包括用滾筒主彈簧驅動的發電機的一種鐘表制造技術

本發明專利技術的鐘表包括一個用來產生第一預定值Ｕ１的供電電壓的發電機（１），一個帶有彈簧（５，６）的滾筒，一個纏繞機構（５’），以及一組指針（７－９）。鐘表的電子電路（１１，１２）需要一個具有第二預定值Ｕ２的最低限供電電壓。這種電路包括一個時基電路（１２）和一個用來控制發電機轉速的控制電路（１１）。按照本發明專利技術，將一個電壓控制器（２５）連接在發電機和上述電子電路之間，用來將其輸出電壓調節到上述有限的第二值Ｕ２。第一預定值Ｕ１的絕對值Ｕ１與上述第二預定值之間的比例滿足一個關系式Ｕ１＝ｋ＊Ｕ２，其中的ｋ是一個系數，它至少相當于上述絕對值Ｕ１在有人佩戴鐘表時預期的最大變化率。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到一種電子鐘表，它包括一個由人工或是自動纏繞的滾筒彈簧構成的能源，通過一個整流器將能源連接到為鐘表的電子電路供電的一個交流發電機上。在瑞士專利CH686332中公開了一種此類的鐘表，該文獻特別涉及到一種控制電路，用來使發電機的轉速服從對應著鐘表的準確運轉速度的一個參考速度，來自滾筒彈簧的能量足以將這一轉速維持在參考速度上。控制電路是按照以下的方式工作的。在正常運轉期間，直接連接到滾筒上的發電機的轉速有可能過快，由此而產生的電壓頻率會超過由計時石英體確定的頻率標準所獲得的一個頻率參考值。因此就需要對發電機進行制動，這是通過周期性地將發電機的電感線圈短路來實現的。當彈簧被繞滿時，為了將發電機維持在正常速度，制動的次數很多，當彈簧中積累的能量被耗盡時，制動的次數逐漸減少。控制電路是這樣構成的，由于采用了CMOS的技術，它可以在低供電電壓下工作。只要是供電電壓足以使電路中的元件正常工作，控制電路的能耗和提供給電路的電壓基本上成線性關系。實際上，如果供電電壓下降到一個極限值以下，電路就會停止工作。因此，從低能耗的角度來看，在不佩戴的時候應該最大限度地保證鐘表能自動運行，此時應該讓控制電路在一個盡量靠近極限電壓的限制電壓下工作，但是要充分保證手表能準確工作。然而，如果按照這種方式來設計鐘表，或者是說選擇的限制電壓過于靠近其極限電壓，由于發電機提供給控制電路的電壓可能會因為發電機的轉速變化而出現明顯的變化，手表就有可能出現嚴重的工作故障(因而不能指示準確的時間)。這些變化有可能是各種外部因素造成的，這取決于鐘表的佩戴方式。例如，發電機的轉速在受到或多或少的猛烈振動或是在佩戴者劇烈運動時可能會發生變化。如果這種干擾因素對維持正常轉速造成了影響，供電電壓就可能下降到極限值以下。這樣就會不可避免地造成鐘表的運行不準。本專利技術的作用是提供一種用一個控制電路來操作的鐘表，提供給控制電路的供電電壓基本上處在鐘表的準確工作所要求的限定值附近，但是鐘表的運行不會受到不規則的發電機轉速的干擾。本專利技術的電子鐘表包括-一個發電機，用來產生第一預定電壓U1的供電電壓；-上面連接有彈簧的一個滾筒，用來驅動上述的發電機；-連接到上述滾筒上用于纏繞彈簧的一個纏繞機構；-同樣用上述滾筒驅動的一組時間指針，以及-一個電子電路，它工作時所需要的低限供電電壓至少應該達到第二預定值U2，上述電子電路包括一個時基電路和一個用來控制上述發電機轉速的控制電路，以便按照額定速度來驅動上述的一組指針指示準確時間，上述鐘表的特征在于還包括連接在上述發電機和上述電子電路之間的一個電壓控制器，并且能夠將其輸出電壓調節到上述第二限制值U2或是稍微高于這個值，并且上述第一預定值U1的絕對值 與上述第二預定值U2之間的比例滿足一個關系式 ＝k*U2，其中的k是一個系數，它至少對應著上述絕對值 在有人佩戴上述鐘表時預期的最大變化率。由于具備了這些特征，在有人佩戴時，盡管鐘表的機械部件會受到運動的影響，鐘表的電子電路所接收的供電電壓仍足以避免操作的中斷。通過以下參照著附圖用非限制性實施例的方式所提供的說明可以進一步了解本專利技術的其他特征和優點，在下文中唯一的附圖表示了本專利技術的鐘表實施例的一個簡化方框圖。以下參見附圖，從圖中可以看到，本專利技術的鐘表包括一個用方框1表示的發電機，，它包括一個磁性轉子2和至少一個線圈3。轉子通過用虛線表示的輪系4機械連接到一個滾筒5上，滾筒中有一個彈簧6。可以用方框5a表示的一種人工或是自動的公知纏繞機構來纏繞這種彈簧。輪系4還連接到由一個時針7，一個分針8和一個秒針9構成的一組時間指針。指針之間通過慣用的方式按照適當的倍率連接到一起，并且剛性地連接到發電機1的轉子上。因此，這些指針隨著轉子2的轉動而轉動。在圖示的實施例中，發電機1在它的端子1a和1b上提供第一預定值U1的交流額定電壓，其預定的頻率是21.3Hz。預定值U1的最大值或是絕對值U1對應的最大幅值例如是1.5伏。值得注意的是，本專利技術并不僅限于提供交流電壓的發電機，也可以使用能提供一種連續電壓的發電機。在本實施例中，將一個交流發電機1連接到一個全波整流器10，它所提供的連續電壓U1’的值稍微小于發電機的交流電壓值，其差別是由整流器10造成的通常是很小的損耗來決定的。這種鐘表還包括和一個集成電路11相關的石英振蕩器12，集成電路的多個元件構成了發電機1的轉速控制電路。標準頻率的石英振蕩器12向集成電路11的分頻器13提供一個頻率為32768Hz的脈沖信號，這種分頻器可以用一個EEPROM電路構成。由分頻器的端子14提供的信號頻率對應著發電機1應該提供的額定頻率，這樣就能讓指針7，8和9指示出準確的運行時間。在本實施例中，這一額定頻率是21.3Hz。輸出14被連接到一個上下計數器16的上計數輸入端15。發電機1的端子1a被連接到比較器17的一個輸入端，它的另一個輸入端連接到例如是地的一個參考電壓源18。比較器17的輸出被連接到上下計數器16的下計數輸入端19。當發電機的電壓端子1a上升到稍微高于地電位時，比較器17就向上下計數器提供一個輸出脈沖。接著，考慮到本實施例中的發電機1是嚴格地按照對應著21.3Hz頻率的額定速度來轉動的，每當發電機1的輸出電壓的變化結束時，上下計數器16的內容應該等于零。上下計數器16的輸出被連接到一個邏輯決定電路20，它根據某些預定的條件向輸出端21提供一個輸出信號，這些條件是由組成這一邏輯決定電路的一定數量的單元門電路提供的。出現在輸出端21的信號被提供給一個開關元件22的控制電極，它通過將發電機的線圈3短路來有選擇地控制發電機1的制動。開關元件22可以是一個MOS晶體管，將它的源極-漏極電路連接在發電機1的端子1a和1b之間。集成電路11包括供電端子23和24，它們分別為集成電路提供電壓VSS和電壓VDD。值得注意的是，在構成了以本受讓人的名義提出的歐洲專利申請EP97122585.1號的主題的一個特定實施例中僅僅描述了上述控制電路的特殊性。然而，本專利技術還可以有效地以不同類型的控制電路實現，用這些電路來控制鐘表的運行。然而，還需要注意到集成電路11是一個低功耗電路，其工作時的供電電壓遠遠低于由發電機1提供的額定電壓U1的絕對值 按照本專利技術，供電端子23和24被連接到一個電壓控制器25。該控制器被用來在它的輸出端提供一個具有第二預定值U2的控制電壓。該電壓值相當于或是稍微大于用來維持集成電路11準確工作所需要的低限電壓或是極限電壓。電壓控制器的輸出電壓U2應該被選擇在集成電路11的限制操作電壓之上的0％到5％之間，最好是選擇在2％到5％之間。控制器25的連續輸出電壓U2遠遠低于由發電機1提供的交流電壓U1的最大值或是絕對值 。當有人佩戴著鐘表時，電壓值 和U2之間的關系可以表示成 ＝k·U2，其中的系數k至少相當于發電機工作在非制動狀態下時的發電機額定電壓 的預期的最大變化率。此處的這種變化率的意思僅僅是由于佩戴者對鐘表的機械作用使發電機的轉速不規則造成了電壓 出現波動而產生的變化率。同樣，與集成電路11相比，電壓控制器25還能夠平滑出現在其輸入端的任何波動，因此，它的電壓總是能夠至少等于維持準確操作所需要的低限值。在一個具體的實施例中，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子鐘表包括： －一個發電機（１），用來產生第一預定電壓Ｕ１的供電電壓； －上面連接有彈簧（６）的一個滾筒（５），用來驅動上述發電機（１）； －連接到上述滾筒（５）上用于纏繞彈簧（６）的一個纏繞機構（５’）； －同樣用上述滾筒（５）驅動的一組時間指針（７－９），以及 －一個電子電路（１１，１２），它工作時所需要的低限供電電壓至少應該達到第二預定值Ｕ２， 上述電子電路包括一個時基電路（１２）和一個用來控制上述發電機（１）轉速的控制電路（１１），以便按照額定速度來驅動上述的一組指針（７－９）指示準確時間， 上述鐘表的特征在于還包括連接在上述發電機（１）和上述電子電路（１１，１２）之間的一個電壓控制器（２５），并且能夠將其輸出電壓調節到上述第二限制值Ｕ２或是稍微高于這個值，并且 上述第一預定值Ｕ１的絕對值＊１與上述第二預定值Ｕ２之間的比例滿足一個關系式＊１＝ｋ＊Ｕ２，其中的ｋ是一個系數，它至少對應著上述絕對值＊１在有人佩戴上述鐘表時預期的最大變化率。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：PA法里納，JJ博恩，
申請(專利權)人：阿蘇拉布股份有限公司，
類型：發明
國別省市：CH[瑞士]