Brevet FR2470986A1 — publié le 19810612

L'invention est relative à la mesure et au contrôle du fonctionnement des circuits de pièces d'horlogerie telles que montres ou pendules électroniques notamment en vue de détecter et diagnostiquer des pannes avant d'en entreprendre la réparation si nécessaire. Cette me- sure et ce contrôle des circuits demandent actuellement un équipement très élabore qui, par son prix, et le haut niveau de connaissances nécessaire à son utilisation le met tres souvent hors de portée de lvhor- loger.En particulier, le contrôle des signaux électriques présents au niveau des divers composants de la piece d'horlogerie tels que leoscil- lateur, le diviseur de frequence, le module d'affichage et autres fonctions auxiliaires implique généralement le recours à un oscilloscope à rayons cathodiques.Les horlogers qui ne sont pas necessairement élec- troniciens sont peu habitues à ce genre d'instrument d'où la possibilité de maladresses dans l'utilisation et souvent de difficultés pour interpréter les résultats de mesurez La présente invention vise à affranchir lthorloger de ces inconvenients en fournissant un moyen simple et de manipulation facile pour vérifier la présence de signaux électriques au niveau de différents composants d'une pièce d'horlogerie électronique9 et apprécier leur amplitude afin d'établir un diagnostic en vue d9entreprendreg le cas échéants une reparation. Pour l'intelligence de la description de l'invention qui suit on se refermera aux dessins parmi lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d1une pièce d'horlogerie à quartz et affichage analogique, la figure 2, un schéma correspondant dans le cas dLun affichage num mérique, - la figure 3 illustre un mode de réalisation dgun dispositif selon l'invention, - la figure 4, une première variante de ce dispositif, - la figure 5, une seconde variante de ce dispositif, - la figure 6, représente une forme pratique de sonde de contrôle mettant en oeuvre le dispositif selon l'invention, - la figure 7 est une variante de mise en oeuvre dans laquelle les organes indicateurs sont séparés de la sonde proprement dite Le dispositif de masure et controle objet de l'invention peut autre utilise pour tout type de piece d'horlogerie elactronique, montre, pendulette ou autre sans que sa conception soit nécessairement piffé rente, aussi la description se limitera-t-elle aux deux cas les plus fréquemment rencontrés en pratique, à savoir celui de la montre à quartz à affichage analogique et celui de la montre à quartz à affichage numérique. La montre à affichage analogique représentée schématiquement à la figure 1 comprend un oscillateur dont la fréquence la plus usuelle est de 32 768 Hz, composé d'un résonateur à quartz 1 et de divers composants intégras 5 dans un circuit 4 ou non intégrés 2a,2b permettant l'entretien des oscillations et éventuellement l'ajustement de la fréquence 3. La fréquence de l'oscillateur 5 est ramenée par un circuit de division 6 à une fréquence assez basse pour actionner un micromoteur 9 entraînant des aiguilles 10 de l'affichage analogique. L'énergie nécessaire au moteur 9 est transmise par un amplificateur 7, et un circuit 8 permet d'assurer des fonctions spéciales de la montre, telle que par exemple, la mise à l'heure, une alarmewetc... Dans la montre'à affichage numérique (encore dit"digital"), schématisée à la figure 2, les éléments 1 à 3 et 5 de l'oscillateur, de même que le circuit de division de fréquence 6 sont les mêmes que dans le cas précédent, à l'exception du fait que la division est opérée de manière à obtenir des impulsions de secondes, minutes et heures, et le cas échéant des impulsions nécessaires à un calendrier(non figuré). Un circuit 8 pour les fonctions spéciales est également prévu. En outre un circuit décodeur 11 transforme le contenu de la chalne des diviseurs 6 en signaux capables d'activer un dispositif d'affichage électro-optique 13, comprenant le plus souvent sept segments en "huit" par chiffre à l'exception du premier chiffre pour lequel deux segments en "un" suffisent. Dans le cas d'un affichage 13 à diodes électro-luminescentes (LED) les chiffres ne sont pas activés simultanément mais, par une technique de multiplixage, l'un apres l'autre à une fréquence qui reste indécelable à l'oeil. Dans le cas d'un affichage 13 à cristaux liquides (LCD), par contre, une tension d'au moins 3 V est nécessaire au fonctionnement, alors que les piles de la montre (non figurées) ne fournissent la plupart du temps que 1,5 V. Un circuit spécial 12 est donc prévu pour doubler ou tripler la tension de la pile. Ce circuit multiplicateur de tension est en général commandé par un signal intermédiaire prélevé dans la channe de division 6, le plus souvent à la fréquence de 256, 512 ou 1024 Hz. Le signal appliqué à l'affichage à cristaux liquides est alternatif et sa fréquence usuelle est de 16 à 64 Hz. On constate donc que tous les cas, les signaux à analyser en vue d'établir un diagnostic de fonctionnement9 sont soit des tensions continues contrlables au moyen d'un simple voltmètre, soit des tensions alternatives de fréquences audibles ou ultra-sonoras(au niveau de aDoscil- lateur). I1 suffit donc que le dispositif de contrôle soit capable de détecter ces types de tensions au niveau des différents composants de la montre et en donnerune indication visuelle ou sonore Le dispositif représenté à la figure 3 comprend un préamplificateur 14 à trèS haute impédance d'entrée, avantageusement de plus de 100 M Hz et moins de 1pF, un oscillateur 15, appelé ci-après oscillateur local, travaillant à une fréquence légèrement différente de celle de l'oscillateur 5 de la montre à contrôlers un étage mélangeur 16 recevant les signaux en provenance du préamplificateur 14 et de lgoscillateur local 15 et dont la sortie va, par un amplificateur 17 vers un transducteur électro-acoustique 18. Cet ensemble peut être complété par un voltmètre ou un dispositif optique permettant d'apprécier l'amplitude des signaux en provenance de l'amplificateur 17. Par exemple, comme dans le cas de la figure 4, le signal amplifié 17 peut être redressé en 19 pour être appliqué au voltmètre 20. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: une tension est prélevée dans les circuits de la montre par tout moyen usuel par exemple palpeur à électrode et appliquée à l'entrée du préamplificateur 14. Si le signal ainsi appliqué est à fréquence audible, il est, après amplification, transmis au transducteur électro-acoustique 18, celui-ci pouvant être par exemple un haut-parleur, un transducteur à céramique ou autre. Si par contre ce signal est ultra-sonore, leétage mélangeur 16 va Opérer la différence entre la fréquence de ce signal et celle de l'oscillateur local 15 et émettre un signal qui se trouvera alors dans-le domaine audible. Ce fonctionnement peut être mieux compris à la lumière de l'exemple suivant: une montre à affichage numérique à contrer est équipée d'un oscillateur 5 de fréquence 32 kHz ou plus précisément 32768 Hz,d'un multiplicateur de tension 12 travaillant à 512 llz et activant un affichage 13 à la fréquence de 32Hz. Lorsque sera capté le signal d'activation de l'affichage, le transducteur électro-acoustique 18 émettra un ronflement caractéristique. Ce sera une note musicale si le signal est prélevé au niveau du multiplicateur de tension 12 et un sifflement au niveau des éléments liés à l'oscillateur 5 si l'oscillateur local 15 à une fréquence de quelques kHz en plus ou en moins de 32 kHz. Du fait que le préamplificateur d'entrée 14 est à haute impédance, il n'y aura pas, lors des opérations de contrôle, de perturbations induites dans le fonctionnement des circuits de la montre, ce qui ne serait pas le cas si on utilisait un oscilloscope cathodique usuel. Dans le cas d'une montre à affichage analogique, de la meme manière, les signaux significatifs seront rendus clairement audibles. Les signaux à disposition seront en général celui ltoscillateur à quartz 5, éventuellement certaines fréquences intermédiaires, et les impulsions de commande du moteur 9. Dans une variante illustrée par les figures 4 et 5, le signal amplifié en 17 peut être appliqué à un redresseur 19 puis à un voltmètre 20 ou à des circuits de mesure à seuils 21 commandant des témoins optiques 22 de contrôle de l'amplitude des signaux mesurés. Par exemple, le premier témoin 22 peut s'allumer lorsque la tension est comprise entre 0 et 2V, le second entre 2 V et 4 V, et le suivant au dessus de 4 V, ce qui est généralement suffisant pour s'assurer du bon fonctionnement de la montre à l'épreuve. Dans une forme pratique d'exécution, représentée à la figure 6, l'ensemble du dispositif y compris sa source d'énergie, pile 23 ou accu mutateur, pourra être contenu dans un bottier en forme de sonde 24 facile à tenir en main, une électrode centrale 26 associée à une électrode de masse 27 permettant de prélever sans difficulté les signaux à analyser. Dans une autre forme pratique d'exécution illustrée par la figure-7, seule une partie des circuits du dispositif est incluse dans la sonde 24, le reste par exemple, la source d'énergie 23 (sauf si une alimentation sur réseau est prévues le transducteur électro-acoustique 18, l'indicateur d'amplitude 20 et éventuellement une partie des circuits, pouvant être contenu dans un coffret Séparé 28, que l'on peut poser sur une table, la sonde 24 lui étant reliée par un câble 25. Le dispositif selon l'invention qui vient d'être décrit permet en pratique de contrôler le bon fonctionnement des circuits des pièces d'horlogerie électroniques, et en cas de défaut ou de panne de déterminer très rapidement et précisément le composant à incriminer. il y a lieu cependant de préciser que lorsque des signaux à basse fréquence tels que ceux qui sont présents dans la montre à quartz et à l'exception de ceux de l'oscillateur 5 transitent par l'étage de conversion de fréquence, ils produisent des signaux secondaires qui en plus de la fréquence de l'oscillateur local 15 correspondent à la somme et à la différence des fréquences concernées. Un choix judicieux de la fréquence de l'oscillateur local 15 permet de faire en sorte que tous ces signaux soient ultra-sonores et que seul le signal de différence à basse fréquence soit perçu par l'o- pérateur. Par contre le signal de l'oscillateur 5 de la montre sera converti en fréquence audible.Ainsi, par exemple, pour une montre à affichage numérique travaillant à 32 kHz et ayant un doubleur de tension 12 à 512 Hz commandant l'affichage 13 à 32 Hz, les fréquences obtenues apyres conversion seront, Si l'oscillateur local 15 tra- vaille à 36 768 Hz Signal d'entrée Signaux de sortie fondamental 1 fondamental 2 Somme Différence 32 Hz 32 (36768) (36800) (36736) 512 Hz 512 (36768) (37280) (36256) 32768 Hz (32768) (36768) (69536) 4000 les fréquences soulignées étant audibles, celles entre parenthèses inaudibles. Le même principe s'applique bien évidemment à d'autres fréquence ces que 32 Hz, comme celles qui sont usuelles avec une valeur 2n, n étant choisi de 15 à 22 Ainsi, la frequence 222 Hz = 4 194 304 Hz est très souvent utilisée dans les pendulettes à quartz Par ailleurs certaines montres travaillent à des fréquences non binaires, comme par exemple 786 432 Hz soit ? 3.2 Hz Dans la pratique, lorsque les fréquences à contrôler dépassent une centaine de kHz, on aura avantage à piloter l'oscillateur local 15 par un quartz ce qui permet de garantir une bonne stabilité de la différence entre la fréquence de l'os- cillateur 5 de la montre et celle de l'oscillateur local. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure et de contrôle du fonctionnement de pièces d'horlogerie électroniques, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (26,27) pour capter des signaux électriques au niveau de certains composants de la pièce à contrôler, et au moins un premier amplificateur(l4) à haute impédance d'entrée, un étage de conversion de fréquence (15,16) permettant de ramener dans le domaine audible, une fréquence ultrasonore captée, un second amplificateur(l7) pour les fréquences audibles, et un transducteur électro-acoustique (18) convertissant en signaux sonores des signaux reçus. du second amplificateur (17). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étage de conversion de fréquence(15, 16) comprend un oscillateur (15) associé à un étage mélangeur (16), lequel combine les signaux captés et ceux de cet oscillateur(15). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'oscillateur (15) de l'étage de conversion de fréquence (15,16) oscille à une fréquence différant de quelques kiloherz de la fréquence ultrasonore de l'oscillateur(5) de la pièce à contrôler, de manière que le mélangeur(l6) produise une fréquence audible nettement distincte des autres fréquences audibles que lton désire également contrôler. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens (19 à 22) d'évaluation de l'amplitude des signaux contrôlés. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens(l9 à 22) d'évaluation de l'amplitude sont constitués par un redresseur(19) et un voltmètre(20). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens (19 à 22) d'évaluation de l'amplitude comprennent plusieurs détecteurs à seuil(21) allumant successivement des témoins lumineux(22) correspondant chacun à une plage d'amplitude. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il est contenu, avec une source d'énergie(23) dans un seul boltier(24) pouvant être tenu en main et équipé de broches de contact (26,27) extérieures. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il est réalisé sous la forme d'un petit appareil de table(28) à alimentation autonome ou sur réseau, connecté par un câble(25) à une sonde(24)ne contenant que le premier amplificateur(l4) et éventuellement l'étage de conversion de fréquence (15,16).