Brevet FR2130451A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne un circuit électronique pour montre à quartz dans lequel la fréquence des oscillations d'un oscillateur à quartz utilisé comme base de temps est divisée par un circuit diviseur intégré, combiné avec des tran-5 sistors à effet de champ complémentaire (appelés ci-après transistors MOS) , un transducteur entraînant le train de roues commandant les aiguilles indicatrices. On a produit d'une façon classique des montres à quartz équipées de transistors bipolaires et non de transis-10 tors MOS malgré leurs avantages. La raison en était qu'il était impossible d'exciter les transistors MOS avec une source de faible tension, telle que la pile de la montre. On sait qu'il est courant de réaliser des circuits électroniques compliqués sous la forme de circuits intégrés 15 afin d'économiser l'espace dans un équipement de faibles dimensions tel qu'une montre. Les transistors MOS peuvent être miniaturisés "d'une façon avantageuse en comparaison des transistors classiques et, en conséquence, ils peuvent être utilisés avec succès dans une montre. 20 Dans les transistors MOS complémentaires, le courant permanent (courant d'obscurité) est supprimé presqu'en-tièremer.t et, de ce fait, lorsque l'un des transistors MOS de type P ou de type N est conducteur, l'autre transistor dont le drain est monté en commun avec le sien, est bloqué, c'est-à-dire 25 qu'il offre une résistance élevée. En conséquence, le courant consommé est presque négligeable dans cet état, ce qui est également un avantage pour la montre. Dans la présente invention, on peut obtenir une tension de seuil inférieure à 0,8 V pour des transistors à canaux 30 à la fois P et N à l'aide de l'électrode en forme de pellicule des transistors MOS réalisés à la suite des recherches de la demanderesse. De plus, il est possible de réaliser un circuit diviseur de fréquence à l'aide de transistors MOS complémentaires. En conséquence, la présente invention concerne 3^ un circuit électronique de gr?nde fiabilité et d'un fonctionnement approprié, qui est capable de commander l'aiguille des secondes d'une montre avec précision et facilité. Son circuit diviseur de fréquence comprend des circuits binaires à transistors MOS complémentaires qui permettent une économie d'espace et une 40 réduction de la puissance consommée. 72 09616 2 2130451 A titre d'exemple, on a décrit ci-après et représenté aux dessins annexés une forme de réalisation du circuit suivant l'invention. La figure 1 est un schéma d'ensemble du circuit 5 d'une forme de réalisation selon l'invention. La figure 2 représente un circuit diviseur de tension et un circuit conformateur d'ondes. La figure 3 représente un transducteur équipé du circuit électronique selon l'invention. 10 La figure 1 représente la totalité du circuit selon l'invention. La montre selon l'invention comprend un circuit oscillant 1, un bloc 2 en forme de circuit intégré constitué par des transistors MOS complémentaires destinés à diviser la fréquence et à remettre'en forme les ondes, un commutateur 3 de 1^ remise à zéro du circuit, commandé par un mouvement de traction et de poussée d'une couronne moletee, un circuit d'excitation 4, un circuit 5 produisant des impulsions destinées à exciter en sécurité un transducteur et une pile 6 qui alimente les circuits précités en courant électrique. 20 Chaque circuit sera expliqué en détail ci-après. Le circuit oscillant 1 comprend un oscillateur à quartz la_ qui produit une fréquence appropriée de 16334 Hz, un transistor Tll qui fait osciller l'oscillateur, un condensateur Cil destiné à la compensation de la température, un condensateur variable C12 25 qui permet un réglaqe fin de la fréquence des oscillations et un condensateur C13 destiné au réglage grossier de ladite fréquence. En conséquence, la fréquence des oscillations est réglée par le condensateur 13 à la fréquence propre de l'oscillateur à quartz 1, puis elle est réglée finement par le condensateur 11 afin de 30 régler l'avance ou le retard de la mon tire. Le circuit intégre du bloc 2 sera décrit en détail en référence à la figure 2. Les bornes 2a_ a 2e_ du bloc 2 de la figure 1 correspondent à celles de la figure 2, c'est-à-dire que la borne 2a_ correspond à la borne -J -'entrée! fffdu bloc 2, 25 ]_a borne 2b à la borne de tension 2e positive V , la borne 2c à la borne de tension négative de masse, la borne 2d à la borne de sortie jOUTj du bloc 2, et. la borne 2e à la borne de rerise à zéro ! fïj îous les poirts qui sont représentés par 1s s\ntm4%I sent reliés à la bgfttjajbifin qu e n'étant pas représentés sur la : ioure L, ?t. tous les points re--iû présentés oar le symbole V sonc connectes a la source je coc- COPY 72 09616 3 2130451 rsnt. Le signal dont la fréquence d'oscillation est de 16384 Hz et qui est produit par 1 ' oscill a tour à quartz, aona-raît à la borne d'entréej#_. Lorsque le signal est transmis au diviseur Al par 1'intermédiaire d'un inverseur, il apparaît en Q i un signal d'une fréquence de 8192 Hz, c'est-à-dire de la moi-ié de la fréquence précitée, et en Q^, il apoaraît un signal de même fréquence, mais de phase opoosée. Par une division de la fréquence effectuée de la même manière, elle devient 4096 Hz à la sortie du diviseur A2, et 1 Hz à la sortie du diviseur B5„ Le circuit diviseur de fréquence comprend 14 étages de circuits binaires de transistors MOS complémentaires. Les circuits des diviseurs A2 à A9 sont les mêmes que les circuits du diviseur Al. Le circuit du diviseur 31 et les circuits des diviseurs B3 à B5 sont identiques à celui du diviseur B2. Le signal à la fréqence de 1 Hz divisé par l'es 14 étage's des circuits binaires est transmis par Qj^ et du diviseur B5 au circuit conformateur WS nui comprend un circuit binaire à transistors kOS complémentaires. La largeur ou durée de l'imnulsion du signal de 1. Hz est d'environ 500 msecondes. Le circuit conformateur transforme cette durée en une durée de 8 msecondes afin d'éviter une oerte du courant consommé et au moins à la borne de sort ie|GUT il apparaît un signal dont l'impulsion a une durée de 5 msecondes. De olus, le circuit de remise à zéro est monté de manière à remettre à zéro les circuits binaires qui suivent le circuit du lOème étage (diviseur Bl) . Le commuta leur de remise à zéro 3 comprend deux contacts mobiles 3a et 3b qui sont commandés nar un mouvement de traction ou ce poussée exerc^ sur la couronne moletée, un contact fixe 3c contre lequel porte 1e ~ontact mobile 3a et des contacts fixes 3d et 3f contre lesquels por ve le cent.;,et mobile 3b. L'un des contacts fonctionne toujours d'une façon appruoriée même s'il se oroduit un défaut sur l'autre contact du fait de la structure double de l'ensemble des contacts. Cette structure emoêche, ainsi, la montre d'être arrêtée et lui donne une grande fiabilité. Un oo'. entiel positif est appliqué à la borne de remise a zéro 2e lorsque la montre est en fonctionnement. D'autre p-rt, le potentiel négatif est appliqué à la même borne 2e lorsque le contact mobile 3b est appliqué contre le contact fixe 3f au moment où la couronne mo'letée est tirée vers l'extérieur. Dans BAD ORIGINAL 72 09616 4 2130451 cette position, la montre continue à fonctionner. L'aiguille des secondes est réglée par une poussée exercée sur la couronne moletée et par l'impulsion de 1 Hz qui est produite en correspondance avec la référence de temps. On décrira ci-après le circuit d'excitation 4 et le circuit produisant les impulsions. L'impulsion appliquée de la borne de sortie 2d à la base du transistor rend con ducteurs les transistors T41 et T42 ' En conséquence, un courant passe dans la bobine d'excitation L, dans la direction indiquée par la flèche A. D'autre part, le collecteur du transistor du circuit 5 générateur d'impulsions est connecté à la borne de sortie 2d par une diode D. Le circuit générateur d'impulsions, qui comprend un multivibrateur monostable, est déclenché par l'impulsion de sens inverse produite à la borne de sortie 2d du fait de la polarité de la diode D. Le transistor Tç^ est bloqué pendant la période qui est déterminée par la constante de temps de l'ensemble de la résistance et du condensateur tandis que le transistor devient conducteur. En conséquence, le courant passe dans la bobine d'excitation L, dans la direction indiquée par la flèche B du fait que les transistors et T44 sont conducteurs. La figure 3 représente un transducteur. Il comprend une bobine d'excitation L enroulée autour d'une matière magnétique 7, une palette 8 sur l'axe de laquelle est monté un aimant permanent 9, une roue des secondes 10 dont l'axe est indiqué en 11, une roue 12 coaxiale par rapport à la roue 10 et comportant un nombre de dents double du nombre de dents de la roue 10, une aiguille 13 des secondes fixées à l'une des extrémités de l'axe 11 et un ressort d'arrêt 14 qui porte contre la roue 12. Lorsque l'impulsion de courant passe rlans la bobine d'excitation L dans un preinier sens, la force d'attraction produite entre le pôle magnétique de la matière 7 et l'aimant permanent 9 imprime une rotation à la palette 8, de sorte que la roue des secondes tourne de la moitié d'un pas. D'autre part, lorsque l'impulsion de courant passe en sens opposé, le pôle magnétique de la matière magnétique est aimanté en sens opposé. En conséquence, la palette tourne en sens opposé et fait tourner la roue 10 des secondes d'un demi-pas supplémentaire. Cette opération se répète avec une période de 1 seconde. L'aiguille 13 72 09616 5 2130451 des secondes est maintenue en position stable par le ressort d'arrêt lorsqu'aucune impulsion de courant ne passe dans la bobine d'excitation L. La présente invention offre les avantages suivants : l'espace occupé par le mouvement de la montre est faible du fait de la miniaturisation du circuit de division qui comporte des circuits binaires à transistors à effet de champ complémentaires sous la forme d'un circuit intégré ; la durée de service de la pile peut être prolongée car le circuit ne consomme qu'un très faible courant électrique ; l'aiguille des secondes commence à fonctionner une seconde après que la tige de remontage a été poussée, et elle peut être réglée facilement sur n'importe quelle référence de temps afin d'indiquer le te;r,ps correct ; finalement, les contacts électriques défectueux qui peuvent se produire dans une montre classique et qui se traduisent par des défauts de fonctionnement de celle-ci sont supprimés, de sorte que la fiabilité de la montre est élevée» 72 09616 6 2130451 REVENDICATION Circuit d'excitation pour une montre à quartz, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit oscillant comportant un oscillateur à quartz, un condensateur destiné au réglage approximatif de la fréquence dudit oscillateur, un condensateur va-5 riable destiné à son réglage fin et un condensateur compensant les variations de la température ambiante, un circuit de division de la fréquence comprenant des circuits binaires à transistors à effet de champ complémentaires à 14 étages, un circuit conformateur comprenant un circuit binaire à transistors à effet de champ 10 complémentaires d'un seul étage, un commutateur de remise h zéro commandant le circuit de division de la fréquence et le circuit conformateur par une poussée ou une traction exercée sur une couronne moletée, un circuit d'excitation appliquant une première impulsion de courant a une bobine d'excitation d'un transducteur, 15 et un circuit produisant des impulsions produisant une seconde impulsion de courant de sens opposé à la première, après que l'augmentation de courant de la première impulsion a été détectée.