專利名稱：鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)。
但是，根據(jù)CH-597,636的鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)中的耗能電路只能通過比較器邏輯電路按兩步來(lái)控制。也就是說(shuō)，根據(jù)CH-597,636的耗能電路要么為零要么為最大值。這就意味著發(fā)電器只能要么是以最大的力量來(lái)制動(dòng)，要么不受一點(diǎn)力。由此導(dǎo)致鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)中運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制的劇烈振蕩。按這種方式，鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的能源效率較差。
根據(jù)CH-597,636的電壓變換器電路是一個(gè)整流器。它用二極管作為整流器，這在手鐘表技術(shù)中是比較典型的，例如在公開的GB-A-2,158,274、EP-A-0,326,312、US-A-4,653,931、EP-A-0,467,667、EP-A-0,326,313、EP-A-0,309,164和EP-A-0,241,219中都是如此。二極管是無(wú)源元件。由于二極管的閾值電壓，在鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)用二極管作為整流器降低了鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的能源效率。
在一種由發(fā)條通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一時(shí)間指針和發(fā)電器的鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)中，有一個(gè)問題就是只有有限的能量可以貯存在發(fā)條中。驅(qū)動(dòng)鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)所需的發(fā)條越多，鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)保持時(shí)間就越短。必要的驅(qū)動(dòng)能是由鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)能、發(fā)電器的摩擦能和電能組成的。發(fā)電器的電能輸出由與發(fā)電器相連的耗能電子電路的能源消耗決定的。還要說(shuō)明的是發(fā)電器的摩擦能與發(fā)電器感應(yīng)的電壓有直接的關(guān)系。作為粗略的估計(jì)，感應(yīng)電壓越大，發(fā)電器轉(zhuǎn)子的質(zhì)量也必須越大。但是，轉(zhuǎn)子的摩擦能和慣性運(yùn)動(dòng)也會(huì)隨著轉(zhuǎn)子質(zhì)量的增加而增加。但是，較大的轉(zhuǎn)子慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)與相對(duì)較小的轉(zhuǎn)子慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)相比是不利的。例如，如果轉(zhuǎn)子被一個(gè)力止動(dòng)，慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)較大的運(yùn)動(dòng)就會(huì)比慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)較小的運(yùn)動(dòng)在起動(dòng)時(shí)慢得多。如果轉(zhuǎn)子有一個(gè)較大的慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)，則再次達(dá)到其正常轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間就較長(zhǎng)。因此在轉(zhuǎn)子的起動(dòng)階段存在電容元件將被放電至低于驅(qū)動(dòng)鐘表的電子元件所需的電壓的危險(xiǎn)，這個(gè)危險(xiǎn)較之慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)較小的轉(zhuǎn)子(其加速較快因而能更快地達(dá)到其正常轉(zhuǎn)速)要大。
但是，大的電能和機(jī)械能的損耗導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)保持時(shí)間的縮短，或者是使鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)有較大的發(fā)條，從而使得鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的整個(gè)體積變大。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其發(fā)條驅(qū)動(dòng)一時(shí)間指針和一提供交流電壓的發(fā)電器(1)，其中發(fā)電器(1)向電壓變換器電路(2)提供電壓，電壓變換器電路(2)向第一電容元件(10)提供電壓，第一電容元件(10)向帶有穩(wěn)定振蕩器(3、4)的電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)和電子控制電路(6、7、8、9)供電。
其中電子控制電路(6、7、8、9)包括一比較器邏輯電路(6)其一個(gè)輸入與電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)相連，另一個(gè)輸入則通過一個(gè)比較器級(jí)(7)和異電路(8)與發(fā)電器(1)相連，和一個(gè)耗能電路(9)，其與比較器邏輯電路(6)的輸出，其功耗可由比較器邏輯電路(6)控制，其中比較器邏輯電路(6)設(shè)計(jì)成將來(lái)自電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)的時(shí)鐘信號(hào)與發(fā)電器(1)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)相比較，比較器邏輯電路(6)根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的比較結(jié)果，通過耗能電路(9)的功耗值來(lái)控制電子控制電路(6、7、8、9)的功耗大小，和其中，按這種方式，比較器邏輯電路(6)通過對(duì)控制電路功耗的控制而控制了發(fā)電器(1)的動(dòng)作并由此控制了時(shí)間指針的工作；其特征在于電子控制電路(6、7、8、9)的功耗可實(shí)質(zhì)上連續(xù)地在一個(gè)預(yù)定的值范圍內(nèi)控制。
前述的鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的特別好的能源效率通過使至少一個(gè)無(wú)源元件用一個(gè)在導(dǎo)通方向上有更小電阻值的有源元件至少是間斷地代替而實(shí)現(xiàn)。按此方式，電壓損失減少因而效率也提高了。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，無(wú)源元件是一個(gè)二極管，而附帶的有源元件是一個(gè)由比較器控制的開關(guān)。開關(guān)的電壓損失至少是二極管電壓損失的數(shù)量級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，晶體管結(jié)構(gòu)是按二極管和三極管兩種功能來(lái)使用的。這是特別優(yōu)選的電路技術(shù)，且節(jié)省了空間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，保持運(yùn)動(dòng)的指針是特別好用的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，作為集成電路的電路結(jié)構(gòu)在電路技術(shù)和制造技術(shù)中有特別的優(yōu)點(diǎn)，且節(jié)省空間。
在圖中，

圖1是根據(jù)本發(fā)明的鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)電子部分的方框圖；圖2是帶有三倍壓電路第一實(shí)施例的電壓變換器電路的示意圖；圖3是帶有三倍壓電路第二實(shí)施例的電壓變換器電路的示意圖；圖4是帶有三倍壓電路第三實(shí)施例的電壓變換器電路的示意圖；
發(fā)電器(1)向電壓變換器電路(2)提供電能。電壓變換器電路(2)向第一電容元件(10)提供電能。第一電容元件(10)向帶有穩(wěn)定振蕩器(3、4)的電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)和電子控制電路(6、7、8、9)供電。穩(wěn)定的振蕩器(3、4)包括一石英諧振器(4)，其振蕩確定了一個(gè)基準(zhǔn)頻率。除了石英諧振器(4)和上述電路中的所有電容元件外，電壓變換器電路(2)、電子控制電路(6、7、8、9)以及電子基準(zhǔn)電路(3、5)放在一起作為集成電路11。在另一實(shí)施例中，電容元件也被集成在集成電路11中。
電子控制電路(6、7、8、9)包含一比較器邏輯電路(6)。比較器邏輯電路(6)的一個(gè)輸入與電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)相連，另一個(gè)輸入則通過檢測(cè)交流電壓換向的比較器級(jí)(7)和異電路(8)與發(fā)電器(1)相連。異電路(8)實(shí)際上是一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器，其防止脈沖同時(shí)輸入到比較器邏輯電路(6)的兩個(gè)輸入端。此外，電子控制電路(6、7、8、9)包含一個(gè)耗能電路(9)，其與比較器邏輯電路(6)的輸出，并由比較器邏輯電路(6)控制其功耗。
耗能電路(9)由多個(gè)相同阻值的電阻構(gòu)成。一個(gè)電阻的大小要小于當(dāng)所有電阻串聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的阻值。比較器邏輯電路(6)控制著耗能電路(9)的功耗，它改變?cè)陔娏魍分星袚Q的電阻數(shù)目，電子控制電路(6、7、8、9)的功耗在預(yù)定的值范圍內(nèi)可由電阻數(shù)目連續(xù)地控制。
還可以將耗能電路(9)制作為一個(gè)可控制的電流源。
比較器邏輯電路(6)將來(lái)自電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)的時(shí)鐘信號(hào)與發(fā)電器(1)來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)相比較。根據(jù)該比較結(jié)果，比較器邏輯電路(6)通過耗能電路(9)功耗大小的控制來(lái)控制電子控制電路(6、7、8、9)的功耗大小。按這種方式，通過對(duì)控制電路功耗的控制，發(fā)電器(1)的操作以及時(shí)間指針的操作都得到了控制。該控制被設(shè)計(jì)成時(shí)間指針的操作按照想要的模式與石英諧振器(4)的基準(zhǔn)頻率同步。
比較器邏輯電路(6)有一個(gè)計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)讀取與發(fā)電器(1)和電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)之間的速度或周期差一致。實(shí)際耗能電路(9)的功耗根據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)讀取來(lái)控制。根據(jù)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)，耗能電路(9)消耗較多或較少的電能，由此給發(fā)電器較多或較少的負(fù)荷。每個(gè)計(jì)數(shù)讀取值被分配給一個(gè)耗能電路(9)中的預(yù)定的有效電阻的組合。這意味著比較器邏輯電路(6)可以根據(jù)計(jì)數(shù)讀取值將耗能電路(9)中的電阻單獨(dú)或以各種組合方式切換入或切換出有源通路。這也考慮了前述電阻在一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)讀取值沒有一個(gè)被切換入有源通路的情況。
但是，控制受到的限制是，當(dāng)達(dá)到特定的計(jì)數(shù)讀取值時(shí)，發(fā)電器脈沖的計(jì)數(shù)被中斷。這是特別必要的，目的是為了使鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的所有電子元件無(wú)故障地啟動(dòng)，并考慮到發(fā)條在鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)完全停止后再上緊的情況。如果比較器邏輯電路(6)和耗能電路(9)以如下方式配合，即耗能電路(9)的功耗在預(yù)定計(jì)數(shù)讀取值范圍(例如0到16)保持為一個(gè)最小值，并且當(dāng)超出計(jì)數(shù)讀取值的范圍時(shí)其后的功耗按與計(jì)數(shù)讀取值成線性比例關(guān)系變化。在提出的例子中，這將意味著對(duì)超過16的計(jì)數(shù)，耗能電路(9)的功耗將與增加的計(jì)數(shù)讀取值成線性比例關(guān)系地增加，并與減少的計(jì)數(shù)讀取值成線性比例關(guān)系地減少。耗能電路(9)在上述計(jì)數(shù)讀取范圍內(nèi)功耗的最小化有一個(gè)結(jié)果，即發(fā)電器(1)的轉(zhuǎn)子可以在例如被壓力止動(dòng)的情況下加速而沒有延遲。由于上面在對(duì)轉(zhuǎn)子慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)的解釋中所討論的原因，這種盡可能無(wú)延遲地和快速地加速到正常轉(zhuǎn)速正是人們所想要的。
為了使控制進(jìn)一步穩(wěn)定，脈沖計(jì)數(shù)可以被一個(gè)計(jì)數(shù)器的特定的最小讀數(shù)所中斷。
鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)用于根據(jù)計(jì)數(shù)器讀數(shù)指示鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)貯能的組件。其指示是通過一個(gè)LCD來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)包含一個(gè)分頻電器(5)，其連在穩(wěn)定振蕩器(3、4)及與電子控制電路(6、7、8、9)的連線之間。該分頻電路(5)將石英諧振器(4)來(lái)的基準(zhǔn)頻率按設(shè)定的方式分頻，以實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)單的時(shí)間指示同步。
從圖2到圖4可見，電壓變換器電路(2)執(zhí)行整流器和三倍壓電路的功能。
一第一二極管(14)與發(fā)電器(1)和第一電容元件(10)串聯(lián)。一第一開關(guān)(19)與第一二極管(14)并聯(lián)，但與發(fā)電器(1)和第一電容元件(10)串聯(lián)。第一開關(guān)(19)受第一比較器(21)的有源控制。
電壓變換器電路還包含一三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)，其輸入側(cè)與發(fā)電器(1)相耦連，其負(fù)載側(cè)與第一電容元件(10)以及第一開關(guān)(19)與第一二極管(14)的并聯(lián)電路耦連。三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)的負(fù)載端與同第一二極管(14)位置相對(duì)的第一電容元件(10)一起接在接地結(jié)(22)。
第一比較器(21)將非地電位的第一電容元件(10)接點(diǎn)的電位與非地電位的三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)負(fù)載端的電位相比較。第一開關(guān)(19)只在第一電容元件(10)能夠驅(qū)動(dòng)第一比較器(21)并且在三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)負(fù)載側(cè)的不接地連接端的電位高到足以對(duì)第一電容元件進(jìn)一步充電時(shí)被第一比較器(21)關(guān)閉。
第一開關(guān)(19)是第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且其連接使得在其關(guān)閉狀態(tài)其結(jié)構(gòu)的一部分起第一二極管(14)的作用。
發(fā)條、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)電器(1)、電壓變換電路(2)以及電子控制電路(6、7、8、9)設(shè)計(jì)成使發(fā)電器(1)在鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起動(dòng)到第一電容元件(10)充電到一預(yù)定值為止的期間內(nèi)，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度大于的其正常轉(zhuǎn)速。按這種方式，首先，第一電容元件(10)的充電是由第一二極管(14)來(lái)完成的。
足以驅(qū)動(dòng)第一比較器和驅(qū)動(dòng)布置在三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)(下面將更充分地說(shuō)明)的第二比較器(20)的第一電容元件(10)的電壓值在此實(shí)施例中為0.6V。第一二極管(14)的壓降為400mV。第一電容元件一被充電到至少0.8V，就能實(shí)現(xiàn)電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)和電子電路(6、7、8)無(wú)故障地完成其功能。第一比較器(21)閉合第一開關(guān)(19)，即一旦由三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)送來(lái)的電壓高于第一電容元件(10)的電壓，就斷開第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管。但是，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的溝道間壓降只有10mV。電壓損失顯著地降低了。一旦三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)來(lái)的電壓降到低于第一電容元件(10)的電壓時(shí)，第一比較器(21)就閉合第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管。如果三倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)來(lái)的電壓再次升到足夠高的值時(shí)，第一比較器(21)再次斷開第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，如此等等。第一電容元件(10)只在鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起動(dòng)階段通過第一二極管(14)充電，并帶有大電壓損失。隨著運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，第一電容元件(10)僅通過第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的溝道充電，這比通過第一二極管(14)充電有明顯的節(jié)電優(yōu)點(diǎn)。按此方式，鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)能可以更為經(jīng)濟(jì)地使用，鐘表的走動(dòng)時(shí)間也可以延長(zhǎng)了。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，不可能制作一個(gè)感應(yīng)電壓大于1.6V的微型發(fā)電器。這意味著電壓變換器電路(2)必須執(zhí)行除整流功能之外的電壓倍增功能。前面已提及的倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)就用來(lái)實(shí)現(xiàn)此電壓倍增功能。在本實(shí)施例中，電壓倍增電路(12、13、15、16、17、18、20、23)是一個(gè)三倍壓電路。圖2到圖4所示是三倍壓電路的三個(gè)實(shí)施例。
在這種倍壓電路中，存在前述的在所需二極管之間的電壓降問題。這個(gè)問題在圖2到圖4所示的實(shí)施例中通過針對(duì)第一二極管(14)間電壓降問題的相似方法得以解決。第二和第三電容元件(15、16)與發(fā)電器(1)串聯(lián)，發(fā)電器(1)位于第二電容元件(15)和第三元件(16)之間。三倍壓電路的第一實(shí)施例(見圖2)還包含一第二二極管和一第二開關(guān)(17)的并聯(lián)電路，和一第三二極管(23)和一第三開關(guān)(18)的并聯(lián)電路。第二二極管(12)和第二開關(guān)(17)的并聯(lián)電路串聯(lián)于第二電容元件(15)的發(fā)電器一側(cè)端子和第三電容元件(16)的負(fù)載一側(cè)端子之間。第三二極管(23)和第三開關(guān)(18)的并聯(lián)電路串聯(lián)于在第三電容元件(16)的發(fā)電器一側(cè)端和第二電容元件(15)負(fù)載一側(cè)端之間。上面簡(jiǎn)要提及的第二比較器(20)控制第二和第三開關(guān)(17、18)。三倍壓電路的第一實(shí)施例還包括一第四二極管(14)，其串聯(lián)于第二和第三電容元件(15、16)負(fù)載端之間。
第二、第三和第四二極管(12、23、13)有相同的導(dǎo)通方向，第一二極管(14)則連接成相反的導(dǎo)通方向。第二比較器(20)將發(fā)電器(1)與第二電容元件(15)的連線的電位與第三電容元件(16)負(fù)載端子的電位相比較。第二和/或第三開關(guān)(17)和(18)僅在第一電容元件(10)的電壓足以驅(qū)動(dòng)第二比較器(20)并且發(fā)電器(1)提供的電位高到足以對(duì)第二或第三電容元件(15、16)充電時(shí)由第二比較器(20)閉合。
第二開關(guān)(17)是一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，而第三開關(guān)(18)是一第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管。第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的連接使得在其閉合狀態(tài)時(shí)其結(jié)構(gòu)的一部分起第二二極管(12)使用。第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的切換使得在其閉合狀態(tài)時(shí)其結(jié)構(gòu)的一部分起第三二極管(23)使用。
第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管在鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)起動(dòng)后閉合。第二電容元件(15)和第三電容元件(16)的充電通過第二、第三和第四二極管(12、23、13)來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二比較器(20)在第一電容元件(10)的電壓達(dá)到最低值0.8V且發(fā)電器(1)送來(lái)的電壓比第三電容元件(16)的電壓高時(shí)斷開第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管。其后，第二和第三電容元件(15、16)的充電由第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管實(shí)現(xiàn)。電壓損失的減少與上述在從第一二極管到第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電壓損失的減少一樣。以相似的方式，第二和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的斷開和閉合是通過第二比較器(20)實(shí)現(xiàn)的。如果由發(fā)電器(1)來(lái)的電壓下降到低于第三電容元件(16)的電壓時(shí)，第二比較器(20)閉合第二和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管。如果由發(fā)電器(1)來(lái)的電壓上升到高于第三電容元件(16)的電壓時(shí)，第二和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管斷開，也就是說(shuō)，第二和第三開關(guān)(17、18)被閉合。與純粹的二極管用途相比，在三倍壓電路中也實(shí)現(xiàn)了鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)使用，由此增加了運(yùn)行機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)能量。
圖3所示是三倍壓電路的第二實(shí)施例，與第一實(shí)施例相反，含有第四二極管(13)的電路分支沒有了。因?yàn)榈谒亩O管(13)對(duì)于實(shí)現(xiàn)三倍壓電路的功能而言并不是必需的，三倍壓電路的第二實(shí)施例還使電壓變換器電路(2)能可靠地實(shí)現(xiàn)其功能。當(dāng)然，各二極管必須適合實(shí)際的電路環(huán)境。這對(duì)于圖4所示三倍壓電路的第三實(shí)施例也是一樣的，后者只是有含有第四二極管(13)的電路分支，但沒有含有第二二極管(12)和第三二極管(23)的電路分支。三倍壓電路的第四實(shí)施例只用單獨(dú)的第二開關(guān)(17)來(lái)替代三倍壓電路第一實(shí)施例中第二二極管(12)和第二開關(guān)(17)的并行電路，或是可能的情況下，只用單獨(dú)的第三開關(guān)(18)來(lái)替代第三二極管(23)和第三開關(guān)(18)的并行電路。
也可以用倍壓電路來(lái)取代上述的三倍壓電路。在這種情況下，必須通過選擇相應(yīng)的電子元件來(lái)保證電壓變換器電路(2)可以從發(fā)電器的最小峰值電壓0.5V起完成其功能。
還可以提供一可控倍壓電路取代將發(fā)電器(1)的輸出電壓增加到一個(gè)固定值的倍壓電路。
調(diào)節(jié)電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)以使耗能電路(9)的功耗在電容元件(10、15、16)中任何一個(gè)被充電時(shí)都為最小值。
此外，電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)設(shè)計(jì)成耗能電路(9)的功耗有規(guī)則地以3×10-2秒的間隔保持5×10-4秒的最小值以使比較器(20、22)實(shí)現(xiàn)與其功能相應(yīng)的電位比較。即，如果在發(fā)電器負(fù)載超過發(fā)電器最小負(fù)載期間進(jìn)行了電位比較，則比較器(20、21)將就電容元件(10、15、16)充電可能性出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果，因?yàn)樗鼈儗z測(cè)到由于發(fā)電器電壓在最小負(fù)載而減小的發(fā)電器電壓。
權(quán)利要求
1.一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其發(fā)條驅(qū)動(dòng)一時(shí)間指針和一提供交流電壓的發(fā)電器(1)，其中發(fā)電器(1)向電壓變換器電路(2)提供電壓，電壓變換器電路(2)向第一電容元件(10)提供電壓，第一電容元件(10)向帶有穩(wěn)定振蕩器(3、4)的電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)和電子控制電路(6、7、8、9)供電，其中電子控制電路(6、7、8、9)包括一比較器邏輯電路(6)其一個(gè)輸入與電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)相連，另一個(gè)輸入則通過一個(gè)比較器級(jí)(7)和異電路(8)與發(fā)電器(1)相連，和一個(gè)耗能電路(9)，其與比較器邏輯電路(6)的輸出，其功耗可由比較器邏輯電路(6)控制，其中比較器邏輯電路(6)設(shè)計(jì)成將來(lái)自電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)的時(shí)鐘信號(hào)與發(fā)電器(1)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)相比較，比較器邏輯電路(6)根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的比較結(jié)果，通過耗能電路(9)的功耗值來(lái)控制電子控制電路(6、7、8、9)的功耗大小，和其中，按這種方式，比較器邏輯電路(6)通過對(duì)控制電路功耗的控制而控制了發(fā)電器(1)的動(dòng)作并由此控制了時(shí)間指針的工作；其特征在于電子控制電路(6、7、8、9)的功耗可實(shí)質(zhì)上連續(xù)地在一個(gè)預(yù)定的值范圍內(nèi)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于第一電容元件(10)至少在鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)第一次起動(dòng)后即通過一個(gè)或多個(gè)無(wú)源元件所充電，和一旦第一電容元件(10)足以驅(qū)動(dòng)有源單元或單元組，該無(wú)源元件或元件組即被有源單元或多個(gè)有源單元所代替，或由并聯(lián)電路分支上的一個(gè)有源單元或多個(gè)有源單元補(bǔ)充，其中一個(gè)或多個(gè)有源單元在導(dǎo)通方向上比無(wú)源元件或元件組有更小的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)包括一第一二極管(14)與發(fā)電器(1)和第一電容元件(10)串聯(lián)，一第一開關(guān)(19)與第一二極管(14)并聯(lián)，但與發(fā)電器(1)和第一電容元件(10)串聯(lián)，和一第一比較器(21)控制第一開關(guān)(19)，和一倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)，其輸入側(cè)與第一電容元件(10)相連，其負(fù)載側(cè)與第一電容元件(10)相連及與第一二極管(14)和第一開關(guān)(19)的并聯(lián)電路相連；其中第一比較器(21)將非地電位的第一電容元件(10)的端電位與非地電位的倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)負(fù)載端的電位相比較；其中第一開關(guān)(19)只在下面的條件下被第一比較器(21)閉合，以由此使第一電容元件(10)能夠被第一開關(guān)(19)充電，即條件是第一電容元件(10)的電壓足以驅(qū)動(dòng)第一比較器(21)，和倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)負(fù)載側(cè)的非地端電位高到足以對(duì)第一電容元件(10)進(jìn)一步充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于發(fā)條、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)電器(1)、電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)設(shè)計(jì)成發(fā)電器(1)在鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)起動(dòng)后以比發(fā)電器(1)正常速度高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，以使電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)和電子控制電路(6、7、8、9)起動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于第一開關(guān)(19)是一第一晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于連接第一晶體管以便在其閉合狀態(tài)時(shí)第一晶體管的一部分起二極管(14)的作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于耗能電路(9)包括一個(gè)或多個(gè)電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于比較器電路(6)包含一計(jì)數(shù)器，其具有與發(fā)電器(1)和電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)之間周期差相應(yīng)的計(jì)數(shù)讀數(shù)，耗能電路(9)的功耗根據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)讀數(shù)來(lái)控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于耗能電路(9)包含一個(gè)或多個(gè)電阻，和計(jì)數(shù)器的每個(gè)計(jì)數(shù)讀數(shù)與耗能電路(9)的相關(guān)的預(yù)定有效電阻組合(包括電阻為零的情況)相對(duì)應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于一開關(guān)組件，用于在計(jì)數(shù)器讀數(shù)達(dá)到一預(yù)定高讀數(shù)時(shí)中斷計(jì)數(shù)輸入和在計(jì)數(shù)器的讀數(shù)達(dá)到一預(yù)定低的讀數(shù)時(shí)中斷計(jì)數(shù)輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求3的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)是一個(gè)可控制的倍壓電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求3的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)將發(fā)電器(1)的輸出電壓增加大約一倍。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)在發(fā)電器的最小峰值電壓0.5V時(shí)起作用。
14.根據(jù)權(quán)利要求3的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)將發(fā)電器(1)的輸出電壓增加大約兩倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)在發(fā)電器的最小峰值電壓0.3V時(shí)起作用。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)包括第二和第三電容元件(15、16)，其與發(fā)電器(1)串聯(lián)，發(fā)電器(1)位于第二電容元件(15)和第三元件(16)之間，一含有第二二極管(12)和一第二開關(guān)(17)的并聯(lián)電路，第二二極管(12)和第二開關(guān)(17)的并聯(lián)電路串聯(lián)在第二電容元件(15)的發(fā)電器一側(cè)的端子和第三電容元件(16)的負(fù)載一側(cè)的端子之間，一第三二極管(23)和一第三開關(guān)(18)的并聯(lián)電路，該第三二極管(23)和第三開關(guān)(18)的并聯(lián)電路串聯(lián)在第三電容元件(16)的發(fā)電器一側(cè)端子和第二電容元件(15)的負(fù)載一側(cè)端子之間，和一第二比較器(20)，用于控制第二和第三開關(guān)(17、18)，其中第二、第三二極管(12、23)按照同一導(dǎo)通方向連接且第一二極管(14)則連接成相反的導(dǎo)通方向，第二比較器(20)將發(fā)電器(1)與第二電容元件(15)的連線的電位與第三電容元件(16)的負(fù)載端電位相比較，和第二和/或第三開關(guān)(17)和(18)僅在下面的條件下才閉合，并使第二或第三電容元件(15、16)分別被第三和第二開關(guān)(18、17)充電，條件是第一電容元件(10)的電壓足以驅(qū)動(dòng)第二比較器(20)，和發(fā)電器(1)提供的電位高到足以對(duì)第二或第三電容元件(15、16)充電。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)包含一第四二極管(13)，其串聯(lián)在第二和第三電容元件(15、16)的負(fù)載端子之間，該第四二極管(13)的導(dǎo)通方向與第一二極管(14)相反。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于倍壓電路(12、13、15、16、17、18、20、23)包含第二和第三電容元件(15、16)，其與發(fā)電器(1)串聯(lián)，發(fā)電器(1)位于第二電容元件(15)和第三元件(16)之間，一第二開關(guān)(17)，串聯(lián)于第二電容元件(15)的發(fā)電器一側(cè)端子和第三電容元件(16)的負(fù)載一側(cè)端子之間，一第三開關(guān)(18)，串聯(lián)于在第三電容元件(16)的發(fā)電器一側(cè)端子和第二電容元件(15)的負(fù)載一側(cè)端子之間，一第二比較器(20)，用于控制第二和第三開關(guān)(17、18)，和一第四二極管(13)，其串聯(lián)在第二和第三電容元件(15、16)的負(fù)載端子之間，其中第四二極管(13)的導(dǎo)通方向與第一二極管(14)相反，第二比較器(20)將發(fā)電器(1)與第二電容元件(15)的連線的電位與第三電容元件(16)的負(fù)載端的電位相比較，和第二和/或第三開關(guān)(17)和(18)僅在下面的條件下才閉合，并使第二或第三電容元件(15、16)分別被第三和第二開關(guān)(18、17)充電，條件是第一電容元件(10)的電壓足以驅(qū)動(dòng)第二比較器(20)，和發(fā)電器(1)提供的電位高到足以對(duì)第二或第三電容元件(15、16)充電。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或18的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于第二開關(guān)(17)是一第二晶體管，而第三開關(guān)(18)是一第三晶體管。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于第二晶體管的連接使得在閉合狀態(tài)下第二晶體管的一部分結(jié)構(gòu)起第二二極管(12)的作用。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于第三晶體管的連接使得在閉合狀態(tài)下第三晶體管的一部分結(jié)構(gòu)起第三二極管(23)的作用。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括一用于根據(jù)計(jì)數(shù)讀數(shù)指示運(yùn)行機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能的組件。
23.根據(jù)權(quán)利要求8的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于比較器邏輯電路(6)和耗能電路(9)匹配，以便耗能電路(9)的功耗在一個(gè)預(yù)定計(jì)數(shù)范圍內(nèi)保持最小值，并在超過預(yù)定計(jì)數(shù)后以線性成比例方式變化。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于運(yùn)行機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能的指示由一個(gè)LCD來(lái)實(shí)現(xiàn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于穩(wěn)定的振蕩器(3、4)包含一個(gè)石英諧振器(4)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于除了石英諧振器(4)之外，電壓變換器電路(2)、電子控制電路(6、7、8、9)和電子基準(zhǔn)電路(3、5)構(gòu)成一個(gè)集成電路(11)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于除了石英諧振器(4)和所述電路中所有的電容元件之外，電壓變換器電路(2)、電子控制電路(6、7、8、9)和電子基準(zhǔn)電路(3、5)構(gòu)成一個(gè)集成電路。
28.根據(jù)權(quán)利要求3的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)匹配，以便耗能電路(9)的功耗以預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)設(shè)定為最小值，以使第一比較器(21)進(jìn)行一個(gè)電位比較。
29.根據(jù)權(quán)利要求1或28的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)匹配，以便耗能電路(9)的功耗在第一電容元件(10)充電時(shí)設(shè)定為最小值。
30.根據(jù)權(quán)利要求16或18的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)匹配，以便耗能電路(9)的功耗在第一電容元件(10)和/或第二電容元件(15)和/或第三電容元件(16)充電時(shí)設(shè)定為最小值。
31.根據(jù)權(quán)利要求16或18的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)匹配，以便耗能電路(9)的功耗以預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)設(shè)定為最小值，以使第一比較器(21)和第一比較器(20)進(jìn)行一個(gè)電位比較。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電壓變換器電路(2)和電子控制電路(6、7、8、9)匹配，以便耗能電路(9)的功耗以預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)設(shè)定為最小值，以使第一比較器(21)和第一比較器(20)進(jìn)行一個(gè)電位比較。
33.根據(jù)權(quán)利要求1的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于分頻電路(5)在電子基準(zhǔn)電路(3、4、5)中連接在穩(wěn)定振蕩器(3、4)和電子控制電路(6、7、8、9)的連線之間。
34.根據(jù)權(quán)利要求1的一種鐘表的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征在于耗能電路(9)是一個(gè)可控制的電流源。
全文摘要
所提出的鐘表運(yùn)行機(jī)構(gòu)有一個(gè)發(fā)條，其通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行時(shí)間指示，和一發(fā)電器，其提供交流電壓。發(fā)電器通過一電壓變換器電路向一第一電容元件供電。第一電容元件向帶有穩(wěn)定振蕩器的電子基準(zhǔn)電路和電子控制電路供電。第一電容元件在運(yùn)行機(jī)構(gòu)起動(dòng)后立即被一個(gè)或多個(gè)無(wú)源元件充電。
文檔編號(hào)G04G99/00GK1441332SQ0310145
公開日2003年9月10日 申請(qǐng)日期1996年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月7日
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