JP2022090772A - 電子時計 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1、図2を参照して、第1の実施形態に係る電子時計100の概要について説明する。図1は、第1の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。図2は、第1の実施形態において出力される各パルスの波形の一例を示す図である。
ステップモータ8は、ロータRT、コイルC、ステータSTを含んで構成されており、(後述の図3参照)、ロ-タRTの回転により指針(秒針)を運針させる。ロータRTは2極磁化された円盤状の回転体であり、径方向にN極、S極に着磁されている。ステータSTは軟磁性材により成り、単相のコイルCが巻装されている。単相とはコイルが1個であり、後述の各パルスを入力する端子が2個(端子O1、O2)であることを意味している。
基準信号生成回路2は、不図示の水晶振動子の発振により基準クロックを生成する発振回路21と、発振回路21からの基準信号を分周する分周回路22とを含む。
通常駆動パルス生成回路3は、基準信号生成回路2から出力される基準信号に基づいて通常駆動パルスSPを生成し、出力する。通常駆動パルスSPは、単位秒(正秒、1[sec])毎に、指針を1ステップ分駆動させるために出力されるものである。図2(a)においては、0.5[ms]毎に断続的に出力される複数の単パルスを含み、出力期間が4[ms]である通常駆動パルスSPが、単位秒毎に出力される例を示している。
補正駆動パルス生成回路4は、基準信号生成回路2から出力される基準信号に基づいて補正駆動パルスFPを生成し、出力する。補正駆動パルスFPは、ステップモータ8が非回転の場合、又は、回転したか否かが不確実な場合に、ステップモータ8のロータRTを強制的に回転させるために出力されるパルスである。図2(d)においては、通常駆動パルスSPの出力が開始されてから32[ms]後に出力される、出力期間が7[ms]の補正駆動パルスFPを示している。
回転検出パルス生成回路5は、基準信号生成回路2から出力される基準信号に基づいて回転検出パルスを生成し、出力する。回転検出パルスは、ステップモータ8のロ-タRTが回転したか否かを検出するために出力されるものである。
回転検出回路9は、判定回路90を含んでいる。判定回路90は、第1判定部91と、第2判定部92を有している。第1判定部91は、第1検出モードにおいて、第2閾値である閾値Vth以上の誘起電圧(検出値)が検出されたか否かを判定する。第2判定部92は、第2検出モードにおいて、第3閾値である閾値Vth以上の誘起電圧(検出値)が検出されたか否かを判定する。
セレクタ6は、回転検出回路9の検出結果に基づいて、通常駆動パルスSP、補正駆動パルスFP、回転検出パルスのいずれを出力するか選択し、選択したパルスをドライバ回路7に出力する。
ドライバ回路7は、セレクタ6から入力されたパルスに応じた信号(駆動波形)をステップモータ8のコイルCの端子O1、O2に出力する。
駆動ランク選択回路10は、通常駆動パルスSPの駆動ランクを選択し、通常駆動パルス生成回路3を制御する。駆動ランクは、通常駆動パルスSPのデューティ比に相当する。デューティ比が大きいほど、コイルCに供給される電流量は多くなり、ステップモータ8の駆動力が大きくなる。デューティ比とは、所定の期間内で通常駆動パルスSPのパルスが出力される割合を示す。
次に、図3を参照して、第1の実施形態におけるドライバ回路の回路構成を具体的に説明する。図3は、第1の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。図3においては、各トランジスタのゲート端子を「G」、ドレイン端子を「D」、ソース端子を「S」で示している。なお、第1の実施形態において、各トランジスタはスイッチとして機能するものである。
次に、図3及び図4を参照して、ドライバ回路7の動作について説明する。ここでは、通常運針を行う場合のドライバ回路7の動作を説明することとする。図4は、第1の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路のON/OFF制御を説明する図である。
次に、図3を参照して、第1の実施形態における回転検出回路の構成を具体的に説明する。
次に、図3及び図4を参照して、第1の実施形態における回転検出時の動作について説明する。
図13は、従来例のドライバ回路及び回転検出回路の回路図であって、図3に示す第1の実施形態との比較のために参照する図である。図13に示すように、従来例の回路においては、ステップモータ8の出力端子が検出抵抗R1、R2を介して、基準電圧VDDにプルアップされている。
次に、図5を参照して、第1の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスSPのランク設定制御を説明する。図5は、第1の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。なお、図5は正秒毎の動作を示すものである。
次に、図6、図7を参照して、第1の実施形態の回転検出動作において検出される波形について具体的に説明する。図6は、第1の実施形態の回転検出動作において回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。図7は、第1の実施形態の回転検出動作において、非回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。図6、図7は、ステップモータ8の出力端子が検出抵抗R1、R2を介して、基準電圧VSSにプルダウンされている回路構成、すなわち、図3に示す第1の実施形態における回路構成を採用した場合の例を示している。図6(a)、図7(a)は、コイルCに誘起される電流波形の一例を示している。図6(b)、図7(b)は、第2検出モードにおいて検出される回転検出信号(誘起電圧)の一例を示している。図6(c)、図7(c)は、第1検出モードにおいて検出される回転検出信号(誘起電圧)の一例を示している。
次に、図9~図11を参照して、第2の実施形態に係る電子時計200について説明する。図9は、第2の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。図10は、第2の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。図11は、第2の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。なお、第1の実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
次に、図12を参照して、第2の実施形態の変形例について説明する。図12は、第2の実施形態の変形例におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。なお、第1の実施形態又は第2の実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
Claims (11)
- ロ-タとコイルを含むステップモータと、
前記ステップモータを駆動させるドライバ回路と、
第1検出抵抗と、第2検出抵抗と、前記第1検出抵抗を介して前記コイルの一方の端子に接続される第1スイッチと、前記第2検出抵抗を介して前記コイルの他方の端子に接続される第2スイッチとを含み、前記ロ-タの自由振動より生じる逆起電流に基づいて前記ロ-タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
を有し、
前記ドライバ回路は、少なくとも高基準電圧に接続されており、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチは、前記高基準電圧よりも低い低基準電圧に接続されている、
電子時計。 - 電源電圧が変動する変動電源と、
前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、
を有し、
前記回転検出回路は、回転検出時に前記電源電圧が第1閾値より大きい場合に、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを用いて前記ロータが回転したか否かを判定する、
請求項1に記載の電子時計。 - 前記第1スイッチは、ドレイン端子が前記第1検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記低基準電圧に接続されているNチャンネルMOSトランジスタであり、
前記第2スイッチは、ドレイン端子が前記第2検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記低基準電圧に接続されているNチャンネルMOSトランジスタである、
請求項2に記載の電子時計。 - 前記回転検出回路は、
前記第1検出抵抗と前記コイルの一端との間に接続されており、前記第1検出抵抗において第2閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第1判定部と、
前記第2検出抵抗と前記コイルの他端の間に接続されており、前記第2検出抵抗において第3閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第2判定部と、
を含む、
請求項1~3のいずれか1項に記載の電子時計。 - 前記回路検出回路は、前記第1検出抵抗を介して前記コイルの一方の端子に接続される第3スイッチと、前記第2検出抵抗を介して前記コイルの他方の端子に接続される第4スイッチと、をさらに有し、
前記第3スイッチ及び第4スイッチは、前記高基準電圧に接続されている、
請求項1~4のいずれか1項に記載の電子時計。 - 前記回転検出回路による回転検出動作時において、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチと、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチとのうちいずれを用いるかまたはいずれも用いないかを選択する検出感度選択回路を有する、
請求項5に記載の電子時計。 - 電源電圧が変動する変動電源と、
前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、
を有し、
前記検出感度選択回路は、前記電源電圧が第4閾値より大きい場合に、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを選択し、前記電源電圧が第5閾値以下の場合に、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを選択する、
請求項6に記載の電子時計。 - 前記検出感度選択回路は、指針を通常運針させる通常駆動パルスのデューティ比が第6閾値より小さい場合に、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを選択し、前記デューティ比が第7閾値以上の場合に、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを選択する、
請求項6に記載の電子時計。 - 前記第3スイッチは、ドレイン端子が前記第1検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記高基準電圧に接続されているPチャンネルMOSトランジスタであり、
前記第4スイッチは、ドレイン端子が前記第2検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記高基準電圧に接続されているPチャンネルMOSトランジスタである、
請求項5~8のいずれか1項に記載の電子時計。 - 指針を通常運針させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路を有し、
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路を有する、
請求項1~9のいずれか1項に記載の電子時計。 - 前記高基準電圧は0であり、
前記低基準電圧は負の電圧である、
請求項1~10のいずれか1項に記載の電子時計。
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