电子时钟的制作方法

专利名称：电子时钟的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有步进电机的电子时钟。
本申请主张基于2006年7月6日向日本专利局申请的特愿2006-1 86524号的优先权，这里援引其内容。
背景技术：
近年来的电子时钟通过降低步进电机的消耗电流，大幅度延长电池 寿命。该步进电机的低消耗电流化通常是通过以消耗电流少的小驱动力 驱动步进电机、仅在负荷增加且转子不能旋转时，才以大驱动力驱动步 进电机的方式来实现的。现有方式中转子的旋转/非旋转的检测多使用 如下方式，即在通常驱动脉冲施加结束之后，输出检测脉冲，使步进电 机的绕组阻抗值急剧变化，在绕组端检测绕组中发生的感应电压，判定 电机的自由振动图案。例如，首先使分别连接于绕组两端的2个驱动逆 变器之一以第l检测模式动作，输出检测脉冲，若发生旋转检测信号， 则停止第l检测模式，同时使另一驱动逆变器以第2检测模式动作，输 出检测脉冲，当在第2检测模式时发生旋转检测信号的情况下，判定为 旋转成功。
另外，第2检测模式是检测旋转成功的，即检测转子越过磁位的波 峰的模式。在第2检测模式之前所执行第l检测模式是为了在较弱驱动 的情况下防止在转子完全越过磁位的波峰之前发生错误检测信号的检 测而执行的检测，防止尽管转子的旋转还未结束、也会将图17或图18 的电流波形c2的波形误判定为超过磁位的检测信号。从而，可知在第2 检测模式之前执行第1检测是为了更有效地执行旋转检测有效的技术。 (例如参照专利文献1和专利文献2)。
下面，用附图来说明现有技术。图15是表示现有的电子时钟的电 路构成的框图，图16是现有的电子时钟的电路所发生的脉沖波形图， 图17是在转子可旋转的情况下绕组中发生的电流波形和电压波形图，图18是在转子不可旋转的情况下绕组中发生的电流波形和电压波形图 的一例。
图15中，20是由绕组9与转子IO构成的步进电机，l是振荡电路， 2是分频电路，3是通常驱动脉冲发生电路，根据分频电路2的信号， 如图16(a)所示每正秒输出在5ms幅度每lms为3/4ms幅度的通常驱动 脉冲SP。 4是补正驱动脉冲发生电路，根据分频电路2的信号，如图 16(d)所示，输出10ms的补正驱动脉冲FP。该补正驱动脉冲FP在未发 生转子10的旋转检测信号判定为旋转失败的情况下，以自正秒经过 32ms后执行输出。5是第l检测脉冲发生电路，根据分频电路2的信号， 输出用于执行第1检测模式的检测脉冲B6-B12。检测脉沖B6-B12如图 16(b)所示，是0.125ms幅度的脉冲，从正秒经过6ms后每lms被输出， 直到12ms。 406是第2检测脉冲发生电路，根据分频电路2的信号，输 出用于执行第2检测模式的检测脉冲F8-F18。检测脉冲F8-F18如图16(c) 所示，是0.125ms幅度的脉冲，从正秒经过8ms后每lms被输出，直 到18ms。
7是脉冲选择电路，根据后述的第1检测模式判定电路412和第2 检测模式判定电路413的判定结果，选择输出从通常驱动脉冲发生电路 3、补正驱动脉冲发生电路4、第1检测脉冲发生电路5、第2检测脉冲 发生电路406输出的信号。8是驱动电路，向绕组9输出脉冲选择电路 7的信号，在使转子IO旋转驱动的同时，执行旋转检测的控制。驱动电 路8每秒交互从端子01、端子02输出各个脉冲。ll是检测电路，检 测绕组9中发生的感应电压。412是根据检测电路11的检测信号执行第 1检测模式的判定的第1检测模式判定电路，413是根据检测电路11的 检测信号执行第2检测模式的判定的第2检测模式判定电路。
另外，将检测脉沖B6-B12输出到与输出通常驱动脉冲SP端子相反 侧的端子，通过使包含绕组9的闭环的阻抗急剧变化，放大施加通常驱 动脉冲SP后的转子10的由于自由振动而发生的反电动势，由检测电路 11检测。另外，将检测脉冲F8-F18输出到与输出通常驱动脉沖SP的 端子相同侧的端子，通过使包含绕组9的闭环的阻抗急剧变化，放大施 加通常驱动脉沖SP后的转子10的由于自由振动而发生的反电动势，由 检测电路ll检测。接着，说明上述构成的动作。脉沖选择电路7选择在正秒的时刻从 通常驱动脉冲发生电路3输出的通常驱动脉冲SP，驱动步进电机20。 之后，在从正秒起过了 6ms后，开始第1检测模式。在第1检测模式中， 脉冲选择电路7选择输出从第1检测脉冲发生电路5输出的检测脉冲 B6-B12，控制步进电机20，使绕组9的阻抗变化。之后，检测电路ll 利用检测脉冲B6-B12执行绕组9中发生的感应电压的检测。另一方面， 脉冲选择电路7指示第1检测模式判定电路412开始判定动作。第l检 测模式判定电路412根据来自检测电路11的检测信号的输入次数，执 行第l检测模式下检测信号的有无判定，接受检测电路ll的检测信号， 在发生2次检测信号的情况下判定为检测到，马上通知脉冲选择电路7， 以停止从第l检测脉冲发生电路5输出的检测脉冲，并结束第l检测模 式的动作，同时，通过指示第2检测模式判定电路413的动作开始，转 移到第2检测模式。
在第2检测模式下，脉冲选择电路7选择输出第2检测脉冲发生电 路406发生的检测脉冲F8-F18,执行步进电机20的控制。之后，检测 电路11根据检测脉冲F8-F18执行绕组9中发生的感应电压的检测。第 2检测模式判定电路413接受检测电路11的检测信号，即便在发生1 次检测信号的情况下，也判定为旋转成功，立即停止从第2检测脉冲发 生电路406输出的检测脉冲，结束第2检测模式的动作，同时，控制脉 沖选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉冲F8-F18 发生的检测信号最多检测6次后结束，在其间未发生一个检测信号的情 况下，判定为旋转失败，控制脉沖选择电路7，以使其输出补正驱动脉 冲FP。
用图16和图17的波形图来说明上述动作中的实际旋转检测的方 法。首先说明转子10正常旋转的情况。图17(a)是转子10旋转的情况 下绕组9中感应的电流波形，图17(b)是第2检测模式下绕组9的一个 端子Ol中发生的电压波形，图17(c)是第l检测模式下绕组9的另一端 子02中发生的电压波形。端子Ol与02的发生波形为每秒相位相反 的交替脉冲。
首先，将图16(a)所示的通常驱动脉冲SP施加于绕组9的一端Ol， 转子10旋转。此时的电流波形为图17(a)的波形cl。若通常驱动脉冲SP结束，则转子10变为自由振动状态，电流波形变为c2、 c3、 c4所示 的感应电流波形。在6ms时刻，开始第l检测模式，将图16(b)所示的 检测脉冲B6施加于绕组9上。如图17(a)所示，在6ms，电流波形位于 电流波形c2的区域，电流值为负方向。从而如图17(c)所示，由检测脉 冲B6产生的感应电压V6不超过检测电路的阈值Vth(下面简称为阈值 Vth)。但是，若变为7ms，则电流波形位于电流波形c3的区域，电流 值变化到正方向。由此，如图17(c)所示，由检测脉冲B7产生的感应电 压V7变为超过阈值Vth的检测信号。同样，在8ms，电流波形也位于 电流波形c3的区域，由检测脉冲B8产生的感应电压V8也变为超过阈 值Vth的检测信号。通过感应电压V7、 V8两个检测信号超过阈值Vth， 切换到第2检测模式。
通过根据感应电压V8而变为第2检测模式，将下一定时的检测脉 冲、即图16(c)所示的9ms时刻的检测脉冲F9施加于绕组9。如图17(a) 所示，在9ms，电流波形位于电流波形c3的区域，电流值位于正方向， 所以如图17(b)所示，由检测脉冲F9产生的感应电压V9不超过阈值 Vth。并且，由检测脉冲FIO、 Fll、 F12产生的感应电压VIO、 Vll、 V12也位于电流波形c3的区域，所以不超过阈值Vth。但是， 一旦在变 为13ms时，则电流波形如图17(a)所示，位于电流波形c4的区域，电 流值变为负方向，如图17(b)所示，由检测脉冲F13产生的感应电压V13 变为超过阈值Vth的检测信号。根据该检测信号，第2检测模式判定电 路413判定为旋转成功，不输出补正驱动脉冲FP。
接着，用图16和图18的波形图来说明转子10不能旋转的情况。 图18(a)是驱动电路8的动作电压下降等，步进电机20的驱动力下降， 转子10不能旋转时绕组9中感应的电流波形，图18(b)是此时绕组9的 一个端子Ol中发生的电压波形，图18(c)是绕组9的另一端子02中发 生的电压波形。
不能旋转时在绕组中发生的电流波形为图18(a)所示的电流波形。 即，在电流波形cl之前，示出与上述可旋转的情况大致一样的电流波 形，但之后的电流波形变为电流波形c2、 c5、 c6所示的电流波形。不 能旋转时绕组9中发生的电流波形与能旋转时相比，如电流波形c5所 示，为长而平緩的波形。旋转检测的方法即便是不能旋转的情况也一样。首先，在6ms的时刻开始第l检测模式，将检测脉冲B6施加于绕组9。如图18(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c2的区域，电流值为负方向。从而如图18(c)所示，感应电压V6不超过阈值Vth。但是，若变为7ms，则电流波形位于电流波形c5的区域，电流值变化到正方向。由此，如图18(c)所示，感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。同样，在8ms，电流波形也位于电流波形c5的区域，感应电压V8也变为超过阈值Vth的检测信号。根据感应电压V7、 V8与两个检测信号超过阈值Vth，切换到第2检测模式。
通过根据感应电压V8变为第2检测模式，将下一定时的检测脉冲、即图16(c)所示的9ms时刻的检测脉冲F9施加于绕组9。如图18(a)所示，在9ms，电流波形位于电流波形c5的区域，电流值位于正方向。从而，如图18(b)所示，感应电压V9不超过阈值Vth。并且，由检测脉冲F10-F13产生的感应电压V10-V13也位于电流波形c5的区域，不超过阈值Vth。并且，即便第2检测模式下由作为第6次检测的检测脉冲F14产生的感应电压V14位于电流波形c5的区域，也不超过阈值Vth。从而，在从感应电压V9至V14的6次检测期间内，未检测出超过阈值的检测信号。从而，第2检测模式判定电路413判定为旋转失败，终结判定，结果，脉冲选择电路7选择补正驱动脉冲FP，驱动步进电机20,使转子10可靠地旋转。如上所述，可执行旋转/非旋转的检测，在不能旋转的情况下，适当输出补正驱动脉冲FP。
专利文献1:日本特开平7-120567号公报
专利文献2:日本特爿>平8-33457号>^才艮
但是，现有技术中，秒针等使用转动惯量大的指针的情况下，有时电流波形失真，无法顺利地进行检测。根据图16和图19来说明上述问题。图19是在现有电子时钟中安装了转动惯量大的针时在转子10旋转时的电流波形和电压波形图。图19(a)是安装了转动惯量大的针时在绕组9中感应的电流波形，图19(b)是此时绕组9的一个端子Ol中发生的电压波形，图19(c)是绕组9的另一端子02中发生的电压波形。
在向通常的驱动电路安装了转动惯量大的针时，电流波形为图19(a)所示的电流波形。即，在电流波形cl之后，变为感应电流波形c2、 c31、cx、 c41所示的波形形状。与图17(a)所示的电流波形相比，在电流波形c31与c41之间发生阶梯状电流波形cx。电流波形cx是由于转子10的自由振动受秒针的转动惯量制约而产生的。原本要检测的电流波形c41会向后错位。以下参照此时的检测动作进行说明。首先，在6ms的时刻，开始第l检测模式，将检测脉沖B6施加于绕组9。如图19(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c2的区域，电流值为负方向。从而如图19(c)所示，感应电压V6不超过阈值Vth。但是，若变为7ms，则电流波形变为电流波形c31的区域，电流值变化到正方向。由此，如图19(c)所示，感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。同样，在8ms，电流波形也位于电流波形c31的区域，感应电压V8也变为超过阈值Vth的检测信号。根据感应电压V7、 V8两个检测信号超过阈值Vth，切换到第2检测模式。
通过根据感应电压V8变为第2检测模式，将下一定时的检测脉冲、即9ms时刻的检测脉冲F9施加于绕组9。如图19(a)所示，在9ms，电流波形位于电流波形c31的区域，电流值位于正方向。从而如图19(b)所示，感应电压V9不超过阈值Vth。同样，感应电压V10-V12也位于电流波形c31的区域，不超过阈值Vth。在13ms，变为电流波形cx的区域，但电流值仍为正方向。从而由检测脉冲F13、 F14产生的感应电压V13、 V14也不超过阈值Vth。从而，在自感应电压V9至感应电压V14的6次检测期间内，未检测出超过阈值的检测信号。从而，第2检测模式判定电路413判定为旋转失败，脉冲选择电路7选择输出补正驱动脉冲FP。即发生如下现象，即尽管能旋转，但由于误判定，会输出补正驱动脉冲FP，消耗电流会白白地增加。补正驱动脉冲FP确实驱动步进电机20,所以变为消耗电流也大的脉冲。从而，若补正驱动脉冲FP因误检测而频繁地输出，则产生电池寿命会大幅度减少的问题。
为了解决上述问题，考虑如下对策，即将第2检测模式的检测终结次数简单地从6次变更为7次，延长判定期间进行判定。但是，由于产生下述的不同问题，所以不能采用该对策。根据图16和图20来说明该问题。图20是步进电机20的驱动力比图18还进一步弱、转子10不能旋转时的波形图。图20(a)是转子10不能旋转时绕组9中感应的电流波形，图20(b)是此时绕组9的一个端子Ol中发生的电压波形，图20(c)是绕组9的另一端子02中发生的电压波形。驱动力进一步变弱不能旋转时在绕组中发生的电流波形如图20(a) 所示。即，在电流波形cl之后变为电流波形c51、 c61所示的电流波形。 与图18(a)的电流波形相比，不出现电流波形c2，在电流波形cl之后出 现电流波形c51,电流波形c51在早的时刻结束，变为出现电流波形c61 的电流波形。在这种电流波形的情况下，若执行仅将第2检测模式的检 测终结次数从6次变更为7次的判定，则如下所示。首先，在6ms的时 刻，开始第l检测模式，将检测脉冲B6施加于绕组9。如图20(a)所示， 在6ms，电流波形位于电流波形c51的区域，电流值为正方向，如图20(c) 所示，感应电压V6变为超过阈值Vth的检测信号。并且，在7ms，电 流波形位于电流波形c51的区域，感应电压V7变为超过阈值Vth的检 测信号。根据感应电压V6、 V7与两个检测信号超过阈值Vth，转移到 第2检测模式。
根据由感应电压V7变为第2检测模式，将下一定时的检测脉冲、 即8ms时刻的检测脉冲F8施加于绕组9。如图20(a)所示，在8ms，电 流波形位于电流波形c51的区域，电流值位于正方向，所以如图20(b) 所示，感应电压V8不超过阈值Vth。并且，感应电压V9-V13也位于 电流波形c51的区域，不超过阈值Vth。但是，在第2检测模式中，在 变为第7次检测的14ms,电流波形如图20(a)所示，变为电流波形c61 的区域，电流值变化到负方向。从而，如图20(b)所示，感应电压V14 会变为超过阈值Vth的检测信号。此时，尽管不能旋转，第2检测模式 判定电路413也会误判定为旋转成功，脉冲选择电路7不选择输出补正 驱动脉冲FP，所以转子10不旋转。如上所述，若筒单地增长第2检测 模式的期间，则发生步进电机会停止，产生时刻延迟等对电子时钟致命 的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种具有旋转检测部件的电子时钟，其可消除 上述缺点，满足转动惯量比通常大的秒针，另外，在步进电机的驱动力下 降的情况下也可适应。
本发明为了实现上述目的，如下构成。即，在技术方案l的构成中， 是一种电子时钟，具备具有绕组与转子的步进电机；驱动脉冲发生部件， 发生用于驱动所述步进电机的驱动脉冲；步进电机驱动部件，根据所述驱动脉冲驱动所述步进电机；转子旋转检测部件，根据所述绕组中发生的感 应电压检测所述转子的旋转状态；第一检测判定部件，根据所述转子旋转 检测部件输出的检测信号判定所述转子的旋转和非旋转；和第二检测判定 部件，在所述第一检测判定部件的判定之后，根据所述转子旋转检测部件 输出的检测信号判定所述转子的旋转和非旋转，其特征在于所述第二检 测判定部件祁》据所述第一检测判定部件的所述判定所需的判定时间，变更 所述判定的判定条件。
另外，在技术方案2的构成中，其特征在于具有第一检测脉冲发生 部件，在所述驱动脉冲发生后的第一规定期间中发生规定周期的第一脉冲 信号；和第二检测脉冲发生部件，在所述第一脉冲信号发生后的第二规定 期间中发生规定周期的第二脉冲信号，所述转子旋转检测部件，根据利 用所述第一脉冲信号变换感应电流而得到的感应电压，检测所述第一规 定期间中的所述转子的旋转状态，其中，该感应电流由所述驱动脉冲在 所述转子驱动后发生于所述绕组，同时，根据利用所述第二脉冲信号变 换所述感应电流的感应电压，检测所述第二规定期间中的所述转子的旋转 状态。
另外，在技术方案3的构成中，其特征在于所述判定M是所述第 二检测判定部件判定所述转子的旋转和非旋转的判定期间，在所述第一检 测判定部件的所述判定时间短的情况下，缩短所述第二检测判定部件的所 述判定期间。
另外，在技术方案4的构成中，其特征在于所述第二检测脉冲发生 部件减少所述第二脉冲信号的数量，缩短所述第二检测判定部件的所述判 定期间。
另外，在技术方案5的构成中，其特征在于所述第二检测脉冲发生 部件缩短所述第二脉冲信号的所述规定周期，缩短所述第二险测判定部件
的所述判定期间。
另外，在技术方案6的构成中，其特征在于所述第二检测脉冲发生 部件在所述第二规定期间的一部分期间中，缩短所述第二脉冲信号的所述 规定周期，缩短所述第二检测判定部件的所述判定期间。另外，在技术方案7的构成中，其特征在于所述第二检测脉冲发生 部件利用减少所述第二脉冲信号的数量的方法、或缩短所述第二脉冲信号 的所述规定周期的方法、或在所述第二规定期间的一部分期间中，缩短所 述第二脉冲信号的所述规定周期的方法中的至少一个方法，缩短所述第二
检测判定部件的所述判定期间。
另外，在技术方案8的构成中，其特征在于所述判定M是所述第 二检测判定部件判定所述转子的旋转和非旋转的判定期间，在所述第一检 测判定部件的所述判定时间短的情况下，所述第二检测判定部件在所述第 二规定期间的至少一部分期间中，停止所述第二脉冲信号的发生。
另外，在技术方案9的构成中，其特征在于所述第二检测判定部件 通过在所述第二规定期间的至少 一部分期间中停止所述第二脉冲信号的 发生，延长所述判定期间。
另外，在技术方案10的构成中，其特征在于具有发生执行所述步进 电机的补正驱动的补正驱动脉冲的补正驱动脉冲发生部件，在由所述第一 检测判定部件或所述第二检测判定部件判定所述转子为非旋转的情况下， 发生所述补正驱动脉冲。
发明效果
如上所述，根据本发明，具有如下效果，即通过利用第l检测模式的 判定时间变更第2检测模式的判定时间，即侵Z使用转动惯量大的秒针，也 可执行比以前更正确的旋转、非旋转的判定。
并且，可使用转动惯量大的秒针即便在完成时钟中也是有效的，并且 在时钟的移动出售中顾客可使用的秒针的自由度增加，是设计上非常有利 的技术。


图l是表示本发明的电子时钟的电路构成框图。(实施例1)
图2是本发明的电子时钟的电路所发生的脉冲波形图。(实施例1)
图3是在本发明的电子时钟上安装转动惯量大的针时在绕组中发生的电流波形和电压波形图。(实施例l)
图4是本发明的电子时钟的转子不能旋转时在绕组中发生的电流波形 和电压波形图。(实施例l)
图5是在本发明的电子时钟的转子上安装转动惯量大的针时、且强驱 动转子时在绕组中发生的电流波形和电压波形图。(实施例l)
图6是表示本发明的电子时钟的转子旋转检测方法的流程图。(实施例
1)
图7是表示本发明的电子时钟的转子旋转检测方法的原理的流程图。
图8是表示本发明的电子时钟的电路构成的框图。(实施例2)
图9是本发明的电子时钟的电路发生的脉冲波形图。(实施例2)
图10是本发明的电子时钟的转子不能旋转时在绕组中发生的电流波 形和电压波形图。(实施例2)
图11是表示本发明的电子时钟的转子旋转检测方法的流程图。(实施
例2)
图12是表示本发明的电子时钟的电路构成的框图。(实施例3)
图13是本发明的电子时钟的电路所发生的脉冲波形图。(实施例3)
图14是本发明的电子时钟的转子不能旋转时在绕组中发生的电流波 形和电压波形图。(实施例3)
图15是表示现有电子时钟的电路构成的框图。
图16是现有电子时钟的电路所发生的脉冲波形图。
图17是现有电子时钟的转子能旋转时在绕组中发生的电流波形和电 压波形图。
图18是现有电子时钟的转子不能旋转时在绕组中发生的电流波形和 电压波形图。图19是在现有的电子时钟上安装转动惯量大的针时在绕组中发生的 电流波形和电压波形图。
图20是现有电子时钟的驱动力进一步变弱、转子10不能旋转时在绕 组中发生的电流波形和电压波形图。
图21是表示本发明的电子时钟的电路构成的框图。(实施例4)
图22是本发明的电子时钟的电路发生的脉冲波形图。(实施例4)
图23是本发明的电子时钟的转子不能旋转时在绕组中发生的电流波 形和电压波形图。(实施例4)
图24是表示本发明的电子时钟的转子旋转检测方法的流程图。(实施
例4)
图25是表示本发明的电子时钟的电路构成的框图。(实施例5)
图26是在本发明的电子时钟上安装转动惯量大的针时在绕组中发生 的电流波形和电压波形图。(实施例5)
图中符号i兌明
1振荡电路
2分频电路
3通常驱动脉冲发生电路 4 补正驱动脉冲发生电路 5第l检测脉冲发生电路
106、 306、 406、 506、 606 第2检测脉冲发生电路 206a第2长周期检测脉冲发生电路 206b 第2短周期检测脉冲发生电路 7脉冲选择电路20 步进电机 9 绕组 10转子 11 检测电路
112、 212、 312、 412 第1检测模式判定电路
113、 213、 313、 413 第2检测模式判定电路 SP通常驱动脉冲
B6-B12 检测脉冲 F8-F19 检测脉冲
f8、 f8.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 f12、 f12.8检测脉冲 cl、 c2、 c31、 cx、 c41、 c51、 c61、 c71、 c81 电; 危;皮形 V6-V15 感应电压
具体实施例方式
首先，用流程图来说明本发明的概要。图7是表示本发明的电子时 钟的转子旋转检测方法的原理的流程图，表示从每正秒实施的通常驱动 脉冲的发生至转子的旋转检测判定和补正驱动脉冲发生控制的动作。在 正秒的定时，输出通常驱动脉冲SP(步骤ST1)，在通常驱动脉冲SP结 束后一定期间后，即从正秒起6ms后，开始第1检测模式(步骤ST2)。 在第l检测模式中判定检测信号是否已在规定时刻之前检测(步骤ST3)。 在规定时刻之前检测出检测信号的情况下(步骤ST3: Y),在第2检测 模式中进行控制，以变更判定有无检测信号的判定期间(步骤ST4)，在 规定时刻之后检测到检测信号的情况下(步骤ST3: N)，设为第2检测 模式的判定期间无变更(步骤ST5)，开始第2检测模式(步骤ST6)。之后， 判定第2检测模式下在规定判定期间内是否检测到检测信号(步骤ST7)。 并且，在规定判定期间内检测到检测信号的情况下(步骤ST7: Y)，判定为旋转成功(步骤ST8)，在规定判定期间内未检测到检测信号的情况下(步骤ST7: N)，判定为旋转失败(步骤ST9)。由此，该秒的动作完成，等待下一正秒，再从开头开始。
实施例1
下面，根据附图来详细说明本发明的实施例1。实施例l是根据第l检测模式中判定检测信号有无的判定时间，变更第2检测模式中检测信号的最多检测次数，变更检测信号的判定期间的实例。图l是表示实施例1的电子时钟的电路构成框图，图2是实施例1的电子时钟的电路所发生的脉冲波形图，图3是在实施例1的电子时钟上安装转动惯量大的针时在绕组中发生的电流波形和电压波形图，图4是实施例1的电子时钟的转子在驱动电路8的动作电压下降等后、步进电机的驱动力下降而不能旋转时的电流波形和电压波形图的一例。向与现有例中说明的相同构成要素标记同一序号，省略其说明。
图1中，20是由绕组9与转子10构成的步进电机，l是振荡电路，2是分频电路，3是通常驱动脉冲发生电路，4是补正驱动脉冲发生电路，5是第l检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第1检测模式的检测脉冲B6-B12。检测脉冲B6-B12如图2(b)所示，是0.125ms幅度的脉冲，在从正秒起6ms后至12ms每lms被输出。106是第2检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第2检测模式的检测脉冲F8-F19。检测脉冲F8-F19如图2(c)所示，是0.125ms幅度的脉冲，在从正秒起8ms后至19ms每lms被输出。
7是脉冲选择电路，8是驱动电路，9是绕组，IO是转子，11是检测电路，112是根据检测电路11的检测信号执行第1检测模式判定的第1检测模式判定电路，113是根据检测电路11的检测信号执行第2检测模式判定的第2检测模式判定电路。第2检测模式判定电路113还在内部存在7次检测判定电路113a与6次检测判定电路113b两个系统，根据第1检测模式判定电路112的判定时间，由判定选择电路113c选择采用7次检测判定电路113a或6次检测判定电路113b中的任一个的判定。
接着说明上述构成的动作。脉冲选择电路7在正秒时刻选择从通常驱动脉冲发生电路3输出的通常驱动脉冲SP，驱动步进电机20。之后，在正秒起6ms后，开始第l检测模式。在第l检测模式下，脉冲选择电路7输出从第1检测脉沖发生电路5输出的检测脉冲B6-B12，控制步进电机20，使绕组9的阻抗变化。之后，检测电路11利用检测脉沖B6-B12,执行绕组9中发生的感应电压的检测。另一方面，脉冲选择电路7指示第1检测模式判定电路112开始判定动作。第1检测模式判定电路112利用从检测电路11输入检测信号，执行第1检测模式中检测信号的有无判定，在接收了检测电路11的检测信号并发生2次检测信号的情况下，判定为检测到，立即停止从第l检测脉冲发生电路5输出的检测脉冲，通知脉冲选择电路7，以结束第l检测模式的动作，同时，通过指示第2检测模式判定电路113的动作开始，转移到第2检测模式。
第2检测模式的判定电路根据第l检测模式的判定时间而不同。在根据检测脉冲B7发生第2次检测信号的情况下，由判定选择电路113c选择6次检测判定电路113b，另外，在根据检测脉冲B8之后的检测脉冲发生第2次检测信号的情况下，由判定选择电路113c选择7次检测判定电路113a。判定选择电路113c为根据第1检测模式的判定时间来变更第2检测模式的判定期间的变更部件。并且，在第l检测模式的判定时间比规定定时早的情况下，减少第2检测模式的检测脉冲的输出次数等，缩短第2检测模式的判定期间。
首先，说明根据检测脉沖B7发生第2次检测信号并转移到第2检测模式的情况。若转移到第2检测模式，则脉冲选择电路7选择输出从第2检测脉冲发生电路106输出的检测脉冲F8-F19，执行步进电机20的控制。之后，检测电路ll利用检测脉冲F8-F19执行绕组9中发生的感应电压的检测。由于根据检测脉沖B7发生第2次检测信号，所以第2检测模式判定电路113中6次检测判定电路113b接收了检测电路11的检测信号，执行判定。6次检测判定电路113b接收了检测电路11的检测信号，在检测信号发生过l次的情况下，判定为旋转成功，立即停止从第2检测脉冲发生电路106输出的检测脉冲，并停止第2检测模式的动作，同时，控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉冲F8-F19产生的检测信号通过最多6次的检测、即基于检测脉冲F13的检测而结束，在其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。
下面，说明在未由脉冲B7发生第2次检测信号的情况下，即在检测脉冲B8之后发生第2次检测信号，转移到第2检测模式的情况。由于根据检测脉冲B8之后的检测脉冲发生第2次检测信号，所以第2检测模式判定电路113中7次检测判定电路113a接收检测电路11的检测信号，进行判定。在7次检测判定电路113a接收了检测电路11的检测信号，在发生l次检测信号的情况下，判定为旋转成功，立即停止从第2检测脉冲发生电路106输出的检测脉冲，并控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉冲F8-F19产生的检测信号通过最多7次的检测而结束，在其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。例如若设从检测脉冲F10起开始第2检测模式的检测，则持有从检测脉冲F10数起第7次检测，即检测脉冲F16的检测，第2检测模式终结，其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败。
如上所述，在第2检测模式中，具有执行7次检测的7次检测判定电路113a与执行6次检测的6次检测判定电路113b两个系统的判定电路。从而，在第l检测模式的判定时间早于7ms的时刻结束的情况下，在第2检测模式中，6次就终结检测，使第2检测模式以短的判定期间结束。另 一 方面，使判定期间不同，以在第1检测模式的判定时间在8ms以后的慢的时期结束的情况下，以7次就终结检测，使第2检测模式以长的判定期间结束。
用图2和图3的波形图来说明上述动作中的实际旋转检测的方法。首先，说明安装了转动惯量大的针的情况。图3(a)是安装了转动惯量大的针时在绕组9中感应的电流波形，图3(b)是此时绕组9的一个端子Ol中发生的电压波形，图3(c)是绕组9的另一端子02中发生的电压波形。
图3(a)为与现有例的图19(a)基本相同的电流波形。首先，将图2(a)所示的通常驱动脉冲SP施加于绕组9的一端Ol，转子10旋转，发生图3(a)所示的电流波形cl。若通常驱动脉冲SP结束，则转子10变为自由振动状态，电流波形变为c2、 c31、 cx、 c41所示的电流波形。在6ms的时刻，开始第l检测模式，将图2(b)所示的检测脉冲B6施加于绕组9上。如图3(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c2的区域，电流值为负方向。由此，如图3(c)所示，由检测脉冲B6产生的感应电压V6不超过阈值Vth。但是，若变为7ms，则电流波形变为电流波形c31的区域，电流值变为正方向。由此，如图3(c)所示，由检测脉冲B7产生的感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。同样，即便8ms，电流波形也位于电流波形c31的区域，由检测脉冲B8产生的感应电压V8变为超过阈值Vth的检测信号。根据感应电压V7、 V8两个检测信号超过阈值Vth，切换到第2检测模式。
根据在8ms以后发生的检测脉冲B8所产生的感应电压V8而变为第2检测模式，由7次检测判定电路113a判定第2检测模式。将8ms的下一定时的检测脉冲、即图2(c)所示的检测脉冲F9施加于绕组9。如图3(a)所示，在9ms，电流波形位于电流波形c31的区域，电流值位于正方向。由此，如图3(b)所示，由检测脉冲F9产生的感应电压V9不超过阈值Vth。并且，由检测脉冲FIO、 Fll、 F12产生的感应电压VIO、Vll、 V12也位于电流波形c31的区域，不超过阈值Vth。若变为13ms，则电流波形变为电流波形cx的区域。但是，电流值仍为正方向，由检测脉沖F13、 F14产生的感应电压V13、 V14也不超过阈值Vth。但是，在第2检测模式中，在构成第7次检测的15ms，电流波形如图3(a)所示，位于电流波形c41的区域，电流值变化到负方向。从而，如图3(c)所示，由检测脉冲F15产生的感应电压V15变为超过阈值Vth的检测信号。此时，第2检测模式判定电路113正确地判定为旋转成功，执行旋转检测，控制脉冲选择电路7，不输出补正驱动脉冲FP。
下面，用图2和图4说明转子10不能旋转的情况。图4(a)是转子10不能旋转时绕组9中感应的电流波形，图4(b)是此时绕组9的一个端子Ol中发生的电压波形，图4(c)是绕组9的另一端子02中发生的电压波形。
图4(a)与现有例的图20(a)—样，是以弱的驱动力不能旋转时在绕组中发生的电流波形。首先，在6ms的时刻开始第l检测模式，将检测脉冲B6施加于绕组9。如图4(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c51的区域，电流值位于正方向。从而如图4(c)所示，感应电压V6变为超过阈值Vth的检测信号。并且，在7ms，电流波形也位于电流波形c51的区域，感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。通过感应电压V6、 V7与两个检测信号超过阈值Vth，转移到第2检测模式。
根据在7ms发生的检测脉冲B7所产生的感应电压V7而变为第2 检测模式，由6次检测判定电路113b判定第2检测模式。通过由感应 电压V7变为第2检测模式，将7ms的下一定时的检测脉沖、即图2(c) 所示的检测脉冲中8ms时刻的检测脉冲F8施加于绕组9。如图4(a)所 示，在8ms电流波形位于电流波形c51的区域，电流值位于正方向。由 此，如图4(b)所示，感应电压V8不超过阈值Vth。并且，感应电压V9-V12 也位于电流波形c51的区域，不超过阈值Vth。并且，在第2检测模式 中，即便是变为第6次检测的13ms，电流波形也如图4(a)所示，位于 电流波形c51的区域，电流值是正方向。从而，如图4(b)所示，感应电 压V13不超过阈值Vth。第2检测模式通过该第6次检测而终结。从而， 不执行电流波形c61下的检测，第2检测模式判定电路113正确判定为 旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。从而， 时钟不会停止。
如上所述，在实施例1中，在第2检测模式下具有执行7次检测的 7次检测判定电路113a、与执行6次检测的6次检测判定电路113b这 两系统的判定电路，可根据第1检测模式的判定时间来使判定期间不同。
用流程图来说明以上的动作。图6是表示第1实施例的电子时钟的 转子旋转检测方法的流程图，表示每正秒的动作的图。流程图内的步骤 序号(ST"与图7的相对应，所以与图7相同。在正秒的定时，输出通 常驱动脉冲SP(步骤ST1),在从正秒起6ms后，开始第1检测模式(步 骤ST2)。在第1检测模式中判断检测信号是否可由7ms以前的检测信 号检测出(步骤ST3)。在7ms以前检测到检测信号的情况下(步骤ST3: Y)，为了缩短第2检测模式的判定期间，将第2检测模式下的检测信号 的最多检测次数设定为6次(步骤ST4)，在超过7ms检测到检测信号的 情况下(步骤ST3: N)，将第2检测模式下的检测信号的最多检测次数 设定为7次(步骤ST5),开始第2检测模式(步骤ST6)。之后，判定第2 检测模式下在最多检测次数内是否检测到检测信号(步骤ST7)。并且， 在最多检测次数内检测到检测信号的情况下(步骤ST7: Y),判定为旋 转成功，不输出补正驱动脉冲FP(步骤ST8)。另一方面，在最多检测次数内未检测到检测信号的情况下(步骤ST3: N)，判定为旋转失败，输出补正驱动脉冲FP(步骤ST9)。
下面，用波形图来说明比通常的驱动状态强地驱动步进电机20的情况。图5是安装了转动惯量大的针时、且强驱动转子10时在绕组中发生的电流波形和电压波形图。图5(a)是安装了转动惯量大的针时、且强驱动转子10时在绕组9中感应的电流波形，图5(b)是此时绕组9的一个端子Ol中发生的电压波形，图5(c)是绕组9的另一端子02中发生的电压波形。
以强驱动力旋转时在绕组中发生的电流波形如图5(a)所示。即，在电流波形cl之后变为电流波形c32、 cx、 c42所示的波形形状。与图3相比，未出现电流波形c2，在电流波形cl之后出现电流波形c32。这是为了快速旋转转子IO，图3(a)的电流波形c31过早出现，所以电流波形cl与电流波形c31重叠，电流波形c2被消除。在这种情况下，由于转子10的驱动力强，所以越是图3(a)的电流波形，越不受秒针的转动惯量大小的影响，电流波形c42在比图3(a)的电流波形c41早的时期出现。从而，如图5(a)的电流波形所示，第l检测模式在很早的时期结束，因此，即便第2检测模式被过早终结，与动作无关不会误判定为旋转失败。
进一步用附图来说明上述构成的检测动作。如图5(a)所示，在6ms,电流波形位于电流波形c32的区域，电流值位于正方向。从而，如图5(c)所示，感应电压V6变为超过阈值Vth的检测信号。并且，即便在7ms，电流波形也位于电流波形c32的区域，感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。根据感应电压V6、 V7与两个检测信号超过阈值Vth，转移到第2检测模式。
根据7ms发生的检测脉冲B7所产生的感应电压V7而变为第2检测模式，由6次检测判定电路113b判定第2检测模式。根据感应电压V7变为第2检测模式，由此将检测脉冲F8施加于绕组9。如图5(a)所示，在8ms，电流波形位于电流波形c32的区域，电流值位于正方向。由此，如图5(b)所示，感应电压V8不超过阈值Vth。同样，感应电压V9-V10也位于电流波形c32的区域，不超过阈值Vth。另外，若变为llms则电流波形变为电流波形cx的区域，但电流值位于正方向。从而，即便感应电压Vll、 V12也不超过阈值Vth。但是，若变为第2检测模式下进行第6次检测的13ms，则电流波形如图5(a)所示，位于电流波形c42的区域，电流值变化到负方向.从而，如图5(b)所示，感应电压V13变为超过阈值Vth的检测信号。此时，第2检测模式判定电路113正确判定为旋转成功，执行旋转检测，控制脉沖选择电路7以使其不输出补正驱动脉冲FP。从而，不会因误判定而白白地输出补正驱动脉冲FP，增加消耗电流。
实施例2
下面，根据附图详述本发明的实施例2。实施例2是根据第1检测
模式中判定有无检测信号的判定期间，变更第2检测模式下的检测脉冲
的周期，并变更检测信号的判定期间的实例。图8是表示实施例2的电
子时钟的电路构成的框图，图9是实施例2的电子时钟的电路发生的脉
冲波形图，图3是在实施例2的电子时钟安装了转动惯量大的针时在绕
组中发生的电流波形和电压波形图(为与实施例1相同的附图)，图10
是实施例2的转子不能旋转时在绕组中发生的电流波形和电压波形图的
一例。另外，与现有例或实施例1中说明的相同构成要素附加同一序号，省略其说明。
图8中，20是由绕组9与转子10构成的步进电机，l是振荡电路，2是分频电路，3是通常驱动脉冲发生电路，4是补正驱动脉沖发生电路，5是第l检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第1检测模式的检测脉冲B6-B12。检测脉沖B6-B12如图9(b)所示，是0.125ms幅度的脉冲，在从正秒起6ms后至12ms,每lms被输出。206a是第2长周期检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第2检测模式的检测脉冲F9-F19。检测脉冲F9-F19如图9(d)所示，是0.125ms幅度的脉沖，在从9ms后至19ms，每lms被输出。206b是第2短周期检测脉沖发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第2检测模式的检测脉冲f8、仿.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 f12、 f12.8。检测脉沖f8、 f8.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 f12、 f12.8如图9(c)所示,是0.125ms幅度的脉冲，在从正秒起8ms后至12.8ms，每0.8ms输出。206c是选择输出第2长周期检测脉沖发生电路206a或第2短周期检测脉沖发生电路206b之一的检测脉冲的检测脉冲选择电路。7是脉冲选择电路，8是驱动电路，9是绕组，IO是转子，11是检测电路，212是根据检测电路11的检测信号执行第1检测模式判定的第1检测模式判定电路，213是根据检测电路11的检测信号执行第2检测模式判定的第2检测模式判定电路。
接着说明上述构成的动作。脉冲选择电路7在正秒时刻选择从通常驱动脉冲发生电路3输出的通常驱动脉冲SP，驱动步进电机20。之后，在正秒起6ms后，开始第l检测模式。在第l检测模式下，脉冲选择电路7输出从第1检测脉冲发生电路5输出的检测脉冲B6-B12,控制步进电机20，使绕组9的阻抗变化。之后，检测电路11利用检测脉冲B6-B12,执行绕组9中发生的感应电压的检测。另一方面，脉冲选择电路7指示第1检测模式判定电路212开始判定动作。第l检测模式判定电路212根据从检测电路11输入检测信号，执行第1检测模式中检测结果的判定，在接收了检测电路11的检测信号并发生2次检测信号的情况下，判定为检测到，立即停止从第l检测脉沖发生电路5输出的检测脉冲，通知脉沖选择电路7，以结束第l检测模式的动作，同时，指示第2检测模式判定电路213的动作开始，由此转移到第2检测模式。
第2检测模式的检测脉冲根据第l检测模式的判定时间而不同。在由检测脉冲B7发生了第2次检测信号的情况下，由检测脉冲选择电路206c选择输出第2短周期检测脉冲发生电路206b输出的检测脉冲仿、f8.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 f12、 f12.8，另外，在由检测脉冲B8以后的检测脉冲发生了第2次检测信号的情况下，由检测脉冲选择电路206c选择输出第2长周期检测脉冲发生电路206a输出的检测脉冲F9-F19。检测脉冲选择电路206c构成根据第1检测模式的判定时间来变更第2检测模式的判定期间的变更部件。并且，在第l检测模式的判定时间早的情况下，缩短第2检测模式的检测脉冲的周期，缩短第2检测模式的判定期间。
首先，说明根据检测脉冲B7发生第2次检测信号并转移到第2检测模式的情况。脉冲选择电路7选择输出由检测脉冲选择电路206c选择的第2短周期检测脉冲发生电路206b所输出的检测脉冲f8、f8.8、f9.6、f10.4、 f11.2、 f12、 f12.8,执行步进电机20的控制。之后，检测电路ll根据检测脉冲f8、 f8.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 f12、 f!2.8执行绕组9中发生的感应电压的检测。第2检测模式判定电路213接收了检测电路11的检测信号，在检测信号发生过l次的情况下，判定为旋转成功，立即停止从第2短周期检测脉沖发生电路206b输出的检测脉冲，并结束第2检测模式的动作，同时，控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉冲f8、仿.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 f12、 f12.8产生的检测信号通过最多7次的检测、即基于检测脉冲f12.8的检测而结束，在其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败，控制脉冲选棒电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。
下面，说明根据脉冲B7未发生第2次检测信号的情况，即说明在检测脉冲B8之后发生第2次检测信号，转移到第2检测模式的情况。脉冲选择电路7选择输出由检测脉冲选择电路206c选择的第2长周期检测脉冲发生电路206a所输出的检测脉冲F9-F19，执行步进电机20的控制。之后，检测电路11根据检测脉冲F9-F19执行绕组9中发生的感应电压的检测。第2检测模式判定电路213在接收到检测电路11的检测信号，检测信号发生过l次的情况下，判定为旋转成功，立即停止从第2长周期检测脉冲发生电路206a输出的检测脉冲，并控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉冲产生的检测信号通过最多7次的检测而结束，在其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败，结束第2检测模式的动作，同时，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。例如，若从检测脉冲F10起开始第2检测模式的检测，则通过从检测脉沖F10数起第7次的检测、即检测脉冲F16的检测，终结第2检测模式，其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败。
如上所述，第2检测脉冲发生电路备有具有lms周期的检测脉沖的第2长周期检测脉冲发生电路206a、与具有0.8ms周期的检测脉冲的第2短周期检测脉沖发生电路206b这两个系统的脉沖发生电路，从检测脉冲选择电路206c选择地输出。从而，在第l检测模式的判定时间早于7ms的时期结束的情况下，在第2检测模式中，通过以0.8ms周期的短周期执行检测，使第2检测模式以短的判定期间结束。另一方面，使判定期间不同，以在第l检测模式的判定时间在8ms以后的慢时期结束的情况下，通过以lms周期的长周期进行检测，使第2检测模式以长的判定期间结束。用图9和图3的波形图来说明上述动作中的实际旋转检测的方法。首先，说明安装了转动惯量大的针的情况。图3与实施例1中说明的一样。
图3(a)与实施例1中说明的一样。首先，将图9(a)所示的通常驱动脉冲SP施加于绕组9的一端Ol,转子10旋转，发生图3(a)所示的电流波形cl。若通常驱动脉冲SP结束，则转子10变为自由振动状态，电流波形变为c2、 c31、 cx、 c41所示的电流波形。在6ms的时刻，开始第1检测模式，将图9(b)所示的检测脉冲B6施加于绕组9上。如图3(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c2的区域，电流值为负方向。由此，如图3(c)所示，由检测脉冲B6产生的感应电压V6不超过阈值Vth。但是，若变为7ms，则电流波形变为电流波形c31的区域，电流值变为正方向。由此，如图3(c)所示，由检测脉冲B7产生的感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。同样，即便8ms，电流波形也位于电流波形c31的区域，由检测脉冲B8产生的感应电压V8变为超过阈值Vth的检测信号。通过感应电压V7、 V8两个检测信号超过阈值Vth，切换到第2检测模式。
根据8ms以后发生的检测脉冲B8所产生的感应电压V8变为第2检测模式，检测脉冲选择电路206c选择第2长周期检测脉冲发生电路206a所输出的检测脉冲F9-F19，输出到脉冲选择电路7。将8ms的下一定时的检测脉冲、即图9(d)所示的9ms时刻的检测脉冲F9施加于绕组9。如图3(a)所示，在9ms，电流波形位于电流波形c31的区域，电流值位于正方向。由此，如图3(b)所示，由检测脉冲F9产生的感应电压V9不超过阈值Vth。同样，由检测脉冲FIO、 Fll、 F12产生的感应电压VIO、 Vll、 V12也位于电流波形c31的区域，不超过阈值Vth。若变为13ms，则电流波形变为电流波形cx的区域。但是，电流值仍为正方向，由检测脉冲F13、 F14产生的感应电压V13、 V14也不超过阈值Vth。但是，在第2检测模式中，若变为进行第7次检测的15ms，则电流波形如图3(a)所示，变为电流波形c41的区域，电流值变化到负方向。从而，如图3(c)所示，由检测脉冲F15产生的感应电压V15变为超过阈值Vth的检测信号。此时，第2检测模式判定电路213正确地判定为旋转成功，执行旋转检测，控制脉冲选择电路7以使其不输出补正驱动脉冲FP。下面，用图9和图IO说明驱动力弱、转子10不能旋转的情况。图 10(a)是转子10不能旋转时绕组9中感应的电流波形，图10(b)是此时绕 组9的一个端子Ol中发生的电压波形，图10(c)是绕组9的另一端子 02中发生的电压波形。
图10(a)与现有例的图20(a)—样，是以弱的驱动力不能旋转时在绕 组中发生的电流波形。首先，在6ms的时刻开始第l检测模式，将检测 脉冲B6施加于绕组9。如图10(a)所示，在6ms,电流波形位于电流波 形c51的区域，电流值变为正方向。从而如图10(c)所示，感应电压V6 变为超过阈值Vth的检测信号。并且，在7ms，电流波形也位于电流波 形c51的区域，感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。根据感应 电压V6、 V7与两个检测信号超过阈值Vth，转移到第2检测模式。
根据在7ms发生的检测脉冲B7所产生的感应电压V7而变为第2 检测模式，由此检测脉冲选择电路206c选择第2短周期检测脉冲发生 电路206b输出的检测脉冲f8、 f8.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 f12、 f12.8， 输出到脉冲选择电路7。将7ms的下一定时的检测脉冲、即图9(c)所示 的8ms时刻的检测脉冲f8施加于绕组9。如图10(a)所示，在8ms，电 流波形位于电流波形c51的区域，电流值位于正方向，所以，如图10(b) 所示，感应电压V8不超过阈值Vth。并且，根据检测脉冲f8.8、 f9.6、 f10.4、 f11.2、 fl2产生的感应电压V8.8、 V9.6、 V10.4、 V11.2、 V12也 位于电流波形c51的区域，不超过阈值Vth。并且，在第2检测模式中， 即便是变为第7次检测的12.8ms，电流波形也如图10(a)所示，位于电 流波形c51的区域，电流值是正方向。从而，如图10(b)所示，由检测 脉冲f12.8产生的感应电压V12.8不超过阈值Vth。第2检测模式经由 该第7次检测而终结。从而，不执行电流波形c61下的检测，第2检测 模式判定电路213正确判定为旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输 出补正驱动脉冲FP。从而，时钟不会停止。
在实施例2中，即便在输出第2短周期检测脉冲发生电路206b或 第2长周期检测脉冲发生电路206a之一的检测脉冲的情况下，检测脉 冲的总输出次数也相同，第2检测模式的判定与以前一样即可，所以不 必因第1检测模式的判定结果而具有两个系统的第2检测模式判定电 路，仅一个第2检测模式判定电路213即可。用流程图来说明以上的动作。图11是表示实施例2的电子时钟的转 子旋转检测方法的流程图，表示每正秒的动作。流程图内的步骤序号 (ST"与图7的相对应，所以与图7相同。在正秒的定时，输出通常驱 动脉冲SP(步骤ST1)，在6ms后，开始第1检测模式(步骤ST2)。在第 1检测模式中判定检测信号是否可由7ms以前的检测信号检测到(步骤 ST3)。在7ms以前检测到检测信号的情况下(步骤ST3: Y)，为了缩短 第2检测模式的判定期间，将第2检测模式下的检测脉冲的周期设定为 每0.8ms (步骤ST4)，在超过7ms检测到检测信号的情况下(步骤ST3: N)，将第2检测模式下的检测脉冲的周期(步骤ST5)设定每1.0ms，开 始第2检测模式(步骤ST6)。之后，判定第2检测模式下是否能在7次 以内检测到检测信号(步骤ST7)。并且，在7次以内检测到检测信号的 情况下(步骤ST7: Y)，判定为旋转成功，不输出补正驱动脉冲FP(步骤 ST8)。另一方面，在7次以内未检测到检测信号的情况下(步骤ST7: N)，判定为旋转失败，输出补正驱动脉冲FP(步骤ST9)。
实施例3
下面，根据附图详述本发明的实施例3。实施例3是根据第1检测 模式下的检测条件、对第2检测模式下的部分检测信号变更检测脉冲的 周期的实例。图12是表示实施例3的电子时钟的电路构成的框图，图 13是实施例3的电子时钟的电路输出的脉沖波形图，图3是在实施例3 的电子时钟中安装了转动惯量大的针时在绕组中发生的电流波形和电 压波形图(为与实施例l相同的附图)，图14是实施例3的电子时钟的转 子不能旋转时的电流波形和电压波形图。向与现有例或实施例1中说明 的相同构成要素附加同一序号，省略说明。
图12中，20是由绕组9与转子IO构成的步进电机，l是振荡电路， 2是分频电路，3是通常驱动脉冲发生电路，4是补正驱动脉冲发生电路， 5是第l检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第1 检测模式的检测脉冲B6-B12。检测脉冲B6-B12如图13(b)所示，是 0.125ms幅度的脉冲，在从正秒起6ms后至12ms,在每lms被输出。 306是第2检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第 2检测模式的检测脉沖F7.5和检测脉沖F8-F19。检测脉冲F7.5和检测 脉冲F8-F19如图13(c)所示，是0.125ms幅度，在从正秒起7.5秒后输出脉冲F7.5,并且，在从正秒8ms后至19ms，在每lms输出检测脉冲F8-F19。
7是脉冲选择电路，8是驱动电路，9是绕组，IO是转子，11是检测电路，312是根据检测电路11的检测信号执行第1检测模式判定的第1检测模式判定电路，313是根据检测电路11的检测信号执行第2检测模式判定的第2检测模式判定电路。
接着说明上述构成的动作。脉冲选择电路7在正秒时刻选择从通常驱动脉冲发生电路3输出的通常驱动脉冲SP，驱动步进电机20。之后，在正秒起6ms后，开始第l检测模式。在第l检测模式下，脉冲选择电路7选择输出从第1检测脉冲发生电路5输出的检测脉冲B6-B12,控制步进电机20，使绕组9的阻抗变化。之后，检测电路ll根据检测脉冲B6-B12,执行绕组9中发生的感应电压的检测。另一方面，脉冲选择电路7指示第1检测模式判定电路312开始判定动作。第1检测模式判定电路312根据来自检测电路11的检测信号的输入次数，执行第1检测模式中检测结果的判定，在接收了检测电路11的检测信号并发生2次检测信号的情况下，判定为检测，立即停止第l检测脉沖发生电路5输出的检测脉冲，通知脉冲选择电路7，以结束第l检测模式的动作，同时，通过指示第2检测模式判定电路313的动作开始，转移到第2检测模式。
另外，第2检测模式的检测脉沖根据第l检测模式的判定时间而不同。现有例或实施例1中的第2检测脉冲发生电路406、 106或实施例2中的第2长周期检测脉冲发生电路206a或第2短周期检测脉冲发生电路206b分别输出单一周期的检测脉冲(例如分别在每lms输出检测脉冲F8-F19，在每0.8ms输出f8-fl2.8)。但是，实施例3的第2检测脉冲发生电路306通过输出两种周期的检测脉冲使第2检测模式的判定期间不同，两种周期的检测脉冲例如为从7.5ms至8ms输出的0.5ms周期的检测脉沖F7.5、检测脉冲F8、以及从8ms至19ms输出的lms周期的检测脉沖F8-检测脉冲F19等。由此，第2检测脉冲发生电路306构成根据第1检测模式的判定时间来变更第2检测模式的判定期间的变更部件。
首先，说明由检测脉冲B7发生第2次检测信号并转移到第2检测模式的情况。脉冲选择电路7选择输出第2检测脉冲发生电路306输出的检测脉冲F7.5和检测脉冲F8-F19，执行步进电机20的控制。之后，检测电路11根据检测脉冲F7.5和检测脉冲F8-F19执行绕组9中发生的感应电压的检测。第2检测模式判定电路313接收了检测电路11的检测信号，在检测信号发生过l次的情况下，判定为旋转成功，立即停止从第2检测脉冲发生电路306输出的检测脉冲，并结束第2检测模式的动作，同时，控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉冲F7.5和检测脉冲F8-F19产生的检测信号通过最多7次的检测、即构成从检测脉冲F7.5数起第7次检测的基于检测脉冲F13的检测而结束。检测信号的终结为7次，但由于存在部分短周期的检测脉冲F7.5、检测脉冲F8，所以判定期间变短，第2检测模式的终结期间变为从7.5ms至13ms的5.5ms的长度。在其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。
下面，说明由脉冲B7未发生2次检测信号的情况，即在检测脉冲B8之后发生第2次检测信号，转移到第2检测模式的情况。脉冲选择电路7选择输出第2检测脉冲发生电路306输出的检测脉沖F9-F19，控制步进电机20。之后，检测电路11利用检测脉冲F9-F19执行绕组9中发生的感应电压的检测。第2检测模式判定电路313接收了检测电路11的检测信号，在检测信号发生过l次的情况下，判定为旋转成功，立即停止从第2长周期检测脉冲发生电路206a输出的检测脉冲，并控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉冲产生的检测信号通过最多7次的检测而结束，在其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败，结束第2检测模式的动作，同时，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。例如，若从检测脉冲F10起开始第2检测模式的检测，则通过构成第7次检测的检测脉冲F16的检测，终结第2检测模式。由于检测信号的终结为7次，为lms周期的同一周期，所以第2检测模式的判定期间为从10ms至16ms的6ms的长度。其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败。
如上所述，在第2检测模式下，通过使用部分周期不同的检测脉冲，在第l检测模式的判定时间早于7ms的时期结束的情况下，在第2检测模式中，通过以部分短的周期执行检测，使第2检测模式以短的判定期间结束。另一方面，可以按照在第l检测模式的判定时间在8ms以后的 慢时期结束的情况下，通过以lms周期的同一周期进行检测，使第2 检测模式以长的判定期间结束的方式，使判定不同。
用图13和图3的波形图来说明上述动作中的实际旋转检测的方法。 首先，说明安装了转动惯量大的针的情况。图3与实施例1中说明的一 样。
图3(a)与实施例1中说明的一样。首先，将图9(a)所示的通常驱动 脉冲SP施加于绕组9的一端01,转子10旋转，发生图3(a)所示的电 流波形cl。若通常驱动脉冲SP结束，则转子10变为自由振动状态， 电流波形变为c2、 c31、 cx、 c41所示的电流波形。在6ms的时刻，开 始第l检测模式，将图13(b)所示的检测脉冲B6施加于绕组9上。如图 3(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c2的区域，电流值为负方向。 由此，如图3(c)所示，由检测脉冲B6产生的感应电压V6不超过阈值 Vth。但是，若变为7ms，则电流波形变为电流波形c31的区域，电流 值变为正方向。由此，如图3(c)所示，由检测脉冲B7产生的感应电压 V7变为超过阈值Vth的检测信号。同样，即便8ms，电流波形也位于 电流波形c31的区域，由检测脉冲B8产生的感应电压V8变为超过阈 值Vth的检测信号。根据感应电压V7、 V8两个检测信号超过阈值Vth, 切换到第2检测模式。
根据感应电压V8变为第2检测模式，由此将下一定时的检测脉冲、 即图13(c)所示的9ms时刻的检测脉沖F9施加于绕组9。如图3(a)所示， 在9ms电流波形位于电流波形c31的区域，电流值位于正方向，所以， 如图3(b)所示，由检测脉沖F9产生的感应电压V9不超过阈值Vth。同 样，由检测脉冲FIO、 Fll、 F12产生的感应电压VIO、 Vll、 V12也位 于电流波形c31的区域，不超过阈值Vth。若变为13ms，则电流波形变 为电流波形cx的区域。但是，电流值仍为正方向，由检测脉冲F13、 F14产生的感应电压V13、 V14也不超过阈值Vth。但是，在第2检测 模式中，若变为进行第7次检测的15ms，则电流波形如图3(a)所示， 变为电流波形c41的区域，电流值变化到负方向。从而，如图3(c)所示， 由检测脉冲F15产生的感应电压V15变为超过阈值Vth的检测信号。 此时，第2检测模式判定电路313正确地判定为旋转成功，执行旋转检测，控制脉冲选择电路7以使其不输出补正驱动脉冲FP。
下面，用图13和图14说明驱动力弱、转子10不能旋转的情况。 图14(a)是转子10不能旋转时在绕组9中感应的电流波形，图14(b)是 此时绕组9的一个端子Ol中发生的电压波形，图14(c)是绕组9的另一 端子02中发生的电压波形。
图14(a)与现有例的图20(a)—样，是以弱的驱动力不能旋转时在绕 组中发生的电流波形。首先，在6ms的时刻开始第l检测模式，将检测 脉冲B6施加于绕组9。如图14(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波 形c51的区域，电流值变为正方向。从而如图14(c)所示，感应电压V6 变为超过阈值Vth的检测信号。并且，在7ms，电流波形也位于电流波 形c51的区域，感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。根据感应 电压V6、 V7与两个检测信号超过阈值Vth而转移到第2检测模式。
根据感应电压V7变为第2检测模式，从而将下一定时的检测脉沖、 即图13(c)所示的7.5ms时刻的检测脉冲F7.5施加于绕组9。如图14(a) 所示，在7.5ms，电流波形位于电流波形c51的区域，电流值位于正方 向，所以，如图14(b)所示，由检测脉冲F7.5产生的感应电压V7.5不 超过阈值Vth。接着，将0.5ms之后、即8.0ms时刻的检测脉冲F8施 加于绕组9。由检测脉冲F8产生的感应电压V8也位于电流波形c31的 区域，不超过阈值Vth。同样，由以后以lms间隔输出的检测脉冲F9-F12 产生的感应电压V9-V12也位于电流波形c31的区域，不超过阈值Vth。 并且，在第2检测模式中，即便是在变为第7次检测的13ms，电流波 形也如图14(a)所示，位于电流波形c51的区域，电流值是正方向，如 图14(b)所示，感应电压V13不超过阈值Vth。第2检测模式通过该第 7次检测而终结。从而，不执行电流波形c61下的检测，第2检测模式 判定电路313正确判定为旋转失败，控制脉沖选择电路7以使其输出补 正驱动脉冲FP。从而，时钟不会停止。
如上所述，在实施例3中，通过部分变更第2检测脉冲发生电路306 的检测脉冲的周期，可根据第l检测模式的判定时间来变更第2检测模 式的判定期间。在实施例3中，不使用根据第l检测模式的判定时间来 变更判定期间或检测脉冲的选择电路。从而，可利用现有电路的些许修 正来得到本发明的效果。在实施例1和2中，仅变更检测信号的检测次数、检测脉冲的周期 之一，但也可同时变更双方。另外，在实施例3中，也可同时变更检测 信号的最多检测次数。这样，即便检测次数或检测脉冲的周期、进而判 定期间在不脱离本申请的基本思想的范围内适当变更，也可期待同样的 效果。
实施例4
下面，根据附图详述本发明的实施例4。实施例4是根据第1检测 模式下的判定时间变更第2检测模式下的检测脉冲的输出定时，并变更 判定期间的数量的实例。图21是表示实施例4的电子时钟的电路构成 的框图，图22是实施例4的电子时钟的电路所发生的脉冲波形图，图3 是在实施例4的电子时钟中安装了转动惯量大的针时在绕组中发生的电 流波形和电压波形图(为与实施例l相同的附图)，图23是实施例4中受 到外部磁场的影响、转子不能旋转时在绕组中发生的电流波形和电压波 形图。对与现有例或实施例1-3中说明的相同构成要素标记同一序号， 省略其说明。
此前的实施例1-3是对如现有例的图20(a)所示的、构成误检测原因 的负电流c61出现在第2检测模式的判定期间终端部时的对策，利用检 测脉冲发生次数或周期的变更，缩短判定期间，不必检测负电流c61。
但是，若驱动力比图20的情况还弱，则上述负电流出现在判定期 间的中央附近。本实施例利用第l检测脉冲的判定时间，在判定期间中 不执行判定的期间(或设置多个判定期间，在各判定期间之间不实施判 定)，由此不检测负电流。
图24中示出表示本实施例原理的流程图。主要部分与图7相同， 所以仅说明变更部分。在SP输出后(步骤ST1)，开始第l检测模式(步 骤ST2)，判定规定检测时刻之前是否检测到(^骤ST3)。在规定检测时 刻之前未检测到的情况下(步骤ST3: N)，在第2检测模式中不设置判 定停止期间，设为原来所设定的判定期间(步骤ST5)。在规定检测时刻 之前检测到的情况下(步骤ST3: Y)，则在判定期间中设置停止判定的 判定停止期间(步骤ST4)。之后的处理与图7—样，所以省略。图21中，20是由绕组9与转子IO构成的步进电机，l是振荡电路， 2是分频电路，3是通常驱动脉冲发生电路，4是补正驱动脉冲发生电路， 5是第l检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执行第1 检测模式的检测脉冲B6-B12。检测脉冲B6-B12如图22(b)所示，是 0.125ms幅度的脉沖，在从正秒起6ms后至12ms，每lms被输出。
506是第2检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执 行第2检测模式的检测脉冲F8-F19。检测脉冲F8-F19是与图2(c)—样 的输出。
507是屏蔽电路，根据第l检测模式判定电路412的判定时间，屏 蔽检测脉冲F8-F19中规定的检测脉冲后，发送到脉冲选择电路7。
在本实施例中，在以检测脉冲B6、 B7结束第l检测模式的情况下， 屏蔽电路507执行屏蔽动作，停止检测脉冲Fll的发生，如图22(c)所 示，将检测脉冲F8-F10和F12-F19发送到脉冲选择电路7。另外，在 检测脉冲B8之后第1检测模式结束的情况下，屏蔽电路507不执行屏 蔽动作，将检测脉冲F9-F19全部发送到脉冲选择电路7。
7是脉冲选择电路，8是驱动电路，9是绕组，IO是转子，11是检 测电路，412是根据检测电路11的检测信号执行第1检测模式的判定的 第1检测模式判定电路，413是根据检测电路11的检测信号执行第2 检测模式的判定的第2检测模式判定电路。
接着，说明上述构成的动作。脉冲选择电路7在正秒时刻选择从通 常驱动脉冲发生电路3输出的通常驱动脉冲SP，驱动步进电机20。之 后，在正秒起6ms后，开始第l检测模式。在第l检测模式下，脉冲选 择电路7输出从第1检测脉冲发生电路5输出的检测脉冲B6-B12,控 制步进电机20，使绕组9的阻抗变化。之后，检测电路ll根据检测脉 冲B6-B12，执行绕组9中发生的感应电压的检测。另一方面，脉沖选 择电路7指示第1检测模式判定电路412开始判定动作。第1检测模式 判定电路412根据来自检测电路11的检测信号的输入，执行第1检测 模式中检测结果的判定，在接收了检测电路11的检测信号并发生2次 检测信号的情况下，判定为检测到，立即停止从第l检测脉冲发生电路 5输出的检测脉冲，通知脉冲选择电路7，以结束第l检测模式的动作，同时，通过指示第2检测模式判定电路413的动作开始，转移到第2检 测模式。
第2检测模式的判定期间根据第l检测模式的判定时间而不同。 在检测脉冲B7以前第1检测模式结束的情况下，屏蔽电路507执行屏 蔽动作，停止检测脉冲Fll的发生，如图22(c)所示，将检测脉冲F8-F10 和F12-F19发送到脉冲选择电路7，在检测脉冲B8之后第1检测模式 结束的情况下，屏蔽电路507不执行屏蔽动作，将检测脉冲F9-F19发 送到脉冲选择电路7。由此，第2检测脉冲发生电路506构成根据第1 检测模式的判定时间来变更第2检测模式的判定期间的变更部件。
首先，说明根据检测脉冲B7发生第2次检测信号并转移到第2 检测模式的情况。通过由检测脉冲B7发生第2次检测信号，进行控制 以使屏蔽电路507屏蔽检测脉冲Fll，使其不发送到脉冲选择电路7。 由此，脉冲选择电路7选择输出第2检测脉冲发生电路506输出的检测 脉冲F8-F10和检测脉冲F12-F19，执行步进电机20的控制。之后，检 测电路11利用检测脉冲F8-F10和检测脉冲F12-F19执行绕组9中发生 的感应电压的检测。第2检测模式判定电路413接收了检测电路11的 检测信号，在检测信号发生过l次的情况下，判定为旋转成功，立即停 止从第2检测脉冲发生电路506输出的检测脉冲，并结束第2检测模式 的动作，同时，控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。 但是，由检测脉冲F8-F10和检测脉冲F12-F19产生的检测信号通过最 多7次的检测、即构成从检测脉冲F8数起、去除了发生停止检测脉冲 Fll后的第7次检测的、基于检测脉冲F15的检测而结束。检测信号的 终结为7次，但在判定期间跨过发生停止检测脉冲Fll的情况下，例如 从8ms至10ms输出的检测脉冲F8-F10和在12ms至15ms输出的检测 脉冲F12-F15变为7ms的长度，判定期间变长。在一个检测信号也未发 生的情况下，判定为旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱 动脉冲FP。
下面，说明由脉冲B7未发生2次检测信号的情况，例如根据检 测脉冲B8发生第2次检测信号，转移到第2检测模式的情况。通过根 据检测脉冲B8发生第2次检测信号，屏蔽电路507不执行检测脉冲Fll 的屏蔽动作。从而，脉冲选择电路7选择输出笫2检测脉冲发生电路506输出的检测脉沖F9-F19,控制步进电机20。之后，检测电路ll根据检 测脉冲F9-F19执行绕组9中发生的感应电压的检测。第2检测模式判 定电路413接收了检测电路11的检测信号，在检测信号发生过1次的 情况下，判定为旋转成功，立即停止从第2检测脉冲发生电路506输出 的检测脉冲，并进一步控制脉沖选择电路7，以使其不输出补正驱动脉 冲FP。但是，由检测脉冲产生的检测信号通过最多7次的检测而结束， 在其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败，结束第2检 测模式的动作，同时，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲 FP。例如，若从检测脉冲F9起开始第2检测模式的检测，则通过从检 测脉冲F9数起第7次的检测、即检测脉冲F15的检测，终结第2检测 模式，其间一个检测信号也未发生的情况下，判定为旋转失败。
如上所述，在第2检测模式下，通过设置部分检测脉沖的停止期 间，在第l检测模式的判定时间早于7ms的时期结束的情况下，在第2 检测模式中，通过停止部分检测脉冲，使第2检测模式以长的判定期间 结束。另一方面，以以下方式使判定期间不同在第l检测模式的判定 时间是在8ms以后的慢的时期结束的情况下，通过以lms周期的同一 周期进行检测，使第2检测模式以短的判定期间结束。
用图22和图3的波形图来说明上述动作中的实际旋转检测的方 法。首先，说明按照了转动惯量大的针的情况。图3与实施例1中说明 的一样。
首先，将图22(a)所示的通常驱动脉冲SP施加于绕组9的一端Ol， 转子10旋转，发生图3(a)所示的电流波形cl。若通常驱动脉冲SP结束， 则转子10变为自由振动状态，电流波形变为c2、 c31、 cx、 c41所示的 电流波形。在6ms的时刻，开始第l检测模式，将图22(b)所示的检测 脉冲B6施加于绕组9上。如图3(a)所示，在6ms,电流波形位于电流 波形c2的区域，电流值为负方向。由此，如图3(c)所示，由检测脉冲 B6产生的感应电压V6不超过阈值Vth。但是，若变为7ms，则电流波 形变为电流波形c31的区域，电流值变为正方向。由此，如图3(c)所示， 由检测脉冲B7产生的感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。同 样，即便是在8ms，电流波形也位于电流波形c31的区域，由检测脉冲 B8产生的感应电压V8变为超过阈值Vth的信号。通过感应电压V7、V8两个检测信号超过阈值Vth，切换到第2检测模式。
通过利用由8ms以后发生的检测脉沖B8产生的感应电压V8变为 第2检测模式，屏蔽电路507不执行检测脉冲F11的屏蔽动作。之后， 将下一定时的检测脉冲、即图22(c)所示的9ms时刻的检测脉冲F9施加 于绕组9。如图3(a)所示，在9ms，电流波形位于电流波形c31的区域， 电流值位于正方向，所以，如图3(b)所示，由检测脉冲F9产生的感应 电压V9不超过阈值Vth。同样，由检测脉冲FIO、 Fll、 F12产生的感 应电压VIO、 Vll、 V12也位于电流波形c31的区域，不超过阈值Vth。 若变为13ms，则电流波形变为电流波形cx的区域。但是，电流值仍为 正方向，由检测脉冲F13、 F14产生的感应电压V13、 V14也不超过阈 值Vth。但是，在第2检测模式中，若变为执行第7次检测的15ms， 则电流波形如图3(a)所示，变为电流波形c41的区域，电流值变化到负 方向。从而，如图3(c)所示，由检测脉冲F15产生的感应电压V15变为 超过阈值Vth的检测信号。此时，第2检测模式判定电路413正确地判 定为旋转成功，执行旋转检测，控制脉冲选择电路7以使其不输出补正 驱动脉冲FP。
下面，用图22和图23说明在外部磁场的影响下、转子IO不能旋 转的情况。图23(a)是在外部磁场的影响下、转子10不能旋转时绕组9 中感应出的电流波形，图23(b)是此时绕组9的一个端子Ol中发生的电 压波形，图23(c)是绕组9的另一端子02中发生的电压波形。
图23(a)是在外部磁场的影响下不能旋转时在绕组中发生的电流 波形。首先，在6ms的时刻开始第l检测模式，将检测脉冲B6施加于 绕组9。如图23(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c71的区域， 电流值变为正方向。从而如图23(c)所示，感应电压V6变为超过阈值 Vth的检测信号。并且，在7ms，电流波形也位于电流波形c71的区域， 感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。通过感应电压V6、 V7与 两个检测信号超过阈值Vth，转移到第2检测模式。
通过利用感应电压V7变为第2检测模式，将下一定时的检测脉 冲、即图22(c)所示的8ms时刻的检测脉冲F8施加于绕组9。如图23(a) 所示，在8ms，电流波形位于电流波形c71的区域，电流值位于正方向， 所以，如图23(b)所示，由检测脉冲F8产生的感应电压V8不超过阈值Vth。并且，由检测脉冲F9、 F10产生的感应电压V9、 V10也位于电流 波形c71的区域，不超过阈值Vth。接着，如图23(a)的c81所示，在 10ms-12ms，电流值变为负方向。但是，由于第1检测模式下的检测以 V6、 V7执行，所以第1检测模式判定电路412对屏蔽电路507屏蔽检 测脉冲Fll，不发送到脉冲选择电路7,由此将检测脉冲Fll设为发生 停止，所以不执行检测。并且，12ms以后，电流值不变为负方向，第2 检测模式通过第7次检测脉冲F15终结。从而，第2检测模式判定电路 413正确判定为旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉 冲FP。从而，时钟不会停止。
在实施例4中，停止特定期间检测脉冲，但也可同时进行变更检 测停止期间的次数或定时。
实施例5
下面，根据附图详述本发明的实施例5。实施例5是根据第1检测 模式中的判定期间，不变更第2检测模式下的检测脉冲的输出定时，变 更判定期间的数量的实例。图25是表示实施例5的电子时钟的电路构 成的框图，图22是实施例5的电子时钟的电路发生的脉冲波形图(为与 实施例4相同的附图)，图26是向实施例5的电子时钟安装了转动惯量 大的针时在绕组中发生的电流波形和电压波形图，图23是实施例5中 受到外部磁场的影响、转子不能旋转时在绕组中发生的电流波形和电压 波形(为与实施例4相同的附图)。对与现有例或实施例1-4中说明过的 相同构成要素标记同一序号，省略其说明。
在图25中，20是由绕组9与转子10构成的步进电机，l是振荡 电路，2是分频电路，3是通常驱动脉冲发生电路，4是补正驱动脉沖发 生电路，5是第l检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号 执行第1检测模式的检测脉冲B6-B12。检测脉冲B6-B12如图22(b)所 示，是0.125ms幅度的脉冲，在从正秒起6ms后至12ms，每lms被输 出。606是第2检测脉冲发生电路，输出用于根据分频电路2的信号执 行第2检测模式的检测脉冲F8-F10和F12-F19，并停止(禁止)检测脉冲 Fll的发生。检测脉沖F8-F10和F12-F19如图22(c)所示，是0.125ms 幅度的脉冲，F8-F10从8ms后起至10ms每lms被输出，F12-F19也从 12ms后起至19ms每lms被输出。在实施例4中，根据第1检测模式判定电路412的判定时间，屏 蔽检测脉冲F8-F19中规定的检测脉冲，发送到脉冲选择电路7，相反， 在本实施例中，第2检测脉冲发生电路606始终停止检测脉冲Fll的发 生。由此，可使电路构成变容易。
7是脉冲选择电路，8是驱动电路，9是绕组，IO是转子，11是 检测电路，412是根据检测电路11的检测信号执行第1检测模式判定的 第1检测模式判定电路，413是根据检测电路11的检测信号执行第2 检测模式判定的第2检测模式判定电路。
接着，说明上述构成的动作。脉冲选择电路7在正秒时刻选择从 通常驱动脉冲发生电路3输出的通常驱动脉冲SP，驱动步进电机20。 之后，在正秒起6ms后，开始第1检领'J模式。在第l检测模式下，脉冲 选择电路7输出从第1检测脉冲发生电路5输出的检测脉冲B6-B12, 控制步进电机20，使绕组9的阻抗变化。之后，检测电路ll根据检测 脉冲B6-B12,执行绕组9中发生的感应电压的检测。另一方面，脉冲 选择电路7指示第1检测模式判定电路412开始判定动作。第l检测模 式判定电路412根据来自检测电路11的检测信号的输入，执行第1检 测模式中检测结果的判定，在接收了检测电路11的检测信号并发生2 次检测信号的情况下，判定为检测，立即停止从第l检测脉冲发生电路 5输出的检测脉冲，通知脉冲选择电路7，以结束第l检测模式的动作， 同时，通过指示第2检测模式判定电路413的动作开始，转移到第2检 测模式。
第2检测模式的检测脉冲根据第1检测模式的判定时间而不同。实 施例3中的第2检测脉冲发生电路306输出两种周期的检测脉沖(例如输出 从7.5ms至8ms输出的0.5ms周期的检测脉冲F7.5、检测脉冲F8、从8ms 至19ms输出的lms周期的检测脉冲F8-F19。)。但是，实施例5的第2 检测脉冲发生电路606对从8ms至19ms输出的lms周期的检测脉冲 F8-F19停止检测脉冲Fll的发生。由此，第2检测脉冲发生电路606是根 据第l检测模式的判定时间来变更第2检测模式的判定期间的变更部件。
首先，说明由检测脉冲B7发生第2次检测信号并转移到第2检 测模式的情况。脉冲选择电路7选择输出第2检测脉冲发生电路606输 出的检测脉沖F8-F10和检测脉沖F12-F19，执行步进电机20的控制。之后，检测电路11根据检测脉冲F8-F10和检测脉冲F12-F19,执行绕 组9中发生的感应电压的检测。第2检测模式判定电路413接收了检测 电路11的检测信号，在检测信号发生过1次的情况下，判定为旋转成 功，立即停止从第2检测脉沖发生电路606输出的检测脉冲，并结束第 2检测模式的动作，同时，控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱 动脉冲FP。但是，由检测脉冲F8-F10和检测脉冲F12-F19产生的检测 信号通过最多7次的检测、即构成从检测脉冲F8数起去除发生停止检 测脉冲Fll的第7次检测的、基于检测脉冲F15的检测而结束。检测信 号的终结为7次，但由于判定期间跨过发生停止检测脉冲Fll，所以例 如从8ms至10ms输出的检测脉冲F8-F10和从12ms至15ms输出的检 测脉冲F12-F15变为7ms的长度，判定期间变长。在一个检测信号也未 发生的情况下，判定为旋转失败，控制脉冲选择电路7以使其输出补正 驱动脉冲FP。
下面，说明根据脉冲B9未发生第2次检测信号的情况，即在检 测脉冲B10之后发生第2次检测信号，转移到第2检测模式的情况。脉 冲选择电路7选择输出第2检测脉冲发生电路606输出的检测脉冲 F12-F19，控制步进电机20。之后，检测电路ll根据检测脉冲F12-F19 执行绕组9中发生的感应电压的检测。第2检测模式判定电路413接收 了检测电路11的检测信号，在检测信号发生过1次的情况下，判定为 旋转成功，立即停止从第2检测脉沖发生电路606输出的检测脉冲，并 控制脉冲选择电路7，以使其不输出补正驱动脉冲FP。但是，由检测脉 冲产生的检测信号通过最多7次的检测而结束，在其间一个检测信号也 未发生的情况下，判定为旋转失败，结束第2检测模式的动作，同时， 控制脉冲选择电路7以使其输出补正驱动脉冲FP。例如，若从检测脉 冲F12起开始第2检测模式的检测，则通过从检测脉冲F12数起的第7 次检测即检测脉冲F18的检测，第2检测模式终结。其间一个检测信号 也未发生的情况下，判定为旋转失败。
如上所述，在第2检测模式下，通过设置部分检测脉沖的停止期 间，在第l检测模式的判定时间早于7ms的时期结束的情况下，在第2 检测模式中，通过停止部分检测脉冲，使第2检测模式以长的判定期间 结束。另 一 方面，使判定期间不同，以在第1检测模式的判定时间在10 m s 以后的慢的时期结束的情况下，通过以lms周期的同一周期进行检测，使第2检测模式以短的判定期间结束。
用图22和图26的波形图来说明上述动作中的实际旋转检测的方 法。首先，说明安装了转动惯量大的针的情况。图26与图3相比，仅 图26(b)的第2检测模式为不同的波形。
首先，将图22(a)所示的通常驱动脉冲SP施加于绕组9的一端Ol， 转子10旋转，发生图26(a)所示的电流波形cl。若通常驱动脉冲SP结 束，则转子10变为自由振动状态，电流波形变为c2、 c31、 cx、 c41所 示的电流波形。在6ms的时刻，开始第l检测模式，将图22(b)所示的 检测脉冲B6施加于绕组9上。如图26(a)所示，在6ms，电流波形位于 电流波形c2的区域，电流值为负方向。由此，如图26(c)所示，由检测 脉冲B6产生的感应电压V6不超过阈值Vth。但是，若变为7ms，则电 流波形变为电流波形c31的区域，电流值变为正方向。由此，如图26(c) 所示，由检测脉冲B7产生的感应电压V7变为超过阈值Vth的检测信 号。同样，即便8ms，电流波形也位于电流波形c31的区域，由检测脉 冲B8产生的感应电压V8变为超过阈值Vth的检测信号。通过感应电 压V7、 V8两个检测信号超过阈值Vth,切换到第2检测模式。
根据8ms以后的检测脉冲B8所产生的感应电压V8变为第2检测 模式，将下一定时的检测脉冲、即图22(c)所示的9ms时刻的检测脉冲 F9施加于绕组9。如图26(a)所示，在9ms,电流波形位于电流波形c31 的区域，电流值位于正方向，所以，如图26(b)所示，由检测脉冲F9产 生的感应电压V9不超过阈值Vth。同样，除发生停止检测脉冲Fll由 检测脉冲F10、 F12产生的感应电压V10、 V12也位于电流波形c31的 区域，不超过阈值Vth。若变为13ms,则电流波形变为电流波形cx的 区域。但是，电流值仍为正方向，由检测脉冲F13、 F14产生的感应电 压V13、 V14也不超过阈值Vth。但是，在第2检测模式中，若执行构 成第6次检测的15ms，则电流波形如图26(a)所示，变为电流波形c41 的区域，电流值变化到负方向。从而，如图26(c)所示，由检测脉冲F15 产生的感应电压V15变为超过阈值Vth的检测信号。此时，第2检测 模式判定电路413正确地判定为旋转成功，执行旋转检测，控制脉冲选 择电路7以使其不输出补正驱动脉冲FP。
下面，用图22和图23说明在外部磁场的影响下、转子IO不能旋转的情况。图23(a)是在外部磁场的影响下、转子10不能旋转时绕组9 中感应的电流波形，图23(b)是此时绕组9的一个端子01中发生的电压 波形，图23(c)是绕组9的另一端子02中发生的电压波形。(为与实施 例4相同的附图)
图23(a)是在外部磁场的影响下不能旋转时在绕组中发生的电流波 形。首先，在6ms的时刻开始第l检测模式，将检测脉冲B6施加于绕 组9。如图23(a)所示，在6ms，电流波形位于电流波形c71的区域，电 流值变为正方向。从而如图23(c)所示，感应电压V6变为超过阈值Vth 的检测信号。并且，在7ms，电流波形也位于电流波形c71的区域，感 应电压V7变为超过阈值Vth的检测信号。通过感应电压V6、 V7与两 个检测信号超过阈值Vth，转移到第2检测模式。
根据感应电压V7变为第2检测模式，将下一定时的检测脉冲、 即图22(c)所示的8ms时刻的检测脉冲F8施加于绕组9。如图23(a)所 示，在8ms，电流波形位于电流波形c71的区域，电流值位于正方向， 所以，如图23(b)所示，由检测脉冲F8产生的感应电压V8不超过阈值 Vth。并且，由检测脉冲F9、 F10产生的感应电压V9、 V10也位于电流 波形c71的区域，不超过阈值Vth。之后，如图23(a)的c81所示，在 10ms-12ms，电流值变为负方向。但是，由于第2检测脉冲发生电路606 始终停止检测脉冲Fll的发生，所以不执行检测。并且，在12ms以后， 电流值不变为负方向，第2检测模式通过第7次检测脉冲F15而终结。 从而，第2检测模式判定电路413正确判定为旋转失败，控制脉冲选择 电路7以使其输出补正驱动脉沖FP。从而，时钟不会停止。
在实施例5中，在特定期间始终停止检测脉冲，但也可与实施例 4一样，还同时变更检测脉冲的停止期间的次数或定时。
例如，在本实施例中，停止发生的检测脉冲仅为Fll，但当然也 可停止多个检测脉冲(例如停止F10-F12)。
另外，在本实施例中，停止期间仅l次(Fll),但也可有多个停止 期间。这在例如c81等负电流在第2检测模式的判定期间中(F8-F19)发 生多个的情况下是有效的(例如停止Fll与F13)。并且，在本实施例中，当计数第2检测模式的检测终结次数时， 通过不包含发生停止的Fll，变为外观上延长判定期间的状态，但也可 包含停止的检测脉冲来计数。据此，由于较快结束检测，所以可使误检 测的可能性进一步降低。
以上根据附图详述了本发明的实施例，但实施例不过是本发明的 示例，本发明不仅限于实施例的构成。因此，即便存在不脱离本发明主 旨范围的设计的变更等，当然也包含于本发明中。
例如，图1、图8、图12、图21、图25所示的框图是一例，只要 执行上述动作，也可具备其它构成。
另外，电流波形因步进电机的电气特性或驱动脉冲的电压值等， 其波形、即输出电平或时间响应变化，但通过对应于电流波形将实施例 中的第一检测脉冲的周期、第二检测脉冲的周期、第二检测模式的终结 次数(第二检测脉冲的输出个数)、阈值Vth等设为适当值，可不依赖于 电流波形而得到本发明的效果。
另外，在以上实施例中，说明构成误检测原因的负电流发生于判 定期间的终端部或中央部分的情况，但有时也发生在判定期间的初期。 在这种情况下，也可通过使第2检测模式的开始时间延迟，使负电流的 检测延迟。
作为延迟的方法，例如将实施例4、实施例5的检测脉冲的发生 停止期间设定在判定期间的初期的方法为 一个对策，但当然不限于此。
产业上的可利用性
若是以步进电机驱动秒针的电子时钟，则可不依赖于步进电机的 电气特性和驱动的秒针的转动惯量、即秒针的质量来适用。
权利要求
1、一种电子时钟，其特征在于具备具有绕组与转子的步进电机；驱动脉冲发生部件，发生用于驱动所述步进电机的驱动脉冲；步进电机驱动部件，根据所述驱动脉冲驱动所述步进电机；转子旋转检测部件，根据所述绕组中发生的感应电压检测所述转子的旋转状态；第一检测判定部件，根据所述转子旋转检测部件输出的检测信号判定所述转子的旋转和非旋转；和第二检测判定部件，在所述第一检测判定部件的判定之后，根据所述转子旋转检测部件输出的检测信号判定所述转子的旋转和非旋转，所述第二检测判定部件，根据所述第一检测判定部件的所述判定所需的判定时间，变更所述判定的判定条件。
2、 根据权利要求l所述的电子时钟，其特征在于具有第一检测脉冲发生部件，在所述驱动脉冲发生后的第一规定 期间中发生规定周期的第一脉冲信号；和第二检测脉冲发生部件，在所述第一脉冲信号发生后的第二规定期 间中发生规定周期的第二脉冲信号，所述转子旋转检测部件，根据利用所述第一脉冲信号变换感应电流 而得到的感应电压，检测所述第一规定期间中的所述转子的旋转状态， 其中，该感应电流由所述驱动脉冲在所述转子驱动后发生于所述绕组， 同时，根据利用所述第二脉冲信号变换所述感应电流后的感应电压，检测 所述第二规定期间中的所述转子的旋转状态。
3、 根据权利要求2所述的电子时钟，其特征在于所述判定条件是所述第二检测判定部件判定所述转子的旋转和非 旋转的判定期间，在所述第 一检测判定部件的所述判定时间短的情况 下，缩短所述判定期间。
4、 根据权利要求3所述的电子时钟，其特征在于所述第二检测脉冲发生部件减少所述第二脉冲信号的数量，缩短所 述判定期间。
5、 根据权利要求3所述的电子时钟，其特征在于所述第二检测脉冲发生部件缩短所述第二脉冲信号的所述规定周 期，缩短所述判定期间。
6、 根据权利要求3所述的电子时钟，其特征在于所述第二检测脉冲发生部件在所述第二规定期间的一部分期间中， 缩短所述第二脉冲信号的所述规定周期，缩短所述判定期间。
7、 根据权利要求3所述的电子时钟，其特征在于所述第二检测脉冲发生部件，利用减少所述第二脉冲信号的数量的 方法、或缩短所述第二脉冲信号的所述规定周期的方法、或在所述第二 规定期间的一部分期间中缩短所述第二脉冲信号的所述规定周期的方 法中的至少一个方法，缩短所述判定期间。
8 、 根据权利要求2所述的电子时钟，其特征在于所述判定条件是所述第二检测判定部件判定所述转子的旋转和非 旋转的判定期间，在所述第 一检测判定部件的所述判定时间短的情况 下，所述第二检测判定部件在所述第二规定期间的至少一部分期间中， 停止所述第二脉冲信号的发生。
9、 根据权利要求8所述的电子时钟，其特征在于所述第二检测判定部件通过在所述第二规定期间的至少一部分期 间中停止所述第二脉冲信号的发生，延长所述判定期间。
10、 根据权利要求1 9中的任一项所述的电子时钟，其特征在于具有补正驱动脉冲发生部件，其发生用于执行所述步进电机的补正 驱动的补正驱动脉冲，在由所述第 一检测判定部件或所述第二检测判定部件判定所述转子为非旋转的情况下，向所述步进电机驱动部件输出所 述补正驱动脉沖。
全文摘要
本发明提供一种电子时钟，不会发生旋转检测的误判定，即便在安装了转动惯量大的秒针的情况下，也可抑制无用的消耗电流。在由第1检测模式判定电路(112)与第2检测模式判定电路(113)执行旋转检测的电子时钟中，作为根据第1检测模式的判定时间变更第2检测模式的判定期间的变更部件，设置判定选择电路(113c)。即便在电流波形紊乱的情况下，通过在第1检测模式在早的时期结束的情况下缩短第2检测模式的判定时间，防止误判定。通过判定选择电路(113c)选择7次检测脉冲后终结判定的7次检测判定电路(113a)与6次终结判定的6次检测判定电路(113b)之一，执行判定期间的变更。另外，也可缩短检测脉冲的周期而非次数。
文档编号G04C3/14GK101484853SQ20078002511
公开日2009年7月15日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月6日
发明者佐藤浩一, 田京祐 申请人:西铁城控股株式会社