JPS6248197B2 - - Google Patents
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- JPS6248197B2 JPS6248197B2 JP16376978A JP16376978A JPS6248197B2 JP S6248197 B2 JPS6248197 B2 JP S6248197B2 JP 16376978 A JP16376978 A JP 16376978A JP 16376978 A JP16376978 A JP 16376978A JP S6248197 B2 JPS6248197 B2 JP S6248197B2
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- Japan
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- oscillator
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 1
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electric Clocks (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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。
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、調整に手間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の外
から付け加え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、部品が多
く、部品の大きさも大きいため、時計の小型化を
妨げ、デザインを悪くする要因ともなる。
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、調整に手間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の外
から付け加え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、部品が多
く、部品の大きさも大きいため、時計の小型化を
妨げ、デザインを悪くする要因ともなる。
本発明の目的は、この様な欠点を除去するもの
で、IC化された温度係数の異なる抵抗を用いて
ホイーストブリツジを構成し、これにより周囲温
度を検出して、温度補償を行なうと共に、IC化
された温度係数の異なる抵抗の製造バラツキを調
整する手段を内蔵させることできる。
で、IC化された温度係数の異なる抵抗を用いて
ホイーストブリツジを構成し、これにより周囲温
度を検出して、温度補償を行なうと共に、IC化
された温度係数の異なる抵抗の製造バラツキを調
整する手段を内蔵させることできる。
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
基づいて表示装置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。１１，１２，１
３，１４はコントロールバスを、２１，２２，２
３，２４はデータバスを示している。
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
基づいて表示装置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。１１，１２，１
３，１４はコントロールバスを、２１，２２，２
３，２４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含むホイ
ーストンブリツジを用いて温度検出を行なうと共
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は記憶装置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への補正がゼロになるように
設定が行なわれ、以後この状態を記憶保持する。
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に伝達する。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。
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含むホイ
ーストンブリツジを用いて温度検出を行なうと共
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は記憶装置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への補正がゼロになるように
設定が行なわれ、以後この状態を記憶保持する。
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に伝達する。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、即ち温度検出及び変
換器及び初期調整用の記憶装置Ａの具体的な構成
例について詳しく述べる。
換器及び初期調整用の記憶装置Ａの具体的な構成
例について詳しく述べる。
温度検出部を、第２図に示すように、４本の抵
抗R1，R2，R3，R4（抵抗値もそれぞれR1，R2，
R3，R4であるものとする。）と１個のコンパレー
タＣを用いたホイーストンブリツジで構成する。
Ｅ（電源電圧もＥであるものとする。）は電源で
あり、時計用集積回路において、水銀電池、太陽
電池などが用いられる。コンパレータＣは、第３
図（ただし、同図でVDDは正電源、VSSは負電
源を表わす、またφは第１図のCPU５から供給
される温度検出の周期を定める信号）に示すよう
に、CMOSの差動増幅器によつて構成されている
ため、入力インピーダンス、特に直流信号に対す
る入力インピーダンスは極めて高い。このため、
第２図において、コンパレータＣに流入する電流
は無視することができ、節点３２２に対する節点
３１１の電位V12は次式で与えられる。
抗R1，R2，R3，R4（抵抗値もそれぞれR1，R2，
R3，R4であるものとする。）と１個のコンパレー
タＣを用いたホイーストンブリツジで構成する。
Ｅ（電源電圧もＥであるものとする。）は電源で
あり、時計用集積回路において、水銀電池、太陽
電池などが用いられる。コンパレータＣは、第３
図（ただし、同図でVDDは正電源、VSSは負電
源を表わす、またφは第１図のCPU５から供給
される温度検出の周期を定める信号）に示すよう
に、CMOSの差動増幅器によつて構成されている
ため、入力インピーダンス、特に直流信号に対す
る入力インピーダンスは極めて高い。このため、
第２図において、コンパレータＣに流入する電流
は無視することができ、節点３２２に対する節点
３１１の電位V12は次式で与えられる。
V12＝Ｒ２Ｒ４−Ｒ１Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ４）（Ｒ２
＋Ｒ３）Ｅ………(1) 第２図の回路が温度検出をなし得るためには、
用いられる温度係数の異なる抵抗が少なくとも２
種類なくてはならない。いま、最も簡単な例とし
て、R1がα（１／℃）、R2がβ（１／℃）なる温
度係数を持ち、R3とR4が等しい温度係数を持つ
ている場合を考える。ｔを、周囲温度から基準温
度（水晶振動子の発振周波数の温度特性を表わす
放物線の頂点に相当する温度、例えば25（℃））
を引いた値、また、R10，R20をそれぞれｔ＝０の
ときのR1，R2の値とすると、式(1)は次のように
なる。
＋Ｒ３）Ｅ………(1) 第２図の回路が温度検出をなし得るためには、
用いられる温度係数の異なる抵抗が少なくとも２
種類なくてはならない。いま、最も簡単な例とし
て、R1がα（１／℃）、R2がβ（１／℃）なる温
度係数を持ち、R3とR4が等しい温度係数を持つ
ている場合を考える。ｔを、周囲温度から基準温
度（水晶振動子の発振周波数の温度特性を表わす
放物線の頂点に相当する温度、例えば25（℃））
を引いた値、また、R10，R20をそれぞれｔ＝０の
ときのR1，R2の値とすると、式(1)は次のように
なる。
V12＝Ｒ２０（１＋βｔ）・Ｒ４−Ｒ１０（１＋αｔ）・Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ４）（Ｒ２＋Ｒ３）Ｅ ………(2)
一方、R4は、カウンタの掃引によつて抵抗値
が順次換えられるように、第４図に示す如く構成
する。第４図で、３２，３３は第２図の節点３
２，３３に対応し、T1，T2，T3………，TN-1，
TNは、例えば第６図に示すような構成の伝送ゲ
ートを表わす。また、Ｄはデコーダ、Ｋはカウン
タであり、ＤはＮ個の伝送ゲートをＫの掃引とと
もにT1，T2，T3………，TN-1，TNの順次でオ
ンさせ、しかも同時に２個以上がオンすることの
ないように制御する。R4の値は、カウンタの掃
引に伴つて増加するが、R4／R3が、 Ｒ４／Ｒ３≡Ｒ４０／Ｒ３０＝Ｒ１０（１＋αｔ）
／Ｒ２０（１＋βｔ）………(3) を初めて超えた瞬間にコンパレータＣの出力信号
はハイからローに反転する。（ただし、R30，R40
はｔ＝０のときのR3，R4の値）このときのカウ
ンタＫの値が温度信号である。つまり、周囲温度
は次のようにして温度信号に変換される。
が順次換えられるように、第４図に示す如く構成
する。第４図で、３２，３３は第２図の節点３
２，３３に対応し、T1，T2，T3………，TN-1，
TNは、例えば第６図に示すような構成の伝送ゲ
ートを表わす。また、Ｄはデコーダ、Ｋはカウン
タであり、ＤはＮ個の伝送ゲートをＫの掃引とと
もにT1，T2，T3………，TN-1，TNの順次でオ
ンさせ、しかも同時に２個以上がオンすることの
ないように制御する。R4の値は、カウンタの掃
引に伴つて増加するが、R4／R3が、 Ｒ４／Ｒ３≡Ｒ４０／Ｒ３０＝Ｒ１０（１＋αｔ）
／Ｒ２０（１＋βｔ）………(3) を初めて超えた瞬間にコンパレータＣの出力信号
はハイからローに反転する。（ただし、R30，R40
はｔ＝０のときのR3，R4の値）このときのカウ
ンタＫの値が温度信号である。つまり、周囲温度
は次のようにして温度信号に変換される。
周囲温度→Ｒ１０（１＋αｔ）／Ｒ２０（１＋βｔ）の
値→R4の値 →カウンタＫの値→温度信号 なお、α、β≪１より式(3)の右辺はR10｛１＋
（α−β）ｔ｝／R20で近似され、仮にα＞βなら
ば、第７図のような傾き正の直線で表わされる。
値→R4の値 →カウンタＫの値→温度信号 なお、α、β≪１より式(3)の右辺はR10｛１＋
（α−β）ｔ｝／R20で近似され、仮にα＞βなら
ば、第７図のような傾き正の直線で表わされる。
得られた温度信号を保持するため、第２図のご
とき、NAND回路３９，４０により構成されるＲ
−Ｓフリツプ・フロツプ及びNAND回路４１を付
加する。端子３５からはＲ−Ｓフリツプ・フロツ
プのセツト信号が、端子３６からはクロツク信号
が入力される。このクロツク信号は第１図CPU
５より供給される。端子３７は、第４図のカウン
タＫの入力端子に接続される。カウンタＫにクロ
ツクパルスがNAND回路１１を介して入力され、
抵抗R4の値が順次変化し、３１，３２の電位が
等しくなるとコンパレータＣの出力が反転すると
３９，４０よりなるＲ−Ｓフリツプ・フロツプの
状態が反転し、NAND回路４１が閉じ、クロツク
パルスが停止される。この時のカウンタＫの値が
温度情報となり、第１図８の演算装置に供給され
る。また、第２図の抵抗R3は第５図のように構
成される。同図で、ＰはPROM、S1，S2，………
SMは伝送ゲートを表わす。ここで、Ｍ個の伝送
ゲートS1，S2，………SMのうち、どの１個をオ
ンとするかは、周囲温度が前述の基準温度に等し
いときに、第４図のＮ個の伝送ゲートのうち中央
の伝送ゲート、即ちＮが隅数ならば伝送ゲートＴ
Ｎ／２が、また、Ｎが奇数ならば伝送ゲートＴ Ｎ＋１
／２ またはＴ Ｎ−１／２がオンとなつた時点で、第２図の コンパレータＣの出力がハイからローに反転する
ように、初期の段階でS1〜SNのうちの１つを選
択し、その状態をPROMに書き込んで指定してお
く。このPROMは第１図７の記憶装置Ａをなす。
なお、第２図において、R1，R2，R3，R4のうち
どの抵抗を第４図、第５図に示す構成にするか
は、この例に示す限りではない。
とき、NAND回路３９，４０により構成されるＲ
−Ｓフリツプ・フロツプ及びNAND回路４１を付
加する。端子３５からはＲ−Ｓフリツプ・フロツ
プのセツト信号が、端子３６からはクロツク信号
が入力される。このクロツク信号は第１図CPU
５より供給される。端子３７は、第４図のカウン
タＫの入力端子に接続される。カウンタＫにクロ
ツクパルスがNAND回路１１を介して入力され、
抵抗R4の値が順次変化し、３１，３２の電位が
等しくなるとコンパレータＣの出力が反転すると
３９，４０よりなるＲ−Ｓフリツプ・フロツプの
状態が反転し、NAND回路４１が閉じ、クロツク
パルスが停止される。この時のカウンタＫの値が
温度情報となり、第１図８の演算装置に供給され
る。また、第２図の抵抗R3は第５図のように構
成される。同図で、ＰはPROM、S1，S2，………
SMは伝送ゲートを表わす。ここで、Ｍ個の伝送
ゲートS1，S2，………SMのうち、どの１個をオ
ンとするかは、周囲温度が前述の基準温度に等し
いときに、第４図のＮ個の伝送ゲートのうち中央
の伝送ゲート、即ちＮが隅数ならば伝送ゲートＴ
Ｎ／２が、また、Ｎが奇数ならば伝送ゲートＴ Ｎ＋１
／２ またはＴ Ｎ−１／２がオンとなつた時点で、第２図の コンパレータＣの出力がハイからローに反転する
ように、初期の段階でS1〜SNのうちの１つを選
択し、その状態をPROMに書き込んで指定してお
く。このPROMは第１図７の記憶装置Ａをなす。
なお、第２図において、R1，R2，R3，R4のうち
どの抵抗を第４図、第５図に示す構成にするか
は、この例に示す限りではない。
本発明は、温度係数の異なる抵抗を温度センサ
ーとすることにより温度センサー部及び論理緩急
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、本発明は、温度センサーの製
造バラツキを調整する手段を内蔵し、ホイースト
ンブリツジ記憶装置及び演算装置を用いて緩急を
行なうため、高精度の温度補償を達成することが
できる。
ーとすることにより温度センサー部及び論理緩急
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、本発明は、温度センサーの製
造バラツキを調整する手段を内蔵し、ホイースト
ンブリツジ記憶装置及び演算装置を用いて緩急を
行なうため、高精度の温度補償を達成することが
できる。
第１図は、本発明による温度補償機構を備えた
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、第５図は、それぞれ第２図
の抵抗R4，R3の構成を示す。第６図は、第２図
のトランスミツシヨンゲートＡ、第４図のトラン
スミツシヨンゲートT1〜TN、及び第５図のトラ
ンスミツシヨンゲートS1〜SNの構造を示す。第
７図はＴ（＝周囲温度−基準温度）と
Ｒ１０（１＋αｔ）／Ｒ２０（１＋βｔ）の値との関係
を示すグラフである。
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、第５図は、それぞれ第２図
の抵抗R4，R3の構成を示す。第６図は、第２図
のトランスミツシヨンゲートＡ、第４図のトラン
スミツシヨンゲートT1〜TN、及び第５図のトラ
ンスミツシヨンゲートS1〜SNの構造を示す。第
７図はＴ（＝周囲温度−基準温度）と
Ｒ１０（１＋αｔ）／Ｒ２０（１＋βｔ）の値との関係
を示すグラフである。
Claims (1)
- １ 水晶振動子を用いた発振器１、前記発振器の
信号を分周する分周器２、表示駆動装置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からの温度情報
及び前記第１の記憶装置からの情報に基づいて温
度補償信号を作成する演算装置８及び前記温度検
出及び変換器の製造バラツキを補正するための第
２の記憶装置を有し、前記温度検出及び変換器は
時計用ICチツプに形成された相互に温度係数の
異なる２つの抵抗を含むホイーストンブリツジ、
前記ホイーストンブリツジの２点の電位を比較す
るコンパレータ、前記ホイーストンブリツジの一
辺をなす第１の抵抗の抵抗値を選択するための複
数の第１の伝送ゲート、前記ホイーストンブリツ
ジの他の一辺をなす第２の抵抗の抵抗値を選択す
るための複数の第２の伝送ゲート及び前記コンパ
レータの出力によつて供給が制御されるクロツク
信号を計数し、計数値に従つて前記第１の伝送ゲ
ートを選択すると共に計数値が温度情報となるカ
ウンターよりなり前記第２の記憶装置はPROMよ
りなる前記第２の伝送ゲートを選択することを特
徴とする電子時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16376978A JPS5590888A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Integrated circuit of semiconductors for clock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16376978A JPS5590888A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Integrated circuit of semiconductors for clock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5590888A JPS5590888A (en) | 1980-07-09 |
| JPS6248197B2 true JPS6248197B2 (ja) | 1987-10-13 |
Family
ID=15780358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16376978A Granted JPS5590888A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Integrated circuit of semiconductors for clock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5590888A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5375251B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2013-12-25 | セイコーエプソン株式会社 | 共振回路及びその製造方法並びに電子装置 |
-
1978
- 1978-12-28 JP JP16376978A patent/JPS5590888A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5590888A (en) | 1980-07-09 |
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