专利名称：电子表的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子表的改进，具体涉及减少集成电路(此后以IC表示)的电流消耗及减小IC尺寸的电子表。
通常，比较器电路(此后称“比较器”)的参考电压被用作取一个恒定电压得给定值而不取决于电源电压。但是当在电子表IC中采用除转动检测比较器的参考电压之外的恒定电压电路时，电路结构在尺寸上变得更大，在体积要被如腕表中那样被限制的情况下，IC区要尽量减小，其结果是，恒定电压电路不适于电子腕表的IC。因此，习惯上使用的电子腕表中转动检测电路的参考电压是电源电压或通过用电阻对电源电压进行分压所得到的电压。
图2表示的是在传统的电子表中，采用通过电阻对电源电压进行分压所获得的电压作为转动检测器电路的参考电压的转动检测器电路的外围的例子。
检测部件Pch-Tr201，检测部件Pch-Tr202，马达驱动器Pch-Tr205，马达驱动器Nch-Tr206，马达驱动器Nch-Tr207和马达驱动器Nch-Tr208的各个门被连接到一个脉冲合成电路(未示出)，它合成根据振荡器电路产生的参考信号被划分的信号以产生一个驱动脉冲，一个校正脉冲和一个转动检测脉冲，等等。转动检测比较器210(负侧端)的电压在其被检测侧是电阻部件203或204的端电压(此后称“VRS”)，这个电压是在对其提供转动检测脉冲时产生的。另一方面，参考电压(脉冲侧输入端)是通过用参考电压电阻211和参考电压电阻212对电源电压进行分压获得的电压。根据VRS是否大于参考电压检测出是转动还是非转动。另外，在转动期间(记作转动VRS)VRS正比于电源电压的波动，而在非转动期间(记作非转动VRS)有一个特征使其为一个给定值而不依赖于电源电压的波动。
在参考电压是电源电压或通过电阻对电源电压分压而得到的电压的情况下，使转动检测比较器的参考电压随着电源电压的波动而波动。为此设计了一个步进马达以考虑参考电压的波动。接着，在参考电压是电源电压的情况下，有可能错误的将实际的转动状态检测为非转动状态，因为参考电压和转动VRS之间没有太大的区别。为了防止这种误检测设计了步进马达，这样转动VRS被高输出。但是，即使步进马达的设计常量被改变了，转动VRS的值也不会变动很大。因此，在参考电压是用电阻对电源电压进行分压而得到的电压的情况下，参考电压可被设置为最有用的任意值。但是由于需要电阻，并且需要大阻值来抑制电流消耗，IC的面积也就增加了。
本发明的一个目的是提供一种电子表，其中，通常用另一个电路所需的恒定电压电路的电压作为转动检测比较器的参考电压，结果是用于产生迄今为止最优参考电压的参考电阻被去掉，而不用增加任何其它电路，从而能够减少电流消耗并减小IC尺寸。
本发明的另一个目的是提供一种电子表，其中非转动VRS的值可被降低，因为转动检测比较器的被检测侧输入是从可变电阻部件的任意位置取得的，它不利的影象转动VRS和非转动VRS的值。
本发明的另一个目的是提供一种电子表，其中部件被共同使用，从而可以期望实现降低成本，因为利用3V驱动IC设计步进马达(绕组数，线圈的线直径和定子的材料)的自由度提高了。
图1是表示本发明的系统框图；图2是表示转动检测器电路的外围的例子的电路图，转动检测电路采用用电阻对电源电压进行分压得到的电压作为传统电子表中转动检测器电路的参考电压。
图3是表示根据本发明的一个实施例的电子表的马达驱动器和转动检测器电路的图；图4是一个系统概括框图，表示本发明的电子表的另一个例子；图5表示当本发明和现有技术的电路结构中的电源电压变化时对转动VRS，非转动VRS和参考电压的模拟。
为了解决上述问题，转动检测比较器的参考电压被设置为在另一个电路(例如，提供恒定电压给振荡电路或振荡器电路的逻辑部分的振荡系统恒定电压电路，划分器电路和脉冲合成电路，或提供恒定电压给显示驱动电路的显示系统恒定电压电路)中所用的恒定电压电路的电压。但是，由于在另一个电路中所使用的恒定电压电路有一个适用于其初始目的恒定电压值，该电压不是一个不经任何改变就能使转动或非转动被检测到的电压值。因此电压被从电阻部件(此后称“可变电阻部件”)的任意位置输入到转动检测比较器，电阻部件和实现转动VRS和非转动VRS值的线圈串联。通过这种结构，输入到转动检测比较器的将被检测的电压值可被降低与未改变前的VRS电压的阻抗比，这样即使通过另一电路中所用的恒定电压电路的参考电压也能检测到转动和非转动。
随后将参考附图描述本发明。图1是表示根据本发明的系统的概括图。
将描述图1中的输入输出信号。划分电路102输入振荡电路101的输出信号并向脉冲合成电路103输出信号。驱动电路104输入脉冲合成电路103的输出信号并向步进马达105和可变阻抗部件107输出信号。振荡系统恒定电压电路106向振荡电路101，驱动电路102，脉冲合成电路的103和转动检测电路108输出信号。转动检测电路108输入振荡系统恒定电压电路106的输出信号和可变电阻部件107的输出信号，并向脉冲合成电路103输出信号。
随后将描述相应电路的结构。振荡器电路101根据石英晶振(对于表通常是32kHZ)或电阻R和电容C的CR晶振产生一个参考信号。划分电路102将振荡器电路101的输出信号划分。在用32kHZ石英产生1HZ信号(1周期1秒)的情况下，串联15个触发器电路。脉冲合成电路103根据划分电路输出信号合成驱动脉冲，校正脉冲，转动检测脉冲或类似脉冲，以选择性的输出信号。驱动电路104输入脉冲合成电路103的输出信号以驱动由定子，转子和线圈组成的步进马达105。另外驱动电路104还驱动检测比较器，以允许检测到一个检测比较器在检测转动时产生的电压。振荡器电路101，划分电路102和脉冲合成电路103相对于快速电压波动较弱并由于表的IC中的高频工作电路而消耗大量的电流。为此，比振荡系统恒定电压电路106的电源电压低的恒定输出电压被用作电源电压，从而实现低电流消耗驱动而对电源电压的波动无任何影象。可变阻抗部件107至少包括两个阻抗部件(扩散型电阻或多晶硅电阻)或有相当于电阻部件功能的其它部件(例如电阻性MOSFET)，它们彼此连接，它们中的一个节点根据选择被连接到转动检测比较器的被检测侧的输入端。转动检测器电路108输入振荡系统恒定电压电路106的恒定电压作为参考电压。电路也是一个比较器，它输入在可变电阻部件107的所选节点产生的电压，将该电压和参考电压相比较并向脉冲合成电路103输出比较结果。
参考图3，将描述根据本发明实施例的电子表的马达驱动器和转动检测器电路，及其基本操作。
首先将描述图3的电路连接。检测部件Pch-Tr301，检测部件Pch-Tr302，马达驱动器Pch-Tr307和马达驱动器Pch-Tr308的相应源极被连接到VDD，马达驱动器Nch-Tr309，马达驱动器Nch-Tr310的相应源极被连接到VSS。电阻303和电阻304以及电阻304和电阻306分别彼此连接，相应的节点被输入到转动检测比较器312的负输入端。转动检测器比较器312的正输入端输入振荡系统恒定电压电路的电压，它向振荡电路输入恒定电压。电阻303的另一侧连接到检测部件Pch-Tr301的漏极，而电阻304的另一端连接到检测部件Pch-Tr302的漏极。
电阻305的另一侧在其一侧被连接到线圈311的一端，电阻306的另一侧在其另一侧被连接到线圈311的b端。马达驱动器Pch-Tr307的漏极和马达驱动器Pch-Tr309的漏极被连接到线圈311的a端。马达驱动器Pch-Tr308的漏极，马达驱动器Pch-Tr310的漏极被连接到线圈311的b端。检测部件Pch-Tr301，检测部件Pch-Tr302，马达驱动器Pch-Tr307，马达驱动器Pch-Tr308，马达驱动器Nch-Tr309，马达驱动器Nch-Tr310的相应门被连接到脉冲合成电路(未示出)，它合成一个根据振荡电路的参考信号被划分的信号，并产生一个驱动脉冲，一个校正脉冲，一转动检测脉冲，等等。
随后将描述在正常的指示器移动期间马达驱动器的操作和转子的转动原理。
在正常指示器移动期间马达驱动器的操作过程中，首先在驱动脉冲被输出形成M1侧的情况下，马达驱动器Pch-Tr307和马达驱动器Nch-Tr310被打开，而其它的晶体管以这样的方式被关闭，使电流依次流过VDD，马达驱动器Pch-Tr307，线圈311，马达驱动器Nch-Tr310和VSS。这种情况下电流流经线圈允许在定子中产生一个磁场使转子转动从而移动指示器。然后在驱动脉冲被输出形成M2侧的情况下，马达驱动器Pch-Tr308和马达驱动器Nch-Tr309被打开，而其它的晶体管以这种方式被关闭，使电流依次流过VDD，马达驱动器Pch-Tr308，线圈311，马达驱动器Nch-Tr309和VSS。因此这时电流在线圈311中流动的方向和上述方向相反。但是由于转子已经被转动，所以重复沿同一方向的转动操作。
随后将描述检测转子的转动和非转动的方法。
现在如果驱动脉冲从M1侧被输出，在驱动脉冲如上所述被输出之后不允许电流强行流经线圈。因此转子开始自由振动而与转动或非转动无关。转子的自由振动不利地产生一个电流。在这种情况下，当检测部件Pch-Tr301被置于开状态，而马达驱动器Pch-Tr307由于采样脉冲的限幅被打开，形成一个由VDD，马达驱动器Pch-Tr308，线圈311，电阻303和电阻305构成的合成电阻，检测部件Pch-Tr301，和马达驱动器Pch-Tr307以及VDD构成的闭合电路314。(通常由于马达驱动器中晶体管的导通电阻为几百到几千，而电阻为几百K所以图3中电路的合成电阻就变低了)较大的电流在闭合电路314中流过。
另一方面，当马达驱动器Pch-Tr307关闭时，形成一个由VDD，马达驱动器Pch-Tr308，线圈311，由电阻303和电阻305构成的合成电阻，检测部件Pch-Tr301和VDD构成的闭合电路315。(由于晶体管的导通电阻约几百到几千欧姆，如上所述电阻为几百千欧，图3中电路的合成电阻就变高)。相对小的电流流过闭合电路315。由于线圈311的电感大，线圈311电感不能跟随那些电流的变化并由于合成电阻R和线圈311的电抗L呈现一个时间常量τ＝L/R的一级延迟。结果切换到闭合电路315的瞬时线圈311试图允许此时在闭合电路314中产生的电流继续象以前一样流过，在电阻303和电阻305(它们都是高阻抗)的连接处产生一个瞬时高电压。之后这个高电压被时间常量τ＝L/R衰减。这个电压被转动检测比较器312检测到。由于转子在转动过程中的自由振动比非转动过程中的小，所以在转子转动时产生大的VRS而在转子非转动时产生小的VRS。
同样在驱动脉冲从M2侧输出时，当检测部件Pch-Tr302被置于开状态时，马达驱动器Pch-Tr308被由于采样脉冲的限幅而被打开，从而形成一个由VDD，马达驱动器Pch-Tr307，线圈311，由电阻304和电阻306构成的合成电阻，检测部件Pch-Tr302和马达驱动器Pch-Tr308和VDD构成的闭合电路315。一个相对大的电流流经闭合电路。另一方面，当马达驱动器Pch-Tr308关闭时，形成一个由VDD，马达驱动器Pch-Tr307，线圈311，由电阻304和电阻306形成的合成电阻和检测部件Pch-Tr302(合成电阻变高)及VDD构成的闭合电路。相对小的电流流过闭合电路。
接着描述转动检测比较器312的操作。转动检测比较器312输入一个振荡系统恒定电压电路313(在脉冲侧有一个参考电压)产生的恒定电压(此后称“VREG”)。然后在其负侧端在电阻303和电阻305的连接处输入一个电压，在电阻304和电阻306的连接处输入一个电压，它们分别是将被检测的电压点。结果比较器被设计得当|VRS|≥|VREG|时可以判断状态为转动，当|VRSK|＜|VREG|时判断状态为非转动。在图3中，在一个点进行将被检测的电压的得划分，但是这一点将根据步进马达的设计值在多个点中选取。
现在将通过模拟比较图2和图3的电路，图2是传统的例子而图2的电路是本发明的实施例。
在图2中，假定转动检测比较器210正侧输入端的电压这样设置，使参考电压电阻211和参考电压电阻212的比值为3∶1，设计线直径，线圈数，定子和转子以提供图5所示的转动VRS51a，非转动VRS501b和VREG501c。另外还假定，在图3中，这样提供将被检测的电压电点，使得电阻303和电阻305的比或电阻304和电阻306的比为3∶1，转动检测比较器312正侧端的参考电压满足VREG＝1.05V，假定一个恒定电压电路提供恒定电压作为振荡电路的电源电压或类似电压。模拟产生图5中的转动VRS592a，非转动VRS502b合VREG502c。这里除上述以外的其它情况和图2所示的电路一样。同样图3中电阻303和电阻305的合成阻抗值，图2中阻抗部件203的值，图3中电阻304和电阻306的合成阻抗值，及图2中阻抗部件204的值也一样。在上述情况下，如果转动VRS501a和非转动VRS501b的值是100％，转动VRS502a和非转动VRS502b变为降低20％的电压。另外，VREG502C也是一个恒定值而由于是恒定电压与电源电压的波动无关。
图4表示根据本发明的电子表的另一个例子的系统框图。
首先将描述图4所示的输入输出信号。划分电路402输入振荡电路的输出信号以输出信号给脉冲合成电路403和时间计算计数器409。驱动电路404输入脉冲合成电路403的输出信号以输出信号给步进马达405和可变阻抗部件407。显示驱动电路410输入时间计算计数器409的输出信号以输出信号给显示装置411。振荡系统恒定电压电路406输出信号给振荡电路401，划分电路402，脉冲合成电路403，和时间计算计数器409。显示系统恒定电压电路412输出信号给显示驱动电路410。转动检测电路408输入振荡系统恒定电压电路406的任一输出信号，和显示系统恒定电压电路412的输出信号，以及可变阻抗部件407的输出信号以输出信号给脉冲合成电路403。
下面将描述相应电路的结构。振荡电路401根据石英振荡器产生一个参考信号(对于表一般是32KHZ)，根据电阻R和电容C的CR振荡，或类似的。划分电路402将振荡电路401的输出信号划分。在32KHZ石英产生一个1HZ信号(一个周期为一秒)的情况下，串联15个T触发器电路。脉冲合成电路403根据划分电路402的输出合成一个驱动脉冲，一个校正脉冲，一个转动检测脉冲或类似脉冲并选择的输出一个信号。驱动电路404输入脉冲合成电路403的输出信号以驱动步进马达405，步进马达由定子，转子和线圈构成。
驱动电路401还在转动检测时驱动转动检测比较器，以产生一将被检测的转动检测比较器电压。时间计算计数器409输入划分电路402的输出信号，计算并计数以向显示驱动电路410输出一个时间信息。显示驱动电路410输入时间计算计数器的输出信号以显示显示装置411这样的显示部件，输入液晶显示，LED或数字信号。振荡电路401，划分电路402和脉冲合成电路403以及时间计算计数器409相对于快速电压波动较弱，并因为表的IC中的高频工作电路而消耗大量电流。因此使用比振荡系统恒定电压电路的电源电压低的恒定输出电压作为电源电压，以实现低电流消耗驱动，而没有电源电压波动和小幅度的负面影象。
诸如输入LDC，LED或数字信号这样的显示部件的显示装置411受到显示驱动电路401的驱动电压波动的不利影象，使得不易看清显示器，等。因此显示装置输入输入一个显示系统恒定电压电路的恒定输出电压以消除电压波动。可变电阻部件至少包括两个阻抗部件(扩散电阻和多晶硅电阻，等)或和阻抗部件功能相当的其它部件(例如MOSFET的导通电阻等)，它们彼此连接，并且期间的一个节点根据选择被连接到转动检测比较器的一个检测侧输入端。转动检测器电路408选择性的输入振动系统恒定电压电路406的任何一个恒定电压，或显示系统恒定电压电路的一个恒定电压作为参考电压。另外，电路也是一个比较器输入一个电压，该电压在可变阻抗407的节点处产生作为将被检测的电压，将该电压和参考电压进行比较并向脉冲合成电路403输出一个比较结果。
权利要求
1.电子表包括一个振荡器电路；一个分划电路，对所述振荡电路的输出信号分划；一个脉冲合成电路，合成驱动脉冲，校正脉冲，转动检测脉冲或类似脉冲，以有选择地输出它；振荡系统恒定电压电路，它提供一个恒定电压给所述振荡电路和所述振荡电路的逻辑部分或者提供给所述振荡器电路，所述划分电路和所述振荡器电路的逻辑部分；步进马达，有一个定子，一个转子和一个线圈；驱动电路，通过输入所述脉冲合成电路的输出信号来驱动所述步进马达；可变阻抗部件，在所述线圈的至少一端根据连接到所述步进马达的所述驱动电路的输出通过阻抗分压产生任意电压；和转动检测电路，输入所述振荡系统恒定电压电路的电压作为参考电压，比较所述可变阻抗部件产生的一个检测电压，根据所述检测电压值的幅度鉴别所述步进马达的转子的转动与非转动。
2.如权利要求1的电子表，其特征在于包括时间计算计数器，根据划分器电路的输出算术处理一个时间信息或类似信息；诸如显示部件等的显示设备，输入一个LCD，LED或数字信号；显示驱动电路，输入所述时间计算计数器的输出信号，以驱动所述显示设备；和显示系统恒定电压电路，给所述显示驱动电路提供一个恒定电压，其中转动检测器电路的参考电压被用作所述显示系统恒定电压电路的电压。
3.如权利要求1或2的电子表，转动检测电路的参考电压可被选择为振荡系统恒定电压电路的电压或显示系统恒定电压电路的电压。
全文摘要
转动检测比较器312的参考电压被设置为在另一个电路中所用的恒定电压。但由于另一电路中所用的恒定电压适用于其本来目的,所以电压被从电阻部件的任意位置输入到转动检测比较器312,该电阻部件和线圈311串联影象转动VRS5092a和非转VRS502b的值。输入到转动检测比较器的将被检测的电压值能被降低至今未改变的VRS的电压电阻率,这样即使用其它电路中的恒定电压电路的参考电压也能检测转动和非转动。
文档编号G04C10/00GK1198547SQ9810790
公开日1998年11月11日 申请日期1998年4月25日 优先权日1997年4月25日
发明者柚木敏行, 林谦司 申请人:精工电子工业株式会社, 精工爱普生株式会社