JPH0142396B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0142396B2
JPH0142396B2 JP56117320A JP11732081A JPH0142396B2 JP H0142396 B2 JPH0142396 B2 JP H0142396B2 JP 56117320 A JP56117320 A JP 56117320A JP 11732081 A JP11732081 A JP 11732081A JP H0142396 B2 JPH0142396 B2 JP H0142396B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
transistor
potential
rotor
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56117320A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5819584A (en
Inventor
Jiro Ito
Tetsuo Yamagishi
Tomohiko Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP11732081A priority Critical patent/JPS5819584A/en
Publication of JPS5819584A publication Critical patent/JPS5819584A/en
Publication of JPH0142396B2 publication Critical patent/JPH0142396B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/143Means to reduce power consumption by reducing pulse width or amplitude and related problems, e.g. detection of unwanted or missing step

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアナログ電子時計に関し、特にその電
気機械変換器であるステツプモータのロータの位
置を判定する方法に関する。さらに詳述すれば、
ロータの位置判定により常にステツプモータを最
適なパルス巾で駆動し、アナログ電子時計の低消
費電力を実現しようとするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to analog electronic timepieces, and more particularly to a method for determining the position of the rotor of a step motor, which is an electromechanical transducer thereof. In more detail,
The aim is to constantly drive the step motor with the optimum pulse width by determining the position of the rotor, thereby achieving low power consumption in analog electronic watches.

従来、一般に使用されているアナログ電子時計
の表示機構は第1図に示す如く構成されている。
ステータ1、コイル7、ロータ6によつて構成さ
れるステツプモータの出力は、5番車5、4番車
4、3番車3、2番車2に伝達され、秒針、分針
時針、カレンダー機構を駆動している。一方この
表示機構を駆動するための回路構成は第2図の如
く、発振回路10、分周回路11、パルス合成回
路12、ステツプモータ駆動回路13で構成さ
れ、励磁コイル14には1秒毎に電流の向きが変
わる駆動パルスが加えられ、2極に着磁されたロ
ータは、1秒毎に180゜回転し輪列を駆動してゆ
く。
Conventionally, the display mechanism of a commonly used analog electronic timepiece is constructed as shown in FIG.
The output of a step motor composed of a stator 1, a coil 7, and a rotor 6 is transmitted to a fifth wheel 5, a fourth wheel 4, a third wheel 3, and a second wheel 2. is driving. On the other hand, the circuit configuration for driving this display mechanism, as shown in FIG. A drive pulse is applied that changes the direction of the current, and the bipolar magnetized rotor rotates 180 degrees every second, driving the wheel train.

しかし、この従来の回路構成では一定幅の駆動
パルスしかモータに供給できないので、例えばカ
レンダー機構を駆動する如く大きい負荷が加わる
場合でも、ステツプモータが正常な回転駆動を行
なえるように充分なる安全率を持つてパルス巾が
設定されている。そのためモータの駆動に消費さ
れる電流は多大なものであり、特に通常の低負荷
時にあつては全く無駄な電流を消費している。ま
た低温下にあつては電池内部抵抗の増加により電
源電圧がダウンするため、これによるモータ出力
トルクの減少を考慮してあらかじめ十分余裕のあ
る出力トルクが出されるようモータの駆動パルス
巾を設定しておく必要がある。これも通常温度下
にあつては無駄な電流消費となつている。さらに
経年変化による摩擦負荷の増大も、同様にあらか
じめ考慮しておく必要がある。いずれにしても、
モータの正常回転駆動の安全性を高度に維持する
ために必要以上の消費電流があり、これがステツ
プモータが組込まれたアナログ電子時計の低消費
電力化の大きな妨げとなつていた。これを解決す
る手段として、通常は従来より短いパルス巾で駆
動し、回転した場合は前と同じ巾のパルスがある
いはさらに巾の狭いパルスを供給し、常に負荷状
態とモータの出力トルク状態に応じた最適のパル
ス巾でステツプモータを駆動しようとする方法が
考えられている。こうした最適パルス巾での駆動
を実現する上で最も重要なことは“ロータが回転
したか否かを判定すること”にある。これまでに
ロータ回転検出の方法として様々な方法が提案さ
れてきたが大きく分類して、ロータの過渡振動
によつて生ずる誘起電圧を検出する方法、ロー
タの停止している位置を判定する方法の2種に大
別できる。前者はすでに実用化されている方法で
あるが、ロータの過渡振動という極めて不安定な
現象を検出するため、種々のレベル設定、タイミ
ング設定等、非常に微妙であり、量産化する上で
の負荷が大きい。一方後者は、ロータの動きを観
察する必要がなく、ロータが停止しているという
最も安定した所で回転を判定するため、前者の様
な事がなく容易に回転判定ができる。このような
背景から、ロータの位置を判定することによつて
ロータの回転・非回転を測定する方法の導入が持
たれている。
However, with this conventional circuit configuration, only drive pulses of a certain width can be supplied to the motor, so even when a large load is applied, such as when driving a calendar mechanism, there is a sufficient safety factor to ensure that the step motor can rotate normally. The pulse width is set with Therefore, a large amount of current is consumed to drive the motor, and especially during normal low load conditions, the current is completely wasted. In addition, at low temperatures, the power supply voltage decreases due to an increase in battery internal resistance, so the motor drive pulse width must be set in advance to ensure that an output torque with sufficient margin is produced, taking into account the resulting decrease in motor output torque. It is necessary to keep it. This also results in wasted current consumption under normal temperatures. Furthermore, it is also necessary to take into consideration in advance the increase in frictional load due to aging. In any case,
In order to maintain a high degree of safety in normal rotation of the motor, current consumption is more than necessary, and this has been a major hindrance to reducing the power consumption of analog electronic watches incorporating step motors. As a means of solving this problem, it is usually driven with a shorter pulse width than before, and when it rotates, it supplies a pulse of the same width as before or an even narrower pulse, always depending on the load condition and the output torque condition of the motor. A method of driving a step motor with an optimal pulse width has been considered. The most important thing in realizing driving with such an optimal pulse width is "determining whether or not the rotor has rotated." Various methods have been proposed to date to detect rotor rotation, but they can be broadly classified into methods that detect the induced voltage caused by transient vibrations of the rotor, and methods that determine the position of the rotor at rest. It can be roughly divided into two types. The former is a method that is already in practical use, but since it detects the extremely unstable phenomenon of transient vibration of the rotor, various level settings, timing settings, etc. are very delicate, and it poses a burden in mass production. is large. On the other hand, in the latter case, there is no need to observe the movement of the rotor, and the rotation is determined at the most stable position where the rotor is stopped, so rotation can be easily determined without the same problem as in the former case. Against this background, methods have been introduced to measure whether the rotor rotates or not by determining the position of the rotor.

従来、ロータの位置検出の方法として、ロータ
の位置の違いによつて生ずるコイルのインダクタ
ンスの違いを、検出電流の立上りの違いとして取
出し、ロータの位置を判定しようとする方法が提
案されている。
Conventionally, as a method for detecting the position of the rotor, a method has been proposed in which the difference in coil inductance caused by the difference in the position of the rotor is extracted as a difference in the rise of the detection current, and the position of the rotor is determined.

この方法は第3図、第4図に示す如く一体型ス
テータに特有な可飽和部19―a,19―bを通
る磁束の方向が、ロータ16の停止位置によつて
異なることを利用するものである。すなわち第3
図の場合、コイル15を図の如く励磁すると、コ
イルによつて生ずる磁束22―a,22―bは可
飽和部19―a,19―bを通ろうとするが、こ
の方法にはすでに飽和又は飽和に近い状態になる
ため、磁束が通りにくく、コイルのインダクタン
スは小さい値を示す。一方第4図の場合にはロー
タの極性が反対になつているため第3図の場合と
は逆にコイルのインダクタンスは大きい値を示
す。このインダクタンスの違いを検出電流の立上
りの違いとして取り出すわけであるが、この従来
の手法を第5図に示す。同図中23はステツプモ
ータのコイル、24は抵抗素子、25,26,2
7,28,29,30はスイツチング素子であ
る。
This method utilizes the fact that the direction of magnetic flux passing through the saturable parts 19-a and 19-b, which is unique to an integrated stator, differs depending on the stopping position of the rotor 16, as shown in FIGS. 3 and 4. It is. That is, the third
In the case of the figure, when the coil 15 is excited as shown in the figure, the magnetic fluxes 22-a and 22-b generated by the coil try to pass through the saturable parts 19-a and 19-b, but this method has already saturated or Since it is close to saturation, it is difficult for magnetic flux to pass through it, and the inductance of the coil shows a small value. On the other hand, in the case of FIG. 4, since the polarity of the rotor is reversed, the inductance of the coil shows a large value, contrary to the case of FIG. This difference in inductance is extracted as a difference in the rise of the detection current, and this conventional method is shown in FIG. In the figure, 23 is a step motor coil, 24 is a resistance element, 25, 26, 2
7, 28, 29, and 30 are switching elements.

同図中、aはコイルがOFFされ、ロータが安
定位置に止まつている状態を示す。bはaの状態
からスイツチング素子25,30がONすること
によつて電流がコイル23と、該コイルと回路上
直列に接続された抵抗素子24を流れ始める。こ
の時の抵抗素子24の片側の端子x点の電位は第
6図cの如く波形を示す。なおaは検出パルスで
あり図中TSは検出パルス巾である。bは検出電
流波形でありispはコイルインダクタンスが小さ
い場合の検出電流波形を、isqはコイルインダク
タンスが大きい場合の検出電流波形を示してい
る。c図においてはVspはコイルインダクタンス
の小さい場合の検出電圧(x点の電位)を示し、
Vsqはコイルインダクタンスの大きい場合の検出
電圧を示している。このVspとVsqの最大値の中
間に検出素子のスレツシヨルド電位Vthを設定す
るので、VspとVsqには十分電位差が必要であ
る。ところがこの従来例においては、検出パルス
によつてコイルを励磁するとき、コイルと直列に
検出抵抗が入るため、検出電圧Vsp,Vsqの差は
わずかしか得られない。このためVsp,Vsqを判
定する検出素子の基準電位Vthの値のばらつきを
厳しく制限する必要が生ずる。
In the figure, a shows a state in which the coil is turned off and the rotor remains at a stable position. In b, when the switching elements 25 and 30 are turned on from the state in a, current begins to flow through the coil 23 and the resistance element 24 connected in series with the coil in the circuit. At this time, the potential at the terminal x on one side of the resistive element 24 exhibits a waveform as shown in FIG. 6c. Note that a is the detection pulse, and TS in the figure is the detection pulse width. b is the detected current waveform, isp is the detected current waveform when the coil inductance is small, and isq is the detected current waveform when the coil inductance is large. In figure c, Vsp indicates the detected voltage (potential at point x) when the coil inductance is small,
Vsq indicates the detected voltage when the coil inductance is large. Since the threshold potential Vth of the detection element is set between the maximum values of Vsp and Vsq, there must be a sufficient potential difference between Vsp and Vsq. However, in this conventional example, when the coil is excited by the detection pulse, a detection resistor is inserted in series with the coil, so that only a small difference between the detection voltages Vsp and Vsq can be obtained. Therefore, it is necessary to strictly limit the variation in the value of the reference potential Vth of the detection element that determines Vsp and Vsq.

従つて検出素子としてばらつきの大きいインバ
ータのスレツシヨールド電位を利用する方法では
量産上でのばらつきを考えると無理が生じ、素子
数が多くしかも消費電流の大きいコンパレーター
をIC内部に構成しなければならなくなる。これ
はICの構成をいたずらに複雑にし、また低消費
電力という点からも好ましくない。またVsp,
Vsqの差が小さいため検出パルスを正逆2方向に
出しこの時得られる2つの検出電圧の差を比較し
ようとする方法も提案されているが、片方の電位
をサンプルホールドする必要性があり、アナログ
信号処理となるため回路構成が複雑になる等の問
題が生じ実用化には至つていない。さらに最も大
きな問題点として、ICの外に外付の検出抵抗を
必要とすることがある。該方法の検出原理から容
易に理解されるように検出抵値のばらつきは即、
検出電圧Vsp,Vsqのばらつきにつながるため、
検出抵抗値の精度は少なくとも数%程度には押え
込まなければならない。周知のようにIC内部に
構成される拡散抵抗値のばらつきは少なくとも50
%〜100%と非常に大きく精度の良い検出抵抗を
IC内部に構成することは不可能である。これは
ICの外に検出抵抗として外付け抵抗を用意しな
ければならないことを意味し、昨今の様に薄型が
至上命令とされる電子時計においては極めて不利
である。またコスト的な面からも、外付け低抗を
要することは好ましくない。
Therefore, the method of using the threshold potential of an inverter, which has large variations, as a detection element is unreasonable when considering the variations in mass production, and a comparator with a large number of elements and a large current consumption must be constructed inside the IC. . This unnecessarily complicates the IC configuration and is also undesirable from the standpoint of low power consumption. Also Vsp,
Since the difference in Vsq is small, a method has been proposed in which the detection pulse is sent in two directions, forward and reverse, and the difference between the two detection voltages obtained at this time is compared, but it is necessary to sample and hold one of the potentials. Since it requires analog signal processing, problems such as a complicated circuit configuration arise, and it has not been put to practical use. The biggest problem is that it requires an external detection resistor outside the IC. As can be easily understood from the detection principle of this method, the variation in detection resistance value is immediately caused by
This will lead to variations in the detection voltages Vsp and Vsq.
The accuracy of the detection resistance value must be kept to at least a few percent. As is well known, the variation in the diffused resistance value built inside an IC is at least 50
% to 100%, very large and accurate detection resistor
It is impossible to configure it inside the IC. this is
This means that an external resistor must be provided as a detection resistor outside the IC, which is extremely disadvantageous in today's electronic watches where thinness is paramount. Also, from a cost standpoint, it is not desirable to require an external resistor.

本発明はかかる従来の欠点を除去し、外付抵抗
を必要とせず、しかも検出電圧Vsp,Vsqの差を
大きくし、容易にロータの位置の判定が可能なロ
ータ位置検出方式を提供し、アナログ電子時計の
低消費電力化に寄与しようとするものである。以
下図面に基づいて本発明を詳細に説明してゆく。
第7図はステツプモータのコイルを励磁した時の
電流を立上りを示す図であり、同図中、ispは第
3図の如く可飽和部がすでに飽和している方向に
さらに磁束を通そうとする如くコイルが励磁され
る時の電流の立上りを示している。この場合磁気
抵抗が大きく、すなわちコイルのインダクタンス
が小さいため電流は急激な立上りを示している。
isqは第4図の如く可飽和部がすでに飽和してい
る方向と反対の方向に磁束を通そうとする如くコ
イルが励磁される時の電流の立上りを示してい
る。この場合磁気抵抗が小さく、すなわちコイル
のインダクタンスが大きいため電流はr点までな
だらかな立上りを示している。r点以降はコイル
励磁により可飽和部が反対方向に再び飽和するた
めインダクタンスが急に小さくなり、電流は急激
に立上つてゆく。実験から得られた具体的な値を
示すと、ステータ内径2.1mm、ステータ厚さ0.5
mm、可飽和部の最小幅δ=0.1mm、ロータ内径1.5
mm、ロータ厚さ0.5mm、コイル巻数=10000ター
ン、コイル直流抵抗2.7KΩ、電源電圧1.5Vのとき
第7図におけるTRはTR=0.93msec、Ts=
0.25msecのときp点、q点における電流はそれ
ぞれip≒97、μA、iq≒50μAであつた。すなわち
検出パルスとしてTs=0.25msecのパルス幅でコ
イルに電流を流せば、ロータの磁極位置に応じて
ip≒97μA、iq≒50μAのいずれかの電流値を取る
ため、これを判別すればロータの位置を判定した
ことになる。すなわち回転したか否かを判定でき
る。本発明は、この電流の違いを、外付け抵抗を
必要とせずに検出電圧の波形の違いとして容易に
識別することを可能としたものである。
The present invention eliminates such conventional drawbacks, provides a rotor position detection method that does not require an external resistor, increases the difference between detection voltages Vsp and Vsq, and can easily determine the rotor position. The aim is to contribute to reducing the power consumption of electronic watches. The present invention will be explained in detail below based on the drawings.
Figure 7 is a diagram showing the rise of the current when the coil of a step motor is excited, and in the figure, isp is a diagram that shows the rise of the current when the coil of a step motor is excited. This shows the rise of the current when the coil is excited. In this case, the magnetic resistance is large, that is, the inductance of the coil is small, so the current shows a rapid rise.
isq indicates the rise of the current when the coil is excited so as to pass the magnetic flux in the direction opposite to the direction in which the saturable portion is already saturated, as shown in FIG. In this case, since the magnetic resistance is small, that is, the inductance of the coil is large, the current shows a gentle rise up to point r. After point r, the saturable portion saturates again in the opposite direction due to coil excitation, so the inductance suddenly decreases and the current rises rapidly. The specific values obtained from the experiment are: stator inner diameter 2.1 mm, stator thickness 0.5 mm.
mm, minimum width of saturable part δ = 0.1 mm, rotor inner diameter 1.5
mm, rotor thickness 0.5mm, number of coil turns = 10000 turns, coil DC resistance 2.7KΩ, power supply voltage 1.5V, T R in Figure 7 is T R = 0.93 msec, Ts =
At 0.25 msec, the currents at point p and point q were ip≈97, μA, and iq≈50 μA, respectively. In other words, if a current is passed through the coil with a pulse width of Ts = 0.25 msec as a detection pulse, the
The current value is either ip≒97μA or iq≒50μA, so if this is determined, the rotor position has been determined. In other words, it can be determined whether or not it has rotated. The present invention makes it possible to easily identify this difference in current as a difference in the waveform of the detected voltage without requiring an external resistor.

第8図は本発明による駆動回路の構成例を示す
もので、40,41,42,43はスイツチング
素子であり、40,41がPチヤンネルMOSト
ランジスタ(以下P―MOSと略す)、42,43
がNチヤンネルMOSトランジスタ(以下N―
MOSと略す)でありVDDはP―MOSのソース電
位、VssはN―MOSのソース電位を示す。44,
43は高抵抗値(例えば1MΩ)を有する抵抗素
子である。またO1,O2はコイルの両端を示して
いる。第9図は本発明の一実施例を示すタイミン
グチヤートでありa、b、c、dの各々の信号は
第8図におけるP―MOS、N―MOSのゲート信
号を示す。尚、信号a、b、c、dを検出信号と
称する該タイミングチヤートから容易に理解され
るようには検出パルスの幅を示し、または検
出区間を示している。第9図の如くのタイミング
チヤートを構成した場合の動作を第10図に示
す。同図中、イは第9図のの区間に相当し、4
0のP―MOS、43のN―MOSがONし検出電
流46が流れている図である。この状態からの
区間に至ると、ロに示した如く42のP―MOS
がONすることによつてコイルの一端であるO1
子がVssと短絡される。この時コイルに流れてい
る電流は急激に減少しようとするためコイルの他
の一端であるO2端子に高電位が発生する。O2
子に高電位が発生すると周知のようにP―MOS
のサブストレートとドレインとの間には、第9図
ロの49,50に示した如く寄生ダイオードが形成さ
れているので、O2端子の電位はクリツプされ、
電流が47の如くのループで流れる。電流が47
のループで流れるにつれ、コイルにたくわえられ
ていたエネルギーが解放されてゆく。これに伴い
O2端子の電位が下がろうとするわけであるが、
この電位が50の寄生ダイオードでクリツプされ
る電位以下に下がつてくると、今度は電流が第9
図にハに示した如く、高抵抗素子45を通り、4
8のループで電流が流れる。この場合は抵抗素子
45は非常に高い抵抗値(例えば1MΩ)をもつ
のでO2端子の電位は急激にVssの電位に近づいて
ゆく。この時の電流の様子とO2端子の電圧の様
子を示したものが第11図である。同図中aは検
出パルス波形bは電流波形、cはO2端子の電圧
波形である。検出電流isp,isqに対応して、O2
子に検出電圧波形Vsp,Vsqが得られるので、
Vsp,Vsqを判定すればロータの位置が判定でき
ることになる。Vsp,Vsqの識別方法であるがc
に示した如く検出パルス終了時からある一定時間
経過後(図では△t)にO2端子の電位が検出素
子の基準電位Vthより高いか、低いかを判定すれ
ばよい。実験で得られた具体的な数値を示すと、
前述の如くの水準のステツプモータで検出パルス
を0.36msecに設定した場合△t=1.12msecの時
Vsp=1.8V、Vsq=0.3Vであり判定するのに十分
な電位差が得られる。本発明による方法によれ
ば、従来の方法に比べ、3〜4倍程度の電位差が
得られ、ロータの位置の判定が非常に容易にな
る。すなわちVsp,Vsqの差が大きいので検出素
子の基準電位のばらつきも比較的許容でき、従来
は検出素子として使用していたコンバレータに変
えて、例えばインバータのスレツシヨールド電位
を利用するなどの消費電流が少なくて、しかも回
路上の負担が少ない方法で代用することも可能と
なる。またVsp,Vsqの差が大きいということ
は、モータによるばらつきの許容範囲も広くなる
ことを意味し、量産上での効果は非常に大きい。
さらに本発明による最も大きな効果はICの外に
構成する外付け抵抗が不要となることがあげれら
る。第8図における高抵抗素子44,45は実験
によると500KΩ以上では検出電圧の波形にほと
んど影響を及ぼさないため、例えば1MΩ程度に
設定しておけば精度よく作り込むことは全く必要
なくなる。従つてIC内部に構成でき、外付け抵
抗は不要である。またこの高抵抗素子を全く取り
除いた第12図の如くの回路構成にしても、検出
電圧の波形はほとんど影響されず、本発明の効果
に何ら変わるところはない。いずれの回路構成に
してもICの外に外付け抵抗素子を設ける必要は
なく、ICの内部のロジツク構成を変えただけで、
ロータの位置の判定が可能となる。従つて昨今の
様に薄型が至上命令とされるアナログ電子時計で
は極めて有利であり、またコスト的な面からも大
きなメリツトである。
FIG. 8 shows an example of the configuration of a drive circuit according to the present invention, in which 40, 41, 42, 43 are switching elements, 40, 41 are P channel MOS transistors (hereinafter abbreviated as P-MOS), 42, 43
is an N-channel MOS transistor (hereinafter N-
(abbreviated as MOS), VDD indicates the source potential of P-MOS, and Vss indicates the source potential of N-MOS. 44,
43 is a resistance element having a high resistance value (for example, 1MΩ). Further, O 1 and O 2 indicate both ends of the coil. FIG. 9 is a timing chart showing one embodiment of the present invention, and signals a, b, c, and d each indicate the gate signals of P-MOS and N-MOS in FIG. 8. It should be noted that the signals a, b, c, and d are referred to as detection signals, and as can be easily understood from the timing chart, they indicate the width of the detection pulse or the detection period. FIG. 10 shows the operation when the timing chart as shown in FIG. 9 is configured. In the figure, A corresponds to the section in Figure 9, and 4
This is a diagram in which P-MOS 0 and N-MOS 43 are turned on and a detection current 46 flows. When reaching the section from this state, 42 P-MOSs as shown in b.
By turning ON, the O1 terminal, which is one end of the coil, is shorted to Vss. At this time, the current flowing through the coil tries to decrease rapidly, so a high potential is generated at the O 2 terminal, which is the other end of the coil. As is well known, when a high potential occurs at the O2 terminal, the P-MOS
Since a parasitic diode is formed between the substrate and the drain as shown at 49 and 50 in FIG. 9, the potential of the O2 terminal is clipped.
Current flows in a loop such as 47. The current is 47
As the coil flows in a loop, the energy stored in the coil is released. Along with this
This means that the potential at the O2 terminal is going to drop,
When this potential drops below the potential clipped by the parasitic diode 50, the current increases
As shown in C in the figure, the 4
Current flows in 8 loops. In this case, since the resistance element 45 has a very high resistance value (for example, 1 MΩ), the potential of the O 2 terminal rapidly approaches the potential of Vss. FIG. 11 shows the state of the current and the state of the voltage at the O 2 terminal at this time. In the figure, a is a detected pulse waveform, b is a current waveform, and c is a voltage waveform at the O2 terminal. Corresponding to the detection currents isp and isq, the detection voltage waveforms Vsp and Vsq are obtained at the O2 terminal, so
By determining Vsp and Vsq, the rotor position can be determined. The method for identifying Vsp and Vsq is c
As shown in FIG. 2, it is only necessary to determine whether the potential of the O 2 terminal is higher or lower than the reference potential Vth of the detection element after a certain period of time has elapsed (Δt in the figure) from the end of the detection pulse. Showing the specific numbers obtained in the experiment,
When the detection pulse is set to 0.36 msec with a step motor of the level described above, when △t = 1.12 msec
Vsp=1.8V, Vsq=0.3V, which provides a sufficient potential difference for determination. According to the method according to the present invention, a potential difference that is approximately 3 to 4 times larger than that of the conventional method can be obtained, making it extremely easy to determine the position of the rotor. In other words, since the difference between Vsp and Vsq is large, variations in the reference potential of the detection element can be relatively tolerated, and current consumption can be reduced by using, for example, the threshold potential of an inverter instead of the converter that was conventionally used as the detection element. Moreover, it is also possible to substitute it with a method that places less burden on the circuit. Furthermore, the large difference between Vsp and Vsq means that the allowable range for variations depending on the motor becomes wider, which is extremely effective in mass production.
Furthermore, the most significant effect of the present invention is that there is no need for an external resistor outside the IC. According to experiments, the high resistance elements 44 and 45 in FIG. 8 have almost no effect on the waveform of the detected voltage at 500KΩ or more, so if they are set to about 1MΩ, for example, there is no need to manufacture them with high precision. Therefore, it can be configured inside the IC and no external resistor is required. Even if the circuit configuration shown in FIG. 12 is used, in which this high-resistance element is completely removed, the waveform of the detected voltage will hardly be affected, and the effects of the present invention will not change in any way. Regardless of the circuit configuration, there is no need to provide an external resistor element outside the IC, just by changing the logic configuration inside the IC.
It becomes possible to determine the position of the rotor. Therefore, it is extremely advantageous in analog electronic watches where thinness is the most important thing these days, and it is also a great advantage from a cost standpoint.

以上の説明においては、検出パルス終了時にお
いてコイルの一端をVss電位に短絡させる方法で
説明を加えたが、以下に説明する如くVDD電位に
短落させる方法であつてもよい。第13図は、高
抵抗素子44,45をコイル両端であるO1,O2
からVDD側に落とした回路構成例を示すもので、
第14図はこれを駆動するタイミングチヤートを
示す。第14図のa′,b′,c′,d′は第13図にお
けるP―MOS、N―MOSのゲート信号を示して
いる。すなわちの区間は40のP―MOS、43の
N―MOSがONする区間であり検出パルス幅を
示しの区間はコイル端子であるO2を検出パル
ス終了と同時にP―MOS41をONさせること
によつてVDD電位に短絡させている。この場合コ
イルの他の一端であるO1側の電圧を判定するこ
とになる。以下の判定手法は前述の判定方法と全
く同一原理によつて成立つものであるためここで
改めてその判定する手法を詳述するのは避ける。
In the above explanation, a method has been described in which one end of the coil is short-circuited to the VSS potential at the end of the detection pulse, but a method of short-circuiting the coil to the VDD potential may be used as described below. FIG. 13 shows high resistance elements 44 and 45 at both ends of the coil, O 1 and O 2 .
This shows an example of a circuit configuration in which the voltage is dropped from V DD to the V DD side.
FIG. 14 shows a timing chart for driving this. a', b', c', and d' in FIG. 14 indicate the gate signals of the P-MOS and N-MOS in FIG. 13. In other words, the section 40 is the section where P-MOS 43 and the N-MOS 43 are ON, and the section indicating the detection pulse width is the section where P-MOS 41 is turned ON at the same time as the coil terminal O2 ends the detection pulse. It is shorted to V DD potential. In this case, the voltage at the O1 side, which is the other end of the coil, is determined. The following determination method is based on the same principle as the above-mentioned determination method, so a detailed description of the determination method will not be given here.

以上説明してきた如く、本発明によれば、IC
の外部に外付け抵抗を必要とせず検出電圧の差を
大きく取り出せることが可能である。従つて検出
素子については、素子数も多く消費電流の大きい
コンパレータを構成する必要がなく回路上の負担
の少ないインバータのスレツシヨールド電位によ
つて判定することが可能であり、回路上の負担は
著るしく軽減される。また従来、ICの外部に検
出抵抗として外付けを必要としていたが、本発明
によれば外付け抵抗の必要性は全くなく電子時計
の薄型化,低コスト化に寄与する。さらにこのロ
ータ位置の判定手法をパルス幅制御機能のロータ
回転・非回転の判定に利用すれば、繁雑な種々の
レベル設定、タイミング設定等負担の多いロータ
の誘起電圧を検出する手法を取らずに、回転・非
回転の判定ができ容易にパルス幅制御が実現でき
る。
As explained above, according to the present invention, the IC
It is possible to obtain a large difference in detection voltage without requiring an external resistor. Therefore, regarding the detection element, there is no need to configure a comparator with a large number of elements and large current consumption, and it is possible to make a determination using the threshold potential of the inverter, which is less of a burden on the circuit; It is effectively reduced. Furthermore, conventionally, an external detection resistor has been required outside the IC, but according to the present invention, there is no need for an external resistor at all, which contributes to making the electronic timepiece thinner and lower in cost. Furthermore, if this rotor position determination method is used to determine rotor rotation/non-rotation in the pulse width control function, it is possible to eliminate the burdensome method of detecting the induced voltage in the rotor, such as by setting various levels and timing. , rotation/non-rotation can be determined and pulse width control can be easily realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はアナログ電子時計のステツプモータと
輪列構造を示す図。第2図は従来のステツプモー
タ駆動回路。第3図、第4図はステツプモータ動
作説明図。第5図は従来のロータ位置検出手法を
説明する回路図。第6図は従来の検出手法による
検出電流波形、検出電圧波形。第7図は検出電流
の立上りを示す図。第8図は本発明を実現するた
めの回路構成の一例。第9図は本発明の一実施例
を示すタイミングチヤート。第10図は本発明の
動作を説明する回路図。第11図は本発明による
検出電流、検出電圧の一例。第12図は本発明を
実現する回路構成の他の例。第13図は本発明を
実現する回路構成のさらに他の一例。第14図は
本発明の他の実施例を示すタイミングチヤート。 1……ステータ、2……2番車、3……3番
車、4……4番車、5……5番車、6……ロー
タ、7……コイル、10……発振回路、11……
分周回路、12……パルス巾合成回路、13……
モータ駆動回路、14,15……コイル、16…
…ロータ、17……ステータ、18―a,18―
b……外ノツチ、19―a,19―b……可飽和
部、20―a,20―b……内ノツチ、21―
a,21―b,22―a,22―b……磁束、2
3……コイル、24……抵抗素子、25,26,
27,28,29,30……スイツチング素子、
38……コイル、40,41……P―MOS、4
2,43……N―MOS、44,45……抵抗素
子、46,47,48……検出電流ループ、4
9,50……寄生ダイオード。
FIG. 1 is a diagram showing the step motor and wheel train structure of an analog electronic watch. Figure 2 shows a conventional step motor drive circuit. FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams of step motor operation. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a conventional rotor position detection method. Figure 6 shows the detected current waveform and detected voltage waveform by the conventional detection method. FIG. 7 is a diagram showing the rise of the detection current. FIG. 8 shows an example of a circuit configuration for realizing the present invention. FIG. 9 is a timing chart showing one embodiment of the present invention. FIG. 10 is a circuit diagram explaining the operation of the present invention. FIG. 11 shows an example of the detected current and detected voltage according to the present invention. FIG. 12 shows another example of a circuit configuration for realizing the present invention. FIG. 13 shows yet another example of a circuit configuration for realizing the present invention. FIG. 14 is a timing chart showing another embodiment of the present invention. 1... Stator, 2... 2nd wheel, 3... 3rd wheel, 4... 4th wheel, 5... 5th wheel, 6... Rotor, 7... Coil, 10... Oscillation circuit, 11 ……
Frequency division circuit, 12...Pulse width synthesis circuit, 13...
Motor drive circuit, 14, 15... Coil, 16...
...Rotor, 17...Stator, 18-a, 18-
b...outer notch, 19-a, 19-b...saturable part, 20-a, 20-b...inner notch, 21-
a, 21-b, 22-a, 22-b...magnetic flux, 2
3... Coil, 24... Resistance element, 25, 26,
27, 28, 29, 30... switching element,
38...Coil, 40, 41...P-MOS, 4
2,43...N-MOS, 44,45...Resistance element, 46,47,48...Detection current loop, 4
9,50...parasitic diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 発振回路の出力信号を分周する分周器、前記
分周器の出力信号にもとづいて作動する駆動回
路、複数の磁極をもつロータとステータとコイル
からなり前記駆動回路により駆動されるステツプ
モータを有する電子時計のロータ位置判定方法に
おいて、前記駆動回路は前記コイルの両端の各々
を第1電位に接続する第1トランジスタと第2ト
ランジスタ及び前記コイルの両端を第2電位に接
続する第3トランジスタと第4トランジスタ、並
びに前記コイル両端を前記第1電位に接続する高
抵抗素子とからなり、且つ前記駆動回路には、前
記第1トランジスタと前記第4トランジスタもし
くは、前記第2トランジスタと前記第3トランジ
スタを開状態として前記ロータを駆動することの
できない小パルス幅の検出パルスを前記コイルに
流すとともに、前記検出パルス印加終了後は前記
第1電位側で検出パルス印加時閉状態にあつたト
ランジスタのみを開状態にしてコイルの一端を前
記第1電位に短絡し前記コイルに蓄積されたエネ
ルギーを前記第2電位側のトランジスタの寄生ダ
イオードを介して前記第2電位に導通させるよう
検出信号が印加されており、前記検出パルス印加
終了時から一定時間経過後の前記コイル端の短絡
されていない側の出力電圧にもとづいてロータ位
置を判定してなることを特徴とするアナログ電子
時計のロータ位置判定方法。
1. A frequency divider that divides the output signal of an oscillation circuit, a drive circuit that operates based on the output signal of the frequency divider, and a step motor that is driven by the drive circuit and includes a rotor, a stator, and a coil having a plurality of magnetic poles. In the rotor position determination method for an electronic timepiece, the drive circuit includes a first transistor and a second transistor that connect both ends of the coil to a first potential, and a third transistor that connects both ends of the coil to a second potential. and a fourth transistor, and a high resistance element that connects both ends of the coil to the first potential, and the drive circuit includes the first transistor and the fourth transistor, or the second transistor and the third transistor. A detection pulse with a small pulse width that cannot drive the rotor is passed through the coil with the transistor in an open state, and after the application of the detection pulse ends, only the transistor that was in the closed state when the detection pulse was applied is on the first potential side. A detection signal is applied so as to short-circuit one end of the coil to the first potential in an open state and conduct the energy stored in the coil to the second potential via a parasitic diode of a transistor on the second potential side. A method for determining a rotor position of an analog electronic watch, characterized in that the rotor position is determined based on the output voltage on the non-shorted side of the coil end after a certain period of time has elapsed from the end of application of the detection pulse. .
JP11732081A 1981-07-27 1981-07-27 Analog electronic clock Granted JPS5819584A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11732081A JPS5819584A (en) 1981-07-27 1981-07-27 Analog electronic clock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11732081A JPS5819584A (en) 1981-07-27 1981-07-27 Analog electronic clock

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5819584A JPS5819584A (en) 1983-02-04
JPH0142396B2 true JPH0142396B2 (en) 1989-09-12

Family

ID=14708825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11732081A Granted JPS5819584A (en) 1981-07-27 1981-07-27 Analog electronic clock

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5819584A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT382135B (en) * 1984-01-31 1987-01-12 Otis Elevator Co SLIDE SHOE ARRANGEMENT FOR A CAR BASKET
JP2810222B2 (en) * 1990-09-19 1998-10-15 株式会社日立製作所 Elevator guide show

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5370873A (en) * 1976-12-07 1978-06-23 Seiko Epson Corp Electronic wristwatch
JPS53136870A (en) * 1977-04-23 1978-11-29 Seiko Instr & Electronics Ltd Electronic watch
JPS5475520A (en) * 1977-11-30 1979-06-16 Seiko Instr & Electronics Ltd Operation detecting circuit of step motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5370873A (en) * 1976-12-07 1978-06-23 Seiko Epson Corp Electronic wristwatch
JPS53136870A (en) * 1977-04-23 1978-11-29 Seiko Instr & Electronics Ltd Electronic watch
JPS5475520A (en) * 1977-11-30 1979-06-16 Seiko Instr & Electronics Ltd Operation detecting circuit of step motor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5819584A (en) 1983-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4382691A (en) Electronic watch
US11165376B2 (en) Movement and electronic timepiece
US4321520A (en) Electronic timepiece
GB1592894A (en) Electronic timepieces with stepping motordriven analogue time displays
US4158287A (en) Driver circuit for electro-mechanical transducer
US4368990A (en) Electronic timepiece
US4192131A (en) Step motor control mechanism for electronic timepiece
US4477196A (en) Analog electronic timepiece
US4217751A (en) Electronic timepiece
JPS6137588B2 (en)
JPH0142396B2 (en)
US4204397A (en) Electronic timepiece
US6946813B2 (en) Step motor control device and electronic timepiece equipped with step motor control device
JPS6120820B2 (en)
JP5394658B2 (en) Stepping motor control circuit and analog electronic timepiece
JP7219094B2 (en) ANALOG ELECTRONIC WATCH, STEPPING MOTOR CONTROL DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR ANALOG ELECTRONIC WATCH
US4754210A (en) Method of and a device for controlling a stepping motor
US11334030B2 (en) Timepiece and timepiece control method
US6914407B2 (en) Step motor control device and electronic timepiece equipped with step motor control device
JPS6128317B2 (en)
JPS6161076B2 (en)
US11209779B2 (en) Timepiece and timepiece motor control method
US11294334B2 (en) Electronic timepiece, movement, and motor control circuit for a timepiece
JPS6128112B2 (en)
JPS6115385B2 (en)