JPH0518286B2 - - Google Patents
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- JPH0518286B2 JPH0518286B2 JP59237365A JP23736584A JPH0518286B2 JP H0518286 B2 JPH0518286 B2 JP H0518286B2 JP 59237365 A JP59237365 A JP 59237365A JP 23736584 A JP23736584 A JP 23736584A JP H0518286 B2 JPH0518286 B2 JP H0518286B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- frequency
- temperature
- oscillation
- quotient
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 45
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- XUFQPHANEAPEMJ-UHFFFAOYSA-N famotidine Chemical compound NC(N)=NC1=NC(CSCCC(N)=NS(N)(=O)=O)=CS1 XUFQPHANEAPEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electric Clocks (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、温度測定回路からの温度情報を基に
水晶の温度特性を補償する温度補償付電子時計に
関する。
水晶の温度特性を補償する温度補償付電子時計に
関する。
従来、水晶の温度特性を補償するシステムとし
て、特開昭58−166285の様に、温度に対してその
発振周波数がリニアに変化する感温発振器を利用
して発振器を利用して温度情報を、その感温発振
器の発振周波数として検知し、これから温度の2
乗データを作り、指定された除数で除算を行い、
その商を基に分周回路の分周比を設定して大まか
な周波数の補正を行い、除算の剰余を基に瑞祥発
振回路の発振周波数を切り替え細かな周波数補正
を行い、水晶発振回路の温度特性を平坦なものと
していた。
て、特開昭58−166285の様に、温度に対してその
発振周波数がリニアに変化する感温発振器を利用
して発振器を利用して温度情報を、その感温発振
器の発振周波数として検知し、これから温度の2
乗データを作り、指定された除数で除算を行い、
その商を基に分周回路の分周比を設定して大まか
な周波数の補正を行い、除算の剰余を基に瑞祥発
振回路の発振周波数を切り替え細かな周波数補正
を行い、水晶発振回路の温度特性を平坦なものと
していた。
これは時計で用いられる水晶振動子の周波数−
温度特性が概略2次曲線で与えられ、頂点温度
(通常25℃)からの周囲温度の偏差を△Tとする
と、発振周波数温度偏差△は代表的な値とし
て、 △=0.034×ΔT2〔ppm〕 と表すことができるため、回路的に−0.034×△
T2の補正を発振周波数に対して行うことにより、
温度変化に対する周波数変動を補正することがで
きるというものである。
温度特性が概略2次曲線で与えられ、頂点温度
(通常25℃)からの周囲温度の偏差を△Tとする
と、発振周波数温度偏差△は代表的な値とし
て、 △=0.034×ΔT2〔ppm〕 と表すことができるため、回路的に−0.034×△
T2の補正を発振周波数に対して行うことにより、
温度変化に対する周波数変動を補正することがで
きるというものである。
しかし従来の技術では、感温発振器からの温度
情報を含む発振周波数から2乗データを形成した
後、指定された除数で除算を行い、その商を基に
分周回路の分周回路比を設定して大まかな周波数
の補正を行い、除算の剰余を基に水晶発振回路の
発振周波数を切り替え細かな周波数補正を行い、
水晶発振回路の温度特性を平坦なものとしてい
た。そのため水晶発振回路の発振周波数を切り替
えたときの発振周波数の変化△swは分周回路回
路の分周回路比を切り替えることによつて周波数
調整可能な最小分解能△dvと等しくなければな
らない。何故なら△sw<△dvならば、遅れの方
向に平均周波数が狂い△sw>△dvならば進みの
方向に平均周波数が狂つてしまうからである。
情報を含む発振周波数から2乗データを形成した
後、指定された除数で除算を行い、その商を基に
分周回路の分周回路比を設定して大まかな周波数
の補正を行い、除算の剰余を基に水晶発振回路の
発振周波数を切り替え細かな周波数補正を行い、
水晶発振回路の温度特性を平坦なものとしてい
た。そのため水晶発振回路の発振周波数を切り替
えたときの発振周波数の変化△swは分周回路回
路の分周回路比を切り替えることによつて周波数
調整可能な最小分解能△dvと等しくなければな
らない。何故なら△sw<△dvならば、遅れの方
向に平均周波数が狂い△sw>△dvならば進みの
方向に平均周波数が狂つてしまうからである。
水晶発振回路の発振周波数を切り替える手段と
しては水晶振動子の端子に付加する容量値を切り
替えて行うことが一般的であるが、そのよう領地
のばらつきや、その他の水晶発振回路を構成する
素子のばらつきなどにより、△swが設計通り△
dvと等しくなるとは限らない。
しては水晶振動子の端子に付加する容量値を切り
替えて行うことが一般的であるが、そのよう領地
のばらつきや、その他の水晶発振回路を構成する
素子のばらつきなどにより、△swが設計通り△
dvと等しくなるとは限らない。
従来はこの問題を解決するのに、水晶発振回路
の発振周波数をトリマーコンデンサーにより調整
していた。しかし、この調整作業は手間のかかる
ものであり、安定した特性を得ることも難しく
い。
の発振周波数をトリマーコンデンサーにより調整
していた。しかし、この調整作業は手間のかかる
ものであり、安定した特性を得ることも難しく
い。
本発明は、水晶発振回路の周波数変化△swが、
分周回路比の調整による最小分解能△dv以上で
ある場合にも精度良く温度補償可能な温度補償機
能付電子時計を提供するものである。
分周回路比の調整による最小分解能△dv以上で
ある場合にも精度良く温度補償可能な温度補償機
能付電子時計を提供するものである。
発振周波数温度特性が略2次曲線で近似され異
なる2つの発振周波数を切り替える発振周波数切
り替え回路を有する水晶発振回路と、前記水晶発
振回路の出力信号に基づき計時信号を形成する分
周回路と、温度測定回路と、前記温度測定回路の
出力に基づき前記分周回路の分周比を設定する分
周比設定回路とを備えた温度補償機能付電子時計
において、 前記温度測定回路の出力に基づき2乗情報を得
る2乗情報形成手段と、前記2乗情報形成手段の
出力を第1の定数で除算し商を出力する第1の除
算回路と、前記2乗情報形成手段の出力から前記
商に比例した値を減算した後第2の定数で除算し
剰余を出力する第2の除算回路とを有し、 前記周波数切り替え回路は前記商に基づき制御
され、前記分周比設定回路は前記剰余に基づき制
御されてなることを特徴とする。
なる2つの発振周波数を切り替える発振周波数切
り替え回路を有する水晶発振回路と、前記水晶発
振回路の出力信号に基づき計時信号を形成する分
周回路と、温度測定回路と、前記温度測定回路の
出力に基づき前記分周回路の分周比を設定する分
周比設定回路とを備えた温度補償機能付電子時計
において、 前記温度測定回路の出力に基づき2乗情報を得
る2乗情報形成手段と、前記2乗情報形成手段の
出力を第1の定数で除算し商を出力する第1の除
算回路と、前記2乗情報形成手段の出力から前記
商に比例した値を減算した後第2の定数で除算し
剰余を出力する第2の除算回路とを有し、 前記周波数切り替え回路は前記商に基づき制御
され、前記分周比設定回路は前記剰余に基づき制
御されてなることを特徴とする。
上記構成により、水晶発振回路の周波数を切り
替えその周波数変化△SWが、分周比の調整に
よる最小分解能△dv以上であつても第2の除算
回路で指定されている除数を変更し、容易に論理
回路的に補正をすることができる。
替えその周波数変化△SWが、分周比の調整に
よる最小分解能△dv以上であつても第2の除算
回路で指定されている除数を変更し、容易に論理
回路的に補正をすることができる。
第1図に本発明の一実施例の回路を示す。
略2次の発振周波数温度特性を持つ水晶発振回
路101の信号を分周回路102,103により
計時単位信号まで分周し、表示回路104により
運針あるいは液晶表示させる。一方分周回路10
3の内容は、設定A123の内容と比較回路12
2により比較され、特定の時間幅だけゲート12
8を開き、温度に比例して発振周波数が変化する
リングオシレーター121の出力信号を、あらか
じめ設定B124の内容に従つてプリセツトされ
たカウンタBにより計数する。この計数データは
折返し回路126により、水晶振動子の頂点温度
に対して左右同一となるような折返しを受けて
後、2乗回路127により、温度情報の2乗に比
例した時間幅が作られる。この時間幅TN2は、
まずAND109により4Hz信号により、カウン
タL108により計数される。カウンタL108
の内容はラツチ107に記憶され、ラツチ107
の内容を基に論理緩急パルス作成回路105と論
理緩急用ゲート群106により、分周回路102
の動作が制御され、水晶発振周波数の粗補償が行
なわれる。他方、時間幅TN2は、AND110に
より16KHz信号で計数され、設定C113によ
り、その分周比が設定される可変分周回路112
で分周され、分周出力はカウンタM114で計数
される。この時同時に、AND109の出力信号
の立下り時に微分回路111により、カウンタM
114に微分リセツトがかけられ、カウンタL1
08の内容に応じた数だけ減算される。その後カ
ウンタM114の内容はラツチ115に保持さ
れ、時間幅決定回路116及び補正回路117に
より、ラツチ115の内容に応じた時間幅だけ、
スイツチ118をオフさせ、水晶発振回路101
の発振周波数を制御する。
路101の信号を分周回路102,103により
計時単位信号まで分周し、表示回路104により
運針あるいは液晶表示させる。一方分周回路10
3の内容は、設定A123の内容と比較回路12
2により比較され、特定の時間幅だけゲート12
8を開き、温度に比例して発振周波数が変化する
リングオシレーター121の出力信号を、あらか
じめ設定B124の内容に従つてプリセツトされ
たカウンタBにより計数する。この計数データは
折返し回路126により、水晶振動子の頂点温度
に対して左右同一となるような折返しを受けて
後、2乗回路127により、温度情報の2乗に比
例した時間幅が作られる。この時間幅TN2は、
まずAND109により4Hz信号により、カウン
タL108により計数される。カウンタL108
の内容はラツチ107に記憶され、ラツチ107
の内容を基に論理緩急パルス作成回路105と論
理緩急用ゲート群106により、分周回路102
の動作が制御され、水晶発振周波数の粗補償が行
なわれる。他方、時間幅TN2は、AND110に
より16KHz信号で計数され、設定C113によ
り、その分周比が設定される可変分周回路112
で分周され、分周出力はカウンタM114で計数
される。この時同時に、AND109の出力信号
の立下り時に微分回路111により、カウンタM
114に微分リセツトがかけられ、カウンタL1
08の内容に応じた数だけ減算される。その後カ
ウンタM114の内容はラツチ115に保持さ
れ、時間幅決定回路116及び補正回路117に
より、ラツチ115の内容に応じた時間幅だけ、
スイツチ118をオフさせ、水晶発振回路101
の発振周波数を制御する。
今リングオシレータ121の発振周波数Rを
R=k1θ+k2(θ:周囲温度)
と表わす。2乗回路127の出力の時間幅TN2
は TN2=(A・R+B−2j・I)2/16K A:設定A123による定まる時間幅 B:設定B124の十進表示 j:カウンタB125の構成ビツト数 I:カウンタB125のオーバーフロー回数 設定A123と設定B124を所望の値に設定
して、リングオシレーター121の温度の対する
傾きと、絶対値を補正し、水晶の温特に対応する
2乗時間幅TN2を得る。
は TN2=(A・R+B−2j・I)2/16K A:設定A123による定まる時間幅 B:設定B124の十進表示 j:カウンタB125の構成ビツト数 I:カウンタB125のオーバーフロー回数 設定A123と設定B124を所望の値に設定
して、リングオシレーター121の温度の対する
傾きと、絶対値を補正し、水晶の温特に対応する
2乗時間幅TN2を得る。
さてこのTN2をまず4Hz信号で計数すると、
カウンタL108の内容Lは TN2・4=(AR+B−2j・I)2/4K の整数部分であり、結局2乗データTN2を4Kで
除した商となる。
カウンタL108の内容Lは TN2・4=(AR+B−2j・I)2/4K の整数部分であり、結局2乗データTN2を4Kで
除した商となる。
一方、TN2を16KHzで計数すると、可変分周1
12に印加されるパルス数Pxは TN2・16K=(AR+B−2j・I)2 の整数部分となる。可変分周112の分周比を
Lxとすると、カウンM114の内容Mは TN2・16K/Lx−TN2・4 の整数部分となり、結局2乗データTN2を設定
C113により指定された値に応じた数で除しつ
つLに比例した数で減算した結果の剰余となる。
第1図の回路の動作を以上で詳述したので、次
に、その効果を第2図〜第4図を用いて詳述す
る。第2図は、発振と分周に制御をかけて、結果
的に水晶の温度補償を行なう場合の概念図であ
る。分周回路の制御による周波数補償の分解能を
3.05ppmとすると、水晶発振を容量切替により切
替SWONの時Lで、SWOFFの時Hで発振するよ
うにし、頂点温度からの温度偏差△T=0の時、
L=0(=32768Hz)であるとする。今 H−L/0=3.05(ppm) であれば、分周回路の動作を制御するデータ作成
の過程で生ずる剰余を用いて、切替SWの制御を
行なえばよいが、通常 H−L/0=3.05+△c(ppm) となる。これは、容量等はIC上に作り込まれる
ため、IC製造上のバラつきや、使用される水晶
振動子とのマツチングにより誤差分△Cが生ず
る。今、単位時間をτ:(1−τ)に分割に、τ
の間はLで発振させ、(1−τ)の間はHで発振
させると、単位時間中の平均発振周波数Mはτを τ=H−L/0×1/3.05+ΔC とすると、前頁の式よりM =τL+(1−τ)H =−(H−0)(1/3.05+△C)(H−L/
)+H =0−H+H=0 となり、τを△Cに応じて変えてやれば、△Cの
影響はキヤンセルされることとなる。
12に印加されるパルス数Pxは TN2・16K=(AR+B−2j・I)2 の整数部分となる。可変分周112の分周比を
Lxとすると、カウンM114の内容Mは TN2・16K/Lx−TN2・4 の整数部分となり、結局2乗データTN2を設定
C113により指定された値に応じた数で除しつ
つLに比例した数で減算した結果の剰余となる。
第1図の回路の動作を以上で詳述したので、次
に、その効果を第2図〜第4図を用いて詳述す
る。第2図は、発振と分周に制御をかけて、結果
的に水晶の温度補償を行なう場合の概念図であ
る。分周回路の制御による周波数補償の分解能を
3.05ppmとすると、水晶発振を容量切替により切
替SWONの時Lで、SWOFFの時Hで発振するよ
うにし、頂点温度からの温度偏差△T=0の時、
L=0(=32768Hz)であるとする。今 H−L/0=3.05(ppm) であれば、分周回路の動作を制御するデータ作成
の過程で生ずる剰余を用いて、切替SWの制御を
行なえばよいが、通常 H−L/0=3.05+△c(ppm) となる。これは、容量等はIC上に作り込まれる
ため、IC製造上のバラつきや、使用される水晶
振動子とのマツチングにより誤差分△Cが生ず
る。今、単位時間をτ:(1−τ)に分割に、τ
の間はLで発振させ、(1−τ)の間はHで発振
させると、単位時間中の平均発振周波数Mはτを τ=H−L/0×1/3.05+ΔC とすると、前頁の式よりM =τL+(1−τ)H =−(H−0)(1/3.05+△C)(H−L/
)+H =0−H+H=0 となり、τを△Cに応じて変えてやれば、△Cの
影響はキヤンセルされることとなる。
第3図には、上記による△Cの補正を行なわな
い場合のMを示した。第3図aでは誤差分△C=
+0.5ppmの場合のMの様子を示し、第3図bで
は誤差分△C=−0.5ppmの場合のMの様子が示
されている。第4図には、△Cの補正を行なつた
場合のMとτの様子を示し、 H−L/0=6.1+2・△C(ppm) として、△Cが負の場合も対応可能としている。
第4図aは△C=−0.5ppmの場合のH,L,M
の温度特性を示している。この時のτの様子を第
4図bに示した。第4図cはΔC=+0.5ppmの場
合のH,L,Mの温度特性を示している。この時
のτの様子を第4図dに示した。
い場合のMを示した。第3図aでは誤差分△C=
+0.5ppmの場合のMの様子を示し、第3図bで
は誤差分△C=−0.5ppmの場合のMの様子が示
されている。第4図には、△Cの補正を行なつた
場合のMとτの様子を示し、 H−L/0=6.1+2・△C(ppm) として、△Cが負の場合も対応可能としている。
第4図aは△C=−0.5ppmの場合のH,L,M
の温度特性を示している。この時のτの様子を第
4図bに示した。第4図cはΔC=+0.5ppmの場
合のH,L,Mの温度特性を示している。この時
のτの様子を第4図dに示した。
△Cの補正を行なうτの作成は、第1図におい
て、設定C113により、その分周比が設定され
る可変分周122による。もし△C=0であれ
ば、設定C113の内容は、カウンタM114が
5bitであるため、 TN2・4=TN2×16K/Lx/25 より Lx=16k/4・25=128 となり、10進表示で128とすればよい。
て、設定C113により、その分周比が設定され
る可変分周122による。もし△C=0であれ
ば、設定C113の内容は、カウンタM114が
5bitであるため、 TN2・4=TN2×16K/Lx/25 より Lx=16k/4・25=128 となり、10進表示で128とすればよい。
尚、本実施例では、カウンタM114を5ビツ
トしたが、5ビツトには限定されない。また
TN2を4Hzと16KHzで除算しているが、これも限
定されるものではない。
トしたが、5ビツトには限定されない。また
TN2を4Hzと16KHzで除算しているが、これも限
定されるものではない。
また水晶発振回路101の制御を容量切替で行
なつたが、これも、例えば帰還抵抗や、発振イン
バーターの能力切替などで行なつてもよい。
なつたが、これも、例えば帰還抵抗や、発振イン
バーターの能力切替などで行なつてもよい。
また設定A123、設定B124、設定c11
3は、ROM、EPROM、FAMOS、ボンデイン
グ、ヒユーズ等により設定が用いられる。
3は、ROM、EPROM、FAMOS、ボンデイン
グ、ヒユーズ等により設定が用いられる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、分周回路
の分周比を決定するデータ作成とは別に、分周比
調整で周波数調整可能な最小分解能△dvと、水
晶発振周波数を切り替えた場合の発振周波数変化
ΔSwとの比により水晶発振周波数を切り替え制
御するデータを作成することにより、△SW>
△dvであつても論理回路的に補正をする事がで
きる。また従来のものと比較しても、カウンタ数
ビツト、設定数ビツトの増加ですみ、切替え発振
周波数偏差の合わせ込みの工数と比較すればその
効果は極めて大きいと言える。
の分周比を決定するデータ作成とは別に、分周比
調整で周波数調整可能な最小分解能△dvと、水
晶発振周波数を切り替えた場合の発振周波数変化
ΔSwとの比により水晶発振周波数を切り替え制
御するデータを作成することにより、△SW>
△dvであつても論理回路的に補正をする事がで
きる。また従来のものと比較しても、カウンタ数
ビツト、設定数ビツトの増加ですみ、切替え発振
周波数偏差の合わせ込みの工数と比較すればその
効果は極めて大きいと言える。
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は
温度補償動作の概念図、第3図は従来の温度補償
動作の概念図、第4図は本発明による温度補償動
作の概念図 101:水晶発振回路、102,103:分周
回路、105:論理緩急パルス作成回路、10
6:論理緩急用ゲート群、107:ラツチ回路、
108:カウンタ、109,110:アンドゲー
ト、112:可変分周回路、114:カウンタ、
115:ラツチ回路、116:時間幅決定回路、
117:補正回路、121:リングオシレータ
ー、127:2乗回路。
温度補償動作の概念図、第3図は従来の温度補償
動作の概念図、第4図は本発明による温度補償動
作の概念図 101:水晶発振回路、102,103:分周
回路、105:論理緩急パルス作成回路、10
6:論理緩急用ゲート群、107:ラツチ回路、
108:カウンタ、109,110:アンドゲー
ト、112:可変分周回路、114:カウンタ、
115:ラツチ回路、116:時間幅決定回路、
117:補正回路、121:リングオシレータ
ー、127:2乗回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 発振周波数温度特性が略2次曲線で近似され
異なる2つの発振周波数を切り替える発振周波数
切り替え回路を有する水晶発振回路と、前記水晶
発振回路の出力信号に基づき計時信号を形成する
分周回路と、温度測定回路と、前記温度測定回路
の出力に基づき前記分周回路の分周比を設定する
分周比設定回路とを備えた温度補償機能付電子時
計において、 前記温度測定回路の出力に基づき2乗情報を得
る2乗情報形成手段と、前記2乗情報形成手段の
出力を第1の定数で除算し商を出力する第1の除
算回路と、前記2乗情報形成手段の出力から前記
商に比例した値を減算した後第2の定数で除算し
剰余を出力する第2の除算回路とを有し、 前記周波数切り替え回路は前記商に基づき制御
され、前記分周比設定回路は前記剰余に基づき制
御されてなることを特徴とする温度補償付電子時
計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23736584A JPS61116406A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 温度補償付電子時計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23736584A JPS61116406A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 温度補償付電子時計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61116406A JPS61116406A (ja) | 1986-06-03 |
JPH0518286B2 true JPH0518286B2 (ja) | 1993-03-11 |
Family
ID=17014306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23736584A Granted JPS61116406A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 温度補償付電子時計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61116406A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2854294B1 (en) * | 2013-09-30 | 2016-03-30 | Micro Crystal AG | Temperature compensated timing signal generator |
EP2854293B1 (en) * | 2013-09-30 | 2016-03-30 | Micro Crystal AG | Temperature compensated timing signal generator |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58166285A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Citizen Watch Co Ltd | 温度補償付電子時計 |
-
1984
- 1984-11-09 JP JP23736584A patent/JPS61116406A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58166285A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Citizen Watch Co Ltd | 温度補償付電子時計 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61116406A (ja) | 1986-06-03 |
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