JPS6020924B2 - Temperature detection circuit for electronic watches - Google Patents

Temperature detection circuit for electronic watches

Info

Publication number
JPS6020924B2
JPS6020924B2 JP51158587A JP15858776A JPS6020924B2 JP S6020924 B2 JPS6020924 B2 JP S6020924B2 JP 51158587 A JP51158587 A JP 51158587A JP 15858776 A JP15858776 A JP 15858776A JP S6020924 B2 JPS6020924 B2 JP S6020924B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
voltage dividing
detection circuit
temperature detection
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP51158587A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5383449A (en
Inventor
正雄 赤羽
紀久雄 小口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Suwa Seikosha KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suwa Seikosha KK filed Critical Suwa Seikosha KK
Priority to JP51158587A priority Critical patent/JPS6020924B2/en
Publication of JPS5383449A publication Critical patent/JPS5383449A/en
Publication of JPS6020924B2 publication Critical patent/JPS6020924B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、温度補償機能を備えた電子時計における温度
検出回路に係わり、更に詳しくは、温度係数の異なる複
数個の抵抗とCMOSインバータ群により構成される電
子時計用温度検出回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a temperature detection circuit for an electronic watch equipped with a temperature compensation function. Regarding a detection circuit.

本発明の目的は、簡便な電子時計用温度検出回略を提供
することであり、又、前記検出回路は、集積化され得る
回路構成とすることにある。
An object of the present invention is to provide a simple temperature detection circuit for an electronic watch, and also to provide the detection circuit with a circuit configuration that can be integrated.

現在、亀子時計の時間標準となる水晶振動子は、ヤング
率の温度特性に特に依存した温度特性を持っており、例
えば、50×カットの屈曲振動子の場合には、負の二次
係数(一10‐8〜−10‐7ノdeg2)を持つ二次
曲線となる。従って水晶振動子の温度特性は、水晶式電
子時計にとって最とも大きな対環境誤差原因となる。従
来より、この温度誤差を補正する為、温度容量変化のあ
る磁器コンデンサを用いる方法や、時間標準となる水晶
発振器と、もう一つ別の発振器とを設け、両者の温度一
周波数特性の違いから、温度検出し、基準信号発生源の
温度一周波数特性を補正する方法等が使用されている。
Currently, the quartz crystal oscillator that serves as the time standard for Kameko clocks has temperature characteristics that are particularly dependent on the temperature characteristics of Young's modulus. -10-8 to -10-7 deg2). Therefore, the temperature characteristics of the crystal oscillator are the biggest cause of environmental errors for quartz electronic watches. Conventionally, in order to correct this temperature error, methods such as using a ceramic capacitor with a temperature capacitance change, or setting up a crystal oscillator that serves as a time standard and another oscillator, are used to compensate for the difference in temperature-frequency characteristics between the two. , a method of detecting the temperature and correcting the temperature-frequency characteristics of the reference signal generation source is used.

磁器コンデンサを使用する方法においては、補正精度は
言うまでもなく、水晶振動子と磁器コンデンサとの温度
特性の兼合いで決定される。
In the method using a magnetic capacitor, the correction accuracy is determined, of course, by the temperature characteristics of the crystal resonator and the magnetic capacitor.

従って、精度を向上させようとすれば、各々の特性の均
一化、合せ込みの努力等、極端に重荷となってくる。又
、二つの発振器による補正の場合、磁器コンデンサ使用
の場合に比べて、精度面では多大の効果が期待できる。
Therefore, in order to improve accuracy, it becomes extremely burdensome to make efforts to equalize and match each characteristic. Furthermore, in the case of correction using two oscillators, a greater effect in terms of accuracy can be expected than in the case of using a magnetic capacitor.

しかし乍ら、温度検出の為、基準信号発生源の他に、も
う一個の発振器が必要である事、温度検出に際して、二
つの発振周波数の周波数差等を検出する検出回路を始め
とする付加回路が必要であり、それに付属する制御回路
も必要となり、補正回路自体が大規模になってくる欠点
をもっている。そこで、もっとも簡便で一般的な方法は
、サーミスタ等の感温素子を用いる方法であって、第1
図に示してある。
However, in order to detect temperature, another oscillator is required in addition to the reference signal generation source, and additional circuits such as a detection circuit to detect the frequency difference between two oscillation frequencies are required for temperature detection. , and an associated control circuit is also required, which has the disadvantage that the correction circuit itself becomes large in scale. Therefore, the simplest and most common method is to use a temperature sensing element such as a thermistor.
It is shown in the figure.

第1図に於いて、101はP−cMMOSFET又はP
NPバィポーラトランジスタ等によるスイッチである。
102はサーミスタ等の感温素子、103〜105は抵
抗、106〜108は温度検出用C−MOSィンバータ
である。
In FIG. 1, 101 is a P-cMMOSFET or a P-cMMOSFET.
This is a switch using an NP bipolar transistor or the like.
102 is a temperature sensing element such as a thermistor, 103 to 105 are resistors, and 106 to 108 are C-MOS inverters for temperature detection.

109は前記106〜108の二値論理出力から温度変
換する為の変換回路である。
109 is a conversion circuit for converting the temperature from the binary logic outputs 106 to 108.

今説明の為、t(℃)における、102〜105のサー
ミスタ及び抵抗の抵抗値を順次、R2(t)、R8(t
)、R4(t)、R5(t)とし又、102と103の
接合部(NODE)をV粉という如くV34, V45
を定めようとすれば、R(t)=R2(t)+R3(t
)+R4(t)+R5(t)としたとき、電源電圧をV
ooとすると、V23=V。
For the sake of explanation, the resistance values of the thermistors and resistors 102 to 105 at t (°C) are sequentially shown as R2 (t), R8 (t
), R4(t), R5(t), and the junction of 102 and 103 (NODE) is called V powder, V34, V45
If we try to determine R(t)=R2(t)+R3(t
)+R4(t)+R5(t), the power supply voltage is V
If oo, then V23=V.

。(R3(t)+R4(t)+R5(t))/R(t)
V34=V。
. (R3(t)+R4(t)+R5(t))/R(t)
V34=V.

。(R4(t)+R5(t))/R(t)V45;V。
。・R5(t)/R(t)となる。
. (R4(t)+R5(t))/R(t)V45;V.
.・R5(t)/R(t).

更に、t(℃)のときの、インバータ106〜108の
入力閥値電圧を、Vtr(t)とする。
Further, the input threshold voltage of the inverters 106 to 108 at t (° C.) is assumed to be Vtr (t).

ここでィンバータの入力闇値電圧ytr(t)は、イン
バータの出力電圧が反転する時のィンバータの入力電圧
であり、温度依存性を有している。尚、インバータ10
6,107,108は同一のVtr(t)を有している
ものとする。従って、インバータ106についてV23
がVtr(t)より大きければ、106の出力は反転し
てLになる。このような条件においてt<らVtr(t
)〉V粉(t)>V34(t)>V45(t)LSt<
t2V23(t)ZVtr(t)〉V34(t)〉V4
5(t) らミt<t3V23(t)>V34(t)>Vtr(t
)V45(t) らミt V23(t)>V34(t)>V碑(t)ZV
tr(t)となる様に102〜105のサーミスタ及び
抵抗の抵抗値を設定してすることにより温度検出回路を
構成していた。
Here, the input dark value voltage ytr(t) of the inverter is the input voltage of the inverter when the output voltage of the inverter is inverted, and has temperature dependence. In addition, inverter 10
6, 107, and 108 have the same Vtr(t). Therefore, V23 for inverter 106
If Vtr(t) is greater than Vtr(t), the output of 106 is inverted and becomes L. Under these conditions, t<=Vtr(t
)>V powder (t)>V34(t)>V45(t)LSt<
t2V23(t)ZVtr(t)>V34(t)>V4
5(t) Rami t<t3V23(t)>V34(t)>Vtr(t
)V45(t) Ramit V23(t)>V34(t)>V Monument(t)ZV
The temperature detection circuit was constructed by setting the resistance values of the thermistors 102 to 105 and the resistors so that tr(t) was obtained.

第2図に、この様に設定された場合の温度変化に対する
、Vtr,V23,V34, V側 の変化のキ隣略を
直線で示している。
FIG. 2 shows, as a straight line, the changes in Vtr, V23, V34, and V side with respect to temperature changes when the temperature is set in this manner.

尚第2図、第3図、第5図、第7図において、温度によ
る、ヘルミ準位の変化等によるVけの温度変化は無視し
て書かれている。又、1 06〜1 08のC−MOS
インバータの出力値を日(High出力)又はL(功w
出力)の記号で、各温度域に対して次表に示した。上記
検出回路は、サ−ミスタを使用している為コスト高にな
ると同時に、集積化をも困難にしている。サーミスタ1
02のかわりに、抵抗103〜105と温度係数の異な
る抵抗を用いることが思い浮かぶ。
In FIGS. 2, 3, 5, and 7, temperature changes in V due to changes in the Helmi level and the like due to temperature are ignored. Also, 106 to 108 C-MOS
Set the output value of the inverter to 1 (High output) or 3 (High output)
The symbols for each temperature range are shown in the table below. Since the above-mentioned detection circuit uses a thermistor, it is not only costly but also difficult to integrate. Thermistor 1
It comes to mind that instead of 02, a resistor having a different temperature coefficient from resistors 103 to 105 is used.

更に集積化した場合を考えれば、低濃度拡散抵抗高濃拡
散抵抗、MOS抵抗等の抵抗値の温度係数の違いを利用
して、第1図の回路をサーミス夕を使用することなく集
積化された温度検出回路が実施できる。第3図は、温度
係数の異なる抵抗を用いて集積化した場合の第2図と同
等図である。サーミスタ使用の場合は、サーミスタ自体
が負の温度係数を持ち、抵抗が正の温度特性を持つのに
対し、集積化された場合、温度係数は僅かに異なるが、
共に正の温度係数を持っている。その結果、集積化する
ことにより、温度変化に対する。V23,V34,V4
5等のC一MOSインバータへの入力値の変化が少なく
なる。その結果、102〜105の抵抗値の決定に余裕
がなくなること、及び、C一MOSの入力閥値のバラッ
キ等により実質的には実施困難となっている。本発明は
、上記欠点を除去したものであって、温度上昇に対して
、C−MOSィンバータの閥値を順次、変化してゆく様
に制御する方法により、電子腕時計等に使用される必須
条件たる温度検出回路の集積化を実現したものである。
Considering the case of further integration, it is possible to integrate the circuit shown in Figure 1 without using a thermistor by taking advantage of the difference in the temperature coefficient of the resistance value of a low concentration diffused resistor, a high concentration diffused resistor, a MOS resistor, etc. A temperature detection circuit can be implemented. FIG. 3 is a diagram equivalent to FIG. 2 in the case of integration using resistors with different temperature coefficients. When using a thermistor, the thermistor itself has a negative temperature coefficient and the resistor has a positive temperature characteristic, whereas when integrated, the temperature coefficient is slightly different, but
Both have positive temperature coefficients. As a result, by being integrated, it is resistant to temperature changes. V23, V34, V4
Changes in the input value to the C-MOS inverter such as No. 5 are reduced. As a result, there is no margin in determining the resistance values of 102 to 105, and the input threshold value of the C-MOS varies, making it practically difficult to implement. The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and is an essential condition for use in electronic wristwatches, etc., by a method of controlling the threshold values of a C-MOS inverter to sequentially change as the temperature rises. This realizes the integration of a temperature detection circuit.

第4図〜第7図は、本発明の一実施例である。4 to 7 show an embodiment of the present invention.

第4図に於いて、402〜405は、拡散抵抗又はMO
S抵抗であって、例えば、402を高濃度−拡散抵抗、
403〜405を低濃度一拡散抵抗で作製したとすれば
、V23,V側 V伍‘ま、温度上昇と共に増加する特
性を得ることが出来る。一方、409〜414も集積化
された抵抗であって、例えば409,411及び413
を低濃度一拡散抵抗410,412及び414を高濃度
一拡散抵抗で作製したとすればC−MOSィンバータ4
06〜408のPch側ソース電位は、温度上昇と共に
、減少する特性を得る。その結果、温度検出用C−MO
Bインバータの入力閥値電圧は温度上昇と共に、減少す
る事になり、入力電圧y側V34,V45の増加とによ
り相乗効果を持たせることが出来る。第5図は、第4図
の回路を使用したときの第2図同等図である。第5図及
び第7図において、Voo,Vss,Vtrのカッコ内
の添字は各々第4図及び第6図のC−MOSィンバータ
に関するP−ch、ソース電圧、n−chソース電圧、
入力閥値電圧である。
In FIG. 4, 402 to 405 are diffused resistors or MO
S resistance, for example, 402 is a high concentration-diffused resistance,
If 403 to 405 are fabricated using low-concentration single-diffusion resistors, it is possible to obtain a characteristic that V23, V5' on the V side, increases as the temperature rises. On the other hand, 409 to 414 are also integrated resistors, such as 409, 411 and 413.
If the low-concentration single-diffusion resistors 410, 412, and 414 are made of high-concentration single-diffusion resistors, the C-MOS inverter 4
The Pch side source potentials of 06 to 408 have a characteristic of decreasing as the temperature increases. As a result, C-MO for temperature detection
The input threshold voltage of the B inverter decreases as the temperature rises, and a synergistic effect can be provided by increasing the input voltages V34 and V45 on the y side. FIG. 5 is a diagram equivalent to FIG. 2 when the circuit of FIG. 4 is used. 5 and 7, the subscripts in parentheses for Voo, Vss, and Vtr are P-ch, source voltage, n-ch source voltage, and
This is the input threshold voltage.

第6図は、第4図の回路に615〜620の抵抗を加え
第2の分圧回路を構成することにより、温度検出用のC
−MOBィンバータのn−ch側、ソース電位をも温度
上昇と共に減少させ、第4図の場合以上に入力閥値電圧
の温度変化を大きくした、本発明の一例である。第7図
は、第6図の回路を使用した場合の第1図同等図である
Figure 6 shows the temperature detection circuit by adding a resistor of 615 to 620 to the circuit of Figure 4 to form a second voltage dividing circuit.
- This is an example of the present invention in which the source potential on the n-ch side of the MOB inverter is also decreased as the temperature rises, and the temperature change in the input threshold voltage is made larger than in the case of FIG. FIG. 7 is a diagram equivalent to FIG. 1 when the circuit of FIG. 6 is used.

第6図の発明例の方が、素子数が多くなる不利を有する
が、効果は第4図の発明例に比べて大きい。又、n‐を
基板とする透常のC−MOSにおいてはnch側のサブ
ストレートの分離には、工程増加となるが、SOS(シ
リコンオンサフアイア)を用いれば容易になる。以上の
如く、本発明は、従来集積化の要求を特ちながらも、サ
−ミス夕を使用していた温度検出回路を、温度検出用C
−MOSィンバータの入力閥値電圧を温度と共に変化さ
せ、入力電圧との間での相乗効果をもたらし、完全集積
化温度検出回路を実現したことにより、小型化への要求
の高い電子時計に装着を可能にし、高精度電子時計の提
供に貢献することができた。
Although the example of the invention shown in FIG. 6 has the disadvantage that the number of elements is larger, the effect is greater than that of the example of the invention shown in FIG. Furthermore, in a transparent C-MOS using an n-type substrate, separation of the substrate on the nch side requires an additional step, but it becomes easier if SOS (silicon on sapphire) is used. As described above, the present invention has been developed to replace a temperature detection circuit that used a thermistor with a temperature detection C
- By changing the input threshold voltage of the MOS inverter with the temperature, creating a synergistic effect with the input voltage, and realizing a fully integrated temperature detection circuit, it can be installed in electronic watches that have high demands for miniaturization. This enabled us to contribute to the provision of high-precision electronic clocks.

尚、本発明例においては、拡散抵抗の濃度の違う二種の
抵抗で説明したが、各抵抗に対して各々濃度が異ってい
たり、温度上昇に対して全く発明例とは逆の特性を持た
せても、説明した相乗効果が現われる限り何ら不都合は
ない。
In the example of the present invention, two types of resistors with different concentrations of diffused resistance were explained, but it is possible that each resistor has a different concentration or has completely opposite characteristics with respect to temperature rise than the example of the invention. There is no problem in having it as long as the synergistic effect described above appears.

図面の瓶単な説明 第1図は、従来のサーミスタを使用した場合の温度検出
回路である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a temperature detection circuit using a conventional thermistor.

第2図は、第1図の回路の温度一電圧特性である。第3
図は、従来の温度検出回路を単に集積化した場合の温度
電圧特性である。第4図は、本発明の一実施例となる温
度検出回路である。第5図は、第4図の回路の温度一電
圧特性である。第6図は、本発明のもう一つの実施例で
ある。第7図は、第6図の回路の温度一電圧特性である
。多1図 菱之図 多7図 鰭ぅ図 多4図 多S図 多5図
FIG. 2 shows the temperature-voltage characteristics of the circuit shown in FIG. Third
The figure shows temperature-voltage characteristics when a conventional temperature detection circuit is simply integrated. FIG. 4 shows a temperature detection circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the temperature-voltage characteristics of the circuit shown in FIG. FIG. 6 is another embodiment of the invention. FIG. 7 shows the temperature-voltage characteristics of the circuit shown in FIG. Multi-figure 1 Hishi-no-zu 7-figure Fin

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 温度検出回路からの出力信号に基づいて、基準信号
発生源の温度−周波数特性を補償する電子時計において
、前記温度検出回路は、複数の分圧点を有し、一部に温
度係数の異なる抵抗を含む複数の抵抗群よりなる第1の
分圧回路、前記第1の分圧回路の複数の分圧点からの出
力をゲート入力とする複数のC−MOSインバータ、前
記C−MOSインバータの少なくとも一方の電源端子が
分圧点に接続された第2の分圧回路よりなり、前記第2
の分圧回路は温度計数の異なる抵抗を含み、前記第1及
び第2の分圧回路を構成する全ての抵抗は同一半導体基
板上に形成されたことを特徴とする電子時計用温度険出
回路。
1. In an electronic watch that compensates for the temperature-frequency characteristics of a reference signal generation source based on an output signal from a temperature detection circuit, the temperature detection circuit has a plurality of voltage division points, some of which have different temperature coefficients. a first voltage dividing circuit made up of a plurality of resistor groups including a resistor; a plurality of C-MOS inverters whose gate inputs are outputs from the plurality of voltage dividing points of the first voltage dividing circuit; a second voltage dividing circuit having at least one power supply terminal connected to a voltage dividing point;
The voltage dividing circuit includes resistors having different temperature coefficients, and all the resistors constituting the first and second voltage dividing circuits are formed on the same semiconductor substrate. .
JP51158587A 1976-12-28 1976-12-28 Temperature detection circuit for electronic watches Expired JPS6020924B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51158587A JPS6020924B2 (en) 1976-12-28 1976-12-28 Temperature detection circuit for electronic watches

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51158587A JPS6020924B2 (en) 1976-12-28 1976-12-28 Temperature detection circuit for electronic watches

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5294884A Division JPS59182390A (en) 1984-03-19 1984-03-19 Temperature detecting circuit of electronic timepiece

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5383449A JPS5383449A (en) 1978-07-22
JPS6020924B2 true JPS6020924B2 (en) 1985-05-24

Family

ID=15674941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51158587A Expired JPS6020924B2 (en) 1976-12-28 1976-12-28 Temperature detection circuit for electronic watches

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6020924B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5383449A (en) 1978-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6191660B1 (en) Programmable oscillator scheme
US5699024A (en) Accurate integrated oscillator circuit
US8203392B2 (en) Oscillator stabilized for temperature and power supply variations
US6753739B1 (en) Programmable oscillator scheme
US4549818A (en) Temperature detector
JPS59122112A (en) Temperature stabilized stop-restarting oscillator
CN110719102A (en) Oscillation circuit and clock circuit
US4272840A (en) Semiconductor integrated circuit for a timepiece
US4316158A (en) R-C Oscillators using plural inverters
JPH09191214A (en) Oscillator
US4051446A (en) Temperature compensating circuit for use with a crystal oscillator
JPS5895408A (en) Improved temperature compensating circuit
JPS6020924B2 (en) Temperature detection circuit for electronic watches
CN211352180U (en) Oscillation circuit and clock circuit
JPS6142205B2 (en)
CN109710015B (en) Gate delay stabilizing circuit and method
JP2602727B2 (en) Piezoelectric oscillator
JP5847505B2 (en) Vibrator unit, oscillation circuit, and reception circuit
JPS6261163B2 (en)
JPS59167047A (en) Polycrystalline silicon resistance element
JPS6159450B2 (en)
JPH0334708A (en) Compensation voltage generating circuit for temperature compensation oscillator
JPS5919470Y2 (en) Variable duty cycle unstable multivibrator
JP2535802B2 (en) Oscillator circuit
JPS6120802B2 (en)