Brevet FR2465358A1 — publié le 19810320

La présente invention concerne un dispositif de commande non simultanée, par impulsions électriques pola- risées, de deux bobines de moteur pas à pas dans une pièce d'horlogerie électronique. Dans le secteur horloger, il est connu d'utili- ser des moteurs pas à pas pour actionner par l'intermé- diaire de trains d'engrenages les aiguilles ou d'autres éléments d'affichage, tels que ceux indiquant la date. Un moteur pas à pas de ce type est généralement alimenté par des impulsions électriques polarisées ayant une fréquence déterminée. Cette fréquence est obtenue à partir d'un os- cillateur à quartz suivi de plusieurs diviseurs de fré- quences. Le brevet US 3742 697 décrit un dispositif déli- vrant des impulsions électriques polarisées, comportant deux branches connectées en parallèle aux bornes + et - de la pile et formées chacune de deux transistors qui travail- lent en mode saturé - bloqué. Le moteur est connecté en- tre les points de liaison des transistors de chaque bran- che. La figure 1 illustre un tel montage en pont. Les transistors T, à T4 sont saturés alternativement deux par deux (T1-T4 et T3-T2) par des impulsions successives à une fréquence déterminée au moyen d'un circuit logique (non représenté) commandant les bases des transistors Tà T4 à travers les résistances de limitation de courant R à R4. Ainsi, le moteur M1 est soumis successivement et alter- nativement à des impulsions positives et négatives. Sur cette figure, comme pour les autres figures, les flèches + et - indiquent schématiquement le sens du courant dans l'enroulement du moteur, ou autrement dit, si une impulsion polarisée positivement ou négativement lui est appliquée. Il est également connu d'utiliser deux moteurs pas à pas dans une même montre. Dans un tel cas, un des moteurs peut actionner, par exemple, l'aiguille des secon- des et l'aiguille des minutes, tandis que l'autre action- ne l'aiguille des heures et l'indicateur de date. Cet agencement permet de munir la montre de moyens simples à la fois dans leur construction et dans leur utilisation pour permettre la correction des données qu'elle affiche et un changement aisé des fuseaux horaires, ou encore, par exemple, l'incorporation à la montre de la fonction chro- nographe. Le brevet français 2 394 840 décrit un exemple d'une telle montre comportant deux moteurs pas à pas. Si, comme représenté à la figure 2, le circuit de la figure 1 est utilisé dans une montre à deux moteurs M1 et M2, huit transistors T. à T12 et huit résistances R5 à R12 sont alors nécessaires et quatre bornes doivent être prévues sur le circuit intégré pour sa liaison avec ces moteurs. Or, ces transistors sont des transistors de puissance qui, contrairement aux circuits logiques qui les commandent, utilisent une grande place sur la plaquette du circuit intégré. Une telle solution va donc à l'encontre d'une miniaturisation croissante et d'une diminution du coût de fabrication dans ce domaine. Une réduction du nom- bre des bornes du circuit intégré est en outre souhaita- ble pour améliorer sa fiabilité, et également pour dimi- nuer son prix de revient. Le but de cette invention est de fournir un dis- positif de commande de deux moteurs pas à pas utilisant un nombre réduit de transistors et permettant de diminuer le nombre de bornes et le prix de revient du circuit dans lequel ces transistors sont intégrés. L'invention a donc pour objet un dispositif de commande tel que défini dans la revendication 1. Les figures suivantes illustrent, à titre d'exem- ple, certaines formes d'exécution de l'invention. La figure 1 illustre un circuit de commande d'un moteur pas à pas selon l'état de la technique. La figure 2 illustre une application du circuit de la figure 1 à un dispositif comportant deux moteurs pas à pas. La figure 3 représente une première forme d'exé- -3- cution du dispositif selon l'invention. La figure 4 représente une deuxième forme d'exé- cution du dispositif selon l'invention. La figure 5 représente schématiquement une mé- moire ROM utilisable avec le dispositif selon l'invention. Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites dans l'introduction. Le dispositif de la figure 3 comporte trois bran- ches connectées en parallèle aux bornes + et - d'une sour- ce d'énergie électrique non représentée. Chaque branche est formée d'un transistor PNP et d'un transistor NPN dont les émetteurs sont reliés, respectivement, aux bornes + et - de la source, et dont les collecteurs sont réunis. Ces transistors PNP sont désignés par les références T13, T15 et T17 et ces transistors NPN par T14, T16 et T18' La bobine du moteur Ml est branchée entre les collecteurs des transis- tors T13 et T14 d'une part et les collecteurs des transis- tors T17 et T18 d'autre part. De même, la bobine du moteur M2 est branchée entre les collecteurs des transistors T 5 et T16 d'une part, et également les collecteurs des transistors T17 et T18 d'autre part. La figure 4 illustre une variante de réalisation qui ne diffère de celle de la figure 3 que par le fait que les transistors PNP ont été remplacés par des transistors à effet de champ MOS à canal P désignés par Tl9, T21 et T23, et les transistors NPN par des transistors à effet de champ MOS à canal N, désignés par T20, T22 et T24. Dans les deux variantes décrites, comme les deux moteurs M1 et M2 ne doivent pas fonctionner simultanément, les transistors '17 et Tl8, respectivement T23 e24' qui sont communs aux deux moteurs, peuvent avoir les mêmes di- mensions, dans le circuit intégré, que les autres transis- tors T13 à T16, respectivement Tl, à T22. En outre, une seule borne est nécessaire pour relier le point commun des transistors T17 et T18' respectivement T23 et T24, avec l'extérieur du circuit intégré. Les bases des transistors T à T ou les élec- 13 18 -4 - trodes de commande des transistors T19 à T24 reçoivent, d'un circuit de commande dont un exemple sera décrit plus loin, des signaux de durée et de polarité définies de ma- nière à bloquer ou à rendre conducteurs les transistors voulus pour faire tourner l'un ou l'autre des moteurs dans un sens ou dans l'autre. Ainsi, par exemple un signal logique "O" appli- qué aux transistors T13, T15, T17, T19, T21 ou T23 provo- que leur conduction, alors qu'un signal logique "1" provo- *que leur blocage. Les transistors T14, T16, T18, T20, T22 et T24, par contre, sont rendus conducteurs par un signal logique "1" et sont bloqués par un signal logique "0". Comme c'est le cas en général dans les circuits logiques, on entend ici par signal logique "0", respectivement "1", un signal ayant la même tension que le pôle négatif, res- pectivement positif, de la source d'alimentation. Pour faire passer dans le moteur Mi un courant positif, dans le sens de la flèche désignée par +,il faut rendre conducteurs les transistors T14 et T17 respective- ment T20 et T23. Pour faire passer un courant négatif dans le même moteur, il faut rendre conducteur les transistors T13 et T18, respectivement Tl9 et T24. De même, pour faire passer un courant positif dans le moteur 2, il faut rendre conducteur les transis- tors T16 et T7, respectivement 22 et T23 et pour faire 16 17 "22 23 pu ar passer dans le même moteur un courant négatif, il faut ren- dre conducteurs les transistors T15 et Tl8, respectivement T21 et T24. Les signaux nécessaires peuvent être fournis, par exemple, par une mémoire morte (ROM) telle que celle qui est représentée à la figure 5. Cette mémoire morte comporte six sorties, Si à S6, qui sont les sorties de données,et qui sont destinées à être reliées, à travers les résistances R13 " R!8, aux bases des transistors T à a ou, directement, aux Tlec i3 ouTiretmn,8u lc trodes de commande des transistors T19 à T24. Elle cor.mor- te trois entrées désignées par El, E2 et E3, qui sont les -5 entrées d'adresse, et qui reçoivent d'un circuit de comman- de non représenté des signaux logiques dont chaque combi- naison correspond à un état de blocage, de court-circuit, ou de passage d'un courant positif ou négatif dans l'un ou dans l'autre moteur. Ce circuit de commande n'est pas représenté car son schéma dépend de la fonction qui est assignée à chacun des moteurs et des moyens automatiques ou manuels qui sont prévus pour les commander. Il comprend en tout cas une base de temps et des circuits logiques qui élaborent, en fonction des signaux délivrés par la base de temps et par les moyens de commande, les signaux logiques qui doivent être appliqués à chaque instant, aux entrées de El à E3 de la mémoire morte. Le tableau ci-dessous résume le fonctionnement du circuit: Dans ce tableau, les deux premières colonnes inti- tulées, ensemble, "Etats", indiquent les différentes com- binaisons d'état possibles des deux moteurs M1 et M2. Dans ces colonnes, "OFF" signifie que le moteur désigné en tête est hors service, "CC" que sa bobine est en court-circuit (la bobine d'un moteur pas à pas est généralement court- circuitée à la fin de chaque impulsion motrice pour dimi- nuer la durée des oscillations du rotor autour de sa posi- tion d'équilibre), "+" et "-" qu'un courant positif, res- ETATS ENTREES SORTIES M1 M2 E1 E2 E3 S1 S2 S3 S4 S5 S6 1 OFF OFF O O 0 1 0 1 0 1 0 2 + OFF O 1 O i 1 1 O O O 3 - OFF O O 1 0 0 1 0 1 1 4 CC OFF O 1 1 1 1 1 0 1 1 OFF + i 1 0 1 0 1 1 O O 6 OFF - 1 0 1 1 0 0 0 1 1 7 OFF CC 1 1 1 1 0 1 1 1 1 8 CC CC 1 O O O O O O 1 1 - 6 - pectivement négatif, le traverse. Les trois colonnes intitulées "Entrées" donnent un exemple des combinaisons de trois signaux logiques délivrés par le circuit de commande pour chacun des huit états possibles répertoriés dans les deux première colonnes, signaux logiques qui sont appliqués aux entrées E1 à E3de la mémoire morte ROM. Les six dernières colonnes intitulées "Sorties" indiquent les états logiques que prennent les sorties S1 à S6 de la mémoire morte pour chacune de ces combinaisons des états logiques d'entrée. On peut noter que les combi- naisons des états logiques des sorties S1 à S6, qui sont les seules qui peuvent se présenter, sont telles que les transistors T à T18, respectivement T9 T24, ne con- 13 à89 4 duisent que dans les conditions voulues. Les moteurs M1 et M2 ne reçoivent ainsi jamais de courant simultanément, et les deux transistors d'une même branche (T13 et T14, Tis et Tl., etc) ne conduisent jamais en même temps. Il est évident que le présent dispositif pour- rait également être utilisé pour commander un moteur unique muni de deux enroulements, tel que le moteur pas à pas à deux sens décrit dans le brevet US No 4 144-467. -7- REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande non simultanée, par impulsions électriques polarisées, de deux bobines de mo- teur pas à pas dans une pièce d'horlogerie électronique, caractérisé en ce qu'il comporte trois branches connectées en parallèle aux bornes d'une source d'énergie électrique et respectivement formées de deux transistors en série qui peuvent être commandés indépendamment pour déterminer le fonctionnement sélectif des bobines et la polarité desdites impulsions, lesdites bobines étant connectées, d'une part, toutes les deux au point de liaison des transistors de l'une des branches et, d'autre part, respectivement aux points de liaison des transistors des deux autres branches. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les transistors sont à effet de champ, cha- que branche comportant un transistor à effet de champ à canal P et un transistor à effet de champ à canal N.