JPS6039192B2 - 電子時計 - Google Patents
電子時計Info
- Publication number
- JPS6039192B2 JPS6039192B2 JP6063177A JP6063177A JPS6039192B2 JP S6039192 B2 JPS6039192 B2 JP S6039192B2 JP 6063177 A JP6063177 A JP 6063177A JP 6063177 A JP6063177 A JP 6063177A JP S6039192 B2 JPS6039192 B2 JP S6039192B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- input
- compensation
- stage
- pulse
- 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
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- Electric Clocks (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は温度補償をした電子時計に関する。
本発明の目的は時間標準となる水晶振動子を出来る限り
少ない素子で温度補償しうる低価格な補償回路を実現し
、前記補償回路を備えた電子時計を実現することである
。今日水晶振動子を時間標準源として用いることにより
従来の機械式時計に比べて精度面において格段の進歩を
した。
少ない素子で温度補償しうる低価格な補償回路を実現し
、前記補償回路を備えた電子時計を実現することである
。今日水晶振動子を時間標準源として用いることにより
従来の機械式時計に比べて精度面において格段の進歩を
した。
しかし高精度化への要求はつのるばかりである。現在の
水晶振動子の対環境誤差の大きな要因の一つが温度特性
である。従ってこの温度特性の向上に大きな努力が続け
られて来ている。例えば５０×カットの屈曲振動子の温
度特性は第１図の１１の如く負の二次係数（約一３×１
０‐８／ｄｅｇ２）をもつ二次曲線となる。従って１１
の如き温度特性をもつ振動子を標準とした場合には、月
差で十数秒以上の誤差は覚悟しなくてはならない。そこ
で温度補償の一例として、第２図の如く、チタン酸バリ
ウムを誘電体材料とする磁器コンデンサ等により、第１
図の１２の如き補正曲線を得る方法がある。第２図にお
いて２１は水晶振動子、２２は発振用ィンバータ、２３
は周波数調整用可変コンデンサ、２４は温度補償用磁器
コンデンサである。言うまでもなくこの様な補償方法は
水晶振動子と磁器コンデンサの各々の温度特性の兼合で
決定される為、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
。今仮りに上記の如き補償方法を“例１の補償方法”と
呼ぶことにする。第３図は例１の補償方法より高精度を
要求される場合に使用されているもので、例２の補償方
法と呼ぶことにしよう。
水晶振動子の対環境誤差の大きな要因の一つが温度特性
である。従ってこの温度特性の向上に大きな努力が続け
られて来ている。例えば５０×カットの屈曲振動子の温
度特性は第１図の１１の如く負の二次係数（約一３×１
０‐８／ｄｅｇ２）をもつ二次曲線となる。従って１１
の如き温度特性をもつ振動子を標準とした場合には、月
差で十数秒以上の誤差は覚悟しなくてはならない。そこ
で温度補償の一例として、第２図の如く、チタン酸バリ
ウムを誘電体材料とする磁器コンデンサ等により、第１
図の１２の如き補正曲線を得る方法がある。第２図にお
いて２１は水晶振動子、２２は発振用ィンバータ、２３
は周波数調整用可変コンデンサ、２４は温度補償用磁器
コンデンサである。言うまでもなくこの様な補償方法は
水晶振動子と磁器コンデンサの各々の温度特性の兼合で
決定される為、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
。今仮りに上記の如き補償方法を“例１の補償方法”と
呼ぶことにする。第３図は例１の補償方法より高精度を
要求される場合に使用されているもので、例２の補償方
法と呼ぶことにしよう。
第３図において３１は水晶振動子、発振用ィンバ−夕、
周波数調整用可変コンデソサからなる時間標準用水晶発
振器である。３２は分周回路、３３は時刻表示機能であ
る。
周波数調整用可変コンデソサからなる時間標準用水晶発
振器である。３２は分周回路、３３は時刻表示機能であ
る。
３４は温度補償するために設けられた発振器であり、時
間標準用発振器とは、温度周波数特性の異なる水晶発振
器、ＲＣ発振器、ＬＣ発振器等が用いられる。
間標準用発振器とは、温度周波数特性の異なる水晶発振
器、ＲＣ発振器、ＬＣ発振器等が用いられる。
３５は分周段３２−ｎと温度補償用発振器３４との周波
数差を検出する等の手段により、温度に相関する信号を
作製する検出回路である。
数差を検出する等の手段により、温度に相関する信号を
作製する検出回路である。
標準用水晶発振器の頂点温度をａ＝０とすると、温度８
の絶対値に比例する周波数をもつ信号を作製するのが一
般である。プログラマブル分周器路３６の入力パルスは
前記の如く、温度０の絶対値に比例した周波数を持つの
で、プログラム端子３７で分周比をセットすることによ
り、３６の出力パルス数は或る温度間隔毎に増加する階
段状の出力となる。
の絶対値に比例する周波数をもつ信号を作製するのが一
般である。プログラマブル分周器路３６の入力パルスは
前記の如く、温度０の絶対値に比例した周波数を持つの
で、プログラム端子３７で分周比をセットすることによ
り、３６の出力パルス数は或る温度間隔毎に増加する階
段状の出力となる。
この状態を第４図に示してある。横軸は温度（８）、縦
軸はパルス数である。プログラム端子３７による分周比
を１／１０として、入力パルス特性４１に対する出力パ
ルス特性４２を一例として示した。３８はタイマーであ
り、３９は二乗パルス作製回路である。
軸はパルス数である。プログラム端子３７による分周比
を１／１０として、入力パルス特性４１に対する出力パ
ルス特性４２を一例として示した。３８はタイマーであ
り、３９は二乗パルス作製回路である。
水晶振動子の温度特性は第１図の１１に示した如く、負
の二次係数を持つ二次曲線である。従って水晶振動子の
温度補償をしようとすれば、絶対値の等しく符号の異な
る二次係数をもつ二次曲線で補償することが最も望まし
い。しかるに３６の出力及び３８の出力のパルス数は第
４図の４２の如く或る温度補償間隔毎に（補償温度間隔
という）温度ａの絶対値に比例している。そこで入力パ
ルス数の二乗個のパルス数により補償することがより望
ましく、３９の如き二乗パルス作製回路が必要となる。
第４図には４２を入力パルスとしたときの３９の出力パ
ルス特性を４３として示してある。分周段３２−１への
入力は−段前の分周段３２−ｍ（ｍＨｚと仮定する）か
らの信号と、二乗パルス作製回路３９からの出力との論
理和となっている。
の二次係数を持つ二次曲線である。従って水晶振動子の
温度補償をしようとすれば、絶対値の等しく符号の異な
る二次係数をもつ二次曲線で補償することが最も望まし
い。しかるに３６の出力及び３８の出力のパルス数は第
４図の４２の如く或る温度補償間隔毎に（補償温度間隔
という）温度ａの絶対値に比例している。そこで入力パ
ルス数の二乗個のパルス数により補償することがより望
ましく、３９の如き二乗パルス作製回路が必要となる。
第４図には４２を入力パルスとしたときの３９の出力パ
ルス特性を４３として示してある。分周段３２−１への
入力は−段前の分周段３２−ｍ（ｍＨｚと仮定する）か
らの信号と、二乗パルス作製回路３９からの出力との論
理和となっている。
３９の出力として一秒毎に一発の割込パルスを加えると
、三秒進めたことと等価になり、又ｋ秒毎に一度補償し
ようとすれば、ｋ秒毎一発の割込パ順はり点徴舵ことと
鋼‘こなる。
、三秒進めたことと等価になり、又ｋ秒毎に一度補償し
ようとすれば、ｋ秒毎一発の割込パ順はり点徴舵ことと
鋼‘こなる。
前記ｋ秒なる温度補償時間を定めるのが３８のタイマー
である。上記の如く温度０の絶対値に比例した検出パル
スを作製し、割込パルスの補償能力、温度補正用検出信
号の温度特性及び補正温度間隔等の※合から設定された
プログラマブル分周器を通して、温度に対して階段状の
パルス数となる信号を作製し、更に水晶振動子の温度特
性（負の二次係数をもつ二次曲線）を補償する為、二乗
して割込パルスとしている。
である。上記の如く温度０の絶対値に比例した検出パル
スを作製し、割込パルスの補償能力、温度補正用検出信
号の温度特性及び補正温度間隔等の※合から設定された
プログラマブル分周器を通して、温度に対して階段状の
パルス数となる信号を作製し、更に水晶振動子の温度特
性（負の二次係数をもつ二次曲線）を補償する為、二乗
して割込パルスとしている。
このように例１の補償に比べて格段と高精度な温度補償
電子時計が実現されている。
電子時計が実現されている。
しかしながら例２の補償の方法は回路が複雑になり、素
子数が非常に多くなる欠点を持つ。特に第３図の３９に
当る二乗パルス作製回路は演算回路となり、素子数の増
加原因の大きな要因となっている。即ちＮ個の入力パル
スに対し、Ｎ２個の出力パルスを出力する場合に先ず演
算回路を用いてＮ２の値を計算し、その結果に基づいて
Ｎ２個のパルスを出力する構成をとることになるからで
ある。本発明は補償回路、特に二乗パルス作製回路の上
記欠点を除去し、簡単な二乗パルス作製回路と擬似的動
作を行う回路を提供し、安価な温度補償電子時計を実現
させるものであり、その−実施例を第５図に示し説明す
る。
子数が非常に多くなる欠点を持つ。特に第３図の３９に
当る二乗パルス作製回路は演算回路となり、素子数の増
加原因の大きな要因となっている。即ちＮ個の入力パル
スに対し、Ｎ２個の出力パルスを出力する場合に先ず演
算回路を用いてＮ２の値を計算し、その結果に基づいて
Ｎ２個のパルスを出力する構成をとることになるからで
ある。本発明は補償回路、特に二乗パルス作製回路の上
記欠点を除去し、簡単な二乗パルス作製回路と擬似的動
作を行う回路を提供し、安価な温度補償電子時計を実現
させるものであり、その−実施例を第５図に示し説明す
る。
第５図において５１〜５８は各々第３図の３１〜３８と
同一なものである。
同一なものである。
５９−１〜５９−４はシフトレジスタであり、５９−１
が最とも低位側、５９−４が最とも高位側となっている
。
が最とも低位側、５９−４が最とも高位側となっている
。
勿論本発明はシフトレジスタ桁数を第５図の如く限定す
るものではない。５１川ま分周段に割込むタイミングに
出力されてくるパルス入力端である。
るものではない。５１川ま分周段に割込むタイミングに
出力されてくるパルス入力端である。
５１２−１〜５１２一４は各々５２−ｍ−１、５２−ｍ
十１、５２一ｍ十２、５２一ｍ＋３と割込パルスを出力
する５１１一１〜５１１−４の出力との論理和ゲートで
ある。
十１、５２一ｍ十２、５２一ｍ＋３と割込パルスを出力
する５１１一１〜５１１−４の出力との論理和ゲートで
ある。
仮に５２−ｍのステージをｍ〔世〕とすれば５２−ｍ，
５２−ｍ十２，５２−ｍ十３，５２−ｍ＋４の各々ステ
ージに割込パルスを１秒間に１発づつ加えた場合の補償
量は、各々三秒，希希秋駒となる。
５２−ｍ十２，５２−ｍ十３，５２−ｍ＋４の各々ステ
ージに割込パルスを１秒間に１発づつ加えた場合の補償
量は、各々三秒，希希秋駒となる。
即ち５２−ｍ＋２に１発の割込パルスを加えることは５
２−ｍに４発の割込パルスを加えることと等価であり、
５２一ｍ十３においては、５２−ｍの８発の割込パルス
と等価であり、５２−ｍ＋４においては５２−ｍの１里
蓬の割込パルスとなる。
２−ｍに４発の割込パルスを加えることと等価であり、
５２一ｍ十３においては、５２−ｍの８発の割込パルス
と等価であり、５２−ｍ＋４においては５２−ｍの１里
蓬の割込パルスとなる。
第３図での説明と同様に５８の出力は或る温度間隔毎に
温度８の絶対値に比例した周波数となる。
温度８の絶対値に比例した周波数となる。
従って５９のリセットされる間隔、即ち補償時間間隔に
５９のシフトレジスタに入力されるパルス数は、温度ａ
の絶対値に対し補償温度間隔毎に比例する。その結果シ
フトレジスタの高レベルの出力もやはり補償温度間隔毎
に温度の絶対値に比例する段位にくる。温度補償間隔を
８，とすると、シフトレジスタ出力のうち、５９一１の
出力が論理“１”となるのは、ｌ８ｌがａ，〜２８，の
ときであり、５９一２の出力が論理“１”となるのは、
２８，ＳＩＯＩ＜３８，のときである。同時に５９一３
が論理“１”となるのは３８，Ｓｌ８ｌ＜４８，のとき
であり、５９−４は４８，Ｓｌａｌ＜５８，のときとな
る。周知の如く水晶振動子（５０×屈曲振動子）の温度
特性は負の二次係数をもつ二次曲線となる。その故今仮
りに、ｌ８ｌ＝８，のとき、Ａ（ｓｅｃ／舷ｙ）の補償
が必要であるとすれば、２８，のときは４×Ａであり、
３８，のときは９×Ａであり、４８，のときは１６×Ａ
である。このウェイトは前述の５２−ｍ，５２−ｍ＋２
，５２−ｍ＋３，５２−ｍ＋４のウェイトと５２−−ｍ
十３を除いて全く同じになる。補償時間間隔毎にシフト
レジスター出力のうち、論理“１”となる桁に相対する
分周段に１発の割込みパルスを割込ませることにより、
水晶振動子の温度特性の簡易補償とすることが出来る。
第６図ａには無補償曲線６１と共に！８，ｌ＝母ｅｇと
したときの補正後の特性を６２として示してある。勿論
プログラマブル分周器５６の分周比を変えることにより
、補償曲線を温度鞠上に交叉する様にすることもできる
。
５９のシフトレジスタに入力されるパルス数は、温度ａ
の絶対値に対し補償温度間隔毎に比例する。その結果シ
フトレジスタの高レベルの出力もやはり補償温度間隔毎
に温度の絶対値に比例する段位にくる。温度補償間隔を
８，とすると、シフトレジスタ出力のうち、５９一１の
出力が論理“１”となるのは、ｌ８ｌがａ，〜２８，の
ときであり、５９一２の出力が論理“１”となるのは、
２８，ＳＩＯＩ＜３８，のときである。同時に５９一３
が論理“１”となるのは３８，Ｓｌ８ｌ＜４８，のとき
であり、５９−４は４８，Ｓｌａｌ＜５８，のときとな
る。周知の如く水晶振動子（５０×屈曲振動子）の温度
特性は負の二次係数をもつ二次曲線となる。その故今仮
りに、ｌ８ｌ＝８，のとき、Ａ（ｓｅｃ／舷ｙ）の補償
が必要であるとすれば、２８，のときは４×Ａであり、
３８，のときは９×Ａであり、４８，のときは１６×Ａ
である。このウェイトは前述の５２−ｍ，５２−ｍ＋２
，５２−ｍ＋３，５２−ｍ＋４のウェイトと５２−−ｍ
十３を除いて全く同じになる。補償時間間隔毎にシフト
レジスター出力のうち、論理“１”となる桁に相対する
分周段に１発の割込みパルスを割込ませることにより、
水晶振動子の温度特性の簡易補償とすることが出来る。
第６図ａには無補償曲線６１と共に！８，ｌ＝母ｅｇと
したときの補正後の特性を６２として示してある。勿論
プログラマブル分周器５６の分周比を変えることにより
、補償曲線を温度鞠上に交叉する様にすることもできる
。
第６図ｂの６４の曲線はその一例である。尚６３は無補
償曲線であり、６１と同じものである。上記の如く本発
明は補償量の理論値と僅かに異なるが、従釆からの磁器
コンデンサによる例１の補償方法より十分に優れている
。
償曲線であり、６１と同じものである。上記の如く本発
明は補償量の理論値と僅かに異なるが、従釆からの磁器
コンデンサによる例１の補償方法より十分に優れている
。
又例２の補償方法の如き複雑な演算回路は全く必要なく
単純なゲート素子のみで構成でき、素子数は著しく低減
されている。
単純なゲート素子のみで構成でき、素子数は著しく低減
されている。
更に例１の補償方法の様に部品を選択して合せ込むとい
う操作は必要なく、プログラム端子により合せ込む操作
は代用される。この結果主たる使用温度領域を中心にし
て水晶振動子の温度補償をするという考えに基づき非常
に安価な温度補償電子時計を実現することができた事は
非常に意義深いものである。
う操作は必要なく、プログラム端子により合せ込む操作
は代用される。この結果主たる使用温度領域を中心にし
て水晶振動子の温度補償をするという考えに基づき非常
に安価な温度補償電子時計を実現することができた事は
非常に意義深いものである。
第１図は従来より使用されている磁器コンデンサにより
温度補償した場合の補償曲線１２と無補償曲線１１であ
る。 第２図は従来より使用されている水晶振動子の温度補償
回路である。第３図は従釆より使用されている２組の発
振器を用いた温度補償電子時計のブロック図である。第
４図は第３図のうちプログラム分周器３６及び、二乗パ
ルス発生回路３９についての入出力特性である。第５図
は本発明となる温度補償電子時計の一実施例である。第
６図ａ及びｂは本発明を用いた場合の水晶振動子の温度
補償特性であり、６２，６４は補償曲線６１，６３は無
補償曲線である。多ユー囚 多Ｊ図 多４図 多３図 多さ凶 多り幻肌 多る倣い
温度補償した場合の補償曲線１２と無補償曲線１１であ
る。 第２図は従来より使用されている水晶振動子の温度補償
回路である。第３図は従釆より使用されている２組の発
振器を用いた温度補償電子時計のブロック図である。第
４図は第３図のうちプログラム分周器３６及び、二乗パ
ルス発生回路３９についての入出力特性である。第５図
は本発明となる温度補償電子時計の一実施例である。第
６図ａ及びｂは本発明を用いた場合の水晶振動子の温度
補償特性であり、６２，６４は補償曲線６１，６３は無
補償曲線である。多ユー囚 多Ｊ図 多４図 多３図 多さ凶 多り幻肌 多る倣い
Claims (1)
- １ 温度に対して発振周波数が二次曲線で変化する水晶
振動子を用いた水晶発振器５１、前記水晶発振器の信号
を分周する複数の分周段よりなる分周回路５２、及び時
刻表示手段よりなる電子時計において、温度補償用発振
器５４、前記水晶発振器からの信号と前記温度補償用発
振器からの信号の周波数差を検出する検出回路５５、前
記検出回路からの信号を入力する少なくとも４段からな
るシフトレジスタ５９、前記複数の分周段のうち第ｍ段
目の入力にパルスの割込みを行なわせるための第１のゲ
ート回路、第ｍ＋２段目の入力にパルスの割込みを行な
わせるための第２のゲート回路、第ｍ＋３段目の入力に
パルスの割込みを行なわせるための第３のゲート回路、
及び第ｍ＋４段目の入力にパルスの割込みを行なわせる
ための第４のゲート回路を設け、前記シフトレジスタの
各段の出力は前記パルスの割込みを制御するためにそれ
ぞれ対応する前記第１乃至第４のゲート回路に入力され
たことを特徴とする電子時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6063177A JPS6039192B2 (ja) | 1977-05-25 | 1977-05-25 | 電子時計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6063177A JPS6039192B2 (ja) | 1977-05-25 | 1977-05-25 | 電子時計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53145675A JPS53145675A (en) | 1978-12-19 |
| JPS6039192B2 true JPS6039192B2 (ja) | 1985-09-04 |
Family
ID=13147843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6063177A Expired JPS6039192B2 (ja) | 1977-05-25 | 1977-05-25 | 電子時計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039192B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55112043A (en) * | 1979-02-22 | 1980-08-29 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Standard signal generator |
| WO1981001888A1 (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-09 | Ricoh Watch | Linearizing circuit and electronic time piece using the same |
| JPS56169909A (en) * | 1980-06-02 | 1981-12-26 | Seikosha Co Ltd | Oscillating circuit using piezoelectric oscillator |
| JPS574579A (en) * | 1980-06-10 | 1982-01-11 | Seiko Epson Corp | Device for adjusting precision of time |
-
1977
- 1977-05-25 JP JP6063177A patent/JPS6039192B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53145675A (en) | 1978-12-19 |
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