行为的电源电压，根据恒定电压电路653的输出端子Vreg(在地和端子Vreg之间的电压)脉冲合成电路701和第一NAND门711工作。
根据时计块104的负极端子Vss1(在地和端子Vss1之间的电压)在波形产生电路651和控制信号产生单元107中的其它逻辑电路元件工作。
接下来，在图7中所示的脉冲合成电路701将详细解释。图8是脉冲合成电路的电路示意图。脉冲合成电路701包括分频电路801、开电复位电路802、AND门803、锁存器电路804、和反相器805。
分频电路801是由包括15或更多级的触发链构成的计数器电路，并且它分频从波形整形单元603输出的波形整形输出信号Sb以输出分频信号到电机驱动器702(见图7)。在分频电路801中，升压信号Sd和充电时钟Se是从分频电路输出的分频输出。
开电复位电路802是输出开电复位信号Sk的电路。开电复位信号Sk是当电路被上电时在输出高电平信号(地电势)几微秒之后被断言为低。
AND门803将从分频电路801输出的1赫兹的脉冲信号和2赫兹的脉冲信号的逻辑乘积输入到锁存器电路804。锁存器电路804是逻辑信号通过其或其保持逻辑信号的逻辑门。
接下来，脉冲合成电路701的操作将详细解释。图9是代表脉冲合成电路701的行为的时序图。首先，当通过在地和端子Vss1之间施加电压开电复位上升时，通过开电复位电路802锁存器电路804被复位，从而备份原始信号Sc变为高。
在1.5秒过去之后，因为AND门803接收来自分频电路801的输出并且输出高电平，所以锁存器电路804被设置，并且备份原始信号Sc改变为低电平并且低电平被保持。结果，备份原始信号Sc是保持高1.5秒的脉冲信号。
(关于电子表的操作的解释)
接下来，将根据本发明的实施例参考图10至图14解释电子时计的整个操作。这里，图10至图13是根据本发明的实施例的电子时计的整个操作的处理过程的流程图。图14是在根据本发明的实施例的电子时计中的电路主单元中的电压波形的时序图。尤其，图14描述的是，由于处于电子时计的停止状态的电产生单元101开始电产生，当振荡单元601和其相关的单元开始行为时，当基于来自振荡单元601的振荡输出信号S1根据升压单元103的升压行为在端子Vss1上的电压上升时，以及当升压单元103的升压行为被改变为基于升压时钟Sd的升压行为时，在电路主要单元中的波形。关于除振荡输出信号S1、波形整形输出信号Sb、和恒定电压输出端子Vreg外的电压值，仅它们的逻辑值被简单显示在图14中显示的波形示意图上。
这里，将解释从在存储单元102中保持的数量为空时的状态电产生单元101开始电产生，电产生单元101不产生电，并且时计块104停止的情况。
首先，图1中显示的第一至第三充电开关111至113处于OFF状态并且电产生检测信号Si处于低电平(步骤S1001)。当依照光照射是太阳能电池的电产生单元101接收光时(步骤S1002：是)，电产生单元101开始电产生(步骤S1003)。
图1中所示的电产生检测单元106将在低电平的电产生检测信号Si改变为高电平的电产生检测信号Si，并且根据电产生的开始输出高电平的电产生检测信号Si(步骤S1004)。
经由第一二极管121从电产生单元101输出的电流根据电产生的开始作为充电被存储在电容器110中。电产生单元101的开路电压被设置为大约0.4伏。
由于第一二极管121的电压降导致电源电压(在端子Vss1上的电压)下降到0.3伏。在这个时候，备份信号Sj变成高电平(地电势)(步骤S1005)，并且下拉开关654被放在近似的电流流动状态(步骤S1006)。
因此，在恒定电压输出端子Vreg的电压值达到电源电压(在端子Vss1上的电压)的电压值。即，在电源电压(在端子Vss1上的电压)和恒定电压输出端子Vreg上的电压值都变成0.3伏。
当在为工作电源电压的端子Vreg上的电压，即，在这种状态下电源电压(在端子Vss1上的电压)变成等于或大于它自己的MOSFET的阈值的电压时(步骤S1007：是)，偏置电路604开始工作(步骤S1008)。
从偏置电路604输出预定的电压，从而第一偏置电压VP变成低于地电势0.3伏的电势并且第二偏置电压VN变成高于端子Vreg 0.3伏的电势。
其后，将解释在电产生单元101开始电产生之后电子时计100开始的操作。当从偏置电路604输出预定电压时，振荡单元601以固定的振荡操作点振荡(步骤S1101)。即，近似于阈值电压的电压以直流的方式被偏置到构成振荡单元601的晶体管元件的栅极端子。
因此，在晶体管元件中的升压率变成最大，并且在振荡单元601中的振荡反相器620可如同放大器甚至从大约0.3伏工作。还有，由于振荡输出信号S1经由谐振电路610又被反馈到输入端(经由第一和第二耦合电容623和624以交流方式)，所以振荡单元601开始振荡工作在是谐振电路610的谐振频率的32千赫兹。振荡输出信号S1实质上变成正弦波。
通过由第三晶体管元件627构成的恒定电流电路确定在振荡单元601上的消耗电流，并且它可被抑制到大约为设置值的20毫微安。振荡单元601执行不引起泛音振荡的稳定行为。在振荡操作期间在稳定电容629的端子之间的电压变成大约0.3伏。
波形整形单元603在固定的操作点开始稳定放大操作(在步骤S1102)。即，近似于阈值电压的电压以直流的方式被偏置到构成波形整形单元603的晶体管元件的栅极端子。因此，晶体管元件的放大率变成最大，并且波形整形单元603可如同放大器甚至从大约0.3伏工作。
此外，由于振荡输出信号S1经由第三耦合电容器633和第四耦合电容器634以交流方式被施加到栅极端子，所以输出通过反向振荡输出信号S 1并将它的振幅放大到在地和端子Vreg之间的电压而获取的波形整形输出信号Sb(步骤S1103)。
此外，经由具有低阈值的CMOS构成的第一NAND门711，波形整形输出信号Sb被馈给第二AND门715。控制信号产生单元107产生升压时钟Sa，并且输出该信号到升压单元103(步骤S1104)。
升压单元103接收升压时钟Sa并且基于升压时钟Sa对从电产生单元101施加的电源电压(在端子Vss1上的电压)开始升压操作(步骤S1105)。即，根据是振荡单元601的振荡频率的32千赫兹，升压单元103执行从在升压单元103内的电容器311至313的串联到并联的开关操作。
经由第一NAND门711，波形整形输出信号Sb被馈给第五AND门719。从而，根据波形整形输出信号Sb的NOT信号的升压，控制信号产生单元107产生矩形波形成的第三充电开关信号Sh，并且输出该信号到开关控制单元108(步骤S1106)。
第三充电开关113接收第三充电开关信号Sh，并且同步于由升压单元103执行的升压操作执行打开和关闭操作(步骤S1107)。因此，第三充电开关113操作以将升压输出反馈到时计块104(步骤S1201)。此时，每个由具有高阈值电压的MOSFET构成的脉冲合成电路701和电机驱动器702等等不工作。
当升压单元103继续升压操作时，电源电压(在端子Vss1上的电压)上升。由于在备份信号Sj的高电平期间下拉开关654被维持在导通状态，所以在恒定电压输出端子Vreg上的电压保持在和电源电压(在端子Vss1上的电压)相同的电压上。
电源电压(在端子Vss1上的电压)上升到四倍于电产生电压大约1.6伏。当电源电压(在端子Vss1上的电压)被升压到定时单元605的操作电压(例如，1.2伏)或更大时(步骤S1202：是)，脉冲合成电路701的行为开始(步骤S1203)。
因此，脉冲合成电路701可执行分频和脉冲合成操作，并且从而输出升压时钟Sd和充电时钟Se(步骤S1204)。当在振荡单元601开始行为之后1.5秒时(步骤S1205：是)，备份信号Sj(即，备份原始信号Sc)从高电平下降到低电平(步骤S1206)。
当备份信号Sj下降到低电平时，下拉开关654改变到处于非导通状态(步骤S1207)。因此，来自恒定电压输出端子Vreg的电压值转换到预定的恒定电压值。即使电源电压(在端子Vss1上的电压)上升时，也由于恒定电压电路653的恒定电压行为，来自恒定电压输出端子Vreg的电压值没达到预定恒定电压值或更大。
在振荡单元601开始行为之后1.5秒之后，当电产生检测单元106检测电产生时(步骤S1301：是)，电产生检测信号Si保持它的高电平。因此，经由第一AND门712和第二电平转换器713，升压信号Sd被馈给第三AND门717和第四AND门718。
因此，每500毫秒升压信号Sd出现在第一充电开关信号Sf和第二充电开关信号Sg上，并且输出第一充电开关信号Sf和第二充电开关信号Sg。
第一充电开关信号Sf被输入到第一充电开关111，从而第一充电开关111执行打开和关闭操作(步骤S1302)。因此，升压输出从升压单元103被输出到时计块104，从而时计块104执行定时行为(步骤S1303)。
第二充电开关信号Sg被输入到第二电开关112，从而第二电开关112执行打开和关闭行为(步骤S1304)。因此，升压输出从升压单元103被输出到存储单元102，从而存储单元102执行充电行为(步骤S1305)。其后，处理返回到步骤S1301。
即，通过第一充电开关111和第二电开关112，从升压单元103输出的升压输出被分布到时计块104和存储单元102，从而，时计块104的定时行为和存储单元102的充电行为可被并行执行。
由于电产生检测单元106检测电产生单元101的电产生状态并且当电产生单元101处于电产生状态时升压单元103以这种方式执行升压行为，所以当执行时钟时间显示时充电到存储单元102被执行。
另一方面，当电产生未被检测时(步骤S1301：否)，电产生单元101处于非产生状态并且产生检测信号Si改变为低电平(步骤S1306)。因此，升压时钟Sa改变为低电平(步骤S1307)，并且第一充电开关信号Sf和第二充电开关信号Sg的输出停止，从而第一充电开关111和第二电开关112的打开和关闭行为被停止(步骤S1308)。因此，升压单元103停止升压行为。
当电能量一旦被存储在存储单元102中时(步骤S1309：是)，从存储单元102到时计块104的放电被执行，从而，定时单元605执行定时行为(步骤S 1310)。其后，处理返回到步骤S1301。因此，即使电产生单元101处于非产生状态，时计块104也能持续定时操作。
即，根据本实施例的电子时计100，恰好在电子时计100的振荡启动之后，升压单元103可强制执行升压输出到定时单元104与预定周期对应的1.5秒，并且其后根据电产生的存在/不存在执行升压输出。
(波形产生单元的另一例子)
在上面描述的实例中，虽然升压单元103工作的周期被固定为预定时间，在振荡单元601启动之后的1.5秒，但是升压单元103可继续工作直至在时计块104的端子之间的电压升高到足够更安全地启动电子时计100。
在这种情况下在电子时计100中的波形产生单元的另一个例子将被解释。图15是波形产生单元的另一个例子的方框图。在图15中，与上述实施例中相同的成分用同样的标号表示并且省略它的解释。
如图15所示，波形产生单元1500包括图7中所示的脉冲合成电路701、电机驱动器702、电平转换器703，以及，电源电压检测单元1501、开电复位电路1502、锁存器电路1503、和反相器1504。这些单元1501、1502、1503、和1504每个可由具有和在脉冲合成电路701相同阈值的MOSFET构成。
开电复位电路1502是当电路本身被加电时，在输出高电平(地电势)几微秒之后输出改变为低电平的开电复位信号的电路。
电源电压检测单元1501是确定输入电压是否低于预定电压的普通电压检测电路。这里，作为电源电压检测单元1501，当施加到时计块104的电压低于1.2伏时输出低电平，否则输出高电平的单元被使用。来自电源电压检测单元1501的输出信号由电源电压检测信号Sm表示。
锁存器电路1503是由两个NOR门构成的普通锁存器电路。当电源电压检测信号Sm被输入到其设置的输入时，从开电复位电路1502输出的信号被输入到锁存器电路1503的复位输入。
来自锁存器电路1503的输出信号被输入到反相器1504中以产生锁存器电路1503的输出信号的NON信号。来自反相器1504的输出信号被输入到NAND门711或第一电平转换器703中作为如实施例中所示的备份原始信号Sc。
其后，将解释当使用波形产生单元1500时电子时计100的启动处理。图16是当使用波形产生单元1500时电子时计100的行为的处理过程的流程图。图17是当使用波形产生单元1500时在电子时计100中的电路主单元的电压波形的时序图。因为如图10、图11、和图13所示的启动处理流程对于这个启动处理过程是通用的，所以它们的解释将被省略。
如图16所示，首先，当电源电压(在端子Vss1上的电压)没有被升压到等于或大于定时单元605的启动电压(例如，1.2伏)时(步骤S1601：否)，电源电压检测信号Sm保持低电平(步骤S1602)。因此，由于锁存器电路1503也保持复位状态(步骤S1603)，所以备份信号Sj保持它的高电平(步骤S1604)，并且连续升压到电容器110和定时块104。处理返回到步骤S1601。
另一方面，当电源电压(在端子Vss1上的电压)被升压到等于或大于定时单元605的启动电压(例如，1.2伏)时(步骤S1601：是)，电源电压检测信号Sm从低电平转换到高电平(步骤S1605)。因此，锁存器电路1503也从复位状态转换到设置状态(步骤S1606)，并且备份信号Sj从高电平下降到低电平(步骤S1607)。
低电平的备份信号Sj被输入到下拉开关654，从而下拉开关654改变为处于非导通状态(步骤S1608)。因此，升压行为停止。
即，电子时计100工作从而升压单元103强制执行升压输出到时计块104直到正好在电子时计100的振荡启动之后时计块104的端电压达到与预定电压值对应的1.2伏并且其后根据电产生的存在/不存在执行升压输出。
其后，脉冲合成电路701的行为开始(步骤S1609)。因此，脉冲合成电路701可执行分频和脉冲合成行为，并且从而输出升压时钟Sd和充电时钟Se(步骤S1610)。当根据电产生单元101的产生状态升压单元103可执行升压行为时处理进入如图13所示的步骤S1301。
即，电子时计100工作从而升压单元103强制执行升压输出到时计块104直至恰好在振荡单元601的振荡启动之后在时计块104上的端电压达到与预定电压值对应的1.2伏，并且其后根据电产生的存在/不存在执行升压输出。
尤其，根据这个例子，即使在这种从电产生单元101获取的产生电流是不够的并且升压时计块104的端电压要花费时间的环境之下没有由于低电平导致故障，时计块104也可使电子时计安全地执行启动行为。
(波形产生单元和控制信号产生单元的另一配置例子)
接下来将解释波形产生单元和控制信号产生单元的另一配置例子。在该配置例子中，在上述实施例中执行升压行为的预定时间(1.5秒)的定时器功能在波形产生单元中是不提供的，而是独立于波形产生单元在控制信号产生单元中提供。
图18是波形产生单元和控制信号产生单元的另一配置例子的方框图，和图19是在如图18中所示的控制信号产生单元中提供的定时器功能的时序图。在图18中，如在上述实施例中一样的成分用同样的标号表示并且省略它们的解释。由于没有显示在图18中的控制信号产生单元1802的内部配置和上面描述的实施例的控制信号产生单元107(见图7)的一样，其解释被省略。
如图18中所示的分频电路1801是由15级的触发链构成的计数器电路或更像如8中所示的分频电路801。分频电路1801分频从如图6中所示的波形整形单元603输出的波形整形输出信号Sb，并且输出该信号到电机驱动器702。
分频电路801输出升压信号Sd和充电时钟Se。另一方面，分频电路1801不将用于产生充当升压行为的参考的备份原始信号Sc的1赫兹的脉冲信号和2赫兹的脉冲信号输出到控制信号产生单元1802。
开电复位电路1803是当电路本身被加电时，在输出高电平(地电势)几微秒之后输出改变为低电平的开电复位信号的电路。
充当升压停止指示信号输出单元的定时器电路1804是在加电之后，在输出低电平1.5秒之后输出改变为高电平的定时器信号So的电路。锁存器电路1805是由逻辑门构成，当开电复位信号被复位输入并且定时器信号So被设置输入时，通过该逻辑门逻辑信号通过或者其保持逻辑信号。
根据此配置，当电压被施加在地和端子Vss1之间时，如图19所示，锁存器电路1805通过来自开电复位电路1803的开电复位信号被复位，并且备份原始信号Sc由反相器1806改变为高电平。
另一方面，由于定时器电路1804在1.5秒过去后输出高电平，所以锁存器电路1805被设置并且备份原始信号Sc在反相器1806中下降为低电平并且保持低电平。结果，备份原始信号Sc变为保持高电平1.5秒的脉冲信号。
根据此配置，由于停止升压行为的定时器电路是与分频电路1801分别配置的，所以定时器信号So的输出定时可仅通过定时器电路的替换被改变，并且在启动时间的升压行为的停止时间可针对每个电子时计改变。
(升压停止指示信号输出单元的另一配置)
接下来将解释图18所示的定时器电路1804的配置被改变为当改变在定时器电路1804中设定的预定时间时的配置的情况。图20是当预定时间被改变时，升压停止指示信号输出单元的硬件配置的示意图。
如图20所示，在升压停止指示信号输出单元2000中，经由总线2007连接CPU 2001、RAM 2002、ROM 2003、输入接口(I/F)2004、为非易失性存储器的EEPROM 2005、以及输出接口(I/F)2006。
CPU 2001控制整个升压停止指示信号输出单元2000。CPU 2001是由低电压驱动，并且，例如，其是由时计块104的负极端子Vss1(在地和端子Vss1之间的电压)启动。
在CPU 2001中RAM 2002被用作工作区域。ROM 2003存储用于执行定时器处理等等的程序。输入I/F 2004输入根据输入键2010的操作获取的时间信息。输入键2010被配置为允许选择代表例如，四种时间间隔诸如0.5秒、1.0秒、1.5秒、或2.0秒的时间信息元素的选择器类型的开关或按钮。
输入时间信息被写入EEPROM 2005。当时间信息元素是由四种元素构成时，EEPROM 2005可由大约2比特构成。闪速存储器可用来代替EEPROM 2005。输出I/F 2006将产生的升压停止指示信号输出到如图18中所示的锁存器电路1805。
接下来将解释图20中所示的升压停止指示信号输出单元2000的功能配置。图21是图20中所示的升压停止指示信号输出单元的示意图。
输入单元2101输入根据输入键2010的操作选择的时间信息元素的任何一个。尤其，输入单元2101通过图20中所示的输入I/F 2004实现其功能。
时间信息写入处理单元2102将通过输入单元2101输入的时间信息元素写入时间信息存储单元2103中。在那时，以前存储的时间信息片被擦除。尤其，时间信息写入处理单元2102，例如，通过CPU 2001执行存储在图20中所示的ROM 2003中的程序实现其功能。
时间信息存储单元2103存储由时间信息写入处理单元2102写的时间信息元素。尤其，时间信息存储单元2103，例如，通过在图20中所示的EEPROM 2005实现其功能。
当CPU 2001被启动时，时间信息提取单元2104提取存储在时间信息存储单元2103中的时间信息元素。尤其，时间信息提取单元2104，例如，通过CPU 2001执行存储在图20中所示的ROM 2003中的程序实现其功能。
升压停止指示信号产生单元2105产生与由时间信息提取单元2104提取的时间信息元素的时间间隔对应的升压停止指示信号，并且输出该信号到锁存器电路1805。升压停止指示信号几乎与图19所示的定时器信号So对应，但是对于每个时间信息元素的它的上升时间不同。
例如，当时间信息元素表示0.5秒时，用于完成升压停止指示信号的上升所需的时间花费0.5秒。尤其，升压停止指示信号产生单元2105，例如，通过CPU 2001执行存储在图20中所示的ROM 2003中的程序实现其功能。
接下来解释升压停止指示信号输出单元2000的升压停止指示信号输出处理过程。图22是升压停止指示信号输出单元2000的升压停止指示信号输出处理流程的流程图。
如图22所示，当输入键2010被操作时(步骤S2201：是)，根据输入键2010的操作选择的时间信息元素被写入时间信息存储单元2103(步骤S2202)。
当电产生单元101从在存储单元102中的保存量为空的状态开始电产生时，电产生单元101不产生电，并且时计块104停止，CPU 2001被启动。当启动被检测到时(步骤S2203：是)，存储在时间信息存储单元2103中的时间信息元素被提取(步骤S2204)。
基于来自提取的时间信息元素的升压停止指示信号产生定时器信号So，并且被输出到锁存器电路1805(步骤S2205)。当没有例外在其制造期间1.5秒被设置在多种电子时计中时，预定时间的改变可在发货或者在交付时被执行，基于每个电子时计的尺寸或设计根据电产生单元101的有效光接收区域在预定时间上的改变处理作为升压行为的参考可被执行，并且根据电子时计的类型稳定启动可被执行。
例如，由于女性用的电子时计在尺寸上比男性用的电子时计更小，所以为电产生单元101的前者的太阳能电池也比后者的要小并且前者的有效光接收区域也比后者的要小。然而，通过执行这样的设置从而预定时间的时间间隔作为升压行为的参考变得长，即使太阳能电池处于非产生状态或处于非充电状态，稳定启动也可被执行。
这样，根据本实施例在电子时计100中，当诸如0.4的其在太阳能电池中比一级的更低的低电产生电压被施加时，晶体振荡电路本身可开始振荡。因此，太阳能电池可在尺寸上减少，并且电子时计100在尺寸上减少。尤其，即使在尺寸上比被用于男性的电子时计更小的女性用的电子时计100可以低电压电产生来启动。由于电子时计100在重量上被减少，所以可携带性提高了，此外，即使在他/她长时间在他/她的手腕上佩带电子时计时电子时计100的用户不会疲倦。
由于不必采用白基色的时计刻度盘以便收集来自时计刻度盘的反射光，并且各种颜色的时计刻度盘可被采用，所以可获取在装饰性外观上的提高。
排列在时计刻度盘之下的类似圆盘的太阳能电池局限于其可产生高电源电压并且对于入射光的光透明度上很出色的黑色基色时计刻度盘。然而，在电子时计100中，由于振荡单元601可以以低于电产生单元101的电源电压的低的开始电压被启动，所以即使光接收效率降低时，电子时计100也可充分地被启动。因此，由于不必限制时计刻度盘为黑色基色的并且可采用各种颜色的时计刻度盘，所以可获取在装饰性外观上的提高。
由于升压单元103直接被振荡单元601和具有和恰好在振荡开始之后的振荡频率相同频率的升压时钟Sa的波形整形单元603驱动，具有额定电压高于振荡单元601本身的开始电压的诸如步进电机的负载可立即被启动。
由于泛音振荡也可通过使用用于提供功率给振荡单元601的恒定电流电路来抑制，并且和传统的相比在振荡期间的功耗可被减少，当稳定振荡特性被保持时，可获取在电子时计100的启动特性上的提高。
尤其，在电子时计100中使用在普通电子时计中的用于振荡电路的晶体振荡611，但是不使用其消耗电流很大的诸如CR振荡电路或环振荡电路的另一振荡电路。因此，振荡行为所需的电流可显著减少，并且振荡启动可变得容易并且电子时计100的平稳启动可被执行。
因此，可采用具有高输出阻抗值的热电发生器等作为电产生单元101。不必单独准备消耗电流为高的诸如CR振荡电路或环振荡电路的振荡电路，从而零件的数量可被减少。由于零件数量上的减少可获取电子时计100的尺寸减少，并且对于诸如女性用的电子时计的小的电子时计可获取在布局或设计上的灵活性的提高。
在上面描述的实施例中构成电子时计100的电路元件不限于这些部件。例如，用于从存储单元102向时计块104提供功率的第二二极管122被用于简化在存储单元102上用于充电/放电控制的路由，但是由MOSFET构成的开关可替代第二二极管使用。同样地，第一二极管121可是由MOSFET构成的开关。虽然假定电容器的连接状态被切换，但是发生在线圈中的感应电压可在升压单元103中被利用。
即使太阳能电池在尺寸上被缩小，可获取对启动电子时计100足够的功率。从而可实现电子时计100的尺寸缩小和在设计的灵活性上的提高。尤其，本发明可应用于其要求尺寸缩小的女性用的电子时计。
在上面描述的实施例中，已经解释了使用太阳能电池作为电产生单元101的电子时计100。此外，然而，当利用人的身体的热量产生热能量的多个热电偶被串行并且利用在热电偶的两端之间的温度差产生功率时，本发明可被应用到温度差电产生类型的电子时计，或者当由旋转重量的振动获取的机械能量被转化为电能量以产生功率时可被采用到机械电产生类型的电子时计。
除了电子时计100的各种设备可使用其产生电压是低的功率产生器驱动。除了电子时计100的设备包括便携式类型电子设备，例如移动电话、个人数字助理(PDA)、或便携式收音机(例如，卡式收音机)。在这种情况下，图1中所示的定时单元605由执行其电子设备固有的启动的启动单元替代，从而根据来自其以低电压启动的振荡单元601的振荡输出可执行电子设备的启动。
如上面的解释，根据本发明，当低于启动电压的电源电压被施加到电子时计或电子设备时，电源电压可被升压到启动电子时计或电子设备所需的启动电压。因此，即使当通过将从太阳光、照明光、或人身体的热量或振动获取的外部能量转换为电能量产生的电源电压低于启动电压时，也可获取电子时计或电子设备可被可靠启动的这样的优点。
即使产生的电源电压低于启动电压，启动可被充分地进行，从而就产生电源电压而言，将外部能量转换为电能量的电源电压产生单元，例如太阳能电池、热电偶或旋转重量可在大小上减少。因此，电子时计或电子设备的尺寸缩小可被获取。
尤其，即使在产生电压是电源电压的情况下小尺寸太阳能电池、热电偶、或旋转重量被安装时，启动可被充分进行。从而，本发明也可被应用到比男性用的电子时计更小的女性用的电子时计。由于不必提供产生启动电压的大尺寸的太阳能电池、热电偶、或旋转重量，具有好的装饰性的用于女性的小尺寸的电子时计可被产生。
产业上的可利用性
如上所述，本发明可被应用到提供其将外部能量转换为电能量的电产生功能的电子设备，诸如电子时计、便携电话、PDA、或便携式收音机。

Claims (15)

1、一种电子时计包含：
电源电压产生单元，其将外部能量转换为电能量以产生低于预定操作电压的电源电压；
振荡信号输出单元，其通过使用由电源电压产生单元产生的电源电压输出预定振荡信号；
放大单元，其将由电源电压产生单元产生的电源电压至少放大到预定操作电压；以及
定时单元，其基于由振荡信号输出单元输出的振荡信号通过使用预定操作电压进行定时。
2、如权利要求1所述的电子时计，还包含放大控制单元，其基于预定振荡信号仅控制放大单元以放大电源电压预定时间。
3、如权利要求2所述的电子时计，还包含
分频单元，其分频由振荡信号输出单元输出的振荡信号；以及
放大停止指示信号输出单元，其输出放大停止指示信号用于在振荡信号输出单元输出振荡信号后当经过预定时间时基于从分频单元输出的分频信号指示放大单元执行的放大行为的停止，在其中
基于由放大停止指示信号输出单元输出的放大停止指示信号放大控制单元停止放大。
4、如权利要求2所述的电子时计，还包含
放大停止指示信号输出单元，其输出放大停止指示信号用于在振荡信号输出单元启动后当经过预定时间时指示放大单元执行的放大行为的停止，在其中
基于由放大停止指示信号输出单元输出的放大停止指示信号放大被停止。
5、如权利要求2所述的电子时计，还包含
时间信息输入单元，其输入代表时间间隔不同于彼此的多个预定时间之一的时间信息；
时间信息存储单元，其存储由时间信息输入单元输入的时间信息；
时间信息提取单元，其通过使用从电源电压产生单元产生的电源电压提取存储在时间信息存储单元中的时间信息；以及
放大停止指示信号产生单元，当经过由提取的时间信息表示经过预定时间时，其产生用于基于由时间信息提取单元提取的时间信息指示放大单元执行的放大行为的停止的放大停止指示信号，在其中
基于由放大停止指示信号产生单元产生的放大停止指示信号停止放大。
6、如权利要求1所述的电子时计，还包含：
电源电压检测单元，其检测电源电压是否已由放大单元放大到预定的操作电压；
放大控制单元，其控制放大单元并且基于预定振荡信号和由电源电压检测单元检测的检测结果放大电源电压。
7、如权利要求6所述的电子时计，在其中在振荡信号输出单元输出振荡信号之后当经过预定时间时，基于振荡信号和由电源电压检测单元检测的检测结果放大控制单元控制由放大单元执行的放大行为。
8、如权利要求1到7所述的任何一个电子时计，在其中振荡信号输出单元包括
振荡电路，当启动电压被施加于振荡电路时，其发生振荡；
谐振电路，其根据从振荡电路输出的信号谐振；以及
恒流电路，其供给恒定的电流；
振荡反相器，其提供来自恒流电路的恒定电流以反相并放大从谐振电路输出的信号来输出振荡信号。
9、如权利要求8所述的电子时计，在其中定时单元提供由多个场效应晶体管构成的逻辑电路，以及
由具有阈值电压低于包括在定时单元中的场效应晶体管的阈值电压的场效应晶体管构成的振荡反相器。
10、如权利要求8所述的电子时计，在其中定时单元提供由多个场效应晶体管构成的逻辑电路，以及
波形整形单元，其是由具有阈值电压低于包括在定时单元中的场效应晶体管的阈值电压的场效应晶体管构成并且其整形从振荡信号输出单元输出的振荡信号的波形以便输出振荡信号到定时单元。
11、如权利要求8所述的电子时计，在其中定时单元提供由多个场效应晶体管构成的逻辑电路，以及
放大控制单元由具有阈值电压低于包括在定时单元中的场效应晶体管的阈值电压的场效应晶体管构成。
12、如权利要求8所述的电子时计，还包括偏压电路，其由具有和振荡电路的阈值相同阈值的场效应晶体管构成并且将预定偏置电压施加于振荡反相器。
13、如权利要求8所述的电子时计，还包括波形整形单元，其整形从振荡信号输出单元输出的振荡信号的波形以便输出振荡信号到定时单元，以及
偏压电路，其由具有和波形整形单元的阈值相同阈值的场效应晶体管构成并且将预定偏置电压施加于波形整形单元。
14、一种电子时计，其基于预定的振荡信号通过应用预定操作电压激活，包括：
电源电压产生单元，其将外部能量转换为电能量以产生低于预定的操作电压的电源电压；
振荡信号输出单元，其通过由电源电压产生单元产生的电源电压输出预定的振荡信号；以及
放大单元，其将由电源电压产生单元产生的电源电压至少放大到预定的操作电压。
15、一种用于启动电子时计的启动方法，该电子时计基于预定的振荡信号通过应用预定操作电压而被激活，该方法包括：
将外部能量转换为电能量并且产生低于预定操作电压的电源电压；
通过在产生过程中产生的电源电压输出预定的振荡信号；以及
将由在产生过程中产生的电源电压至少放大到预定的操作电压。
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