专利名称：模拟电子时计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟电子时计，它通过从马达控制装置向马达提供驱动脉冲而控制马达转动来驱动时间指针、并且通过由马达驱动而转动的时间指针来指示时间。
在模拟电子时计中，用一个步进马达作此马达，在此步进马达中，使用具有可饱和部分的集成型定子以提高生产率。
图4是说明通常使用的通用步进马达工作的示意图。
在图4中，步进马达配备有定子401，绕在定子401上的线圈110，和设置在定子401内的有两个磁极的转子402。定子401由可饱和部分403和404形成。
现在，当如图2B所示的矩形波驱动脉冲加到线圈110上，且以图4的箭头标记方向提供电流i时，定子401中在箭头标记方向产生磁通量。这样，可饱和部分403和404首先饱和，然后，借助于在定子401产生的磁极和转子402的磁极之间的交互作用，转子402在图4的箭头标记方向转动180度。然后，在线圈110上交替加上不同极性的电流，进行类似的动作，转子402就可在箭头标记方向分别转动180度。
同时，当在线圈110上加驱动脉冲时，只有在线圈110产生的磁能使可饱和部分403和404饱和之后，线圈110的磁能才能作用于转子402，从而造成能使转子402转动的状态。因此，为了要使转子402转动，必须首先使可饱和部分403和404饱和。
图3是在线圈110上加驱动脉冲时线圈110中电流的特性图。如图3中特性曲线302所示，在刚刚加上驱动脉冲后的一段预定时间ST内，可饱和部分403和404还未饱和，因此，磁路的磁阻非常低，结果，线圈110中的电流上升就较慢。
在可饱和部分403和404饱和前的一段时间内，驱动脉冲不对转子402的转动起作用，因此，出现了一个问题，即转子402开始转动前的上升时间延长了。
另外，为了驱动转子402转动，需要一种恒定时段的脉冲宽度，必须把使可饱和部分403和404饱和的时间宽度也包括到脉冲宽度之内，因此，驱动脉冲的脉冲宽度必须加长。这样，当例如在以高速运转时间指针的情况下需要用具有窄脉冲宽度的驱动脉冲来驱动时间指针时，就出现了一个问题，即很难以高速运转时间指针。
同时，可饱和部分403和404的饱和时间与可饱和部分403和404的体积成正比，因此，为了缩短可饱和部分403和404的饱和时间，可以想到将可饱和部分403和404的体积减少，但当体积减少时，定子401的机械强度就不足，就出现了一个问题，即需要关注使装配马达的性能变差，或降低定子401的性能等问题。
本发明的问题就在于提供一种模拟电子时计，它既能用窄脉冲宽度的驱动脉冲来驱动马达，又不降低定子401的机械强度。
马达控制装置在驱动脉冲的初始时段内向马达提供一种预定波幅度值的驱动脉冲，在初始时段之后的后续时段里向马达提供一种波幅度值比预定波幅度值要小的且能控制马达转动的驱动脉冲。
在这种情况下，可以建造一种结构，其中，马达控制装置包括与马达串联的一些电阻和与电阻并联的一些开关，该马达控制装置进行控制使这些开关在初始时段为接通状态，在后续时段为断开状态。
另外，可以建造一种结构，其中，马达控制装置的构成包括与多个电阻和第一开关的串联电路并联的并联电路，并包括与该并联电路并联的第二开关，其中，在初始时段，使该第二开关处于接通状态，而在后续时段，使以前在多个第一开关中选择的特定的一个第一开关处于接通状态，而使其它第一开关和第二开关处于断开状态。
此外，可以建造一种结构，其中，马达控制装置使第一开关中特定的一个处于常闭状态，而使除该特定的第一开关之外的第一开关处于常开状态，其中，在初始时段使第二开关处于接通状态，而在后续时段使第二开关处于断开状态。
下面将参考附图对本发明实施例进行详细说明。
图1是根据本发明实施例的模拟电子时计的方框图，示出一种模拟电子手表的实例。
图1中，振荡电路101通过分频电路102连接到控制电路103的输入部分。控制电路103的输出部分通过马达驱动电路104、开关电路105和电阻电路107连接到用来驱动时间指针的马达109。马达109是如图4所示结构的步进马达。
分频电路102将来自振荡电路101的参考时钟信号分频，并向控制电路103输出秒信号和分信号。控制电路103根据秒信号和分信号来控制开关电路105包含的断开/接通开关106a到106f的断开/接通，另外，控制电路103还控制向马达109的快速馈电，响应对操作部分的操作而控制停止驱动马达109等(未示出)。
马达驱动电路104是一个众所周知的具有由两个P-沟道MOS晶体管和两个N-沟道MOS晶体管构成的马达驱动电路，马达线圈连接在公共漏极之间。
开关电路105配备有多个并联的开关106a～106f，并且各个开关106a～106f的一侧的端子与马达驱动电路104的公共漏极之一并联。各个开关106a～106f均设置在集成电路(未示出)内部，它们受控制电路103的控制而断开和接通。各个开关106a～106f用来选择用于设定驱动脉冲在后续时段的波幅度值的电阻108a～108e，按照马达109的特性、利用开关106a～106f中哪一个被控制为断开状态或接通状态的信息而事先设定控制电路103。
后续时段驱动脉冲的波幅度值设定成比初始时段的预定波幅度值要小且足以正常驱动马达109的波幅度值。
另外，开关电路105中的开关106f用来产生在驱动脉冲的初始时段具有预定波幅度值的驱动脉冲。初始时段驱动脉冲的波幅度值被设定为比后续时段的预定波幅度值要大而且足以正常驱动马达109的波幅度值。
开关106f与开关106a～106f和电阻108a～108e的多个串联电路并联的一个并联电路并联。在此情况下，开关106a～106e构成第一开关，开关106f构成第二开关。
电阻电路107配备有多个并联电阻108a～108e，并且各个电阻108a～108e的一侧的端子与开关电路105内各自对应的开关106a～106e的另一侧的端子串联。各个电阻108a～108e的另一个端子分别与用来驱动马达109的线圈110的一个端子并联。
各个电阻108a～108e用来设定驱动脉冲中后续时段的波幅度值，各个电阻108a～108e的阻值选择成各不相同的数值。由于必要的波幅度值随所用的马达109而有所不同，所以有事先准备的具有不同阻值的多个电阻108a～108e，有事先根据马达109的特性选择的在设计阶段或制造阶段用的电阻，因此在操作电子时计时，如下文中所说明的，后续时段的波幅度值成了利用事先选择的电阻预定的阻值。因此，即使当所用马达109的特性因种类而异时，电路构成也可作成通用的。另外，各个电阻108a～108e设置在集成电路内部。
线圈110的另一个端子连接到马达驱动电路104的各公共漏极中另一个公共漏极。振荡电路101、分频电路102、控制电路103、马达驱动电路104、开关电路105和电阻电路107构成马达控制装置。
参考图1到图3，对本发明的实施例的操作说明如下。另外，还将说明电阻108a是用于驱动脉冲的后续期的。在这种情况下，通过控制电路104的控制，使特定开关106a处于常闭状态，而使除该特定开关外的开关106b到106e处于受控的常开状态。
在该状态下，分频电路102将来自振荡电路101的参考时钟信号分频，并向控制电路103输出秒信号等的时间信号。控制电路103把时间信号输出到马达驱动电路104。从而，马达驱动电路104输出矩形波驱动脉冲到开关电路105。而且，在此情况下，马达驱动电路104事先设定成输出具有高于正常驱动马达所需电压的预定波幅度值的矩形波驱动脉冲。
与此同时，控制电路103与向马达驱动电路104提供时间信号同步地控制开关电路105，在事先设定的时段(初始时段ST)内使开关106f进入接通状态，并且此后进行控制使开关106f在后续时段进入断开状态。
这样，马达驱动电路104和马达109在初始时段短路，而在后续时段通过电阻108a相连。因此，如图2A所示，马达109的线圈110上在初始时段(st)加有具有大于驱动马达109所需电压的预定波幅度值的驱动脉冲，然后加有波幅度值小于预定波幅度值且能按照马达109的特性控制马达转动的驱动脉冲。
当马达109加有如图2A的驱动脉冲时，如图3的特性301所示，在初始时段在线圈110中流动着大电流，而在后续时段，其中流动着正常驱动电流。这样，在很短时间内使定子401的可饱和部分403和404饱和，转子402就可迅速转动。因此，可以利用具有窄脉冲宽度的驱动脉冲来控制马达109转动，并且当秒针回到0时位置时指针可以高速运行。
如上所述，根据本发明的所述实施例，这样具体地构成模拟电子时计、使得在模拟电子时计中，通过从马达控制装置向马达109提供驱动脉冲而控制马达109转动来驱动时间指针并且通过由马达109驱动转动时间指针来指示时间，其中，马达控制装置在驱动脉冲初始时段给马达109提供一种具有预定波幅度值的驱动脉冲，在初始时段以后的后续时段给马达109提供一种波幅度值小于预定波幅度值且能控制马达转动的驱动脉冲。
另外，马达控制装置包括与马达109串联的电阻108a～108e和与电阻108a～108e并联的开关106f，马达控制装置控制开关106f在初始时段为接通状态而在后续时段为断开状态。
这样，可以缩短使定子401的可饱和部分403和404饱和的饱和时间，本实施例可以由具有窄脉冲宽度的驱动脉冲驱动。因此，由于可以缩短驱动时间指针的马达109的驱动时间，指针就可高速运转了。
另外，定子401的可饱和部分403和404的容量可以增加，因而定子401的机械强度可以提高，电子时计的规模生产性能可以改善。
再者，可以使饱和部分403和404迅速饱和，因而可提高效率，降低能耗。
还有，虽然根据本实施例开关电路105和电阻电路107都设置在集成电路中且开关电路105中包含的所有开关106a～106f都由控制电路103控制其断开和接通，但是，电阻108a～108f可连接到电路板的布线图形，并且可根据电子时计的类型用切割布线图形的方法事先选择所用电阻108a～108f中任一个。
另外，不一定需要在集成电路内部形成电阻108a～108f，也可以将它们设置在电路板上。
还有，虽然根据本实施例对电子手表的实例作了说明，但是本实施例也适用于其他电子钟等模拟电子时计。
根据本发明，驱动时间指针的马达可由具有窄脉冲宽度的驱动脉冲驱动而不降低定子的机械强度。因此，指针可高速运转。
权利要求
1.一种模拟电子时计，其特征在于在一种模拟电子时计中，通过从马达控制装置向马达提供驱动脉冲而控制马达转动来驱动时间指针并且通过由所述马达驱动而转动的所述时间指针来指示时间，其中，所述马达控制装置在所述驱动脉冲的初始时段内向所述马达提供一种预定波幅度值的驱动脉冲，在所述初始时段之后的后续时段内向所述马达提供一种其波幅度值比预定波幅度值要小且能控制所述马达转动的驱动脉冲。
2.如权利要求1所述的模拟电子时计，其特征在于所述马达控制装置包括与所述马达串联的一些电阻和与所述电阻并联的一些开关，所述马达控制装置在所述初始时段将所述开关控制在接通状态、而在所述后续时段将所述开关控制在断开状态。
3.如权利要求1所述的模拟电子时计，其特征在于所述马达控制装置的构成包括与多个电阻和第一开关的串联电路并联的并联电路，并包括与所述并联电路并联的第二开关，其中，在所述初始时段，使所述第二开关处于接通状态，而在所述后续时段，使以前在多个所述第一开关中选择的特定的一个第一开关处于接通状态，而使所述第一开关中的其它第一开关和所述第二开关处于断开状态。
4.如权利要求3所述的模拟电子时计，其特征在于所述马达控制装置使所述第一开关中所述特定的一个处于常闭状态，而使除所述特定的第一开关之外的第一开关处于常开状态，其中，在所述初始时段使所述第二开关处于接通状态，而在所述后续时段使所述第二开关处于断开状态。
全文摘要
提供一种模拟电子时计，它能够在不降低定子的机械强度的情况下用具有窄脉冲宽度的驱动脉冲驱动马达。控制电路控制开关处于常闭状态，然后转至常开状态，当通过马达驱动电路将驱动脉冲加到马达上时，在驱动脉冲的初始时段将所述开关控制为接通状态，而在初始时段后的后续时段控制所述开关为断开状态。这样，在驱动脉冲初始时段马达上加有具有预定波幅度值的驱动脉冲，而在初始时段以后的后续时段马达上加有其波幅度值小于所述预定波幅度值且能控制马达转动的驱动脉冲，马达定子的可饱和部分的饱和时间被缩短了，因而可以用具有窄脉冲宽度的驱动脉冲来驱动马达。
文档编号G04C3/00GK1400510SQ02120448
公开日2003年3月5日 申请日期2002年5月21日 优先权日2001年5月21日
发明者间中三郎 申请人:精工电子有限公司