JPH08240671A - 電子時計の正確度を保全し及び調節する方法及び装置 - Google Patents

電子時計の正確度を保全し及び調節する方法及び装置

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JPH08240671A
JPH08240671A JP7332136A JP33213695A JPH08240671A JP H08240671 A JPH08240671 A JP H08240671A JP 7332136 A JP7332136 A JP 7332136A JP 33213695 A JP33213695 A JP 33213695A JP H08240671 A JPH08240671 A JP H08240671A
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アール ポウルソン ティー.
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    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G3/00Producing timing pulses
    • G04G3/02Circuits for deriving low frequency timing pulses from pulses of higher frequency

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な仕方で使用者に水晶のドリフトに起因
する電子時計の累積誤差を補償し累積正確度を時計の寿
命にわたって保全することを可能にする。 【解決手段】 2n 周波数出力を有する発振器1、保時
周波数へ発振器出力周波数を低下させる手段2、3、計
算回路4、同期ボタン動作の検出手段5、保時周波数の
計数手段6、計数に相当する時刻表示手段7、加算/減
算及び保存手段9を含む装置を用いる。時計を時間標準
と初期的に同期させ、或る期間の後、時計を時間標準と
再同期させ、計算回路4によって初期同期以来累積され
た誤差Eを計算し、かつ先行同期以来経過した調節間隔
の数Nで累積誤差を除して正確度調節係数を得る。次い
で、手段9を介して各調節間隔中の指定時間間隔に保時
周波数を正確度調節係数の量だけ調節して理想期間に等
しい調節間隔を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に電子時計、
特に電子時計の正確度を調節する方法及び装置に関す
る。
【0002】電子時計において、発振器出力周波数は水
晶によって提供され、この水晶の共振振動数を製造時に
非常に正確に調節しなければならない。水晶の動作振動
数の初期調節は、水晶をより正確に研磨する高価な機械
的技術を必然的に伴う。更に、水晶のドリフトによって
起こされる変動を補償するために動作振動数の将来調節
に備えて可変コンデンサが発振器内に必要とされる。水
晶の老化、温度変動、及び腕時計の場合、使用者の携帯
習性が全て水晶のドリフトの原因になると云ってよい。
【0003】
【従来の技術】水晶の動作振動数の高価な調節の必要性
を回避するために、その動作振動数が理想振動数から僅
かに偏移する水晶の使用を可能にするいくつかのシステ
ムが提案されている。
【0004】一般に、このようなシステムは、行おうと
する調節の値に相当する2進情報を含むメモリと結合さ
れた調節回路を含む。時計の製造業者は、2進情報を決
定しかつこれを製造時にメモリ内に記憶させる。調節回
路は、メモリによって提供される情報を使用して、保時
周波数(time keeping frequenc
y)が時間標準に整合するようにこの保時周波数を同期
させる。このようなシステムは、水晶のコスト高な初期
調節の必要性を低減させるが、しかし水晶の将来ドリフ
トを補償する手段を提供することはない。
【0005】その結果、電子時計の使用者にそのメモリ
内に含まれた調節値を修正することを可能にするシステ
ムが開発された。これらのシステムは、或る期間にわた
って生じた時計の誤差を基準時間と比較して決定するこ
とによって動作する。誤差及びこれが生じた相当する期
間を使用して、このようなシステムは、調節係数に対す
る補正値を計算し、かつこれをこの調節係数に加算して
新調節係数を得る。
【0006】必然的に、これらのシステムは、保時周波
数の各秒を修正するように調節係数を適用する。各秒に
保時周波数を調節することによって水晶の動作振動数を
補正するこの方法は、固有の制限を有する。各秒に保時
周波数を調節することによって、現存するシステムは、
使用者がその時計で以て達成するかもしれない精度の程
度を必然的に制限する。それらの制限された精度に起因
して、現存するシステムは、しばしば、時計の累積誤差
を正確に補償することができない。その結果は、調節を
補正するにかかわらず、その時計は僅かに遅れたり進ん
だりすると云うことである。
【0007】例えば、215Hzの周波数で動作する典型
的水晶発振器を考えてみよう。毎秒、時計の保時周波数
を補正する現存するシステムは、最高、毎秒32,76
8分の1すなわち3.05×10-5秒の精度で周波数を
調節することができる。3.05×10-5秒だけ各秒を
調節することは、云い換えれば毎日2.64秒の調節で
ある。それゆえ、現存するシステムで以て可能な最少修
正は、毎日2.64秒である。もし時計の誤差が毎日
2.64秒未満であるならば、現存するシステムはその
周波数を正確に補正することができない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、もしシ
ステムが毎調節間隔に1回保時周波数を調節することが
きるとし、ここに調節間隔が秒より長い期間であるとし
たならば、そのシステムはそれに比例してより高い精度
を達成できるであろう。例えば、もしシステムが各秒か
つことごとくの秒に保時周波数を調節するのではなく毎
時1秒に保時周波数を調節したとしたならば、3600
倍の程度の時計の精度の改善が実現されるであろう。こ
のシステムは、毎時(32,768×3600)分の1
すなわち3.05×10-5秒の精度で保時周波数を調節
することができるであろう。3.05×10-5だけ毎時
の最初の秒を調節することは、云い換えれば毎日7.3
2×10-4秒の調節になる。したがって、このシステム
は、毎日7.32×10-4と云う小さい修正を達成する
ことができるであろう、これは毎年1秒より高い調節精
度に相当する。このようにして、このシステムは、保時
周波数が毎秒調節されたとしたならば達成するであろう
よりも遥かに高い累積正確度を達成することができるで
あろう。
【0009】最後に、電子時計のほとんどの使用者が毎
々個々秒が精確であることを気にするのではなく、むし
ろ累積正確度及び精度に関心を寄せていることに注意す
るのが重要である。それゆえ、使用者は、各秒かつこと
ごとくの秒に調節する方法ではなく、毎調節間隔に1秒
を調節する方法の方を有り難がるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子時計の正
確度を調節する方法及び装置である。この装置は2n
波数出力を有する発振器、保時周波数へ発振器出力周波
数を低下させる手段、保時周波数を計数する手段、及び
保時周波数の計数に相当する時刻を表示する手段を含
む。使用者は、この時計を時間標準と初期的に同期させ
る。初期同期以来経過した調節間隔の数Nが計数され
る。或る期間の後、使用者は、この時計を時間標準と再
同期させる。再同期の瞬間に初期同期以来時計によって
累積された誤差Eが計算される。正確度調節係数を得る
ために、Eの値がNによって除される。その後、各調節
間隔中の指定時間間隔に保時周波数が正確度調節係数の
量だけ調節される。
【0011】したがって、本発明の主目的は、安価な仕
方で電子時計の正確度を調節する方法を提供することで
ある。
【0012】本発明の他の目的は、水晶のドリフトに起
因する累積誤差を補償するために電子時計の使用者調節
に供する方法を提供することである。
【0013】本発明の他の目的は、使用者に時計の寿命
にわたって水晶のドリフトを連続的に補償することを可
能とする方法を提供することである。
【0014】本発明のなお他の目的は、時間標準との電
子時計の周期的再同期の必要性を減少させるような電子
時計の正確度を調節する方法を提供することである。
【0015】
【発明の実施の形態】図1に示された本発明の実施例に
おいて、水晶発振器のような、2n 周波数出力を有する
発振器1は、電子時計に対する時間の基礎として使用さ
れる。電子時計は、ディジタル又は、本実施例の場合に
おけるように、アナログ表示専用のいずれかであってよ
い。水晶発振器は、比較的高周波、例えば、215Hzで
パルスを発振器出力周波数を低い保時周波数へ下げるこ
とのできる回路の入力へ送出する。このような回路は、
分周器又は計数器を含むこともある。
【0016】図示された実施例において、発振器出力周
波数は1215Hzであり、かつ降計レジスタ2への入力
2Aとして働く。降計レジスタ2は、第2入力2Bを有
し、この入力は再ロード回路3の出力からの、発振器出
力周波数に相当する、ロード値を受信する。降計レジス
タ2は、発振器1によって供給された各パルスを計数
し、かつ降計レジスタ2が零に達したとき出力2Cに1
パルスを発射することによって、発振器出力周波数を保
時周波数へ下げる。降計レジスタ2が発振器出力周波数
に等しいロード値から降計を開始するに従って、降計レ
ジスタ2は出力2Cを通して毎秒1パルスを発射し、こ
のパルスが1Hzの有効保時周波数である。降計レジス
タ2は他の出力2Dを有し、この出力はこのレジスタの
現行計数に相当する2進情報を計算回路4の入力4Aへ
伝送する。更に、降計レジスタ2は、先行降計順序に零
に到達した後、計数を再開始するためにリセット線2F
を有する。
【0017】出力2Cは、1Hzの保時周波数を、2進
計数器6を含むような、保時周波数を計数することので
きる回路へ送出する。この実施例において、2進時刻
(binary time−to−day)計数器6
は、経過秒、分、及び時を追跡する。次のステップは、
保時周波数の計数に相当する時刻を表示することからな
る。本実施例はアナログ表示専用であるので、1Hz出
力2Cは表示回路及び機構7の入力7Aへ送出され、こ
の回路及び機構7は時計の秒針、分針及び時針を駆動す
る。
【0018】いったん時計が適正に時間を表示すると、
続く次のステップが初期同期を達成するために時計を時
間標準と同期させることを必然的に伴う。本発明のこの
実施例において、初期同期は多ステッププロセスであ
る。第1に、秒針が零位置にある瞬間に時計の使用者が
5秒のような所定数の秒の間同期ボタンを押す。入力5
Iにおいて、検出回路5が、同期ボタンが押されたかど
うか及びいかに長く押されたかを検出する。第2に、同
期ボタンの押し下げの検出と同時に、検出回路は出力信
号5Aを表示回路及び機構7へ伝送し、表示回路及び機
構7は同期ボタンが再び押されるまで時刻の表示を凍結
する。本実施例の方法においては、表示回路及び機構7
は、秒針をそれが零位置にある瞬間に凍結する。第3
に、使用者は同期ボタンを再び押すが、しかしこんど
は、時間標準が零秒にあるのを観察すると、瞬間的に押
す。同期ボタンのこの第2押し下げと同時に、検出回路
5が4つの出力信号を送出する。
【0019】第1出力信号5Bは、2進時刻計数器6の
入力6Aへ伝送されかつその秒計数器をリセットする。
第2出力信号5Cが表示回路及び機構7への入力7Cを
供給し、この表示機構に秒針を開放させ、かつ時計を時
間標準と同期させるように時刻の表示を再開させる。第
3出力信号5Dは、計算回路4の入力4Bへ接続し、及
びこの回路内の計数器20(図2)をリセットしかつ起
動して、計算回路4の入力4Cに受信される2進時刻計
数器6の出力6Dからの毎時パルスの計数を開始させ
る。その結果、どの後続の瞬間にも、計数器20は先行
同期以来経過した時(hour)数に相当する2進情報
を含む。第4出力信号5Eは、固定プログラマブル読出
し専用メモリ(PROM)8のような不揮発性メモリの
入力8Aに接続されており、このメモリの機能は以下に
開示される。
【0020】本発明によれば、初期正確度調節係数が製
造時に計算され、かつ固定プログラマブル読出し専用メ
モリ(PROM)8のような不揮発性メモリ8内に記憶
される。初期正確度調節係数は、時計によって測定され
かつ表示される、1時間のような、調節間隔と、時間標
準によって測定された相当する理想時間間隔との間の差
に相当する。この差は、発振器の実際の水晶動作振動数
が2n の所望設計振動数から僅かに異なっていることの
ゆえに存在する。初期正確度調節係数は、発振器パルス
毎調節間隔の単位で計算される。
【0021】例えば、調節間隔が1時間であり、製造時
に時計によって測定されかつ表示された1時間間隔が時
間標準の理想1時間間隔より0.25秒遅れていること
が観察されると考えよう。初期正確度調節係数は、時計
と時間標準との間の観察された0.25秒差に等しい。
時計が遅いので、時計によって測定されかつ表示される
各時間間隔の長さを時間標準と同期させるために初期正
確度調節係数の量だけ減少させなければならない。した
がって、時計が遅れるとき、初期正確度調節係数は負数
である。もし時計が進むとしたならば、時計を時間標準
と同期させるために時計によって測定された1時間間隔
の長さを増大するように初期正確度調節係数は必然的に
正数であろう。
【0022】上掲の例に関して続けるならば、時計が遅
れかつ初期正確度調節係数は−0.25秒に等しい。初
期正確度調節係数を発振器パルス毎調節間隔の単位に変
換するために、−0.25秒差に発振器パルス周波数を
乗じ、この周波数は、本実施例においては、215Hz
(32,768Hz)である。それゆえ、初期正確度調
節係数は、この例では−8.192パルス/時であろ
う。
【0023】図1の実施例において、初期正確度調節係
数が発振器出力周波数に加算され、結果の和が固定プロ
グラマブル読出し専用メモリ(PROM)8内に記憶さ
れる。以下に開示されるように、この和は、時計によっ
て測定されかつ表示される調節間隔が時間標準の相当す
る理想時間間隔と等しいように各調節間隔中の指定時間
間隔に保時周波数を調節するのに使用される。
【0024】先に論じたように、降計レジスタ2は、出
力2Cに1Hzの保時周波数を供給する。出力2Cは、
再ロード回路3、2進時刻計数器6、表示回路及び機構
7、及び検出回路5に結合されている。再ロード回路3
は、再ロード値レジスタ3A及び定数記憶部3Bを含
む。定数記録部3Bは、理想発振器出力周波数に相当す
る数を記憶する。この実施例における215Hzの理想水
晶発振器周波数を仮定するならば、定数記憶部3Bは数
32,768を記憶する。加算/減算及び保存手段9
が、3つの入力及び再ロード回路3の入力3Cに接続さ
れた出力9Aを有する。入力9Bは計算回路4の出力4
Dから到来し、入力9Cは2進時刻計数器6の出力6B
に接続されており、かつ第3入力9DはPROM8によ
って供給される。
【0025】動作中、降計レジスタ2は、1秒間隔に相
当する発振器パルスを計数する。降計レジスタ2が零に
到達すると、再ロード値レジスタ3A内に含まれた再ロ
ード値が降計レジスタ2内へロードされ、かつ降計レジ
スタ2はリセットされてロード値からの降計を開始す
る。1Hz出力信号2Cは、定数記憶部3Bからの記憶
定数32,768の再ロード値レジスタ3Aへの転送を
起こさせるように再ロード回路3の入力3Dに接続され
ている。このようにして、再ロード値レジスタ3Aは、
通常、値32,768を含み、それであるから降計レジ
スタ2内へロードされる値は水晶発振器1の理想動作周
波数に大体において相当する。
【0026】調節間隔にわたって累積された誤差を補正
するために、2進時刻計数器6は、毎調節間隔に出力信
号6Bを加算/減算及び保存手段9の入力9Cへ伝送す
る。この実施例において調節間隔は1時間であると仮定
すると、入力9Cは毎時パルスを受信する。これらの毎
時パルスに応答して、加算/減算及び保存手段9は、そ
の現行値を再ロード値レジスタ3Aの入力3Cへ伝送す
る。この値が降計レジスタ2内へロードされると、次の
第2計数は修正1秒間隔であり、これが時計によって測
定されかつ表示される1時間調節間隔の長さを調節する
ように働き、それであるからこの調節間隔は正確に時間
標準の理想1時間間隔の長さである。
【0027】先に述べたように、PROM8は、初期正
確度調節係数と発振器出力周波数との和を含む。PRO
M8は、初期同期中に2度目に同期ボタンが押されたと
き検出回路5から入力信号8Aを受信する。入力信号8
Aは、PROM8にその値を加算/減算及び保存手段9
へその出力9Dを経由して転送させる。初期的に、加算
/減算及び保存手段9内に先行存在する値はなく、かつ
計算回路4は、後の再同期まで入力信号9Bを供給する
ことはない。それゆえ、初期同期の後ただちに開始する
とき、加算/減算及び保存手段9はPROM値を含む。
加算/減算及び保存手段9が2進時刻計数器6から入力
9Cに毎時信号を受信するとき、加算/減算及び保存手
段9内のPROM値は再ロード値レジスタ3へ送られ
る。それゆえ、毎時の最初の秒の間、正確度調節係数の
量だけ32,768と異なるPROM値が降計レジスタ
2に対する再ロード値になる。したがって、後続修正1
秒間隔が時計によって表示される1時間の長さを調節す
るように作用し、それであるからこの長さが時間標準の
理想1時間の長さに等しい。PROM再ロード値は毎時
の最初の秒に対してのみ使用される。32,768と云
う通常値は降計レジスタ2の次の再ロードにおいてPR
OM値を置換する。
【0028】本発明は、或る量の誤差が累積された後に
保時周波数に調節を遂行することによって電子時計の正
確度を保全する。これらの調節は、上述した毎時1回の
ように、毎調節間隔に1回行われる。初期正確度調節係
数に基づく調節は、実際の水晶動作振動数と2n Hzの
所望設計振動数との相違を補償する。しかしながら、時
間経過を通じて、水晶は、結晶の老化、温度変動、及び
腕時計の場合は、使用者の携帯習性に起因してドリフト
することになる。したがって、時計の寿命にわたって時
計の精度を連続的に保全するために、結晶のドリフトの
程度に応じてこれらの調節を細密同調する方法が望まれ
る。
【0029】本発明によれば、これは少数の将来再同期
を通して完遂され、これによって時計が時間標準と再同
期されかつ調節係数へのますます精確な補正増分が計算
される。これらの再同期は次の二重機能を果たすことに
注意するのが重要である。すなわち、(1)再同期は水
晶の連続ドリフトを補償し、及び(2)各再同期は調節
係数への更に微細かつ精確な補正増分を生成する。した
がって、再同期を通して、時計の累積正確度が長い期間
にわたって保存されかつ増長される。
【0030】図1の実施例において、将来再同期は、同
期ボタンを押すことによって完遂される。先に論じたよ
うに、同期ボタンの2度目の押しが初期同期を完了さ
せ、この2度目の押しと同時に、出力信号5Dが計算回
路4の入力4Bへ送出される。この信号は、2進計数器
20(図2)の入力4Cに受信した毎時パルスの計数を
開始させる。それゆえ、計数器20は、先行同期以来経
過した時数に相当する2進情報を含む。
【0031】時計の累積誤差を観察すると(いかに大き
く又は小さかろうが、しかし30秒より大きい場合はな
いが)、使用者は時間標準が零位置にある瞬間に同期ボ
タンを瞬間的に押すことによって再同期を実現する。使
用者が同期ボタンを押すと、時計の秒針が止められる。
使用者は5秒より短い間しか同期ボタンを押してはなら
ず、さもなければ検出回路5があたかも使用者が初期同
期を望むかのように応答することになる。すなわち、シ
ステムが「再起動(reboot)」することになりか
つPROM値が加算/減算及び保存手段9内へ再ロード
されることになる。検出回路5は、いかに長く使用者が
同期ボタンを押したかを計算する手段を含む。入力5
G、すなわち、経過した全秒、と入力5F、すなわち、
経過した秒の部分に相当する降計レジスタ2の現行計数
との組合わせを用いて、検出回路5は、同期ボタンが押
されていた及び秒針が止まっていた時間の精確な量を決
定する。
【0032】もし使用者が5秒のような所定数の秒の間
同期ボタンを押し続けるならば、検出回路5は、システ
ムを再起動する。明確には、出力信号5EがPROM8
の入力8Aに伝送され、加算/減算及び保存手段9内の
値のクリヤ、及びPROM値の再ロードを起こさせる。
その結果、将来調節間隔が初期正確度調節係数の値によ
って再び修正される。
【0033】これに反して、もし使用者が5秒未満の間
しか同期ボタンを押さなければ、時計は時間標準と再同
期されかつ第1補正増分Iが計算される。第1補正増分
は、水晶のドリフトを補償する。本実施例において、第
1補正増分は加算/減算及び保存手段9内の現行PRO
M値に加算され、かつ結果の和が加算/減算及び保存手
段9内に記憶される。この結果の和は毎時の最初の秒に
再ロード値レジスタ3Aへ伝送され、それであるから時
計によって表示されかつ測定された1時間は時間標準の
1時間に等しい。
【0034】更に詳しくは、時計の再同期及び第1補正
増分Iの計算は、本実施例において、次のように実施さ
れる。すなわち、まず、使用者が時間標準が零秒位置に
あるのを観察すると同時に同期ボタンを瞬間的に押す。
検出回路5が同期ボタンの押しを検出しかつ出力信号5
Aを表示回路及び機構7へ伝送し、それによって秒針を
凍結する。同時に、出力信号5Bが2進時刻計数器6の
入力6Aへ及び降計レジスタ2の入力2Eへ伝送され
る。出力信号5Bは、入力6Aへそれが受信されると同
時に、秒の現行値に関する2進情報を出力6Cから計算
回路4の入力4Fへ送出させる。次いで、出力信号5B
が2進時刻計数器6内の秒計数器を零にリセットする。
出力信号5Bが降計レジスタ2の入力2Eに受信される
と、降計レジスタ2の現行計数に相当するビットパター
ンが読み出され、次いで、出力2Dを経由して計算回路
4の入力4Aへ伝送される。
【0035】図2は、計算回路4の1実現を示す。計算
回路4は、2進加算回路21、2進除算回路22、2進
乗算回路23、N(先行同期以来経過した調節間隔の
数)に対する計数器20、及びメモリ24を含む。
【0036】再同期中、入力4Fは、2進時刻計数器6
からの秒の値を2進加算回路21へ送出する。入力21
Aにこの秒の値を受信すると同時に、2進加算回路21
は、入力21Bにおける降計レジスタ2からの計数を読
みかつそれを秒の相当する端数に関する2進情報に変換
する。次いで、入力2Aに受信された秒の値は、1秒の
この端数と組み合わされて、Eに対する値を生成する。
【0037】2進加算回路21は、Eが時計の初期同期
以来この時計によって累積された誤差を表すと云うよう
にして期間|E|を計算する。もし時計が進んでいるな
らばEは負数であり、これに対してもし時計が遅れてい
るならばEは正数である。
【0038】累積誤差Eは、時計が初期同期以来30秒
の進み又は遅れより余計にはドリフトしていないと云う
合理的仮定の下に計算される。もし入力21Aにおいて
読まれた秒の値が0から29の範囲にあるならば、これ
は時計が進んでおりかつこの秒の値が利得の秒の数を表
すと云うことを意味する。Eの値は正数でありかつ入力
21Aと21Bにおける秒の値の和に等しい。他方、も
し秒の値が30から59の範囲にあるならば、これは、
時計が遅れておりかつ秒の値が損失の秒の数についての
60の補数であることを意味する。Eの値は負数であ
り、かつ入力21Aと21Bにおける秒の値の和につい
ての60の補数である。
【0039】時計が進んでいる又は遅れているかどうか
にかかわらず、Eの値は、出力21Cから表示回路及び
機構7の入力7Dへ伝送される。出力21Dは、Eの値
を2進除算回路22の入力22Aへ伝送する。
【0040】2進除算回路22は、他の入力22を有
し、この入力はNに対する計数器20の出力20Aに接
続されている。使用者が同期のために同期ボタンを押す
と、検出回路5の出力信号5DがNに対する計数器20
の入力20Bに受信され、計数器20の現行値を2進除
算回路22の入力22Bへ伝送し、かつ計数器20を零
にリセットする。いったん2進除算回路22がE及びN
の両方に対する値を受信すると、この回路は除算を遂行
し、かつ結果の商を出力22Cを経由して2進乗算回路
23の入力23Aへ伝送する。この商E/Nは、時計内
に累積する誤差を表し、したがって、秒毎調節間隔の単
位で補償されることを必要とする。
【0041】2進乗算器23は入力23Bを有し、この
入力はメモリ手段から定数Cの値、すなわち、発振器出
力周波数を受信する。図2の実施例において、メモリ手
段は、固定プログラマブルブ読出し専用メモリ(PRO
M)24である。入力24Aに商E/Nを受信すると、
2進乗算回路23は、商E/NにCを乗じて、第1補正
増分Iを得る。第1補正増分Iは、初期正確度調節係数
に加えて、水晶のドリフトを補償するように時計を調節
するのに必要な補正量を表す。第1補正増分Iは、発振
器パルス毎調節間隔を単位とする。
【0042】2進乗算回路23の出力23Cは、第1補
正増分Iの値を計算回路4から加算/減算及び保存手段
9へ搬送する(図1)。加算/減算及び保存手段9に現
在保存されている値は、初期的には、PROM8からの
32.768なる再ロード値であり、この値にIの値が
加算される。次いで、32.768とIの値との和が、
加算/減算及び保存手段9内の保存値として、32.7
68を更新する。入力9Cに毎時信号を受信すると同時
に、加算/減算及び保存手段9はその新保存値を再ロー
ドレジスタ23Aへ伝送する。それゆえ、後続の修正1
秒間隔が時計によって表示された1時間の長さを正確に
調節して、水晶のドリフトを補償する。このようにし
て、時計の累積正確度が保全される。
【0043】上に開示された計算及び調節が、2進時刻
計数器6の正確度を保全するように動作する。しかしな
がら、本実施例において、表示された時刻が2進時刻計
数器6を反映するように、秒針をまた調節しなければな
らない。
【0044】先に開示されたように、同期ボタンを押す
ことが信号を表示回路及び機構7へ伝送し、この回路及
び機構が秒針を凍結する。降計レジスタ2からの入力5
F及び5Gによって、検出回路5は、いかに長く使用者
が同期ボタンを押したかを計算し、それによって、同期
中、秒針を押した長さと同じ期間中、秒針を停止させ
る。この情報は、出力5Hから表示回路及び機構7の入
力7Eへ伝送される。この情報を入力7Dに受信された
Eの値と組み合わせることによって、表示回路及び機構
7は、秒針の表示時刻が2進時刻計数器6の新にリセッ
トされた秒の値(すなわち使用者が同期ボタンを押した
後ただちに入力信号6Aによって秒計数器がリセットさ
れた零の値)から異なる量を計算する。同期ボタンが開
放されるとただちに、表示回路及び機構7は秒針の運動
を再開させ、かつ計算された時間差の符号及び大きさに
応じて、適当な量だけ秒針を遅らせる又は進ませるのど
ちらかを行い、このようにして、表示された時間値を2
進時刻計数器6の内部的に維持された時刻値と同期させ
る。
【0045】図1及び図2の実施例によれば、加算/減
算及び保存手段9内に保存された値に対する将来補正増
分は、上に開示されたように時計を再同期させることに
よって計算されると云ってよい。識別できない誤差が累
積されたとき時計を周期的に再同期することによって、
使用者は、加算/減算及び保存手段9内に保存された値
を更新することができ、それによって水晶のドリフトを
連続的に補償する。この方法によって、使用者は、時計
の累積正確度をその寿命にわたって容易に調節し、改善
すると云ってよい。
【0046】図1及び図2に図解されていない、本発明
の第2実施例において、初期同期は上に開示されたよう
に実施される。同様に、発振器出力周波数と初期正確度
調節係数との和に等しいPROMのようなメモリ手段内
に記憶された工場決定値が、2進時刻計数器6によって
測定された毎時の最初の秒を調節する。しかしながら、
将来再同期を実施しかつ補正増分を計算することによっ
てこの値を修正する代わりに、この工場決定記憶値は一
定を保ち、かつ毎時の最初の秒のような、各調節間隔の
同じ指定時間間隔を調節する。更に適切に云うならば、
再同期中計算された補正増分は、後続調節間隔中の第2
指定時間間隔を調節するために使用される。
【0047】例えば、第1再同期中に計算された第1補
正増分Iが2進時刻計数器6によって測定された毎時の
10分マークに続く最初の秒を調節すると仮定しよう。
それゆえ、工場記憶値は毎時の先頭に最初の秒を調節す
るのに対して、第1補正増分Iは毎時の内部的に維持さ
れた10分マークに続く最初の秒を調節する。これらの
調節を組み合わせることによって、時計によって表示さ
れる各時はそれが時間標準の理想時に等しいように調節
される。
【0048】しかしながら、第1再同期の後或る期間
に、時計は水晶の連続ドリフトに起因して再び誤差を累
積することになる。この誤差を補償するために、使用者
は、時計を再び同期させて、第1補正増分が計算された
のと同じようにして、第2補正増分Jを計算しなければ
ならない。次いで、第2補正増分Jだけ第1補正増分I
を調節することによって、時計は新補正増分Kを決定す
るであろう。この新補正増分Kの値は、毎時の内部的に
維持された10分マークに続く最初の秒を調節するのに
その後使用されるであろう。
【0049】しかしながら、時間経過を通して、時計は
更に水晶のドリフトに起因して他の誤差を累積し始める
公算が極めて高い。このドリフトを相殺するために、し
たがって、新補正増分Kの値を修正しなければならな
い。時計を再同期させることによって、第1及び第2補
正増分が計算されたのと同じようにしてKに対する補正
係数が計算されてよい。次いで、この補正係数の量だけ
Kを調節することによって、Kに対する更新値が得られ
ると云え、これが先行再同期以来の水晶のドリフトを補
償する。毎時の内部的に維持された10分マークに続く
最初の秒を調節するためにKの更新値を使用すること
は、時計の正確度を保全し及び改善することになる。
【0050】時計の全寿命にわたってその正確度を保証
するために、時計は、上に開示された方法に従って周期
的に再同期されると云える。このようにして、追加補正
係数が計算され、かつKの値に加算され、それによって
連続的にKの値を更新して水晶のドリフトを補正する。
更なる水晶のドリフトがない場合においても、周期的再
同期は、ますます細密な補正増分を計算することによっ
て時計の正確度を改善するように働く。
【0051】本発明の第3実施例においては、時計は、
複数の潜在的調節間隔の中から補正増分に対する適当な
調節間隔を選択する。この特徴は、再同期中に計算され
た補正増分によって修正されるであろう調節間隔を選択
するためにのみ適用し、工場記憶値によって修正される
調節間隔の長さは、一定を保たなければならない、すな
わち、1時間のような、工場値が決定されたとき時計製
造業者によって構想された長さでなければならない。
【0052】この実施例において、工場記憶値が、毎時
の最初の秒のような、固定調節間隔中の指定時間間隔を
調節する。先に説明された実施例におけるように、使用
者は時計を再同期させることによって水晶のドリフトを
補償すると云ってよい。しかしながら、この実施例にお
いては、補正増分の計算は、いくらか異なる。時計は、
それが先行再同期以来経過した時間を計数するように設
計されている。再同期中、時計は累積誤差Eを決定し、
かつそれを先行再同期以来経過した時数で除する。次い
で、この商(秒/時を単位とする)に発振器出力周波数
が乗ぜられて、発振器パルス/時の単位を用いた値を生
じる。この値の大きさに応じて、時計は適当な調節間隔
を選択する。例えば、もしこの値が、調節が毎時容易に
なされるようなものである(すなわち、この値が小さ過
ぎない。確かに、1発振器パルス/時より小さくない)
ならば、1時間の調節間隔が選択されてよいであろう。
このような場合、計算値は、各時の第2指定時間間隔に
おいて保時周波数を調節するために使用される補正増分
になるであろう。
【0053】しかしながら、もし計算値(発振器パルス
/時を単位とする)が非常に小さい、又は1より小さい
としたならば、調節がより容易に完遂されるように長い
調節間隔が選択されるであろう。例えば、計算値が0.
5発振器パルス/時であったと仮定しよう。この値は、
もし調節間隔が1時間であったとしたならば、実現する
には小さ過ぎる。それでも、長い調節間隔を選択するな
らば、その結果、時計の制限固有精度にかかわらず大き
な補正増分を実現することができるであろう。例えば、
もし12時間の調節間隔が選択されたとしたならば、結
果の補正増分は6発振器パルス/時であるであろう。し
たがって、12時間毎の第2指定時間間隔に時計が6発
振器パルス/時だけ1秒を修正し、それによって時計の
累積正確度を保全するであろう。それゆえ、この実施例
の利点は、高い精度が達成されるように時計に調節間隔
の長さを拡張することを可能にすると云うことである。
【0054】代りに、計算値が充分に大きいので1時間
未満の調節間隔が望ましい状況があるかもしれない。例
えば、計算値が充分に大きいので、1時間の調節間隔が
選択されたとしたならば修正秒間隔が使用者に容易に知
覚可能であろうと云う状況を考えよう。10分の調節間
隔を選択することによって、結果の補正増分は計算値の
1/6になるであろう、及び使用者に容易に明らかであ
る修正第2間隔を生成しなくても、時計の累積正確度を
保全することができるであろう。
【0055】それゆえ、この実施例の利点は、要求され
た精度の及び調節の生起に関する使用者知覚の程度に従
って時計に適当な長さの調節間隔を選択することを可能
にすると云うことである。いかに時計が製造されたかに
依存して、時計は、種々の長さの複数の調節間隔の中か
ら選択する能力を有することができるであろう。例え
ば、時計は、1、6、12、及び24時間間隔の選択種
の中から調節間隔を選択することができるであろう。最
終的選択は、計算値(発振器パルス/時)の大きさ及び
特定の調節間隔が選択されたとしたならば生じるであろ
う補正増分に依存するであろう。
【0056】本発明のなお他の実施例においては、工場
決定調節値が各調節間隔中の複数の指定時間間隔に適用
される。この実施例においては、再同期中に計算された
将来補正増分が各調節間隔中の1つの指定時間間隔に実
現されるであろうのに対して、工場値調節は複数の指定
時間間隔に起こるであろう。例えば、工場値調節は、1
時間調節間隔中の5つの異なる時間間隔において適用さ
れるであろう。工場調節値は、内部的に維持された1
0、12、32、40、及び50分マークに続く最初の
秒のような、各時中の5つの明確に異なる時間間隔にお
いて適用しようとする5つの等しい小さい値に分割され
るであろう。再同期中に計算された補正増分は、毎時の
最初の秒のような、1時間調節間隔のうちの他の指定時
間間隔を調節するであろう。この方法の利点は、修正秒
間隔が使用者に気ずかれないような具合に、潜在的に大
きな工場決定調節値を実現すると云うことである。
【0057】本発明の実施例についての以上の開示は、
図解及び説明目的に提示された。それは、開示されたそ
のもの限りの形に論じ尽くされかつ本発明を限定するこ
とを意図しているのではない。ここに説明された実施例
の多くの変形及び修正が、上の開示に照らして当業者に
明白である。本発明の範囲は、ここに添付の特許請求の
範囲によってのみ、及びそれらの等価によってのみ規定
されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の概略ブロック図。
【図2】図1内の計算回路の1実施例の簡単化ブロック
図。
【符号の説明】
1 水晶発振器 2 降計レジスタ 3 再ロード回路 4 計算回路 5 検出回路 6 2進時刻計数器 7 表示回路及び機構 8 メモリ 9 加算/減算及び保存手段 20 Nに対する計数器 21 2進加算回路 22 2進除算回路 23 2進乗算回路

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2n 周波数出力を有する発振器を含む電
    子時計の正確度を保全し及び調節する方法であって、 (1) 保時周波数へ前記発振器出力周波数を低下させ
    るステップ、 (2) 前記保時周波数を計数するステップ、 (3) 前記保時周波数の計数に相当する時刻を表示す
    るステップ、 (4) 初期同期を実施するために時間標準と前記時計
    を同期させるステップ、 (5) 前記時計の先行同期以来経過した調節間隔の数
    Nを計数するステップ、 (6) 時間標準と前記時計を再同期させるステップ、 (7) 期間|E|を計算するステップであって、ここ
    にEは前記時計の先行同期以来前記時計によってなされ
    た累積誤差である、前記計算するステップ、 (8) 商E/Nを得るために前記時計の先行同期以来
    経過した調節間隔の数で前記累積誤差を除するステッ
    プ、 (9) 正確度調節係数を得るために前記発振器出力周
    波数に等しい定数Cを前記商E/Nに乗じるステップ、
    及び (10) 各後続調節間隔中の指定時間間隔に前記正確
    度調節係数の量だけ前記保時周波数を調節するステッ
    プ、を含む方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法であって、 (1) 前記ステップ(5)から(8)を繰り返しかつ
    前記正確度調節係数に対する補正増分Iを得るために前
    記係数Cを前記商E/Nに乗じるステップ、 (2) 前記正確度調節係数に対する新値を得るために
    前記補正増分Iの量だけ前記正確度調節係数を調節する
    ステップ、及び (3) 各後続調節間隔中の指定時間間隔に新正確度調
    節係数の量だけ前記保時周波数を調節するステップ、を
    更に含む方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の方法であって、所望正確
    度が達成されるまで請求項2の全ての前記ステップを周
    期的に繰り返すステップを更に含む方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の方法において、前記調節
    間隔は1時間であり、かつ前記指定時間間隔は毎時の最
    初の秒である方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の方法において、前記初期
    同期を実施するために前記時間標準と前記時計を同期さ
    せるステップが、 (1) 所定数の秒の間初期的に同期ボタンを押すステ
    ップ、 (2) 前記同期ボタンが初期的に押された瞬間に前記
    時刻の表示を凍結するステップ、 (3) 時間標準を観察すると同時に瞬間的に再び前記
    同期ボタンを押すステップ、 (4) 前記時間標準と一致するように前記保時周波数
    の計数をセットするステップ、及び (5) 前記時間標準と前記時計を同期させるように前
    記同期ボタンが瞬間的に押された瞬間に前記保時周波数
    の計数に相当する時刻の表示を再開するステップ、を含
    む方法。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の方法において、前記所定
    数の秒が5秒である方法。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の方法において、前記時計
    が前記保時周波数の計数に相当する時と分と秒とを表示
    し、及び前記同期ボタンは表示された秒が零位置にある
    瞬間に前記所定数の秒の間初期的に押される方法。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の方法において、前記時計
    が秒針と、分針と、時針とを備えるアナログ表示専用携
    帯時計又は置き時計であり、及び前記秒針は前記同期ボ
    タンが初期的に押されるとき止められかつ零秒にある前
    記時間標準を観察すると同時に前記同期ボタンが瞬間的
    に押されるとき再び始動される方法。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の方法において、前記時計
    が再起動されることがあり、及び完全に新しい正確度調
    節係数が前記ステップ(4)から(10)を繰り返すこ
    とによって計算される方法。
  10. 【請求項10】 請求項1記載の方法において、1つの
    調節間隔が種々の長さの複数の調節間隔の中から選択さ
    れ、前記選択が前記累積誤差の大きさと、結果として生
    じる正確度調節係数とに依存する方法。
  11. 【請求項11】 2n 周波数出力を有する発振器を含む
    電子時計の正確度を保全し及び調整する方法であって、 (1) 保時周波数へ前記発振器出力周波数を低下させ
    るステップ、 (2) 前記保時周波数を計数するステップ、 (3) 前記保時周波数の計数に相当する時刻を表示す
    るステップ、 (4) 前記電子時計の製造時に初期正確度調節係数を
    計算するステップであって、前記係数が前記時計によっ
    て測定されかつ表示される調節間隔と理想期間との間の
    差に相当する、前記計算するステップ、及び (5) 各調節間隔中の指定時間間隔に前記正確度調節
    係数の量だけ前記保時周波数を調節するステップ、を含
    む方法。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の方法であって、 (1) 初期同期を実施するために時間標準と前記時計
    を同期させるステップ、 (2) 前記時計の先行同期以来経過した調節間隔の数
    Nを計数するステップ、 (3) 時間標準と前記時計を再同期させるステップ、 (4) 期間|E|を計算するステップであって、ここ
    にEは前記時計の先行同期以来前記時計によってなされ
    た累積誤差である、前記計算するステップ、 (5) 商E/Nを得るために前記時計の先行同期以来
    経過した調節間隔の数で前記累積誤差を除するステッ
    プ、 (6) 前記正確度調節係数に対する第1補正増分Iを
    得るために前記発振器出力周波数に等しい係数Cを前記
    商E/Nに乗じるステップ、 (7) 前記正確度調節係数に対する新値を得るために
    前記第1補正増分Iの量だけ前記正確度調節係数を調節
    するステップ、及び (8) 各後続調節間隔中の指定時間間隔に新正確度調
    節係数の量だけ前記保時周波数を調節するステップ、を
    更に含む方法。
  13. 【請求項13】 請求項12記載の方法であって、所望
    正確度が達成されるまで前記ステップ(2)から(8)
    を周期的に繰り返すステップを更に含む方法。
  14. 【請求項14】 請求項11記載の方法において、前記
    調節間隔は1時間であり、かつ前記指定時間間隔は毎時
    の最初の秒である方法。
  15. 【請求項15】 請求項11記載の方法において、 (1) 初期同期を実施するために時間標準と前記時計
    を同期させるステップ、 (2) 前記時計の先行同期以来経過した調節間隔の数
    Nを計数するステップ、 (3) 時間標準と前記時計を再同期させるステップ、 (4) 期間|E|を計算するステップであって、ここ
    にEは前記時計の先行同期以来前記時計によってなされ
    た累積誤差である、前記計算するステップ、 (5) 商E/Nを得るために前記時計の先行同期以来
    経過した調節間隔の数で前記累積誤差を除するステッ
    プ、 (6) 第1補正増分Iを得るために前記発振器出力周
    波数に等しい係数Cを前記商E/Nに乗じるステップ、
    および (7) 各後続調節間隔中の第2指定時間間隔に前記第
    1補正係数Iの量だけ前記保時周波数を調節するステッ
    プ、を更に含む方法。
  16. 【請求項16】 請求項15記載の方法であって、 (1) 前記時計の先行同期以来経過した調節間隔の数
    Nを計数するステップ、 (2) 時間標準と前記時計を再同期させるステップ、 (3) 期間|E|を計算するステップであって、ここ
    にEは前記時計の先行同期以来前記時計によってなされ
    た累積誤差である、前記計算するステップ、 (4) 商E/Nを得るために前記時計の先行同期以来
    経過した調節間隔の数で前記累積誤差を除するステッ
    プ、 (5)第2補正増分Jを得るために前記係数Cを前記商
    E/Nに乗じるステップ、 (6) 新補正増分Kを得るために前記第2補正増分J
    の量だけ前記第1補正増分Iを調節するステップ、及び (7) 各後続調節間隔中の前記第2指定時間間隔に新
    補正増分Kの量だけ前記保時周波数を調節するステッ
    プ、を更に含む方法。
  17. 【請求項17】 請求項16記載の方法であって、 (1) 前記時計の先行同期以来経過した調節間隔の数
    Nを計数するステップ、 (2) 時間標準と前記時計を再同期させるステップ、 (3) 時間間隔|E|を計算するステップであって、
    ここにEは前記時計の先行同期以来前記時計によってな
    された累積誤差である、前記計算するステップ、 (4) 商E/Nを得るために前記時計の先行同期以来
    経過した調節間隔の数で前記累積誤差を除するステッ
    プ、 (5) 補正係数を得るために前記係数Cを前記商E/
    Nに乗じるステップ、 (6) Kに対する更新値を得るために前記補正係数の
    量だけ前記新補正増分Kを調節するステップ、 (7) 各後続調節間隔中の前記第2指定時間間隔にK
    に対する前記更新値の量だけ前記保時周波数を調節する
    ステップ、および (8) 所望正確度が達成されるまで前記ステップ
    (1)から(7)を周期的に繰り返すステップ、を更に
    含む方法。
  18. 【請求項18】 請求項11記載の方法において、前記
    初期正確度調節係数が不揮発性メモリ手段内に記憶され
    る方法。
  19. 【請求項19】 請求項18記載の方法において、前記
    初期正確度調節係数が前記不揮発性メモリ手段から検索
    されかつ能動メモリ内に置かれる方法。
  20. 【請求項20】 請求項18記載の方法において、前記
    不揮発性メモリ手段が固定プログラマブル読出し専用メ
    モリ(PROM)である方法。
  21. 【請求項21】 請求項12記載の方法において、前記
    初期同期を実施するために時間標準と前記時計を同期さ
    せるステップが、 (1) 所定数の秒の間初期的に同期ボタンを押すステ
    ップ、 (2) 前記同期ボタンが初期的に押された瞬間に前記
    時刻の表示を凍結するステップ、 (3) 時間標準を観察すると同時に瞬間的に再び前記
    同期ボタンを押すステップ、 (4) 前記時間標準と一致するように前記保時周波数
    の計数をセットするステップ、及び (5) 前記時間標準と前記時計を同期させるように前
    記同期ボタンが瞬間的に押された瞬間に前記保時周波数
    の計数に相当する時刻の表示を再開するステップ、を含
    む方法。
  22. 【請求項22】 請求項21記載の方法において、前記
    所定数の秒が5秒である方法。
  23. 【請求項23】 請求項21記載の方法において、前記
    時計が前記保時周波数の計数に相当する時と分と秒とを
    表示し、及び前記同期ボタンは表示された秒が零位置に
    ある瞬間に前記所定数の秒の間初期的に押される方法。
  24. 【請求項24】 請求項23記載の方法において、前記
    時計が秒針と分針と時針とを備えるアナログ表示専用携
    帯時計又は置き時計であり、及び前記秒針は前記同期ボ
    タンが初期的に押されるとき止められかつ零秒にある前
    記時間標準を観察すると同時に前記同期ボタンが瞬間的
    に押されるとき再び始動される方法。
  25. 【請求項25】 請求項21記載の方法において、前記
    時計が再起動されることがあり、及び前記初期正確度調
    節係数が請求項21の全ての前記ステップを繰り返すこ
    とによって再記憶される方法。
  26. 【請求項26】 請求項15記載の方法において、請求
    項15の全ての前記ステップに対する前記調節間隔が種
    々の長さの複数の調節間隔の中から選択され、前記選択
    が前記累積誤差の大きさと、先行同期以来経過した時間
    と、結果として生じる前記第1補正増分とに依存する方
    法。
  27. 【請求項27】 2n 周波数出力を有する発振器を含む
    電子時計の正確度を保全し及び調整する方法であって、 (1) 保時周波数へ前記発振器出力周波数を低下させ
    るステップ、 (2) 前記保時周波数を計数するステップ、 (3) 前記保時周波数の計数に相当する時刻を表示す
    るステップ、 (4) 前記電子時計の製造時に初期正確度調節係数を
    計算するステップであって、前記係数が前記時計によっ
    て測定されかつ表示される調節間隔と理想時間間隔との
    差に相当する、前記計算するステップ、 (5) 数Mの等しい小部分に前記初期正確度調節係数
    を分割するステップ、及び (6) 各調節間隔中のMの異なる指定時間間隔に前記
    初期正確度調節係数の前記等しい小部分の量だけ前記保
    時周波数を調節するステップ、を含む方法。
  28. 【請求項28】 2n 周波数出力を有する発振器と、保
    時周波数へ前記発振器出力周波数を低下させる手段と、
    前記保時周波数を計数する手段と、前記保時周波数の計
    数に相当する時刻を表示する手段とを含む電子時計にお
    いて、前記電子時計の正確度を保全し及び調節する装置
    であって、 (1) 初期同期を実施するために時間標準と前記時計
    を同期させる手段、 (2) 前記時計の先行同期以来経過した調節間隔の数
    Nを計数する手段、 (3) 時間標準と前記時計を再同期させる手段、 (4) 期間|E|計算する手段であって、ここにEは
    前記時計の先行同期以来前記時計によってなされた累積
    誤差である、前記計算する手段、 (5) 正確度調節係数を得るために前記時計の先行同
    期以来経過した調節間隔の数Nで前記累積誤差Eを除す
    る手段、および (6) 各後続調節間隔中の指定時間間隔に前記正確度
    調節係数の量だけ前記保時周波数を調節する手段、を含
    む装置。
  29. 【請求項29】 請求項27記載の装置であって、 (1) 種々の長さの潜在的調節間隔、及び (2) 前記累積誤差の大きさと、前記時計の先行同期
    以来経過した時間と、結果として生じる正確度調節係数
    とに応じて1つの調節間隔を選択する手段、を更に含む
    装置。
JP7332136A 1994-12-20 1995-12-20 電子時計の正確度を保全し及び調節する方法及び装置 Pending JPH08240671A (ja)

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