JPS6020924B2 - 電子時計用温度検出回路 - Google Patents
電子時計用温度検出回路Info
- Publication number
- JPS6020924B2 JPS6020924B2 JP51158587A JP15858776A JPS6020924B2 JP S6020924 B2 JPS6020924 B2 JP S6020924B2 JP 51158587 A JP51158587 A JP 51158587A JP 15858776 A JP15858776 A JP 15858776A JP S6020924 B2 JPS6020924 B2 JP S6020924B2
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- Japan
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- temperature
- voltage dividing
- detection circuit
- temperature detection
- circuit
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Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- 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、温度補償機能を備えた電子時計における温度
検出回路に係わり、更に詳しくは、温度係数の異なる複
数個の抵抗とＣＭＯＳインバータ群により構成される電
子時計用温度検出回路に関する。
検出回路に係わり、更に詳しくは、温度係数の異なる複
数個の抵抗とＣＭＯＳインバータ群により構成される電
子時計用温度検出回路に関する。
本発明の目的は、簡便な電子時計用温度検出回略を提供
することであり、又、前記検出回路は、集積化され得る
回路構成とすることにある。
することであり、又、前記検出回路は、集積化され得る
回路構成とすることにある。
現在、亀子時計の時間標準となる水晶振動子は、ヤング
率の温度特性に特に依存した温度特性を持っており、例
えば、５０×カットの屈曲振動子の場合には、負の二次
係数（一１０‐８〜−１０‐７ノｄｅｇ２）を持つ二次
曲線となる。従って水晶振動子の温度特性は、水晶式電
子時計にとって最とも大きな対環境誤差原因となる。従
来より、この温度誤差を補正する為、温度容量変化のあ
る磁器コンデンサを用いる方法や、時間標準となる水晶
発振器と、もう一つ別の発振器とを設け、両者の温度一
周波数特性の違いから、温度検出し、基準信号発生源の
温度一周波数特性を補正する方法等が使用されている。
率の温度特性に特に依存した温度特性を持っており、例
えば、５０×カットの屈曲振動子の場合には、負の二次
係数（一１０‐８〜−１０‐７ノｄｅｇ２）を持つ二次
曲線となる。従って水晶振動子の温度特性は、水晶式電
子時計にとって最とも大きな対環境誤差原因となる。従
来より、この温度誤差を補正する為、温度容量変化のあ
る磁器コンデンサを用いる方法や、時間標準となる水晶
発振器と、もう一つ別の発振器とを設け、両者の温度一
周波数特性の違いから、温度検出し、基準信号発生源の
温度一周波数特性を補正する方法等が使用されている。
磁器コンデンサを使用する方法においては、補正精度は
言うまでもなく、水晶振動子と磁器コンデンサとの温度
特性の兼合いで決定される。
言うまでもなく、水晶振動子と磁器コンデンサとの温度
特性の兼合いで決定される。
従って、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。又
、二つの発振器による補正の場合、磁器コンデンサ使用
の場合に比べて、精度面では多大の効果が期待できる。
一化、合せ込みの努力等、極端に重荷となってくる。又
、二つの発振器による補正の場合、磁器コンデンサ使用
の場合に比べて、精度面では多大の効果が期待できる。
しかし乍ら、温度検出の為、基準信号発生源の他に、も
う一個の発振器が必要である事、温度検出に際して、二
つの発振周波数の周波数差等を検出する検出回路を始め
とする付加回路が必要であり、それに付属する制御回路
も必要となり、補正回路自体が大規模になってくる欠点
をもっている。そこで、もっとも簡便で一般的な方法は
、サーミスタ等の感温素子を用いる方法であって、第１
図に示してある。
う一個の発振器が必要である事、温度検出に際して、二
つの発振周波数の周波数差等を検出する検出回路を始め
とする付加回路が必要であり、それに付属する制御回路
も必要となり、補正回路自体が大規模になってくる欠点
をもっている。そこで、もっとも簡便で一般的な方法は
、サーミスタ等の感温素子を用いる方法であって、第１
図に示してある。
第１図に於いて、１０１はＰ−ｃＭＭＯＳＦＥＴ又はＰ
ＮＰバィポーラトランジスタ等によるスイッチである。
１０２はサーミスタ等の感温素子、１０３〜１０５は抵
抗、１０６〜１０８は温度検出用Ｃ−ＭＯＳィンバータ
である。
ＮＰバィポーラトランジスタ等によるスイッチである。
１０２はサーミスタ等の感温素子、１０３〜１０５は抵
抗、１０６〜１０８は温度検出用Ｃ−ＭＯＳィンバータ
である。
１０９は前記１０６〜１０８の二値論理出力から温度変
換する為の変換回路である。
換する為の変換回路である。
今説明の為、ｔ（℃）における、１０２〜１０５のサー
ミスタ及び抵抗の抵抗値を順次、Ｒ２（ｔ）、Ｒ８（ｔ
）、Ｒ４（ｔ）、Ｒ５（ｔ）とし又、１０２と１０３の
接合部（ＮＯＤＥ）をＶ粉という如くＶ３４， Ｖ４５
を定めようとすれば、Ｒ（ｔ）＝Ｒ２（ｔ）＋Ｒ３（ｔ
）＋Ｒ４（ｔ）＋Ｒ５（ｔ）としたとき、電源電圧をＶ
ｏｏとすると、Ｖ２３＝Ｖ。
ミスタ及び抵抗の抵抗値を順次、Ｒ２（ｔ）、Ｒ８（ｔ
）、Ｒ４（ｔ）、Ｒ５（ｔ）とし又、１０２と１０３の
接合部（ＮＯＤＥ）をＶ粉という如くＶ３４， Ｖ４５
を定めようとすれば、Ｒ（ｔ）＝Ｒ２（ｔ）＋Ｒ３（ｔ
）＋Ｒ４（ｔ）＋Ｒ５（ｔ）としたとき、電源電圧をＶ
ｏｏとすると、Ｖ２３＝Ｖ。
。（Ｒ３（ｔ）＋Ｒ４（ｔ）＋Ｒ５（ｔ））／Ｒ（ｔ）
Ｖ３４＝Ｖ。
Ｖ３４＝Ｖ。
。（Ｒ４（ｔ）＋Ｒ５（ｔ））／Ｒ（ｔ）Ｖ４５；Ｖ。
。・Ｒ５（ｔ）／Ｒ（ｔ）となる。
。・Ｒ５（ｔ）／Ｒ（ｔ）となる。
更に、ｔ（℃）のときの、インバータ１０６〜１０８の
入力閥値電圧を、Ｖｔｒ（ｔ）とする。
入力閥値電圧を、Ｖｔｒ（ｔ）とする。
ここでィンバータの入力闇値電圧ｙｔｒ（ｔ）は、イン
バータの出力電圧が反転する時のィンバータの入力電圧
であり、温度依存性を有している。尚、インバータ１０
６，１０７，１０８は同一のＶｔｒ（ｔ）を有している
ものとする。従って、インバータ１０６についてＶ２３
がＶｔｒ（ｔ）より大きければ、１０６の出力は反転し
てＬになる。このような条件においてｔ＜らＶｔｒ（ｔ
）〉Ｖ粉（ｔ）＞Ｖ３４（ｔ）＞Ｖ４５（ｔ）ＬＳｔ＜
ｔ２Ｖ２３（ｔ）ＺＶｔｒ（ｔ）〉Ｖ３４（ｔ）〉Ｖ４
５（ｔ） らミｔ＜ｔ３Ｖ２３（ｔ）＞Ｖ３４（ｔ）＞Ｖｔｒ（ｔ
）Ｖ４５（ｔ） らミｔ Ｖ２３（ｔ）＞Ｖ３４（ｔ）＞Ｖ碑（ｔ）ＺＶ
ｔｒ（ｔ）となる様に１０２〜１０５のサーミスタ及び
抵抗の抵抗値を設定してすることにより温度検出回路を
構成していた。
バータの出力電圧が反転する時のィンバータの入力電圧
であり、温度依存性を有している。尚、インバータ１０
６，１０７，１０８は同一のＶｔｒ（ｔ）を有している
ものとする。従って、インバータ１０６についてＶ２３
がＶｔｒ（ｔ）より大きければ、１０６の出力は反転し
てＬになる。このような条件においてｔ＜らＶｔｒ（ｔ
）〉Ｖ粉（ｔ）＞Ｖ３４（ｔ）＞Ｖ４５（ｔ）ＬＳｔ＜
ｔ２Ｖ２３（ｔ）ＺＶｔｒ（ｔ）〉Ｖ３４（ｔ）〉Ｖ４
５（ｔ） らミｔ＜ｔ３Ｖ２３（ｔ）＞Ｖ３４（ｔ）＞Ｖｔｒ（ｔ
）Ｖ４５（ｔ） らミｔ Ｖ２３（ｔ）＞Ｖ３４（ｔ）＞Ｖ碑（ｔ）ＺＶ
ｔｒ（ｔ）となる様に１０２〜１０５のサーミスタ及び
抵抗の抵抗値を設定してすることにより温度検出回路を
構成していた。
第２図に、この様に設定された場合の温度変化に対する
、Ｖｔｒ，Ｖ２３，Ｖ３４， Ｖ側 の変化のキ隣略を
直線で示している。
、Ｖｔｒ，Ｖ２３，Ｖ３４， Ｖ側 の変化のキ隣略を
直線で示している。
尚第２図、第３図、第５図、第７図において、温度によ
る、ヘルミ準位の変化等によるＶけの温度変化は無視し
て書かれている。又、１ ０６〜１ ０８のＣ−ＭＯＳ
インバータの出力値を日（Ｈｉｇｈ出力）又はＬ（功ｗ
出力）の記号で、各温度域に対して次表に示した。上記
検出回路は、サ−ミスタを使用している為コスト高にな
ると同時に、集積化をも困難にしている。サーミスタ１
０２のかわりに、抵抗１０３〜１０５と温度係数の異な
る抵抗を用いることが思い浮かぶ。
る、ヘルミ準位の変化等によるＶけの温度変化は無視し
て書かれている。又、１ ０６〜１ ０８のＣ−ＭＯＳ
インバータの出力値を日（Ｈｉｇｈ出力）又はＬ（功ｗ
出力）の記号で、各温度域に対して次表に示した。上記
検出回路は、サ−ミスタを使用している為コスト高にな
ると同時に、集積化をも困難にしている。サーミスタ１
０２のかわりに、抵抗１０３〜１０５と温度係数の異な
る抵抗を用いることが思い浮かぶ。
更に集積化した場合を考えれば、低濃度拡散抵抗高濃拡
散抵抗、ＭＯＳ抵抗等の抵抗値の温度係数の違いを利用
して、第１図の回路をサーミス夕を使用することなく集
積化された温度検出回路が実施できる。第３図は、温度
係数の異なる抵抗を用いて集積化した場合の第２図と同
等図である。サーミスタ使用の場合は、サーミスタ自体
が負の温度係数を持ち、抵抗が正の温度特性を持つのに
対し、集積化された場合、温度係数は僅かに異なるが、
共に正の温度係数を持っている。その結果、集積化する
ことにより、温度変化に対する。Ｖ２３，Ｖ３４，Ｖ４
５等のＣ一ＭＯＳインバータへの入力値の変化が少なく
なる。その結果、１０２〜１０５の抵抗値の決定に余裕
がなくなること、及び、Ｃ一ＭＯＳの入力閥値のバラッ
キ等により実質的には実施困難となっている。本発明は
、上記欠点を除去したものであって、温度上昇に対して
、Ｃ−ＭＯＳィンバータの閥値を順次、変化してゆく様
に制御する方法により、電子腕時計等に使用される必須
条件たる温度検出回路の集積化を実現したものである。
散抵抗、ＭＯＳ抵抗等の抵抗値の温度係数の違いを利用
して、第１図の回路をサーミス夕を使用することなく集
積化された温度検出回路が実施できる。第３図は、温度
係数の異なる抵抗を用いて集積化した場合の第２図と同
等図である。サーミスタ使用の場合は、サーミスタ自体
が負の温度係数を持ち、抵抗が正の温度特性を持つのに
対し、集積化された場合、温度係数は僅かに異なるが、
共に正の温度係数を持っている。その結果、集積化する
ことにより、温度変化に対する。Ｖ２３，Ｖ３４，Ｖ４
５等のＣ一ＭＯＳインバータへの入力値の変化が少なく
なる。その結果、１０２〜１０５の抵抗値の決定に余裕
がなくなること、及び、Ｃ一ＭＯＳの入力閥値のバラッ
キ等により実質的には実施困難となっている。本発明は
、上記欠点を除去したものであって、温度上昇に対して
、Ｃ−ＭＯＳィンバータの閥値を順次、変化してゆく様
に制御する方法により、電子腕時計等に使用される必須
条件たる温度検出回路の集積化を実現したものである。
第４図〜第７図は、本発明の一実施例である。
第４図に於いて、４０２〜４０５は、拡散抵抗又はＭＯ
Ｓ抵抗であって、例えば、４０２を高濃度−拡散抵抗、
４０３〜４０５を低濃度一拡散抵抗で作製したとすれば
、Ｖ２３，Ｖ側 Ｖ伍‘ま、温度上昇と共に増加する特
性を得ることが出来る。一方、４０９〜４１４も集積化
された抵抗であって、例えば４０９，４１１及び４１３
を低濃度一拡散抵抗４１０，４１２及び４１４を高濃度
一拡散抵抗で作製したとすればＣ−ＭＯＳィンバータ４
０６〜４０８のＰｃｈ側ソース電位は、温度上昇と共に
、減少する特性を得る。その結果、温度検出用Ｃ−ＭＯ
Ｂインバータの入力閥値電圧は温度上昇と共に、減少す
る事になり、入力電圧ｙ側Ｖ３４，Ｖ４５の増加とによ
り相乗効果を持たせることが出来る。第５図は、第４図
の回路を使用したときの第２図同等図である。第５図及
び第７図において、Ｖｏｏ，Ｖｓｓ，Ｖｔｒのカッコ内
の添字は各々第４図及び第６図のＣ−ＭＯＳィンバータ
に関するＰ−ｃｈ、ソース電圧、ｎ−ｃｈソース電圧、
入力閥値電圧である。
Ｓ抵抗であって、例えば、４０２を高濃度−拡散抵抗、
４０３〜４０５を低濃度一拡散抵抗で作製したとすれば
、Ｖ２３，Ｖ側 Ｖ伍‘ま、温度上昇と共に増加する特
性を得ることが出来る。一方、４０９〜４１４も集積化
された抵抗であって、例えば４０９，４１１及び４１３
を低濃度一拡散抵抗４１０，４１２及び４１４を高濃度
一拡散抵抗で作製したとすればＣ−ＭＯＳィンバータ４
０６〜４０８のＰｃｈ側ソース電位は、温度上昇と共に
、減少する特性を得る。その結果、温度検出用Ｃ−ＭＯ
Ｂインバータの入力閥値電圧は温度上昇と共に、減少す
る事になり、入力電圧ｙ側Ｖ３４，Ｖ４５の増加とによ
り相乗効果を持たせることが出来る。第５図は、第４図
の回路を使用したときの第２図同等図である。第５図及
び第７図において、Ｖｏｏ，Ｖｓｓ，Ｖｔｒのカッコ内
の添字は各々第４図及び第６図のＣ−ＭＯＳィンバータ
に関するＰ−ｃｈ、ソース電圧、ｎ−ｃｈソース電圧、
入力閥値電圧である。
第６図は、第４図の回路に６１５〜６２０の抵抗を加え
第２の分圧回路を構成することにより、温度検出用のＣ
−ＭＯＢィンバータのｎ−ｃｈ側、ソース電位をも温度
上昇と共に減少させ、第４図の場合以上に入力閥値電圧
の温度変化を大きくした、本発明の一例である。第７図
は、第６図の回路を使用した場合の第１図同等図である
。
第２の分圧回路を構成することにより、温度検出用のＣ
−ＭＯＢィンバータのｎ−ｃｈ側、ソース電位をも温度
上昇と共に減少させ、第４図の場合以上に入力閥値電圧
の温度変化を大きくした、本発明の一例である。第７図
は、第６図の回路を使用した場合の第１図同等図である
。
第６図の発明例の方が、素子数が多くなる不利を有する
が、効果は第４図の発明例に比べて大きい。又、ｎ‐を
基板とする透常のＣ−ＭＯＳにおいてはｎｃｈ側のサブ
ストレートの分離には、工程増加となるが、ＳＯＳ（シ
リコンオンサフアイア）を用いれば容易になる。以上の
如く、本発明は、従来集積化の要求を特ちながらも、サ
−ミス夕を使用していた温度検出回路を、温度検出用Ｃ
−ＭＯＳィンバータの入力閥値電圧を温度と共に変化さ
せ、入力電圧との間での相乗効果をもたらし、完全集積
化温度検出回路を実現したことにより、小型化への要求
の高い電子時計に装着を可能にし、高精度電子時計の提
供に貢献することができた。
が、効果は第４図の発明例に比べて大きい。又、ｎ‐を
基板とする透常のＣ−ＭＯＳにおいてはｎｃｈ側のサブ
ストレートの分離には、工程増加となるが、ＳＯＳ（シ
リコンオンサフアイア）を用いれば容易になる。以上の
如く、本発明は、従来集積化の要求を特ちながらも、サ
−ミス夕を使用していた温度検出回路を、温度検出用Ｃ
−ＭＯＳィンバータの入力閥値電圧を温度と共に変化さ
せ、入力電圧との間での相乗効果をもたらし、完全集積
化温度検出回路を実現したことにより、小型化への要求
の高い電子時計に装着を可能にし、高精度電子時計の提
供に貢献することができた。
尚、本発明例においては、拡散抵抗の濃度の違う二種の
抵抗で説明したが、各抵抗に対して各々濃度が異ってい
たり、温度上昇に対して全く発明例とは逆の特性を持た
せても、説明した相乗効果が現われる限り何ら不都合は
ない。
抵抗で説明したが、各抵抗に対して各々濃度が異ってい
たり、温度上昇に対して全く発明例とは逆の特性を持た
せても、説明した相乗効果が現われる限り何ら不都合は
ない。
図面の瓶単な説明
第１図は、従来のサーミスタを使用した場合の温度検出
回路である。
回路である。
第２図は、第１図の回路の温度一電圧特性である。第３
図は、従来の温度検出回路を単に集積化した場合の温度
電圧特性である。第４図は、本発明の一実施例となる温
度検出回路である。第５図は、第４図の回路の温度一電
圧特性である。第６図は、本発明のもう一つの実施例で
ある。第７図は、第６図の回路の温度一電圧特性である
。多１図 菱之図 多７図 鰭ぅ図 多４図 多Ｓ図 多５図
図は、従来の温度検出回路を単に集積化した場合の温度
電圧特性である。第４図は、本発明の一実施例となる温
度検出回路である。第５図は、第４図の回路の温度一電
圧特性である。第６図は、本発明のもう一つの実施例で
ある。第７図は、第６図の回路の温度一電圧特性である
。多１図 菱之図 多７図 鰭ぅ図 多４図 多Ｓ図 多５図
Claims (1)
- １ 温度検出回路からの出力信号に基づいて、基準信号
発生源の温度−周波数特性を補償する電子時計において
、前記温度検出回路は、複数の分圧点を有し、一部に温
度係数の異なる抵抗を含む複数の抵抗群よりなる第１の
分圧回路、前記第１の分圧回路の複数の分圧点からの出
力をゲート入力とする複数のＣ−ＭＯＳインバータ、前
記Ｃ−ＭＯＳインバータの少なくとも一方の電源端子が
分圧点に接続された第２の分圧回路よりなり、前記第２
の分圧回路は温度計数の異なる抵抗を含み、前記第１及
び第２の分圧回路を構成する全ての抵抗は同一半導体基
板上に形成されたことを特徴とする電子時計用温度険出
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51158587A JPS6020924B2 (ja) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | 電子時計用温度検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51158587A JPS6020924B2 (ja) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | 電子時計用温度検出回路 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5294884A Division JPS59182390A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 電子時計用温度検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5383449A JPS5383449A (en) | 1978-07-22 |
| JPS6020924B2 true JPS6020924B2 (ja) | 1985-05-24 |
Family
ID=15674941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51158587A Expired JPS6020924B2 (ja) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | 電子時計用温度検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020924B2 (ja) |
-
1976
- 1976-12-28 JP JP51158587A patent/JPS6020924B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5383449A (en) | 1978-07-22 |
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