JPS62237386A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般に用いられる論理緩急周期Ｊ：りも長い周
期で行なわれる論理緩急の平均歩度を短い時間で換算表
示する方法に関する。

特に温度補償付電子時計において、歩度の補償を全て論
理緩急で行なった場合の平均歩度の表示方法に関する。

（発明の概要） 論理複急で緩急の分解能を上げるためには論理緩急の動
作周期を良くするか、扱う周波数を高くする必要がある
。一般には前者の方が簡単である。

しかし電子時計の場合、市場の測定器の測定時間の最大
が１０秒で決まっているためそれ以上に出来ず分解能は
０．２６４ｓ／ｄであった。

本発明では論理緩急の分解能を上げる為に論理緩急の周
期を長くした場合でもその平均歩度が市場の測定器で測
れる様に、基準信号を発生する発振器とは別に歩度換算
表示用の発振器を用意し、その周波数を用いて市場の測
定器で平均歩度が測定できるようにしたものである。

（従来の技術） 温度補償付電子時計の緩急分解能には、その高い精度を
実現する為に４　ｍｓ／ｄあるいは８ＩｌｌＳ／ｄとい
った非常に小さな値が要求される。

この様な分解能を論理緩急で行なおうとすると、論理緩
急の動作周期を６４０秒あるいは３２０秒といった時間
にする必要がある。

しかし従来から市場の測定器の測定時間の最大は１０秒
であった為、論理緩急で４　ｍｓ／ｄと言った分解能の
緩急は行なわれなかった。

したがって特公昭４６−３５００７に見られるように発
振回路の負荷容量をスイッチングするなどの方法を採用
していた。

（発明が解決しようと覆る問題点） 上記のように発振回路を直接操作する方法は、発振特性
を大きく変化させてしまう欠点と、発振回路を操作した
場合の緩急量の調整作業が増える欠点を持っている。又
、アナログ是の調整作業である為に調整誤差が発生しや
すく精度の良い温度補償が行なえなかった。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明においては、微小な
緩急も論理緩急で行なうようにし平均歩度の表示の為に
歩度換算表示機能を持たせた。

（作用） ４　ｉｓ／ｄの分解能を得るためには６４０秒周■１で
論理緩急動作を行なう必要がある。（１／（３２７６８
Ｘ６４０））　Ｌかし上記したように市場の測定器の測
定最大時間は１０秒である。

そこで６４０秒周期の論理緩急の平均歩度を１０秒周期
で表示するために本発明では、基準信号の発振周波数３
２にＨｚの６４倍の周波数を歩度表示用発振回路で用意
して、歩度測定パルス間の時間を６４０秒論理緩急に相
当する時間変調させて表示するようにした。

たとえば−１／（３２７６８Ｘ　６４０）の歩度を表示
するには、３２　Ｋ１１ｚの６４倍の発振周波数の１周
期分の時間で、１０秒周期で出力される歩度測定パルス
の立上りを遅らせて出力する様にしたものである。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の詳細な説明する為のブロック図である
。

発振回路１で発振した計時のための基準信号は、可変分
周２で分周される。分周された信号は各回路に供給され
る。モータコントロール３はステップモータ（図示せず
）を駆動し、制御回路４は各回路を時系列制御する。

感温発振器５は温度によって発振周波数ｆ１が変化する
温度検出回路である。

感温発１辰器５の出力はゲート回路６に接続される。ゲ
ート回路６の他方の入力にはゲート信号発生回路７が接
続される。

ゲート信号発生回路７の出力するゲート信号の時間幅は
、傾き調整回路８の値Ａによって変化する。ゲート回路
６の出力にはゲート信号発生回路７の出力が１１　Ｈｎ
の区間において、感温発振器５の出力信号が温度数値化
カウンタ９に入力される。

温度数値化カウンタ９の初期値は、オフセット調整回路
１０の値Ｂによって設定される。

この結果、温度数値化カウンタ９に残る数値情報ｍは次
の式で表わすことが出来る。

Ａ　・ ｍ＝ＡｘτＸｒ丁十Ｂ−２ＸＪ τは、ゲート信号発生回路７の出力するゲート信号の単
位時間、 Ａは温度数値化カウンタ９のビット数を示し、ｆ工は感
温発振回路５の出力周波数を示している。

ｊはオーバーフローの回数を示している。

温度数値化カウンタ９を１Ｑｂｉｔとするとｍは、Ｏ〜
１０２３の間で変化する。

このｍの中心値である５１２を発振回路１の水晶振動子
の零温度係数湿度（以下Ｔ。と略称する）王　と合わせ
る操作をＡとＢで行なう。

Ｔ　を中心にｍが高温低温で対称に変化するよρ うにするため温度数値化カウンタ９の出力ｍを折り返し
回路１１で最上位ｂｉｔを見て反転し温度データｎを作
成する。反転してｎを作成する際、王　に対してｎが低
温、高温側で左右対称になるように９ｂｉｔデータに＋
０．５する。この様子を第８図に示す。＋０．５は折り
返し回路１１の出力９ｂｉｔを演算回路１２の入力バス
に乗せるクロックド０２Ｍ０８Ａ１２で行なっている。

この温度データｎは、発振回路１の水晶振動子の下　を
中心にしてどれだけ温度がずれているかという情報であ
るため、このｎを２乗して、ある係数Ｋを掛けてやれば
温度補償データＲを計痺することが出来る。

演算回路１３は入力１０ｂ　ｉ　ｔ、出力１Ｑｂｉｔの
演算回路であり加算と１ｍ）算ができる。

係数には緩急の分解能と水晶振動子の二次温度係数及び
感温発振器の温度係数によって決まる値であり、本実施
例の場合は１／２５６となる。除算はｂｉｔのシフトず
なわら使用するｂｉｔの選択で行なっている。

第２図に温度補償データＲ＝Ｋ　（ｎ＋０．５）２（７
）演算の例を示す。

演算結果の１０ｂｉｔが演算回路１３から出力される。

この演算結果は、Ｔ、からどれだけ歩度が遅れているか
というデータである。

本実施例の場合、歩度を遅らじる論理緩急であるので演
算結果の上位４ｂｉｔを反転回路１４゜下位６ｂｉｔを
反転回路１５で反転して、上位４ｂｉｔのデータを４ｂ
ｉｔレジスタ１６．下位６ｂｉｔを６ビツトレジスタＡ
１７にラッチする。

この反転にする意味を第３図に示す。

４ｂｉｔレジスタ１６と５ｂｉｔレジスタＡ１７にラッ
チされたそれぞれの温度補償データは、可変分周回路２
の分周を設定するプリセット回路１８に入力される。

４ｂｉｔレジスタ１６にラッチされた温度補償データの
上位は、制御回路４の動作によって１０秒周期で可変分
周回路２の分周比を変える。

６ｂｉｔレジスタＡ１７の下位のデータは、６４０秒周
期で可変分周回路２の分周比を変える。

この結果、４ｂｉｔレジスタ１６のデータは１／（３２
７６８ｘ　１０）の分解能で緩急し、６ｂｉｔレジスタ
Ａ１７のデータハ１／　（３２７６８ｘ　６４０）（７
）　分Ｆｆｌ　１　ｔ’緩急が行なわれる。

通常は以上の動作で温度補償を行なっている。

しかしこのままの通常動作状態では、６４０秒の論理緩
急であるので市場の測定器で平均歩度を測定することが
出来ない。

そこで本発明では外部操作スイッチ１９をＯＮすること
で１０秒周期で平均歩度が測定出来る歩度測定モードを
持つ。外部操作スイッチ１９をＯＮするとモータコント
ロール３は通常のスデップモータの駆動パルスの出力を
禁止して１０秒周期で歩度測定用パルスＰ□を歩度測定
用パルス発生回路２７から出力する。

制御回路４は、歩度測定用パルスのパルス間隔を変調す
る為の各回路を前述、の通常動作と合わばて時系列的に
制御するように働く。

４ｂｉｔレジスタ１６のデータによる１０秒周期の論理
緩急は歩度測定モードでも行なわれる。

５ｂｉｔレジスタＡ１７による６４０秒周期の論理緩急
は歩度測定モードでは禁止され、この６４０秒論理緩急
分の緩急はを歩度表示用発振回路２０の出力信号を使用
して表示する。

まず歩度表示用の発振・回路２０の発振周波数を周波数
数値化カウンタ２１で測定する。

歩度表示用発振回路２０の出力はゲート回路２２と３３
に接続される。

ゲート回路２２の使方の入力には、制御回路４から１／
４０９６の時間を持つパルスが入力される。

この１／４０９６の時間内に歩度表示用発振回路２０の
出力周波数が周波数数値化カウンタ２１に入力される。

周波数数値化カウンタ２１は、１１ｂｉｔのバイナリカ
ウンタであり、その上位１Ｑｂｉｔが測定データとして
クロックドＣＭＯ３２３を介して演算回路１３の入力バ
スＡに入力される。

次に６４０秒論理緩急吊をラッチしている６ｂｉｔレジ
スタＡ１７の内容と、５ｂｉｔレジスタＢ２４の内容が
演算回路１３で加算され、その結果が５ｂｉｔレジスタ
８２４にラッチされる。

５ｂｉｔレジスタ８２４は、外部操作スイッチ１９をＯ
Ｎした際にリセットされる。

したがって５ｂｉｔレジスタＢ２４は、初１１１ｆｌが
Ｏで演算するたびに６４０秒周期の論理緩急のデータが
累計して行く。

この６４０秒論理緩急データの累計を以下データＳと略
称する。

次に前述した歩度表示用発振回路２０の測定データであ
る周波数数値化カウンタ２１の内容とデータＳによって
歩度表示用のデータが計算される。

今、考えやすい様に歩度表示用発振回路２０の発振周波
数が発振回路１の発振周波数の正確に６４倍の２０９７
１５２１１ｚで発振しているとすると、周波数数値化カ
ウンタ２１は２進数で２５６を演算回路１３の入力バス
Ａに入力する。

このとき６４０秒論理緩急データの累計データＳをラッ
チする５ｂｉｔレジスタＢ２４の内容が１であると演算
回路１３は、ＩＸＳ／２５６を計算して１を出力する。

計節例を第４図に示す。

このタイミングで３ｂｉｔプリセツタブルダウンカウン
タ（以下８ｂｉｔＰＳＤと略称する）２５は、演算回路
１３の出力でセットされる。８ｂ　ｉ　ｔＰｓＤ２５の
内容が０でなくなると、８ｂ　ｉ　ｔＰｓＤ２５のＯを
検出するＯ検出回路２６の出力はＬ　１１になる。

その後、歩度測定パルス発生回路２７から歩度測定パル
スＰＨがゲート回路３３．２８へ出力される。

Ｏ検出回路２６の出力が“Ｌ”で歩度測定パルスＰ、が
発生すると８ｂ　ｉ　ｔＰｓＤ２５は、歩度表示用発振
回路２０の発振出力でダウンカウントする。

今、８ｂ　ｉ　ｔＰｓＤ２５の内容は１であるので歩度
表示用発振回路２０の発振出力を１発分カウントすると
８ｂ　ｉ　ｔＰｓＤ２５の内容はＯになる。

その結果、０検出回路２６の出力は゛Ｈ″になり、イン
バータ回路２９の働きでゲート回路２７で歩度表示用発
振回路２０の発振出力は阻止される。

０検出回路２６の出力が“Ｌ　１１であった為、ゲート
回路２８で阻止されていた歩度測定パルスＰＦＩは、立
上りが歩度表示用発振回路２０の発振出力の１周期分の
時間遅れてモータコントロール３へ入力される。モータ
コントロール３は歩度測定パルスｐＨをステップモータ
へ出力して歩度情報を出力する。

すなわら、６４０秒論理緩急の一１／（３２７６８ｘ６
４０）の緩急員を３２７６８の６４倍の周波数１発分の
時間だけ、歩度測定パルスＰＨの立上りを遅らせること
で１０秒間で平均歩度を表示する。

この様に本実施例では、８ｂ　ｉ　ｔＰｓＤ２５と０検
出回路２８．ゲート回路３３．２８で歩度測定パルス変
調回路を構成している。

歩度測定パルスＰ１１を１発出力した次の１０秒後の歩
度測定パルスＰＨの立上りは、６４０秒論理緩急の累計
データＳが２になる為、今度は歩度表示用発振回路２０
の発振周波数２発分遅れて出力される。

したがって６４０秒論理緩急のデータが１の場合、歩度
測定パルス間は正規の歩度測定パルスＰｏの周期より６
４０４０秒論理緩急１／（３２７６８ｘ６４０）の緩急
ｔ、すなわち今の説明の例では歩度表示用発振回路２０
の発振出力の１周期分遅れて出力される様になる。

この動作を続けると６４０秒論理緩急の累計データＳの
大きさは、そのＳをラッチする６ｂｉｔレジスタＢ２４
の大きさを越えてしまう。

本実施例の場合、６４０秒論理緩急と１０秒論理緩急を
併用しているため、６４０秒論理緩急の累計データＳが
６４になると、１０秒論理緩急ノ緩急ｍと等しくなル（
７）Ｆ　（１／（３２７６８ｘ１０）　＝６４／（３２
７６８Ｘ　６４０））　、累積データＳの計算のタイミ
ングでの演算回路１３の出力バスの７ｂｉｔ目をラッチ
３０でラッチして、ラッチ３０の出力が１−ｒ′の場合
プリセット回路１８で１０秒論理緩急を１／（３２７６
８ｘ　１０）だけ動作する様にしている。歩度表示用発
振回路１７の発振周波数が電圧低下などの原因で発振回
路１の発振周波数の６４倍以下になった場合、１０秒周
期の歩度測定パルスＰＨでの歩度表示が行なえなくなる
。

そこで周波数数値化カウンタ２１で歩度表示用発振回路
２０の発振周波数を測定する際、ゲート回路３１で６４
倍以下を検出してラッチ３２でその情報をラッチする様
にしている。

ラッチ３２の出力が“Ｈ”になった場合は、歩度測定パ
ルスＰＨでの歩度表示が行なえな（なるのでモータコン
トロール回路３が歩度測定パルスＰＨを出力しない様に
電池寿命が来たことを表示する。

以上本発明の実施例を示すブロック図である第１図の構
成を説明した。

次に本発明の特徴点である歩度測定モードでの動作をよ
り詳細に説明する。

まず歩度表示用発振回路２０の発振周波数の測定につい
て述べる。

歩度表示用発振回路２０の発振周波数を発振回路１の発
振周波数の正確にα倍とした関係で設定出来れば、歩度
表示用発振回路２０の発振周波数を測定する必要が無い
。

しかし実際は、発振回路１の発振周波数もバラツキを持
つし、歩度表示用発振回路も電子時計のスペースの関係
で正確な発振が期待出来る水晶振動子を使うことが出来
ないので相当のバラツキを持つ。したがって歩度表示用
発振回路２０の発振周波数を測定する必要が出てくる。

本実施例の場合、歩度表示用発振回路２０の発揚周波数
の範囲は、２０９７１５２Ｈ２〜８３８８６０７Ｈ７の
範囲を許している。

演算回路１３の入力バスは１Ｑｂｉｔであるので、歩度
表示用発振回路２０の発振周波数をＯ〜１０２３の２進
数に変換する必要がある。

周波数数値化カウンタ２１への周波数の入力を制御する
ゲート回路２２には、制御回路４から１／４０９６の時
間幅を持つパルスが入力される。その結果、周波数数値
数値化カウンタ２１の内容は、歩度表示用発振回路２０
の発振周波数によって次の様な値になる。

周波数が２０９７１５２Ｈ２の場合、２０９７１５２／
４０９Ｇ＝５１２゜周波数が８３８８６０７ＮＺの場合
、８３８８６０７／４０９６＝２０４８゜発振周波数が
上限において２　”＝　１０２４を越えてしまうので、
周波数数値化カウンタ２１は１．１ｂｉｔとしてその上
位１０ｂｉｔを測定データとする。その結果、測定デー
タは２．０９ＨＨｚの場合２５６、（３３Ｆ３　ＨＨｌ
の場合１０２３となる。

周波数の許容範囲の下限である２　０９７１５２　ｔｌ
　ｚは、本実施例の６４０秒論理緩急の緩急周期から決
まった値である。歩度表示用発振回路２０の発振周波数
がこの下限値以下になった場合、１０秒周期での歩度表
示が行なえなくなるのでゲート回路３１で下限値以下を
検出している。ゲート回路３１は２人力ＮＯＲゲートで
あり、周波数数値化カウンタ２１の１０ｂｉｔと１１ｂ
ｉｔ目に接続されている。歩度表示用発振回路２０の発
振周波数が下限値以下の２０９７１５１Ｈ２であった場
合、周波数数値化カウンタ２１の１Ｑｂｉｔと１１ｂｉ
ｔは″Ｌ　ＩＩであるのでゲート回路３１の出力はＨ″
になる。

この“ＨＮをラッチ３２は制御回路４からのクロック信
号でラッチする。ラッチ３２の出力が１１　ＨＩＩであ
った場合、モータコントロール３は歩度測定パルスＰＨ
の出力を停止する。

次にＱｂｉｔプリセッタブルダウン２５が８ｂｉｔであ
る理由と、歩度表示に発生する誤差について述べる。

８ｂ　ｉ　ｔＰＳＤ２５に設定されるデータは、６ｂｉ
ｔレジスタＢ２４にラッチされる６４０秒論理緩急のデ
ータの禦計Ｓと周波数数値化カウンタ２１の１０ｂｉｔ
データによって計重される。

それぞれのデータが最大値の場合の計算を第５図に示す
。

第５図に示すように歩度表示用データは最大２５１にな
る為（３ｂｉｔ：必要になる。

ここで誤差について述べる。

１つは第５図の計算例でも分かる様に量子化の際に発生
する誤差であり、また１つは歩度表示用発振回路２０の
発振と歩度測定パルスｐＨの立上りが非同期であるため
に発生する誤差がある。

ω子化誤差は第５図に示すように最大的０．７５である
。又、歩度表示用発振回路２０の発振波形と歩度測定パ
ルスＰＩ＋の立上りが非同期である為に発生する誤差は
第９図に示すように最大、歩度表示用発振回路２０の発
振周期の１発分と考えられる。

波形Ｂに示すように歩度測定パルスＰ１１の立上りと、
歩度表示用発振回路２０の出力波形の立下りが同期して
いるとき、波形Ｂの状態を誤差０とづる。

しかし波形Ａに示ず様に、歩度測定パルスＰ■と歩度表
示用発振回路の出力とは非同期であるために、最大で歩
度表示用発振回路２０の発振出力周期の１発分の誤着が
発生ずる可能性が有る。

したがって誤差は最大、歩度表示用発振回路２０の発振
周期の約１．７５発分の時間発生する可能性がある。

これは歩度換算で約７１１１ｓ／ｄ程度の誤差となる。

この程度の誤差は使用上問題の無いものである。

第６図に周波数数値化カウンタと８ｂｉｔＰＳＤを兼用
化した他の実施例を示す。

信号Ｐ／Ｓはパラレルシリアルの切り替え信号、■、は
ラッチ信号、３ｅｔは周波数数値化カウンタを初期値に
設定する３ｅｔ信弓、ＷＩＮＤは１／４０９６の時間の
パルス、ＣＣはラッチ回路３２のクロック信号であり制
御回路から供給される。

図中の番号は第１図の番号と対応している。

動作についての説明は省略する。

第７図に演算回路１３の詳細なブロック図を示す。演算
回路１３は一般的な下位ｂｉｔから演算を実行するタイ
プのものでありこれも説明は省略する。

（発明の効果） 以上述べて来た様に本発明によれば高い精度が要求され
る微小な緩急に論理緩急を作用しても、その平均歩度を
いままでの市場の測定器で測れる様にすることが出来る
様になった。

従来は長い周期で行なわれる論理緩急の歩度を短時間に
表示することが出来なかったので、微小な緩急に安定な
論理緩急を使用することが出来なかった。

論理緩急に代わる手段として発振回路の負荷容量を時間
でスイッチングするなど、発振回路を直接制御する方法
を採用していた。

この様な方法では、発振回路の発振条件を大きく変えて
しまい安定な動作が望めなかった。

又、負荷容量のバラツＶなどを吸収するための調整行為
が必要であった。

それに対して本発明によれば、発振回路を操作する必要
が無いので安定な状態で使用することが出来る。又、論
理緩急はデジタル動作なので調整行為の必要が無いなど
の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する為のブロック図、第２
図はＲ＝Ｋ　（ｎ＋０．５）２の演算の例を示す図、第
３図は演算結果を反転する意味を示ず図、第４図は歩度
表示用データの計算例を示す図、第５図は累計データＳ
ど周波数数値化カウンタのそれぞれのデータが最大の場
合の歩度表示用データの計算を示す図、第６図は周波数
数値化カウンタと８ｂｉｔプリセッタブルダウンカウン
タを兼用化した実施例を示す図、第７図は演算回路の詳
細なブロック図、第８図は温度データｎ＋０．５を示ず
図、第９図は歩度測定パルスと歩度表示用発振回路出力
との関係を示す図である。 １・・・発振回路 ２・・・可変分周回路 ３・・・モータコントロール ４・・・制御回路 ５・・・感温発成器 ６・・・ゲート回路 ７・・・ゲート信号発生回路 ８・・・傾き調整回路 ９・・・温度数値化カウンタ １０・・・オフセット調整回路 １１・・・折り返し回路 １２・・・クロックドＣＭＯ３Ａ １３・・・演口回路 １４・・・反転回路 １５・・・反転回路 １６・・・４ｂｉｔレジスタ １７・・・５ｂｉｔレジスタＡ １８・・・プリセット回路 １９・・・外部操作スイッチ ２０・・・歩度表示用発振回路 ２１・・・周波数数値化カウンタ ２２・・・ゲート回路 ２３・・・クロックドＣＭＯ３Ｃ ２４・・・５ｂｉｔレジスタＢ ２５・・・８ｂｉｔプリセツタブルダウン２６・・・０
検出回路 ２７・・・歩度測定パルス発生回路 ２８・・・ゲート回路 ２９・・・インバータ回路 ３０・・・ラッチ回路 ３１・・・クロックドＣＭＯ３Ｄ ３３・・・ゲート回路 Ｒ−Ｋ（／７　＋０５）２Ｌｆ）演算 為２図 消ｒＬ８累の反転 易３図 歩、魔表示吊デーダの計算列 ％４図 歩廣表示用デ゛−グ０引算財１１ 第５図 ｍ　→ ｊ昌度データｎ＋０．５糧示す図 第　８　図 歩度ｊリパルスと矢度表示用発坂回路とカとＯ駆條第９
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の緩急周期Ｔ＿１による第１の論理緩急と、
   第１の緩急周期より長い周期Ｔ＿２による第２の論理緩
   急の２つの論理緩急機能を備えた電子時計において、計
   時の為の基準信号を発生する発振回路の発振周波数より
   もＴ＿２／Ｔ＿１倍以上で発振する歩度表示用発振回路
   と、前記歩度表示用発振回路の発振出力を数値化する手
   段と、第２の論理緩急の緩急データを第１の論理緩急の
   周期で累計したデータを保持するレジスタ、前記緩急デ
   ータの累計と、累計データと前記歩度表示用発振回路の
   発振出力の数値データとから歩度表示用データとを演算
   する演算回路と、前記歩度表示用データから歩度測定パ
   ルスの時間間隔を変調する歩度測定パルス変調回路とを
   少なくとも備え、外部操作スイッチを操作することで歩
   度測定パルスが第１の緩急周期で出力され、歩度測定パ
   ルス間隔を変調して平均歩度を表示するようにしたこと
   を特徴とする電子時計。
2. （２）歩度表示用発振回路の発振周波数がＴ＿２／Ｔ＿
   １倍以下になったことを検出して歩度測定パルスの出力
   を禁止する様に構成されたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の電子時計。