JPS6321198B2 - - Google Patents
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- JPS6321198B2 JPS6321198B2 JP54090812A JP9081279A JPS6321198B2 JP S6321198 B2 JPS6321198 B2 JP S6321198B2 JP 54090812 A JP54090812 A JP 54090812A JP 9081279 A JP9081279 A JP 9081279A JP S6321198 B2 JPS6321198 B2 JP S6321198B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は目ざまし、タイマー、ペースメーカ
ー、ガス警報装置等の付属機能を有する電子時計
の発音装置の改良に関するものである。本発明は
電子時計に内蔵される部品点数を減じ、しかも発
音装置がその用途に十分耐えるような音響効果を
発生することを可能ならしめるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a sounding device for an electronic timepiece having additional functions such as an alarm, a timer, a pacemaker, and a gas alarm device. The present invention reduces the number of parts built into an electronic timepiece, and also enables the sounding device to generate sound effects sufficient for its intended use.
電子時計に内蔵される発音装置として従来3つ
の異つた基本原理にもとづく発音装置が提案され
ていた。その第1は圧電効果を応用したものであ
り、平板状又は棒状の圧電素子に電圧を印加した
時生ずる機械歪みを音源とするもので圧電型発音
体と呼ばれるものである。第2は永久磁石によつ
て作られる磁場中におかれた可動コイルを音源と
するものであり、可動コイル型発音体と呼ばれ
る。第3は電磁石又は永久磁石でバイアスされた
電磁石によつて作られる磁場中におかれた可動永
久磁石又は可動強磁性体を音源とするものであ
り、可動磁石型発音体と呼ばれる。この3種類の
発音装置はそれぞれ特徴を有し、電子時計に内蔵
され、実用に供されているのであるが、腕時計の
ような非常に小さな空間に収納される場合を考え
ると第1の圧電型発音体は極めて優れた特徴を有
している。すなわち電力消費が小さいこと、発音
体の厚みが薄いため、時計内に配置しやすいこ
と、時計ケースの防水構造が安価に可能であるこ
と等の利点を有している。このうち電力消費が小
さいことは、限られた電池エネルギーに依存する
腕時計の場合、特に重要な利点である。 Conventionally, sounding devices based on three different basic principles have been proposed as sounding devices built into electronic watches. The first is one that applies the piezoelectric effect, and is called a piezoelectric sounding body, which uses mechanical distortion that occurs when a voltage is applied to a flat or rod-shaped piezoelectric element as a sound source. The second type uses a moving coil placed in a magnetic field created by a permanent magnet as a sound source, and is called a moving coil type sounding body. The third type uses as a sound source a movable permanent magnet or a movable ferromagnetic body placed in a magnetic field created by an electromagnet or an electromagnet biased with a permanent magnet, and is called a movable magnet type sounding body. These three types of sounding devices each have their own characteristics and are built into electronic watches and put into practical use.However, considering the case where the sounding device is housed in a very small space like a wristwatch, the piezoelectric type is the first type. The sounding body has extremely excellent characteristics. In other words, it has advantages such as low power consumption, the thinness of the sounding body so that it can be easily placed inside a watch, and the watch case can be constructed to be waterproof at low cost. Low power consumption is a particularly important advantage for wristwatches that rely on limited battery energy.
しかしながら圧電型発音体は電圧駆動型である
ため、充分大きな音響効果を得るためには充分に
高い駆動電圧を印加する必要がある。そのため時
計に電池の電圧を昇圧する昇圧手段を内蔵しなけ
ればならないと言う欠点を有する。従来電子時計
に使用された圧電型発音体を駆動する場合、電圧
昇圧手段としてコイルとコイルに流れる電流を制
御するスイツチングトランジスタを使用する方法
が多く採用されていた。この昇圧手段はコイルに
流れている電流をスイツチングトランジスタによ
つて急激に遮断することにより、コイル両端に発
生する高圧の微分電圧を得るものであり、無負荷
状態では数十ボルト乃至数百ボルトの電圧を生じ
せしむることも可能であるが、コイルを使用する
ため構成部品の体積が大で腕時計のスペースの大
きな部分を占めるばかりでなく、細い巻線を巻い
たり、該巻線の端末の処理をしたり、コイル体の
固定を必要とする上に、更にトランジスタの取り
付けをも必要とする等時計製造の為の工数が大と
なり、時計の販売価格を押し上げる大きな要因と
なつている。本発明はかような欠点をなくすた
め、コイルやバイポーラトランジスタを使用する
ことなく、高能率な昇圧手段を実現するものであ
る。以下に本発明の詳細な説明を行なう。 However, since the piezoelectric sounding body is a voltage-driven type, it is necessary to apply a sufficiently high driving voltage to obtain a sufficiently large acoustic effect. Therefore, the watch has the disadvantage that it must include a built-in voltage boosting means for boosting the voltage of the battery. Conventionally, when driving a piezoelectric sounding body used in electronic watches, a method of using a coil and a switching transistor that controls the current flowing through the coil as a voltage boosting means has often been adopted. This voltage boosting means uses a switching transistor to abruptly cut off the current flowing through the coil, thereby obtaining a high differential voltage generated across the coil. It is possible to generate a voltage of This requires a large amount of man-hours to manufacture a watch, as it requires processing the coil body, fixing the coil body, and even installing transistors, which is a major factor pushing up the selling price of the watch. In order to eliminate such drawbacks, the present invention realizes a highly efficient boosting means without using coils or bipolar transistors. A detailed explanation of the present invention will be given below.
第1図は本発明の発音装置に使用される圧電型
発音体の断面図であり、公知の構造を有する。1
は約100μmの厚さを有する金属製の振動板であ
り、該振動板1の片面に圧電素子2が導電性接着
剤によつて全面均一に接着されている。圧電素子
2の両面には金属電極板2a及び2bが設けられ
ているが、電極2aは前記接着により、振動板1
と電気的に接続されている。かような構造を有す
る圧電型発音体の振動板1と金属電極2b間に電
圧を印加すると、圧電素子2に歪が生ずるが、こ
の歪は振動板1に伝えられ、該振動板1も歪を生
ずる。前記電圧を除くと圧電素子2及び振動板1
の歪はなくなり、自然状態に復する。振動板1と
電極2bとの間に印加する電圧を一定周波数でオ
ン―オフすることにより、振動板1及び圧電素子
2からなる発音体は一定振動をし、発音体として
の機能をはたす。振動板の材質としては金属板だ
けに限定するものではない。例えば圧電素子の接
着面に導電加工をしたガラス板であるとかプラス
チツク板でも圧電型発音体は実現される。 FIG. 1 is a sectional view of a piezoelectric sounding body used in the sounding device of the present invention, and has a known structure. 1
is a metal diaphragm having a thickness of about 100 μm, and a piezoelectric element 2 is uniformly bonded to one side of the diaphragm 1 over the entire surface with a conductive adhesive. Metal electrode plates 2a and 2b are provided on both sides of the piezoelectric element 2, and the electrode 2a is attached to the diaphragm 1 by the adhesive.
electrically connected to. When a voltage is applied between the diaphragm 1 and the metal electrode 2b of the piezoelectric sounding body having such a structure, distortion occurs in the piezoelectric element 2, but this distortion is transmitted to the diaphragm 1, and the diaphragm 1 also becomes distorted. will occur. When the voltage is removed, the piezoelectric element 2 and the diaphragm 1
The distortion disappears and the state returns to its natural state. By turning on and off the voltage applied between the diaphragm 1 and the electrode 2b at a constant frequency, the sounding body made up of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 vibrates at a constant rate and functions as a sounding body. The material of the diaphragm is not limited to a metal plate. For example, a piezoelectric sounding body can be realized using a glass plate or a plastic plate with conductive processing applied to the adhesive surface of the piezoelectric element.
第2図は本発明による電子時計用発音装置の駆
動回路の実施例であり、電池電圧の2倍の振巾を
有する電圧を第1図で説明した圧電型発音体に印
加することを可能ならしめるものである。以下に
図面に従つてその構成及び動作について説明す
る。図においてVDDは時計に内蔵された電池の+
側電極の電位であり、説明のため0ボルトの基準
電位であるとする。VSSLは電池の−側電極の電位
であり、電池が酸化銀電池である時は約−1.5ボ
ルトである。VSSHはVSSLの2倍の電位であり電池
が酸化銀電池である時は約−3ボルトである。こ
こで電位VSSHは液晶表示付の電子時計において、
液晶表示装置駆動のために必要な電位として図示
されていない別の昇圧回路によつて電池より作ら
れているが、該昇圧回路の電圧変換能力は一般に
小さく、直接に圧電型発音体を駆動するだけの電
力を取り出すことができない。再び図面について
説明すると、3,4及び5はPチヤンネルの
MOS型トランジスタであり、6,7,8及び9
はNチヤンネルのMOS型トランジスタである。
これ等の全トランジスタは時計の計時回路を構成
するC―MOS集積回路上に設けられている。す
なわち3個のPチヤンネルトランジスタ3,4及
び5は集積回路のN型シリコン基板(以下N基板
と称す)上に作られており、そのドレイン(+側
電極)は全て前記N基板に接続されると共に基準
電位VDDに接続されている。Nチヤンネルトラン
ジスタ6の基板は前記N基板上に設けられた第1
のP型領域であり、該第1のP型領域は電源電池
の一側電位VSSLに接続されると共に、Nチヤンネ
ルトランジスタ6のドレイン(−側電極)とも同
電位に接続されている。Pチヤンネルトランジス
タ3のソース(−側電極)とNチヤンネルトラン
ジスタ6のソース(+側電極)とは結合され、該
2個のトランジスタは第1のC―MOSインバー
タ回路を構成している。Nチヤンネルトランジス
タ7の基板は前記N基板上に設けられた第2のP
型領域であり、該第2のP型領域は電源電池の−
側電位の2倍の電位VSSHが印加されている。前記
Nチヤンネルトランジスタ7のドレイン(−側電
極)も又同電位VSSHに接続されている。Pチヤン
ネルトランジスタ4のソース(−側電極)とNチ
ヤンネルトランジスタ7のソース(+側電極)と
は結合され、該2個のトランジスタは第2のC―
MOSインバータ回路を構成している。Nチヤン
ネルトランジスタ8及び9の基板は前記N基板上
に設けられた第3のP型領域である。該2個のN
チヤンネルトランジスタ8及び9のドレインは第
3のP型領域に結合されているが、該第3のP型
領域は直接電源に接続されておらず電位は浮動状
態である。Nチヤンネルトランジスタ8のソース
(+側電極)は電池の−側電位VSSLに接続されて
いる。一方Nチヤンネルトランジスタ9のソース
(+側電極)はPチヤンネルトランジスタ5のソ
ース(−側電極)と結合され第3のC―MOSイ
ンバータを構成している。トランジスタ3及び6
からなる第1のインバータの出力端子CS1と第3
のP型領域の端子CS2の間には集積回路外に設け
られたコンデンサ10が接続されており、第3の
インバータの出力端子BZと基準電位VDDの間には
第1図に示した構造を有する圧電型発音体11が
やはり集積回路外に接続されている。3個のイン
バータの入力信号Fは発音体11の発生する音響
の周波数を規定する周波数を有し、波高値が基準
電位VDDと電位VSSHで決められる矩形波信号であ
る。Nチヤンネルトランジスタ8のゲート入力は
トランジスタ4及び7からなる第2インバータの
出力によつて与えられる信号であり、信号Fの
電位レベルを反転して得られる信号である。この
ような回路構成において、発音体11は直流的に
は極めて高インピーダンスでありコンデンサと見
なすことが可能であるが腕時計用としてはその容
量は数十ナノフアラツドである。これに比較して
コンデンサ10の容量は十分に大きい必要がある
が、腕時計用としては数百ナノフアラツド程度で
良い。 FIG. 2 shows an embodiment of a drive circuit for a sounding device for an electronic watch according to the present invention. It is something to tighten. The configuration and operation will be described below with reference to the drawings. In the figure, V DD is the + of the battery built into the watch.
This is the potential of the side electrode, and for the sake of explanation, it is assumed that it is a reference potential of 0 volts. V SSL is the potential of the negative electrode of the battery, which is approximately -1.5 volts when the battery is a silver oxide battery. V SSH is twice the potential of V SSL , which is about -3 volts when the battery is a silver oxide battery. Here, the potential V SSH is for an electronic watch with a liquid crystal display.
The potential required for driving the liquid crystal display device is generated from a battery by another booster circuit (not shown), but the voltage conversion capability of this booster circuit is generally small, and it directly drives the piezoelectric sounding body. It is not possible to extract enough power. Referring to the drawing again, 3, 4 and 5 are the P channel.
MOS type transistor, 6, 7, 8 and 9
is an N-channel MOS type transistor.
All these transistors are provided on a C-MOS integrated circuit that constitutes the timekeeping circuit of the watch. That is, the three P-channel transistors 3, 4, and 5 are fabricated on an N-type silicon substrate (hereinafter referred to as the N-substrate) of the integrated circuit, and their drains (+ side electrodes) are all connected to the N-type substrate. It is also connected to the reference potential VDD . The substrate of the N-channel transistor 6 is a first transistor provided on the N-channel transistor 6.
The first P-type region is connected to one side potential V SSL of the power supply battery, and is also connected to the drain (-side electrode) of the N-channel transistor 6 to the same potential. The source (-side electrode) of the P-channel transistor 3 and the source (+-side electrode) of the N-channel transistor 6 are coupled, and these two transistors constitute a first C-MOS inverter circuit. The substrate of the N-channel transistor 7 is a second P transistor provided on the N-channel transistor 7.
type region, and the second P type region is a -
A potential V SSH that is twice the side potential is applied. The drain (-side electrode) of the N-channel transistor 7 is also connected to the same potential V SSH . The source (-side electrode) of the P-channel transistor 4 and the source (+-side electrode) of the N-channel transistor 7 are coupled, and the two transistors are connected to the second C-
It constitutes a MOS inverter circuit. The substrates of N-channel transistors 8 and 9 are third P-type regions provided on the N-substrate. The two N
The drains of channel transistors 8 and 9 are coupled to a third P-type region, but the third P-type region is not directly connected to a power source and has a floating potential. The source (+ side electrode) of the N-channel transistor 8 is connected to the negative side potential V SSL of the battery. On the other hand, the source (+ side electrode) of the N-channel transistor 9 is coupled to the source (- side electrode) of the P-channel transistor 5, forming a third C-MOS inverter. transistors 3 and 6
The output terminals of the first inverter CS 1 and the third
A capacitor 10 provided outside the integrated circuit is connected between terminals CS 2 of the P-type region of , and a capacitor 10 provided outside the integrated circuit is connected between the output terminal BZ of the third inverter and the reference potential V DD as shown in FIG. A structured piezoelectric sounding body 11 is also connected outside the integrated circuit. The input signals F of the three inverters are rectangular wave signals having a frequency that defines the frequency of the sound generated by the sounding body 11, and whose peak value is determined by the reference potential V DD and the potential V SSH . The gate input of the N-channel transistor 8 is a signal given by the output of the second inverter made up of transistors 4 and 7, and is a signal obtained by inverting the potential level of the signal F. In such a circuit configuration, the sounding body 11 has an extremely high impedance in terms of direct current and can be regarded as a capacitor, but the capacitance for a wristwatch is several tens of nanometers. In comparison, the capacitance of the capacitor 10 needs to be sufficiently large, but for wristwatches, it is sufficient to have a capacitance of several hundred nanofarads.
次に第2図の実施例の動作について説明する。
信号Fの電位が低レベルのときすなわち電位VSSH
と等しいとき、Pチヤンネルトランジスタ3,4
及び5は全て導通状態になる。これにより第2の
インバータの出力信号は高レベルになりNチヤ
ンネルトランジスタ8も又導通状態となるが、そ
の他のNチヤンネルトランジスタ6,7及び9は
非導通である。このとき出力BZの電位はトラン
ジスタ5の導通によつて基準電位VDDに等しくな
り、発音体11に電圧は印加されない。一方トラ
ンジスタ3と8とは導通状態であるからこれ等2
個のトランジスタを介してコンデンサ10は電池
と並列接続される。すなわち一方の端子CS1が基
準電位VDDに、他の端子CS2が−側電位VSSLに接
続され、電源電池に等しい電圧に充電される。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 2 will be explained.
When the potential of signal F is low level, that is, the potential V SSH
When equal to, P channel transistors 3, 4
and 5 are all in a conductive state. As a result, the output signal of the second inverter goes high and N-channel transistor 8 also becomes conductive, but the other N-channel transistors 6, 7 and 9 are non-conductive. At this time, the potential of the output BZ becomes equal to the reference potential VDD due to the conduction of the transistor 5, and no voltage is applied to the sounding element 11. On the other hand, since transistors 3 and 8 are in a conductive state, these 2
The capacitor 10 is connected in parallel with the battery through two transistors. That is, one terminal CS 1 is connected to the reference potential V DD and the other terminal CS 2 is connected to the negative potential V SSL , and the battery is charged to a voltage equal to that of the power supply battery.
次に信号Fの電位が高レベルすなわち基準電位
VDDに等しいレベルになるとPチヤンネルトラン
ジスタ3,4及び5は全て非導通になり、反対に
Nチヤンネルトランジスタ6,7及び9は全て導
通する。これによつて第2インバータの出力信号
Fは低レベルとなり、Nチヤンネルトランジスタ
8は非導通になる。トランジスタ6の導通により
端子CS1が電位VSSLに接続される(コンデンサ1
0と電池が直列接続される)とコンデンサ10の
他の端子CS2の電位は電位VSSLより更に電池電圧
だけ低い電位となる。すなわち概略の電位は電位
VSSHに等しくなる。このときNチヤンネルトラン
ジスタ9が導通状態であるから、出力端子BZに
は端子CS2の電位が出力され、発音体11に電池
電圧の約2倍にほぼ等しい電圧が印加される。こ
の時発音体11には電荷が充電されるが、信号F
が再度低レベルに復することにより、Pチヤンネ
ルトランジスタ5の導通による短絡回路を介して
放電し、発音体11に印加された電圧は零に戻
る。信号Fが一定周波数で低レベルと高レベルの
2値論理レベルをとることにより、波高値が電源
電池電圧の2倍に等しい直流矩形波電圧が圧電型
発音体11に印加され、前記周波数の圧電歪を生
じ、この歪が音響効果を生み出すのである。 Next, the potential of signal F is at a high level, that is, the reference potential
At a level equal to V DD , P channel transistors 3, 4 and 5 are all non-conductive, while N channel transistors 6, 7 and 9 are all conductive. As a result, the output signal F of the second inverter becomes low level, and the N-channel transistor 8 becomes non-conductive. The conduction of transistor 6 connects terminal CS 1 to potential V SSL (capacitor 1
0 and the battery are connected in series), the potential of the other terminal CS2 of the capacitor 10 is lower than the potential V SSL by the battery voltage. In other words, the approximate potential is the potential
V equals SSH . At this time, since the N-channel transistor 9 is in a conductive state, the potential of the terminal CS 2 is outputted to the output terminal BZ, and a voltage approximately twice the battery voltage is applied to the sounding element 11. At this time, the sounding body 11 is charged with electric charge, but the signal F
When the voltage returns to a low level again, discharge occurs through a short circuit caused by conduction of the P-channel transistor 5, and the voltage applied to the sounding element 11 returns to zero. By having the signal F take binary logic levels of low level and high level at a constant frequency, a DC rectangular wave voltage with a peak value equal to twice the power supply battery voltage is applied to the piezoelectric sounding body 11, and the piezoelectric sounding body 11 at the frequency is This produces distortion, and this distortion produces acoustic effects.
第3図は第2図に示した発音体駆動回路の実施
例中、トランジスタ4及び7を使用しないで、N
チヤンネルトランジスタ8をダイオード12に置
き換えたものであり、本発明の発音装置を実現す
る、発音体駆動回路のもう一つの実施例である。
本実施例の場合、信号Fが低レベルにあるとき、
コンデンサ10にはPチヤンネルトランジスタ3
とダイオード12を介して電池電圧が充電され
る。また信号Fが高レベルにあるとき、端子CS2
の電位は概略電池電圧の2倍、すなわち電位VSSH
に等しいがこの時ダイオード12には逆方向電圧
が印加され、電流は遮断される。このようにダイ
オード12はゲート電圧を制御されたNチヤンネ
ルトランジスタと同じようなスイツチング動作を
行なうことができる。又該ダイオード12は第2
図で説明した第2のP領域をアノードとし、該P
領域上に設けられたN型半導体をカソードとして
作られる。第3図の発音体駆動回路は第2図の実
施例に較べて素子数が少く、構造も簡単であり、
且つダイオード12の順方向電圧降下による電力
損失をともなうものであるが実用上十分使用し得
るものである。 FIG. 3 shows that in the embodiment of the sounding body drive circuit shown in FIG. 2, transistors 4 and 7 are not used, and N
The channel transistor 8 is replaced with a diode 12, and this is another embodiment of the sounding body drive circuit that realizes the sounding device of the present invention.
In the case of this embodiment, when the signal F is at a low level,
The capacitor 10 has a P channel transistor 3
The battery voltage is charged via the diode 12. Also, when signal F is at high level, terminal CS 2
The potential of is approximately twice the battery voltage, that is, the potential V SSH
However, at this time, a reverse voltage is applied to the diode 12, and the current is cut off. In this way, the diode 12 can perform a switching operation similar to that of an N-channel transistor whose gate voltage is controlled. Also, the diode 12
The second P region explained in the figure is an anode, and the P
The N-type semiconductor provided on the region is made as a cathode. The sounding body driving circuit shown in FIG. 3 has fewer elements and has a simpler structure than the embodiment shown in FIG.
Although it is accompanied by power loss due to the forward voltage drop of the diode 12, it can be used satisfactorily for practical purposes.
以上に述べた2つの実施例は、音響周波数の制
御信号Fが電池電圧の2倍に等しい波高値を有し
ておるものとした。一般に酸化銀電池を電源とし
た液晶表示式電子腕時計の場合、液晶表示を鮮明
にする必要から、電池電圧を2倍にする昇圧回路
を保有していることが多い。このような場合にお
いて信号Fを電池電圧の2倍の波高値とすること
は極めて容易に行なわれる。第4図は本発明の発
音装置を液晶表示式電子腕時計に内蔵した場合の
構成を示しているブロツク線図である。図面のう
ち破線で表わされた矢印は信号の流れを示し、実
線で表わされた矢印は電源の供給を示している。
電池13は一般には酸化銀電池が最も多く使用さ
れるが、該電池13の電力は発振回路や分周回路
を含む低圧回路14と、該低圧回路14から計時
回路を構成する高圧回路16へ伝達される信号の
信号振巾を調整するためのレベルシフト回路15
と、第2図又は第3図に示した圧電型発音体11
とその駆動回路を含む本発明の発音装置17と、
昇圧回路18とに供給される。昇圧回路18は低
圧回路14から制御信号を受けて動作し、電池1
3から供給された電圧を約2倍の電圧に変換し
て、レベルシフト回路15と高圧回路16と発音
装置17とに対し電力供給を行なう。発音装置1
7に供給される電力の主なものは電池13から直
接供給されるものであり、第2図又は第3図の実
施例中で、電位VSSLとして示された電位を与え
る。発音装置17に供給される昇圧回路18から
の電力は、第2図の実施例で電位VSSHとして示さ
れた電位を与えるものであり、補助的な電力供給
である。高圧回路16からは振巾が電池13の電
圧の2倍と概略等しい制御信号が発音装置17に
伝達される。この制御信号は第2図又は第3図の
実施例における信号Fを意味しており、前述した
ように発音装置17の発音周波数を規定してい
る。液晶表示装置19に対しては、電池13から
も昇圧回路18からも直接電力を供給しておら
ず、高圧回路16に含まれる液晶表示装置駆動回
路を介して間接的に電力供給がされている。 In the two embodiments described above, the acoustic frequency control signal F has a peak value equal to twice the battery voltage. Generally, in the case of a liquid crystal display type electronic wristwatch using a silver oxide battery as a power source, it is necessary to make the liquid crystal display clear, so it is often equipped with a booster circuit that doubles the battery voltage. In such a case, it is extremely easy to set the signal F to a peak value twice the battery voltage. FIG. 4 is a block diagram showing the structure of a liquid crystal display type electronic wristwatch in which the sound generating device of the present invention is incorporated. In the drawings, arrows indicated by broken lines indicate the flow of signals, and arrows indicated by solid lines indicate the supply of power.
The battery 13 is generally a silver oxide battery, and the power from the battery 13 is transmitted to a low voltage circuit 14 including an oscillation circuit and a frequency dividing circuit, and from the low voltage circuit 14 to a high voltage circuit 16 that constitutes a timekeeping circuit. Level shift circuit 15 for adjusting the signal amplitude of the signal
and the piezoelectric sounding body 11 shown in FIG. 2 or 3.
and a sounding device 17 of the present invention including a drive circuit thereof;
The voltage is supplied to the booster circuit 18. The boost circuit 18 operates upon receiving a control signal from the low voltage circuit 14, and
The voltage supplied from 3 is converted to approximately twice the voltage, and power is supplied to the level shift circuit 15, the high voltage circuit 16, and the sound generating device 17. Pronunciation device 1
The main power supplied to 7 is directly from the battery 13, which provides the potential shown as potential V SSL in the embodiments of FIG. 2 or 3. The power from the booster circuit 18 supplied to the sound generating device 17 provides the potential shown as the potential V SSH in the embodiment of FIG. 2, and is an auxiliary power supply. A control signal having an amplitude approximately equal to twice the voltage of the battery 13 is transmitted from the high voltage circuit 16 to the sound generating device 17 . This control signal means the signal F in the embodiment of FIG. 2 or 3, and defines the sounding frequency of the sounding device 17 as described above. The liquid crystal display device 19 is not directly supplied with power from the battery 13 or the booster circuit 18, but is indirectly supplied with power via the liquid crystal display device drive circuit included in the high voltage circuit 16. .
以上に本発明の電子時計の発音装置に関する詳
細な説明を行なつたが、本発明によれば構造が簡
単な上に比較的低価格の圧電型発音体を駆動する
際に、形状が大型で時計の中に収納しにくい上に
高価な昇圧コイルを使用することなく、電源電圧
の2倍の波高値を有する交流電圧を得ることが可
能となる。また第2図又は第3図に示したような
発音体駆動回路を一対設け、各々の出力端子BZ
間に1個の圧電型発音体を接続してプツシユプル
動作させることにより、該圧電型発音体には電池
電圧の概略4倍に等しい波高値の交流を印加する
ことも可能である。このようなことから従来小型
化薄型化が困難であつた発音装置付電子時計を安
価に実現できる。またコイルの抵抗による電力損
やトランジスタのコレクタ損を伴なわないから電
力効率は非常に高くなる。またコイルの逆起電力
を直接圧電発音体に印加する駆動方式は、印加電
圧がスパイク状であるため高調波成分が多い。こ
のため発生音にも高調波が顕著に現われ、聞きに
くい不快な音色になるのであるが、本発明の駆動
方式においては、駆動電圧波形が矩形波に近い充
放電波形のため高調波成分が比較的少く美しい音
色を得ることができる。 The detailed explanation of the sounding device for an electronic timepiece according to the present invention has been given above.According to the present invention, when driving a piezoelectric type sounding body which has a simple structure and is relatively inexpensive, it can be It becomes possible to obtain an alternating current voltage having a peak value twice that of the power supply voltage without using a step-up coil which is difficult to store in a watch and is expensive. In addition, a pair of sounding element drive circuits as shown in Fig. 2 or 3 are provided, and each output terminal BZ
By connecting one piezoelectric sounding body between them and causing a push-pull operation, it is also possible to apply an alternating current with a peak value approximately equal to four times the battery voltage to the piezoelectric sounding body. For this reason, an electronic timepiece with a sounding device, which has conventionally been difficult to reduce in size and thickness, can be realized at a low cost. Furthermore, since there is no power loss due to coil resistance or transistor collector loss, power efficiency is extremely high. Further, in the driving method in which the back electromotive force of the coil is directly applied to the piezoelectric sounding element, the applied voltage is spike-like, so there are many harmonic components. For this reason, harmonics appear prominently in the generated sound, resulting in an unpleasant tone that is difficult to hear. However, in the drive method of the present invention, the drive voltage waveform is a charge/discharge waveform that is close to a rectangular wave, so harmonic components are You can get beautiful tones that are just to the point.
第1図は本発明に使用される圧電型発音体の断
面図、第2図及び第3図は本発明の駆動回路の各
実施例を示す回路図、第4図は電子時計のブロツ
ク線図である。
1……振動板、2……圧電素子、3〜5……P
チヤンネルMOSトランジスタ、6〜9……Nチ
ヤンネルMOSトランジスタ、10……コンデン
サ、11……圧電型発音体、12……ダイオー
ド、13……電池。
Figure 1 is a sectional view of a piezoelectric sounding body used in the present invention, Figures 2 and 3 are circuit diagrams showing each embodiment of the drive circuit of the present invention, and Figure 4 is a block diagram of an electronic timepiece. It is. 1... Vibration plate, 2... Piezoelectric element, 3-5...P
Channel MOS transistor, 6 to 9...N channel MOS transistor, 10...Capacitor, 11...Piezoelectric sounding body, 12...Diode, 13...Battery.
Claims (1)
等しい周波数を有しその波高値が2値論理レベル
をとる矩形波状の制御信号の一方の論理レベル状
態でのみ導通する第1種のスイツチング手段3,
5,8又は12と、他方の論理レベルでのみ導通
する第2種のスイツチング手段6,9と、電源と
なる電池と、コンデンサと、前記電池の一方の極
に一端子を接続した圧電型発音体とより成り、前
記第1種のスイツチング手段は前記電池の一方の
極と前記コンデンサの一方の極との間にあるもの
(3)、前記電池の一方の極と前記圧電型発音体の他
の端子との間にあるもの(5)及び前記電池の他方の
極と前記コンデンサの他方の極との間にあるもの
(8又は12)であつて、それぞれ該当する端子間
に接続され、前記第2種のスイツチング手段は前
記電池の他方の極と前記コンデンサの一方の極と
の間にあるもの(6)及び前記コンデンサの他方の極
と前記圧電型発音体の他の端子との間にあるもの
(9)であつて、それぞれ該当する極又は端子間に接
続された回路構成により、前記制御信号が一方の
論理レベルをとつている期間中前記コンデンサの
各端子とそれぞれ前記電池の各極とが導通して前
記コンデンサの充電が行われると共に前記圧電型
発音体の各端子が短絡されて前記圧電型発音体に
充電されていた電荷が放電され、前記制御信号が
他方の論理レベルをとつている期間中前記圧電型
発音体の各端子間には前記コンデンサと前記電池
とが直列に接続されて前記コンデンサの充電電圧
と前記電池の電圧との和の電圧に略近い電圧で前
記発音体の充電及び前記コンデンサの電荷の一部
放電が行われ、以上の過程が反復されることによ
つて前記圧電振動体の端子電圧は前記制御信号の
周囲でかつ前記電池の電圧の2倍に近い振巾で変
化することを特徴とする電子時計の発音装置。 2 第1種及び第2種のスイツチング手段は、時
計回路を構成する集積回路上に計時回路と同時に
設けられたPチヤンネル又はNチヤンネルの
MOSトランジスタのいずれかであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の電子時計の発
音装置。 3 電池の他方の極とコンデンサの他方の極との
間を接続する第1種のスイツチング手段の1つを
ダイオード12としたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の電子時計の発音装置。[Scope of Claims] 1. A first control signal which is conductive only in one logic level state of a rectangular wave control signal obtained from a timekeeping circuit of an electronic watch, which has a frequency equal to the sound generation frequency and whose peak value takes a binary logic level. Seed switching means 3,
5, 8 or 12, a second type switching means 6, 9 which conducts only at the other logic level, a battery serving as a power source, a capacitor, and a piezoelectric type sounding device having one terminal connected to one pole of the battery. and the first type switching means is between one pole of the battery and one pole of the capacitor.
(3), between one pole of the battery and the other terminal of the piezoelectric sounding body (5), and between the other pole of the battery and the other pole of the capacitor ( 8 or 12), which are connected between their respective terminals, and the second type switching means is between the other pole of the battery and one pole of the capacitor (6) and the capacitor. between the other pole of the piezoelectric sounding body and the other terminal of the piezoelectric sounding body
(9), each terminal of the capacitor and each pole of the battery are connected to each other during the period when the control signal is at one logic level, depending on the circuit configuration connected between the respective corresponding poles or terminals; The capacitor is electrically connected and the capacitor is charged, and each terminal of the piezoelectric sounding body is short-circuited to discharge the electric charge stored in the piezoelectric sounding body, and the control signal takes the logic level of the other one. During this period, the capacitor and the battery are connected in series between the terminals of the piezoelectric sounding body, and the sounding body is charged with a voltage substantially close to the sum of the charging voltage of the capacitor and the voltage of the battery. Then, the electric charge of the capacitor is partially discharged, and by repeating the above process, the terminal voltage of the piezoelectric vibrating body has an amplitude around the control signal and approximately twice the voltage of the battery. A sounding device for an electronic clock, which is characterized in that it changes with . 2 The first type and second type switching means are P-channel or N-channel switching devices provided simultaneously with the timekeeping circuit on the integrated circuit constituting the timepiece circuit.
The sounding device for an electronic timepiece according to claim 1, characterized in that the sounding device is any one of MOS transistors. 3. Pronunciation of the electronic timepiece according to claim 1, characterized in that one of the first type switching means for connecting the other pole of the battery and the other pole of the capacitor is a diode 12. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9081279A JPS5616198A (en) | 1979-07-17 | 1979-07-17 | Sound generator for electronic clock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9081279A JPS5616198A (en) | 1979-07-17 | 1979-07-17 | Sound generator for electronic clock |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5616198A JPS5616198A (en) | 1981-02-16 |
JPS6321198B2 true JPS6321198B2 (en) | 1988-05-06 |
Family
ID=14009001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9081279A Granted JPS5616198A (en) | 1979-07-17 | 1979-07-17 | Sound generator for electronic clock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5616198A (en) |
-
1979
- 1979-07-17 JP JP9081279A patent/JPS5616198A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5616198A (en) | 1981-02-16 |
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