JPS6161076B2

JPS6161076B2 -

Info

Publication number: JPS6161076B2
Application number: JP7293777A
Authority: JP
Inventors: Akira Torisawa; Jun Ueda; Masaharu Shida
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1986-12-24
Also published as: JPS547378A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、改良された電圧検出回路を有する電
子時計に関するものである。

従来の電子時計においては、第１図の電池寿命
表示装置（以下BLDと略す）の検出回路と、第
２図のモータのロータ回転検出回路の２種類の検
出回路を使用していた。しかし、第１図の電圧検
出回路は、検出電圧範囲を例えば、1.40V±
0.05Vに設定すると、ICのバラツキ、検出回路の
温度特性の補償等のために、外付抵抗Rjの値
を、その検出回路の特性に合わせて選択し、接続
しなければいけないという、コストの面で、重大
な欠点を持つていた。

また、ロータ回転検出回路では、インバータ
INVのスレツシヨルド電圧のバラツキが大きく、
量産性に問題があるといつた欠点を持つていた。

本発明の電子時計では、モータのロータの回転
検出および、BLDの電圧検出に電圧比較回路を
用いることにより、上記の欠点を除去すると共に
一つの電圧比較回路で、二種類の電圧を検出する
ことによつて、コスト面、性能面でも優れた電子
時計を提供することを主たる目的としている。

以下、図面に基ずいて本発明の電子時計につい
て詳細な説明をする。

第３図は、アナログ型水晶時計の表示機構を示
したものである。ステータ１、コイル７、ロータ
６によつて構成されているモータの出力は、５番
車５，４番車４、３番車３、２番車２に伝達され
図示されていないが、この後筒カナ、筒車、カレ
ンダー機構に伝達され、秒針、分針、時針、カレ
ンダーを動かしている。BLD検出回路が作動す
ると、秒針は１秒１ステツプ運針から、２秒２ス
テツプ運針に動きが変わり、電池の寿命が残り少
ないことを、使用者に警告する。一方、ロータ回
転検出回路が作動すると、モータはそれまでの、
3.9ｍｓのパルス幅による駆動から、7.8ｍｓのパ
ルス幅の駆動に変化し、より大きな負荷に対して
も回転が可能になる。この7.8ｍｓのパルスを補
正駆動パルスと呼ぶ。3.9ｍｓの通常駆動パルス
と補正駆動パルスの間隔は、約30ｍｓなので通常
駆動パルスでモータが回転せずに、補正駆動パル
スで回転したとしても、時計の使用者は、秒針の
動きから補正駆動が行なわれたことはわからな
い。

次に、本発明の電子時計に採用しているロータ
回転検出の原理について説明する。

第４図の１は飽和しやすく作られた可飽和部１
７で接続している一体構成のステータで、図には
明示されていないが、コイル７を巻いた磁心と、
磁気的に係合している。また、このステータには
径方向に２極に着磁されたロータ６の回転方向を
決めるために、ノツチ１８がつけてある。第４図
は、コイル７に電流が加えられた直後の状態を示
しておりコイル７に、電流が加えられていない時
は、ロータ６は、ノツチ１８とロータ磁極のなす
角度が、ほぼ90度の位置で静止している。この状
態で、コイル７に矢印の方向に電流を流すと、ス
テータ１に、第４図のように磁極ができ、ロータ
６は反撥して、時計方向に回転する。コイル７を
流れる電流が切れると、ロータ６は、第４図と磁
極が逆になつた状態で静止する。この後、コイル
７に、反対方向に電流を流すことによりロータ７
は、順次時計方向に回転を続ける。

本発明の電子時計に使用したステツプモータは
可飽和部１７を持つ一体ステータで構成されてい
るので、コイル７に電流を流した時の電流波形は
第７図のように、なだらかな立上り特性を示す。
これは、ステータ１の可飽和部１７が飽和するま
での間は、コイル７から見た磁気回路の磁気抵抗
が非常に低く、その結果、抵抗Ｒ、コイル直列回
路の時定数τが大きくなるためである。これを式
で表わすと次のようになる。τ＝Ｌ／Ｒ、Ｌ≒
N²／Ｒ〓これからτ＝N²／（Ｒ×Ｒ〓）ただし
Ｌ：コイル７のインダクタンス、Ｎ：コイル７の
巻数、Ｒ〓：磁気抵抗である。ステータ１の可飽
和部１７が飽和すると、飽和した部分の透磁率
は、空気と同じになるので、Ｒ〓は増加し、前記
回路の時定数τは、小さくなり、第７図の如く、
電流波形は急に立上る。本発明の電子時計に用い
ているロータ６の回転、非回転の検出は、前述し
た抵抗、コイル直列回路の時定数の違いとしてと
らえている。

次に図面を用いて時定数の差がでる理由を説明
する。

第５図は、コイル７に電流を流し始めた時の磁
界の様子を示したもので、ロータ６は、回転可能
な位置に磁極が来ている。磁束線２０は、ロータ
６から発生した磁束の様子を示したもので、実際
には、コイル７と鎖交する磁束も存在するが、こ
こでは、省略した。磁束線２０ａと２０ｂは、ス
テータ１の可飽和部１７ａ，１７ｂで、第５図の
矢印の方向に向いている。可飽和部１７は、多く
の場合、まだ飽和していない。この状態で、ロー
タ６を時計方向へ回転すべく、コイル７に矢印の
如く電流を流す。コイル７によつて発生する磁束
１９ａ，１９ｂは、ステータ１の可飽和部１７
ａ，１７ｂで、ロータ６から発生した磁束２０
ａ，２０ｂとそれぞれ強め合うために、ステータ
１の可飽和部１７は、すみやかに飽和する。この
後、ロータ６には、ロータ６を回転させるのに十
分な磁束が発生するが、第５図では省略した。こ
の時のコイルに流れる電流の波形を示したのが第
７図２２である。

一方、ロータ６がなんらかの理由で、回転でき
ずに戻つてしまつたところへコイル７に電流を流
した時の磁束の状態を示したのが第６図である。
本来ロータ６を回転させるためには、コイル７に
は矢印と反対の向き、つまり、第５図と同じ向き
に電流を流さなければいけないのであるが、コイ
ル７には、１回毎に電流の向きが変わる反転電流
が加えられるので、ロータ６が、回転できなかつ
た時は、このような状態になるのである。ロータ
６は、回転できなかつたのであるから、ロータ６
から発生する磁束の向きは、第５図と同じであ
る。コイル７には、第５図と反対の方向に電流が
流れるので、磁束の向きは２１ａ，２１ｂのよう
になる。ステータ１の可飽和部１７ａ，１７ｂで
は、ロータ６とコイル７によつて発生する磁束が
互いに打消し合つており、ステータ１の可飽和部
を飽和させるためには、より長い時間を必要とす
る。この状態を示したのが、第７図の２３であ
る。

実施例によれば、コイル線径0.023mm、ターン
数10000ターン、コイル直流抵抗3KΩ、ロータ径
1.3mm、可飽和部最小幅0.1mmのステツプモータに
おいて、ステータ１の可飽和部１７が飽和するま
での第７図における時間差Ｄは１ｍsecであつ
た。第７図の２つの電流波形２２，２３で明らか
なように、コイルのインダクタンスは、Ｃの範囲
で、ロータ６の回転時が小さく、非回転時が大き
くなつている。前記仕様ステツプモータに於て、
Ｄの範囲における等価インダクタンスは、回転時
電流波形２２ではＬ＝５ヘンリ、非回転電流波形
２３ではＬ＝40ヘンリであつた。このインダクタ
ンス成分にコイル直流抵抗とスイツチング素子の
ON抵抗の和ＲΩ、検出用素子としてたとえば抵
抗ｒΩが直列に接続され、電源Ｖ_Dに接続された
とき、検出用素子の両端に発生する電圧νは次式
で求まる。

ν＝ｒ／（Ｒ＋ｒ）｛１−exp （−（Ｒ＋ｒ）・ｔ／Ｌ）｝・Ｖ_D この式でインダクタンスＬの変化による検出素
子電圧νの変化を二値論理回路で判断すれば良
い。従つて二値論理回路の閾値電圧をVthとし
て、前式をν＝VthとおけばインダクタンスＬの
違いを判断できる。さらにこの式に於て、閾値電
圧Vthが電源電圧Ｖ_Dの変化に比例して変動させ
ることができれば、この検出回路は、電源電圧の
変動に対し不感とすることができる。

この電圧の弁別にはCMOSインバータを用いる
ことも可能ではあるが、インバータを構成する
PMOSFETの閾値電圧Ｖ_TP、NMOSFETの閾値
電圧Ｖ_TN、Ｐチヤンネルトランジスタの大きさＫ
_P、Ｎチヤンネルトランジスタの大きさＫ_N、α＝
√_P _Nとし、電源電圧Ｖ_Dとすると、インバ
ータの閾値電圧はVth＝｛α（Ｖ_D−Ｖ_TP）＋Ｖ_T
_Ｎ｝／（１＋α）となる。

この式に於てα＝Ｖ_TP／Ｖ_TNのときVth＝α／
（１＋α）・Ｖ_DとなりCMOSインバータ閾値電圧
Vthは電源電圧Ｖ_Dに比例するが、このとき以外
は比例とはならない。つまり、ICの製造プロセ
スにより、NMOSFETの閾値電圧Ｖ_TN、
PMOSFETの閾値電圧Ｖ_TPが変動し、CMOSイ
ンバータの閾値電圧Vthがねらい値からずれるの
で、CMOSインバータの閾値電圧Vthは電源電圧
Ｖ_Dの変化に比例せず、検出レベルが電源電圧の
変動とともに変動するという欠点があつた。

本発明の実施例では、この閾値電圧Vthが、電
源電圧Ｖ_Dの変動に比例して変動し、更にIC製造
プロセスに起因するばらつきの影響がなくなる様
に、閾値電圧Vthの設定は、電源電圧Ｖ_Dを２個
の抵抗で分圧し、二値論理回路としてコンパレー
タを用いている。

このため、IC製造プロセスに起因する閾値電
圧Vthの変動はなくなり、又、抵抗比により閾値
電圧Vthを設定するため、非常に正確に閾値電圧
Vthの設定が可能になり、検出用抵抗素子の公差
を広くすることが可能になり、設定値に対するば
らつきの大きいICの拡散抵抗で容易に構成でき
ることになる。

第８図は、本発明の電子時計の構成を示したも
のである。基準信号発生回路５１の32.768KHzの
出力信号は、分周回路５２によつて1/2分周され
１秒信号に変換される。パルス合成回路５３は、
分周回路５２の各出力段から、出力をとり出し、
必要なパルス幅の信号を作り出す。制御回路５４
は、モータ５６の通常駆動信号、補正駆動信号、
検出信号等を駆動回路５５に送り出す。駆動回路
５５は、制御回路５４の信号に応じて、モータ５
６の駆動パルスをモータに供給する。モータ５６
の出力は、輪列によつて減速され、時刻表示器５
７によつて時刻を表示する。また検出回路５８が
作動すると、検出出力信号が制御回路５４へ入力
される。第１６図は前記検出回路の内容をもう少
し詳細に説明したブロツク図であり、駆動回路５
５からモータ５５のロータの回転・非回転を検出
する第１の検出手段４００と、電池電圧６０を検
出する第２の検出手段４０１とから成り、前記第
１・第２の検出手段の出力と、ロータ回転検出基
準電圧及びBLD基準電圧６０とを選択して各々
対応する検出出力と基準電圧を出力する切替手段
４０２と、前記切替手段４０２の出力からロータ
の回転・非回転、もしくは電池電圧が基準値以下
か以上かを判別して検出信号と前記制御回路５４
に出力する電圧判別手段４０３とから成る。前記
検出信号により、電池電圧が一定値以下の場合に
は、例えば秒針を１秒１ステツプから２秒に続け
て２ステツプへの運針へと変えるべく制御回路５
４を動作させる。またロータの非回転が検出され
た場合には、モータに直ちに補正駆動パルスを加
えるべく制御回路５４を動作させる。

第９図は、パルス合成回路のブロツク図、およ
び、そのタイムチヤートであり、1″パルス、補正
パルス、BLD表示パルスおよび検出用パルスφ
１，φ２，φ３のタイミングを示すものである。

これらの信号は、分周回路５２の出力Qnのゲ
ートを組み合わせることにより容易に合成可能で
ある。以下に各々の論理式を示す。

1″パルス＝Q8、Q9、Q10、Q11、Q12、 Q13、Q14、Q15 1″補正パルス＝9、10、Q11、12、 13、14、15 φ１＝5、6、7、8、9、10、 Q11、Q12、Q13、Q14、Q15 φ２＝5、6、7、8、Q9、Q10、 Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16 φ３＝φ１＋φ２ BLD表示パルス＝Q9、Q10、Q11、Q12、 Q13、14、15、16 ただし、Q5：1024Hz、Q4：512Hz……Q15＝１
Hz、Q16＝1/2Hz したがつて、各信号のパルス幅は、1″パルス＝
3.9ｍｓ、1″補正パルス＝7.8ｍｓ、φ１＝φ２＝
0.5ｍｓ、BLD表示パルス＝7.8ｍｓである。

これらの信号を次に説明する第１１図の回路に
入力し、制御回路５４によつて、駆動回路５５、
検出回路５８に適した信号に変換する。

次に、本発明のポイントであるBLD検出回
路、ロータ回転検出回路、駆動回路、および検
出、制御、駆動回路のシステム全体の動作につい
て順次説明する。

第１０図は本発明に使用しているBLDの原理
図であり、２１０はPMOSFETであり、そのソ
ースは電池２１９の高電位点に接続され、ゲー
ト、ドレン電極は互に接続され、NMOSFET２
１１のゲート、ドレン電極と互に接続されてい
る。

また、NMOSFET２１１のソース電極は他端
を電池２１９の低電位点に接続された抵抗２１２
の一端に接続されるとともに、その接続点２２０
はコンパレータ２０９の“＋”入力端子に接続さ
れている。

一端を電池２１９の高電位点に接続された抵抗
２１７は、その他端を一端を電池２１９の低電位
点に接続された抵抗２１８の他端と互に接続さ
れ、その接続点２２２はコンパレータ２０９の
“−”入力端子に接続されている。

コンパレータ２０９の出力は端子２２４に接続
され端子２２４は図示されていない論理回路部へ
入力されている。

以上の様な構成の回路に於て、その動作を説明
すると、接続点２２２の電位Ｖ２２２は(2)式で与
えられる。

V222＝Ｒ２１７／Ｒ２１７＋Ｒ２１８×Ｅ……(2
) 但し、Ｒ２１７：抵抗２１７の抵抗値Ｒ２１８：抵抗２１８〃Ｅ：電池電圧である。

一方、接続点２２０の電位Ｖ２２０は(3)式で与
えられ、抵抗２１２の値には依存しない。

但し、Ｖ_TP：PMOSFET２１０のスレツシヨルド電圧Ｖ_TN：NMOSFET２１１のスレツシヨルド電圧 Vstop：発振回路の動作停止電圧である。

Ｖ_TP＋Ｖ_TN〓Vstopであることは一般に知られ
ている。

したがつて、電池電圧Ｅが十分大きい時はＶ２
２０＜Ｖ２２２であり、コンパレータ２０９の出
力は“Ｈ”である。

一方、電池電圧Ｅが低下してＶ２２０＞Ｖ２２
２となるとコンパレータ２０９の出力は反転し、
“Ｌ”となる。

本回路の出力反転する電池電圧Ejは(4)式で与
えられる。

Ｒ２１７，Ｒ２１８は共にIC内でつくられる
抵抗であり、その比Ｒ２１８／Ｒ２１７を一定に
することは容易である。

更に（Ｖ_TP＋Ｖ_TN）はICにより変動するが、
この値は発振回路の動作停止電圧に等しいためＲ
２１８／Ｒ２１７を0.1〜0.2程度の値に設定して
おけば、電子時計の動作停止電圧より１〜２割高
い電源電圧の時、電池寿命切れの予告を発するこ
とが可能であり、（Ｖ_TP＋Ｖ_TN）の変動によるEj
の変動も実用的なものに変換できる。

第１１図は、第１０図の詳細回路図であり、第
１０図２０９で示されるコンパレータ部を詳細に
記してある。

コンパレータの構成と動作については、第１２
図を用いて以下に説明する。

端子２２５は電源端子であり、PMOSFET２
１３，２１５のソース電極は各々端子２２５に接
続されている。

RMOSFET２１３は、そのゲート、ドレン電
極を互に接続され、その接続点２２１は、
PMOSFET２１５のゲート、NMOSFET２１４
のドレンに各々接続されている。

NMOSFET２１４は、そのソースを接地（電
源の低電位点に接続）され、ゲートを“＋”入力
端子２２６に接続されている。

PMOSFET２１５はそのドレンをNMOSFET
２１６のドレンと互に接続され、その接続点２２
３は出力端子２２４に接続されている。

NMOSFET２１６は、そのソースを接地さ
れ、ゲートを“−”入力端子２２７に接続されて
いる。

また、NMOSFET２１４，２１６、
PMOSFET２１３，２１５の特性は各々等し
い。

以上の構成のコンパレータにおいて、その動作
を説明すると、PMOSFETは、そのゲート、ド
レンを接続しているため、常に飽和領域で動作す
る。したがつて、そのＶ−ｉ特性は、第１２図
ｂ，２１３に示すようになる。

一方、NMOSFETは、そのゲートに電圧が印
加されるとチヤンネルが形成されその特性は第１
２図ｂ，２１４で示される。

したがつて、接続点２２１の電位と電流は第１
２図ｂ，Ｖ２２１，Ｉ２２１で示されるようにな
る。

PMOSFET２１５は、そのゲート、ソース間
電圧が、PMOSFET２１３のそれと等しいた
め、両者の飽和電流は等しくなる。

したがつて、その特性は第１２図ｃ，２１５で
示されるようになる。

NMOSFET２１６は、そのゲートに電圧が印
加されるとチヤンネルが形成され、その特性は第
１２図ｃ，２１６で示されるようになる。

Ｖ２２６＝Ｖ２２７の時、NMOSFET２１
４，２１６、PMOSFET２１３，２１５の全て
の飽和電流は等しくなり、したがつてＶ２４＝
Ｅ／２となる。

Ｖ２２６＞Ｖ２２７の時、PMOSFET２１５
の飽和電流の方が、NMOSFET２１６の飽和電
流より大きく、したがつてＶ２２４〓“Ｈ”であ
る。

また、反対にＶ２２６＜Ｖ２２７の時、Ｖ２２
４〓“Ｌ”となる。

したがつて、本コンパレータを使用した第１１
図に示す電池寿命検出回路のEjは(4)式で示され
るようになる。

次にロータ回転検出回路、駆動回路の基本的な
構成について、方１４図ａを用いて説明する。

１３４は電源の“＋”端子であり電源電圧Ｖ_D
が印加され、PMOSFET１１３，１１８のソー
スが名に接続されている。

NMOSFET１１４，１１９はそのソースを接
地されPMOSFET１１３、NMOSFET１１４の
ドレンは互に接続されるとともに、ステツプモー
タ５５のコイル１５５の一端及び検出用
NMOSFET１１５のドレンと各々に接続されて
いる。

PMOSFET１１８、NMOSFET１１９は、そ
のドレンを互に接続され、更にステツプモータ５
５のコイル１５５の他端及び検出用NMOSFET
１１６のドレンに接続されている。

NMOSFET１１５，１１６は、互にソース電
極を接続されその接続点は抵抗１１７の一端に接
続されている。また抵抗１１７の他端は接地され
ている。

NMOSFET１１５，１１６，１１７の前記接
続点はまたコンパレータ２０９の“＋”入力に接
続されている。

抵抗１１８は端子１３４で電源電圧Ｖ_Dに接続
され他端は抵抗１０９と接地されこの接続点は、
コンパレータ２０９の“−”入力端子に接続され
る。

抵抗１０９の他端は検出禁止用NMOSFET１
１１のドレンに接続されソースを通じて接地され
る。又コンパレータ２０９は接地端子が
NMOSFET１１１のドレンに接続されソースを
通じて接地される。コンパレータ２０９の出力は
Ｒ−Ｓフリツプフロツプのセツト端子に接続され
る。

以上の様な回路構成においてその動作を説明す
ると、Ｆ／F100の出力Ｑが“Ｈ”の時、NORゲ
ート１０１が“Ｌ”のときNORゲート１０４が
“Ｈ”となるため、ORゲート１０７が“Ｈ”とな
りPMOSFET１１８はOFF、NMOSFET１１９
がONとなる。

このとき、コイル１５５に電流が流れ、モータ
は回転する。Ｆ／F100の出力Ｑが“Ｌ”の時も
同様に説明でき、NMOSFET１１４がONするの
でコイルには前記と反対方向の電流が流れ、モー
タは回転する。

端子１３２に検出パルスφ１が印加されたとき
は、Ｆ／F100の出力Ｑが“Ｈ”のときには、
NORゲート１０５の出力が“Ｈ”となり、
PMOSFET１１３→コイル１５５→NMOSFET
１１６→抵抗１１７の両端には電圧降下が発生す
る。

従つて1″パルスでロータが回転していた場合は
第１３図の１５１の波形となり回転していない場
合には第１３図１５０の波形となりその両者の波
形の0.5ｍsecのときの電圧の中央付近にコンパレ
ータの閾値電圧を設定しておくことにより容易に
ロータの非回転信号としてコンパレータの出力か
ら得られる。もし非回転の場合にはコンパレータ
２０９の出力は“Ｔ”となりＲ−SF／Ｆはセツ
トされ出力Ｑは“Ｈ”となり1″補正パルスにより
リセツトされるまで補正駆動を行なう。

以上の動作を第１４図ｂのタイミングチヤート
で示す。

Ｆ／F100の出力Ｑが“Ｌ”の場合にも同様に
説明でき、又この分圧抵抗、コンパレータ２０９
とも常に電流が流れるのであるが、検出に必要な
時間は、わずか１秒間のうち0.5ｍsec程度であ
り、この検出時間以外は、コンパレータ部、分圧
抵抗部に流れる電流を禁止する回路を併用するこ
とにより検出に要する電流は最小にすることがで
きる。更に、比較するために必要な時間は、前記
検出パルスφ１より短かくともよいことは、第１
３図の電圧波形１５０より明らかである。

次に、本発明のポイントである検出回路５８、
制御回路５４、駆動回路５５のシステム全体の動
作について説明する。

第１５図ａは、本発明の実施例、第１５図ｂは
そのタイムチヤートを示したものである。

検出回路５８は、ステツプモータのコイル１５
５を含みロータの回転・非回転に係る信号を検出
するための第１の検出手段４００と、電源電圧端
子Ｖ_Dからの電圧を抵抗２１７，２１８で分圧し
てBLDのために電源電圧の変動を検出する電圧
とする第２の検出手段４０１と、回転・非回転を
判別するための基準電圧として電源電圧端子Ｖ_D
からの電圧を抵抗１０８，１０９で分圧している
ロータ回転検出基準電圧５９と、電源電圧端子Ｖ
_Dに接続されるNMOSFET２１０，２１１及び抵
抗２１２から成るBLD基準電圧６１と、上記各
検出手段と各基準電圧を入力して回転・非回転の
判別と電源電圧の判断を行うコンペレータ２０９
から成る電圧判別手段４０３と、上記各検出手段
の出力と各基準電圧を、前記電圧判別手段４０３
にφ１及びφ２からの入力信号により各々対応す
るように切替えて出力するトランスミツシヨンゲ
ート（以下、TGと略す）３１０，３１１，３１
２，３１３と前記コンパレータ２０９をφ３のタ
イミングで動作させるためのTG１１１とから成
る。

尚、上記TG３１０，３１１，３１２，３１３
は第１６図の切替替手段４０２に対応するもので
ある。

これらのTGは、常時ONの状態になつており検
出動作を行なう時は、NMOSFETがONになると
同時に、検出をしない電圧をTGでしや断するよ
うに構成されている。

駆動回路５５は、第１４図ａの駆動回路とほと
んど同じである。

制御回路５４は1″パルス、補正駆動パルスと
BLDパルスを必要に応じて駆動回路に供給する
と共に、BLDパルスを供給した後の1″パルスの
キヤンセルをするのが、主な役目であり、次のよ
うに構成されている。

Ｒ−SF／F301は、コンパレータ２０９の出力
をセツト入力に持ち、1″補正パルスとBLDパル
スを入力とするNORゲート３００の出力をリセ
ツト入力とし、出力Ｑは、ANDゲート３０２と
NORゲート３０７に接続されており、コンパレ
ータ２０９の出力によつて、BLDパルス、補正
駆動パルスを駆動回路５５に供給する。Ｒ−
SF／F304は、ANDゲート３０２の出力をセツト
入力に、1″補正パルスをリセツト入力に持ち、出
力は、Ｒ−SF／F305のリセツト入力に接続さ
れている。Ｒ−SF／F305のリセツト入力は、
1″パルスを入力とするインバータ３０６に接続さ
れ、出力Ｑは駆動回路５５と、NORゲート３０
３の入力に接続されている。NORゲート３０３
の出力は、駆動回路５５のトグルフリツプフロツ
プに接続されている。

以下に第１５図を用いて、BLDと補正駆動が
１回だけ行われるものとして、回路の動作につい
て説明する。

通常駆動の1″パルスがモータに加わつた後、
31.2ｍsec後に、ロータの回転検出を行なう。こ
の時TG３０，３１２はOFF、NMOSFET１１１
はONになる。そして、駆動回路にもφ１が入力
されて検出電圧がｇに発生する。この電圧と、抵
抗１０８，１０９によるロータ回転検出基準電圧
５９を入力とするコンパレータ２０９は、ロータ
の非回転を検出し、ａ点の電位は“Ｈ”になる。
Ｒ−SF／F301は、補正駆動パルスと、BLDパル
スが発生している間は、リセツト解除になつてい
るので、Ｒ−SF／Ｆの出力Ｑも“Ｈ”になる。
この信号が駆動回路５５へ加えられ、補正パルス
によつて、Ｒ−SF／Ｆがリセツトされるまで、
駆動回路５５は、モータのコイル１５５に電力を
供給する。

1″パルス印加後125ｍsec後には、BLD検出の
ためのφ２，φ３が、検出回路５８、制御回路５
４に加えられる。φ２によつて、TG３１１，３
１３がOFFになると同時に、NMOSFET１１１
がONになりコンパレータ２０９が再び作動す
る。コンパレータ２０９が、抵抗２１７，２１８
から検出される電池電圧と、抵抗２１２と
MOSFET２１０，２１１によるBLD基準電圧６
０とを比較し、前記電池電圧が基準電圧以下にな
つたと判断すると、ａ点の電位が“Ｈ”になる。
BLDパルスによつて、リセツト解除されている
Ｒ−SF／F301の出力Ｑは“Ｈ”になる。この信
号によつて、補正駆動の場合と同様に、モータの
コイル１５５に、電力が供給される。BLDパル
スによつて、時計の秒針は、１秒間に２ステツプ
運針したことになるので、次の1″ステツプを禁止
する必要が生じる。ANDゲート３０２は、ｃ点
のパルスが補正パルスであるか、BLDパルスで
あるかを判別する。もしBLDパルスであれば、
ANDゲート３０２の出力ｄは“Ｈ”になる。こ
の信号によつて、Ｒ−SF／F304の出力すなわ
ちｅは、“Ｈ”から“Ｌ”に変わる。Ｒ−SF／
F305は、1″パルスによつてリセツト解除されて
も、セツト入力が“Ｌ”になつているので、出力
Ｑ、すなわちｆ点は「Ｌ”のままである。1″パル
スは、ここで禁止されたことになる。NORゲー
ト３０３は、1″パルスとBLDパルスをトグルフ
リツプフロツプ３０８に供給し、モータのコイル
１５５に確実に反転パルスが加わるようにしてい
る。

この様に、本願発明の構成によれば、低消費電
力でかつ高精度、その上電池寿命表示装置を備
え、さらに回転・非回転と電池電圧の低下を判別
する構成を兼用としているため回路構成が簡単で
ローコストな、優れた電子時計を提供することが
可能となる。

以上、実施例として回転検出機能、BLD検出
機能を述べたが、さらには、サイリスタ等のノイ
ズ検出、交流電源からの磁界検出用コンパレータ
に応用する等、種々の変形を施すことが可能であ
り、本発明の範囲は、特許請求の範囲記載す全て
におよぶものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のBLD回路、第２図は従来の
ロータ回転検出回路、第３図はアナログ水晶時計
の表示機構、第４図はモータの回転原理説明図、
第５、第６図、第７図、第１３図は、ロータ回転
検出原理説明図、第８図は本発明の電子時計の実
施例のブロツク図、第９図はパルス合成回路とタ
イムチヤート、第１０図はBLDの原理図、第１
１図は第１０図の詳細回路図、第１２図はコンパ
レータの構成と動作図、第１４図はロータ回転検
出回路駆動回路図、第１５図は本発明の電子時計
の検出、制御、駆動回路図とそのタイムチヤート
第１６図は検出回路の詳細なブロツク図である。５１……基準信号発生回路、５２……分周回
路、５３……パルス合成回路、５４……制御回
路、５５……駆動回路、５６……モータ、５８…
…検出回路、２０９……コンパレータである。４
００……第１の検出手段（回転検出）、４０１…
…第２の検出手段（電池電圧検出）、４０２……
切替手段、４０３……電圧判別手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１ステータとロータとコイルより成るステツプ
モータと、基準信号発生回路と、駆動パルスを含
む複数のパルス信号を出力するパルス合成回路
と、前記パルス合成回路からの入力を選択して出
力する制御回路と、前記制御回路の出力により前
記ステツプモータを駆動する駆動回路と、前記ス
テツプモータのコイルに駆動パルス印加後に流れ
る電流に基づく電圧値を検出する第１の検出手段
と、電源電圧を検出する第２の検出手段と、前記
第１及び第２の検出手段の出力を入力して選択的
に出力する切換手段と、前記切換手段に接続され
前記第１の検出手段の出力により前記ステツプモ
ータのロータの回転・非回転を判別すると共に前
記第２の検出手段の出力により電源電圧値を判別
する電圧判別手段とを備え、前記制御回路は前記
電圧判別手段の出力により通常と異なる駆動パル
スを出力することを特徴とする電子時計。