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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
converter
storage device
temperature detection
oscillator
Prior art date
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Expired
Application number
JP16376978A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5590888A (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
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Publication of JPS5590888A publication Critical patent/JPS5590888A/ja
Publication of JPS6248197B2 publication Critical patent/JPS6248197B2/ja
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  • 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
V12=R−R/(R+R)(R
+R)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)・R−R10(1+αt)・R/(R+R)(R+R)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、 R/R≡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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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
10(1+αt)/R20(1+βt)の値との関係
を示すグラフである。

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。
JP16376978A 1978-12-28 1978-12-28 Integrated circuit of semiconductors for clock Granted JPS5590888A (en)

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JP16376978A JPS5590888A (en) 1978-12-28 1978-12-28 Integrated circuit of semiconductors for clock

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JPS5590888A JPS5590888A (en) 1980-07-09
JPS6248197B2 true JPS6248197B2 (ja) 1987-10-13

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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JPS5590888A (en) 1980-07-09

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