Brevet FR2476409A1 — publié le 19810821

PIECE D'HORLOGERIE AVEC UN DISPOSITIF DE CONTROLE DU MOTEUR PAS A PAS La présente invention concerne une pièce d'horlogerie avec un dispositif de contrôle du moteur pas à pas comportant un oscillateur, un diviseur de fréquence connecté audit oscil- lateur pour délivrer une pluralité de signaux de commande et un circuit de commande connecté au moins indirectement audit diviseur de fréquence et délivrant des impulsions motrices audit moteur. Dans les pièces d'horlogerie électronique comportant un mo- teur pas à pas, il est intéressant oe pouvoir adapter l'éner- gie des impulsions motrices à la charge du moteur de manière à obtenir la consommation la plus faible tout en gardant une grande sécurité de fonctionnement. Des systèmes connus uti- lisent par exemple un détecteur de charge excessive du moteur permettant de commuter la durée ou l'amplitude des impulsions moyenne des impulsions motrices sur une valeur supérieure lorsque cet excédent de charge est détecté. D'autres systèmes utilisent un détecteur de pas non effectués permettant d'en- voyer des impulsions supplémentaires de rattrapage d'énergie supérieure lorsque un pas non effectué a été détecté. Il s'agit en fait de systèmes de sécurité permettant simplement de délivrer un surcroît d'énergie lorsque celà est néces- saire. Il n'y a donc pas adaptation permanente de l'énergie des impulsions motrices à la charge du moteur. Des systèmes plus évolués, utilisant également un détecteur de pas non ef- fectués, permettent de rechercher périodiquement la limite de fonctionnement du moteur en réduisant progressivement l'éner- gie des impulsions motrices. Dès qu'un pas non effectué est détecté, l'énergie des impulsions motrices est fixée à une valeur légèrement supérieure à la limite trouvée de manière à garantir une sécurité de fonctionnement suffisante au mo- teur. Cette limite dépend bien entendu de la charge du moteur de sorte qu'une adaptation de l'énergie des impulsions à la charge du moteur est bien réalisée, en moyenne. Cependant, cette adaptation est lente. En effet, le système nécessite l'envoi périodique d'impulsions de rattrapage qui consomment de l'énergie, ce qui va à l'encontre du but recherché. Pour minimiser ce défaut, la recherche de la limite de fonctionne- ment ne peut se faire que de manière espacée, et l'énergie des impulsions motrices ne peut pas être adaptée à des va- riations rapides de la charge intervenant entre deux recher- ches de la limite. Là encore, le système ne permet donc pas une adaptation permanente et rapide à la charge du moteur. Le but de la présente invention est de remédier à ces défauts en réalisant un dispositif de contrôle dans lequel l'énergie des impulsions motrices dépend directement du temps que met le rotor pour effectuer tout ou partie d'un pas, cette énergie étant adaptée à chaque pas en fonction des variations de ce temps de passage. En maintenant par un circuit d'asservissement le temps de pas- sage égal à une valeur judicieusement choisie en fonction du type de moteur, du moment d'inertie du rotor, du couple de dé- marrage, etc., on arrive à tenir compte en permanence des va- riations de charge du moteur tout en maintenant une marge de sécurité pratiquement constante, même en cas de variation ra- pides de la charge. On peut ainsi entraîner sans-danger des mécanismes, quantièmes, contacts, etc., et ceci sans perturber le système. Sauf cas exceptionnels, il n'est donc pas néces- saire de fournir des impulsions de rattrapage, même en fixant la marge de sécurité à une valeur très basse, par exemple de % seulement au-dessus de la limite de fonctionnement du mo- teur. Pour atteindre ce but, la pièce d'horlogerie selon l'inven- tion est caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispo- sitif de contrôle du moteur pas à pas associé à un détecteur délivrant un signal lors de l'apparition d'un point particu- lier de la caractéristique du courant dans la bobine du mo- teur; l'apparition de ce point étant en relation avec le temps mis par le rotor pour effectuer un pas, ce temps étant varia- -3- ble en fonction de la charge, ladite pièce d'horlogerie com- prenant en outre des moyens pour varier l'énergie délivrée audit moteur par lesdites impulsions motrices en fonction des variations de l'instant d'apparition dudit signal par rapport à l'impulsion motrice. L'invention va être décrite ci-après à titre d'exemple et à l'aide du dessin dans lequel: Les figures 1 - 4 représentent le courant moteur IM et le courant induit Ii dans la bobine du moteur pas à pas ainsi que le signal V49 illustratif de la durée de comptage du compteur 43 de la figure 6, la figure 5 montre le schéma électrique du circuit de commande du moteur associé à un détecteur du sens du courant dans la bobine du moteur, la figure 6 montre le schéma-bloc du dispositif de contrôle selon l'invention. Dans les figures 1 - 4, le courant moteur IM est représenté en trait plein, le courant induit Ii par la courbe en trai- tillé et la durée de comptage du compteur 43 de la figure 6 par l'inverse de-la tension de sortie de la porte 49, V49. Dans ces figures 1 - 4, tl représente la fin de l'impulsion motrice, t2 le début de l'analyse du sens du courant induit dans la bobine du moteur, après un délai fixe (2ms dans l'exemple des figures 1 - 4) à partir de la fin de l'impul- sion motrice et t3 l'instant de la deuxième inversion du courant induit. Le point A indique la première inversion du courant induit, l'apparition de cette inversion correspondant approximative- ment au moment o le rotor a effectué son pas. Le point A peut donc être utilisé pour asservir le temps de passage -4 - du rotor. Dans les figures 1 et 2 correspondant respectivement à des impulsions motrices de 8 ms et 6 ms, le moteur reçoit trop d'énergie et le point A arrive trop tôt pour pouvoir être détecté. Cette condition "impulsion trop longue" peut être - détectée par le fait que, après un délai fixe permettant la décharge de la self du moteur (ici 2 ms), la polarité du cou- rant induit dans la bobine est déjà inversée: Le sens du cou- jorant est le même que celui du courant IM. Par contre, dans le cas de la figure 3 o la durée de l'impulsion motrice fi- xée à 4 ms s'approche de la valeur minimum, la polaitdu - courant induit après le délai fixe de 2 ms n'est pas encore inversée. On peut donc détecter avec précision le point A cor- respondant au moment de la première inversion du courant in- duit et tenir compte du moment de l'apparition du point A dans le circuit d'asservissement. A la figure 4, l'énergie de l'impulsion est trop faible et-le: rotor n'effectue pas son pas. On peut toutefois constater une inversion de la polarité du courant induit que--le circuit d'asservissement pourrait assimiler au point A. Cette inver- sion de polarité du courant induit correspond à l'inversion du sens de rotation du rotor qui retourne à son point de départ. Pour éviter un dérèglement possible du circuit d'asservis- sement, il est nécessaire de prévoir un circuit de-,Z4curité -=-- pour détecter les pas non effectués. Lorsque le pas a été correctement effectué, comme sur les fi- gures 1, 2 et 3, la demi-alternance correspondant a la pre- mière inversion du courant induit correspond à un- dépasse- ment du point d'équilibre sous l'effet de la vitesse acquise par le rotor. La fin de cette demi-alternance, en t3, corres- pond au moment o, sous l'effet de la force de rappel nia- gnétique dans l'entrefer, le rotor s'immobilise. La durée de cette demi-alternance après la première inver- sion du courant induit est donc déterminée essentiellement par le moment d'inertie du rotor et le champ magnétique dans l'entrefer, valeurs stables et reproductibles. Ainsi, si l'on diminue l'énergie des impulsions motrices, on augmente le temps de passage du rotor (déplacement du point A) et diminue sa vitesse (diminution de l'amplitude du courant induit); par contre la durée de la demi-alternance après la première in- version du courant induit est sensiblement constante. D'autre part, quand le rotor n'a pas effectué son pas (figure 4) cette demi-alternance correspond au retour en arrière du rotor à partir du moment o il s'arrête. Sa vitesse étant nulle au départ, ce retour s'effectue relativement lentement et la durée de cette demi-alternance est beaucoup plus longue que dans des cas précédents. Il est donc possible de détecter les pas non effectués par une simple mesure de la durée de cette demialternance. Il est clair que l'on pourrait utiliser dans le circuit d'as- servissement un autre point caractéristique de la courbe de courant en relation avec le temps que met le rotor pour ef- fectuer tout ou partie de son pas. Cependant, le point A se trouvant à l'endroit de l'inversion de la polarité du courant, on peut utiliser un détecteur de polarité relativement simple et précis comme celui illustré à la figure 5. Pour simplifier la description du détecteur de polarité, ce- lui-ci n'est représenté à la figure 5 qu'en association avec le circuit de commande du moteur. Ce sous-ensemble et relié par les bornes 1, 2, 3 et 4 au circuit de la figure 6 qui groupe les autres éléments essentiels du circuit de la montre. Sur le point 1 on trouve un signal correspondant aux impul- sions motrices; sur le point 2 un signal correspondant à la polarité des impulsions motrices, 5stu le point 3 un signal pour l'enclenchement du détecteur de polarité, alors que sur le point 4 on trouve le signal de sortie de ce détecteur, signal correspondant à la polarité du courant dans la bobine. L'entrée 1, qui reçoit des impulsions positives de la durée des impulsions motrices est branchée aux entrées a de deux portes NON-ET 5 et 6. L'entrée de polarité 2 est reliée à l'entrée b de la porte NON-ET 5, aux entrées a de deux portes 'OU-EXCLUSIF' 7 et 8, ainsi qu'à l'entrée d'un inverseur 9 dont la sortie est reliée à l'entrée b de la porte 6. L'en- trée 3 d'enclenchement du détecteur de polarité est branchée aux entrées a de deux portes ET 10 et 11, ainsi qu'à l'entrée d'un inverseur 12 dont la sortie est reliée aux entrées de commande de deux portes de transmission (transmission gate) 13 et 14. La bobine 15 du moteur est branchée en pont aux drains de quatre transistors MOS complémentaires de puissan- ce 16, 17, 18 et 19. Le transistor 16 de type N a sa source reliée au pôle négatif de l'alimentation et son gate à la sortie de la porte 10. Le transistor 17 de type P a sa sour- ce reliée au pôle positif de l'alimentation et son gate à la sortie de la porte 5 et à l'entrée b de la porte 10. Le transistor 18 à sa source reliée au pôle négatif de l'ali- mentation et son gate à la sortie de la porte 11. Le transis- tor 19 a sa source reliée au pôle positif de l'alimentation et son gate à la sortie de la porte 6 et à l'entrée b de la porte 11. Si l'entrée 3 est à 1, ce circuit de commande se comporte de manière classique et délivre au moteur des impulsions de polarité alternée. En effet, en absence d'impulsion sur l'en- trée 1, les sorties des portes 5, 6, 10 et 11 sont à 1. Les deux transistors 16 et 18 de type N sont conducteurs, alors que les transistors 17 et 19 de type P sont bloqués. La bobine 15 est donc court circuitée contre le pôle négatif de l'ali- mentation. Au moment d'une impulsion, deux cas sont possibles. Si l'entrée 2 est à 1, l'entrée b de la porte 5 est à 1 et l'entrée b de la porte 6 à 0. Les sorties des portes 5 et 10 passent à 0 alors que les sorties des portes 6 et 11 restent à 1. Ce sont alors les transistors 17 et 18 qui sont conduc- teurs, alors que les transistors 16 et 19 sont bloqués. La - borne 15a de la bobine 15 passe à 1 et le courant passe dans cette bobine dans le sens a - b. Si l'entrée 2 est à 0, la borne b de la porte 5 est à 0 alors que l'entrée b de la porte 6 est à 1. En conséquence, les sorties des portes 6 et 11 passent à 0 au moment de l'impul- sion motrice, alors que les sorties des portes 5 et 10 restent à 1. Ce sont donc les transistors 16 et 19 qui sont conduc- teurs alors que les transistors 17 et 18 sont bloqués. La borne 15b de la bobine 15 passe à 1 et le courant circule dans cette bobine dans le sens b - a. La borne 15a de la bobine 15 est par ailleurs reliée à l'en- trée d'un amplificateur inverseur 20 et par une résistance 21 à l'entrée a de la porte de transmission 13 dont la sortie b est branchée à la sortie de l'inverseur 20 et à l'entrée d'un deuxième inverseur 22 dont la sortie est reliée à l'entrée b de la porte OU-EXCLUSIF 7. La borne 15b de la bobine 15 est également reliée à l'entrée d'un amplificateur inverseur 23 et par une résistance 24 à l'entrée a de la porte de transmission 14 dont la sortie b est branchée à la sortie de l'inverseur 23 et à l'entrée d'un quatrième inverseur 25 dont la sortie est reliée à l'entrée b de la porte OU-EXCLUSIF 8. Les sorties des portes 7 et 8 vont respectivement aux entrées de positionnement a et de remise à zéro b d'une mémoire 26 (RS Latch). Les quatre inverseurs 20, 22, 23 et 25 sont formés de simples paires de transistors MOS complimentaires. Ils sont dimensionnés de manière semblable et par le fait qu'ils sont intégrés dans le même circuit, on peut s'attendre à ce que leur tension de seuil d'entrée soit pratiquement la même. Ces quatre amplificateurs sont des éléments du détecteur de la po- larité du courant dans la bobine. Le fonctionnement de ce dé- tecteur est le suivant. A la fin d'une impulsion motrice, l'entrée 3 passe à 0. Les sorties des portes 10 et 11 passent donc à 0. Comme les sor- ties des portes 5 et 6 sont à 1, les quatre transistors 16, 17, 18 et 19 du circuit de commande sont bloqués. Le circuit de commande du moteur est donc mis momentanément totalement hors circuit. La bobine 15 serait donc en l'air si, simultané-- ment, la sortie de l'amplificateur 12 n'avait pas passé à 1, rendant les portes 13 et 14 conductrices. Les amplificateurs 20 et 23 sont donc mis en service et sont respectivement po- larisés par les résistances de contre-réaction 21 et 24. Ainsi, les bornes a et b de la bobine 15 passent à un poten- tiel voisin de la tension de seuil d'entrée des amplifica- teurs 20 et 23 et le courant induit peut s'écouler par les résistances 21 et 24, créant dans ces dernières des chutes de tension qui sont amplifiées par les amplificateurs 22 et 25. Le sens du courant dans les figures 1 - 4 a été dessiné dans le cas o l'entrée 2 est à 1. Pendant la durée de l'impulsion motrice, le courant circule de la borne a à la borne b. Si cette polarité est maintenue après l'impulsion, la sortie de l'amplificateur 20 passe à 1 et la sortie de l'amplifica- teur 23 à 0, ce qui permet au courant de s'écouler de la sor- tie de l'amplificateur 20 par la résistance 21, puis à tra- vers la bobine 15 et la résistance 24 sur la sortie de l'am- plificateur 23. A ce moment, la sortie de l'amplificateur 22 est à 0, et la sortie de l'amplificateur 25 à 1. Les entrées a des portes 7 et 8 étant à 1, ces portes fonctionnent en inverseurs. L'en- trée a de la porte 26 est donc à 1 et l'entrée b de cette même porte à 0. C'est donc l'entrée de positionnement a de la mémoire 26 qui est activée et la sortie c de la mémoire est alors à 1. Si le courant s'inverse dans la bobine, le processus ci-des- sus s'inverse également. La sortie de l'amplificateur 23 va passer à 1 et la sortie de l'amplificateur 20 à 0, de maniè- re que le courant puisse maintenant s'écouler de la sortie de l'amplificateur 23 par la résistance 24 de la borne b à la borne a de la bobine du moteur puis à travers la résistance 21 sur la sortie de l'amplificateur 20. C'est alors la sortie - 5 - 2476409 de la porte 8 qui est à 1 et c'est l'entrée de remise à zéro b de la mémoire 26 qui est activée. La sortie c de cette mé- moire 26 passe donc à 0. Lorsque l'entrée 2 est à 0, la polarité du courant dans la bobine s'inverse, mais les portes 7 et 8 n'inversent plus, de sorte que l'on retrouve les mêmes conditions que précédem- ment soit: - la sortie c de la mémoire 26 est à 1 lorsque le courant dans la bobine est de même polarité que pendant l'impulsion mo- trice (sens positif) - la sortie c de la mémoire 26 est à 0 lorsque le courant dans 151a bobine est de polarité inverse par rapport à celle de l'im- pulsion motrice (sens négatif) Il est clair que, dès qu'il n'est plus nécessaire de connaître la polarité du courant, l'entrée 3 est remise à 1, ce qui met 2Ohors service les amplificateurs 20 et 23 et rétablit la con- duction des transistors 16 et 18, les sorties des portes 10 et 11 ayant passé à 1e Pour limiter davantage la consommation des amplificateurs, on peut également ne les mettre en service, de manière séquentiel- le, que pendant de très courts intervalles de temps, la po- larité du courant étant alors mémorisée entre ces mises en service successives. 3ODans la figure 6, représentant les autres circuits essentiels de la montre, on reconnaît un oscillateur à quartz 27 relié à l'entrée d'un diviseur de fréquence 28 et à l'entrée a d'une porte ET 29 dont la sortie est reliée à l'entrée d'hor- loge a d'un flip-flop FF30 de type D branché en diviseur par 352, sa sortie Q (b) étant reliée à son entrée D (c). Sa sor- tie Q (d) est reliée à l'entrée d'horloge a d'un diviseur bi- naire 31 qui se trouve ainsi en parallèle avec le diviseur de fréquence 28. Pour ce qui suit, nous admettons que les divi- _ 10o - seurs sont actionnés sur les flancs négatifs de leurs impul- sions d'horloge, alors que les compteurs et les flip-flops sont actionnés sur les flancs positifs de leurs impulsions d'horloge. Le circuit comporte également un régistre de trans- fert permettant de déterminer la suite des opérations. Le ré- gistre de transfert est formé du flip-flop FF 32 de type D dont l'entrée D (d) est reliée au pôle positif de l'alimenta- tion et des mémoires NON-OU (NOR RS Latch) 33, 34, 35, 36 et 37 dont les entrées de positionnement (a) sont reliées respec- tivement à la sortie Q (b) de l'étage qui les précède. Le diviseur 28 délivre plusieurs fréquences sur ses sorties: a = 256 Hz (2 ms) c = 64 Hz (8 ms) e = 1 Hz b = 128 Hz (4 ms) d = 16 Hz (30 ms) f = 0,5 Hz Toutes les sorties passent simultanément à 0 à l'apparition du signal 1 Hz; le délai après lequel elles reviennent à 1 est indiqué entre parenthèses. Le diviseur en parallèle 31 délivre également plusieurs fré- quences de sortie (ici le délai est donné par rapport à la sortie e du diviseur 31): b = 1 kHz (0,5 ms) d = 128 Hz ( 4 ms) c = 256 Hz (2 ms) e = 32 Hz (16 ms) La sortie a du diviseur 28 est branchée à l'entrée a d'une porte ET 38 dont la sortie est reliée à l'entrée a d'une porte OU 39. La sortie b du diviseur 28 est branchée à l'entrée de remise à zéro c du FF 32. La sortie c du diviseur est reliée à l'entrée a d'une porte OU 40 dont la sortie est branchée à l'entrée de remise à zéro c de la mémoire 33, à l'entrée b de la porte ET 38 et à l'entrée de remise à zéro a d'un flip-flop FF 41 de type D dont la sortie Q (b) est reliée à l'entrée de position- nement a du FF 32. _ 11 _ 2476409 La sortie d du diviseur 28 est reliée à l'entrée d'horloge c du FF 41. La sortie e du diviseur est reliée à l'entrée d'un inverseur 42 dont la sortie est reliée à l'entrée d'horloge e du FF 32. La sortie f du diviseur est reliée à la borne 2 et détermine la polarité des impulsions motrices. Le circuit est prévu par exemple pour une avance du moteur de 1 pas par seconde et le signal de 0,5 Hz à la sortie f du di- viseur 28 permet d'inverser la polarité à chaque seconde. La sortie b du diviseur 31 est reliée à l'entrée d'horloge a d'un compteur Johnson par 8 (43). La sortie c du diviseur 31 est branchée à l'entrée de remise à zéro c de la mémoire 34. La sortie d du diviseur 31 est re- liée à l'entrée b de la porte OU 39 dont la sortie est bran- chée à l'entrée de remise à zéro c de la mémoire 35. La sor- tie e du diviseur 31 est branchée à l'entrée d'un inverseur 44 dont la sortie va à l'entrée b de la porte OU 40. La sortie b de la mémoire 33 est reliée à la borne 1, à l'en- trée a d'une porte NON-OU EXCLUSIF 45 dont la sortie est re- liée à la borne 3 et, par l'inverseur 51 et le condensateur 46 aux entrées de positionnement e du FF 30 et de remise à zéro f du diviseur 31, ainsi qu'à une résistance 47 branchée contre le pôle négatif de l'alimentation. La sortie b de la mémoire 35 est reliée à l'entrée a d'une porte NON-OU EXCLUSIF 48 dont la sortie est reliée à l'entrée b de la porte ET 29. La sortie b de la mémoire 36 est branchée à l'entrée b de la porte 48 et à l'entrée a d'une porte NON-OU EXCLUSIF 49 dont la sortie est branchée à l'entrée de remise à zéro b du compteur 43. La sortie b de la mémoire 37 est reliée à l'entrée b de la porte 49 ainsi qu'à l'entrée d du FF 41 et à l'entrée b de la porte 45. Enfin la borne 4 est branchée à l'entrée c de la porte 39, à l'entrée de remise à zéro c de la mémoire 36 et à l'entrée a 247640>9 _ 1z- d'une porte NON-OU 50 dont la sortie est reliée à l'entrée de remise à zéro c de la mémoire 37. L'entrée b de la porte 50 est branchée à la sortie Q7 (c) du compteur Johnson 43 ainsi qu'à l'entrée de préparation d'horloge (clock ENABLE) d de ce compteur 43. Le fonctionnement du circuit ci-dessus est le suivant. On sait que dans les mémoires du type "RS NOR latches", l'entrée de positionnement est prioritaire. Ainsi, dans le régistre de transfert formé des circuits 32 à 37, une mémoire ne peut être remise à zéro que si l'étage précédent a été préalablement mis à 0. D'autre part, dans les NON-OU EXCLUSIFS, la sortie est à 1 quand les deux entrées sont au même potentiel. Ainsi, entre les impulsions, les sorties b des circuits 32 à 37 sont à 0 et les sorties des portes 45, 48 et 49 sont à 1. La porte ET 29 est ouverte et le signal présent sur son entrée a est transmis sur l'entrée d'horloge a du FF 30. Le compteur 43 est remis à zéro et se maintient à 0. Enfin la borne 3 est à 1 et le détecteur de polarité de la figure 5 est inopérant. Lorsque la sortie e de fréquence lHz du diviseur 28 passe à 0, la sortie de l'amplificateur 42 passe à 1 et fait basculer le FF 32 dont la sortie Q (b) passe à 1, ce qui fait passer suc- cessivement à 1 les mémoires 33 à 37. La borne 1 passe à 1 et le c*ircuit de commande de la figure 5 commence à délivrer une impulsion motrice au moteur, impulsion dont la polarité est déterminée sur la borne 2 par l'état de la sortie f de fré- quence 0,5 Hz du diviseur 28. Après 4 ms, la sortie b du diviseur 28 passe à 1, ce qui active la remise à zéro c du FF 32 dont la sortie passe à 0. Ce délai de 4 ms détermine la durée minimum des impulsions motrices. La sortie b du FF 32 étant à 0, la mémoire 33, qui détermine la durée des impulsions motrices, peut passer à 0 dès que la sortie de l'inverseur 44 passe à 1, ce qui correspond au re- tour à 0 de la sortie e du diviseur 31. Si, 8 ms après le dé- but de l'impulsion, cette sortie e du diviseur 31 n'a pas en- core passé à 0, c'est la sortie c du diviseur 28 qui passe à 1, effectuant la remise à zéro de la mémoire 33. La sortie c du diviseur 28 fixe donc un maximum de 8 ms à la durée de l'impulsion motrice. Toutefois, en règle générale, c'est la sortie e du diviseur 31 qui passe à 0 la première et qui détermine ainsi la durée de l'impulsion motrice. Le début de l'impulsion motrice est alors déterminé par le diviseur de fréquence 28 et la fin de cette impulsion, au temps tl, par le diviseur en parallèle 31, le déphasage entre ces deux diviseurs déterminant la durée des impulsions motrices. A la fin de l'impulsion motrice (borne 1, sortie b de la mémoire 33), en tl, la sortie de l'in- verseur 51 passe à 1. Une impulsion fine est produite par le condensateur 46 sur l'entrée de remise à zéro f du diviseur 31 et sur l'entrée de positionnement e du diviseur par 2, 30. Ce diviseur 30 passe alors de 0 à 1 et prend donc 1 pas d'avance. Si l'on admet que la fréquence du signal d'horloge sur l'entrée a de ce diviseur est de 32768 Hz, la période de sortie correspondante sur la borne e du diviseur 31 est raccourcie de 30,us environ. Ce raccourcissement se traduit par un déphasage "en avant" du diviseur parallèle 31 par rap- port au diviseur 28, déphasage qui se traduit à son tour par un raccourcissement équivalent des impulsions motrices sui- * vantes. Ce déphasage se produit donc systématiquement à la fin de chaque impulsion motrice et, tant que l'entrée b de la porte 29 reste à 1, il se traduit par un raccourcissement régulier de la durée des impulsions motrices par pas de 30,s. A la fin de l'impulsion, en tl, la sortie de la porte 45 passe à 0, ce qui met en service le détecteur de polarité de la fi- gure 5. La mémoire 34 peut alors revenir à 0 dès que la sortie c du diviseur 31 passe à 1 en t2, soit 2 ms exactement après 24.?6409 la fin de l'impulsion motrice. Après ce délai, comme nous l'avons vu dans les figures 1 à 4, l'inductivité du moteur est déchargée et l'on peut commencer à analyser la polarité du courant dans la bobine selon le signal délivré par le dé- tecteur de polarité sur la borne 4. Si l'on se reporte aux figures 1 et 2, on voit qu'en t2, après le délai de 2 ms, la polarité du courant induit est déjà posi- tive, ce qui correspond à une durée d'impulsion trop longue. Les mémoires 35 et 36 passent donc simultanément à 0, de sorte que la sortie de la porte 48 reste à 1, de même que l'entrée b de la porte 29. Le déphasage en avant du diviseur 31 est donc conservé et se traduit par un raccourcissement de la prochaine impulsion. La mémoire 36 étant à 0 et la mémoire 37 à 1, la sortie de la porte 49 passe à 0 ce qui libère la remise à zéro du comp- teur 43 qui incrémente alors de 1 pas par milliseconde à par- tir de la fin du délai de 2 ms en t2. Dans les exemples des figures 1, 2 et 3, on voit qu'un certain temps après la fin de l'impulsion motrice, la courbe du courant induit Ii se con- fond avec la courbe du courant moteur IM et que la polarité du courant induit s'inverse à nouveau en t3, moins de 7 ms après la libération du compteur 43 en t2. Il en résulte qu'en t3, la borne 4 passe à 0. La sortieQ7 (c) du compteur 43 étant restée à 0, la sortie de la porte NON- OU 50 passe à 1 en t3 et remet la mémoire 37 à 0. Le compteur 43 permet donc de mesurer la durée de la première alternance du courant induit dans la bobine après le délai de 2 ms en t2, à partir de la fin de l'impulsion motrice en tl. Lorsque cette durée est inférieure à la valeur prédéterminée par la capacité du compteur 43 et la fréquence du signal d'horloge, dans l'exemple décrit 7 ms, la suite d'opérations est interrompue et le régistre de transfert est entièrement remis à 0. Ainsi, tant que l'entrée 4, connectée à la sortie du détecteur ae polarité du courant dans la bobine passe à 1 avant les en- trées a et b de la porte 39, les mémoires 35 et 36 sont re- mises à 0 simultanément. La sortie de la porte 48 reste ainsi toujours à 1 et la durée des impulsions motrices se raccourcit régulièrement. En d'autres termes, lorsque l'apparition du point A précède les temps de référence fixés sur les entrées a et b de la porte 39, le circuit d'asservissement réagit de manière que la durée des impulsions motrices diminue. Cette diminution s'effectue lentement mais régulièrement par pas de 30 lps. Le temps de référence sur les entrées a et b de la porte 39 est fixé comme suit. L'entrée a de la porte 39 passe à 1 10 ms après le début de l'impulsion motrice alors que l'entrée b de la même porte passe à 1 4 ms après la fin de l'impulsion motrice. Si la durée de l'impulsion motrice est inférieure à 6 ms, l'entrée b de la porte 39 passe à 1 avant l'entrée a de cette porte et détermine la remise à zéro de la mémoire 35. Inversément, si la durée des impulsions est supérieure à 6 ms, c'est l'entrée a de 39 qui passe à 1 avant l'entrée b de la même porte et est alors prioritaire. La raison de cette disposition particulière est la suivante: Quand ladurée de l'impulsion descend à une valeur faible, cela signifie que le moteur est peu chargé et que le rotor s'accélère très rapidement. Vouloir imposer au rotor un temps de passage trop long pourrait alors aboutir à une impos- sibilité. Il est donc préférable de réduire le temps de pas- sage (temps de référence) lorsque la durée de l'impulsion se raccourcit. Ceci est obtenu automatiquement en fixant le temps de référence par rapport à la fin de l'impulsion motrice. Dans notre exemple, ce temps est de 4 ms. Par contre, quand la durée de l'impulsion prend une valeur élevée, cela signifie que le moteur est très chargé et que le rotor se déplace len- tement. Il est alors nécessaire de prendre une bonne marge de sécurité en fixant un maximum au temps de passage du rotor, de _ 1G - manière que ce dernier garde une certaine énergie cinétique de réserve. Ce temps de référence maximum ne peut être fixé que par rapport au début de l'impulsion. Dans notre exemple, ce temps est de 10 ms. Nous avons vu que, dans les figures 1 et 2, la durée des im- pulsions est trop longue. L'impulsion va donc se raccourcir ce qui a pour effet de déplacer le point A vers la droite. Au bout d'un certain temps, la polarité du courant sur la borne 4 sera négative après le délai de 2 ms. Il sera donc possible de détecter le point A correspondant au moment o la polarité sur la borne 4 devient positive. Toutefois, tant que le point A précède le temps de référence, l'impulsion con- tinue à se raccourcir. Au moment o, comme dans le cas de la figure 3, le point A arrive après le temps de référence borne 4 passe à 1, c'est-à-dire lorsque le sens du courant re- devient positif, c'est-à-dire à l'apparition du point A. Il se produit donc un délai entre la remise à 0 des mémoires 35 et 36, délai pendant lequel la sortie de la porte 48 passe à 0, ce qui bloque l'entrée d'horloge du diviseur 30. Le divi- seur 31 se déphasé alors en retard par rapport au diviseur 28, retard qui se traduira par un allongement correspondant de la durée des impulsions motrices. Si ce retard est de 30 ps, le système d'asservissement est en équilibre et la durée des impulsions motrices est stable puisque ce retard annule exactement l'avance de 30 ps donnée à la fin de l'impulsion motrice. Si le couple de charge diminue un peu, le rotor pas- sera plus vite et le point A apparaîtra avant le temps de référence, ce qui aura tendance à raccourcir les impulsions motrices et vice versa. Le système a donc tendance à main- tenir l'apparition du point A en coincidence avec le temps de référence, c'est-à-dire en définitive à asservir le temps que met le rotor pour et ectuer son pas. Remarquons que, si la diminution de la durée des impulsions s'effectue lentement, par pas de 30,us, l'augmentation de la durée est directement liée au délai entre l'apparition du temps de référence et celle du point A. En cas d'augmentation brusque du couple de charge du moteur, ce délai peut être de plusieurs millisecondes. Cette dissymétrie entre le raccour- cissement et l'allongement des impulsions motrices, qui est liée à l'agencement des moyens de déphasage du diviseur pa- rallèle 31, permet précisément d'adapter rapidement la du- rée des impulsions à des variations brusques de charge tout en évitant des oscillations de la boucle d'asservissement, et permet d'assurer précisément la meilleure sécurité de fonc- tionnement. Voyons finalement ce qui se passe dans le cas de la figure 4. Dans certains cas exceptionnels, il peut se produire que la charge du moteur augmente de manière si importante et si brusque que la durée des impulsions n'arrive pas à s'adapter suffisamment vite. Le rotor n'arrive donc pas à effectuer son pas. Dans ce cas, la mémoire 36 revient à 0 au point A et la sor- tie de la porte 49 passe à 0. Le compteur 43 compte et au bout de 7 ms sa sortie Q7 (c) passe à 1, ce qui active l'en- trée de préparation d'horloge d, bloque le compteur 43 à 7, et bloque la sortie de la porte 50 à 0. La mémoire 37 ne peut donc plus être remise à 0 et, au bout de 30 ms, la sor- tie d du diviseur 28 passe à 1 et fait basculer le FF 41 à 1. La sortie Q (b) de ce FF 41 passe à 1 et actionne l'entrée de positionnement a du FF 32. Ce FF 32 passe à 1 ainsi que le registre de transfert formé des étages 33 à 37, ce qui remet en route la suite d'opérations. L'entrée de position- nement a du FF 32 reste à 1 pendant 8 ms, moment o la sor- tie c du diviseur 28 passe à 1 et met à 0 le FF 41. L'impulsion de rattrapage ainsi produite a donc une durée au moins supérieure à 8 ms, de manière à assurer le passage du rotor. Ainsi, lorsque le compteur 43 mesure une demi-alternance po- sitive de plus de 7 ms (voir figure 4), le passage du rotor est assuré en envoyant une impulsion de rattrapage de durée maximum, ce qui permet d'assurer au système une sécurité maximum. Il est bien clair que le circuit de sécurité décrit ci-des- sous peut être utilisé avec d'autres dispositifs de con- trôle des impulsions motrices utilisant par exemple d'au- tres types de détecteurs ou d'autres types de circuits d'as- servissement. De même le circuit de détection et le cir- cuit d'asservissement décrits ci-dessus sont donnés à titre d'exemple, de nombreuses autres variantes étant possible tant dans la combinaison des circuits, la suite d'opérations, et le choix des différents délais et temps de référence. ne 2476409 REVENDICATIONS 1. Pièce d'horlogerie avec un dispositif de contrôle du moteur pas à pas comportant un oscillateur, un diviseur de fréquence connecté audit oscillateur pour délivrer une plura- lité de signaux decommande et un circuit de commande connec- té au moins indirectement audit diviseur de fréquence et dé- livrant des impulsion motrices audit moteur, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif de contrôle (5, 6; , 11; 16 - 19) du moteur pas à pas associé à un détecteur (7, 8; 13, 14; 20 - 26) délivrant un signal lors de l'appari- tion d'un point particulier de la caractéristique du courant dans la bobine (15) du moteur; l'apparition de ce point étant en relation avec le temps mis par le rotor pour effectuer un pas, ce temps étant variable en fonction de la charge, ladite pièce d'horlogerie comprenant en outre des moyens pour varier l'énergie délivrée audit moteur par lesdites impulsions motri- ces en fonction des variations de l'instant d'apparition dudit signal par rapport à l'impulsion motrice. 2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens pour varier l'énergie délivrée par les impulsions motrices comprennent un circuit de compa- raison (34 - 36; 38, 39; 48) du moment de l'apparition dudit signal par rapport à l'impulsion motrice, ledit circuit de comparaison collaborant avec un circuit d'asservissement (28 - 31; 33, 40, 44; 51, 46, 47) de la durée des impulsions motri- ces et agencé de manière à maintenir l'apparition dudit sig- nal en coincidence avec ledit temps de référence. 3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit temps de référence est fixé par rapport à la- fin de l'impulsion motrice. 4. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit temps de référence est fixé par rapport au début de l'impulsion motrice. 5. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, selon le temps de passage du rotor, ledit temps de référence est fixé à la fois par rapport à la fin et par rapport au début de l'impulsion motrice. 6. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le début desdites impulsions motrices est dé- terminé par l'un des signaux délivrés par ledit diviseur de fréquence (28) et par le fait que ledit circuit d'asservisse- ment comporte des moyens pour faire varier la durée des im- pulsion motrices, lesdits moyens comportant un diviseur de fréquence parallèle (31) déterminant la fin desdites impul- sions motrices et des moyens (48, 29, 30, 51, 46, 47) pour décaler ledit diviseur parallèle (31) par rapport audit di- viseur de fréquence (28), ledit décalage desdits diviseurs (28, 31) permettant de varier la durée desdites impulsions. 7. Pièce d'horlogerie selon la revendication 6, caractérisée par le fait que lesdits moyens pour décaler le diviseur pa- rallèle (31) par rapport au diviseur de fréquence (28) per- mettent de racourcir progressivement la durée des impulsions motrices par pas équivalents à la période d'un des signaux de commande et d'allonger en une fois la durée des impulsions motrices d'un montant déterminé par la différence entre ledit temps de référence et le temps correspondant à l'apparition dudit point particulier de la caractéristique du courant mo- teur, ce qui permet d'adapter rapidement la durée des impul- sions motrices à des augmentations brusques de la charge. 8. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit détecteur est un détecteur de sens du courant dans la bobine du moteur comportant deux amplifica- teurs branchés respectivement à l'une des bornes de la bobine motrice, et des moyens pour mettre le circuit de commande du moteur entièrement hors circuit lorsque les deux amplifica- teurs sont mis en service, de manière à ne pas perturber leur fonctionnement, les sorties desdits amplificateurs étant alors représentatives du sens du courant dans la bobine. -.1 _ E2476409 9. Pièce d'horlogerie selon la revendication 8, caractérisée par le fait que lesdits amplificateurs sont à contre-réaction de manière à permettre un écoulement normal du courant in- duit dans la bobine pendant le temps o le circuit de com- mande du moteur est mis entièrement hors circuit. 10. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractéri- sée par le fait qu'un circuit de sécurité (36, 37, 41, 43, 49, ) comportant un circuit de mesure (36, 37, 49, 43) relié au détecteur du sens du courant dans la bobine est associé audit dispositif de contrôle du moteur et agencé de manière à mesurer la durée de la demi-alternance du courant induit du moteur après ladite première inversion du courant induit dans la bobine et à agir sur un circuit de rattrapage (41) permettant d'ajouter une impulsion motrice lorsque ladite du- rée dépasse une valeur prédéterminée.