JPS6226436B2 - - Google Patents

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JPS6226436B2
JPS6226436B2 JP16398278A JP16398278A JPS6226436B2 JP S6226436 B2 JPS6226436 B2 JP S6226436B2 JP 16398278 A JP16398278 A JP 16398278A JP 16398278 A JP16398278 A JP 16398278A JP S6226436 B2 JPS6226436 B2 JP S6226436B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
circuit
mos transistor
counter
resistor
Prior art date
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Expired
Application number
JP16398278A
Other languages
English (en)
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JPS5590889A (en
Inventor
Toshuki Misawa
Tatsuji Asakawa
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP16398278A priority Critical patent/JPS5590889A/ja
Publication of JPS5590889A publication Critical patent/JPS5590889A/ja
Publication of JPS6226436B2 publication Critical patent/JPS6226436B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、時計用回路と同一チツプ内に設けた
回路により高精度の温度補償を実現することがで
きる電子時計に関する。
従来、電子時計、特に腕時計においては、基準
時間源として32.768KHzの共振周波数をもつ屈曲
モードの音叉型水晶振動子による発振回路が広く
用いられている。この音叉型水晶振動子は、小型
化が可能で時計用に適する反面、温度特性が良好
でない、経時変化が大きいなどの欠点を有する。
この点を改善する方法として、従来、水晶振動子
と類似した温度特性をもつチタバリコンデンサを
用いることや温度特性補正用の水晶を用いること
が行なわれている。しかし、これらの方法による
と、調整に手数がかかりすぎること、水晶やチタ
バリコンデンサに厳しい仕様が要求されること、
水晶やチタバリコンデンサを集積回路(以下IC
と略記する)の外から外付けしなくてはならない
こと等により生産性が悪く、コスト高である。
また、部品数が多く部品の大きさも大きいた
め、時計のデザインを悪くする要因にもなる。
本発明の目的は、IC内の抵抗素子そのものを
温度検出素子としてこの欠点を解決するものであ
る。
第1図は本発明の回路構成を実現する基本的な
ブロツク図の一例である。同図において1は発振
器であり水晶振動子が振動子として用いられる。
2は分周器であり発振器1からの信号を分周して
時刻表示を行なうための時刻信号を形成する。3
は表示装置の駆動装置であり、時刻信号に基いて
表示装置4を駆動する。5はCPU,6は温度検
出及び変換器、7は記憶装置A、8は演算装置、
9は記憶装置Bである。35,36,37,38
はコントロールバスを、31,32,33,34
はデータバスを示している。
次にこれら回路の動作を説明する。分周器2は
時刻信号を形成すると共にCPU5にマスターク
ロツク信号を供給する。又、分周器2は分周比が
可変に構成され、CPU5からの情報に従つて分
周比が変化し、時計の歩度を調整することによつ
て温度補償を実行する。CPU5は温度検出及び
変換器6、記憶装置A7、演算装置8、記憶装置
B9にタイミング信号やアクセス信号を供給して
これら回路の動作を制御する。温度検出及び変換
器6は温度係数の異なる二種類の抵抗を用いて温
度検出を行うと共に、検出値を温度情報で表わす
デイジタルデータとして演算装置8に出力する。
7の記憶装置Aは温度検出器6の温度係数の異な
る二種類の抵抗の製造バラツキを補正するための
もので、外部からの書き込み可能なPROM等によ
つて構成される。この記憶装置Aには初期調整時
に例えば水晶振動子の温度特性を表わす放物線の
頂点に相当する温度において分周器2への補正が
ゼロとなるように設定が行なわれ、以後この状態
を保持する。9の記憶装置Bは発振器1に用いら
れる水晶振動子の温度特性に関する情報、例えば
水晶振動子の温度特性が放物線特性を有する場合
には、この放物線特性を記憶している。この記憶
装置Bは、マスクROMを用いる場合には代表的
な水晶振動子の温度特性を記憶させる。PROMを
用いる場合には個々の水晶振動子の特性を記憶さ
せることができ高精度な補正が可能となる。演算
装置8は温度検出及び変換器6より受けとつた温
度情報と、記憶装置Bからの水晶振動子の温度特
性の情報から補正の度合(例えば分周比や、補正
パルスとして分周器2に印加すべき補正パルスの
数)を算出し、この補正信号をCPU5に伝送す
る。CPU5は演算装置8からの情報に従つて、
分周比制御信号を分周器2へ伝達し、温度に従つ
て分周器2の分周比を変化させることによつて水
晶振動子の温度補償が実行できる。
次に第1図の6及び7の部分について詳しく説
明する。6及び7の部分の実現回路の例を第2図
に示す。同図で21はカウンタ、22はデコー
ダ、23はカウンタ及びPROM、24〜26は第
3図に示す構造の差動増幅器、27〜29は
MOSトランジスタ、10〜13及びR1〜RN―
(Nは自然数)は抵抗、14〜16はNAND回
路、T1〜TNは第4図に示す構造のトランスミツ
シヨン・ゲート、C1〜CM(Mは自然数)は第5
図に示す構造のセルである。破線で囲まれた部分
30は可変電圧発生回路を構成する。第2図にお
いて、23のカウンタ及びPROMのPROM部は第
1図7の記憶回路Aに相当し、第2図の他の回路
部は第1図6の温度検出及び変換器に相当する。
カウンタ21の値は温度情報としてデータバス3
1を介して演算装置8へ伝送される。また第2図
において10〜11の抵抗、R1〜RN−の抵抗
はそれぞれ温度係数が等しく、12と13とは温
度係数が相互に異なつていなくてはならない。
次に第2図の動作を説明する。抵抗12,1
3,差動増幅器25,トランジスタ29は節点1
9に温度によつて変化する電圧V19を発生させ
るための構成であり、セルC1〜CM及びカウンタ
及びPROM23はV19を調整するための構成で
ある。差動増幅器25は抵抗10,11による分
圧電圧を一方の入力端に入力し、節点18の電圧
V18がこの分圧電圧に等しくなるようにトラン
ジスタ29にゲート電圧を与える。このとき、節
点V18の電圧は抵抗10,11の温度係数が等
しいので温度に対してほとんど変化しない。次に
C1〜CMは第5図のように構成され、各トランジ
スタ52が抵抗13に直列に接続される。ただ
し、各トランジスタ52のうち、カウンタ及び
PROMによつて選択されたセルのトランジスタ5
2にのみ差動増幅器25の出力がゲートに与えら
れ、他のトランジスタ52はオフしている。即
ち、カウンタ及びPROM23によつて選択された
セルのみがトランスミツシヨンゲート53がオン
し、トランジスタ51がオフしてトランジスタ5
2が動作状態となり、選択されないセルのトラン
スミツシヨンゲート53はオフし、トランジスタ
51はオンし、トランジスタ52のゲートはVDD
に接続されてオフとなる。
選択されたセルのトランジスタ52は抵抗13
に直列に接続されて、ゲートには差動増幅器25
の出力が印加されることからトランジスタ29と
同様に動作し、抵抗13に電流を流し、節点19
の電圧V19を定める。ここで節点19電圧V1
9は抵抗12と13の温度係数が異なり、節点1
8の電圧を一定としているため、温度に対して変
化する電圧となる。また、電圧V19の値は選択
するセルの数、種類によつて抵抗13に流れる電
流を変化させることにより調整ができる。この調
整のためセルC1〜CMのトランジスタ52のβは
セルごとに異なる値に構成され、その比はC1
C2,C3……CMで例えば、1:2:4:……2M-
1のように等比数列をなすように定める。βの値
はチヤンネル幅に比例しチヤンネル長に反比例す
るので、上述の比はMOSトランジスタのサイズ
によつて定めることができる。第5図のトランス
ミツシヨン・ゲート53のオン・オフは、水晶振
動子の温度特性を表わす放物線の頂点付近に相当
するある周囲温度のときに第2図のN個のトラン
スミツシヨン・ゲートのうちほぼ中央のトランス
ミツシヨン・ゲート、即ちNが偶数ならばトラン
スミツシヨンゲートTN/2,Nが奇数ならばトラン スミツシヨンゲートTN+1/2またはTN−1/2が
オン となつた時点で節点19の電位が節点20の電位
に等しくなりコンパレータとして働く差動増幅器
26の出力がハイからローに反転するように、初
期の段階において23のカウンタで掃引し、反転
時の状態を23のPROMに書き込んで指定してお
く。このとき13,12の温度係数をそれぞれα
(1/℃)、β(1/℃)とすると周囲温度t℃の
ときの節点19の電位V19は V19=K・1+αt/1+βt となる。ただし、Kは温度に依存しない定数。一
方、節点20の電位をV20とすると、V20は
カウンタ21の値によつて制御される可変電圧発
生回路30の出力であり、トランスミツシヨンゲ
ートT1〜TNのうちどの1つがオンしているかで
定まる可変電圧である。T1〜TNのスイツチング
はクロツク信号CLによるカウンタ21の掃引に
より順次行なわれる。カウンタ掃引の過程におい
て、差動増幅器26の出力信号がハイからローに
反転した時点でのカウンタ21の値がその時の温
度を表わす信号となる。この信号を一時保持して
取り出すために、第2図に示す14,15により
構成されるR―Sフリツプ・フロツプおよび
NAND回路16を付加する。第2図に示す信号
CL,φ,Ψはそれぞれ第6図に示すもので、ク
ロツク信号、温度検出を行う周期を定める信号、
R―Sフリツプ・フロツプのセツト信号を表わ
す。このとき、差動増幅器2の出力信号はR―S
フリツプ・フロツプのリセツト信号として働きR
―Sフリツプ・フロツプがリセツトの状態のと
き、NAND回路16は閉じられカウンタ21は停
止する。第7図において、CLは第2図のCLと同
一のクロツク信号を、CL1,CL2はそれぞれ1
段目、2段目のカウンタからの出力信号を表わ
す。いま、Tの時点でコンパレータの出力信号が
ハイからローに反転したとすると、Ψによつてセ
ツトされるまでの間カウンタ1の内容は第7図
a,bのように保持される。このようにして得ら
れた温度信号即ち、カウンタ21の値は第1図の
演算装置8へ送られる。なお、第2図で、デコー
ダ22は、カウンタ1が示している値を、対応す
るトランスミツシヨン・ゲートをオンさせる信号
に変換するためのものである。例として、16進カ
ウンタのデコーダの一部を第8図bに示す。第2
図において、仮に、カウンタの値とオンするべき
トランスミツシヨン・ゲートが第8図aのように
対応しているとすると、同図bはトランスミツシ
ヨンゲートT10をオンさせるためのデコーダで
ある。ただし、第8図bにおいて、81,82,
83,84はそれぞれ第2図カウンタ21の1段
目、2段目、3段目、4段目の2進カウンタであ
り、85はNAND回路であり。
本発明は、温度センサー部及び論理緩急部を
IC化し時計用ICと同一のチツプ内に設けるもの
で、これにより時計の小型化、低コスト化が容易
になる。また、記憶装置及び演算装置を用いて緩
急を行うため高精度の温度補正を達成することが
できる。更に、記憶装置、演算装置がCMOSで構
成されるうえに、センサーとなる抵抗にはカウン
タの掃引により短期間パルス電流が流れるにすぎ
ないため、低い消費電流で温度補正を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による温度補正機構を備えた
電子時計のブロツク図。第2図は、温度センサー
部。第3図は、第2図に用いられている差動増幅
器の構成例。第4図は、第2図中のT1,T2…TN
を表わす図。第5図は、第2図中のC1,C2…,
CMを表わす図。第6図は、第2図中の信号CL,
φ,Ψの波形。第7図は、第2図において差動増
幅器26の出力信号によりカウンタ21の値が保
持される様子を表わした図。第8図は、第2図の
デコーダ22の一例を示す夫々略図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 水晶振動子を用いた発振回路1、前記発振回
    路の信号を分周する分周回路2、表示装置駆動回
    路3、及び表示装置4よりなる電子時計におい
    て、温度を検出し、温度情報を出力する温度検出
    及び変換器6、前記水晶振動子の温度特性を記憶
    する第1の記憶装置9、前記温度検出及び変換器
    と前記第1の記憶回路からの情報に基づいて歩度
    緩急させるための補正信号を作成する演算装置8
    及び前記温度検出及び変換器の初期調整データを
    記憶する第2の記憶装置7を具備し、前記温度検
    出及び変換器は第1のMOSトランジスタ29と
    前記第1のMOSトランジスタ29に直列接続さ
    れた第1の抵抗12よりなる第1の直列回路と、
    基準電圧を一方の入力端に入力し、他方の入力端
    に前記第1の抵抗の一端の電圧を入力し、出力を
    前記第1のMOSトランジスタのゲートに接続し
    た第1の差動増幅器25と、ゲートに前記第1の
    差動増幅器25の出力を接続した第2のMOSト
    ランジスタ52と前記第2のMOSトランジスタ
    52に直列接続され前記第1の抵抗12とは異な
    る温度係数を有する第2の抵抗13よりなる第2
    の直列回路と、カウンタ21と、前記カウンタ2
    1の掃引により可変電圧を発生させる可変電圧発
    生回路30と、前記可変電圧を一方の入力端に、
    他方の入力端に前記第2の抵抗13の一端の電圧
    をそれぞれ入力し、反転時に前記カウンタ21の
    掃引を停止させ計数値を温度情報として出力させ
    る第2の差動増幅器26よりなることを特徴とす
    る電子時計。
JP16398278A 1978-12-29 1978-12-29 Integrated circuit of semiconductors for clock Granted JPS5590889A (en)

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JPS5590889A JPS5590889A (en) 1980-07-09
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007024667A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Ricoh Co Ltd 温度検出回路およびそれを用いた発振周波数補正装置

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JP2007024667A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Ricoh Co Ltd 温度検出回路およびそれを用いた発振周波数補正装置

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