JP5476445B2 - 発振機械システムの振動数を自動調節するための回路およびこの回路を備えるデバイス - Google Patents
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Description
NP 第1のカウント信号
NR 第2のカウント信号
VDDとVSS 端子
VP 交流電圧
VR 基準信号
1 デバイス
2、3 発振機械システム
2 テンプ輪
3 ヒゲゼンマイ
3a 第1の端部
3b 第2の端部
4 ヒゲ持ち
5 アーム
6 テン真
10 回路
12、13、14、17 比較手段
12 第1の交番カウンタ
13 測定窓
14 第2の交番カウンタ
15 発振器段
17 プロセッサ・ユニット
16 MEMS共振器
18 周波数適応ユニット
23 第1の圧電層または電気活性ポリマー層
23’ 第2の圧電層または電気活性ポリマー層
24 金属片
Claims (15)
- 発振機械システム(2、3)の振動数を自動調節するための自動調節回路(10)であって、前記発振機械システムは、この発振機械システムの振動の後に交流電圧(VP)を発生させることができる圧電素子または電気活性ポリマー素子(23)を備え、前記自動調節回路は、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子に接続されて、前記発振機械システムの振動数を適応させるように意図されており、前記自動調節回路は、
前記圧電素子または電気活性ポリマー素子によって発生した前記交流電圧(VP)を整流し、前記自己調節回路に電気を供給するために前記整流された電圧を少なくとも1つのコンデンサ(Cc)に蓄電するための整流器(11)と、
基準信号(VR)を供給するための、MEMS共振器(16)に接続されている発振回路を備える発振器段(15)と、
前記交流電圧(VP)の周波数を前記基準信号(VR)の周波数と比較するための比較手段(12、13、14、17)と、
前記発振機械システムの振動数を調節するために、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子(23)に接続されて、前記比較手段(12、13、14、17)における前記比較の結果に基づき前記圧電素子または電気活性ポリマー素子に周波数適応信号(VA)を供給するように意図されている周波数適応ユニット(18)とを備え、且つ当該自動調節回路のすべての前記電子コンポーネントは、単一の電子モジュールを形成するために一緒にまとめられており、
前記比較手段(12、13、14、17)は、第1の決定された時間周期において前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の前記交流電圧(VP)の第1の交番数をカウントし、第1のカウント信号(NP)を供給するための第1の交番カウンタ(12)と、前記第1の決定された時間周期に部分的に基づき第2の決定された時間周期において前記発振器段(15)によって供給される前記基準信号(VR)の第2の交番数をカウントし、第2のカウント信号(NR)を供給するための第2の交番カウンタ(14)と、前記第1のカウント信号を前記第2のカウント信号と比較し、前記比較の結果に基づき前記周波数適応ユニット(18)を制御するためのプロセッサ・ユニット(17)とを備えることを特徴とする
自動調節回路(10)。 - 前記MEMS共振器は、単一のコンパクトなモジュールを形成するために、前記自動調節回路の他のすべての電子コンポーネントを集積化するためにも使用される、モノリシック・シリコン基板内に製作されることを特徴とする請求項1に記載の自動調節回路(10)。
- 前記MEMS共振器は、前記自動調節回路の他の電子コンポーネントを集積化するために第2のモノリシック・シリコン基板上に、またはそのそばに配置される、第1のモノリシック・シリコン基板内に製作され、前記2つの基板は単一のコンパクトなモジュールを形成するようにカプセル化されることを特徴とする請求項1に記載の自動調節回路(10)。
- 前記発振器段(15)は、前記発振回路からの前記振動信号の周波数と同一の周波数の基準信号(VR)を供給するようになされていることを特徴とする請求項1に記載の自動調節回路(10)。
- 前記発振器段(15)は、200kHz以上の周波数を有する基準信号(VR)を供給するように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の自動調節回路(10)。
- 前記比較手段(12、13、14、17)は、前記第1の交番カウンタ(12)と前記第2の交番カウンタ(14)との間に配置された測定窓(13)をさらに備え、前記測定窓(13)は、前記第1の時間周期を考慮しながら前記第2の交番カウンタ(14)について前記第2のカウント時間周期を決定するために処理ユニット(17)によって供給される構成パラメータによって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の自動調節回路(10)。
- 前記発振器段(15)は、周波数が前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の前記交流電圧(VP)の所望の適応周波数に従って定義されている基準信号(VR)を供給するために、前記振動信号の周波数を分周するための周波数分周器を備えることと、前記処理ユニット(17)は、前記第2のカウント周期と同じである第1のカウント周期で前記第1および第2の交番カウンタ(12、14)のカウント・オペレーションを制御することとを特徴とする請求項1に記載の自動調節回路(10)。
- 前記周波数適応ユニット(18)は、前記比較手段(12、13、14、17)の処理ユニット(17)における前記比較の結果に従って前置圧電素子または電気活性ポリマー素子(23)に連続的適応電圧(VA)を供給するようになされていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の自動調節回路(10)。
- 前記周波数適応ユニット(18)は、決定された時間周期において連続的適応電圧(VA)を供給するようになされていることを特徴とする請求項8に記載の自動調節回路(10)。
- 前記第1の交番カウンタ(12)は、前記周波数比較のため決定された周期において前記発振器段(15)、前記第2の交番カウンタ(14)、および前記プロセッサ・ユニット(17)の一部をスイッチオンするようになされ、前記決定された周期外では、前記発振器段(15)、前記第2の交番カウンタ(14)、および前記プロセッサ・ユニット(17)の一部は、前記コンデンサ(Cc)内の前記整流された電圧による給電を受けないことを特徴とする請求項1に記載の自動調節回路(10)。
- 発振機械システム(2、3)および請求項1から10のいずれか一項に記載の前記発振システムの振動数を自動調節するための前記自動調節回路(10)を備えるデバイスであって、前記発振機械システム(2、3)は、前記発振機械システムの振動数と一致する周波数で交流電圧を発生するための圧電素子または電気活性ポリマー素子(23)を備え、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の2つの端子は前記自動調節回路の発振器段(15)からの前記交流電圧(VP)と基準電圧(VR)との間の周波数比較に基づき前記自動調節回路(10)から周波数適応信号(VA)を受信するように前記自動調節回路に接続されることを特徴とするデバイス。
- 前記発振機械システム(2、3)は、時計のテンプ輪(2)であり、前記テンプ輪には、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子(23)が載せられるヒゲゼンマイ(3)が装着されることを特徴とする請求項11に記載のデバイス。
- 前記圧電素子または電気活性ポリマー素子は、前記ヒゲゼンマイ(3)の金属片(24)の少なくとも1つの表面に配置された少なくとも1つの圧電層または電気活性ポリマー層(23)を備えることを特徴とする請求項12に記載のデバイス。
- 前記圧電素子または電気活性ポリマー素子は、前記金属片(24)の外面に配置された第1の圧電層または電気活性ポリマー層(23)および前記金属片(24)の内面に配置された第2の圧電層または電気活性ポリマー層(23’)を備えることと、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の第1の接続端子は、前記第1の圧電層または電気活性ポリマー層に固定されることと、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の第2の接続端子は、前記第2の圧電層または電気活性ポリマー層に固定され、前記第1および第2の端子は前記自動調節回路(10)に接続されることとを特徴とする請求項13に記載のデバイス。
- 前記第1および第2の圧電層または電気活性ポリマー層(23、23’)は、前記金属片(24)の前記内面および外面の一部にまたは全長に付着されることを特徴とする請求項14に記載のデバイス。
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