[发明专利]包括机械机芯和用于调节该机芯的速率的电子装置的钟表

说明书

一种钟表，包括由摆轮和压电摆轮游丝(8)形成的机械振荡器，以及用于调节机械振荡器频率的调节装置(62)，该机械振荡器被布置成能够产生时间分离的调节脉冲(D_CC)，每个脉冲包括由调节装置在摆轮游丝的两个电极(20、22)之间施加的电阻相对于标称电阻的瞬时降低。每个调节脉冲产生速率的变化，该变化根据机械振荡器的半周期中的开始时刻而变化，该速率变化相对于至少一个调节脉冲的开始时刻的特征函数在所述至少一个半周期的第一时间区域中为负，在所述至少一个半周期的第二时间区域中为正。

技术领域

本发明涉及一种钟表，其包括机械机芯和电子调节装置，该机械机芯设置有由摆轮和摆轮游丝形成的机械振荡器，并且该电子调节装置用于调节控制机械机芯的速率的机械振荡器的频率。

特别地，电子调节装置包括辅助电子振荡器和测量装置，该辅助电子振荡器通常比机械振荡器特别是石英振荡器更精确；并且该测量装置被布置成能够在必要时测量机械振荡器相对于辅助振荡器的时间偏差。

背景技术

一些文献涉及钟表中机械振荡器的电子调节。特别是，美国专利申请No 2013/0051191涉及一种钟表，其包括摆轮/摆轮游丝和用于调节该摆轮/摆轮游丝的振荡频率的电子电路。摆轮游丝由压电材料形成或包括在硅芯上的压电材料的两个侧向层，两个外部侧向电极被布置在摆轮游丝的侧向表面上。这两个电极连接到电子调节电路，该电子调节电路包括并联布置的并且连接到摆轮游丝的两个电极的多个可开关控制的电容。

参考图1至图4，将描述在前述美国专利申请中公开的类型的钟表。为简洁起见，图1仅表示钟表机械机芯的机械谐振器2，该谐振器包括摆轮4和摆轮游丝8，该摆轮4围绕几何轴6振荡，并且该摆轮游丝8的末端曲线10以传统方式穿过与机械机芯的摆轮旋塞(未示出)一体的螺柱12。图2示意性地表示摆轮游丝8的一部分。该摆轮游丝由中心硅体14、压电材料的两个侧向层16、18以及两个外部金属电极20、22形成，该压电材料特别是氮化铝(AIN)。两个电极通过导电线26、28(示意图示)连接到电子调节电路24。

图3(其再现了与图2和图7中的一些附加信息有关的现有技术文献的图1)示出了被合并在所讨论的钟表中的调节装置32以及特别是电子调节电路24的一般布置。该电路24包括连接到压电摆轮游丝的两个电极的第一电容器34，以及与第一电容器并联布置的多个可开关控制的电容器36a到36d，以便形成可变电容C_V，使得改变连接到摆轮游丝的电极的电容值，从而根据文献的教导改变摆轮游丝的刚度。电路24进一步包括比较器38，该比较器38的两个输入端分别连接到摆轮游丝8的两个电极，该比较器被布置成提供逻辑信号，以用于借助于该逻辑信号的连续逻辑状态变化来确定在摆轮游丝的两个电极之间的感应电压的过零点。逻辑信号被提供给逻辑电路40，该逻辑电路40还从与石英谐振器44相关联的时钟电路42接收基准信号。基于基准信号和比较器38提供的逻辑信号之间的比较，逻辑电路40控制可开关控制的电容器36a至36d的开关。

此外，在可开关控制的电容器电路之后，布置有通常由借助四个二极管形成的电桥形成的全波整流电路46，其提供连续电压V_DC并对存储电容器48进行加载。由压电摆轮游丝提供的这种电能为装置32供电。因此，这是一种自动电气系统，因为它是自供电的，意思就是电能来自提供给机械谐振器2的机械能，当机械谐振器振荡时，该机械谐振器2的压电摆轮游丝8形成机电换能器(电流发生器)。