JP2730312B2 - 計時機構の誤差補正回路 - Google Patents
計時機構の誤差補正回路Info
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- JP2730312B2 JP2730312B2 JP3087993A JP8799391A JP2730312B2 JP 2730312 B2 JP2730312 B2 JP 2730312B2 JP 3087993 A JP3087993 A JP 3087993A JP 8799391 A JP8799391 A JP 8799391A JP 2730312 B2 JP2730312 B2 JP 2730312B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ等で使用す
る計時機構の誤差補正回路に関する。近年，プロセス制
御など，各種のコンピュータシステムにおいて，益々，
正確な実時間処理が要求されるようになり，特に，航空
機や人工衛星に搭載するコンピュータシステムにおいて
は過酷な環境条件下においても，航法計算，軌道計算等
の必要性から特に高精度，かつ，小型な計時機構が要求
されている。
る計時機構の誤差補正回路に関する。近年，プロセス制
御など，各種のコンピュータシステムにおいて，益々，
正確な実時間処理が要求されるようになり，特に，航空
機や人工衛星に搭載するコンピュータシステムにおいて
は過酷な環境条件下においても，航法計算，軌道計算等
の必要性から特に高精度，かつ，小型な計時機構が要求
されている。
【０００２】
【従来の技術】計時機構又はタイマ（以下，時計とい
う）は，発振器の周波数に基づくパルスをカウンタ等で
計数し，計数値が所定数に達した時に時間又は時刻を出
力する。例えば，仕様書に規定された発振器の公称の周
波数が100,000Hz であるとき，時計は100,000 パルスを
カウントしたとき１秒を計時するように構成されてい
る。然るに，発振器の発振周波数は環境条件，特に温度
の変化による影響を大きく受け，100,000Hz の公称周波
数を有する同じ発振器であっても 100,010 Hz の周波数
で発振する場合もあれば，99,990 Hz で発振する場合も
ある。従って, 規定数のパルス100,000 をカウントした
とき，共に10,000分の１秒の誤差を発生することにな
る。
う）は，発振器の周波数に基づくパルスをカウンタ等で
計数し，計数値が所定数に達した時に時間又は時刻を出
力する。例えば，仕様書に規定された発振器の公称の周
波数が100,000Hz であるとき，時計は100,000 パルスを
カウントしたとき１秒を計時するように構成されてい
る。然るに，発振器の発振周波数は環境条件，特に温度
の変化による影響を大きく受け，100,000Hz の公称周波
数を有する同じ発振器であっても 100,010 Hz の周波数
で発振する場合もあれば，99,990 Hz で発振する場合も
ある。従って, 規定数のパルス100,000 をカウントした
とき，共に10,000分の１秒の誤差を発生することにな
る。
【０００３】従来，このような環境条件の変化による影
響を少なくして時計の誤差を減少するために，発振器を
恒温槽等に入れ，かつ，時計への電源を投入したままに
して発振器の周囲温度を一定に保つ方法が取られてい
た。
響を少なくして時計の誤差を減少するために，発振器を
恒温槽等に入れ，かつ，時計への電源を投入したままに
して発振器の周囲温度を一定に保つ方法が取られてい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来方法によると，発振器の環境条件を一定に保つため，
発振器を恒温槽等に入れたので，恒温槽を使用すること
で時計のコストが増加し，かつ，時計が大型になるのみ
なず，特に，航空機，人工衛星に搭載された場合などの
変化が激しく過酷な環境下では，恒温槽によっても発振
器に対して安定な動作環境を与えることができず，精度
の高い時計を実現することができないという問題点があ
った。
来方法によると，発振器の環境条件を一定に保つため，
発振器を恒温槽等に入れたので，恒温槽を使用すること
で時計のコストが増加し，かつ，時計が大型になるのみ
なず，特に，航空機，人工衛星に搭載された場合などの
変化が激しく過酷な環境下では，恒温槽によっても発振
器に対して安定な動作環境を与えることができず，精度
の高い時計を実現することができないという問題点があ
った。
【０００５】本発明は，厳しい環境条件下においても，
高精度な計時機構を実現するための小型で経済的な計時
機構の誤差補正回路を提供することを目的とする。
高精度な計時機構を実現するための小型で経済的な計時
機構の誤差補正回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。図中，１は, 所定の公称周波数を有する
発振器，11は，発振器１に基づいて計時する計時機構，
２は，発振器１の実際の発振周波数を予測する予測手
段，３は，計時機構11が示す所定の時間ごとに，予測手
段２からの予測周波数の公称周波数に対する誤差を計算
する計算手段,４は，計算手段３によって計算された誤
差を累計する累計手段，５は，発振器１の公称周波数及
び累計手段４からの累計誤差に基づいて計時機構11が示
す時間を補正して正しい時間を求める補正手段である。
ック図である。図中，１は, 所定の公称周波数を有する
発振器，11は，発振器１に基づいて計時する計時機構，
２は，発振器１の実際の発振周波数を予測する予測手
段，３は，計時機構11が示す所定の時間ごとに，予測手
段２からの予測周波数の公称周波数に対する誤差を計算
する計算手段,４は，計算手段３によって計算された誤
差を累計する累計手段，５は，発振器１の公称周波数及
び累計手段４からの累計誤差に基づいて計時機構11が示
す時間を補正して正しい時間を求める補正手段である。
【０００７】
【作用】所定の公称周波数を有する発振器１に基づいて
計時する計時機構11において，予測手段２は発振器１の
実際の発振周波数を予測し，計算手段３は計時機構11が
示す所定の時間ごとに，予測手段２からの予測周波数の
公称周波数に対する誤差を計算し, 累計手段４は計算手
段３によって計算された誤差を累計し，補正手段５は発
振器１の公称周波数及び累計手段４からの累計誤差に基
づいて計時機構11が示す時間を補正して正しい時間を出
力する。
計時する計時機構11において，予測手段２は発振器１の
実際の発振周波数を予測し，計算手段３は計時機構11が
示す所定の時間ごとに，予測手段２からの予測周波数の
公称周波数に対する誤差を計算し, 累計手段４は計算手
段３によって計算された誤差を累計し，補正手段５は発
振器１の公称周波数及び累計手段４からの累計誤差に基
づいて計時機構11が示す時間を補正して正しい時間を出
力する。
【０００８】
【実施例】図２は本発明の実施例を示すブロック図，図
３は予測周波数を求める説明図である。図２において，
時計1aは，水晶発振器Ｘ（公称周波数F0とする）の発振
に基づいて発生するパルスをカウントして時間を出力す
る。例えば，水晶発振器Ｘの発振周波数が100,000Hz で
あるとき，100,000 パルスをカウントすることによって
１秒なる時間を出力する。
３は予測周波数を求める説明図である。図２において，
時計1aは，水晶発振器Ｘ（公称周波数F0とする）の発振
に基づいて発生するパルスをカウントして時間を出力す
る。例えば，水晶発振器Ｘの発振周波数が100,000Hz で
あるとき，100,000 パルスをカウントすることによって
１秒なる時間を出力する。
【０００９】周波数予測部2aは，サーミスタ21，シャン
ト抵抗Ｒ，アナログ・ディジタル変換器（以下，ＡＤＣ
という）22及び周波数出力部23から構成され，外部条
件，特に，温度に従って変化する水晶発振器Ｘの，実際
に出力されている周波数を予測して予測周波数 FA とし
て出力する。本実施例では，水晶発振器Ｘの周波数を変
化させる外的要因の，最大の要因は温度変化であるとし
て，温度によって異なる抵抗値を呈するサーミスタ21を
水晶発振器Ｘと一体構成とすることによって水晶発振器
Ｘの温度がリアルタイムで得られるようにしている。
ト抵抗Ｒ，アナログ・ディジタル変換器（以下，ＡＤＣ
という）22及び周波数出力部23から構成され，外部条
件，特に，温度に従って変化する水晶発振器Ｘの，実際
に出力されている周波数を予測して予測周波数 FA とし
て出力する。本実施例では，水晶発振器Ｘの周波数を変
化させる外的要因の，最大の要因は温度変化であるとし
て，温度によって異なる抵抗値を呈するサーミスタ21を
水晶発振器Ｘと一体構成とすることによって水晶発振器
Ｘの温度がリアルタイムで得られるようにしている。
【００１０】即ち，サーミスタ21とシャント抵抗Ｒを＋
５Ｖと０Ｖの電源間に直列に接続することによって，サ
ーミスタ21とシャント抵抗Ｒとの間の電位は水晶発振器
Ｘの温度変化に従って変化するように構成されている。
この電位を示すアナログの電圧値をＡＤＣ22に入力する
ことによって水晶発振器Ｘの温度がディジタル値と与え
られる。周波数出力部23はＡＤＣ22の出力である温度の
ディジタル値対予測周波数 FA のテーブル（又は温度の
ディジタル値をアドレスとする記憶位置に予測周波数 F
A を記憶する読出し専用メモリＲＯＭ）を有し，水晶発
振器Ｘの温度変化に伴う予測周波数 FA をリアルタイム
で出力する。
５Ｖと０Ｖの電源間に直列に接続することによって，サ
ーミスタ21とシャント抵抗Ｒとの間の電位は水晶発振器
Ｘの温度変化に従って変化するように構成されている。
この電位を示すアナログの電圧値をＡＤＣ22に入力する
ことによって水晶発振器Ｘの温度がディジタル値と与え
られる。周波数出力部23はＡＤＣ22の出力である温度の
ディジタル値対予測周波数 FA のテーブル（又は温度の
ディジタル値をアドレスとする記憶位置に予測周波数 F
A を記憶する読出し専用メモリＲＯＭ）を有し，水晶発
振器Ｘの温度変化に伴う予測周波数 FA をリアルタイム
で出力する。
【００１１】このテーブルは図３に示すように，水晶発
振器Ｘ（サーミスタ21付）を恒温槽に入れ，水晶発振器
Ｘの出力を周波数測定器25に接続する。この状態で恒温
槽の温度を変化させ，温度のディジタル値（ＡＤＣ22の
出力）と水晶発振器Ｘの発振周波数とを対応させた温度
対予測周波数のテーブルを作成し，予めメモリに格納し
ておく。
振器Ｘ（サーミスタ21付）を恒温槽に入れ，水晶発振器
Ｘの出力を周波数測定器25に接続する。この状態で恒温
槽の温度を変化させ，温度のディジタル値（ＡＤＣ22の
出力）と水晶発振器Ｘの発振周波数とを対応させた温度
対予測周波数のテーブルを作成し，予めメモリに格納し
ておく。
【００１２】ここで，本発明の特徴である時計の誤差の
補正方法を説明する。理解を容易にするために周波数予
測の誤差はゼロである，即ち実際の周波数を正しく予測
できるものと仮定する。
補正方法を説明する。理解を容易にするために周波数予
測の誤差はゼロである，即ち実際の周波数を正しく予測
できるものと仮定する。
【００１３】図４及び図５は周波数誤差計算の説明図で
ある。図４及び図５において， F0 ：水晶発振器Ｘの公称周波数 FA ：水晶発振器Ｘの実際の周波数（通常，環境条件が
変化するに伴って周波数は変化する） TT ：時計が示している時間（F0個のパルスをカウント
したとき TT ＝１秒となる） Ｔ：時計が時間 TT を示した時の本当の時間（最初の原
点Ｏの時点においてはＴ＝ TT とする) 図において，横軸に本当の時間を，縦軸に周波数を取っ
ているので，曲線FA と横軸，直線 F0 と横軸との間の
部分の面積はパルスの総数を示す。即ち，例えば，横軸
に垂直な直線Ａにおいて，時計が TT秒を示していると
き，本当の時間はＴ秒であることを示している。
ある。図４及び図５において， F0 ：水晶発振器Ｘの公称周波数 FA ：水晶発振器Ｘの実際の周波数（通常，環境条件が
変化するに伴って周波数は変化する） TT ：時計が示している時間（F0個のパルスをカウント
したとき TT ＝１秒となる） Ｔ：時計が時間 TT を示した時の本当の時間（最初の原
点Ｏの時点においてはＴ＝ TT とする) 図において，横軸に本当の時間を，縦軸に周波数を取っ
ているので，曲線FA と横軸，直線 F0 と横軸との間の
部分の面積はパルスの総数を示す。即ち，例えば，横軸
に垂直な直線Ａにおいて，時計が TT秒を示していると
き，本当の時間はＴ秒であることを示している。
【００１４】時計が示す時間 TT から本当の時間Ｔは分
からないが，実際の周波数 FA が正確に予測できること
を前提にして本当の時間Ｔが算出できることを以下に説
明する。
からないが，実際の周波数 FA が正確に予測できること
を前提にして本当の時間Ｔが算出できることを以下に説
明する。
【００１５】図４の斜線部分の面積は，水晶発振器Ｘか
ら実際に出力されたパルスの総数（積分値）であり，ま
た，それは時計が示す時間 TT と周波数 F0 との積であ
って，図に示す等式が成り立つ。式において，Ｔ以外は
すべて既知の値なのでＴは一意的に決まる。これは，図
４において縦線Ａを左右に動かすと変化する斜線部の面
積が TT × F0 と一致するところが本当の時間Ｔである
ということを示す。
ら実際に出力されたパルスの総数（積分値）であり，ま
た，それは時計が示す時間 TT と周波数 F0 との積であ
って，図に示す等式が成り立つ。式において，Ｔ以外は
すべて既知の値なのでＴは一意的に決まる。これは，図
４において縦線Ａを左右に動かすと変化する斜線部の面
積が TT × F0 と一致するところが本当の時間Ｔである
ということを示す。
【００１６】従って， F0 と FA を基に周波数を，あた
かも F0 で一定しているかのように，補正することによ
って本当の時間Ｔを求めることができる。即ち，図４に
おいて，実際の周波数 FA の曲線が公称周波数 F0 の直
線 F0 に対して上及び下に変化する部分の面積を，それ
ぞれ，余分及び不足とする過不足分として記憶してお
き，この過不足分によって補正して水晶発振器Ｘが発振
する周波数があたかも F0 で一定しているようにする
と，
かも F0 で一定しているかのように，補正することによ
って本当の時間Ｔを求めることができる。即ち，図４に
おいて，実際の周波数 FA の曲線が公称周波数 F0 の直
線 F0 に対して上及び下に変化する部分の面積を，それ
ぞれ，余分及び不足とする過不足分として記憶してお
き，この過不足分によって補正して水晶発振器Ｘが発振
する周波数があたかも F0 で一定しているようにする
と，
【数１】 となる。
【００１７】この過不足分は次のようにして求めること
ができる。図５(a) において、 縦の点線は時計による１
秒の時間間隔を示す。時計は水晶ｘから出力されたパル
ス数がF 0 になったときに１秒とするため、本当の時間軸
に関して点線の間隔は等しくなく、それぞれ、横軸Ｔと
周波数曲線 F A および縦の点線で囲まれる領域の面積が
等しくなる。時点Ｂのように周波数 FA がF0より高い時
は間隔が狭く、時点Ｃのように周波数 FA がF0より低い
時は間隔が広くなる。即ち、時点Ｂでは本当の時間Ｔが
１秒経つ前に時計は１秒を示し（時計が進む）、時点Ｃ
では本当の時間Ｔが１秒経った後では時計は１秒を示す
（時計が遅れる）。
ができる。図５(a) において、 縦の点線は時計による１
秒の時間間隔を示す。時計は水晶ｘから出力されたパル
ス数がF 0 になったときに１秒とするため、本当の時間軸
に関して点線の間隔は等しくなく、それぞれ、横軸Ｔと
周波数曲線 F A および縦の点線で囲まれる領域の面積が
等しくなる。時点Ｂのように周波数 FA がF0より高い時
は間隔が狭く、時点Ｃのように周波数 FA がF0より低い
時は間隔が広くなる。即ち、時点Ｂでは本当の時間Ｔが
１秒経つ前に時計は１秒を示し（時計が進む）、時点Ｃ
では本当の時間Ｔが１秒経った後では時計は１秒を示す
（時計が遅れる）。
【００１８】この点線で区画された柱の一つ一つについ
て余分や不足分を記憶しておき，本当の時間Ｔを必要と
するときに，全体の面積から過不足分を引いて F0 で割
れば本当の時間を求めることができる。
て余分や不足分を記憶しておき，本当の時間Ｔを必要と
するときに，全体の面積から過不足分を引いて F0 で割
れば本当の時間を求めることができる。
【００１９】この過不足分は次のようにして求めること
ができる。図５(a) の時点Ｂの部分を拡大した図５(b)
において、Ｂ，ＣおよびＥ，Ｇは時計による時刻Ａ，Ｄ
と周波数曲線 FA ，F0との交点を示す。Ｊは時刻Ａを基
準としたときに時計が示した時刻Ｄの本当の時刻位置を
示し、Ｈは時刻Ｊと周波数曲線F 0 との交点を示す。
ができる。図５(a) の時点Ｂの部分を拡大した図５(b)
において、Ｂ，ＣおよびＥ，Ｇは時計による時刻Ａ，Ｄ
と周波数曲線 FA ，F0との交点を示す。Ｊは時刻Ａを基
準としたときに時計が示した時刻Ｄの本当の時刻位置を
示し、Ｈは時刻Ｊと周波数曲線F 0 との交点を示す。
【００２０】時刻ＡからＤまでの時間を時計による１秒
間、時刻ＡからＪまでの時間を本当の１秒間とする。図
５(b) においては、時計の動作周波数 F A は設計値であ
る周波数F 0 よりも高いため、時計は本当の１秒であるＪ
よりも早く、Ｄの時点で１秒を計数する。時計は水晶発
振器から出力されたパルス数がF 0 になったときに１秒と
するため、
間、時刻ＡからＪまでの時間を本当の１秒間とする。図
５(b) においては、時計の動作周波数 F A は設計値であ
る周波数F 0 よりも高いため、時計は本当の１秒であるＪ
よりも早く、Ｄの時点で１秒を計数する。時計は水晶発
振器から出力されたパルス数がF 0 になったときに１秒と
するため、
【数２】 面積ＡＢＣＤ＝面積ＡＥＨＪ＝F 0 ・・・・・・・・式２図５(b) において、面積ＡＥＧＤ部分は共通であるか
ら、
ら、
【数３】 面積ＥＢＣＧ＝面積ＤＧＨＪ ・・・・・・・・式３ 時計が１秒と計数した時点の本当の時間を T X とする
と、式３より左辺と右辺のそれぞれの面積は次のように
なる、
と、式３より左辺と右辺のそれぞれの面積は次のように
なる、
【数４】 T X ×（ F A −F 0 ）＝（１− T X ）×F 0 ・・・・・・式４ 式４より
【数５】 T X ＝F 0 ÷ F A ・・・・・・・・式５式４、式５より
【数６】 面積ＥＢＣＧ＝ T X ×（ F A −F 0 ） ＝F 0 ×（ F A −F 0 ）÷ F A ＝F 0 −F 0 2 ÷ F A ・・・・・・・・式６ 従って、時計が１秒を示したときの本当の時間 T X は式
１より として求めることができる。これを拡張して、時計が時
刻 T T を示した時の本当の時間を知るためには、時計が
示す毎秒ごとに式６で与えられる過不足分ｅ＝F 0 −F 0 2
÷ F A を計算し累計して、過不足分の累計値Ｅを求めれ
ば良い。式 １によって本当の時間は
１より として求めることができる。これを拡張して、時計が時
刻 T T を示した時の本当の時間を知るためには、時計が
示す毎秒ごとに式６で与えられる過不足分ｅ＝F 0 −F 0 2
÷ F A を計算し累計して、過不足分の累計値Ｅを求めれ
ば良い。式 １によって本当の時間は
【数７】 Ｔ＝（ T T ×F 0 −Ｅ）÷F 0 ・・・・・・式７ として求めることができる。ここでＥは時計による T T
秒間の過不足分ｅの総和である。
秒間の過不足分ｅの総和である。
【００２１】図２に戻って（ここで，水晶発振器Ｘの実
際の周波数 FA は，周波数予測部2aによって予測された
予測周波数 FA となる），誤差計算部3aは，予測周波数
FA をアドレスとする記憶位置に予測周波数 FA の公称
周波数 F0 からの誤差ｅ（式４で与えられる）を記憶す
る読出し専用メモリＲＯＭで構成され，周波数予測部2a
から予測周波数 FA が与えられたとき誤差ｅを出力す
る。
際の周波数 FA は，周波数予測部2aによって予測された
予測周波数 FA となる），誤差計算部3aは，予測周波数
FA をアドレスとする記憶位置に予測周波数 FA の公称
周波数 F0 からの誤差ｅ（式４で与えられる）を記憶す
る読出し専用メモリＲＯＭで構成され，周波数予測部2a
から予測周波数 FA が与えられたとき誤差ｅを出力す
る。
【００２２】誤差累計部4aは，加算器41とレジスタ42で
構成され，時計による１秒ごとに，誤差計算部3aによっ
て出力された誤差ｅを加算器41を用いてレジスタ42の内
容に加算し，再びレジスタ42にセットすることによって
誤差を累計して累計誤差Ｅを出力する。
構成され，時計による１秒ごとに，誤差計算部3aによっ
て出力された誤差ｅを加算器41を用いてレジスタ42の内
容に加算し，再びレジスタ42にセットすることによって
誤差を累計して累計誤差Ｅを出力する。
【００２３】補正部5aは，ホストコンピュータのプログ
ラム（又は本補正回路に専用のマイクロプロセッサ及び
制御プログラム）によって構成され，時間の出力を必要
とするとき，誤差累計部4aのレジスタ42からの累計誤差
Ｅを用いて，時計1aが示す時間 TT を式５により補正す
ることによって本当の時間Ｔを出力する。
ラム（又は本補正回路に専用のマイクロプロセッサ及び
制御プログラム）によって構成され，時間の出力を必要
とするとき，誤差累計部4aのレジスタ42からの累計誤差
Ｅを用いて，時計1aが示す時間 TT を式５により補正す
ることによって本当の時間Ｔを出力する。
【００２４】図６は本発明の実施例の動作を説明するフ
ローチャートである。 (1) 誤差累計部4aはレジスタ42をクリアして誤差累計値
Ｅをゼロにする。 (2) 時計が F0 をカウントして時計による１秒が経過し
たとき，周波数予測部2aは予測周波数 FA を出力する。 (3) 誤差計算部3aは FA をアドレスとしてＲＯＭを読み
だし，式４から誤差ｅを求める。 (4) 誤差累計部4aは誤差計算部3aからの誤差ｅをレジス
タ42の内容に加算して誤差を累計する。 (5) 時間の出力を必要とするしないときはステップ(2)
へ戻って以上の動作を繰り返す。 (6) 時間の出力を必要とするとき，補正部5aは式５から
本当の時間Ｔを計算して出力し，ステップ(1) に戻って
同様の操作を繰り返す。
ローチャートである。 (1) 誤差累計部4aはレジスタ42をクリアして誤差累計値
Ｅをゼロにする。 (2) 時計が F0 をカウントして時計による１秒が経過し
たとき，周波数予測部2aは予測周波数 FA を出力する。 (3) 誤差計算部3aは FA をアドレスとしてＲＯＭを読み
だし，式４から誤差ｅを求める。 (4) 誤差累計部4aは誤差計算部3aからの誤差ｅをレジス
タ42の内容に加算して誤差を累計する。 (5) 時間の出力を必要とするしないときはステップ(2)
へ戻って以上の動作を繰り返す。 (6) 時間の出力を必要とするとき，補正部5aは式５から
本当の時間Ｔを計算して出力し，ステップ(1) に戻って
同様の操作を繰り返す。
【００２５】以上に述べたように本実施例は温度によっ
て，所定の公称周波数を有する発振器の実際の発振周波
数を予測し，その予測周波数の公称周波数に対する誤差
を求めて累計し，この累計誤差に基づいて時計が示す時
間を補正して本当の時間を求めるように構成されてい
る。
て，所定の公称周波数を有する発振器の実際の発振周波
数を予測し，その予測周波数の公称周波数に対する誤差
を求めて累計し，この累計誤差に基づいて時計が示す時
間を補正して本当の時間を求めるように構成されてい
る。
【００２６】本実施例では，１秒間隔で誤差（過不足
分）を求めて累計し，補正する例を示したが，その操作
を更に高頻度に行うことによって更に高精度な時計を実
現することができる。
分）を求めて累計し，補正する例を示したが，その操作
を更に高頻度に行うことによって更に高精度な時計を実
現することができる。
【００２７】本実施例を適用した実験において，実際の
発振周波数が公称周波数で一定しているとして計時する
従来の時計に比して，誤差を約５分の１減少できること
を確認した。また，予め予測周波数データを更に綿密に
採取し，誤差の計算・累計の頻度を高くすることによっ
て誤差を10分の１程度まで減少することができる見通し
を得ている。
発振周波数が公称周波数で一定しているとして計時する
従来の時計に比して，誤差を約５分の１減少できること
を確認した。また，予め予測周波数データを更に綿密に
採取し，誤差の計算・累計の頻度を高くすることによっ
て誤差を10分の１程度まで減少することができる見通し
を得ている。
【００２８】本発明は数多の適用方法があり，例えば，
本実施例では周波数予測部2aと誤差計算部3aを別個に設
けたが，これを一体化して，アナログ・ディジタル変換
器からの温度のディジタル値に基づいて直接，誤差（過
不足分）を求める構成も本発明の適用例の一つである。
本実施例では周波数予測部2aと誤差計算部3aを別個に設
けたが，これを一体化して，アナログ・ディジタル変換
器からの温度のディジタル値に基づいて直接，誤差（過
不足分）を求める構成も本発明の適用例の一つである。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば，所定の公称周波数を有
する発振器に基づいて計時する計時機構において，発振
器の実際の発振周波数を外部条件に基づいて予測し，そ
の予測周波数の公称周波数からの誤差を求めて累計し，
この累計誤差を用いて計時機構が示す時間を補正するの
で，従来方式で必要とした恒温槽の代わりに数個のメモ
リ素子と加算器など，少量のハードウェアで補正回路を
作成できるため，高精度で，かつ，小型で経済的な計時
機構を実現できるという効果がある。
する発振器に基づいて計時する計時機構において，発振
器の実際の発振周波数を外部条件に基づいて予測し，そ
の予測周波数の公称周波数からの誤差を求めて累計し，
この累計誤差を用いて計時機構が示す時間を補正するの
で，従来方式で必要とした恒温槽の代わりに数個のメモ
リ素子と加算器など，少量のハードウェアで補正回路を
作成できるため，高精度で，かつ，小型で経済的な計時
機構を実現できるという効果がある。
【図１】 本発明の原理ブロック図
【図２】 本発明の実施例を示すブロック図
【図３】 予測周波数を求める説明図
【図４】 周波数誤差計算の説明図（その１）
【図５】 周波数誤差計算の説明図（その２）
【図６】 本発明の実施例の動作を説明するフローチャ
ート
ート
１ 発振器 ２ 予測手段 ３ 計算手段 ４ 累計手段 ５ 補正手段 11 計時機構 21 サーミスタ 22 アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ） 23 周波数出力部 25 周波数測定器 41 加算器 42 レジスタ 1a 時計 2a 周波数予測部 3a 誤差計算部 4a 誤差累計部 5a 補正部 Ｒ シャント抵抗 Ｘ 水晶発振器
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の公称周波数を有する発振器に基づ
いて計時する計時機構の誤差補正回路であって、該発振器 の実際の発振周波数を予測する予測手段と、該計時機構 が示す所定の時間ごとに、該予測手段からの
予測周波数の前記公称周波数に対する誤差を計算する計
算手段と、該計算手段 によって計算された誤差を累計する累計手段
と、 前記公称周波数及び該累計手段からの累計誤差に基づい
て該計時機構が示す時間を補正する補正手段とを設ける
ことを特徴とする計時機構の誤差補正回路。 - 【請求項２】 前記計算手段は、前記公称周波数をF0、
予測周波数 FAとするとき、 誤差を F0 × ( FA −F0 )÷ FA として計算し、前記補正手段 は、前記計時機構が示す時間を TT 、 前記
累計誤差をＥとするとき、正しい時間を （ TT ×F0−Ｅ）÷F0 として求めることを特徴とする請求項１の計時機構の誤
差補正回路。 - 【請求項３】 前記予測手段は、温度によって電気的特
性が変化する回路素子を前記発振器の近傍に設け、その
電気的特性の変化量に基づいて発振器の実際の周波数を
予測することを特徴とする請求項１及び２の計時機構の
誤差補正回路。 - 【請求項４】 前記予測手段は前記発振器の近傍に設け
た温度によって電気的特性が変化する回路素子と、該回
路素子からのアナログ量をディジタル値に変換するアナ
ログ・ディジタル変換器と、予め該発振器の温度を変化
させて測定した際の該アナログ・ディジタル変換器から
のディジタル値に対する該発振器の発振周波数を予測周
波数として記憶し、そのディジタル値に基づいて予測周
波数を読みだすように構成された記憶装置とを有するこ
とを特徴とする請求項１及び２の計時機構の誤差補正回
路。 - 【請求項５】 前記計算手段は誤差を前記予測周波数の
値に基づいて前記誤差の値を読みだすように構成された
記憶装置を有することを特徴とする請求項１及び２の計
時機構の誤差補正回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087993A JP2730312B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 計時機構の誤差補正回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087993A JP2730312B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 計時機構の誤差補正回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319695A JPH04319695A (ja) | 1992-11-10 |
| JP2730312B2 true JP2730312B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=13930331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3087993A Expired - Fee Related JP2730312B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 計時機構の誤差補正回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730312B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131474A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Fujitsu Ltd | 時刻同期システム，時刻同期システムに適用される衛星システム，時刻同期システムに適用される地上システム，時刻同期方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2011163885A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | 圧電振動子の周波数応答特性測定方法、圧電振動子用測定機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04151592A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-05-25 | Sony Corp | 時計装置 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3087993A patent/JP2730312B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04319695A (ja) | 1992-11-10 |
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Legal Events
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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