JPS6138423B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6138423B2
JPS6138423B2 JP53112008A JP11200878A JPS6138423B2 JP S6138423 B2 JPS6138423 B2 JP S6138423B2 JP 53112008 A JP53112008 A JP 53112008A JP 11200878 A JP11200878 A JP 11200878A JP S6138423 B2 JPS6138423 B2 JP S6138423B2
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JP
Japan
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detection
rotor
drive
voltage
terminal
Prior art date
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Expired
Application number
JP53112008A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5539016A (en
Inventor
Jun Ueda
Akira Torisawa
Shuji Ootawa
Masaaki Bandai
Masaharu Shida
Katsuhiko Sato
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 DENSHI KOGYO KK
Original Assignee
SEIKO DENSHI KOGYO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by SEIKO DENSHI KOGYO KK filed Critical SEIKO DENSHI KOGYO KK
Priority to JP11200878A priority Critical patent/JPS5539016A/en
Publication of JPS5539016A publication Critical patent/JPS5539016A/en
Publication of JPS6138423B2 publication Critical patent/JPS6138423B2/ja
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    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はは主として電子腕時計用のステツプモ
ータの駆動方法に関するものである。 電子腕時計用超小型ステツプモータの様に低消
費電力の方法としてステツプモータ自身の電気−
機械変換効率の向上の他に、通常時は低電力で駆
動し、何らかの原因で正常にロータが回転しなか
つた時には、通常時よりも大電力で、速やかに再
駆動する。いわゆる補正駆動方式が考案されてい
る。この補正駆動方式を採用する場合重要な事は
いかにしてロータの回転,非回転を検出するかと
いうことと、従来の固定パルス駆動方式に対して
耐磁性等、外部条件に対する止まりにくさを確保
するかということである。 第1図Aは従来から使用されている電子時計の
運針駆動用に用いられ、本発明にも使用されてい
るステツプモータの一例であり、第1図Bは従来
この構造のステツプモータを駆動するために用い
られている反転パルスの例である。 第1図Bの駆動パルスをコイル3に印加するこ
とにより、ステータ1を磁化し、ロータ2の磁極
との反発,吸引力によりロータは180゜回転す
る。 従来はこの印加する駆動パルスの長さは時計と
して保証すべき全ての条件に於てモータの出力を
保証できる様な幅に選ばれていた。ところがこれ
ではカレンダー負荷,電池の内部抵抗大,末期に
おける電圧低下等に対する余裕を含ませなければ
ならず、どうしても余裕のあるパルス幅で、駆動
しなければならなかつた。そのため、この方法を
改良し、通常はあまり余裕のないぎりぎりのパル
ス長さでステツプモータを駆動し、その後ロータ
が回転したかしなかつたかを判断する検出回路等
を具備し、ロータが非回転と判断したときのみ従
来から用いられている様なパルス幅で補正駆動を
行なうという方法が提案されている。 このロータの回転,非回転の検出を実施する際
外部に検出器を具備させることは、時計のコス
ト,小型,薄型化という要求から、済用すること
は困難であるため、ロータが回転した場合と、ロ
ータが非回転であつた場合には、駆動パルス印加
後のロータの振動による発電する様子が違うとい
う特徴をとらえて、ロータの回転,非回転を判断
する方法がとられていた。 第3図は、従来から用いられているステツプモ
ータの電流波形である。第3図におけるaという
区間は駆動パルスを印加している時間、bは駆動
パルス印加後、ロータの振動による誘起電流のた
めに発生する電流である。第3図b1の波形はロー
タが回転した場合の電流波形であり、b2はロータ
が非回転であつた場合の電流波形である。 この時の駆動回路は第4図Aに示す様な回路で
あり、4と5はNチヤンネル電界効果トランジス
タ及びPチヤンネル電界効果トランジスタにより
構成されるインバータであり、その出力にステツ
プモータのコイル3が接続される。 駆動パルス印加後コイル3はインバータを構成
するトランジスタにより短絡され、このとき第3
図に示したbに示した電流が流れ、駆動トランジ
スタのON抵抗とロータ振動電流の積の電圧が発
生するこの発生した電圧をトランスミツシヨンゲ
ートを介することにより同方向の電圧に変換した
後6の電圧比較器のより、基準電圧とピーク電圧
の比較を行ない、ロータの回転,非回転を判断
し、ロータが非回転と判断した場合、補正駆動を
行なう。 ところがこの方法は、交流磁場内にに時計が挿
入された場合、外部磁界がコイルに電圧を誘起す
るため、ロータの動きによる誘起電圧により、ロ
ータの回転,非回転を判断する場合、外部ノイズ
として検出信号に加算されてしまうため、誤検出
を起こし、ロータのミスリ、つまり時計の狂いを
発生させてしまう。第5図はステツプモータの駆
動パルス幅と交流耐磁性をとつたグラフである
が、電子時計の低電力化のため、通常駆動パルス
幅は駆動しうるぎりぎりのパルス幅に設定される
と、この通常駆動パルスでの耐磁性は悪化する方
向にあり、この補正駆動方式を時計として採用
し、従来通りの耐磁性を得るためには、よりしつ
かりした耐磁構造をとらねばならず、低電流化は
図れるが、耐磁構造のために、シールド板を追加
し、薄型化,小型化のためには不利となつたり、
コストも高くなり、その利点を十分発揮すること
はできなかつた。 本発明は、磁場に時計が入つたことを検出し、
通常の駆動パルス幅では時計が止つてしまうのを
除ぐため、外部磁界に強いパルス幅で強制的にス
テツプモータを駆動してしまうために、前述した
従来の補正駆動方式の欠点を補うとともに、固定
パルス方による駆動よりも更に耐磁性を向上させ
るという目的でなされたものである。 本発明では、ロータの動いていない時間、つま
り第3図の駆動パルス幅aの区間およびロータの
振動が減衰し電流の流れなくなるまでの区間b以
外の時間にコイル3に誘起する電圧を検出し、信
号が検出されたなら、時計が磁場内に入つたこと
を認識し、次の駆動パルス幅を最も磁界に対して
止まりにくくなるパルス幅に固定し、耐磁性を向
上させるというものである。 本発明の磁場検出の特徴は、ホール素子,磁気
抵抗素子等の特別の磁場検出素子を用いずにステ
ツプモータのコイルに誘起される電圧を検出する
ことにあるが、次に交流磁場内にステツプモータ
がさらされた場合コイル3に誘起される電圧を説
明する。 第2図は、ステツプモータのコイルと磁心7を
摸式的に描いたものである。ステツプモータに用
いられているコイルは、普通細長い形状をしてい
るので外部の磁界がコイルの磁心に集中しやす
く、形状によりいちがいには言えないが、10倍位
の磁束密度になるのが普通である。この時のコイ
ル3に誘起される電圧Vは、コイル3の巻き数を
n,磁心7の磁束をΦとすれば、 V=−n・dΦ/dt …… で与えられる。
The present invention primarily relates to a method for driving a step motor for an electronic wristwatch. As a method of reducing power consumption, such as ultra-compact step motors for electronic watches, the step motor's own electricity is used.
In addition to improving mechanical conversion efficiency, the rotor is normally driven with low power, and if the rotor does not rotate properly for some reason, it is quickly re-driven with higher power than usual. A so-called correction drive system has been devised. When adopting this correction drive method, the important thing is how to detect whether the rotor is rotating or not, and how to ensure that it is difficult to stop due to external conditions such as magnetic resistance compared to the conventional fixed pulse drive method. The question is whether to do so. FIG. 1A shows an example of a step motor that has been used to drive the hands of a conventional electronic watch and is also used in the present invention, and FIG. 1B shows a conventional step motor that drives a step motor with this structure. This is an example of an inversion pulse used for this purpose. By applying the drive pulse shown in FIG. 1B to the coil 3, the stator 1 is magnetized, and the rotor rotates 180 degrees due to the repulsion and attraction of the magnetic poles of the rotor 2. Conventionally, the length of the applied driving pulse has been selected to be such that the output of the motor can be guaranteed under all conditions that should be guaranteed for a watch. However, this requires allowances for calendar loads, high internal resistance of the battery, voltage drop at the end of life, etc., and it is therefore necessary to drive with a pulse width with some allowance. Therefore, we improved this method by driving the step motor with the last possible pulse length, which normally does not have much margin, and then equipped with a detection circuit that determines whether the rotor is rotating or not. A method has been proposed in which correction driving is performed using a pulse width conventionally used only when a determination is made. When detecting whether the rotor is rotating or not, it is difficult to install an external detector due to the cost, compactness, and thinness of the watch. A method has been used to determine whether the rotor is rotating or not, based on the characteristic that when the rotor is not rotating, the way the power is generated due to vibration of the rotor after applying a drive pulse is different. FIG. 3 shows the current waveform of a conventionally used step motor. The period a in FIG. 3 is the time during which the driving pulse is applied, and b is the current generated due to the induced current due to the vibration of the rotor after the driving pulse is applied. The waveform in Fig. 3 b1 is the current waveform when the rotor is rotating, and b2 is the current waveform when the rotor is not rotating. The drive circuit at this time is a circuit as shown in Fig. 4A, and 4 and 5 are inverters composed of an N-channel field effect transistor and a P-channel field effect transistor, and the coil 3 of the step motor is connected to the output of the inverter. Connected. After applying the drive pulse, the coil 3 is short-circuited by the transistor constituting the inverter, and at this time the third
The current shown in b in the figure flows, and a voltage equal to the product of the ON resistance of the drive transistor and the rotor oscillation current is generated. After converting this generated voltage into a voltage in the same direction through the transmission gate, 6 The voltage comparator compares the reference voltage and the peak voltage to determine whether the rotor is rotating or not, and if it is determined that the rotor is not rotating, corrective driving is performed. However, with this method, when a clock is inserted into an alternating magnetic field, the external magnetic field induces a voltage in the coil, so when determining whether the rotor is rotating or not rotating based on the induced voltage due to rotor movement, it is considered external noise. Since it is added to the detection signal, it causes erroneous detection, causing a rotor error and, in other words, a clock error. Figure 5 is a graph of the step motor drive pulse width and AC magnetic resistance.In order to reduce the power consumption of electronic watches, the drive pulse width is normally set to the lowest pulse width that can drive the step motor. Magnetic resistance with normal drive pulses is in the direction of deterioration, so in order to adopt this correction drive method in a watch and obtain the same magnetic resistance as before, it is necessary to have a more rigid magnetic resistance structure, and to reduce the current. However, for the anti-magnetic structure, a shield plate is added, which is disadvantageous for thinning and downsizing.
The cost also increased, and its benefits could not be fully exploited. The present invention detects when a watch enters a magnetic field,
In order to prevent the clock from stopping with the normal drive pulse width, the step motor is forcibly driven with a pulse width that is strong against external magnetic fields. This was done for the purpose of further improving magnetic resistance than fixed pulse driving. In the present invention, the voltage induced in the coil 3 is detected during the time when the rotor is not moving, that is, the time other than the period of drive pulse width a shown in FIG. If the signal is detected, it recognizes that the watch has entered a magnetic field, and fixes the next drive pulse width to the pulse width that makes it most difficult to stop due to the magnetic field, improving magnetic resistance. The feature of the magnetic field detection of the present invention is that the voltage induced in the coil of a step motor is detected without using a special magnetic field detection element such as a Hall element or a magnetoresistive element. The voltage induced in the coil 3 when the motor is exposed will be explained. FIG. 2 schematically depicts the coil and magnetic core 7 of the step motor. The coils used in step motors usually have an elongated shape, so the external magnetic field tends to concentrate on the magnetic core of the coil, and although it depends on the shape, the magnetic flux density is usually about 10 times higher. be. The voltage V induced in the coil 3 at this time is given by V=-n·dΦ/dt, where n is the number of turns of the coil 3 and Φ is the magnetic flux of the magnetic core 7.

【表】 磁心として、表1の形状のものを用いた場合に
は、磁心内の磁束密度が外部のそれの10倍になる
とすると、磁心の磁束Φは、次式で与えられる。 Φ=10×S×B×sinωt …… ここで、Sは磁心7の断面積、Bは交流磁場の
磁束密度のピーク値である。,式より、 V=−10×n×S×B×ω×cosωt =−10×1×104(ターン)×0.64 ×10-4(m2)×B×10-4(wb/m2) ×2π×50(Hz)×cosωt =−6.4π×10-2×B×cosωt〔V〕 =−0.20×Bcosωt〔V〕 したがつて、もし外部磁界の磁束密度のBが、
2ガウスなら、V=−0.4cosωt〔V〕となる。 従つて、外部磁界を検出し、ステツプモータの
駆動パルスを制御するためには、このコイルに発
生した電圧を検出してやると良い。 実施例 (1) 従来の方法で前述した補正駆動方式に、駆動パ
ルス印加前に交流磁場検出回路を付加することに
より、本発明は達成される。 第4図Aの回路に於て、93aは駆動回路であ
り93bは検出回路である。駆動パルス印加前
に、コイル3に発生する電圧をトランスミツシヨ
ンゲートを通じ、電圧比較器6で電圧検出を行な
うことにより、外部磁界の検出ができる。 第4図Bは、第4図Aでインバータを構成した
Pチヤンネル電界効果トランジスタとNチヤンネ
ル電界効果トランジスタの各ゲートを切り離し、
両者ともOFFになる3−ステートインバータと
して構成されており、時計が磁場内に入つたこと
を検出する場合は、コイル3を開放の状態にし、
磁場検出の感度の増加を図つたものであり、それ
以外の動作は前記と同様である。 第5図は、ステツプモータの駆動パルス幅を変
化させたとき、交流耐磁性がいかに変化するかを
述べたものである。本発明では、磁場内に入つた
ことを検出すると、8の領域のピーク点、又は、
9の領域の耐磁性の良いパルス幅でステツプモー
タを駆動することができ、交流耐磁性を向上させ
ることができる。 この時、駆動パルスタイムチヤートは第6図に
示す。aは通常駆動パルス、bはロータ回転検出
時間、cは、aで非回転であつた場合に再駆動を
行なう補正パルス、b′はロータ静止時間、dは磁
場検出時間、更に、dで磁場内であると判定され
た時には、eの様に、aやcという駆動パルスよ
り長いパルスで駆動を行なう。 実施例 (2) 次に示す実施例では、回転、非回転の情報の処
理方法と、検出信号の増幅方法に改良を加えた。 第7図に示す回路図は、本実施例のステツプモ
ータ駆動部ならびにロータの回転,非回転検出
部,磁場検出部である。本実施例では、コイルに
誘起される電圧を高インピーダンス素子に断続的
に印加することにより、特別な増幅器を必要とす
ることなく、極めて容易にIC内に全回路を構成
しうる方法であり、わずかにICのサイズを大き
くするのみで、コストアツプ要因がなく、動作も
安定であるため、時計の内部で構成するにはすぐ
れている方法である。 以下、本実施例の検出信号増幅の原理を図面に
従つて説明する。 第7図の、P形MOSFETゲート(以後ゲート
と略記する。)10,12、N形MOSFETゲート
(以後ゲートと略記する。)11,13は第4図A
の従来例で、駆動用インバータ4,5を構成して
いたゲートである。駆動インバータの出力端子1
8,19はコイル3に接続されると同時に、ゲー
ト14,15を介して高インピーダンス素子、こ
こでは、抵抗で構成した検出抵抗16に接続され
ている。検出抵抗16の接続点20は、所定の閾
値を有する二値論理素子17の入力端に接続され
ている。これらは駆動回路93aおよび検出回路
93bを形成する。 第8図に、各ゲート入力信号を示す。区間T1
は、コイルに駆動パルスが印加されるタイミング
である。即ち、ゲート10と13のみがON状態
であるので、電源から矢印21の経路で電流が流
れる。次に、タイミングT2の様にゲート13,
14のみがON状態にしたとする。この時には、
コイル3と検出抵抗16を含む閉ループ22を形
成する。この時のロータ2の運動によるコイル3
の誘起電圧をe、コイル3とゲート14,13と
の直流抵抗の和をr、検出抵抗16の抵抗値をR
とすると、接続点20の電位V20は、 V20=eR/(R+r)となる。 ここで、R≫rとすれば、V20=eとなる。従
つて、R≫rという条件が成立すればV20をコイ
ル3の誘起電圧とみなして良い。 第10図にV20の波形の一例を示す。この例で
は、検出抵抗値5.0KΩ,コイル抵抗3KΩ、巻数
10000ターンで、ステツプモータはほぼ無負荷で
ある。又、この誘起電圧とロータの回転角の関係
は、第10図に示す通りである。ステツプモータ
の負荷が増すと、誘起電圧波形は相似形を保ちな
がらも徐々に波形のピーク値が下がり、振動の周
期が長くなる。 第11図に、最大負荷時の誘起電圧をa,過負
荷によるロータ非回転時の誘起電圧をbとして示
す。 大負荷波形aではロータの回転が遅く、また、
1ステツプ回転した後に振動しないために誘起電
圧には起伏は少ない。また、非回転波形bではロ
ータが初期位置にもどる時に、負方向に大きなピ
ーク電圧が誘起されている。 本発明の実施例に示すロータの回転,非回転の
検出には、第10図に示す波形のピークqの有無
を判断する。第11図に示す波形では、ロータの
回転,非回転にかかわらず、P点でピーク電圧を
発生しているため、この区間は無視し、負荷が大
きくなるにつれて、第10図のq点の電圧よりは
低くなつては来るが、回転の時は第11図のaの
波形の様に、第二番目のピーク電圧の有無をピー
ク電圧の発生する時間だけ電圧検出を行なうこと
により、非回転の波形bと区別することができ
る。 従つて、通常駆動パルス印加後数msecから電
圧検出を行ない、数msecの間に基準電圧を越え
る電圧が発生したかどうかを検出することによ
り、ロータの回転,非回転を検出できる。 次に駆動パルス印加後高インピーダンス素子と
低インピーダンス素子、本実施例では高抵抗回路
と低抵抗の回路を断続的にスイツチングする効果
について述べる。 第7図に示す検出方法では、駆動回路の他に、
更に高抵抗の検出抵抗16が直列に接続されてお
り、ロータの運動による誘起電流は、検出抵抗1
6がない場合と比較すると小さくなる。 そこでロータの運動による誘起電圧発生時に、
前記の検出抵抗16を含む高抵抗ルーブと、駆動
トランジスタによる低抵抗ループとをスイツチン
グする。 この時のタイミングチヤートを第9図に示す。
こうすることにより、コイルに流れる電流は急激
に変化する。ところが、モータのコイルはインダ
クタンスが大きいためこの急激な変化に追従でき
ず、検出抵抗16に低抵抗時の電流を流し続けよ
うとし、検出抵抗16の両端には高い電圧が発生
する。このため検出信号の増幅がなされ、1ボル
ト以上のピーク電圧が発生する。 詳しい理論的考察は後に説明する。 本実施例では、1ボルト以上のピーク電圧が得
られることから、コンパレータの最も感度の高い
0.5〜1.0ボルト程度の範囲が使えるのでコンパレ
ータの設計が容易になり、IC内でのコンパレー
タ面積も小さくてすむ様になる。 更に、第7図に示す二値論理素子17は、
CMOSIC内では最も単純な構成要素であるイン
バータで構成することも可能であり、又、フリツ
プフロツプの入力に直接入力することも可能であ
る。 なお、本発明の実施例では、検出抵抗があまり
小さい場合には、検出信号が低くなるため、検出
用二値論理素子の設計が困難となる。又、抵抗値
は、ある値以上になると、ロータの運動による起
電力が一定であるので、検出電圧は増加しない。 実験の結果では、コイルのインダクタンス11ヘ
ンリー、コイル直流抵抗3KΩのモータに於て、
駆動パルス印加後、周期1msec,デユーテイ50%
で制動回路をスイツチングしたところ、検出抵抗
20KΩ以上でピーク電圧は1.5ボルト程度発生
し、0.5ボルトに閾値電圧をもつたコンパレータ
による検出で、駆動パルス3.9msecで回転不能と
なる出力の90%の出力を出したとき、すでに検出
信号を出すことができる。このため、通常パルス
を短かくしておき、本発明の検出回路を付加し、
その出力で、負荷が重くなつていると判断された
場合、すぐその直後に、駆動時間の長いパルスで
補正駆動を行なうというモータの低電流駆動方式
等に本発明を利用した場合、非常に安定した動作
を示し、又その回路構成も、単純な構成となり、
ICの面積を増大させる要因としては、パルス合
成のためのゲート回路が多少増加するに溜まる。
又、検出回路も、コンデンサー等は含まず、非常
に公差が広くとれる抵抗のみがアナログ要素であ
り、他は全てデジタル処理をするので、その動作
は非常に安定している。 次に、高抵抗のループと低抵抗のループをスイ
ツチングすることにより信号を増幅するという作
用について説明する。 第13図はNゲートであり、第14図はその等
価回路である。スイツチ40はゲート信号により
ON,OFFを行なう。39は駆動時のON抵抗、
ダイオード41はサブストレートとドレイン間の
PN接合によるダイオード41、コンデンサー4
2はサブストレートとドレイン間のPN接合容量
及び、ドレインゲート間の容量ならびに、パツト
容量,浮遊容量等の総和である。 この等価回路を、第7図のPゲート,Nゲート
に置換え、電池は、大容量のコンデンサーならび
に理想の電源とすると、この検出方法の等価回路
は第15図の様になる。 43は外部磁界もしくはロータの振動により発
生した電圧V0、44はモータを構成するコイル
でインダクタンスLヘンリー、45はコイルの内
部抵抗でrΩ、47はループ切換スイツチ、46
はNゲートのON抵抗rNΩ、ただし、こゝではコ
イル抵抗の値より十分小さいので、このrNΩは
無視する。48は、Nゲート,Pゲートに寄生する
容量で、Nゲート24とPゲート22の寄生容量
の和となり、Cフアラドである。 49は検出抵抗でありRΩ、50,52はNゲ
ート,Pゲートのサブストレートとドレイン間の
寄生ダイオードであり、51は駆動用の電池で、
一般に用いられている時計用の銀電池で、 VD=1.57Vである。 端子53の出力電圧が検出電圧VRとなり、電
圧検出素子に入力される。 第15図の等価回路に基づき切換スイツチ47
を切り換えた時の応答を、理論的に求めることが
できる。 a=1/2(r/L+1/CR), b=r+R/LC
R E=R/R+rV0,ω=√|2−|,
[Table] When a magnetic core having the shape shown in Table 1 is used, assuming that the magnetic flux density inside the core is 10 times that outside, the magnetic flux Φ of the magnetic core is given by the following equation. Φ=10×S×B×sinωt... Here, S is the cross-sectional area of the magnetic core 7, and B is the peak value of the magnetic flux density of the alternating magnetic field. , from the formula, V=-10×n×S×B×ω×cosωt =-10×1×10 4 (turn)×0.64×10 -4 (m 2 )×B×10 -4 (wb/m 2 ) ×2π×50(Hz)×cosωt =−6.4π×10 -2 ×B×cosωt [V] =−0.20×Bcosωt[V] Therefore, if the magnetic flux density B of the external magnetic field is
For 2 Gauss, V=-0.4cosωt [V]. Therefore, in order to detect the external magnetic field and control the drive pulses of the step motor, it is preferable to detect the voltage generated in this coil. Embodiment (1) The present invention is achieved by adding an alternating current magnetic field detection circuit to the correction drive method described above in the conventional method before applying a drive pulse. In the circuit of FIG. 4A, 93a is a drive circuit and 93b is a detection circuit. The external magnetic field can be detected by detecting the voltage generated in the coil 3 by the voltage comparator 6 through the transmission gate before applying the drive pulse. FIG. 4B shows that the gates of the P-channel field effect transistor and the N-channel field-effect transistor that constitute the inverter in FIG. 4A are separated.
Both are configured as 3-state inverters that turn OFF, and when detecting that the watch enters a magnetic field, coil 3 is opened and
This is intended to increase the sensitivity of magnetic field detection, and the other operations are the same as described above. FIG. 5 shows how the AC magnetic resistance changes when the drive pulse width of the step motor is changed. In the present invention, when it is detected that the magnetic field has entered the magnetic field, the peak point of the region 8 or
The step motor can be driven with a pulse width having good magnetic resistance in the region of 9, and AC magnetic resistance can be improved. At this time, the drive pulse time chart is shown in FIG. a is the normal drive pulse, b is the rotor rotation detection time, c is the correction pulse for re-driving when it is not rotating at a, b' is the rotor rest time, d is the magnetic field detection time, and d is the magnetic field detection time. When it is determined that the value is within the range, driving is performed with a pulse longer than the driving pulses a and c, as shown in e. Example (2) In the example shown below, improvements were made to the method of processing rotational and non-rotational information and the method of amplifying the detection signal. The circuit diagram shown in FIG. 7 shows the step motor drive section, rotor rotation/non-rotation detection section, and magnetic field detection section of this embodiment. In this example, by intermittently applying a voltage induced in a coil to a high impedance element, the entire circuit can be configured within an IC extremely easily without the need for a special amplifier. This is an excellent method for configuring it inside a watch because it only requires a slight increase in the size of the IC, there is no cost increase, and the operation is stable. The principle of detection signal amplification in this embodiment will be explained below with reference to the drawings. P-type MOSFET gates (hereinafter abbreviated as gates) 10 and 12 and N-type MOSFET gates (hereinafter abbreviated as gates) 11 and 13 in FIG. 7 are shown in FIG. 4A.
This is the gate that constituted the drive inverters 4 and 5 in the conventional example. Drive inverter output terminal 1
8 and 19 are connected to the coil 3 and, at the same time, via gates 14 and 15 to a high impedance element, here a detection resistor 16 formed of a resistor. A connection point 20 of the detection resistor 16 is connected to an input terminal of a binary logic element 17 having a predetermined threshold value. These form a drive circuit 93a and a detection circuit 93b. FIG. 8 shows each gate input signal. Section T 1
is the timing at which the drive pulse is applied to the coil. That is, since only gates 10 and 13 are in the ON state, current flows from the power source along the path indicated by arrow 21. Next, as at timing T 2 , gate 13,
Assume that only 14 is turned on. At this time,
A closed loop 22 including the coil 3 and the detection resistor 16 is formed. Coil 3 due to the movement of rotor 2 at this time
The induced voltage is e, the sum of the DC resistances of the coil 3 and gates 14 and 13 is r, and the resistance value of the detection resistor 16 is R.
Then, the potential V 20 at the connection point 20 is V 20 =eR/(R+r). Here, if R≫r, then V 20 =e. Therefore, if the condition R≫r is satisfied, V 20 can be regarded as the induced voltage in the coil 3. FIG. 10 shows an example of the waveform of V20 . In this example, the detection resistance value is 5.0KΩ, the coil resistance is 3KΩ, and the number of turns is
At 10,000 turns, the step motor is almost under no load. Further, the relationship between this induced voltage and the rotation angle of the rotor is as shown in FIG. As the load on the step motor increases, the peak value of the induced voltage waveform gradually decreases while maintaining a similar shape, and the period of vibration becomes longer. In FIG. 11, the induced voltage at maximum load is shown as a, and the induced voltage when the rotor does not rotate due to overload is shown as b. In large load waveform a, the rotor rotation is slow, and
Since there is no vibration after one step rotation, there are few fluctuations in the induced voltage. Furthermore, in the non-rotating waveform b, a large peak voltage is induced in the negative direction when the rotor returns to its initial position. In order to detect rotation or non-rotation of the rotor according to the embodiment of the present invention, it is determined whether there is a peak q in the waveform shown in FIG. In the waveform shown in Figure 11, the peak voltage is generated at point P regardless of whether the rotor is rotating or not, so this section is ignored, and as the load increases, the voltage at point q in Figure 10 increases. However, during rotation, as shown in the waveform a in Figure 11, by detecting the presence or absence of the second peak voltage only during the time that the peak voltage occurs, it is possible to detect the non-rotating state. It can be distinguished from waveform b. Therefore, rotation or non-rotation of the rotor can be detected by detecting the voltage several milliseconds after the application of the normal drive pulse and detecting whether a voltage exceeding the reference voltage is generated within a few milliseconds. Next, the effect of intermittently switching between a high impedance element and a low impedance element, or in this embodiment a high resistance circuit and a low resistance circuit, after application of a drive pulse will be described. In the detection method shown in FIG. 7, in addition to the drive circuit,
Furthermore, a high-resistance detection resistor 16 is connected in series, and the induced current due to rotor motion is passed through the detection resistor 1.
It is smaller compared to the case without 6. Therefore, when induced voltage is generated due to rotor motion,
A high-resistance loop including the detection resistor 16 and a low-resistance loop using a drive transistor are switched. A timing chart at this time is shown in FIG.
By doing this, the current flowing through the coil changes rapidly. However, since the motor coil has a large inductance, it is unable to follow this sudden change and tries to continue to flow the current at low resistance through the detection resistor 16, generating a high voltage across the detection resistor 16. Therefore, the detection signal is amplified and a peak voltage of 1 volt or more is generated. Detailed theoretical considerations will be explained later. In this example, since a peak voltage of 1 volt or more can be obtained, the most sensitive
Since a range of about 0.5 to 1.0 volts can be used, comparator design becomes easier and the area of the comparator within the IC can be reduced. Furthermore, the binary logic element 17 shown in FIG.
It is possible to configure it with an inverter, which is the simplest component in a CMOSIC, and it is also possible to input it directly to the input of a flip-flop. In the embodiment of the present invention, if the detection resistor is too small, the detection signal becomes low, making it difficult to design a binary logic element for detection. Further, when the resistance value exceeds a certain value, the detected voltage does not increase because the electromotive force due to the movement of the rotor is constant. The experimental results show that in a motor with a coil inductance of 11 Henry and a coil DC resistance of 3KΩ,
After applying driving pulse, cycle 1msec, duty 50%
When switching the braking circuit with
At 20KΩ or more, a peak voltage of about 1.5 volts is generated, and when detected by a comparator with a threshold voltage of 0.5 volts, a detection signal is already output when the drive pulse reaches 90% of the output that cannot be rotated at 3.9 msec. be able to. For this reason, the pulse is usually kept short and the detection circuit of the present invention is added.
If the present invention is used in a low current drive system for a motor, etc., which immediately performs corrective drive using a pulse with a long drive time when it is determined that the load has become heavy based on the output, it will be extremely stable. The operation is simple, and the circuit configuration is simple.
The only factor that increases the area of the IC is a slight increase in the number of gate circuits for pulse synthesis.
Furthermore, the detection circuit does not include any capacitors, and the only analog element is the resistor, which has a very wide tolerance.Everything else is digitally processed, so its operation is extremely stable. Next, the effect of amplifying a signal by switching between a high resistance loop and a low resistance loop will be explained. FIG. 13 shows an N gate, and FIG. 14 shows its equivalent circuit. The switch 40 is activated by the gate signal.
Turn ON and OFF. 39 is ON resistance during driving,
Diode 41 is between the substrate and the drain.
Diode 41 and capacitor 4 by PN junction
2 is the sum of the PN junction capacitance between the substrate and the drain, the drain-gate capacitance, the patch capacitance, the stray capacitance, etc. If this equivalent circuit is replaced with the P gate and N gate of FIG. 7, and the battery is a large capacity capacitor and an ideal power source, the equivalent circuit of this detection method will be as shown in FIG. 15. 43 is a voltage V 0 generated by an external magnetic field or rotor vibration, 44 is a coil that constitutes the motor and has an inductance L Henry, 45 is an internal resistance of the coil rΩ, 47 is a loop changeover switch, 46
is the ON resistance r N Ω of the N gate. However, since it is sufficiently smaller than the value of the coil resistance, this r N Ω is ignored here. 48 is a capacitance parasitic to the N gate and P gate, which is the sum of the parasitic capacitances of the N gate 24 and the P gate 22, and is C farad. 49 is a detection resistor RΩ, 50 and 52 are parasitic diodes between the N gate and P gate substrate and drain, 51 is a driving battery,
In a commonly used silver battery for watches, V D =1.57V. The output voltage of the terminal 53 becomes the detection voltage V R and is input to the voltage detection element. The changeover switch 47 is based on the equivalent circuit shown in Fig. 15.
The response when switching can be theoretically determined. a=1/2(r/L+1/CR), b=r+R/LC
R E=R/R+rV 0 , ω=√| 2 −|,

【式】 とおくと、 a2>bのとき VR=E〔1−{1/ω(a−DL/rb)sinhωt +coshωt}e-at a2=bのとき VR=E{1−{1+at −DL/rbt)e-at} a2<bのとき VR=E〔1−{1/ω(a−DL/rb)sinωt +cosωt}e-at ただし、t0は低抵抗ループの接地時間、tは時
間である。 前記式のVR波形は、第16図Aの様になる。
一実施例にもとづき、このVRを計算してみる
と、L=1ヘンリー,C=75PF,R=150KΩ,
r=2.8KΩ,V0=0.1V,to=∞という条件に於
て、VRのピーク電圧に達成する時間は約
30nsec、このときのピーク電圧は4.2Vとなり、
倍率は約42倍という値になり、アナログ信号の増
幅器を用いなくとも、検出信号の増幅が容易に行
なえることがわかる。 しかしながら、この理論値は、to=∞とし、低
抵抗ループの時間は無限と仮定しているが、実際
には、高抵抗の閉ループと高抵抗の閉ループをス
イツチングする。高抵抗ループで定常電圧となる
時間は比較的早いが、低抵抗の閉ループにスイツ
チングした場合、時定数が大きく、定常電圧にな
る時間が長く必要である。 前述の例にもとずき説明すると、高抵抗による
閉ループの場合には約0.2msecで及VRSはほぼ定
常の電圧となるが、低抵抗ループの場合には、そ
の時定数はτ=L/rで求められ、τ=3.9msec
となり、低抵抗ループを3.9msec続けても、定常
の電圧の63%にしかならない。 この方式を外部磁場検出器として用いるときに
は、増幅率は大きい方が、敏感に検出を行なうこ
とができる。 最も一般に遭遇しやすい交流磁場の周波数は、
商用周波数である50Hzもしくは60Hzであり、その
周期は20msec又は16.7msecであり、この最大強
度の磁界を検出するためには、最適なスイツチン
グ時間が存在する。 第16図Bは、50Hzの交流磁場に対し、前述の
条件のもとに、高抵抗ループ時間0.5msec,低抵
抗ループ時間1.5msecとした場合の図である。こ
の場合の検出信号増幅率は、理論式に於て約15倍
となる。 第16図Cに示す直線57は、上記の示した図
であり、55の直線は、スイツチングなしの場合
のコイルに発生する電圧、56は低抵抗ループ
0.5msec,高抵抗ループ0.5msecをスイツチング
した場合で増幅率は約5倍である。 この様に、商用周波数の交流磁場検出のために
は、高抵抗ループと低抵抗ループスイツチング時
間はあまり長くとれず、その範囲内で検出電圧の
増幅度を上げようとした場合は、高抵抗ループの
時間より低抵抗ループの時間を長くとればよいこ
とがわかる。 以上の説明の通り、回路のスイツチングだけで
検出信号の増幅がなされることから、時計用のC
−MOSIC内には作りにくいアナログ増幅器等が
不要で、基準電圧に対する電圧の高低を判断する
コンパレータで交流磁界の検出ができる。又、そ
の増幅率が、10倍以上とれるため、C−MOSイ
ンパータの閾値電圧での判定ができる様になり、
回路全体の消費電力,回路構成,IC面積の点か
らも有利利になる。 本実施例では、検出用のインピーダンス素子と
して抵抗で説明を行なつたが、キヤパシタンス成
分,インダクタンス成分でも、同様の検出が可能
である。 本実施例では、検出素子は全てC−MOSIC内
に内蔵されているため、低抵抗素子としてはバツ
フアトランジスタという能動素子の非飽和部の特
性を利用している。この様に、インピーダンス素
子で説明してはいるが、この様に能動素子を使用
しても何らさしつかえはない。 ただ、実際に構成する場合は、本発明で用いた
実施例の様に、低抵抗ループはバツフアトランジ
スタのON抵抗、高抵抗ループはIC内の拡散抵
抗、電圧検出素子はC−MOSインバータ又は、
コンパレータというのが一般的であると思われ
る。 又、本発明の説明に、高抵抗ループのときに高
抵抗を接続しているが、この高抵抗は、無限に大
きい値、つまりオープンループとしても良い。こ
の場合でも、バツフアトランジスタに寄生容量が
あり、このキヤパシテイ成分のために、無限に大
きな増幅とはならず、この説明と同様な検出が可
能である。この場合には、回路のタイミング構成
が簡単になるという利点を生ずる。 又、検出抵抗の値が小さい場合は、この方式で
増幅は行なわれない。一般に、コイル抵抗の約5
倍より高い場合に、増幅率が1以上となる。 ロータの回転,非回転の検出として本方式を設
計する際、検出用抵抗16と電圧検出器17の検
出電圧の設定が重要なポイントである。更に、こ
の検出回路は磁場検出と共通して用いるために、
補正駆動方式で駆動するステツプモータに併用し
ても、回路構成上複雑にする要因は少ない。 又、ロータの回転検出での検出抵抗16,検出
器17の設定は、ステツプモータのインダクタン
ス,直流抵抗,磁気回路等から最適値に設定され
る。しかし、磁場検出回路として、できるだけ検
出感度が高い方がステツプモータの駆動に影響を
与えにくくなるため、検出電圧を二通り設定、つ
まり、磁場検出の場合を低く、ロータの回路検出
の場合を高く設定し、この二通りの電圧を切り換
えることにより最適に設定できる。 又、検出抵抗の値を二通り設定し、切り換えて
も良い。このとき、磁場検出の場合には、検出抵
抗の値は大きい程感度は良くなるので、検出抵抗
の値を無限大、つまり、コイルの電圧検出時にオ
ープンループとすることにより、検出抵抗値の二
通りの設定が容易に可能である。 更に、理論式の説明からわかる様に、この検出
方法は、高インピーダンスループと、低インピー
ダンスループのスイツチング時間の比によつて
も、増幅率はコントロール可能であり、磁場検出
のときには、低インピーダンスループの時間を高
インピーダンスループの時間より長くすることに
より、磁場検出感度を上げることができる。この
場合には、検出抵抗,検出電圧の設定等は両者の
検出に共通で良い。 又、できるだけ磁場検出感度を高めたい場合に
は、前記全ての組合わせにより、磁場検出感度は
容易に高めることができる。 また、交流磁場が検出された場合、駆動パルス
は、決定されてしまうため、その後ロータの回転
検出は不要となる。又、この場合、回転検出回路
が働らくと外部磁界の影響で、ロータの振動によ
る誘起電圧が乱され、ロータが回転した場合でも
非回転と判断する恐れがあるため、外部磁界の検
出が行なわれた場合は、回転検出は禁止した方
が、回路の安定性,消費電流の点で良い。 実施例 (3) 実施例(2)で説明した補正駆動方式に於て、通常
駆動パルス幅は固定であつたが、実施例(2)の方式
より更にステツプモータの低消費電力化を図るた
めに、通常駆動パルス幅を回転しうる最低のパル
ス幅で駆動する方法である。 第17図は本実施例での電子時計に用いられて
いるステツプモータの駆動パルス幅とコイルの関
係をとつたグラフである。 固定パルス駆動の場合は、ステツプモータの最
大コイルTqmaxを保証するために駆動パルス幅
はaの点に設定されている。 実施例(2)の様に補正駆動を行なう方法は、Tqc
の点がカレンダ送りに要するコイルとすると、通
常駆動パルスの長さはa2とかa3という長さに設定
される。理由は通常駆動パルスでロータが回転し
きれない時には、更に補正パルス幅が追加される
ため、あまり補正パルスの出現回数が多い場合に
は、両者の消費電力が加算されるため、かえつて
電流が増加するという場合も起こり得る。ところ
が実際にはa0というパルス幅でも無負荷にはロー
タは回転するので、このパルス幅で駆動ができれ
ば更に低消費電流化が可能である。この実施例で
はこの目的で発明されたもので、その動作を第1
8図により説明する。通常はa0のパルス幅で駆動
し、カレンダー負荷等によりa0のパルス幅でロー
タが回転しきれなくなつた場合に、ロータが非回
転であると検出回路が判断し、すぐ補正駆動パル
スで駆動する。このときのパルス幅は一般に第1
7図のaというパルス用が用いられる。そして次
の1秒後の駆動パルス幅はa0よりわずかに長いa1
というパルス幅が通常駆動パルスとして自動的に
設定され、ステツプモータに駆動パルスが印加さ
れる。ところが第17図の例によると、a1でもカ
レンダトルクTqcに達しないため、又ロータは非
回転となり、すぐ補正パルスaで駆動する。そう
すると更に1秒後の通常駆動パルスは自動的にa2
になり、この場合の出力コイルはカレンダトルク
Tqcより大きいため以後毎秒a2というパルス幅で
ステツプモータを駆動する。ところがこのままで
はカレンダ負荷がなくなつた場合でもa2というパ
ルス幅が続き消費電力低減のためには不利である
ため、N秒毎駆動パルスを短かくする回路を付加
することにより、N回a2が連続して出力されたら
a1というパルス幅にもどることになる。さらにa1
がN回連続して出力されるとa0となる。 この様に駆動することにより、従来のステツプ
モータをより低電力で駆動することが可能にな
る。 しかしながら第5図に示す様に、通常駆動パル
ス幅が、短かくなればなる程交流耐磁性が悪化す
るのであるが本発明の実施例からわかる通り、通
常駆動パルスを印加する前に磁場検出装置を動作
させ、磁場内であることを認識したなら、この補
正駆動回路を禁止し、通常駆動パルス幅は第5図
のグラフに示す8の領域のピーク点又は9の領域
の耐磁性最大となる点に設定しておくことによ
り、外部影響に対して止まりにくく、更に時計全
体でみた場合に、低消費電力化が図られ、機械物
部品の増加もなく小型化,薄型化であるばかりで
なく、耐磁構造も強固なものを必要とせずコスト
面でも有利である。 本発明に於て外部磁場として交流磁場に対する
影響を述べてきたが、直流磁場の場合には、本発
明の実施例で述べた方法に於ては、回転,非回転
の判断の誤動作は起きない。理由は交流磁場の場
合は、トランスの効果によりコイルに電圧を生ず
るが、直流磁界ではコイルに電圧を発生しないた
めである。 なお、本発明の説明は一体ステータ型のステツ
プモータでなされたが、一般に用いられている二
体ステータ型ステツプモータ,単相駆動型ステツ
プモータ等,あらゆるステツプモータに於ても同
様な効果が得られる。 第19図Aは本発明の装置を実際の電子時計に
組込んだ例である。 60は地板、61はステツプモータを構成する
コイル、62はステツプモータを構成するステー
タ、63はローラ及び輪列関係のための受であ
る。64は電池、65は水晶振動子、66はIC
が実装され、樹脂モールドされている。回路ブロ
ツクであり、本発明による実施例(1),(2),(3)では
それぞれICが異なるのみである。 第19図Bは、電子時計全体のブロツク図であ
る。発振部90は従来から32768Hzの水晶振動子
が用いられ、分周部91は32768Hzの信号を15段
の分周により1Hzの時計基準信号を作りだす。波
形合成部95は検出,駆動等いろいろなパルス幅
のシーケンスの基になる分周段の各長さのパルス
幅を出力する。制御部92は、実施例(1),(2),(3)
でそれぞれ異なるが、検出信号の有無により、異
なつた駆動パルスを駆動部に印加し、それぞれの
状態にあつたパルス幅でステツプモータ94を駆
動する。 第20図A,Bはブロツク図第19図Bに示し
た制御部92,および駆動回路93a,検出回路
93bより成る駆動・検出部93の回路の一例で
ある。 Pゲート21,22とNゲート23,24は2
組のCMOSインバータを構成していて、互いの出
力端子a,bはステツプモータのコイル20の両
端に接続されると同時に、検出抵抗28,29の
一端に接続されている。検出抵抗28,29の他
端はNゲート25,26のソース入力に接続され
る。電圧比較器30,31の正入力端子は検出抵
抗28,29の一端a,bに、負入力端子は基準
電圧抵抗34の分圧点に、出力端子は共にオアゲ
ート32に接続される。基準電圧抵抗34の一端
はNゲート27を介して接地する。アンドゲート
33の2つの入力端子はオアゲート32の出力と
Nゲート27のゲート端子に接続される。P及び
Nゲート21,22,23,24,25,26,
27のゲート端子101,102,103,10
4,105,106,107及びアンドゲート3
3の出力端子110は制御部92に接続される。 第20図A,Bの同番号の端子はそれぞれ接続
されている。 フリツプフロツプ(以後FFと略す)74は負
エツジトリガタイプであり位相制御端子122か
ら、インバータ(以後NOTと略す)73を介し
て、クロツク入力CLに接続されている。FF74
の出力Qは、アンドゲート(ANDと略す)7
5,AND76に、FF74の出力はAND77,
AND78に入力されている。駆動端子121は
AND75,AND77に入力されている。検出信
号入力端子124は、AND76,AND78に接
続されている。AND75の出力はNOT79を介
して端子109に接続され、又ノアゲート(以後
NORと略す)81に入力される。AND76の出
力は端子105,NOR81に接続される。AND
77の出力はNOT80を介し、端子102,
NOR82に接続されている。NOR81の出力は
端子103に、NOR82の出力は端子104
に、検出信号入力端子124は端子107に接続
される。次に、第20図Bの動作を説明する。位
相制御端子122は、ステツプモータ94に流れ
る電流の方向を反転させる力で、NOT73を介
しているため、正エツジのパルスでステツプモー
タ94に対する駆動パルス,検出パルスの方向を
反転させる。従つて、通常の1秒運針の時計の場
合は1秒パルスが入力される。 FF74の出力Q=“H”(Highレベル電圧の
略)の場合とQ=“L”(Lowレベル電圧の略)の
ときの第20図Bの入力と出力の関係は、次の表
の様になる。
[Formula] When a 2 > b, V R = E[1-{1/ω(a-DL/rb) sinhωt +coshωt}e -at When a 2 = b, V R = E{1- {1+at −DL/rbt)e -at } When a 2 <b, V R = E[1−{1/ω(a−DL/rb) sinωt +cosωt}e −at However, t 0 is the low resistance loop Ground contact time, t is time. The V R waveform of the above equation is as shown in FIG. 16A.
When calculating this V R based on one example, L=1 Henry, C=75PF, R=150KΩ,
Under the conditions r = 2.8KΩ, V 0 = 0.1V, to = ∞, the time to reach the peak voltage of V R is approximately
30nsec, the peak voltage at this time is 4.2V,
The magnification is approximately 42 times, indicating that the detection signal can be easily amplified without using an analog signal amplifier. However, although this theoretical value assumes that to=∞ and that the time of the low resistance loop is infinite, in reality it switches between a high resistance closed loop and a high resistance closed loop. The time it takes to reach a steady voltage in a high resistance loop is relatively quick, but when switching to a low resistance closed loop, the time constant is large and it takes a long time to reach a steady voltage. To explain based on the above example, in the case of a closed loop with high resistance, V RS becomes a nearly steady voltage in about 0.2 msec, but in the case of a low resistance loop, the time constant is τ = L / Determined by r, τ=3.9msec
Therefore, even if the low resistance loop continues for 3.9msec, the voltage will only be 63% of the steady voltage. When this method is used as an external magnetic field detector, the higher the amplification factor, the more sensitive the detection can be. The frequency of the most commonly encountered alternating magnetic field is
The commercial frequency is 50Hz or 60Hz, and the period is 20msec or 16.7msec, and there is an optimal switching time to detect the maximum strength magnetic field. FIG. 16B is a diagram when the high resistance loop time is 0.5 msec and the low resistance loop time is 1.5 msec under the above-mentioned conditions for an alternating current magnetic field of 50 Hz. In this case, the detection signal amplification factor is approximately 15 times the theoretical formula. The straight line 57 shown in FIG.
When switching 0.5 msec and high resistance loop 0.5 msec, the amplification factor is about 5 times. In this way, in order to detect alternating current magnetic fields at commercial frequencies, the high resistance loop and low resistance loop switching time cannot be taken very long, and if you try to increase the amplification of the detection voltage within that range, the It can be seen that the time for the low resistance loop should be longer than the time for the loop. As explained above, since the detection signal is amplified just by switching the circuit,
- There is no need for analog amplifiers, etc., which are difficult to create, inside the MOSIC, and AC magnetic fields can be detected using a comparator that determines whether the voltage is high or low relative to the reference voltage. In addition, since the amplification factor can be increased by more than 10 times, it becomes possible to make a judgment based on the threshold voltage of the C-MOS inverter.
There are also advantages in terms of overall circuit power consumption, circuit configuration, and IC area. Although this embodiment has been described using a resistor as an impedance element for detection, similar detection is possible using a capacitance component or an inductance component. In this embodiment, since all the detection elements are built in the C-MOSIC, the characteristics of the non-saturated portion of an active element called a buffer transistor are used as the low resistance element. Although the explanation has been made using an impedance element, there is no problem in using an active element like this. However, in actual configuration, as in the embodiment used in the present invention, the low resistance loop is the ON resistance of the buffer transistor, the high resistance loop is the diffused resistance in the IC, and the voltage detection element is a C-MOS inverter or ,
A comparator seems to be common. Further, in the description of the present invention, a high resistance is connected in the case of a high resistance loop, but this high resistance may have an infinitely large value, that is, an open loop. Even in this case, there is a parasitic capacitance in the buffer transistor, and due to this capacitance component, infinitely large amplification is not achieved, and detection similar to that described above is possible. In this case, the advantage is that the timing structure of the circuit becomes simple. Further, if the value of the detection resistor is small, amplification is not performed using this method. Generally, about 5 of the coil resistance
When the amplification factor is higher than 1, the amplification factor becomes 1 or more. When designing this method for detecting rotation or non-rotation of the rotor, setting the detection voltage of the detection resistor 16 and voltage detector 17 is an important point. Furthermore, since this detection circuit is used in common with magnetic field detection,
Even when used in conjunction with a step motor driven by a correction drive method, there are few factors that complicate the circuit configuration. Further, the settings of the detection resistor 16 and the detector 17 for detecting the rotation of the rotor are set to optimum values based on the inductance of the step motor, the DC resistance, the magnetic circuit, etc. However, the higher the detection sensitivity of the magnetic field detection circuit, the less it will affect the drive of the step motor, so the detection voltage can be set in two ways: low for magnetic field detection, and high for rotor circuit detection. The optimum setting can be made by setting the voltage and switching between these two voltages. Alternatively, the value of the detection resistor may be set in two ways and switched. At this time, in the case of magnetic field detection, the larger the value of the detection resistor, the better the sensitivity. Therefore, by setting the value of the detection resistor to infinity, that is, in an open loop when detecting the voltage of the coil, the value of the detection resistor can be doubled. street settings are easily possible. Furthermore, as can be seen from the explanation of the theoretical formula, in this detection method, the amplification factor can also be controlled by the ratio of the switching times of the high impedance loop and the low impedance loop, and when detecting a magnetic field, the low impedance loop By making the time longer than the high impedance loop time, magnetic field detection sensitivity can be increased. In this case, the detection resistor, detection voltage settings, etc. may be common to both detections. Furthermore, if it is desired to increase the magnetic field detection sensitivity as much as possible, the magnetic field detection sensitivity can be easily increased by combining all of the above. Further, when an alternating magnetic field is detected, the drive pulse is determined, so that there is no need to detect the rotation of the rotor thereafter. Additionally, in this case, if the rotation detection circuit is activated, the induced voltage due to rotor vibration will be disturbed by the influence of the external magnetic field, and even if the rotor is rotating, it may be determined that it is not rotating, so the detection of the external magnetic field is not performed. In this case, it is better to disable rotation detection in terms of circuit stability and current consumption. Example (3) In the correction drive method explained in Example (2), the normal drive pulse width was fixed, but in order to further reduce the power consumption of the step motor than the method in Example (2). The second method is to normally drive with the lowest pulse width that allows rotation. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the drive pulse width of the step motor used in the electronic timepiece of this embodiment and the coil. In the case of fixed pulse drive, the drive pulse width is set at point a in order to guarantee the maximum coil Tqmax of the step motor. The method of performing correction drive as in Example (2) is based on Tqc
If the point is the coil required for calendar feeding, the length of the drive pulse is usually set to a length of a 2 or a 3 . The reason is that when the rotor cannot fully rotate with the normal drive pulse, a correction pulse width is added, so if the correction pulse appears too many times, the power consumption of both is added, which causes the current to increase. It is also possible that there will be an increase. However, in reality, the rotor rotates under no load even with a pulse width of a 0 , so if the rotor can be driven with this pulse width, it is possible to further reduce current consumption. This embodiment was invented for this purpose, and its operation will be explained first.
This will be explained with reference to FIG. Normally, the drive is performed with a pulse width of a 0 , but if the rotor cannot rotate completely with a pulse width of a 0 due to calendar load, etc., the detection circuit determines that the rotor is not rotating and immediately applies a correction drive pulse. Drive. The pulse width at this time is generally the first
The pulse type a in Fig. 7 is used. And the driving pulse width after the next second is a 1 which is slightly longer than a 0
This pulse width is automatically set as a normal drive pulse, and the drive pulse is applied to the step motor. However, according to the example shown in FIG. 17, even a 1 does not reach the calendar torque Tqc, so the rotor stops rotating and is immediately driven by the correction pulse a. Then, the normal drive pulse after another second will automatically be a 2
In this case, the output coil is the calender torque
Since it is larger than Tqc, the step motor is thereafter driven with a pulse width of a 2 per second. However, as it is, the pulse width of a 2 continues even when the calendar load is removed, which is disadvantageous for reducing power consumption. Therefore, by adding a circuit that shortens the drive pulse every N seconds, the pulse width of a 2 will continue N times. If is output continuously
The pulse width will return to a 1 . Further a 1
When is outputted N times in a row, it becomes a 0 . By driving in this manner, a conventional step motor can be driven with lower power. However, as shown in FIG. 5, the shorter the normal drive pulse width, the worse the AC magnetic resistance becomes. If it is recognized that it is in a magnetic field, the correction drive circuit is prohibited, and the normal drive pulse width is set to the peak point in area 8 or the maximum magnetic resistance in area 9 shown in the graph of Figure 5. By setting the watch to a point, it is difficult to stop due to external influences, and when looking at the watch as a whole, it consumes less power, and it is not only smaller and thinner without increasing the number of mechanical parts. Also, it does not require a strong anti-magnetic structure and is advantageous in terms of cost. In the present invention, we have described the influence on alternating current magnetic fields as external magnetic fields, but in the case of direct current magnetic fields, the method described in the embodiments of the present invention does not cause malfunction in determining rotation or non-rotation. . The reason is that in the case of an AC magnetic field, a voltage is generated in the coil due to the effect of the transformer, but in the case of a DC magnetic field, no voltage is generated in the coil. Although the present invention has been explained using an integral stator type step motor, the same effect can be obtained with any type of step motor, such as a commonly used two-piece stator type step motor or a single-phase drive type step motor. It will be done. FIG. 19A shows an example in which the device of the present invention is incorporated into an actual electronic timepiece. 60 is a base plate, 61 is a coil constituting a step motor, 62 is a stator constituting the step motor, and 63 is a bearing for rollers and a gear train. 64 is a battery, 65 is a crystal oscillator, 66 is an IC
is mounted and resin molded. This is a circuit block, and the only difference in embodiments (1), (2), and (3) of the present invention is the IC. FIG. 19B is a block diagram of the entire electronic timepiece. The oscillator 90 conventionally uses a 32768 Hz crystal oscillator, and the frequency divider 91 divides the 32768 Hz signal in 15 steps to generate a 1 Hz clock reference signal. The waveform synthesis unit 95 outputs pulse widths of each length of the frequency dividing stage, which are the basis of various pulse width sequences for detection, drive, etc. The control unit 92 is configured according to embodiments (1), (2), and (3).
Depending on the presence or absence of a detection signal, different driving pulses are applied to the driving section, and the step motor 94 is driven with a pulse width that corresponds to each state. FIGS. 20A and 20B show an example of the circuit of the drive/detection section 93, which consists of the control section 92, drive circuit 93a, and detection circuit 93b shown in the block diagram FIG. 19B. P gates 21, 22 and N gates 23, 24 are 2
A set of CMOS inverters is constituted, and the output terminals a and b of each are connected to both ends of the coil 20 of the step motor, and at the same time, are connected to one ends of detection resistors 28 and 29. The other ends of the detection resistors 28 and 29 are connected to the source inputs of the N gates 25 and 26. The positive input terminals of the voltage comparators 30 and 31 are connected to one ends a and b of the detection resistors 28 and 29, the negative input terminals are connected to the voltage dividing point of the reference voltage resistor 34, and the output terminals are both connected to the OR gate 32. One end of the reference voltage resistor 34 is grounded via the N gate 27. The two input terminals of the AND gate 33 are connected to the output of the OR gate 32 and the gate terminal of the N gate 27. P and N gates 21, 22, 23, 24, 25, 26,
27 gate terminals 101, 102, 103, 10
4, 105, 106, 107 and and gate 3
The output terminal 110 of No. 3 is connected to the control section 92 . Terminals with the same numbers in FIGS. 20A and 20B are connected, respectively. A flip-flop (hereinafter abbreviated as FF) 74 is of a negative edge trigger type, and is connected from the phase control terminal 122 to a clock input CL via an inverter (hereinafter abbreviated as NOT) 73. FF74
The output Q of is an AND gate (abbreviated as AND) 7
5, AND76, the output of FF74 is AND77,
It is input to AND78. The drive terminal 121 is
It is input to AND75 and AND77. The detection signal input terminal 124 is connected to AND76 and AND78. The output of AND75 is connected to terminal 109 via NOT79, and is also connected to the NOR gate (hereinafter referred to as
(abbreviated as NOR) 81. The output of AND76 is connected to terminal 105 and NOR81. AND
The output of 77 is sent to terminals 102 and 102 via NOT80.
Connected to NOR82. The output of NOR81 is on terminal 103, and the output of NOR82 is on terminal 104.
In addition, the detection signal input terminal 124 is connected to the terminal 107. Next, the operation in FIG. 20B will be explained. The phase control terminal 122 is a force that reverses the direction of the current flowing to the step motor 94, and since it is connected to the NOT 73, the direction of the drive pulse and detection pulse to the step motor 94 is reversed with a positive edge pulse. Therefore, in the case of a normal 1-second movement clock, a 1-second pulse is input. The relationship between the input and output in Figure 20B when the output Q of FF74 is "H" (abbreviation for high level voltage) and when Q = "L" (abbreviation for low level voltage) is as shown in the following table. become.

【表】【table】

【表】 表2の出力信号が第20図Aの回路に入力され
ると、端子121=“L”,端子124=“L”の
とき、Nゲート23,24がONし、低インピー
ダンスのループができる。 又、Q=“H”に於て、端子121=“H”,端
子124=“L”のときは、Pゲート21とNゲ
ート24がONし、コイル20に電流が流れ、ス
テツプモータ94は回転する。次に、端子121
=“L”,端子124=“H”のときは、Nゲート
25,Nゲート24がONするため、ループの中
に検出抵抗28が挿入されるため、高インピーダ
ンスのループとなる。更にこのとき、Nゲート1
07がONするため、電圧比較回路30,31の
負入力に基準電圧が印加され、ロータの回転,非
回転もしくは交流磁場の検出信号が、端子110
に出力される。 第21図は、前記の実施例(1)及び実施例(2)の制
御部92の一実施例である。 第21図Aは、波形合成部95から出力され、
制御部92に入力される波形を示しており、その
波形合成は一般のゲート回路で構成される。 PD1は、通常駆動パルスであり、3.9msecであ
る。PD2は通常駆動パルス3.9msecで負荷が出力
トルクより大きく、ロータが非回転であつた場合
に補正駆動を行なうためのパルスで7.8msecであ
る。PD3は交流磁場内であると検出した場合に耐
磁性が最も良くなる様に選ばれたパルス幅であ
り、ここでは15.6msecで強制駆動を行なう。 PS1は実施例(1)では不要であり、実施例(2)では
図に示す検出用のパルスとなる。 PS2はロータの回転,非回転を検出する区間を
指定するための信号である。 第21図Aの各々のパルスが第21図Bの入力
に入力される。端子140にはPD3,端子142
はPS2,端子143はPD1,端子144はPD2
端子145はPS1が入力され、端子141には検
出回路からの出力信号が入力される。 端子141はAND156を介してSR−FF15
0のS入力,AND152に接続される。端子1
42はNOT157を介してAND156に入力さ
れるとともにAND152の入力に接続され、
AND152の出力はSR−FF151のS入力に接
続される。端子143はSR−FF151のR入
力,オアゲート(以後ORと略す)154に接続
される。SR−FF151の出力は、AND153
に接続され、出力はOR154に入力され、OR1
54の出力はAND・OR155に入力される。SR
−FF150の出力Q,はAND・OR155に
接続されAND・OR155の出力は、駆動パルス
出力端子146に接続される。 又、FF150のは、AND157に入力され
る端子145は、AND157を介し端子147
に出力され、磁界が検出されたならFF150が
直ちにセツトされ、全ての検出は禁止される。 通常の動作では、外部の交流磁場はないので、
交流磁場検出回路からの出力はなくSR−FF15
0はセツトされない。従つてOR154を介して
D13.9msecが端子146に出力される。その
後、ロータの回転信号が端子141に入力される
と、SR−FF151がセツトされ、=“L”と
なるため、PD2=7.8msecは端子146に出力さ
れない。ところが、ロータが非回転である場合に
は端子141に信号が入つてこないため、SR−
FF151はセツトされず、=“H”となつてい
る。このため、AND153,OR154,AND・
OR155を介して端子146にPD2=7.8msec
が出力される。 次に時計が交流磁場に遭遇すると、端子141
に検出信号が入力されるため、SR−FF150が
セツトされ、Q=“H”となるため、AND・OR
を介して端子140の信号15.6msecが端子14
6に出力される。 端子146は駆動回路の入力端子121と接続
され、端子147は駆動回路の端子124に入力
され、ステツプモータは、15.6msecの強制駆動
が行なわれる。 次に、実施例(3)の回路例を第22図Bに示す。 第22図Aは、第17図に示した特性をもつス
テツプモータに基ずき設計された制御部92の例
であり、第19図に示す波形合成回路95から第
22図Aに示すタイムチヤートの波形が出力され
ている。波形合成回路95は、分周部91より出
力される信号にゲート回路を適宜組合せ構成され
ている。 第22図Aに示すタイムチヤートの説明をす
る。 Pa0=2.4msec,Pa1=2・9msec,Pa2=3・
4msec,Pa3=3・9msec,は通常駆動パルスで
あり、このうち一つが、ステツプモータの負荷に
応じて自動的に選択され、これが通常駆動パルス
D1となる。PD2は通常駆動パルスPD1で非回転
であつた場合、再駆動するための補正パルスであ
り、7.8msecで最大トルクを保証する。 PD3は時計が磁場内に遭遇したと判断した場合
に、最も外部磁場に対して強くなるパルス幅に設
定され、ここでは15.6msecとなつている。 PS1は検出用の入力パルスであり、交流磁場検
出の場合には“L”=0.5msec,“H”=1.5msecの
デユーテイ1:3となつており、ロータ回転検出
時には、0.5msecでデユーテイ1:1となつてい
る。PS2はロータの回転,非回転を検出する時間
を示定するためのパルスであり、通常駆動パルス
D1印加後9・8msec,から検出を開始し、パル
ス幅は11.7msecとなつている。 以上の波形合成部95からの出力が、第20図
Bの端子に接続される。 Pa0は端子174,Pa1は端子175,Pa2
端子176,Pa3は端子177,PD2は端子17
3,PD3は端子170,PS1は端子168,PS2
は端子172にそれぞれ接続され、端子171は
検出部からの検出出力が入力され、端子178は
駆動部93の回路図第20図Bの端子121に、
端子169は第20図Bの端子124に接続され
る。 端子170,端子171,端子172,端子1
73,AND183,NOT184,AND185,
SR−FF180,SR−FF181,AND・OR1
82,AND200,AND201の構成ならびに
動作は、第21図Bと全く同じであるので、ここ
では説明を省略する。 OR204,AND205,AND206,OR2
07,FF202,FF203は、2ビツトのアツ
プ・ダウンカウンタを構成しており、AND20
0からの入力はアツプ入力であり、AND186
からの入力はダウンカウントであり、このカウン
タ出力はFF202,FF203のそれぞれの出力
Q0,Q1とする。アツプ・ダウンカウンタの出力
はデコーダ189に接続され、デコーダの出力P
D1が、次の表になる様に構成されている。
[Table] When the output signal in Table 2 is input to the circuit in FIG. I can do it. Also, when Q = "H", terminal 121 = "H" and terminal 124 = "L", P gate 21 and N gate 24 are turned on, current flows through coil 20, and step motor 94 is turned on. Rotate. Next, terminal 121
When the terminal 124 is "L" and the terminal 124 is "H", the N gates 25 and 24 are turned on, and the detection resistor 28 is inserted into the loop, resulting in a high impedance loop. Furthermore, at this time, N gate 1
07 is ON, the reference voltage is applied to the negative inputs of the voltage comparison circuits 30 and 31, and the detection signal of rotor rotation, non-rotation, or AC magnetic field is output to the terminal 110.
is output to. FIG. 21 shows an example of the control section 92 of the above embodiment (1) and embodiment (2). 21A is output from the waveform synthesis section 95,
It shows a waveform input to the control unit 92, and its waveform synthesis is performed by a general gate circuit. P D1 is a normal drive pulse and is 3.9 msec. P D2 is a normal drive pulse of 3.9 msec, and is a pulse of 7.8 msec for performing correction drive when the load is larger than the output torque and the rotor is not rotating. P D3 is a pulse width selected to provide the best anti-magnetic property when it is detected to be in an alternating magnetic field, and here, forced driving is performed at 15.6 msec. P S1 is unnecessary in the embodiment (1), and serves as a detection pulse shown in the figure in the embodiment (2). P S2 is a signal for specifying an interval for detecting rotation or non-rotation of the rotor. Each pulse of FIG. 21A is input to the input of FIG. 21B. Terminal 140 has P D3 , terminal 142
is P S2 , terminal 143 is P D1 , terminal 144 is P D2 ,
P S1 is input to the terminal 145, and an output signal from the detection circuit is input to the terminal 141. Terminal 141 is connected to SR-FF15 via AND156
S input of 0, connected to AND152. Terminal 1
42 is input to AND156 via NOT157 and is connected to the input of AND152,
The output of AND152 is connected to the S input of SR-FF151. The terminal 143 is connected to the R input of the SR-FF 151 and an OR gate (hereinafter abbreviated as OR) 154. The output of SR-FF151 is AND153
The output is input to OR154, and the output is connected to OR1.
The output of 54 is input to AND/OR 155. S.R.
The output Q of the -FF 150 is connected to the AND/OR 155, and the output of the AND/OR 155 is connected to the drive pulse output terminal 146. Also, in the FF150, the terminal 145 input to AND157 is connected to the terminal 147 via AND157.
If a magnetic field is detected, FF 150 is immediately set and all detection is prohibited. In normal operation, there is no external alternating magnetic field, so
There is no output from the AC magnetic field detection circuit and SR-FF15
0 is not set. Therefore, P D1 3.9 msec is output to terminal 146 via OR 154. Thereafter, when the rotor rotation signal is input to the terminal 141, the SR-FF 151 is set and becomes "L", so that P D2 =7.8 msec is not output to the terminal 146. However, when the rotor is not rotating, no signal is received at terminal 141, so SR-
FF151 is not set and is at "H". Therefore, AND153, OR154, AND・
P D2 =7.8msec to terminal 146 via OR155
is output. The next time the watch encounters an alternating magnetic field, terminal 141
Since the detection signal is input to SR-FF150 is set and Q=“H”, AND/OR
The signal of 15.6 msec at terminal 140 is sent to terminal 14 through
6 is output. Terminal 146 is connected to input terminal 121 of the drive circuit, terminal 147 is input to terminal 124 of the drive circuit, and the step motor is forcedly driven for 15.6 msec. Next, a circuit example of the embodiment (3) is shown in FIG. 22B. FIG. 22A is an example of a control section 92 designed based on a step motor having the characteristics shown in FIG. 17, and the time chart shown in FIG. waveform is output. The waveform synthesis circuit 95 is configured by appropriately combining the signal output from the frequency dividing section 91 with a gate circuit. The time chart shown in FIG. 22A will be explained. P a0 = 2.4 msec, P a1 = 2・9 msec, P a2 = 3・
4 msec, P a3 =3.9 msec, are normal drive pulses, and one of these is automatically selected depending on the load of the step motor, and this becomes the normal drive pulse P D1 . P D2 is a correction pulse for re-driving when there is no rotation with the normal drive pulse P D1 , and guarantees maximum torque in 7.8 msec. P D3 is set to a pulse width that is strongest against an external magnetic field when it is determined that the watch has encountered a magnetic field, and is set to 15.6 msec here. P S1 is an input pulse for detection, and in the case of AC magnetic field detection, the duty is 1:3 with "L" = 0.5 msec and "H" = 1.5 msec, and when rotor rotation is detected, the duty is 0.5 msec. The ratio is 1:1. P S2 is a pulse for indicating the time for detecting rotation or non-rotation of the rotor, and detection normally starts 9.8 msec after the application of the drive pulse P D1 , and the pulse width is 11.7 msec. The output from the waveform synthesis section 95 described above is connected to the terminal shown in FIG. 20B. P a0 is terminal 174, P a1 is terminal 175, P a2 is terminal 176, P a3 is terminal 177, P D2 is terminal 17
3, P D3 is terminal 170, P S1 is terminal 168, P S2
are respectively connected to the terminal 172, the detection output from the detection section is input to the terminal 171, and the terminal 178 is connected to the terminal 121 of the circuit diagram of the drive section 93 in FIG. 20B.
Terminal 169 is connected to terminal 124 of FIG. 20B. Terminal 170, terminal 171, terminal 172, terminal 1
73, AND183, NOT184, AND185,
SR-FF180, SR-FF181, AND・OR1
The configurations and operations of 82, AND200, and AND201 are exactly the same as those in FIG. 21B, so their explanations will be omitted here. OR204, AND205, AND206, OR2
07, FF202, FF203 constitute a 2-bit up/down counter, and AND20
Input from 0 is up input, AND186
The input from is a down count, and the output of this counter is the output of each of FF202 and FF203.
Let Q 0 and Q 1 be. The output of the up/down counter is connected to a decoder 189, and the output of the decoder P
D1 is configured as shown in the table below.

【表】 デコーダ189で出力された通常駆動パルス
は、第21図Bで説明した通常駆動パルスと同等
であり、OR201,RS−FF181に入力され
る。 又、通常パルスPD1で駆動中検出信号の入力を
禁止するため、NOT208を介しAND209に
入力し、PS1の出力は通常駆動パルス印加時には
端子169には現われない。 又、AND209の出力は、AND210を介し
端子169に出力されているため、交流磁界を検
出したなら直ちに全ての検出は禁止される。 又、Pa0と通常駆動パルスPD1は、イクスクル
−シブノア188に入力され、PD1=Pa0のとき
には入力を禁止し、PD1≠Pa0のときN進カウン
タ187に毎秒入力される。N進カウンタ187
が、Nを数え終えたときN進カウンタ187の出
力は“H”となり、PD1と同期した信号がOR2
04に入力されるため、アツプ・ダウンカウンタ
はダウンカウントされる。 又、ロータが非回転であつた場合AND200
にPD2が出力され、アツプ・ダウンカウンタはア
ツプカウントするため、PD1の長さは、Pa0→Pa
,Pa1→Pa2,Pa2→Pa3という様に変化する。 以上、本発明の構成によれば、本発明を電子時
計に採用する際、低消費電流化の駆動方法い用い
られるロータの回転・非回転検出装置と磁場検出
装置が同じ構成であり、しかも検出のための要素
が、全て従来から用いられてきた部品を使用し、
回路部分は容易に集積回路内に構成可能なもので
あるため、コストアツプの要因がわずかにチツプ
サイズの点だけである。しかし、チツプサイズな
らびに、ICのコストは、技術革新と共に下がる
一方であるため、不利にはならない。それに対
し、低消費電力駆動方式であるため、同じ電池寿
命に対して電池容量を下げることができ、電池サ
イズの小型化が図ることができ。更に、外部磁界
に対しても止まりにくいため、耐磁構造も強固な
ものを必要とせず、又、耐磁構造そのものを不要
とすることもでき、電子時計の小型化,薄型化,
ローコスト化,高品質等,全ての面で効果を有す
る。
[Table] The normal drive pulse output by the decoder 189 is equivalent to the normal drive pulse explained in FIG. 21B, and is input to the OR 201 and RS-FF 181. In addition, in order to prohibit the input of the driving detection signal with the normal pulse P D1 , it is input to the AND 209 via the NOT 208, and the output of P S1 does not appear at the terminal 169 when the normal driving pulse is applied. Further, since the output of AND 209 is outputted to terminal 169 via AND 210, all detections are immediately inhibited as soon as an alternating magnetic field is detected. Further, P a0 and the normal drive pulse P D1 are input to the exclusive NOR 188, and input is prohibited when P D1 =P a0 , and input to the N-ary counter 187 every second when P D1 ≠ P a0 . N-ary counter 187
However, when it finishes counting N, the output of the N-ary counter 187 becomes "H", and the signal synchronized with P D1 becomes OR2.
04, the up/down counter is counted down. Also, if the rotor is not rotating, AND200
Since P D2 is output and the up/down counter counts up, the length of P D1 is P a0 → P a
1 , P a1 → P a2 , P a2 → P a3 . As described above, according to the configuration of the present invention, when the present invention is applied to an electronic watch, the rotor rotation/non-rotation detection device used in the drive method for reducing current consumption and the magnetic field detection device have the same configuration, and All the elements used are conventionally used parts,
Since the circuit portions can be easily configured into integrated circuits, the only cost increase is due to chip size. However, chip size and IC costs continue to decline as technology advances, so this is not a disadvantage. On the other hand, since it uses a low power consumption driving method, the battery capacity can be lowered for the same battery life, and the battery size can be reduced. Furthermore, since it is difficult to stop even when exposed to external magnetic fields, there is no need for a strong anti-magnetic structure, and the anti-magnetic structure itself can be eliminated, allowing electronic watches to be made smaller, thinner,
It is effective in all aspects, including lower costs and higher quality.

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

第1図A,B…従来の電子時計用ステツプモー
タの斜視図と駆動パルス波形図、第2図…磁心と
磁界の様子を示す平面図、第3図…ステツプモー
タの電流波形図、第4図A,B…本発明による駆
動回路及び検出回路図、第5図…交流耐磁性とパ
ルス幅の特性図、第6図…従来の補正パルス方式
駆動パルスの波形図、第7図…本発明の駆動・検
出回路図、第8図…第7図の各点に於ける信号の
一実施例を示すタイムチヤート、第9図…第7図
の各点に於ける信号の他の実施例を示すタイムチ
ヤート、第10図…検出電圧とロータ回転角との
対応を示す図、第11図…ロータの回転時、非回
転時の検出電圧とロータ回転角の違いを示す図、
第12図…本発明に係わる検出電圧波形図、第1
3図…Nチヤンネルトランジスタのシンボル、第
14図…Nチヤンネルトランジスタの等価回路、
第15図…本発明に係わる検出回路の等価回路、
第16図A…第12図に示す電圧波形の先端拡大
図、第16図B…本発明に係わる交流磁場におけ
る検出電圧波形図、第16図C…本発明に係わる
スイツチング効果を示す検出電圧特性図、第17
図…パルス幅に対するトルクの特性図、第18図
…本発明に係わる補正駆動方式駆動パルスの波形
図、第19図A…電子時計の平面図、第19図B
…本発明による電子時計のブロツク図、第20図
A…第19図Bに於ける駆動検出部の回路図、第
20図B…第19図Bに於ける制御部の一実施例
を示す回路図、第21図A…第19図Bに於ける
波形合成部の出力の一実施例を示すタイムチヤー
ト、第21図B…第21図Aを入力とする制御部
の一実施例を示す回路図、第22図A…第19図
Bに於ける波形合成部の出力の他の実施例を示す
タイムチヤート、第22図B…第22図Aを入力
とする制御部の一実施例を示す回路図。 1…ステータ、2…ロータ、3…コイル、1
6,29…検出抵抗、6,17,30,31…電
圧比較器、34…基準電圧発生装置、90…分周
部、91…波形合成部、92……制御部、93…
駆動・検出部、93a…駆動回路、93b…検出
回路、94…ステツプモータ。
Figures 1A and B...A perspective view and drive pulse waveform diagram of a conventional step motor for electronic watches, Figure 2...A plan view showing the state of the magnetic core and magnetic field, Figure 3...A current waveform diagram of the step motor, Figure 4 Figures A, B...Driving circuit and detection circuit diagram according to the present invention, Figure 5...Characteristic diagram of AC magnetic resistance and pulse width, Figure 6... Waveform diagram of conventional correction pulse type drive pulse, Figure 7...Invention 8. A time chart showing an example of the signal at each point in FIG. 7. FIG. 9... Another example of the signal at each point in FIG. 7. Figure 10: A diagram showing the correspondence between the detected voltage and the rotor rotation angle; Figure 11: A diagram showing the difference between the detected voltage and the rotor rotation angle when the rotor is rotating and when it is not rotating.
Fig. 12...Detection voltage waveform diagram according to the present invention, first
Figure 3...Symbol of N-channel transistor, Figure 14...Equivalent circuit of N-channel transistor,
FIG. 15: Equivalent circuit of the detection circuit according to the present invention,
Fig. 16A: An enlarged view of the tip of the voltage waveform shown in Fig. 12, Fig. 16B: Detected voltage waveform diagram in an alternating current magnetic field according to the present invention, Fig. 16 C: Detected voltage characteristics showing the switching effect according to the present invention Figure, No. 17
Fig. 18: Waveform diagram of the drive pulse of the corrected drive system according to the present invention, Fig. 19A: Plan view of the electronic timepiece, Fig. 19B
...Block diagram of the electronic timepiece according to the present invention, FIG. 20A...Circuit diagram of the drive detection section in FIG. 19B, FIG. 20B...Circuit showing one embodiment of the control section in FIG. 19B 21A...A time chart showing an example of the output of the waveform synthesis section in FIG. 19B, FIG. 21B...A circuit showing an example of the control section that receives the input of FIG. 21A. 22A...A time chart showing another embodiment of the output of the waveform synthesis section in FIG. 19B, FIG. 22B...Showing an embodiment of the control section that receives FIG. 22A as input. circuit diagram. 1... Stator, 2... Rotor, 3... Coil, 1
6, 29... Detection resistor, 6, 17, 30, 31... Voltage comparator, 34... Reference voltage generator, 90... Frequency dividing section, 91... Waveform synthesis section, 92... Control section, 93...
Drive/detection section, 93a... Drive circuit, 93b... Detection circuit, 94... Step motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ロータとステータとコイルよりなるステツプ
モータと、前記ステツプモータに対して所定の実
効電力を有する駆動パルスを供給する駆動回路
と、前記ステツプモータのコイルを含む閉ループ
を形成して前記駆動パルス印加後のロータの動作
により前記閉ループに誘起される電圧値から前記
ロータの回転・非回転を検出するとともに外部磁
界により前記閉ループに誘起される電圧値から外
部磁界の有無を検出して各検出信号を出力する検
出手段と、前記検出手段から出力された前記ロー
タの非回転を検出した検出信号により前記駆動回
路に補正駆動パルスを供給するとともに、外部磁
界を検出した検出信号により前記駆動パルスより
大なる実効電力を有する駆動パルスを前記駆動回
路に供給する制御回路とを備えたことを特徴する
電子時計。 2 特許請求の範囲第1項において、前記検出手
段は駆動コイルを含む第1の閉ループを形成する
ゲート回路の他に、駆動コイル及び高インピーダ
ンス素子を直列に含む第2の閉ループを形成する
ゲート回路を含む電子時計。 3 特許請求の範囲第2項において、前記検出手
段は第1の閉ループと第2の閉ループを交互に切
り換えられる電子時計。
[Scope of Claims] 1. A step motor comprising a rotor, a stator, and a coil, a drive circuit that supplies a drive pulse having a predetermined effective power to the step motor, and a closed loop including the coil of the step motor. detects rotation or non-rotation of the rotor from a voltage value induced in the closed loop by the operation of the rotor after applying the drive pulse, and detects the presence or absence of an external magnetic field from the voltage value induced in the closed loop by an external magnetic field. a detection means for outputting each detection signal using a detection means; An electronic timepiece comprising: a control circuit that supplies a drive pulse having a larger effective power than a drive pulse to the drive circuit. 2. In claim 1, the detection means includes, in addition to a gate circuit forming a first closed loop including a drive coil, a gate circuit forming a second closed loop including a drive coil and a high impedance element in series. including electronic clocks. 3. The electronic timepiece according to claim 2, wherein the detection means is alternately switched between a first closed loop and a second closed loop.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52119268A (en) * 1976-03-30 1977-10-06 Seiko Epson Corp Step motor for electronic wristwatch
JPS5372112A (en) * 1976-12-08 1978-06-27 Seiko Instr & Electronics Ltd Drive circuit for step motor

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