JPH05507162A - 正確な時間および／または周波数を提供する装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 正確な時間および／または周波数を提供する装置と方法技術分野 本発明は発振器および／またはクロックなどのユニットの精度を向上する装置と 方法に関し、特に正確な時間および／または周波数を提供する装置と方法に関す る。

背景技術 発振器や時間は時間がたつと、出力に周波数や時間の精度誤差を生じることがよ （知られている。例えば一度同期化されたどのような２つの別個のクロックも、 限りなく一方が他方に対して早（進むようになり、それらの差異は十分な経過時 間がたつと限度を越える。クロックユニットの性能の改善によりこの過程を緩慢 にすることはできても、完全になくすることはできない。

２つのクロック（または発振器）ユニット間の一致を維持する１つの方法として は、それらの間に連続的あるいはほぼ連続的な通信を行うことである。これは、 一般に不便で実際的ではなく、例えばほとんどのクロックは（外部基準からの正 しい時間を用いて）周期的にリセットして同期を保持する。リセットする度に２ つのクロックユニットは一致するが、クロックの読み取り値はリセット間にまた 一方が他方より進むことになる。

一部のシステムでは、例えばクロックレートの差の推定値を用いてクロックの誤 差を補正しようとしている。

しかし周期的なりロックのリセットや静的な速度オフセットといった今までに知 られていた方法は、得られる情報を最適に利用して実際のクロックのその環境で の統計的に強固な性能モデルを構築したものではなく、従ってそれらはしかるべ きレベルよりはるかに非効率的なものである。

時間オフセット、周波数オフセット、周波数ドリフト、クロックノイズ、外部摂 動による誤差は全て、校正ないし更新間の発振器／クロックユニットの出力を不 正確なものにしており、既存のプロセスはそれらの間隔での出力読み取り値の精 度を評価する手段を提供していない。

発明の要約 本発明では、確定された出力変動の予測を利用して精度を向上したユニット出力 を発生する装置と方法を提供する。この予測は基準に基づいて更新される。ユニ ットが発振器ないしクロックの場合は、外部電源または基準電源から与えられる 基準により、正しい周波数ないし時間を示すことができる。変動予測の更新は、 必要に応じて特定目的のために行うことができ、出力変動の予測が向上すれば通 常それはと頻繁に行わなくてもよい。

周波数ないし時間の精度向上装置には、出力をプロセッサ部により絶えずモニタ されかつ制御される発振器／クロックユニットが含まれており、このプロセッサ 部には好ましくはマイクロプロセッサが含まれている。マイクロプロセッサは補 正を発振器／クロックユニットに与えるのに利用することができ、あるいはサー ボシステムのような別のマイクロプロセッサの制御補正ユニットを利用すること もできる。

更に、マイクロプロセッサは、発振器／クロックユニットの出力と、予測を更新 する基準とを比較するのに利用することができ、あるいは別のマイクロプロセッ サ制御比較システムを利用することもできる。基４（外部標準）に対する比較は 内部発振器／クロックユニットの性能の測定を行い、補正装置へ連続して情報を 与え、そして装置誤差の統計的に適正な推定値を与えるのに使用することができ る。

従って、本発明の目的は、あるユニットの出力の精度を向上する改善された装置 と方法を提供することである。

本発明の他の目的は、ユニットの過去の性能に基づく予測変動を確定、使用する ことで、ユニットの出力の精度を向上する、改善された装置と方法を提供するこ とである。

本発明の更に別の目的は、ユニットの過去の性能に基づく予測変動を確定かつ使 用し、さらにユニット出力と外部基準間の比較を利用した予測変動を更新するこ とによって、ユニットの出力の精度を向上する、改善された装置と方法を提供す ることである。

本発明の更なる目的は、発振器／クロックユニットの過去の性能に基づく予測変 動を使用し、発振器／クロックユニットの出力と正確な周波数ないし時間を示す 正確な基準間の比較を利用した予測変動を更新することで、時間ないし周波数を 正確に発生する、改善された装置と方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、希にしか外部基準への参照を必要としないユニットの 出力の精度を向上する、改善された装置と方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、校正経過と内部的に構築されたモデルから抽出された ユニットの誤差の統計的に適正な推定値を連続して与えることによりユニットの 出力の精度を向上する、改善された装置と方法を提供するこて、この発明は、以 下に実質的に記載され、特に添付の請求の範囲で定義される部分及び方法の新規 の構成、組合せにあり、ここに開示する発明に開示される実施例の変更も請求の 範囲内に含まれることが当業者には理解されよう。

図面の簡単な説明 以下の図面は、本発明の原理に基づいて案出された最良の態様による本発明の完 全な実施例を示したものである。

図１は典型的なりオーツ・、クリスタル発振器／クロックユニットの時間および 周波数（曲線の傾斜）精度または誤差を示したグラフである。

図２は本発明の装置の一例を示すブロック図である。

図３は図２に示すマイクロプロセッサで使用するアルゴリズムの一例を示すフロ ーチャート図である。

図４Ａないし図４Ｇは図２に示すマイクロプロセッサ内で使用するアルゴリズム の更に詳細な例を与えるも実施例 環境的な摂動を無視すれば、多くのタイプのクロックのシステマチックな時間オ フセットは、二次関数でよくモデル化されることが知られている。

ｘ（ｔｌ　”　Ｘｏ　”　ｙａ傘ｔ　ｏ、ｓ＊ｏ＊ｔ”　（１）ここで、ｘｏは ｔ・０での同期化での誤差を示し、ｙｏは１＝０でのクロックレートまたは周波 数オフセットを示し、Ｄはモデル化された周波数ドリフト速度を示している。

ここでも環境摂゛動を無視すると、式（１）からの予測値からの時間オフセット の実際のランダムな偏差は、一般的に次の形式のパワースペクトルで特徴付ける ことができる。

ここで、ｙは発振器の正規化周波数オフセット、ｈ＝ｃパラメータは５つの特定 雑音プロセス・モデルの各々の強度を性格付け、ｆはフーリエ周波数である。

長期的には一般的なりオーツ・クリスタル発振器の偏差は、通常フリッカ−雑音 周波数変調（ＦＭ）及びしばしばランダム・ウオークＦＭで特徴付けられ、式（ ２）はこの場合、次のように単純化することができる。

Ｓｙ　（ｆ）・Ｈ−＋　／　ｆ　＋　ｈ−ｘ／　ｆ　”　（３１ここでｈ−ｉ　 、ｈ、は各々のＦＭプロセスからの出力の測定値である。

「第２０回周波数制御年次シンポジウム議事録Ｊ　６２９−６３５ページ（１９ ６６年）に掲載されたり、フェイ、Ｊ、Ａハーネス、Ｏ，Ｗ、アランによる「低 情報速度時間制御装置」の名称の論文と、「周波数」１−５ページ（１９６８年 ）に掲載されたり、７−Ｔ−ｒ　、　Ｈ，Ｅ、？クラン、Ｊ、Ａ、ハーネス、Ｄ 、　Ｗ。

アランによる［コンピュータ・シミュレーション設計の超高精度時間同期化シス テム」に述べられているように、超低情報速度入力（非常に小さい帯幅要件）か ら制御された三次サーボがクロックの精度を向上するために補正入力を行う際に 使用するためにこれまでに開発されている（これらの両輪文は参照としてここに 包含する）。その著書の一部として、式（１１Ｆ３１で特徴付けられた挙動がデ ィジタル・コンピュータでシミュレートされ、分析的に解決することのできない 問題であるフリッカ−・ノイズが存在する中でサーボ時間定数を最適化している 。　サーボ安定性基準もアナログ・コンピュータでチェックされた。上記の参考 文献の「コンピュータ・シミュレーションで設計した超高精度時間同期化システ ム」で述べられているように、装置はうまく作動し、７０ｎｓ（ナノ秒）の二乗 平均平方根（ＲＭＳ）誤差で１２時間の期間にかけて予測した。装置は時間差を 得て式（１）の係数を更新するのに、１２時間毎に１秒の情報しか必要としなか った。

本発明では、発振器／クロックユニットなどの利用するユニットの補正は、上記 の「低情報速度時間制御装置の分析」及び「コンピュータ・シミュレーション設 計の超高精度時間同期化システム」の参考文献に述べられているようなサーボを 含む補正装置あるいはマイクロプロセッサ（ソフトウェアとファームウェア）に より実行することができる。

フリッカ−ＦＭ及びランダム・ウオークＦＭはクロックの連続的補正のディジタ ル・サーボ・アルゴリズムを最適化するために、各々に適切なレベルでモデル化 する。サーボは発振器の特性に併せることができ、二次、三次あるいは高次のル ープとして走行できる。

図１は、クォーツ・クリスタル発振器により制御された典型的なりロックの時間 誤差を示したもので、図２は本発明の装置のブロック図である。

区２に示されているように、発振器／クロックユニット１１は出力を（例えば３ ２，７６８Ｈｚで）プロセッサ部１３の一部である補正装置１２に与える。ライ ン１４上の装置の出力は利用ユニットに供給されるが、同ユニットは装置の外部 に設けられ、通常の伝送リンク１７によりそれに接続することができる。利用ユ ニット１６は例えば、ディスプレイ、放送用送信機、あるいは時間または周波数 測定ユニットとすることができる。

ライン１４の出力は又比較器１９にも接続され、比較器はライン１４の出力を外 部基準電源２１により与えられた基準入力（例えば正確な時間）と比較する。図 示されているように、基準入力は通常の伝送リンク２２を介して比較器１９に接 続することができる。

比較器１９から出力された差異は、関連ユニットの予測変動を更新するためにマ イクロプロセッサ２４に接続される。マイクロプロセッサ２４は補正アルゴリズ ムを実行し、比較器１９から受信された出力の差は、アルゴリズム・パラメータ やその他の関連値と共にメモリ２５に記憶さされる更新補正を演算して出力ライ ン１４の時間信号を更に補正し、又所定の精度レベルを維持するため、時間基準 電源２１から次の校正が要求される所望の時間を演算することができる。図２に 更に示すように、更新が必要な場合は、そのような更新は伝送リンク２６を通し て外部基！！！電源２１へ要求を発するマイクロプロセッサ２４により開始され る。

マイクロプロセッサ２４により計算された補正は、式（１１、（２１によりモデ ル化された装置の現在及び過去の性能から抽出された必要なりロック補正値の最 適予測からなり、例えば温度や供給電圧による環境摂動の測定から推定される補 正を含めることができる。

図ｐ喋す処理部１３は、図示するようにいくつかの個別の構成部分により実現す ることができる。しかしマイクロプロセッサ２４は適切なソフトウェアあるいは ファームウェアを用いて利用して、補正ユニットや比較器の機能を遂行すること ができる。更にマイクロプロセッサ、補正ユニット、比較器は、ディジタル・ハ ードウェア設計の当業者にはよく知られた方法を用いて、単一の集積回路として 実現することができる。

マイクロプロセッサ２４により補正ユニット１２を制御するのに用いられるパラ メータに対する変更間の時間間隔は重要なものとなる。それは許容できる最大出 力誤差（出力ライン１４の）、比較測定雑音、環境、発振器／クロックユニット １１の性能（即ちそのランダム・ノイズとその環境感度レベル）に支配される。

発振器１１の時間オフセット、速度オフセット、周波数ドリフトは最適に推定さ れ、明らかにされるので（発振器出力にランダムな変動が存在する中で）、発振 器の性能と校正データの両方が最大限に利用されることになる。

時間基４１Ｅ源２１からのデータ要求は、本発明を利用すれば通常希であるので 、様々な伝送リンクは伝送リンク２２を実行するために用いることができ、例え ば専用電話線、電磁的、光学的または音響的（例えば超音波）伝送、衛星時間伝 送、ポータプルまたは公衆電話、商業放送の補助信号を含めることができ、ある いは米国基準技術研究所が提供する自動コンピュータ時間サービス（ＡＣＴＳ） を全て用いることができる。ＡＣＴＳサービスは閏秒の事前通知やサマータイム に関する変更の事前通知を提供するので、この適用に特に適している。

上述したように、補正ユニット１２はマイクロプロセッサ２４から分離したユニ ットとすることができ、そうであれば上述したように二次または三次サーボとな る。しかし更に上述したように、マイクロプロセッサ２４は適切なソフトウェア またはファームウェアを用いて補正ユニットを実現するのに利用することができ る。この場合、マイクロプロセッサ２４によりメモリ２５と共に実施される補正 アルゴリズムは、実際上、上記の「低情報速度時間制御装置の分析」及び「コン ピュータ・シミュレーション設計の超高精度時間同期化システム」の論文で記述 された二次、三次あるいは高次のサーボのディジタル実行となる。二次または三 次ループに要求される結合器及び合計累算器は、複合補正信号が様々な積分器の 出力から計算され、ディジタル・ハードウェア設計分野の当業者にはよく知られ た方法で全てマイクロプロセッサ内のレジスタ及び補助構成部品で実現できる。

補正アルゴリズムの演算の結果、ライン１４の出力信号は、最適時間、周波数及 び周波数ドリフト予測値を用いて制御される。その予測値には温度あるいは供給 電圧といった環境摂動の作用に対する推定値を含めることができる。又マイクロ プロセッサは時間基準源２１により提供された外部校正データを（ライン１４の 出力の必要精度及び発振器１１の品質に基づいて）最適に利用する。

図３は、安定状態の作動を示す図である。図３に示して論じる本発明の単純化し たアルゴリズムは、クォーツ・クリスタル発振器にふされしいモデルを用いて特 に例示しているが、これは例示のためだけであることを理解する必要がある。こ の装置はクロック出力を発生する他のどのような種類の発振器を用いても実現す ることができ、更なるパラメータを取り入れた更に複雑なアルゴリズムを本発明 の明白な延長として構成することができる、従って本発明は、用いる特定の図に 限定されるものではない。

図３に示す単純化した図では、補正された内部クロックと標準クロックの間のに 番目の差異は、時間ｔｋで測定され、ｅ（ｔｌＬ）で示される。ｔ５とｔｍ−＋ の間の間隔はτｍｉｎである。これは、測定雑音が安定状態のクロック雑音より も少なくなるようにアルゴリズムの一部として十分長くなるように計算される（ モデル・パラメータがよ（知られていない立ち上がり段階では比較的短く、安定 状態に達するとモデル予測値の精度の増大に合致するように増大する）。測定値 をより頻繁に取ることが望まれる場合は、アルゴリズムは、クロック雑音に関し て測定雑音を平均化するように修正される。

測定した差異は、先の測定値から計算され、予測間隔てｆｆ１ｊｎにわたって、 ０１ｇ−１と示されるクロックのＲＭＳ誤差の最適推定値に対して比較される。

パラメータｒＣＪは所望の信頼間隔である。測定した差異が大きすぎる場合は、 アルゴリズムは外部基準と比較器及び内部基準の時間または周波数ステップの間 の伝送誤差の間で区別をする。伝送誤差は比較の即時の繰り返し要求により検出 され、時間または周波数ステップは内部モデル・パラメータに適切な修正をもた らすことになる。

この図例では、モデル・パラメータには正規化周波数オフセットｙ、、周波数ド リフトＤ、及び測定値のＲ１１／［Ｓ時間誤差σ、が含まれる。これらのパラメ ータは将来の時間てでの装置の性能を予測するのに用いられる。装置の詳細によ り、クロックの推定時間オフセットは装置の出力に直接適用することができたり 、オフセットを補助チャネルを通して伝送したり、表示、あるいは他の適切な方 法で利用することができる。

本発明の原型装置はランダム・ウオークＦＭモデルと比較してテストを行い、２ 乗平均平方根（ＲＭＳ）誤差は一般的に１００　ｓ　（秒）の予測間隔に対して １ｏａｎｓ（ナノ秒）以下であることが分かった。ＲＭＳ誤差は長い時間では予 測間隔の３７２乗として増大した（上記の式（２）での確定的雑音モデルではα ＝−２）、予測誤差は１日後では０．６ミリ秒ＲＭぺで、１月後では０．１秒で あった。

所望の時間不確定性が０．１秒（ＲＭＳ）以下とするならば、この要件は外部時 間比較を１月に１回だ蚤す用いることにより満たすことができる。従って図１に 示すクロックの誤差は、図１に示す３０日期間中に１回だけの外部比較を最適に 用いることにより、１００以上の係数で削モードによる。例えばＮｌ５Ｔ　ＡＣ ＴＳサービスを利用する場合は、必要な時間は通常、数秒である。これらの能力 は、通常価格のクォーツ・クリスタル発振器を用いて構成したいくつかのクロッ クを用いて確認した。

実際の原型装置に使用するアルゴリズムはより複雑で、図４Ａから図４Ｇのフロ ーチャートで図示するように異なる段階に分けられている（図４Ａは立ち上がり と初期化を示し、図４Ｂは安定状態ループを示し、図４Ｃは拒絶タイプ１を示し 、図４Ｄは拒絶タイプ２を示し、図４Ｅは拒絶タイプ３を示し、図４Ｆは交信不 良を示し、図４Ｇは外部゛基準時間を読み取るためのサブルーチンを示している 。） 図４Ａに示す装置の立ち上がり段階では、各々が時間τｗｉｎで分離された３つ の比較が装置の内部時間と外部基準の時間の間で行われる。測定間の初期時間は 、測定雑音が装置の能力の最初の推定値に比較して小さくなるように十分長くセ ットされる。内部時間は最初の測定径正確にセットすることができ、周波数の最 初の推定は２番目の測定後に行い、周波数のドリフトの最初の推定は第３の測定 後に行うことができる。３つの測定だけしか行われないので、装置はまだ他のパ ラメータを推定することはできない。

アルゴリズムは図４Ｂに示すその安定状態に続く。安定状態段階の状態で、モデ ルの予測能力は依然相対的に弱く、従って外部校正間の時間間隔は比較的短い。

この最初の間隔は、発振器の安定特性、装置の最大許容誤差、外部標準を測定す る差異の不確定性、各々の比較のコストから推定される。

この間隔が経過すると、内部時間と外部標準間の比較を開始する。現在測定され た差と以前のそれとの両方が満足して受け入れられるならば、それらのデータを 用いてモデル・パラメータを更新し、そのモデルを用いて関連発振器／クロック ユニットの自由走行時間および周波数に対する補正を計算する。

モデルの予測能力が向上すると、比較間の時間を増大することができ（同じ平均 誤差を維持しながら）、あるいは装置の平均誤差を削減することができる（比較 間の時間を同様に維持することで）。これらの２つの可能性の間の選択は、所望 の精度と外部比較のコストの間のバランスに支配される。このプロセスは特定の 遅延が経過すると繰り返される。

現在及び先の測定が拒絶されたならば、拒絶テストが開始される。現在測定値が 拒絶されたが、先の測定値が受容可能ならば（図４Ｃ参照）、第２の「急速」比 較が直ちに開始され、統計的テストが繰り返される。第２の「急速」比較が受容 されるならば、第１の現在測定の拒絶は、伝送誤差としてモデル化される。第２ の「急速」比較は、安定状態ループに戻る前の有効な推定として用いられる。

先の測定は受容可能であったが、現在測定とその「急速」反復が拒絶されるなら ば、２つの可能性がある。現在測定とその「急速」反復が統計的な意味で一致す るならば、両測定は有効としてモデル化され、関連発振器／クロックユニットは 、外部基準に関して時間または周波数のステップを経験している可能性がある。

そうであるならば、クロックの時間はリセットされるが、この事実はメイン・ル ープに戻る前に記憶される。

現在測定とその「急速」反復が統計的に有意義な形で一致しないならば、装置に 重大なエラーが生じたか、伝送または比較過程における雑音が所望の精度を支持 するには高すぎることになる。そうであるならば、フラッグがセットされてこの ことを示し、立ち上がりモードに戻って装置を再び初期化しようとする。この問 題が再び表れるならば、装置が故障したか、特定した許容差が装置あるいは伝送 、比較手順の基本雑音と一致していない。

現在測定（またはその「急速」反復）は受容可能であるが先の測定が拒絶されれ ば（図４Ｂから図４Ｅを参照）そしてその先の拒絶が時間ステップとしてモデル 化されたならば、時間のリセットは装置を統計的に受容可能な挙動に回復したの で、その過程はここで確認される。時間ステップは装置の時間に取り入れられ、 通常の作動ループが再開される。

現在測定とその「急速」反復が一致し、両方とも拒絶されれば、そして先の測定 とその「急速」反復が一致していて両方とも拒絶されれば（図４Ｄ参照）、局所 装置は周波数ステップを経験している可能性がある（時間ステップの可能性に加 えて）。先の測定と現在測定を用いて新しい推定値が局所装置の周波数と時間の 両方に対して計算される。

装置の性能が次の測定で受容可能であれば、ステップはそのモデルに取り入れら れ、動作は通常のループに戻る。性能が周波数ステップ、時間ステップの両方を 用いても受容可能にできない場合は、重大なエラーが生じている。フラッグがセ ットされてこのことを示し、立ち上がりモードに戻って装置の再初期化を行う。

この問題が再び表れるならば、装置は故障していることになる。この時点で自由 走行モードに戻って（現在市場で入手できるように）、不健全なフラッグをセッ トしてユーザに知らせることが可能である。いずれにしろ、時間をリセットする ことができ、それにより若干の時間の精度を向上することができる。

外部校正が得られない場合に同様の状況が生じることがある（図４Ｆ参照）。図 ４Ｇに示すように、外部校正データが、内部の整合性のためにフォーマット、チ ェツクサム、その他のチェックを繰り返し失敗するならば、アルゴリズムもこの モードに入る。

本発明の装置を小型コンピュータで実施し、コンピュータ内のクロックの補正に 用いた。この内部クロックはカウンタに接続したクリスタル制御発振器として実 現された。この発振器は最初に一日当り４．０２２秒の周波数オフセットと一日 当り０．６％の周波数ドリフトを示した。

このクロックの時間が式（１１のパラメータだけを用いて補正されたならば、フ リッカ−及びランダム・ウオーク周波数変調により１日後、１２２ミリ秒の残留 ２乗平均平方根（ＲＭＳ）時間誤差を生じる。しかし本発明の装置と方法を使用 すると、ＲＭＳ時間誤差は１日後、５．３ミリ秒に削減され、平均誤差は３．１ ミリ秒であった。上述したように、所望の精度と外部校正間の時間の間でトレー ドオフを行うことができる。

上記のことから明らかなように、本発明はユニットの出力の精度を向上し、特に 発振器／クロックユニットの周波数または時間出力を向上する改善された装置と 方法を提供することができる。

図　１ 図　４０ 困　４　し 図　４日 幻　４日 要約書 周波数ないし時間を示す出力を発生する発振器やクロックなどのユニットから正 確な出力を提供する装置と方法。装置には、この装置の性能を特徴づけるモデル を使用可能にするマイクロプロセッサを有する処理部を有し、このモデルは予測 精度変動を確定し、そこでユニットの出力を補正するのに用いられる。外部基準 は、モデルを更新する基準入力を与えるのに用いられ、基準入力をユニット出力 と比較することにより、ユニットの予測変動を更新することを含む。ユニットの 性能を正確に予測するモデルの能力は追加更新を行うと向上し、それにより更新 間の間隔は長くすることができ、あるいは改善すべき装置の全体的な精度を向上 することができる。出力の精度は、系統的およびランダムな変動下においても十 分に最適化される。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成４年７月２９日囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．補正されなければ時間がたつにつれて所定の標準から離れるという精度の出 力を有するユニットと、前記所定の標準から基準入力を受信する入力手段と、前 記ユニットの予測精度変動を確定し、前記ユニットと接続され、前記確定された 予測精度変動に少なくとも基づいて前記ユニットの出力を補正し、さらに、前記 入力手段と接続されて前記基準入力を受信して、前記入力手段によって前記基準 入力を受信することにより前記確定された予測精度変動を更新可能にするプロセ ッサ手段と、 前記ユニットの前記補正出力を受信し、それにより精度が向上した出力を供給す る出力手段とを含んでいる精度向上出力を有する装置。 ２．前記ユニットは、少なくとも１つのクロックと発振器である請求項１の装置 。 ３．前記発振器は、クォーツ・クリスタル発振器、ルビジウム周波数基準、セシ ウム周波数基準、水素メーザーの１つを含んでいる請求項１の装置。 ４．前記入力手段は、正確な時間、正確な周波数、環境条件の少なくとも１つを 含む基準入力を受信することを特徴とする請求項１の装置。 ５．前記入力手段は、前記標準に対して離れて配置され、前記入力手段に前記基 準入力を供給するために伝送リンクを介してそれと接続可能であることを特徴と する請求項１の装置。 ６．前記伝送リンクは、直接ワイヤ接続、電話的接続、ワイヤレス接続の少なく とも１つを含んでいる請求項５の装置。 ７．前記プロセッサ手段は、記憶手段を有するマイクロプロセッサであり、前記 マイクロプロセッサはアルゴリズムを利用して補正されるべき前記予測精度変動 を計算することを特徴とする請求項１の装置。 ８．前記処理手段は、 ユニットの前記予測精度変動を確定する予測手段と、前記ユニットと前記予測手 段とに接続され、ユニットに正確な補正を与える補正手段と、 前記基準入力を受信する前記入力手段とそれからの出力を受信するユニットに接 続され、その比較を行って精度誤差を示す出力を予測手段に与え、さらに前記予 測手段により前記予測変動の更新を可能にするために前記予測手段に接続される 比較手段と、を含んでいる請求項１の装置。 ９．前記予測手段は、記憶手段を有するマイクロプロセッサを含んでいる請求項 ８の装置。 １０．前記補正手段は、サーボ手段を含んでいる請求項８の装置。 １１．前記サーボ手段は、低情報速度の二次、三次、高次サーボの１つである請 求項１０の装置。 １２．前記プロセッサ手段は、ユニットの状態を分かるようにする診断手段を含 んでいる請求項１の装置。 １３．前記診断装置は、少なくとも現在モデル・パラメータ、推定不確定性、お よび内部整合性チェックと外部校正から判定されるユニットの内部状態を知らし める手段を含んでいる請求項１２の装置。 １４．前記プロセッサ手段により確定された前記予測変動には、時間および周波 数オフセットの予測、周波数ドリフト、ユニットの時間分散特性、ユニットの環 境感度、平均および瞬間誤差、受信基準入力間の時間遅延、およびプロセッサ手 段と信号伝送経路の統計的特性の少なくとも１つを含んでいる請求項１の装置。 １５．前記装置は電気出力信号を出す電子装置であり、前記電気出力信号はパル ス出力、連続周波数出力、コード化時間信号、アナログ出力、ディジタル出力、 変調出力の１つである請求項１の装置。 １６．前記装置は、利用手段を含んでいる請求項１の装置。 １７．前記利用手段は、読み取り可能なディスプレイであることを特徴とする請 求項１６の装置。 １８．補正されなければ時間がたつにつれて所定の標準から離れるという精度の 電気信号出力を有する発振器／クロックユニットと、 基準入力を受信するようにした入力手段と、前記ユニットの予測精度変動を確定 するマイクロプロセッサを含み、前記ユニットと接続され、前記確定された予測 精度変動に少なくとも基づいて前記ユニットの出力を補正し、さらに、前記入力 手段と接続されて前記基準入力を受信して、前記入力手段により前記基準入力を 受信すると前記確定された予測精度変動を更新可能にするプロセッサ手段と、 前記ユニットから前記補正された出力を受信し、それにより前記装置から精度を 向上した電気信号出力を供絶する出力手段と、 この出力手段と接続され、前記精度が向上した電気信号出力を利用装置に連結す る伝送リンク手段と、を含んでいることを特徴とする精度が向上した出力を有す る装置。 １９．前記プロセッサ手段は、 前記ユニット及びユニットに正確な補正を生じるために前記マイクロプロセッサ 手段に接続された補正手段と、 前記基準入力を受信する前記入力手段及びユニットと接続されて前記ユニットの 出力の精度を前記基準入力と比較し、それに従って精度誤差を示す出力を発生し 、さらに、前記マイクロプロセッサ手段と接続されてそれに対し精度誤差を示す 前記出力をもたらして、前記マイクロプロセッサ手段により前記予測変動を更新 可能にした比較手段と、を含んでいる請求項１８の装置。 ２０．前記補正手段は、サーボ手段を含み、前記サーボ手段は低情報速度の二次 、三次、高次サーボの１つである請求項１９の装置。 ２１．ユニットの出力の予測変動を確定し、前記予測変動を利用してユニット出 力の調整をし、それによりその精度を改善することからなる、精度が向上したユ ニットの出力を供給する方法。 ２２．前記方法は、更にユニット出力をモニタして少なくとも系統的に導かれた 変動を検出し、この検出された変動を利用してユニット出力を調整するようにし たことを特徴とする請求項２１の方法。 ２３．ユニット出力の予測変動を確定する前記ステップは、精度を補正したユニ ット出力を基準入力と比較し、この比較の結果を利用して前記確定された予測変 動を更新し、それによりユニット出力の精度を向上するようにしたことを特徴と する請求項２１の方法。 ２４．前記比較は比較的まれであることを特徴とする請求項２３の方法。 ２５．クロック出力での予測変動を確定する前記ステップは、メモリを有し、前 記予測変動を前記メモリに記憶するマイクロプロセッサを使用することで行われ ている請求項２１の方法。 ２５．前記方法は、前記マイクロプロセッサに前記予測変動を計算させるアルゴ リズムを与えることを含んでいる請求項２５の方法。 ２７．前記予測変動は、ランダム部分と系統的部分が含まれ、前記アルゴリズム は前記予測変動の前記ランダム部分を特徴付けるモデルを含み、前記マイクロプ ロセッサは少なくとも部分的に前記ランダム部分の前記特徴に基づく前記予測変 動の系統的部分を計算することを特徴とする請求項２６の方法。