JP2015068829A - 温度補正機能付きタイミング信号発生器 - Google Patents
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Abstract
Description
M(T)=floor(P * fRC / fXT); (1)
ここで、周波数fRC及びfXTが両方とも温度Tに依存する(本出願で使用する「floor」、「ceiling」及び「sawtooth」の各関数は、Wikipediaのエントリー「floor and ceiling functions」(インターネットURL:http://en.wikipedia.org/wiki/Floor_and_ceiling_functions)において定義されている。このエントリーを参照によって本明細書に組み込む。)。
K=floor(fXT−32,768) (2) (Kは正の整数又はゼロである)
n=fXT−32,768−K (3) (0≦n<1)
K=floor(fXT−32,768) (2’)(ただし、Kは負の整数である)
n=fXT−32,768−K (3’)(0≦n<1は常に真である)
また、総周波数偏差は、常に、K+nである(Kが負の場合、パルス抑制ではなく、パルス注入を使用すべきであることを意味する)。図3の実施形態に関する説明と同様に、機能ブロック124は、さらに、n(偏差補正信号の端数部分)を等価なRC発振器116の周期の数npに変換する。1MHzに対応する振動周期が32.768kHzに対応する振動周期よりも何倍も小さいので、偏差補正信号の端数部分nの変換された値npは、一般に、RC発振器のいくつかの周期を超える。したがって、精度を過剰に落とさずに、npを整数の数の周期に丸めることができる。「np」は、次の式(4)で計算することができる。
np=floor(n*M/P)(4)
ここで、Mは、機能ブロック118によって計算されるM(T)であり、Pは、Mがカウントされる水晶発振器112の振動周期の数である。
If np+nINT≧M/P then nINT’=np+nINT−M/P
else nINT’=np+nINT
ここで、nINT’は、新しい端数抑制指令信号であり、温度を補正するために温度補正1Hzタイミング信号の新しいパルスのオンセットが遅延するべきRC発振器の周期の数に対応する。Mは、機能ブロック118によって計算されるM(T)であり、比M/Pは、RC発振器の周期と等しい単位で表現される水晶発振器112の1周期の長さに対応する。
Claims (11)
- 連続的な温度補正時間単位信号パルスを生成するための温度補正機能付きタイミング信号発生器であって、
前記時間単位は、所定の時間間隔であり、
前記タイミング信号発生器は、
基準時間信号を生成するように構成する水晶発振器(12、112)、及び前記基準時間信号を入力として受け、かつ、粗い時間単位信号を出力するように構成するディバイダー回路(14、114)であって、前記基準時間信号及び前記粗い時間単位信号はそれぞれ、前記水晶発振器の温度の関数として実際の周波数が対応する所望の周波数から逸脱している、水晶発振器(12、112)及びディバイダー回路(14、114)と、
前記水晶発振器の周波数(fXT)よりも大きな周波数(fRC)を有する補間信号を生成するように構成する高周波発振器(16、116)と、
前記水晶発振器(12、112)と熱的に接触する温度センサーを有し、前記水晶発振器の温度を表すデジタル温度信号を周期的に供給及びリフレッシュするように構成する温度信号発生回路(18、118)と、
時間単位信号パルスそれぞれに対して、前記デジタル温度信号の関数として、前記ディバイダー回路(14、114)において抑制又は注入されるパルスの整数の数を表す整数部分、及び残るいずれの偏差をも補正するために新しい時間単位信号パルスの出力がさらにどのくらい遅延されるべきかということを表す端数部分を有する偏差補正信号を計算するために、較正データを用いて構成する有限状態マシン(24、124)と、
前記新しい偏差補正信号それぞれの整数部分を受けるように構成し、各時間単位信号パルスに対して、前記ディバイダー回路(14; 114)における前記基準時間信号のパルスをいくつか注入又は抑制する粗い補正回路(34、126)であって、前記基準時間信号のパルスの数は、前記偏差補正信号の整数部分に依存する、粗い補正回路(34、126)と、
前記水晶発振器(12、112)の周波数に対する前記高周波発振器(16、116)の周波数の比(M/P)を表すデジタル周波数比信号を定期的に提供しリフレッシュするように構成し、さらに、各時間単位信号パルスに対応する偏差補正信号の端数部分(n)を前記補間信号の周期の対応する数(np)へと変換するように構成する周波数変換回路(24、40;118、124)と、
各時間単位信号パルスに対して、前記補間信号の周期の数(np)の新しい1つを受け、かつ、前記補間信号の周期の数(np)の新しい1つを前の端数抑制指令信号(nINT)に加えることによって、新しい端数抑制指令信号(nINT’)を反復して計算するように構成する端数蓄積回路(30;130、134)と、及び
前記新しい端数抑制指令信号(nINT’)をそれぞれ受け、かつ、前記補間信号の対応する数の周期の継続時間の分次の時間単位信号パルスの出力を遅延させるように構成する可変遅延回路(38、138)と
を有することを特徴とする温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記新しい端数抑制指令信号(nINT’)の値が前記水晶発振器(M/P)の1周期以上である場合、前記新しい端数抑制指令信号の値から前記水晶発振器(M/P)の1周期が減じられ、前記偏差補正信号の前記整数部分(K)に1単位が加えられる
ことを特徴とする請求項1に記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記高周波発振器(16、116)は、前記温度補正時間単位信号パルスの周波数よりも少なくとも106倍大きな周波数(fRC)を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記水晶発振器は、32,768Hzの音叉水晶共振器を有する
ことを特徴とする請求項1、2及び3のいずれかに記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記温度補正時間単位信号パルスの周波数は1Hzである
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記高周波発振器(16、116)は、チップ上で集積されて、少なくとも1MHzの周波数(fRC)を有するRC発振器である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記高周波発振器(16、116)は、少なくとも10MHzの周波数を有する
ことを特徴とする請求項6の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 基準時間信号の周波数(fXT)が対応する所望の周波数より高い場合、前記偏差補正信号の整数部分(K)は、周波数偏移のモジュラス以下の最大の整数であり、ディバイダー回路において抑制されるパルスの整数の数に対応し、前記偏差補正信号の端数部分(n)は、前記周波数偏移の端数部分のモジュラスと等しい
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれに記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記基準時間信号の周波数が対応する所望の周波数よりも低い場合、前記偏差補正信号の整数部分(K)は、前記周波数偏移のモジュラス以上の最も小さな整数と等しく、前記ディバイダー回路に注入されるパルスの整数の数に対応し、前記偏差補正信号の端数部分(n)は、前記周波数偏移の端数部分のモジュラスに1を減じた値である
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記高周波発振器は、時間単位ごとに1回断続的に動作するように構成し、
前記可変遅延回路は、発振器が開始し、安定させるのに十分な時間を与えられた後、前記発振器が再び止められる前に、時間単位ごとに1回、次の時間単位信号パルスのオンセットの遅延を調整するために、前記高周波発振器を使用するように構成される
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。 - 前記周波数変換回路(24、40;118、124)は、前記発振器が開始し、安定するために十分な時間を与えられ、前記発振器が再び止められる前に、第1の時間間隔の外で、時間単位ごとに1回発生する周期的な第2の時間間隔の間に前記デジタル周波数比信号をリフレッシュする
ことを特徴とする請求項10に記載の温度補正機能付きタイミング信号発生器。
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