JPS6236192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は時計の電子アラーム音発生回路、特に
周期的に発音強度が減衰変化する電子アラーム音
発生回路の改良に関するものである。

近年の時計の電子化に伴い、目覚用アラームに
も電子アラームが用いられ、この様な電子アラー
ム音に変化を持たせ或いは従来の打鈴機構による
ベル音に近似させるアラーム音を得る為には周期
的に減衰変化するアラーム音発生回路が要望され
る。

従来この様な周期的な減衰変化音を得る為に
は、通常の場合発音回路に抵抗とコンデンサから
成る充放電回路を組込み、その充放電作用を用い
て発音強度を変化させていた。しかしながら、こ
の従来装置では、抵抗或いはコンデンサの特性に
よつて減衰変化の大きさが変動し、又特性のばら
つきに起因して一定の周期的な減衰変化特性が得
られないという欠点があつた。又、前記抵抗或い
はコンデンサはIC化されたアラーム音発生回路
に外付け接続しなければならず、装置が大型化し
又コストが上昇するという欠点を有していた。

更に、従来の他の装置として、発音信号のパル
スデユーテイ比を変化させる装置が提案されてい
るが、この従来装置では発音強度の変化を細かく
段階的に制御するためには極めて複雑な回路構成
が必要とされるという欠点を有していた。また、
従来装置では、これらの減衰変化する発音強度を
アラーム時刻からのアラーム作動の経過に伴つて
変化させ、これによつて、アラーム作動開始初期
においては比較的静かな作用を行い、順次これを
変化させ発音強度の増大によつて確実な目覚し効
果を得ることができる装置が得られないという問
題があつた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、発音強度を周期的に減衰変化
させかつこの発音強度をアラーム作動の経過とと
もに増大変化することができ、更にIC回路に一
体組込可能な小型低コストの電子アラーム音発生
回路を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、所定周
波数の基準信号を出力する基準信号発生器と、 この基準信号を分周して複数の異なる周波数の
分周信号を出力する分周回路と、 この分周回路から出力されたいずれかの分周信
号を計数して指示時刻を表示する時刻表示機構
と、 この時刻表示機構にて表示された指示時刻が予
め設定された時刻に合致したときに報知信号を出
力する報知回路と、 この報知回路からの報知信号発生時から一定時
間経過毎に複数段階の異なる発音強度信号を順次
出力する発音強度切替回路と、 この発音強度切替回路から出力される発音強度
切替信号によつて報知信号発生時から各経過時間
段階毎に周波数が増加する分周信号を選択するア
ンドゲート群と、複数段縦列接続され各経過時間
段階毎に選択された周波数の分周信号をクロツク
入力として各出力が順次反転制御されるFF群か
ら成るシフトレジスタとを含み、該シフトレジス
タの各FF出力端子に経過時間段階が進むにした
がつて繰返し周期が短くなる周期的な減衰制御信
号を出力する減衰制御回路と、 前記発音強度切替回路から出力される発音強度
切替信号に応じて各経過時間段階毎に前記減衰制
御回路から出力される減衰制御信号を順次FF出
力の後側段から前側段へ移行選択して発音期間選
択信号として出力する発音期間選択回路と、 一端が電源に接続され、互いに並列に横一列に
配列されオン抵抗が順次前側段から後側段に増加
するMOSトランジスタ群と、各MOSトランジス
タのゲート端子に出力端子が接続され入力端子に
前記分周回路からの可聴周波数信号が入力するア
ンドゲート群と、を含み前記減衰制御回路から出
力される減衰制御信号と前記発音期間選択回路か
ら出力される発音期間選択信号とが前記アンドゲ
ート群のゲート入力に出力され、報知信号発生時
からの経過時間段階毎に発音期間選択信号により
順次繰返し周期が短縮されかつ該繰返し周期内で
のオン時間の割合が長く更にオン可能となる
MOSトランジスタを後側段から前側段へ増やし
かつ減衰制御信号にてMOSトランジスタをオン
作動制御しMOSトランジスタのオン抵抗値の総
計が各繰返し周期内で順次大きくなるように選択
的に切替制御される第１及び第２の減衰変調回路
と、 この第１及び第２の減衰制御回路に設けられて
いるMOSトランジスタ群の他端に接続され、
MOSトランジスタのオン抵抗に対応した発音強
度で発音作用を行う発音回路と、 を含むことを特徴とする。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第１図には本発明に係る電子アラーム音発生回
路の好適な実施例が示され、電子目覚時計に本発
明の回路が組み込まれており、電子目覚時計は水
晶発振器などの基準信号発生器１０、基準信号を
所望周波数のパルスに分周する分周回路１２、１
〜２Hzの駆動パルスを整形する波形整形回路１
４、増幅器を含む駆動回路１６、時計用同期モー
タ１８を含み、モータ１８の駆動力が時刻指示針
の固定される輪列２０に伝達されている。また、
時計装置にはアラーム機構を作動させるためのア
ラームオンオフスイツチ２２及びアラームスイツ
チ２４が設けられ、アラームオンオフスイツチ２
２は使用者の手動によつてオンオフ制御され、ア
ラーム機構を有効或いは無効とし、またアラーム
スイツチ２４は前記時計輪列２０と連動して所望
のアラーム設定時刻にオン作動してアラーム作動
を行なわせることができる。すなわち、前記両ス
イツチ２２，２４がアラーム設定時刻にてオン作
動されると、波形整形用のフリツプフロツプ
（FF）２６のリセツト状態が解除され、分周回路
１２からの同期信号に同期してアラームトリガ信
号ＡがFF２６のＱ端子から出力される。

本発明においては、周期的に発音強度が減衰変
化するアラーム音を得るために、分周回路１２か
ら出力される可聴周波数信号を周期的に減衰変調
して発音作用を行い、この発音作用は発音回路３
０により行われ、実施例における発音回路３０は
スピーカ３２及び該スピーカ３２に駆動電流を供
給する駆動トランジスタ３４から成る。そして、
前記発音回路３０に所定の周期的に発音強度が減
衰変化しまたその発音強度がアラーム作動の経過
とともに増加するように変化する駆動信号を供給
するため、減衰変調回路３６が設けられており、
実施例では、該減衰変調回路３６に２種類の異な
る可聴周波数信号f₄，f₅が供給されている。

前記減衰変調回路３６の減衰作用を制御するた
めに減衰制御回路３８が設けられており、周期的
な減衰制御信号Ｋにより減衰変調が制御され、ま
たこの周期的な減衰制御信号の周期をアラーム作
動の経過に従つて変化させるために減衰制御回路
３８には前記分周回路１２から周期の異なるパル
ス信号f₁，f₂，f₃，f₄が供給されている。

また、発音回路３０の発音期間をアラーム作動
の経過とともに段階的に変化させるために発音期
間選択回路４０が設けられており、アラーム作動
の開始初期においては短期間の選択信号が、また
アラーム作動の経過とともにこの期間を順次増加
させた選択信号Ｓが前記減衰変調回路３６に供給
される。

そして、本発明においては、前記減衰制御回路
３８の減衰変化周期及び発音期間選択回路４０の
発音期間をアラーム作動の経過とともに変化させ
るために発音強度切替回路４２が設けられ、実施
例においては、アラーム作動開始から８秒毎に３
段階の異なる発音強度信号Ｈ，Ｉ，Ｊが両回路３
８，４０に供給され、またこの３段階が完了した
24秒以降においては最も大きな強度の発音を行う
ための制御信号Ｇが両回路３８，４０に供給さ
れ、これによつて、減衰制御回路３８の減衰周期
を順次段階的に短く制御し、また発音期間選択回
路４０の発音期間を順次増加制御する作用が行わ
れる。この発音強度切替のため、発音強度切替回
路４２からは信号Ｃが減衰変調回路３６へ供給さ
れ、また減衰制御回路３８からは前記減衰制御信
号Ｋの反転信号が発音期間選択回路４０に供給
されている。

そして、発音強度切替回路４２へは分周回路１
２から１Hzのパルス信号が供給され、また前記ア
ラーム時刻を検出するFF２６からはアラームト
リガ信号の反転信号Ｂが切替回路４２へ供給さ
れ、この反転信号Ｂは同様に発音期間選択回路４
０へも供給されている。そして、アラームトリガ
信号Ａは前記減衰制御回路３８に供給されてい
る。

第２図には発音強度を段階的に切替える前述し
た発音強度切替回路４２の具体的な回路構成が示
され、またそのタイミングチヤートが第３図に示
されている。

切替回路４２は６段の縦列接続されたFF４４
−１〜４４−６とこれらFF４４の出力を組合せ
るアンドゲート４６，４８そしてインバータ５
０，５２，５４から成る。初段FF４４−１のク
ロツク入力には分周回路１２から１Hzのパルス信
号が供給され、FF群によつて順次この１Hzパル
スが分周及び反転制御される。アラーム時刻t₁に
おいて前記目安用のFF２６からはアラームトリ
ガ反転信号Ｂが出力され、これによつて、FF４
４のリセツトが解除され、前記分周及び反転作用
が開始される。初段FF４４−１の出力Ｃは前記
減衰変調回路３６に供給されこれは２秒のパルス
周期を有するため、これにより後述するように減
衰変調回路３６は１秒間の発音可能期間とこれに
続く１秒間の休止期間を形成することができる。

FF４４−２、FF４４−３によつて分周された
出力Ｄは次段の３個のFF４４−４，４４−５，
４４−６のクロツク入力を形成し、これにより、
各FFからは順次時刻t₁₀すなわちアラーム時刻t₁
から８秒経過後の時刻に「Ｈ」となる信号Ｅそし
て更に８秒経過後の時刻t₂₀にて「Ｈ」となる信
号Ｆ更に８秒経過後の時刻t₃₀にて「Ｈ」となる
信号Ｇをそれぞれ出力する。更にこれらの信号は
それぞれ信号Ｅがインバータ５０により反転して
信号Ｈとなり、また信号Ｆはインバータ５２によ
り反転された後信号Ｅとアンドゲート４６で組合
されて信号Ｉとなり、更に信号Ｇは直接またイン
バータ５４とアンドゲート４８を介して信号Ｆと
組合されて信号Ｊとして出力され、これにより、
第３図の斜線で示されるようにアラーム時刻t₁か
ら各８秒毎に３段階に分けられた切替信号Ｈ，
Ｉ，Ｊとしてまたt₃₀以降は切替信号Ｇとして前
述した減衰制御回路３８及び発音期間選択回路４
０に出力される。従つて、本実施例においては、
アラーム時刻t₁から８秒毎に３段階の異なる切替
信号Ｈ，Ｉ，Ｊが出力され、更にアラーム時刻t₁
から24秒経過後のt₃₀からは信号Ｇが切替信号と
して出力され、これら各切替信号により発音強度
を段階的に切替制御することが可能となる。

第４図には発音期間選択回路４０の回路構成が
示されており、該選択回路４０はアンドゲート５
６，５８，６０そしてノアゲート６２，６４から
成り、アラーム時刻以降、前記４段階のそれぞれ
に対して後述する減衰制御回路３８から得られる
減衰制御信号の反転信号及びＧを順次出力し、
図において、第１段階の８秒間では反転信号K₆
が次の８秒間では_４が更に次の８秒間には_２
がまた連続的なアラーム作動を行う時刻t₃₀以降
には信号Ｇが発音期間選択信号Ｓとして減衰変調
回路３６へ出力される。

第５図には減衰制御回路３８の好適な実施例が
示されまたそのタイミングチヤートが第６図に示
されている。減衰制御回路３８は８段の縦列接続
されたFF６６を含み、その初段FF６６−１には
FF２６からのアラームトリガ信号Ａが供給さ
れ、アラーム時刻t₁から順次各FF６６が反転作
用を行い、この反転タイミングは各FF６６のク
ロツク入力に供給されるパルス信号によつて制御
されており、本実施例においては、このパルス信
号としては分周回路１２から与えられる４種類の
パルス信号f₁（16Hz）、f₂（32Hz）、f₃（64Hz）、f₄
（128Hz）が選択的に供給され、これらのパルス信
号を選択するためにアンドゲート６８，７０，７
２，７４及びオアゲート７６が設けられている。
そして、各アンドゲート６８〜７４にはそれぞれ
前述した発音強度切替回路４２からの信号が供給
されており、８秒間隔でFF群６６の反転周期が
切替制御され、これによつて減衰変化の周期を変
えることが可能となる。最終段FF６６−８の
出力Ｌは双安定マルチバイブレータ７８の一方の
ゲート入力に供給され、マルチバイブレータ７８
の出力Ｍは各FF６６のリセツト入力に供給さ
れ、また該マルチバイブレータ７８の他方のゲー
ト入力には前記オアゲート７６の出力がインバー
タ８０を介して信号Ｎとして供給されている。従
つて、FF群６６はクロツク入力を８個カウント
する毎にリセツトされ、このリセツト周期が減衰
変化の周期を形成することとなる。そして、FF
群６６の出力インバータ群８２を介して出力さ
れ、そのタイミングは第６図に示されるようにク
ロツク入力に応じて順次「Ｌ」に切替る周期的な
減衰制御信号Ｋとその一部の反転信号（_２，
_４，_６）を形成する。

第７図には減衰変調回路３６の具体的な回路構
成が示されており、本実施例では、２種類の異な
る可聴周波数信号f₄，f₅を前記減衰制御回路３８
の減衰制御信号によつて周期的に減衰変調し、こ
れらの減衰変調された両出力信号を重畳して発音
回路３０へ供給し、これによつて、従来の打鈴機
構に近似した凝似電子ベルを得ることができ、ま
た前述した減衰制御信号の周期をアラーム作動と
ともに変化させ、更にその発音期間を選択回路４
０の選択信号Ｓによつて変化させることにより、
発音強度をアラーム作動の経過とともに増大させ
ることが可能である。

減衰変調回路は並列接続されたMOSトランジ
スタ組を有するが、本実施例のように２種類の可
聴周波数信号f₄，f₅を減衰変調するために、第７
図から明らかなように、本実施例は２組のMOS
トランジスタ群８４，８６を含み、実施例の
MOSトランジスタ８４，８６はそれぞれｐチヤ
ンネルオープンドレイン接続から成り、そのオン
作動抵抗の組合せによつて出力信号の電流値が変
化する。

前記各８個のMOSトランジスタ組８４，８６
のゲート入力にはそれぞれナンドゲート組８８，
９０が接続されており、各ナンドゲート８８，９
０の入力にはそれぞれ可聴周波数信号f₄，f₅が供
給され、更にこれを減衰変調するための制御信号
として減衰制御回路３８の減衰制御信号Ｋ、発音
期間選択信号Ｓそして補助的な発音周期を定める
信号Ｕが供給されており、実施例における第１の
可聴周波数信号f₄は2KHzそして第２の可聴周波
数信号f₅は4KHzの周波数に設定されている。前
記補助的な発音期間を定める信号Ｕは実施例にお
いて、アラーム作動から最初の２段階には１秒間
の間欠発音とこれに続く１秒間の休止期間を設定
し、次の第３、第４段階においては前記休止期間
を除去して連続的な発音を行うように発音期間を
制御し、このため発音強度切替回路４２の切替信
号Ｈ，Ｉが供給されるノアゲート９２とその出力
Ｔに切替信号Ｃを組合せるオアゲート９４を含
み、その発音期間制御信号Ｕが各ナンドゲート８
８，９０の４個の後段側に配置されたゲートに供
給されている。

前記各MOSトランジスタ組８４，８６の出力
はそのゲート入力Ｖ及びＷが周期的に変化し、こ
れによつてトランジスタが順次オフ作動されるこ
とによりMOSトランジスタ組８４，８６の合成
抵抗は順次周期的に増加制御され、この結果、
MOSトランジスタ組の出力信号は段階的にその
電流値が低下することとなる。従つて、この両出
力信号をワイヤードオアゲート９６にて混合し駆
動制御信号Ｘとして発音回路３０に供給すること
により、所望の周期で可聴周波数信号を減衰変調
し更にこの周期及び発音期間がアラーム作動の経
過とともに順次変化する制御作用を行うことが可
能となる。

第８，９，１０，１１図にはそれぞれ本実施例
によりアラーム時刻から順次４段階にわたつて変
化する発音回路３０への駆動信号Ｘの変化する状
態が示されている。

第８図にはアラーム時刻から８秒間の第１段階
が示され、この期間には、発音強度切替回路４２
からの切替信号Ｃ（２秒周期）が減衰変調回路３
６のゲート入力Ｕとして用いられているので、こ
の８秒間中は１秒間の間欠発音とこれに続く１秒
間の休止期間とを繰返す発音作用が基本となる。
そして更にこの１秒間の間欠発音期間は更に発音
期間選択回路４０の選択信号Ｓによりその実質的
な発音期間が抑制されており、前記間欠発音期間
t₂から更に選択信号Ｓによつて定められる時刻t₃
〜t₅及びt₆〜t⁸の短い期間においてのみ間欠発音
が可能となる。そして、この僅かな発音期間にお
いては、減衰変調回路３６はMOSトランジスタ
組８４，８６をその合成音抵抗が高い状態すなわ
ち最終段の２個のMOSトランジスタ８４−７，
８４−８及び８６−７，８６−８のみをオン作動
している状態であるため、この時のオアゲート９
６によつて混合された制御信号Ｘの電流値が極め
て僅かであり、このことから、発音回路３０によ
る発音強度も小さいことが理解される。従つて、
このアラーム時刻直後の第１段階では静かな発音
作用が行われることとなる。

第９図にはアラーム時刻から７秒経過した後の
８秒間の第２段階における発音作用が示され、こ
の時には、依然として補助的な発音期間が信号Ｕ
によつて制御されているので、この８秒間中１秒
間の間欠発音とこれに続く１秒間の休止期間が繰
返される。そして、この時の実質的な発音期間は
前記１秒間の発音期間中更に発音期間選択信号Ｓ
によつて定められた時刻t₁₂〜t₁₃，t₁₄〜t₁₅，t₁₆〜
t₁₇，t₁₈〜t₁₉の間のみ発音作用が行われ、またこ
の時の減衰制御回路３８の減衰制御の周期は32Hz
なるパルス信号f₂によつて制御されるので、前記
第１段階の半分の周期にて減衰制御が行われるこ
ととなり、またこの時のMOSトランジスタ組８
４，８６は後段の４個のトランジスタがオン作動
に寄与するので、その発音強度も増加することと
なる。

従つて、第２段階においては、１秒毎の発音期
間中に周期の短かいかつ駆動電流の若干大きい発
音強度の増加した発音作用を行うことが可能とな
る。

第１０図にはアラーム時刻から16秒経過後の８
秒間の第３段階における発音作用が示され、この
時には減衰変調回路３６は補助的な発音期間を定
める信号Ｃを無効としているので、発音期間は８
秒間継続する間欠発音となり、前第１、第２段階
における休止期間は消滅している。そして、発音
期間は選択信号Ｓによつてのみ制御され、またこ
の時の減衰変調の周期も64Hzのパルスf₃により制
御されているので減衰変調の周期も短くなり、ま
た各MOSトランジスタ８４，８６も後段の６個
のトランジスタのオン作動抵抗が用いられるの
で、その駆動電流も増加し、更に大きな発音強度
の発音作用を得ることが可能となる。

更に、アラーム時刻から24秒後においては、第
１１図に示されるように、補助的な発音期間の制
御信号Ｃ及び発音期間の選択信号Ｓがともに
「Ｈ」となつて、アラーム作用が停止されるまで
連続的な間欠発音を行うこととなり、またこの時
にはMOSトランジスタ組８４，８６は全部のト
ランジスタのオン作動抵抗が用いられるために、
その発音駆動電流も著しく増大し、更にこの時の
減衰変調の周期は128Hzのパルスf₄によつて制御
されるのでその間欠周期も極めて短くなり、これ
によつて大きな発音強度の発音作用が行われ確実
な目覚し効果を得ることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、可聴周
波数信号を減衰変調して従来の電子アラームでは
得られない複雑な音色の発音作用が得られ、特に
従来電子アラーム音では不可能であつた打鈴機構
によるベル音に近似した発音作用を行うことが可
能となり、目覚し時計の音質を改善することが可
能となる。また、本発明によれば、発音強度をア
ラーム作動の経過とともに順次増加させ、これに
よつて、最初は静かなそして順次発音強度が増加
し快調なかつ確実な目覚し効果を得ることが可能
となる。

更に、本発明によれば、減衰変調回路をMOS
トランジスタにより構成しているので、従来の抵
抗その他を用いることなく、回路をIC化するこ
とができ、小型低価格の発音回路を提供できると
いう利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子アラーム音発生回路
の好適な実施例を示す概略ブロツク図、第２図は
第１図における発音強度切替回路の具体的な回路
図、第３図は第２図のタイミングチヤート図、第
４図は第１図における発音期間選択回路の具体的
な回路図、第５図は第１図における減衰制御回路
の具体的な回路図、第６図は第５図のタイミング
チヤート図、第７図は第１図における減衰変調回
路の具体的な回路図、第８，９，１０，１１図は
本発明の発音作用を示すタイミングチヤート図で
ある。 ３０…発音回路、３６…減衰変調回路、３８…
減衰制御回路、４０…発音期間選択回路、４２…
発音強度切替回路、８４，８６…MOSトランジ
スタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定周波数の基準信号を出力する基準信号発
   生器と、 この基準信号を分周して複数の異なる周波数の
   分周信号を出力する分周回路と、 この分周回路から出力されたいずれかの分周信
   号を計数して指示時刻を表示する時刻表示機構
   と、 この時刻表示機構にて表示された指示時刻が予
   め設定された時刻に合致したときに報知信号を出
   力する報知回路と、 この報知回路からの報知信号発生時から一定時
   間経過毎に複数段階の異なる発音強度信号を順次
   出力する発音強度切替回路と、 この発音強度切替回路から出力される発音強度
   切替信号によつて報知信号発生時から各経過時間
   段階毎に周波数が増加する分周信号を選択するア
   ンドゲート群と、複数段縦列接続され各経過時間
   段階毎に選択された周波数の分周信号をクロツク
   入力として各出力が順次反転制御されるFF群か
   ら成るシフトレジスタとを含み、該シフトレジス
   タの各FF出力端子に経過時間段階が進むにした
   がつて繰返し周期が短くなる周期的な減衰制御信
   号を出力する減衰制御回路と、 前記発音強度切替回路から出力される発音強度
   切替信号に応じて各経過時間段階毎に前記減衰制
   御回路から出力される減衰制御信号を順次FF出
   力の後側段から前側段へ移行選択して発音期間選
   択信号として出力する発音期間選択回路と、 一端が電源に接続され、互いに並列に横一列に
   配列されオン抵抗が順次前側段から後側段に増加
   するMOSトランジスタ群と、各MOSトランジス
   タのゲート端子に出力端子が接続され入力端子に
   前記分周回路からの可聴周波数信号が入力するア
   ンドゲート群と、を含み前記減衰制御回路から出
   力される減衰制御信号と前記発音期間選択回路か
   ら出力される発音期間選択信号とが前記アンドゲ
   ート群のゲート入力に出力され、報知信号発生時
   からの経過時間段階毎に発音期間選択信号により
   順次繰返し周期が短縮されかつ該繰返し周期内で
   のオン時間の割合が長く更にオン可能となる
   MOSトランジスタを後側段から前側段へ増やし
   かつ減衰制御信号にてMOSトランジスタをオン
   作動制御しMOSトランジスタのオン抵抗値の総
   計が各繰返し周期内で順次大きくなるように選択
   的に切替制御される減衰変調回路と、 この減衰制御回路に設けられているMOSトラ
   ンジスタ群の他端に接続され、抜くMOSトラン
   ジスタ群の他端に接続され、MOSトランジスタ
   のオン抵抗に対応した発音強度で発音作用を行う
   発音回路と、 を含むことを特徴とする時計の電子アラーム音発
   生回路。