电子时计的制作方法

专利名称：电子时计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子时计，其中在主驱动脉冲结束之后，向步进电机输出多个检测辅助脉冲，从而实行对步进电机转动的稳定检测。技术背景在目前电子时计的步进电机所实际采用的步进电机驱动装置中，先向步进电机输出有效功率低的主驱动脉冲以减少电流消耗，然后必须对转子的转动状态进行检测并根据检测结果向步进电机输出一个修正驱动脉冲。实际的例子公开在例如No.61-8392和No.63-18148日本专利申请的出版物中。
关于No.61-8392日本专利申请的出版物所公开的实例，图2示意性地表示了一个修正驱动系统的驱动电压波形，且图3示意性地表示了在由图2所示的驱动系统获得的主驱动脉冲结束之后的电压波形。
图2所示的驱动电压波形图由主驱动脉冲P1(此后称为“P1”)，分段DT和修正的驱动脉冲P2组成(此后称为“P2”)，其中每一秒钟向步进电机有一个输出，分段DT用于在P1结束之后对步进电机的转动进行检测，当步进电机处于P1的非转动的状态的时候，输出修正的驱动脉冲P2。P1随着施加到步进电机上的负载状态自动改变其脉冲宽度。当在P1转子不能进行其正常的步进操作时，输出P2，因此要使P2具有高有效功率的脉冲宽度并输出足够的力矩。
图3表示的是在通过MOS门的控制关闭脉冲之后，通过在一个线圈中形成一个闭合回路而在一个检测电阻器中感应产生的电压波形，用于驱动步进电机或类似的装置。图3所示的是在采用一种转子的转动检测装置时的鉴别方法，即根据在转动状态(图3中由实线表示)和非转动状态(图3中由虚线表示)下分段DT中的感应电压不同这一事实，对这个感应电压是否达到预定电压进行电子检测。
这种检测装置的特征在于，由于在主驱动脉冲结束之后转子所具有的磁势能的缘故，由主驱动脉冲驱动转动的转子进行转动自由衰减运动，而且把在衰减运动过程中线圈内所产生的感应电压的变化用作转动检测的手段。
关于63-18148号日本专利申请出版物所公开的实例，图4表示的是一个修正驱动系统的驱动电压波形图的一个例子，而图5表示的是当转子由检测脉冲驱动时所产生的电流波形的一个例子。
图4所示的驱动电压波形图由主驱动脉冲P1，检测脉冲PX和PY以及修正驱动脉冲P2组成，其中每一秒钟向步进电机输出一个主驱动脉冲P1，检测脉冲PX和PY用于在P1结束后检测步进电机的转动，并当在P1步进电机处于非转动状态的时候，输出修正驱动脉冲P2。P1和P2与图2所示的P1和P2相同。检测脉冲PX和PY的脉冲宽度很窄以致步进电机不能转动。
图5表示的是由检测脉冲驱动转子时的电流波形，如图5中的线a或线b所示，这个电流波形是随着转子磁极的取向而变化的。电流波形不同的原因是电流波形是由用检测脉冲的在定子中形成的磁极所处的状态来决定的，状态有两种，即转子磁体的磁极是具有排斥取向还是具有吸引取向。如图5的曲线所示，转子的转动检测装置用检测脉冲驱动转子，并根据在转子驱动期间在线圈中流动的电流波形形状的差别，来对转子磁极的取向进行鉴别，由此检测转子的转动。
这种检测装置的特征在于，使用检测脉冲检测电流波形的上升电压(上升形状的电压波形)以检测转子磁体磁极的位置，从而检测转子的转动，其中所述检测脉冲具有可以减少电流消耗的有效功率。
但是，以往的转动检测方法在精确判断转子转动方面存在下面的问题。
由在预定时间(例如，从开始施加脉冲起8-16毫秒的一个时间段)内转子的转动自由衰减运动产生的感应电压具有图6所示的感应电压与主驱动脉冲的脉冲宽度之间的关系曲线和图6所示的感应电压与转子的转动惯量之间的关系曲线。
用图6中实线所表示的感应电压波形对主驱动脉冲与脉冲宽度之间的关系进行说明。
当对步进电压施加主驱动脉冲时，在最窄的脉冲宽度T1到宽脉冲宽度T2左右的范围内，感应电压一直保持足够高的电压，可以实现正常的步进操作。但是，当脉冲宽度超过T2时，感应电压会迅速降低。产生这种现象的原因如下在具有宽脉冲宽度的脉冲结束之后，转子具有的磁势能低，并且减小了转子衰减运动的幅度，以使感应电压与转子衰减运动的幅度成比例地降低。
用图6中表示感应电压波形的实线来说明感应电压与转子转动惯量之间的关系。图6表示了感应电压波形。具有低转动惯量的转子的步进电机不仅可以降低功耗，而且还容易转动和停止。即转动惯量小的转子转动所需的有效功率小，而且可以在脉冲结束后很短的时间里，通过小幅度的衰减运动停下来。在幅度如上述的一样小时，穿过线圈的磁通量的绝对值较小，而且由转子的衰减运动所产生的感应电压也会降低。而且，由于转子的转动衰减运动是迅速变小的，所以，如果采用的是在预定时间里检测感应电压的方法，那么，转子几乎是接近停止状态。因此，会存在一个由每单位时间磁通量的变化所产生的小的非感应电压，而且转子的转动状态会被错误地判断成是非转动状态。
因此，在采用由施加主驱动脉冲之后产生的感应电压的转子转动检测方法中，如果为加宽主驱动脉冲的脉冲宽度以改善驱动力矩而使功耗增加，并为降低功耗而减小转子的转动惯量的话，那么，就会减小脉冲结束后转子的转动自由衰减运动的幅度从而感应出感应电压的降低，因此导致对转子转动的错误判断。
而且，在采用检测脉冲的检测方法中，必须使检测脉冲的脉冲宽度宽到能够精确判断转子磁极的程度，这样就会产生增加步进电机电流消耗的问题。
还有，如果检测脉冲是在转子静止状态下输出的话，则会对转子的转动做出错误的判断，这样就必须延迟检测脉冲的输出时间。因此，也要延迟在转子非转动状态下输出的修正驱动脉冲的输出时间，从而延迟指示部分的运动，让人看起来不舒服。
本发明的目的就是解决已有技术存在的问题，并提供一种小型电子时计，这种时计能够提供高转子转动的检测精度并实现低功耗。发明公开为了解决上述问题，一种具有一个步进电机和一个轮系的电子时计的电路构成是一个检测辅助脉冲发生电路1，用于根据从分频电路8输入的时钟脉冲，产生至少一个检测辅助脉冲，这种检测辅助脉冲是这样的一种有效功率脉冲，即不会使步进电机7转动一步，并把所产生的脉冲输出给驱动脉冲选择电路4；一个主驱动脉冲发生电路3，用于根据从分频电路8输入的时钟信号产生至少一种主驱动脉冲信号，并把所产生的脉冲信号输出给驱动脉冲选择电路4；一个修正驱动脉冲发生电路2，用于根据从分频电路8输入的时钟信号产生至少一个比主驱动脉冲宽的修正驱动脉冲信号，并把所产生的修正驱动脉冲信号输出给驱动脉冲选择电路4；驱动脉冲选择电路4，用于根据主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号和来自检测电路6的检测信号，选择输出或不输出修正驱动脉冲信号，并把主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号和修正驱动脉冲信号输出给驱动电路5；所述驱动电路5，用于把从驱动脉冲选择电路4输入的主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号和修正驱动脉冲信号变换成有效功率脉冲，并把这些有效功率脉冲输出给步进电机7以及检测电路，用于根据从分频电路8输入的时钟信号进行电路开关操作以检测所述步进电机7的转动，并根据转动检测结果产生一个检测信号，将这个检测信号输出给所说的检测电路6，通过给步进电机7加上检测辅助脉冲来精确检测步进电机7的转动，由此提高检测精度。
在如此构成的电子时钟中，在每一秒钟加给步进电机的主驱动脉冲中断后一段预定的时间之后，给步进电机加上检测辅助脉冲。在主驱动脉冲中断之后，检测辅助脉冲使作转动自由衰减运动的转子的转动角速度增大，并且，转子比施加检测辅助脉冲之前转动的要快。线圈中产生的感应电压的电位与转子的旋转角速度成比例地提高。
参照图7(a)到(e)和图8来说明通过如上所述施加检测辅助脉冲，来增加转子转速和加强转动衰减运动的幅度。
图7(a)是一个简图，表示的是转子70电稳定地静止在一个角度上。在定子71的凹口72，73和转子70的磁体之间会产生磁势能差，而转子就静止在能差最小的角度上。
当在如图7(a)所示的转子的静止状态下施加如图8所示的主驱动脉冲P1的时候，在线圈74中产生磁通75，从而如图7(b)所示在定子71上产生磁极，而且转子70在磁排斥的作用下开始沿箭头所示方向转动。
当如图8所示转子磁极N超过角度β后而中断主驱动脉冲P1的时候，转子70开始转动自由衰减运动从而静止在角度α1上，在角度α1上能提供一种磁稳定状态。这时，由于主驱动脉冲的惯性作用，所以转子70具有磁势能和转动动能。
当如图7(c)所示，转子磁极N到达角度γ时，向驱动电路5输入如图8所示的检测辅助脉冲Pa的时候，线圈中产生磁通，且在定子71上感应出如图7(c)所示的磁极。由于再次受到磁排斥力的作用而使转子70的转动动能增加，并增强了转动自由衰减运动的幅度，如图8实线波形所示。
当转子的转动自由衰减运动的幅度增强时，如图7(d)所示，也会使穿过线圈74的磁通75的变化增加，并增加线圈74中感应产生的电流。图8中的虚线波形表示的是在没有给步进电机施加检测辅助脉冲时，转子的转动状态，且由于转子转动幅度小，而且穿过线圈74的磁通75的变化小，所以感应电流小。
在检测辅助脉冲中断后，转子70作如图8中实线波形所示的转动自由衰减运动，然后停止在图7(e)所示的磁稳定角上。
如上所述，在主驱动脉冲P1之后的转动自由衰减运动期间，应用感应转子转动的检测辅助脉冲Pa会增强衰减运动的幅度和穿过线圈的磁通的变化，这种磁通的变化是检测转子转动所需要的，而且还具有增加感应电压的效果。因此，根据采用了把感应电压与预定的基准电压进行电比较的检测系统的本发明，用检测辅助脉冲提高感应电压的电位，这样就可以容易而精确地实现对步进电机的转动检测。


图1是表示本发明第一个实施例的方框图。
图2是一个传统的修正驱动系统例子的驱动电压波形图。
图3是一个曲线图，表示的是一个主驱动脉冲中断后步进电机的转动自由衰减运动所导致的电压波形的例子。
图4表示的是传统的修正驱动系统另一个例子的驱动电压波形图。
图5是一个曲线图，表示的是在检测脉冲驱动期间驱动电流波形的一个例子。
图6是一个说明性曲线图，表示的是脉冲宽度与感应电压之间的关系。
图7(a)到(e)是表示本发明实施例中转子工作原理的示意图。
图8是一个曲线图，表示的是在本发明的实施例中驱动脉冲与转子的旋转角度之间的关系。
图9是一个示意图，表示的是本发明第一个实施例的驱动电压波形。
图10是一个电路图，表示的是本发明的主驱动脉冲发生电路3的一个例子。
图11是一个电路图，表示的是本发明的修正驱动脉冲发生电路2的一个例子。
图12是一个电路图，表示的是本发明的检测辅助脉冲发生电路1的一个例子。
图13是一个电路图，表示的是本发明的驱动脉冲选择电路4的一个例子。
图14是本发明驱动脉冲选择电路4的输入和输出信号的时序图。
图15是一个电路图，表示的是本发明的驱动电路5的一个例子。
图16是一个示意图，表示的是本发明实施例的线圈中电流流动的通路。
图17是一个电路图，表示的是本发明的检测电路6的一个例子。
图18是本发明的驱动电路5和检测电路6的电路工作的时序图。
图19是本发明第一个实施例电路工作的流程图。
图20是本发明第二个实施例的方框图。
图21是表示本发明第二个实施例的驱动电压波形图。
图22是一个电路图，表示的是本发明第二个实施例的检测辅助脉冲输出选择电路10的例子。
图23是表示本发明第二个实施例的检测辅助脉冲输出选择电路10电路工作的时序图。
图24是表示本发明第二个实施例电路工作的流程图。
图25是表示本发明第三个实施例的方框图。
图26是表示本发明第三个实施例的驱动电压波形图。
图27是一个电路图，表示的是根据本发明第三个实施例所示的检测辅助脉冲宽度变化电路11的一个例子。
图28是根据本发明第三个实施例的检测辅助脉冲宽度变化电路11的电路工作的时序图。
图29是表示根据本发明第三个实施例的电路工作的流程图。
图30是表示本发明第四个实施例的方框图。
图31是一个电路图，表示的是根据本发明第四个实施例的检测辅助脉冲输出计数电路12的一个例子。
图32是检测辅助脉冲输出计数电路12和检测辅助脉冲输出选择电路10的电路工作时序图。
图33是根据本发明第四个实施例电路工作的流程图。
图34是表示根据本发明第五个实施例的方框图。
图35是表示根据本发明第五个实施例的驱动电压波形图。
图36是一个电路图，表示的是根据本发明第五个实施例的检测辅助脉冲输出时序发生电路13的一个例子。
图37是根据本发明第五个实施例的检测辅助脉冲输出时序发生电路13的电路工作时序图。
图38是根据本发明第五个实施例的电路工作的流程图。
图39是根据本发明第六个实施例的方框图。
图40是表示根据本发明第六个实施例的驱动电压波形图。
图41是一个电路图，表示的是根据本发明第六个实施例的检测辅助脉冲输出选择电路10的一个例子。
图42是根据本发明第六个实施例的检测辅助脉冲输出选择电路10的电路工作时序图。
图43是一个电路图，表示的是根据本发明第六个实施例的主驱动脉冲发生电路的一个例子。
图44是一个电路图，表示的是根据本发明第六个实施例的主驱动脉冲发生电路的一个例子。
图45是根据本发明第六个实施例的主驱动脉冲发生电路的电路工作时序图。
图46是根据本发明第六个实施例电路的流程图。
图47是表示根据本发明第七个实施例的方框图。
图48是表示根据本发明第七个实施例的驱动电压波形图。
图49是一个电路图，表示的是根据本发明第七个实施例的检测辅助脉冲宽度变化电路11的一个例子。
图50是根据本发明第七个实施例的检测辅助脉冲宽度变化电路11的电路工作时序图。
图51是根据本发明第七个实施例电路工作的流程图。
图52是表示根据本发明第八个实施例的方框图。
图53是表示根据本发明第八个实施例的驱动电压波形图。
图54是一个电路图，表示的是根据本发明第八个实施例的检测辅助脉冲输出的时序发生电路13的一个例子。
图55是根据本发明第八个实施例的检测辅助脉冲输出时序发生电路13的电路工作时序图。
图56是本发明第八个实施例电路工作的流程图。
图57(a)到(b)表示的是表示在根据本发明第九个实施例中交变脉冲结构实例的驱动电压波形。实现本发明的最佳模式(1)第一实施例第一个实施例的特征在于给要对其进行转动检测操作的步进电机施加一个检测辅助脉冲Pa(见图9)。下面将参照附图来说明本发明的第一个实施例。
图1是本发明第一个实施例的方框图。一个振荡电路(OSC)9通常包括一个石英振荡器，且振荡产生一个32768赫兹的信号。把这个信号输出给分频电路8。由分频电路8中的15级触发器把这个信号分频为至少为1Hz频率的一些时钟信号，并把这些相应频率的时钟信号输出给主驱动脉冲发生电路3，修正驱动脉冲发生电路2，检测辅助脉冲发生电路1和检测电路6。
由于每一秒钟要向步进电机7提供一个是有效功率脉冲的主驱动脉冲P1，所以，主驱动脉冲发生电路3根据从分频电路8输入的时钟信号产生一个主驱动脉冲信号，并向驱动脉冲选择电路4输出主驱动脉冲信号。
由于要向步进电机7提供一个修正驱动脉冲以确保其转动并完成正常的步进操作，修正驱动脉冲发生电路2要根据从分频电路8输入的时钟信号产生一个修正的驱动脉冲信号，并在预定的时间向驱动脉冲选择电路4输出这个修正的驱动脉冲信号。
检测辅助脉冲发生电路1根据从分频电路8输入的时钟信号产生一个检测辅助脉冲信号，这个信号具有使步进电机不转动的脉冲宽度，并以预定的时序向驱动脉冲选择电路4输出这个检测辅助脉冲信号。
驱动脉冲选择电路4根据出自主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号的检测信号和由检测电路输出的检测信号，以任意时序向驱动电路5输出一个修正驱动脉冲信号以选择输出或不输出。只有当在检测电路6中对转子70的转动检测结果判断是处于非转动状态时，才向驱动电路5输出修正驱动脉冲信号。
驱动电路5把从驱动脉冲选择电路4输入的主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号和修正驱动脉冲信号，作为一个有效功率脉冲输出给步进电机7。
检测电路6根据从分频电路8输入的信号，只以一个预定的时序产生一个检测段信号以对转子的转动进行检测，根据这个检测段信号进行步进电机7的转动检测操作，并把关于转动或不转动的信息作为一个检测信号输出给驱动脉冲选择电路4。
步进电机7的输出，即转动运动传递给闹时机构，指示器等。
下面说明如图1电路框图所示的每一个电路的实施例。
首先将参照图10说明驱动脉冲发生电路3。主驱动脉冲发生电路3由一个锁存电路301和一个“或非”门302组成，并在每一秒钟产生一个与由分频电路8输入的64M信号和时钟信号1Q的上升信号相同步的主驱动脉冲信号S302。
图11所示的是修正驱动脉冲发生电路2的一个实施例，它包括一个锁存电路，一个“或非”门，一个“非”门和一个“与”门等。经修正驱动脉冲发生电路2的工作，在从1Q的上升沿经过31.25毫秒之后输出一个如图14的时序图所示的修正驱动脉冲信号S202。在本实施例中，该脉冲信号是由一个连续脉冲与一个间断脉冲形成的组合脉冲构成的，以使修正驱动脉冲P2的作用最强。
图12表示的是检测辅助脉冲发生电路1的一个实施例，它包括锁存电路102，103，“或非”门101，104等。检测辅助脉冲发生电路1在从1Q的上升沿过去4.9毫秒之后开始输出一个检测辅助脉冲信号S101，并根据向锁存电路103输入的时钟信号512M中断检测辅助脉冲信号的输出。检测辅助脉冲信号S101的输出时序表示在图14的时序图上。
图13表示的是驱动脉冲选择电路4，其包括“或”门401，402，一个“与”门403，一个触发器404(下面称为TFF)，一个门电路405，一个“与非”门电路406，一个“非”门407等。“或”门401用于选择性地输出向每一个脉冲发生电路输入的脉冲信号。在“或”门401的输入端加有信号S101，S302和S403。“或”门402用于合成一个控制所加脉冲极性的极性反转信号S402并把信号S402提供给TFF404。在“或”门402的输入端上加有信号S101，S302和S407。“与”门403用于控制输出或不输出修正驱动脉冲。
向门电路405输入作为“或”门401的输出信号的驱动脉冲信号S401。另一方面，向TFF404的T端输入实是“或”门402的输出信号的极性反转信号。根据极性反转信号S402的下降沿信号，TFF404的输出信号S404Q和S404QX被反转为“高(下面称为“H”)”或“低(下面称为“L”)”。向门电路405和“与非”门406输入IFF输出信号S404Q和S404QX。
门电路405和“与非”门电路406根据驱动脉冲信号S404，TFF输出信号S404Q和S404QX以及从检测电路6输入的MOSFET控制信号S606和S602，同一给如图15(a)，(b)所示的MOSFET501到504的栅极输出驱动MOSFET的控制信号S405A给D，用于驱动MOSFET控制步进电机的开/关。此外，向图15(a)，(b)所示的MOSFET505，506的栅极输出检测MOSFET控制信号S406A和S406B，以控制检测MOSFET的导通/截止。
图15(a)，(b)表示的是驱动电路5的一个实施例，且其包括电机驱动MOSFET501至504，检测MOSFET505，506和电阻元件507，508。MOSFET501至506根据输入到每一个MOSFET栅极的信号进行开/关操作。通过向步进电机7施加来自与线圈74相连的输出端511，512的驱动脉冲P511和P512，从而实现步进电机7转动。
表格1及图14和16表示了根据每个MOSFET的开关操作形成的电流通路。[表1]

图14表示了输入到驱动电路5的每一个MOSFET的控制信号S405A到S405D，以及S406A和S406B的时序图。图16是在线圈中流动的电流通路的示意图。
通路(1)和(2)是关于将以相反方向流动的电流施加到线圈上的驱动脉冲的电流通路。通路(3)、(15)是包含有检测电阻器507或508(几百K的电阻元件)的高阻抗闭合回路。通路(4)是线圈74两端短路状态下的通路。当MOSFET505或506处于导通状态时，有两条电流流动的通路。但是，由于检测电阻器的作用，只有通路(4)才被视为是电流通路。
图17表示的是检测电路6的一个实施例，其包括一个“与”门601，一个门电路602，一个“或”门603，一个比较器605，一个锁存电路606，一个基准电压发生电阻元件604等。检测电路6的检测操作如下。
首先，说明输入到比较器605的信号S507，S508和S604。信号S604是一个用于判断转动的基准电压VTH(下面称为VTH)，是一个由电阻元件604感应产生的电位。信号S507，S508是通过放大由检测电阻器507，508在线圈中产生的感应电压而获得的检测电压VRS(下面称为VRS)，且VRS还是一个经过图16所示的通路(3)或(4)以及通路(5)的多个周期的开关操作所产生的瞬时电压。在“VTH≤VRS”时比较器设定为“L”，在“VTH＞VRS”时设定为“H”。向锁存电路606的SET端输出比较器输出信号S605。图18表示的是上述检测操作的时序图。
图18表示的有从驱动电路5输出给步进电机7的电机驱动脉冲P511，P512；从步进电机7输入给检测电路6的转动检测电压S507和S508；在检测电路6中经过对VTH与转动检测电压进行比较得到并输出的信号S605；和作为检测电路6的输出信号的检测信号S606。
对于第一个一秒钟，从图18的511端一侧向步进电机施加一个主驱动脉冲，并从512端一侧施加一个检测辅助脉冲。但是，转子处于非转动状态，比较器输出信号S605和检测信号S606留在“L”状态，向步进电机施加修正驱动脉冲。
对于第二个一秒钟，从图18的512端一侧向步进电机施加主驱动脉冲，并在511端一侧施加检测辅助脉冲。此后，转子转动，这样信号S605变成处于一个冲击(shot)“H”状态，而且检测信号S606也变成“H”状态。当检测信号处于“H”状态，不向步进电机施加修正驱动脉冲，这样驱动脉冲P512没有修正驱动脉冲的电压波形。
当1Hz的标准信号处于“H”状态的时候，锁存电路606处于复位状态，而检测信号S606也处于“L”状态。
下面参照图19的流程图说明本发明这个实施例的工作过程。
首先，在开始(2001)的同时，对门电路等进行初始化(2002)。接下来，向步进电机输出主驱动脉冲P1(2003)，然后，在主驱动脉冲中断后向步进电机输出检测辅助脉冲Pa(2004)。在检测辅助脉冲中断后，程序进入后续的转动检测操作。
在转动检测步骤(2005)中，更对转子是否转动进行判断。采用VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则向步进电机输出修正驱动脉冲P2(2006)。另一方面，如果|VRS|＞|VTH|，则不输出修正驱动脉冲，转子转动一步即结束。
以上是关于第一个实施例的说明。这个实施例电路的特征在于，向电机施加检测辅助脉冲，并具有通过施加检测辅助脉冲来提高转动检测精度的目的。
(2)第二个实施例本发明第二个实施例的电路结构的特征在于，在上述第一个实施例的电路结构的基础上再增加一个检测辅助脉冲输出选择电路10(见图20的方框图)，而且根据由检测电路6输入的检测信号选择输出检测辅助脉冲信号(见图21)。
图22表示的是检测辅助脉冲输出选择电路10的一个实施例，其包括一个RS锁存电路1001，一个“或”门1002，“与”门1003，1005，和一个“或非”门1004。图23表示的是检测辅助脉冲输出选择电路10一系列操作的时序图。
输入到检测辅助脉冲输出选择电路10中的信号是检测辅助脉冲信号S101，来自检测电路6的检测信号S606，来自修正驱动脉冲发生电路的输出信号S202和一个复位信号。
“或非”门1004与RS锁存电路1001的SET端相连。当修正驱动脉冲信号S201在信号S606留在“L”状态时变到“L”状态的时倏，输出信号S1004向RS锁存电路1001输出“H”电平，而且RS锁存电路1001设定在SET状态(从输出端Q输出“H”电平)。
关于“与”门1003，当转子转动而且RS锁存电路1001处在SET状态时，“与”门1003的输出信号S1003设置在“H”状态，并输入给“或”门1002。
“或”门1002与RS锁存电路1001的RESET端相连。当复位信号或信号S1003升到“H”电平时，设定RS锁存电路1001处于RESET状态(从输出端Q输出“L”电平)。
如果检测到转子是处于非转动状态，则将RS锁存电路1001设定在SET状态，如果在信号S1001处在“H”状态(SET状态)时检测到转子的转动，则设定RS锁存电路1001处于RESET状态。尽管转子被检测是在RESET状态下(信号S1001处于“L”状态)检测转子，但是信号S1001不会改变。
当RS锁存电路1001处于SET状态时，“与”门1005向驱动脉冲选择电路4的“或”门401输出检测辅助脉冲信号S1005。
下面参照图24的流程图对本发明这个实施例电路的工作过程进行说明。
在开始(2001)的同时，对电路进行初始化(2007)以设定控制信号m1为“m1＝0”。向步进电机输出主驱动脉冲P1(2003)，然后使用控制信号m1确定是否向步进电机输出检测辅助脉冲(2008)。如果控制信号m1处在“m1＝1”状态，则在主驱动脉冲中断后接着输出下一个检测辅助脉冲Pa(2004)。另一方面，如果控制信号m1处在“m1＝0”的状态，则不向步进电机输出检测辅助脉冲Pa。
在检测辅助脉冲中断后，接下来程序进入下一个转动检测操作。
在转动检测步骤(2005)中，要对转子是否转动进行判断。采用的是把VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则向步进电机输出修正的驱动脉冲P2(2006)。然后，在控制信号m1的基础上进行判断(2009)。如果“m1＝0”，则把控制信号m1写为“m1＝1”(2011)。
另一方面，如果|VRS|＞|VTH|，则不向步进电机输出修正驱动脉冲P2，而且把控制信号m1写为“m1＝0”(2010)。然后，转子转动一步即结束。
通过重复上述操作步骤，可以根据转子的转动检测结果来控制是否输出检测辅助脉冲，并且可以防止检测辅助脉冲的输出超过所需的量。因此，可以提高检测精度，降低功耗。
(3)第三个实施例本发明第三个实施例电路结构的特征在于，在上述第一个实施例的电路结构的基础上增加一个检测辅助脉冲宽度改变的电路11(见图25的方框图)，而且检测辅助脉冲信号的脉冲宽度是可以根据来自检测电路6的检测信号而改变的(见图26)。
图27表示的是本发明的检测辅助脉冲宽度改变的电路11的一个实施例。电路11根据检测电路6的检测信号S606，从由分频电路8输入的多个时钟信号中选择一个时钟信号S1101，并向检测辅助脉冲发生电路1输出这个所选择的信号。图28表示了这些信号输出时序的时序图。
首先说明本发明第三个实施例的检测辅助脉冲宽度改变电路11的一个实施例的电路结构及其操作。
检测辅助脉冲宽度改变电路11包括一个“与非”门1101，一个门电路1102，一个锁存电路1103，一个门电路1104，一个“或”门1105等。
门电路1104的输入信号是S201和S606。门电路1104根据转子的转动或不转动合成输出信号S1104a，S1104b，这两个信号是与S201同步的上升信号，并分别把输出信号S1104a和S1104b输出给锁存电路1103的SET端和“或”门1105的输入端。
“或”门1105的输入信号是如上所述的S1104和RESET信号，其输出端与锁存电路1103的RESET端相连。
锁存电路1103把在SET状态下从输出端Q输出的输出信号S1103a设置在“H”(输入信号S1104a之后的电状态设定为“H”电平)，并把在RESET状态下从输出端QX输出的输出信号S1103b设置在“H”电平(输入信号S1105之后的电状态设定为“H”电平)。
门电路1102的输入信号是信号1103a和1103b，对2KHz的标准信号进行反转而得到的一个信号(2KM信号)，和1KHz的标准信号。当输入信号S1103是“H”电平时，输出信号S1102a变成与2KM信号同步的下降沿时钟信号(信号S1102b留在“H”状态)。当输入信号S1103b是“H”电平时，输出信号S1102b是与IKM信号同步的时钟信号(信号S1102a留在“H”状态)。
“与非”门1101是一个门元件，用于将输入信号S1102a和S1102b作为一个时钟信号输出，且“与非”门1101的输出信号S1101变成2KM信号和1KM信号中任何一个的一个上升沿时钟信号。其输出端与锁存电路103的栅极相连。
表2表示的是检测辅助脉冲信号S101的脉冲宽度与时钟信号S1101之间的关系。

关于在第三个实施例的检测辅助脉冲宽度改变电路11中时钟信号的选择方面，选择两种时钟信号。如果检测电路的判断是“转动”，则设定电路为SET状态。如果检测电路的判断是“不转动”，则设定电路为RESET状态。如果需要由检测辅助脉冲宽度改变电路11选择多个时钟信号，则用计数器或类似装置控制输入信号。
下面，参照图29的流程图说明本发明第三实施例电路的工作过程。
首先，在开始(2001)的同时，对电路进行初始化(2012)以设置控制信号m2(例如，如图27所示的信号S1103a)为m2＝0。在向步进电机输出主驱动脉冲P1(2003)之后，选择后面的检测辅助脉冲Pa的脉冲宽度(2013)。采用控制信号m2对检测辅助脉冲Pa的输出进行选择。如果m2＝0，则设置检测辅助脉冲Pa为Pa＝Pa0(例如，Pa0＝0.122毫秒)(2014)，并输出给步进电机(2016)。另一方面，如果m2＝1，则设置检测辅助脉冲Pa为Pa＝Pa1(例如Pa1＝0.244毫秒)(2015)，并输出给步进电机(2016)。
接着，在检测辅助脉冲中断之后，程序进入下一个转动检测操作步骤。
在转动检测步骤(2005)中，对转子是否转动进行判断。采用的是把VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则向步进电机输出修正的驱动脉冲P2(2006)。然后，把控制信号m2改写成“m2＝1”的信号(2017)。
另一方面，如果|VRS|＞|VTH|，则不向步进电机输出修正驱动脉冲P2，并把控制信号m2改写成“m2＝0”(2018)。其后，转子的转动操作只进行一步就结束。
通过重复上述步骤，可以根据转子的转动检测结果控制检测辅助脉冲的脉冲宽度的改变。通过改变检测辅助脉冲的脉冲宽度可以提高转动检测的精度。
如上所述，可以在一个电路中很容易地确定Pa0，Pa1，而无需特别规定脉冲宽度。
(4)第四个实施例本发明第四个实施例的电路结构的特征在于，在上述第二个实施例的电路结构基础上增加一个检测辅助脉冲输出计数器12(见图30的方框图)，并且计数检测辅助脉冲信号的输出频率，而且根据由检测电路6输入的检测信号和计数结果，选择输出和不输出检测辅助脉冲信号。
图31表示的是本发明这个实施例的检测辅助脉冲输出选择电路10和检测辅助脉冲输出计数电路12的一个实施例。图32表示的是这个电路的时序图。下面将参照图31和32对本发明第四个实施例的电路结构及其操作进行说明。
检测辅助脉冲输出计数电路12包括一个“或非”门1201，一个“与非”门1202，一个计数器1203，和一个“或”门1204。
计数器1203是一个2位二进制计数器，而且与信号S1005的下降沿同步地使计数器1203的输出信号S1203a和S1203b变化为“H”电平或“L”电平，以向“与非”门1202输出四种组合信号(例如，S1203a为“H”为电平，而且S1203b为“L”电平)。
“与非”门1202只有在信号S1203a和S1203b都是“H”电平时才把信号S1202设置在“L”电平。只有在复位三次之后向计数器1203输入一个信号时才把信号S1203a和S1203b设置在“H”电平。
“或非”门1201与1KHz的标准信号同步动作。当所有输入信号都是“L”电平时，设置输出信号S1201为“H”电平。
向“或”门1204输入RESET信号和信号S1004，“或”门的输出信号S1204输出给计数器1203的复位端。
检测辅助脉冲输出选择电路10包括一个锁存电路1001，“与”门1003，1005，一个“或”门1002和一个“或非”门1004。
锁存电路1001与输入信号的上升沿同步地反转输出信号S1001的数据。因此，当输入到SET端的信号S1004上升时，设定输出信号S1001为“H”电平输入到RESET端的信号S1002上升时，设定输出信号S1001为“L”电平。
“与”门1005的输出端与驱动脉冲输出选择电路4的“或”门401和检测辅助脉冲输出计数电路12 TFF1203的T端相连。输入到“与”门1005的信号是检测辅助脉冲信号S101和信号S1001，只有当信号S1001是“H”电平时，“与”门1005才把输入信号S101作为其输出信号S1005采输出。
输入到“与”门1003的输入信号是来自检测电路6的检测信号S606，检测辅助脉冲输出计数电路12的输出信号S1201和信号S1001。输出端与“或”门1002相连，而且当所有的输入信号都是“H”电平时设定信号S1003为“H”电平。
“或”门1002的输出端与锁存电路的RESET端相连。输入到“或”门1002的输入信号是RESET信号和信号S1003，当这些信号的任何一个被设定为“H”电平时，则设定信号S1002为“H”电平。
“或非”门1004的输出端与锁存电路的SET端和“或”门1204相连。输入到“或非”门1004的输入信号是信号S606和信号S201的反转信号。当转子转动时，设定输出信号S1002为“L”电平，而当转子不转动时则设定为“H”电平。
以上是对本发明第四个实施例的电路结构及其操作的说明。
下面参照图33的流程图对本发明第四个实施例电路的工作过程进行说明。
首先，在开始(2001)的同时，对电路进行初始化(2019)以设定计数器变量M为M＝0和设定控制信号m1(图31所示的信号S1001)为m1＝0。接着，向步进电机输出主驱动脉冲P1(2003)，然后，利用控制信号m1判断是否向步电机输出下一个的检测辅助脉冲(2008)。如果“m1＝1”，则在主驱动脉冲中断后，向步进电机输出下一个检测辅助脉冲Pa(2004)。另一方面，如果“m1＝0”，则不向步进电机输出检测辅助脉冲Pa。
在检测辅助脉冲中断之后，程序接着进入下一个转动检测操作步骤。
在转动检测步骤(2005)中，对转子是否转动进行判断。采用的是把VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则向步进电机输出修正的驱动脉冲P2(2006)。然后，对控制信号m1进行鉴别(2020)。如果“m1＝0”，则计数变量M和控制信号m1分别改写为“M＝0”和“m1＝1”(2022)。
另一方面，在转动检测步骤(2005)中，如果|VRS|＞|VTH|，则先要对控制信号m1进行鉴别(2023)。如果“m1＝1”，则要对计数变量M的计数值进行识别(2024)。如果“M＝3”，则控制信号m1和计数变量M的数据分别重设为m1＝0”和“M＝0”(2025)。如果“M不等于3”，则计数变量M增加如下“M＝M＋1”(2026)。如果“m1不等于1”，则不对控制信号m1和计数变量M进行数据改变新操作。接着转子结束转动。
通过重复上述步骤，可以根据转子的转动检测结果来控制是否输出检测辅助脉冲。如果由于日历轮提供的负载力矩输出一次检测辅助脉冲，则连续经过几个步进操作周期输出检测辅助脉冲，以提高转动检测的精度，其中日历轮长时间向步进电机施加页载。
(5)第五个实施例本发明第五个实施例电路组成的特征在于，在如上所述的第一个实施例电路结构的基础上增加一个检测辅助脉冲输出时序发生电路13(见图34的方框图)，根据由检测电路6输入的检测信号改变(变化)开始输出检测辅助脉冲信号的时序。
图36表示的是本发明实施例的检测辅助脉冲输出时序发生电路13的一个实施例，图37表示的是一个时序图。下面参照图36和37说明本发明第五个实施例的电路结构及其工作情况。
检测辅助脉冲输出时序发生电路13包括“或”门1301，1305，1306，一个“或非”门电路1302，一个RS锁存电路1303和一个门电路1304。
门电路1304根据来自检测电路6的检测信号S606和来自修正驱动脉冲发生电路2的输出信号S201这两种信号，向锁存电路1303的SET端输出一个信号S1304a，并向“或”门1305输出一个信号S1304b。当检测信号处于“L(非转动)”状态时，设定S1304a处于“H”电平，而且当检测信号处于“H(转动)”状态时，设定S1304b为“H”电平。
当RESET信号和信号S1304b中任何一个设置为“H”电平时，“或”门1305向锁存电路1303的RESET端输出“H”信号。
锁存电路1303在RESET状态设置信号S1303a为“L”电平，并在SET状态设置信号S1303b处于“L”电平。
向“或非”门电路1302输入的信号有信号S1306，1024M的标准信号，以及信号S1303a和S1303b，其中信号S1306是在“或”门1306中由来自分频电路8的反转标准信号(64M和256M)合成而得到的。“或非”门电路1302在输入信号都处于“L”状态的组合时间输出“H”信号。有两个输出信号，向“或”门1301输入这两个输出信号S1302a和S1302b。输出信号S1302a在从IQ信号的上升沿过去4.88毫秒之后上升，输出信号S1302b在从IQ信号的下降沿过去5.13毫秒之后上升。
“或”门1301把两个输出信号S1302a和S1302b都设置为一个检测辅助脉冲输出时序改变信号S1301。
上面参照图36说明的检测辅助脉冲输出时序发生电路13相应于检测信号S606进行工作，由此可以改变检测辅助脉冲信号的输出时序。
下面参照图38的流程图说明本发明第五个实施例电路的工作过程。
首先，在开始(2001)的同时，对电路进行初始化以把控制信号m3(例如图36所示的信号S1303a)设置成“m3＝0”。在向步进电机输出主驱动脉冲P1之后(2003)，选择下一个检测辅助脉冲Pa的输出时序(2028)。使用控制信号m3来选择检测辅助脉冲Pa的输出时序。如果“m3＝0”，则把检测辅助脉冲输出时序ITPa设定为“ITPa＝ITPaO(例如，ITPaO＝4.88毫秒)”(2029)，并输出给步进电机(2031)。
另一方面，如果“m3＝1”，则设定检测辅助脉冲输出时序ITPa为“ITPa＝ITPa1(例如，ITPa1＝5.13毫秒)”(2030)，并输出给步进电机(2031)。
在检测辅助脉冲中断之后，程序接着进入下一个转动检测操作步骤。
在转动检测步骤(2005)中，对转子是否转动进行判断。采用的是把VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则向步进电机输出修正的驱动脉冲P2(2006)。然后把控制信号m3改写为信号“m3＝1”(2032)。
另一方面，如果|VRS|＞|VTH|，向步进电机输出修正脉冲，并把控制信号m3改写为“m3＝0”(2033)。之后，转子的转动操作只进行一步即结束。
通过重复上述步骤，可以根据转子的转动检测结果改变检测辅助脉冲输出时序的开始时间。通过改变检测辅助脉冲输出时序的开始时间的操作，可以提高转动检测的精度。
(6)第六个实施例本发明第六个实施例电路结构的特征在于，在第一个实施例电路结构组成的基础上增加一个检测辅助脉冲选择电路10(见图39的方框图)，并根据主驱动脉冲发生电路3的栅极输出信号选择是否输出检测辅助脉冲信号(见图40)。
先参照图43和44说明主驱动脉冲发生电路3。主驱动脉冲发生电路3包括一个由一个TFF，一个“与非”门等组成的向上计数器303；一个用于把向上计数器303的输出信号(S303到S308)分成八种门输出信号(S309到S316)的门电路304；一个门电路305，用于使门电路304的栅极出信号S309到S316与分频电路8的标准信号同步，并为主驱动脉冲产生一个中断时序信号S317；一个门电路306，采用一个锁存电路每一秒钟产生一个主驱动脉冲信号S318，等等。
提供给向上计数器303输入栅极的信号有检测电路6的输出信号S606以及来自修正驱动脉冲发生电路的输出信号S201。
图45所示的时序图表示了向上计数器303的输入信号S319和输出信号S303到S308，门电路304的栅极出信号S309到S316，和主驱动脉冲信号S318。为了使主驱动脉冲发生电路3的工作清楚明了，图45表示的是转子在所有时间都处于非转动状态情况下的工作情况。
图41表示了本发明实施例的检测辅助脉冲输出选择电路10的一个实施例，且图42表示的是这个实施例的时序图。下面参照图41和42说明本发明第六个实施例电路结构组成的一个实施例及其工作情况。
图41表示了检测辅助脉冲输出选择电路1 0的这个实施例，其由一个“与”门1006，一个“或”门1007，一个“或非”门1008等组成。
当栅极输出信号S315，S316的任何一个处于“H”状态时，“或”门1007向“与”门1006输出一个“H”信号。
当所有的栅极输出信号S309到S314都处于“L”状态的时候，“或非”门1008向“与”门1006输出一个“H”信号。
当输入信号S1007，S1008都处于“H”状态时，“与”门1006把检测辅助脉冲信号S101作为信号S1006输出给“或”门401。
图42表示的是如上所述的电路工作的时序图，并表示了来自主驱动脉冲发生电路3的输入信号S318和S314到S316，检测辅助脉冲信号S101，和驱动脉冲选择电路4的信号S401及S403。
只有在栅极输出信号S315或S316处于“H”状态时，才向驱动脉冲选择电路4的“或”门401输出检测辅助脉冲信号S1006。另一方面，当主驱动脉冲选择信号S309到S314的任何一个处于“L”状态时，不管转动检测结果如何，信号S1006都留在“L”状态，而且不向“或”门401输入信号S1006。
下面参照图46的流程图说明本发明第六个实施例电路的工作过程。
首先，在开始(2001)的同时进行初始化(2034)，设定计数变量n为“n＝0”。设定主驱动脉冲P1为P1＝P0＋nΔP1(2035)。这时，P0的脉冲宽度最窄(例如，P0＝1.95毫秒)，n设定为0到7，而ΔP1设定为0.244毫秒。
在主驱动脉冲P1设定完之后，向电机输出主驱动脉冲P1(2036)，并对是否输出下一个检测辅助脉冲Pa进行判断(2037)。使用计数变量n进行关于是否输出的判断。如果“n≥6”，则输出检测辅助脉冲Pa(2004)，而如果“n＜5”，则向步进电机输出检测辅助脉冲Pa。
在接下来的转动检测步骤(2005)中，对转子是否转动进行判断。采用的是把VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则输出修正驱动脉冲P2(2006)，计数变量n增加如下“n＝n＋1”(2038)，转子结束转动。
以上是关于工作流程的说明。在电路中可以很容易确定P0，ΔP1，Pa0和ΔPa，而且这些参数的数值并不局限于上述那些数值。
(7)第七个实施例第七个实施例电路结构的特征在于，在上述第一个实施例电路结构的基础上增加一个检测辅助脉冲宽度改变电路11(见图47所示的方框图)，并根据主驱动脉冲发生电路3的栅极输出信号选择是否输出检测辅助脉冲信号(见图48)。
图49表示了本发明第七个实施例的检测辅助脉冲宽度改变电路11的一个实施例，图50是一个时序图。下面参照图49和50说明本发明第七个实施例电路结构的一个实施例及其工作情况。
检测辅助脉冲宽度改变电路11由一个“或”门1108，门电路1106和1107等组成。
当主驱动脉冲发生电路3的栅极输出信号S315和S316的任何一个处于“H”状态时，门电路1106向“或”门1108输出信号S1106a或S1106b。
当主驱动脉冲发生电路3的栅极输出信号S309到S314的任何一个处于“H”状态时，门电路1107把来自分频电路8的标准信号2048作为一个输出信号S1107输出给“或”门1108。
“或”门1108把输入信号S1106a，S1106b和S1107的任何一个作为输出信号S1108输出到检测辅助脉冲发生电路的锁存电路103的栅极端。
相应于输出信号S1108，在检测辅助脉冲发生电路1合成得到信号S103，并控制检测辅助脉冲信号S101的中断时序，由此改变检测辅助脉冲信号S101的脉冲宽度。
下面参照图51的流程图说明第七个实施例电路的工作过程。
首先，在开始(2001)的同时进行初始化(2034)，设定计数变量n为“n＝0”。设定主驱动脉冲P1为P1＝P0＋nΔP1(2035)。这时，P0的脉冲宽度最窄(例如，P0＝1.95毫秒)，设定n为0到7，并设定ΔP1为0.244毫秒。
在主驱动脉冲P1设定完之后，向电机输出主驱动脉冲P1(2036)，并选择下一个检测辅助脉冲Pa的脉冲宽度(2039)。使用计数变量n来选择脉冲宽度。如果“n＜5”，则设定检测辅助脉冲Pa的脉冲宽度为“Pa＝Pa0”(2040)，并输出检测辅助脉冲Pa(2042)。另一方面，如果“n”，则设定检测辅助脉冲Pa的脉冲宽度为“Pa＝Pa0＋(n-5)ΔPa”(2041)，并输出检测辅助脉冲Pa。
在接下来的转动检测步骤(2005)中，对转子是否转动进行判断。采用的是把VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则输出修正的驱动脉冲P2，而且计数变量n增加如下“n＝n＋1”(2038)，之后，转子结束转动。
以上是对工作流程的说明。在电路中可以很容易地确定P0，Pa0和Pa，而且，这些数值无需限于上述脉冲宽度。
(8)第八个实施例本发明第八个实施例电路组成的特征在于，在上述第一个实施例电路组成的基础上增加一个检测辅助脉冲输出时序发生电路13(见图52所示的方框图)，并根据主驱动脉冲发生电路3的栅极输出信号改变检测辅助脉冲信号的输出开始时间(见图53)。
图54表示了本发明第八个实施例的检测辅助脉冲输出时序发生电路13的一个实施例，图55表示的是一个时序图。下面参照图54和55说明本发明第八个实施例电路组成的一个实施例。
检测辅助脉冲输出时序发生电路13包括“或”门1307，1311，一个门电路1308，一个“或非”门1309，一个“非”门1310等。
当主驱动脉冲发生电路的栅极输出信号S309到S315的任何一个处于“H”状态时，“或非”门1309设置输出信号S1309处于“L”状态，并向门电路1308输出信号。
“非”门1310反转驱动脉冲发生电路的栅极信号S316，并向门电路1308输出信号S1310。
“或”门1311向门电路1308输出分频电路8的反转的标准信号64M和256M的组合信号S1311。
向门电路1308输入的信号有S1309，S1310和S1311，以及分频电路8的反转的标准信号1024M，并在栅极输出信号S316处于“H”状态时，向“或”门1307输出基于信号S1311的输出信号S1308a。当栅极输出信号S309到S315的任何一个处于“H”状态时，门电路1308把反转的标准信号1024M作为一个输出信号S1308b输出给“或”门1307。
当输入信号S1308a和S1308b的任何一个处于“H”状态时，“或”门1307向检测辅助脉冲发生电路1的锁存电路102的栅极输出上升信号S1307。用信号S1307确定检测辅助脉冲信号输出的开始时间以改变信号S1307，由此可以改变检测辅助脉冲信号的输出开始时间。
下面参照图56的流程图说明本实施电路的工作过程。
首先，在开始(2001)的同时进行初始化(2034)，设定计数变量n为“n＝0”。设定主驱动脉冲P1为P1＝P0＋nΔP1(2023)。这时，P0的脉冲宽度最窄(例如，P0＝1.95毫秒)，设定n为0到7，并设定ΔP1为0.244毫秒。
在主驱动脉冲P1设定完之后，向步进电机输出主驱动脉冲P1(2036)，并选择下一个检测辅助脉冲Pa的脉冲宽度(2043)。采用计数数值n来选择脉冲宽度。如果“n＜6”，则设定检测辅助脉冲Pa的输出开始时间ITPa为“ITPa＝ITPa0”(2044)，而且输出检测辅助脉冲Pa(2046)。另一方面，如果“n≥6”，则设定输出开始时间ITPa为“I TPa＝ITPa1”(2045)，并输出检测辅助脉冲Pa。
在接下来的转动检测操作步骤(2005)中，对转子是否转动进行判断。采用的是把VTH与VRS相比较的检测方法。如果|VRS|≤|VTH|，则输出修正驱动脉冲P2(2006)，而计数变量n增加如下“n＝n＋1”(2038)，之后，转子结束转动。
以上是对工作流程的说明。可以很容易地采用电路确定P0，ΔP1，ITPa0和ITPa1，而且这些参量无需限于上述脉冲宽度。
(9)第九个实施例在本发明的第九个实施例中，先改变检测辅助脉冲，然后向电机输出。图57(a)到(d)是第九个实施例的驱动电压波形图。
有各种方法来产生交变脉冲。如上所述的第八个实施例和其它实施例所述的脉冲发生电路就可以产生交变脉冲，所以在下面的实施例中就不再进行说明了。
图57(a)所示的交变脉冲是一个交变脉冲的实施例，它是通过在与主驱动脉冲相反的方向施加一个检测辅助脉冲PaX，并在与主驱动脉冲相同的方向施加一个检测辅助脉冲PaY而形成的。
图57(b)所示的交变脉冲是一个间歇地提供检测辅助脉冲PaX和PaY的交变脉冲的实施例。
图57(c)所示的交变脉冲是一个交变脉冲的实施例，是通过颠倒如(a)所示交变脉冲中所施加的检测辅助脉冲PaX和PaY的顺序来得到的。
图57(d)所示的交变脉冲是一个交变脉冲的实施例，用于在向步进电机施加了多个检测辅助脉冲PaX，例如PaX1和PaX2之后再向步进电机施加一个检测辅助脉冲PaY。通过提供多个检测辅助脉冲PaY也可以获得同样的效果。
向步进电机反复施加图57(a)和(b)所示的交变脉冲是很容易实现的。
下面将说明本发明所公开的每一个实施例的效果。
(实施例1)如上所述，根据本发明提供有步进电机的转动检测系统，其中把主驱动脉冲中断后在步进电机7的线圈中感应产生的电压转换成检测电路6中的瞬时电压，由此，对步进电压的转动进行电学检测判断，在电路上设置了检测辅助脉冲发生电路1，根据本发明还提供有步进电机的驱动装置，用于在主驱动脉冲中断后而在提供转动检测之前，由驱动电路5施加一个作为一种有效功率脉冲的检测辅助脉冲。
采用如上设计的电路组成可以得到如下效果，在这种设计中检测辅助脉冲是在检测转子转动之前提供的。
(1)当向步进电机施加脉冲宽度宽和有效功率大的主驱动脉冲，以便通过相应于外部负载力矩的不希望的增加而增加电机的驱动力矩以实现准确的步进操作的时候，可以避免因感应电压减小而产生的错误判断操作所导致的修正驱动脉冲的输出，而且可以向步进电机施加所需的最涉及效功率。
(2)既使当采用小型转子，即转动惯量小的转子来实现微型化，超薄型和时钟脉冲的低功耗的时候，也可以避免因主驱动脉冲中断后转子的转动衰减运动的停止而导致的错误判断操作，而且能够有效地提高转动检测的精度。
(3)不管步进电机部分因批量生产而在形状上产生的差异如何，转动检测都可以保持高的精度。
(实施例2)在实施例1电路的基础上设置了检测辅助脉冲输出选择电路10，用于根据前面步进操作所获得的检测电路6的输出结果选择是否输出检测辅助脉冲。下面的效果可以由一个具有以上结构的电子时钟来获得，在这种结构中，在转子的转动检测之前输出检测辅助脉冲，进而对是否输出进行控制。
(4)当根据转子的转动检测结果控制是否输出检测辅助脉冲的时候，在转动检测相对稳定的步进操作中停止输出检测辅助脉冲，这样，就可避免因检测辅助脉冲而消耗有效功率。
(实施例3)在第一个实施例电路的基础上设置了检测辅助脉冲宽度改变电路11，用于根据在前面的步进操作中获得的检测电路6的输出结果改变脉冲宽度。下面的效果可以由一个具有上述设计结构的电子时钟来获得，在这种设计结构中，在进行转子的转动检测之前输出检测辅助脉冲，而且脉冲宽度是可以改变的。
(5)即使当由于相应于过去的时间间隔以及外部负载力矩的突然增加而使闹时轮系负载发生变化导致转子的旋转运动变慢的时候，也无法获得检测所需的感应电压，根据检测结果选择至少两种起有效功率作用的检测辅助脉冲并输出给步进电机，以便能够对转子的转动衰减运动进行判断并能够提高检测精度。
(6)选择具有所需最小有效功率的检测辅助脉冲并输出给步进电机，从而能够稳定转动检测并能够避免因检测辅助脉冲而消耗功率。
(实施例4)在第二个实施例电路的基础上设置了检测辅助脉冲输出计数电路12，用于对检测辅助脉冲的输出进行计数。这样构成的电子时钟对于具有一个向电机周期性产生一个负载力矩的闹时轮系机构是有效的，例如一个具有日历的钟表，日历机构例如具有一个跳跃控制簧，用于向起(例如)日期指示盘作用的日期轮的轮齿传递弹性跳跃控制力。
(7)即使对于长时间向电机周期性施加负载力矩的时钟来说，例如，在“电机旋转运动变慢的程序因在日期输送操作中所产生的负载力矩而随时间变化”的这种情况下，也可以避免因错误判断而输出修正驱动脉冲和消耗电流，这是通过对检测辅助脉冲的输出频率进行调节，例如一直输出检测辅助脉冲直到负载力矩减小来实现的。
(实施例5)在第一个实施例电路的基础上设置了检测辅助脉冲输出时序发生电路13，用于根据在前面的步进操作中获得的检测电路6的输出结果，改变检测辅助脉冲的输出开始时间。在具有上述设计结构的电子时钟中，该结构在进行转子的转动检测之前输出检测辅助脉冲，并改变检测辅助脉冲的脉冲宽度。
(8)可以在转子的旋转运动中有增强倾向的时候输出检测辅助脉冲，这样，就可以在所有的时间里都能有效地保持转动检测结果的稳定。
(实施例6，实施例7，实施例8)在第一个实施例的电路中设置了用于产生多个主驱动脉冲信号的主驱动脉冲发生电路3，还有一个控制方法，用于控制(a)检测辅助脉冲输出选择电路10，(b)检测辅助脉冲宽度改变电路11和(c)检测辅助脉冲输出时序发生电路13，其中电路10用于选择是否输出检测辅助脉冲，电路11用于改变检测辅助脉冲的脉冲宽度，电路13用于改变检测辅助脉冲的输出开始时间，根据主驱动脉冲发生电路3的信号来进行控制，以便(9)使加到电路中元件的数量最少，以及使电路的尺寸最小。
(实施例9)交变脉冲具有提高转子转动检测所需的感应电压(通过PaX)以及控制避免转子失调(转子转过标准的静止角度位置，而转到下一个静止角度位置的现象)(通过PaY)的作用。当电机的驱动电压高时转子发生失调(象锂电池或类似电池这样的具有高电压的电源)。
工业实用性如上所述，本发明的检测辅助脉冲对于需要在结构上实现微型化和超薄化而且具有需要电流消耗小和使检测精度高的部件的步进电机具有很大的作用。
权利要求
1.一种电子时计，具有一个分频电路(8)和一个步进电机(7)，其中分频电路(8)用于接收来自一个振荡电路(9)的信号，步进电机(7)把转动传递给一个轮系，所说的电子时计包括一个检测辅助脉冲发生电路(1)，用于根据由所说的分频电路(8)输入的时钟信号产生至少一个检测辅助脉冲，所述产生的检测辅助脉冲是不会使所说的步进电机(7)转动一步的有效功率脉冲，并向驱动脉冲选择电路(4)输出所产生的脉冲；一个主驱动脉冲发生电路(3)，用于根据由所说的分频电路(8)输入的时钟信号产生至少一种主驱动脉冲信号，并向所述驱动脉冲选择电路(4)输出所产生的脉冲信号；一个修正驱动脉冲发生电路(2)，用于根据由所述分频电路(8)输入的时钟信号产生一个脉冲宽度宽于主驱动脉冲的修正驱动脉冲信号，并向所述驱动脉冲选择电路(4)输出所产生的修正驱动脉冲信号；所述驱动脉冲选择电路(4)，用于根据主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号和来自检测电路(6)的检测信号选择是否输出修正驱动脉冲信号，并向驱动电路(5)输出主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号和修正驱动脉冲信号；所述驱动电路(5)，用于把由所述驱动脉冲选择电路(4)输入的主驱动脉冲信号，检测辅助脉冲信号和修正驱动脉冲信号转换成有效功率脉冲，并向所述步进电机(7)输出有效功率脉冲；且所述检测电路，用于根据从所述分频电路(8)输入的时钟信号进行电路开关操作，以对所说步进电机(7)的转动进行检测，并根据转动检测结果产生一个检测信号，向所述检测电路(6)输出这个检测信号。
2.如权利要求1所述的电子时计，还包括一个检测辅助脉冲输出选择电路(10)，用于根据由所述检测电路(6)的检测信号与修正驱动脉冲信号合成而获得的信号，选择是否向所述驱动脉冲选择电路(4)输出由所述检测辅助脉冲发生电路(1)输入的检测辅助脉冲信号，其中，所述检测电路(6)的所述检测信号是相应于在前面步进操作中的转子的转动检测结果而产生的。
3.如权利要求1所述的电子时计，还包括一个检测辅助脉冲宽度改变电路(11)，用于根据所述检测电路(6)的检测信号与修正驱动脉冲信号的合成信号，在由所述分频电路(8)输入的至少两种时钟信号的基础上选择一种时钟信号，以便能够改变检测辅助脉冲的脉冲宽度，并向所述检测辅助脉冲发生电路(1)输出所选择的时钟，其中所述检测辅助脉冲发生电路(1)根据由所述检测辅助脉冲宽度改变电路(11)和所述分频电路(8))输入的时钟信号产生检测辅助脉冲信号。
4.如权利要求2所述的电子时计，还包括一个检测辅助脉冲输出计数器(12)，用于检测从所述检测辅助脉冲输出选择电路(10)向所述驱动脉冲选择电路(4)输出的检测辅助脉冲信号的输出频率进行计数，并向所述检测辅助脉冲输出选择电路(10)输出一个计数信号以对所述检测辅助脉冲输出选择电路(10)的输出选择操作进行控制。
5.如权利要求1所述的电子时计，还包括一个检测辅助脉冲输出时序发生电路(13)，用于根据修正驱动脉冲信号和所述检测电路(6)的检测信号的合成信号，在由所述分频电路(8)输入的时钟信号的基础上选择一个时钟信号，以改变检测辅助脉冲的输出开始时间，所述检测电路(6)的所述检测信号是根据在前面的步进操作中的所述转子的转动检测结果而产生的。
6.如权利要求1所述的电子时计，还包括一个检测辅助脉冲输出选择电路(10)，用于根据由所述主驱动脉冲发生电路(3)输入的至少一种信号，选择是否向所述驱动脉冲选择电路(4)输出检测辅助脉冲信号。
7.如权利要求1所述的电子时计，还包括一个检测辅助脉冲宽度改变电路(11)，用于根据由所述主驱动脉冲发生电路(3)输入的至少一种信号，选择将输出给所述检测辅助脉冲发生电路(1)的时钟信号。
8.如权利要求1所述的电子时计，还包括一个检测辅助脉冲输出时序发生电路(13)，用于根据由所述驱动脉冲发生电路(3)输入的至少一种信号，在由所述分频电路(8)输入的时钟信号的基础上选择一个时钟信号，以改变检测辅助脉冲的输出开始时间。
9.如权利要求1到8任何一个所述的电子时计，其中，施加给所说步进电机(7)的检测辅助脉冲是至少一个交变脉冲。
全文摘要
本发明涉及的是一种微型化和低功耗的电子时钟，并通过随时根据步进电机负载的增加而向步进电机提供有效功率来提高转子转动检测的精度以及各部件的性能。向步进电机施加一个检测辅助脉冲，以增强主驱动脉冲中断后由转子的转动所感应产生的电压。
文档编号G04C3/00GK1119043SQ94191390
公开日1996年3月20日 申请日期1994年1月12日 优先权日1993年1月18日
发明者高仓昭, 广富淳 申请人:精工电子工业株式会社