JPH0241713B2 - - Google Patents

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JPH0241713B2
JPH0241713B2 JP13932781A JP13932781A JPH0241713B2 JP H0241713 B2 JPH0241713 B2 JP H0241713B2 JP 13932781 A JP13932781 A JP 13932781A JP 13932781 A JP13932781 A JP 13932781A JP H0241713 B2 JPH0241713 B2 JP H0241713B2
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04FTIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F5/00Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
    • G04F5/04Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses
    • G04F5/06Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水晶発振器の温度に対する周波数の
変化を温度測定回路のデジタル出力にて補正し、
温度に依らない計時単位信号を得る温度補償付電
子時計に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention corrects changes in the frequency of a crystal oscillator with respect to temperature using the digital output of a temperature measurement circuit.
The present invention relates to a temperature-compensated electronic timepiece that obtains a timekeeping unit signal that is independent of temperature.

従来より、周囲温度を感知し基準発信器として
の水晶発振器の温度補償を行なう方法は数多く提
案されており、電子時計のような小型電子装置で
何種類か実用化されている。このうち、単位信号
作成回路としての分周器にパルス挿入などの補正
手段を設けたものは、例えば一般の32KHz台の発
振周波数の水晶発振回路を有する電子時計では1
秒当り1/32768秒の粗い分解能の補正となり、
分解能を上げるため数十秒当りで補正することに
なり、特別の時計用歩度測定器が必要となつてい
る。
Conventionally, many methods have been proposed for sensing ambient temperature and temperature-compensating a crystal oscillator serving as a reference oscillator, and several methods have been put to practical use in small electronic devices such as electronic watches. Among these, a frequency divider as a unit signal generation circuit is equipped with a correction means such as pulse insertion, for example, in an electronic watch having a crystal oscillation circuit with an oscillation frequency in the 32KHz range,
It is a coarse resolution correction of 1/32768 seconds per second,
In order to increase the resolution, corrections must be made every few tens of seconds, which requires a special rate measuring device for watches.

又水晶発振回路に発振用容量の時分割切換など
の補正手段を設けるものは補償温度範囲を広くと
るとき、前記発振用容量値の大きな変化に適応す
る設計が必要となる。すなわち従来は測定、設計
上で制約のある温度補償付電子時計であつた。
Furthermore, when a crystal oscillation circuit is provided with correction means such as time-division switching of the oscillation capacitance and the compensation temperature range is widened, a design that can accommodate large changes in the oscillation capacitance value is required. In other words, conventional electronic watches with temperature compensation have limitations in terms of measurement and design.

本発明の目的は上記制約を取り除き、一般の電
子時計の歩度測定器で容易に短時間で歩度測定が
でき、水晶発振器の設計が容易で、かつ補償温度
範囲の広い温度補償付電子時計を提供することに
ある。以下図面により本発明の実施例を詳述す
る。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned limitations, and to provide a temperature compensated electronic timepiece that can easily measure the rate in a short time using a general electronic timepiece rate measuring device, has an easy crystal oscillator design, and has a wide compensation temperature range. It's about doing. Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例における電子時計の基
本構成を示すブロツク図であり、1は発振周波数
を制御する第1の補正手段1cを備えた基準水晶
発振器としての水晶発振回路、2はパルス挿入動
作を行なう第2の補正手段2cを備えた分周回
路、3は表示機構とそれを駆動する回路などによ
る表示装置、4は温度センサを含み、温度レジス
タ4rを備えた温度測定回路。5は前記温度レジ
スタ4rの信号に基づいて、前記第1の補正手段
1cと第2の補正手段2cの温度補償のための周
波数補正信号Pc,Piを発生する補正信号合成回
路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of an electronic timepiece according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a crystal oscillation circuit as a reference crystal oscillator equipped with a first correction means 1c for controlling the oscillation frequency, and 2 is a pulse 3 is a display device including a display mechanism and a circuit for driving the same; 4 is a temperature measurement circuit including a temperature sensor and a temperature register 4r. 5 is a correction signal synthesis circuit that generates frequency correction signals Pc and Pi for temperature compensation of the first correction means 1c and the second correction means 2c based on the signal of the temperature register 4r.

第2図は上記構成を詳しく示す回路ブロツク図
であり、水晶発振回路1は32768Hzの水晶振動子
1a、発振インバータ1b、安定化抵抗R1、帰
還抵抗R2、入力側容量Cio、出力側容量Cputとに
よる周知の構成と、第1の補正手段を構成するス
イツチ1cとこれによつて切換えられるスイツン
グ容量CSWにより構成される。このスイツチ1c
は後述する時系列パルス信号Pcの論理“1”、論
理“0”によりオフ、オンし、これに対する水晶
発振回路1の発振周波数をそれぞれFH、FLとす
るとき、発振インバータ1bの出力容量はスイツ
チ1cがオフのとき出力側容量Cputとなり、スイ
ツチ1cがオンのとき出力側容量Cputプラススイ
ツチング容量CSWとなり、このことによりFH>FL
となる。ここで FSW=FH−FL とおき、本願では通常使用範囲を考えるためFSW
は一定として扱う。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing the above configuration in detail. The crystal oscillation circuit 1 includes a 32768 Hz crystal oscillator 1a, an oscillation inverter 1b, a stabilizing resistor R 1 , a feedback resistor R 2 , an input side capacitance C io , and an output side It is constructed by a well-known configuration including a capacitor Cput , a switch 1c constituting the first correction means, and a switching capacitor CSW switched by the switch 1c. This switch 1c
are turned off and on by the logic "1" and logic "0" of the time-series pulse signal Pc, which will be described later, and when the oscillation frequencies of the crystal oscillation circuit 1 are F H and F L , respectively, the output capacitance of the oscillation inverter 1b is is the output side capacitance C put when the switch 1c is off, and becomes the output side capacitance C put plus the switching capacitance C SW when the switch 1c is on, so that F H > F L
becomes. Here, we set F SW =F H −F L , and in this application, we consider the range of normal use, so F SW
is treated as constant.

分周回路2は初段分周回路11、それに続く第
1分周回路12、さらにそれに続く第2分周回路
13の周知の構成と、第2の補正手段を構成する
排他的論理和回路2cにより構成される。この排
他的論理和回路2cは後述する割込パルス信号Pi
を計時単位信号作成回路2に割込ませる公知の手
段を構成している。
The frequency dividing circuit 2 has a well-known configuration of an initial frequency dividing circuit 11, a first frequency dividing circuit 12 following it, a second frequency dividing circuit 13 following it, and an exclusive OR circuit 2c constituting a second correction means. configured. This exclusive OR circuit 2c receives an interrupt pulse signal Pi, which will be described later.
This constitutes a known means for interrupting the time measurement unit signal generation circuit 2.

すなわち、第1の補正手段1c、第2の補正手
段2cを除くと、水晶発振回路1、分周回路2、
表示装置3で通常の水晶電子時計を構成している
ことになる。
That is, excluding the first correction means 1c and the second correction means 2c, the crystal oscillation circuit 1, the frequency dividing circuit 2,
The display device 3 constitutes a normal crystal electronic timepiece.

温度測定回路4は内部に温度センサを有し温度
情報を温度に対して線形のデジタル値で出力する
もので、一般のデジタル温度計と同様のものであ
る。ただし、温度情報値は温度の絶対値ではなく
後述の如く水晶発振回路1の設定条件により適当
な関数値として温度レジスタ4rにセツトされ、
この温度レジスタ4rはT0,T1……T9の10ビツ
トの温度情報信号Tを出力する。
The temperature measuring circuit 4 has an internal temperature sensor and outputs temperature information as a linear digital value with respect to temperature, and is similar to a general digital thermometer. However, the temperature information value is not an absolute value of temperature, but is set in the temperature register 4r as an appropriate function value according to the setting conditions of the crystal oscillation circuit 1, as described later.
This temperature register 4r outputs a 10-bit temperature information signal T of T 0 , T 1 . . . T 9 .

補正信号合成回路5は時系列パルス作成回路1
8と割込パルス作成回路17により構成される。
時系列パルス作成回路18は第1比較器15、第
2比較器14、パルス合成回路16よりなり、前
記温度情報信号Tのうち下8ビツトの信号より前
記水晶発振回路1の第1の補正手段であるスイツ
チ1cのオンオフを時系列的に制御する時系列パ
ルス信号Pcを作成する。
The correction signal synthesis circuit 5 is the time series pulse generation circuit 1
8 and an interrupt pulse generation circuit 17.
The time-series pulse generation circuit 18 includes a first comparator 15, a second comparator 14, and a pulse synthesis circuit 16, and the first correction means of the crystal oscillation circuit 1 uses the lower 8 bits of the temperature information signal T. A time-series pulse signal Pc is created to control the on/off of the switch 1c in a time-series manner.

割込パルス作成回路17は前記温度情報信号T
より前記分周回路2の第2の補正手段である排他
的論理和回路2cに入力する割込パルス信号Piを
作成する。
The interrupt pulse generation circuit 17 receives the temperature information signal T.
Thus, an interrupt pulse signal Pi to be input to the exclusive OR circuit 2c, which is the second correction means of the frequency dividing circuit 2, is created.

前記補正信号合成回路5に於ける、時系列パル
ス作成回路18と割込パルス作成回路17は、そ
れぞれ第1,第2の補正手段を制御する信号を作
成する回路であり、第1の補正手段は水晶発振回
路1の発振周波数を直接制御するものであり、第
2の補正手段は計時単位信号作成回路2における
パルス数を制御するものであるので、各々の回路
は全く独立して論ずることができる。
In the correction signal synthesis circuit 5, the time series pulse generation circuit 18 and the interrupt pulse generation circuit 17 are circuits that generate signals for controlling the first and second correction means, respectively. The second correction means directly controls the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit 1, and the second correction means controls the number of pulses in the clock unit signal generation circuit 2, so each circuit can be discussed completely independently. can.

次に時系列パルス作成回路18と割込パルス作
成回路17を順に説明する。
Next, the time series pulse generation circuit 18 and the interrupt pulse generation circuit 17 will be explained in order.

第3図は時系列パルス作成回路18を詳しく説
明するための回路ブロツク図である。
FIG. 3 is a circuit block diagram for explaining the time-series pulse generation circuit 18 in detail.

初段分周器11は2個のフリツプフロツプ(以
降FFと略す)から成り、第1及び第2分周器1
2、13は7個のFFから成つており、第1、第
2の各分周器のFFからの出力は各々第1比較器
15及び第2比較器14に接続されている。第1
比較器15は分周器側の入力信号7ビツトF0
F6のうちF6のネガテイブエツジによりトリガー
されて立下がるFF15bと温度情報信号Tのう
ち下7ビツトT0〜T6と前記分周器側の入力信号
を比較して一致信号を出力し、前記FF15bを
リセツトする一致回路15aにより構成されてお
り、第2比較器14もFF14bと一致回路14
aにより全く同じ構成となつている。パルス合成
部16は温度情報信号TのうちのT7と第1比較
器15及び第2の比較器14の出力パルスP1
びP2とを入力信号とするANDゲート16b及び
NORゲート16c、前記両ゲートの信号を入力
信号とするORゲート16aにより構成されてい
る。
The first stage frequency divider 11 consists of two flip-flops (hereinafter abbreviated as FF), and the first and second frequency dividers 1
2 and 13 consist of seven FFs, and the outputs from the FFs of the first and second frequency dividers are connected to the first comparator 15 and the second comparator 14, respectively. 1st
The comparator 15 receives the 7-bit input signal F 0 on the frequency divider side.
Compares the FF15b that falls triggered by the negative edge of F6 of F6, the lower 7 bits T0 to T6 of the temperature information signal T, and the input signal on the frequency divider side, and outputs a matching signal; The second comparator 14 also includes the FF 14b and the coincidence circuit 14.
They have exactly the same configuration due to a. The pulse synthesis unit 16 includes an AND gate 16b whose input signals are T 7 of the temperature information signal T and the output pulses P 1 and P 2 of the first comparator 15 and the second comparator 14;
It is composed of a NOR gate 16c and an OR gate 16a which receives the signals from both gates as input signals.

次に上記構成を有する時系列パルス作成回路1
8の動作を説明する。温度情報信号Tのうち下7
ビツトT0〜T6が示す値をnとし第1分周器12
のF0の信号周期を1としたときの両比較器15,
14の出力パルスP1,P2の周期は、それぞれ
128、16384であり、信号波形のデユーテイすなわ
ち周期に対する論理“1”の時間割合は共にn/128 である。パルス合成部16は温度情報信号Tのう
ちT7が論理“1”のときはNORゲート16cの
出力を論理“0”に固定し、ANDゲート16b
からP1とP2の論理積信号P1.P2を出力し、ORゲ
ートを通過して時系列パルス信号Pcとなる。よ
つてこの信号Pcが16384の期間中に論理“1”で
ある時間はn2であり時間割合(以後、補正率と
いう)は次のようになる。
Next, time series pulse generation circuit 1 having the above configuration
8 will be explained below. Lower 7 of temperature information signal T
The value indicated by bits T 0 to T 6 is set to n, and the first frequency divider 12
Both comparators 15 when the signal period of F 0 is 1,
The periods of the 14 output pulses P 1 and P 2 are respectively
128 and 16384, and the time ratio of logic "1" to the duty, that is, the period, of the signal waveform is both n/128. The pulse synthesis unit 16 fixes the output of the NOR gate 16c to logic "0" when T7 of the temperature information signal T is logic "1", and fixes the output of the NOR gate 16c to logic "0".
, outputs an AND signal P 1 .P 2 of P 1 and P 2 , passes through an OR gate, and becomes a time-series pulse signal Pc. Therefore, the time during which this signal Pc is logic "1" during the period of 16384 is n2 , and the time ratio (hereinafter referred to as correction factor) is as follows.

=n2/16384 一方T7が論理“0”のときは、ANDゲート1
6bの出力を論理“0”に固定し、NORゲート
16cからはP1の反転信号1とP2の反転信号2
との論理積信号12を出力し、ORゲート1
6aを通つて時系列パルス信号Pcとなる。よつ
てこの信号Pcは論理“1”である時間が(128−
n)2となる。以上より、前記nは温度情報信号T
のうち下8ビツトである8ビツト温度情報信号
Tcと次の関係にある。
= n 2 / 16384 On the other hand, when T 7 is logic “0”, AND gate 1
The output of 6b is fixed to logic "0", and the inverted signal 1 of P1 and the inverted signal 2 of P2 are output from the NOR gate 16c.
Outputs AND signals 1 and 2 with OR gate 1
6a to become a time-series pulse signal Pc. Therefore, the time when this signal Pc is logic “1” is (128−
n) becomes 2 . From the above, the above n is the temperature information signal T
The lower 8 bits are the 8-bit temperature information signal.
It has the following relationship with Tc.

n=Tc(0≦Tc<128) n=Tc−128(128≧Tc≦255) 従つて補正率は次のようになる。 n=Tc (0≦Tc<128) n=Tc−128 (128≧Tc≦255) Therefore, the correction factor is as follows.

=(Tc−128)2/16384(0≦Tc≦255) このようにして、本発明の電子時計における時系
列パルス作成回路18は温度情報であるTcを2
次関数に変換している。
= (Tc−128) 2 /16384 (0≦Tc≦255) In this way, the time series pulse generation circuit 18 in the electronic watch of the present invention converts Tc, which is temperature information, into 2
It is converted to the following function.

第4図の本発明の電子時計の温度特性図で、第
4図aは水晶発振回路1と計時単位信号の温度特
性、第4図bは、時系列パルス信号Pcの論理
“1”をとる時間割合、すなわち補正率の温度
特性、第4図cは温度情報信号Tの温度特性を示
している。なお、横軸θは温度をあらわすが第4
図aに示す周波数偏差の関係から相対的に決めら
れる相対温度になる。
FIG. 4 is a temperature characteristic diagram of the electronic timepiece of the present invention, in which FIG. 4a shows the temperature characteristics of the crystal oscillation circuit 1 and the timekeeping unit signal, and FIG. 4b shows the logic "1" of the time-series pulse signal Pc. FIG. 4c shows the temperature characteristic of the temperature information signal T. Note that the horizontal axis θ represents temperature, but the fourth
The relative temperature is determined relatively from the frequency deviation relationship shown in Figure a.

第4図aは縦軸を周波数の相対偏差にとつたも
ので、水晶発振回路1はスイツチングにより時系
列パルス信号Pcの論理“1”、論理“0”に対し
発振周波数FH、FLをとりその差をFSWとすること
はすでに説明したが、FLは頂点温度ZTにおいて
時計の進み遅れのない周波数になつている、すな
わち偏差ゼロに調整されており、各周波数の偏差
を頂点温度ZTにおけるFLの周波数、すなわち基
準周波数F0に対して次式によりあらわす。
In Fig. 4a, the vertical axis is taken as the relative deviation of the frequency, and the crystal oscillation circuit 1 changes the oscillation frequencies F H and F L with respect to the logic "1" and logic "0" of the time-series pulse signal Pc by switching. It has already been explained that the difference between the frequencies is F SW , but F L is a frequency that does not lead or lag the clock at the peak temperature ZT, that is, it is adjusted to zero deviation, and the deviation of each frequency is calculated as the peak temperature. The frequency of F L at ZT, that is, the reference frequency F 0 is expressed by the following equation.

fL=FL/F0=a×(θ−ZT)2 fH=FH/F0=a×(θ−ZT)2+fSW 但しfSW=FSW/F0 なお、θは温度、aは2次温度係数、ZTは頂
点温度であり、又前述の如くFSW一定によりFSW
も一定となる。また図中のfcは時系列パルス信号
Pcにより温度補償された結果の平均周波数であ
り、第2分周器13の最上位ビツトの周期内で平
均した、すなわち本実施例においては2秒間での
周波数偏差に等しい。なお、fWについては後述す
る。
f L =F L /F 0 =a×(θ−ZT) 2 f H =F H /F 0 =a×(θ−ZT) 2 +f SW However, f SW =F SW /F 0 Note that θ is the temperature , a is the quadratic temperature coefficient, ZT is the peak temperature, and as mentioned above, F SW is constant due to F SW
is also constant. Also, fc in the figure is a time series pulse signal
This is the average frequency as a result of temperature compensation by Pc, and is equal to the frequency deviation averaged within the period of the most significant bit of the second frequency divider 13, that is, in this embodiment, in 2 seconds. Note that f W will be described later.

補正率はfHで発振する時間割合と考えてよ
く、すでに説明の如く第4図bのような2次関数
となる。
The correction factor can be thought of as the time ratio of oscillation at fH , and as already explained, it becomes a quadratic function as shown in FIG. 4b.

このとき平均周波数偏差fcを式であらわすと、 fc=fL×(1−)+fH× となる。さらに書き直すと、 fc=a×(θ−ZT)2+fSW×(Tc−128)2/16384 となり、これがゼロとなることが理想であるか
ら、そのためのTの条件を考えると となつたときfc=0となることがわかる。Tはこ
の式よりθの一次関数によつて設定される必要の
あるもので、これについてはすでに説明の如く一
般の周知手法によつて設定される。
At this time, the average frequency deviation fc can be expressed as fc=f L ×(1−)+f H ×. If we rewrite it further, we get fc=a×(θ−ZT) 2 +f SW ×(Tc−128) 2 /16384, and since it is ideal for this to be zero, considering the conditions for T It can be seen that fc=0 when . According to this equation, T needs to be set by a linear function of θ, and this is set by a generally known method as already explained.

第4図cは、10ビツトの温度情報信号Tの厳密
には階段状となるデジタル値を実直線で示し、こ
の温度情報信号Tの下位8ビツトよりなる8ビツ
ト温度情報値Tcを同様に破線で示してある。こ
こで温度情報信号Tの上位2ビツト(T8,T9
が(1、1)、(0、0)、(0、1)となる領域を
左領域、中領域、右領域とし、この範囲での温度
補償について以下説明する。
In FIG. 4c, the strictly stepped digital values of the 10-bit temperature information signal T are shown as solid lines, and the 8-bit temperature information value Tc consisting of the lower 8 bits of this temperature information signal T is similarly shown as the broken line. It is shown. Here, the upper 2 bits of the temperature information signal T (T 8 , T 9 )
The regions where the values are (1, 1), (0, 0), and (0, 1) are defined as the left region, middle region, and right region, and temperature compensation in these ranges will be described below.

第4図aにおいて周波数偏差ゼロがfHとfLの間
にある中領域が周波数偏差ゼロに温度補償でき、
このとき8ビツト温度情報信号Tcは第4図cに
示す如く0〜255の間の値をとるように設定され
る。左右領域においても同様に温度補償されるた
め、第4図aに示す如く2次特性分が補償され、
温度に対して一次の特性を示すことになる。次に
説明する割込パルス信号Piは左右領域でのこの一
次特性を温度補償し第4図aに示す如く最終の計
時用単位信号の平均周波数偏差すなわち時計歩度
fWを得るものである。
In Figure 4a, the middle region where the frequency deviation is zero between f H and f L can be temperature compensated to zero frequency deviation,
At this time, the 8-bit temperature information signal Tc is set to take a value between 0 and 255 as shown in FIG. 4c. Since the temperature is compensated in the same way in the left and right regions, the secondary characteristics are compensated as shown in Figure 4a.
It shows first-order characteristics with respect to temperature. The interrupt pulse signal Pi, which will be explained next, compensates for this primary characteristic in the left and right regions by temperature, and as shown in Figure 4a, the average frequency deviation of the final unit signal for timekeeping, that is, the clock rate.
f W is obtained.

第5図は割込パルス作成回路17を詳しく説明
するための回路ブロツク図である。
FIG. 5 is a circuit block diagram for explaining the interrupt pulse generating circuit 17 in detail.

71はタイマーであり、ある一定周期TM毎に
パルス信号をアツプダウンカウンタ72のプリセ
ツトネーブル入力端子PEと、セツトリセツトFF
73のセツト入力端子Sに供給する。アツプダウ
ンカウンタ72は温度情報信号のうち最上位ビツ
トT9をアツプダウンモード入力端子UDより入力
し、すなわちT9の論理“1”、論理“0”に対し
アツプダウンカウンタ72はそれぞれアツプカウ
ンタ、ダウンカウンタとして動作するもので、プ
リセツトイネーブル端子PEからの入力信号で前
記8ビツト温度情報信号TcすなわちT0〜T7に初
期セツトされ、入力端INからの入力信号でアツ
プ又はダウンカウント動作し、カウンタの内容が
ゼロとなつたときゼロ検出出力端子Zよりゼロ検
出信号を出力する公知の仕様よりなるものであ
る。
71 is a timer which outputs a pulse signal every certain period TM to the preset enable input terminal PE of the up-down counter 72 and the set reset FF.
It is supplied to the set input terminal S of 73. The up-down counter 72 inputs the most significant bit T9 of the temperature information signal from the up-down mode input terminal UD, that is, the up-down counter 72 inputs the most significant bit T9 of the temperature information signal from the up-down mode input terminal UD. It operates as a down counter, and is initially set to the 8-bit temperature information signal Tc, that is, T0 to T7 , by the input signal from the preset enable terminal PE, and performs up or down counting operation by the input signal from the input terminal IN. , which has a known specification in which a zero detection signal is output from the zero detection output terminal Z when the contents of the counter become zero.

セツトリセツトFF73はセツト入力端子には
前記タイマー71よりパルス信号が供給され、リ
セツト入力端子Rには前記アツプダウンカウンタ
72よりゼロ検出信号が供給される。ANDゲー
ト74はこのセツトリセツトFF73の出力端子
Qからの信号と温度情報信号Tのうち上位2ビツ
トT8,T9を入力とするORゲート75の出力信号
と、同期信号として8KHzの信号が入力されてお
り、出力信号は前記アツプダウンカウンタ72の
入力端子INに供給されるとともに、公知の遅延
回路76を通つて割込パルス信号Piとなる。な
お、この遅延回路76と排他的論理和回路10に
よるパルス割込手段はすでに公知のものである。
The reset FF 73 has a set input terminal supplied with a pulse signal from the timer 71, and a reset input terminal R supplied with a zero detection signal from the up-down counter 72. The AND gate 74 receives a signal from the output terminal Q of the set reset FF73, an output signal from an OR gate 75 which receives the upper two bits T8 and T9 of the temperature information signal T, and an 8KHz signal as a synchronization signal. The output signal is supplied to the input terminal IN of the up-down counter 72, and passes through a known delay circuit 76 to become an interrupt pulse signal Pi. Note that the pulse interrupt means using the delay circuit 76 and the exclusive OR circuit 10 is already known.

次に上記構成を有する割込パルス作成回路17
の動作を説明する。
Next, the interrupt pulse generation circuit 17 having the above configuration
Explain the operation.

T8,T9とも論理“0”、すなわち中領域のとき
は、ORゲート75は論理“0”出力となりAND
ゲート74は閉じられ割込パルス信号Piは出力さ
れない。T8,T9が各々論理“1”、論理“0”、
すなわち右領域のときは、アツプダウンカウンタ
72はダウンカウンタとして動作し、このダウン
カウンタはタイマー71により時間TM毎に8ビ
ツト温度情報信号Tcの値にプリセツトされる。
ANDゲートはこのカウンタの内容がゼロになる
まで同期信号を通過させ、このカウンタをダウン
カウントするとともに、前記同期信号を遅延回路
76を通して割込パルス信号Piとする。
When both T 8 and T 9 are logic “0”, that is, in the middle region, the OR gate 75 outputs logic “0” and the AND
Gate 74 is closed and no interrupt pulse signal Pi is output. T 8 and T 9 are respectively logic “1” and logic “0”,
That is, in the right region, the up-down counter 72 operates as a down counter, and this down counter is preset by the timer 71 to the value of the 8-bit temperature information signal Tc every time TM.
The AND gate passes the synchronization signal until the contents of this counter become zero, counts down the counter, and outputs the synchronization signal through the delay circuit 76 as an interrupt pulse signal Pi.

これにより割込パルス信号Piによる平均周波数
偏差f右を時間TMでの平均として考えると次式
であらわされる。
As a result, if the average frequency deviation f right due to the interrupt pulse signal Pi is considered as an average over time TM, it can be expressed by the following equation.

f右=Tc/F0×TM T8,T9とも論理“1”、すなわち左領域のとき
は、アツプダウンカウンタ73がアツプカウンタ
として動作する他は前述の右領域と同様の動作と
なる。この左領域での割込パルス信号Piによる平
均周波数偏差f左は同様に次式であらわされる。
f right=Tc/F 0 ×TM When both T 8 and T 9 are logic “1”, that is, in the left region, the operation is similar to that in the right region described above, except that the up-down counter 73 operates as an up counter. The average frequency deviation f left due to the interrupt pulse signal Pi in this left region is similarly expressed by the following equation.

f左=256−Tc/F0×TM この割込パルス信号Piによる平均周波数偏差が
右領域、左領域でそれぞれTc、256−Tcに比例
することと、第4図a,cのfcとTcの関係より、
タイマー71の周期TMを適当に選べば第4図a
に示す如き時計歩度fWを実現できることがわか
る。このタイマー71の周期は次式で求められ
る。
f left = 256-Tc/F 0 ×TM The average frequency deviation due to this interrupt pulse signal Pi is proportional to Tc and 256-Tc in the right region and left region, respectively, and f c in Figure 4 a and c From the relationship of Tc,
If the period TM of the timer 71 is selected appropriately, Fig. 4a
It can be seen that the clock rate f W as shown in can be realized. The period of this timer 71 is determined by the following equation.

TM=−256/8×9×ZT2×F0 例えばa=−0.035ppm/℃2、ZT=25゜、F0
32768HzではTMは約44.6秒となる。なお、この
タイマー周期TMの設定については、外部端子に
よる設定や、ROMによる方法なども考えられる
が実用上、量産的に安定するとき、例えば前記数
値例でTM=45秒というように固定して扱うこと
ができる。
TM=-256/8×9×ZT 2 ×F 0 For example, a=-0.035ppm/℃ 2 , ZT=25°, F 0 =
At 32768Hz, TM is approximately 44.6 seconds. Regarding the setting of this timer period TM, it is possible to set it using an external terminal or using a ROM, but in practice, when it is stable for mass production, it is fixed at TM = 45 seconds in the above numerical example. can be handled.

次に本実施例について具体的な数値を加えて説
明をする。第4図aでZTを25℃とし相対温度θ
を絶対温度と一致させた場合を考える。
Next, this example will be explained with specific numerical values. In Figure 4 a, ZT is 25℃ and the relative temperature θ
Consider the case where is made equal to the absolute temperature.

これは二次温度係数a=−0.035のとき fSW=|a×(θ−ZT)2| よりfSW21.875ppmとなり容量切換で容易に実現
される値である。このとき中領域は0〜50℃とな
り電子時計の通常の周囲温度と歩度測定温度はカ
バーされる。この中領域では本実施例は2秒単位
での歩度測定ができる。よつて左右領域は電子時
計の積算の進み遅れのみが問題となり、本実施例
はこれを周期TM毎のパルス割込により補正する
ものである。
When the secondary temperature coefficient a=-0.035, f SW =|a×(θ−ZT) 2 |, so f SW becomes 21.875 ppm, which is a value that can be easily achieved by switching the capacitance. At this time, the middle range is 0 to 50°C, which covers the normal ambient temperature and rate measurement temperature of electronic watches. In this medium range, this embodiment can measure the rate in units of 2 seconds. Therefore, in the left and right regions, the only problem is the lead or lag in the integration of the electronic clock, and this embodiment corrects this by using a pulse interrupt every period TM.

上記のごとく本発明によれば、水晶発振回路の
発振周波数を補正する第1の補正手段と、分周回
路の分周比を補正する第2の補正手段とを併用す
る構成としたことにより、従来の単一補正手段に
よる方式に比べて水晶発振回路の周波数温度特性
の2次カーブを広い温度領域に渡つて高精度に補
正することが可能となり、しかも通常時計歩度測
定が行なわれる常温、すなわち零温度係数温度
ZTの近くにおいては第1の補正手段である発振
周波数の変化のみによる補正のため、短時間での
時計の歩度測定が可能となつたため、水晶電子時
計の高精度化に寄与するとともに、製造及び市場
サービスの迅速化を可能にするものである。
As described above, according to the present invention, the first correction means for correcting the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit and the second correction means for correcting the frequency division ratio of the frequency dividing circuit are used together, so that Compared to the conventional method using a single correction means, it is possible to correct the quadratic curve of the frequency-temperature characteristic of the crystal oscillation circuit with high precision over a wide temperature range, and moreover, it is possible to correct the quadratic curve of the frequency-temperature characteristic of the crystal oscillation circuit with high precision over a wide temperature range. zero temperature coefficient temperature
In the vicinity of ZT, the first correction method is correction using only changes in the oscillation frequency, making it possible to measure the rate of a watch in a short period of time. It enables faster market service.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の電子時計のブロツク図、第2
図は第1図を詳しく説明するための回路ブロツク
図、第3図、第5図は第2図におけるそれぞれ時
系列パルス作成回路と割込パルス作成回路を詳し
く説明するための回路ブロツク図、第4図は第1
図の電子時計による温度特性を説明するための温
度特性図である。 1……水晶発振回路、2……分周回路、1c…
…第1の補正手段、2c……第2の補正手段、4
r……温度レジスタ、5……補正信号合成回路、
17……割込パルス作成回路、18……時系列パ
ルス作成回路。
Fig. 1 is a block diagram of the electronic timepiece of the present invention;
1 is a circuit block diagram for explaining in detail the circuit shown in FIG. 1, and FIGS. Figure 4 is the first
FIG. 3 is a temperature characteristic diagram for explaining the temperature characteristics of the electronic timepiece shown in the figure. 1... Crystal oscillation circuit, 2... Frequency dividing circuit, 1c...
...First correction means, 2c...Second correction means, 4
r...temperature register, 5...correction signal synthesis circuit,
17... Interrupt pulse generation circuit, 18... Time series pulse generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 周波数温度特性が2次カーブとなる水晶発振
器と、該水晶発振器出力から計時単位信号を作成
する分周回路と、温度測定回路とを備えた温度補
償付電子時計に於いて、 前記温度測定回路は周囲温度を検出し、前記水
晶発振器に於ける2次カーブの零温度系数領域を
含む中領域情報と、該中領域情報より低温側の左
領域情報と、前記中領域より高温側の右領域情報
とを発生するよう構成されるとともに、 前記水晶発振器の発振周波数を制御する第1の
補正手段と、前記分周回路の動作を制御する第2
の補正手段とを設け、前記温度測定回路からの中
領域情報に従つて前記第1の補正手段を動作させ
て水晶発振器を制御し、又前記左領域情報と右領
域情報とに従つて前記第2の補正手段を動作させ
て前記分周回路を制御することにより、発振周波
数制御と分周比制御とを組合わせて広帯域な温度
補償を行うことを特徴とした温度補償付電子時
計。
[Claims] 1. A temperature-compensated electronic timepiece that includes a crystal oscillator whose frequency-temperature characteristic is a quadratic curve, a frequency dividing circuit that creates a time measurement unit signal from the output of the crystal oscillator, and a temperature measurement circuit. The temperature measurement circuit detects the ambient temperature, and provides middle region information including a zero temperature system region of a quadratic curve in the crystal oscillator, left region information on a lower temperature side than the middle region information, and information on a left region on a lower temperature side than the middle region information. a first correcting means for controlling the oscillation frequency of the crystal oscillator; and a second correcting means for controlling the operation of the frequency dividing circuit.
the first correction means is operated according to the middle region information from the temperature measurement circuit to control the crystal oscillator, and the first correction means is operated according to the left region information and the right region information 1. An electronic timepiece with temperature compensation, characterized in that temperature compensation is performed over a wide range by combining oscillation frequency control and frequency division ratio control by operating the correction means of 2 to control the frequency dividing circuit.
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