TWI612403B - 電子錶以及校準至少一時鐘模組之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關一種電子模組，該電子模組包含用於驅動類比顯示裝置之至少一馬達(M1)、一時鐘模組(12)，該時鐘模組(12)包含一時基(14)，用以傳送被連接到一分頻器電路(16)之一時鐘信號(Sh)，該分頻器電路傳送一參考信號，該參考信號被傳送到一被配置成控制該馬達之一控制電路(18)，該電子模組之特徵在於該時鐘模組進一步包含被配置在該時基與該分頻器電路間之一量測及修正電路(26)，用以傳送一中間補償信號(Si)，且該電子模組之特徵在於該時基、該補償模組、該分頻器電路、及該控制電路被配置在相同的外殼(13)中，而構成該時鐘模組。

Description

電子錶以及校準至少一時鐘模組之方法

本發明係有關一種電子錶，該電子錶包含用於驅動一類比顯示裝置之一或多個馬達、一時鐘模組，該時鐘模組包含一時基，用以傳送被連接到一分頻器電路之一時鐘信號，該分頻器電路傳送一參考信號，該參考信號被傳送到一被配置成控制該一或多個馬達之一控制電路。

如第1圖所示之先前技術所習知的，諸如一石英諧振器1等的一壓電式諧振器(piezoelectric resonator)或一矽微機電系統(MEMS)諧振器以及端點被連接到該石英諧振器1之一振盪器2構成一時基，該振盪器2之輸出被連接到一分頻器電路3，而得到被用於指示精確時間的該電子錶之所需工作頻率。分頻器電路3之輸出被連接到一馬達5之一控制電路4，以便驅動圖中未示出的齒輪系(gear train)，而轉動諸如被用於提供時間指示(亦即，小時、分鐘、及或有的秒鐘)之指針等的類比顯示裝置。該諧振器、該振盪器、該分頻器電路、及該控制電路被設 置在同一外殼6。

然而，無法使該組態設有與溫度變動無關的電路，這是因為並未提供溫度補償電路。

已有一些習知的熱補償計時器電路。這些電路包含被連接到一石英且亦被連接到一溫度量測及修正電路之一計時器模組。該量測及修正電路因而被配置成用於量測溫度且修正該時鐘電路之操作。

這些電路的一個缺點在於：這些電路佔用了空間，亦即，這些電路有大的表面積，且係對組裝的機芯(calibre)執行校準。因而增加了對機芯執行的溫度相依修正之製造成本。此外，且此種組態對滲入計時器外殼的任何溼氣敏感。此種溼氣敏感性導致時鐘電路的準確度及可靠性之惡化。

此外，對於有計時器功能的時鐘電路而言，還有額外的模組以及因而導致的表面積及溼氣敏感性的相同問題之額外的缺點。

本發明係有關一種克服了先前技術的上述缺點之電子錶，其方式為建議了一種時間顯示是可靠的及準確的且製造成本較低之電子錶。

本發明因而係有關一種電子錶，該電子錶包含用於驅動類比顯示裝置之一馬達、一時鐘模組，該時鐘模組包含一時基，用以傳送被連接到一分頻器電路之一時鐘信號， 該分頻器電路傳送一參考信號，該參考信號被傳送到一被配置成控制該馬達之一控制電路，該電子錶之特徵在於該時鐘模組進一步包含被配置在該時基與該分頻器電路間之一補償模組，用以傳送一中間補償信號，且該電子錶之特徵在於該時基、該補償模組、該分頻器電路、及該控制電路被配置在相同的外殼中，而構成該時鐘模組，且該電子錶之特徵在於該電子錶進一步包含被連接到該時鐘模組的一計時器模組，且該電子錶之特徵在於該計時器模組之時脈受控於來自該時鐘模組之該中間補償信號。

在一有利實施例中，該時基包含一諧振器及一振盪器電路。

在一有利實施例中，該時基傳送一32kHz(kHz：千赫)時鐘信號。

在一有利實施例中，該計時器模組被配置成控制至少一馬達。

在一有利實施例中，該時鐘模組外殼被密封。

在一有利實施例中，該時鐘模組外殼是加入該時基的一積體電路。

在一有利實施例中，以陶瓷製成該計時器模組外殼。

本發明之優點在於：本發明可製造時鐘模組是可靠的且對諸如溼氣等的外部干擾不敏感的而且是對該時鐘模組而不是對手錶機芯執行溫度修正的手錶。

此外，本發明可易於製造使用時鐘模組的熱補償信號製造之計時器時鐘模組，因而提供了一種可靠的且低成本 的時鐘模組。

本發明也係有關一種校準至少一時鐘模組之方法，該至少一時鐘模組包含一時基，用以傳送被連接到一分頻器電路之一時鐘信號，該分頻器電路傳送一參考信號，該參考信號被傳送到一被配置成控制馬達之一控制電路，該方法之特徵在於該時鐘模組進一步包含被配置在該時基與該分頻器電路間之一量測及修正電路，用以傳送一中間補償信號，該方法之特徵在於該方法包含下列步驟：將該時基、該分頻器電路、該控制電路、以及該量測及修正電路組裝在一外殼中；封閉該外殼；根據溫度而量測該時基之特性；決定修正參數；以及將該等修正參數儲存在該量測及修正電路中。

在一有利實施例中，該外殼被密封。

在一有利實施例中，同時校準複數個時鐘模組。

在一有利實施例中，該時鐘模組外殼被真空密封。

在一有利實施例中，該方法進一步包含下列步驟：將一計時器模組連接到該時鐘模組，且該計時器模組之時脈受控於來自該時鐘模組之該中間補償信號。

1‧‧‧石英諧振器

2,14b‧‧‧振盪器

3,16‧‧‧分頻器電路

4,18‧‧‧控制電路

5,M1,M2,M3‧‧‧馬達

6,13‧‧‧外殼

10‧‧‧時鐘電路

12‧‧‧時鐘模組

14‧‧‧時基

14a‧‧‧諧振器

22‧‧‧指針

26‧‧‧量測及修正電路

30‧‧‧熱補償計時器模組

若參閱前文中只以非限制性例子之方式提供的且於各圖式中示出的本發明實施例之詳細說明，將可更清楚地了 解根據本發明的手錶之其他優點及特徵，在圖式中：第1圖示出具有類比顯示之一先前技術的電子錶。

第2圖示出具有根據本發明的類比顯示之一電子錶。

第3圖示出具有根據本發明的一變形的類比顯示之一電子錶。

根據第2圖中以示意圖示出的本發明之一第一實施例，本發明係有關一種電子計時器，該電子計時器包含一設有一時鐘模組12之一時鐘電路10。該時鐘模組12包含一時基14，該時基14係由諸如一石英諧振器等的一壓電式諧振器或一矽微機電系統(MEMS)諧振器等的一諧振器14a以及端點被連接到該諧振器14a的一振盪器14b所構成。該振盪器14b被用於傳送一時鐘頻率下之一時鐘信號Sh。該時鐘頻率通常是傳統上被稱為32kHz之32768赫茲。在本說明的其餘部分中，術語"32kHz"將被用來意指32768赫茲的該值。

該振盪器之輸出被連接到一分頻器電路16，而得到被用於指示精確時間的該手錶之所需工作頻率。例如，分頻器電路16將在輸出上傳送1赫茲的一頻率，使秒針可每一秒移動一步階。分頻器電路16之輸出被連接到控制電路18。該控制電路18被用於控制時鐘模組12，亦即，被用於調節該計時器之速率且控制諸如低電量模式(low battery mode)等的功能。控制電路18、時基14、及分頻 器電路16顯然可以是單一組件的形式。

也將一馬達M1提供給時鐘電路10，該馬達M1被用於驅動齒輪系(圖中未示出)，而轉動被用於提供給時間指示(亦即，小時、分鐘、及或有的秒鐘)之指針22等的類比顯示裝置。該馬達被連接到控制該馬達M1的操作之控制電路18。

有利地根據本發明，控制電路18、時基14、及分頻器電路16被配置在相同的外殼13中，且該時鐘電路進一步包含用於熱補償之一量測及修正電路26。該量測及修正電路26被設置在振盪器14b與分頻器電路16之間。該量測及修正電路26被用於對時鐘模組12進行熱補償，亦即，該量測及修正電路26作為一溫度功能，將作用於來自振盪器14b之輸出信號(亦即，時鐘信號Sh)。量測及修正電路26起作用而保證該量測及修正電路26之輸出信號在指定時段中之平均值是準確的。為了達到此一目的，量測及修正電路26禁止時鐘信號Sh中之脈波。因此，由時基14以及量測及修正電路26構成之總成傳送頻率低於時鐘信號Sh的頻率之一信號Si。這是由於量測及修正電路26禁止脈波，亦即，該電路移除了脈波。例如，對於32kHz時鐘信號而言，由時基14以及量測及修正電路26構成之該總成將傳送經過熱補償的(亦即，準確且可靠的)傳統上被稱為8kHz信號之8192赫茲頻率信號。

為了改善時鐘模組12之可靠性，配置該時鐘模組12 之外殼13係由陶瓷製成，且先密封該外殼13，然後才校準該時鐘模組12。外殼13被置於真空，然後被密封。此種方式保證溼氣將無法滲入該外殼13。因此，溼氣將不會影響到時鐘模組12之準確度。

的確，本發明之一觀點在於提供一種用於得到長期可靠的時鐘電路10之校準方法。

為了達到此一目的，該方法在於將控制電路18、時基14、分頻器電路16、以及量測及修正電路26組裝在相同的外殼13，而構成時鐘模組12。然後，成批地(亦即，同時)執行該校準。因而顯然同時校準複數個時鐘模組12。該校準在於：量測諧振器14a以及量測及修正電路26的特性，作為溫度的函數，然後決定修正參數。

這些修正參數被儲存在量測及修正電路26。因此，同時決定複數個時鐘模組12的每一諧振器14a之修正參數。

該方法因而有可同時校準大量時鐘模組12且因而降低與校準相關聯的成本之優點。

有利地根據本發明，如第3圖所示，該組態可簡單地製造一熱補償計時器模組30。

的確，本發明將來自時鐘模組12之時鐘信號用於控制計時器模組30之時脈。該計時器模組30包含一控制電路、以及用於操作計時器功能的指針之電路。例如，計時器模組30之該控制電路被配置成操作兩個馬達M2及M3。在此種情形中，可想到不使馬達M1被連接到時鐘模 組12。

計時器模組30之時脈最好是受控於該熱補償信號，亦即，受控於時鐘模組12的量測及修正電路26之輸出信號Si。在該上述例子中，對於頻率為32kHz之時鐘信號Sh而言，得到頻率為8kHz之一熱補償信號Si。

因此，計時器模組30是一種並未設有其本身的時基且因而降低該模組的成本之模組。

時鐘模組12傳送之該熱補償信號Si被用於重建計時器模組30之適用信號。例如，該熱補償信號可被用於重建一較高頻率的信號，用以控制該計時器模組的一控制電路之時脈。因此，該計時器模組之該控制電路可操作與此計時器功能相關聯的馬達M2及M3。

該被重建的較高頻率信號可被用於決定該齒輪系的位置之功能。

優點在於能夠以一熱補償時鐘模組信號控制一計時器模組之時脈。

首先，此種方式可製造一種簡單的熱補償計時器時鐘模組。的確，習知的計時器時鐘模組將32kHz諧振器輸出信號直接用於操作。直接使用諧振器輸出上的信號意指該信號不可能是經過熱補償的。因此，該計時器時鐘模組之操作變得有隨機性。同樣地，使用一現有的熱補償信號時意指：不需要製造有其本身的時基以及其本身的量測及修正電路之計時器模組30。

相反地，使用本發明時，可以較低的成本得到一種具 有完整熱補償計時器功能之時鐘電路10。的確，本發明只將時鐘模組12及其頻率為8kHz之熱補償信號Si用於熱補償計時器模組30，因而保證該熱補償信號被該計時器模組使用。因此，易於自一時鐘模組改變成一計時器時鐘模組。

此外，該組態提供了一種更省電的計時器時鐘模組。的確，該計時器模組使用頻率比時基14的頻率低之熱補償時鐘信號。頻率愈高，與互連能力相關聯的損耗愈大。的確，在某一頻率下傳輸一信號通過一印刷電路板時將受制於電容及電感效應，且將受制於可能發生的任何集膚效應(skin effect)。這些效應都是與頻率相關聯的，因而意味者與這些效應相關聯的損耗之增加係為頻率之一函數。因此，為了補償損耗，必須傳送較高的電功率。

在本發明之組態下，較低之頻率被用於控制該計時器模組之時脈，且因而與過度消耗相關聯的損耗是較低的。

在不脫離申請專利範圍界定的本發明之範圍下，熟悉此項技術者顯然將可對前文所述之本發明的各實施例作出各種改變及/或改良及/或組合。

10‧‧‧時鐘電路

12‧‧‧時鐘模組

13‧‧‧外殼

14‧‧‧時基

14a‧‧‧諧振器

14b‧‧‧振盪器

16‧‧‧分頻器電路

18‧‧‧控制電路

26‧‧‧量測及修正電路

30‧‧‧熱補償計時器模組

M1,M2,M3‧‧‧馬達

Claims (11)

1. 一種電子錶，該電子錶包含用於驅動類比顯示裝置之至少一馬達(M1)、一時鐘模組(12)，該時鐘模組(12)包含一時基(14)，用以傳送被連接到一分頻器電路(16)之一時鐘信號(Sh)，該分頻器電路傳送一參考信號，該參考信號被傳送到一被配置成控制該馬達之一控制電路(18)，該電子錶之特徵在於該時鐘模組(12)進一步包含被配置在該時基與該分頻器電路間之一量測及修正電路(26)，用以傳送一中間補償信號(Si)，該時基、該量測及修正電路、該分頻器電路、及該控制電路被配置在相同的外殼(13)中，而構成該時鐘模組，且該電子錶之特徵在於該電子錶進一步包含被連接到該時鐘模組(12)的一計時器模組(30)，該計時器模組之時脈受控於來自該時鐘模組之該中間補償信號(Si)。
2. 如申請專利範圍第1項之電子錶，其中該時基包含一諧振器(14a)及一振盪器電路(14b)。
3. 如申請專利範圍第1項之電子錶，其中該時基(14)傳送一32kHz時鐘信號。
4. 如申請專利範圍第1項之電子錶，其中該計時器模組(30)被配置成控制至少一馬達(M2,M3)。
5. 如申請專利範圍第1項之電子錶，其中該時鐘模組之該外殼(13)被密封。
6. 如申請專利範圍第1項之電子錶，其中該時鐘模組(12)之該外殼(13)是加入該時基的一積體電路。
7. 如申請專利範圍第1項之電子錶，其中以陶瓷製成該時鐘模組之該外殼(13)。
8. 一種校準至少一時鐘模組(12)之方法，該至少一時鐘模組(12)包含一時基(14)，用以傳送被連接到一分頻器電路(16)之一時鐘信號(Sh)，該分頻器電路傳送一參考信號，該參考信號被傳送到一被配置成控制馬達之一控制電路(18)，該方法之特徵在於該時鐘模組進一步包含被配置在該時基與該分頻器電路間之一量測及修正電路(26)，用以傳送一中間補償信號(Si)，該方法之特徵在於該方法包含下列步驟：將該時基、該分頻器電路、該控制電路、以及該量測及修正電路(26)組裝在一外殼(13)中；封閉該外殼(13)；量測該時基(14)的特性，作為溫度的函數；決定修正參數；以及將該等修正參數儲存在該量測及修正電路(26)中。
9. 如申請專利範圍第8項之校準方法，其中該外殼(13)被真空密封。
10. 如申請專利範圍第8項之校準方法，其中同時校準複數個時鐘模組(12)。
11. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該方法進一步包含下列步驟：將一計時器模組(30)連接到該時鐘模組(12)，且該計時器模組之時脈受控於來自該時鐘模組之該中間補償信號(Si)。