JPS6121003B2 - - Google Patents
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- JPS6121003B2 JPS6121003B2 JP5603079A JP5603079A JPS6121003B2 JP S6121003 B2 JPS6121003 B2 JP S6121003B2 JP 5603079 A JP5603079 A JP 5603079A JP 5603079 A JP5603079 A JP 5603079A JP S6121003 B2 JPS6121003 B2 JP S6121003B2
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- Japan
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- signal
- counter
- frequency
- pulse
- beat
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、２次関数で近似される周波数温度特
性を有する主、副２個の水晶発振器の発振周波数
間の差信号を用いて時間精度の温度補償を論理回
路で行なう水晶時計の改良に関するものである。
性を有する主、副２個の水晶発振器の発振周波数
間の差信号を用いて時間精度の温度補償を論理回
路で行なう水晶時計の改良に関するものである。
本発明の目的は、水晶時計の周波数温度特性を
一層改善することにあり、他の目的は、外部温度
の変化に敏速に対応する温度補償を提供すること
である。
一層改善することにあり、他の目的は、外部温度
の変化に敏速に対応する温度補償を提供すること
である。
まず、従来の温度補償を行う構成と、超高精度
を得るための問題点を説明する。第１図は２つの
水晶発振器を用いて温度補償を行う場合の主、副
２個の水晶発振器の発振周波数変化率△／０
の温度特性の概念的グラフである。図中の曲線０
１１は第２図の主発振器０１の該特性△１／
０であり、また曲線０２１は副発振器０２の該特
性△２／０である。通例これらの特性は、水
晶腕時計用発振回路に使用されている音叉型水晶
振動子により実現でき、次式の２次関数で近似で
きる。
を得るための問題点を説明する。第１図は２つの
水晶発振器を用いて温度補償を行う場合の主、副
２個の水晶発振器の発振周波数変化率△／０
の温度特性の概念的グラフである。図中の曲線０
１１は第２図の主発振器０１の該特性△１／
０であり、また曲線０２１は副発振器０２の該特
性△２／０である。通例これらの特性は、水
晶腕時計用発振回路に使用されている音叉型水晶
振動子により実現でき、次式の２次関数で近似で
きる。
△１／０＝β（Ｔ―θ１）２ (1)
△２／０＝ｈ＋β（Ｔ―θ２）２ (2)
ここで、△１，△２は両発振周波数１，
２の規格化周波数０に対する偏差、θ１，θ２
は両特性の頂点周波数温度、ｈは曲線０２１の温
度θ２における周波数偏差、βは２次温度係数で
ある。もつとも広く用いられる場合は０＝
32KHz，β＝−3.4×10-8deg-2の値である。曲線
０１１，０２１は第１図中の温度θ１において、
点P0で交差するように構成されているため、後述
のビート回路２０で得られるビート周波数Bの
周波数変化率△B／０は曲線２０１となる。
式(1)，(2)から曲線２０１は次式で表わされる。ｈ
＝−β（θ１−θ２）２であり、 △B／０＝｜２β（θ１−θ２）（Ｔ−θ
１）｜ (3) となる。これを２乗し、適当な定数係数Ｋをと
り、主発振器０１の周波数特性に加算することに
より、温度に依存しない温度補償された周波数を
得る。
２の規格化周波数０に対する偏差、θ１，θ２
は両特性の頂点周波数温度、ｈは曲線０２１の温
度θ２における周波数偏差、βは２次温度係数で
ある。もつとも広く用いられる場合は０＝
32KHz，β＝−3.4×10-8deg-2の値である。曲線
０１１，０２１は第１図中の温度θ１において、
点P0で交差するように構成されているため、後述
のビート回路２０で得られるビート周波数Bの
周波数変化率△B／０は曲線２０１となる。
式(1)，(2)から曲線２０１は次式で表わされる。ｈ
＝−β（θ１−θ２）２であり、 △B／０＝｜２β（θ１−θ２）（Ｔ−θ
１）｜ (3) となる。これを２乗し、適当な定数係数Ｋをと
り、主発振器０１の周波数特性に加算することに
より、温度に依存しない温度補償された周波数を
得る。
△１／０＋Ｋ・（△B／０）２＝０
よつてＫ＝−１／｛４β（θ１−θ２）２｝ (4)
である。これを電子回路で等価格に実現するのが
第２図の構成である。
第２図の構成である。
第２図は、従来の温度補償用回路のブロツク図
である。各ブロツクは、主水晶発振器０１、副水
晶発振器０２、分周回路２１，２４，２６、ビー
ト回路２０、割込制御回路２３、プリセツトタイ
マー、表示機構２５である。ブロツク接続線間の
各部位に対応する信号のうち、主水晶発振器０１
の周波数の温度補償に主に関係する指示番号で示
す部位の信号波形を図示すると第３図の通りとな
る。すなわち、ビート信号２２２、その1/16の分
周信号２６１、プリセツトタイマ２７の出力信号
２７１、信号２２２と２７１の論理積をとつて得
られる補償パルス信号２３２である。主発振器０
１、副発振器０２から出力された主発振信号と副
発振信号を、フリツプフロツプ等で構成されたビ
ート回路２０に入力し、ビート信号２２２を出力
する。信号２２２は分周回路２６に入力され1/16
の周波数の分周信号２６１を出力し、発振器の特
性に応じた定数に従つたプリセツトタイマ２７に
より時間を規格化した出力信号２７１を得る。信
号２７１の周波数は△Bに比例し、これと信号
２２２の論理積である補償パルス２３２の平均的
周波数は△Bの２乗に比例する。さらにプリセ
ツトによる時間を正確に定めておけば、補償パル
ス２３２を割込制御回路２３により、主発振信号
を分周回路２１で分周した後のパルス列の低レベ
ル間に散発的に割込ませ、その結果の補償周波数
特性の長時間平均は温度依存性のないものとな
る。これを分周回路２４で低周波とし時計表示に
使用し、また一部をプリセツトタイマ２７のクロ
ツク信号として帰還する。
である。各ブロツクは、主水晶発振器０１、副水
晶発振器０２、分周回路２１，２４，２６、ビー
ト回路２０、割込制御回路２３、プリセツトタイ
マー、表示機構２５である。ブロツク接続線間の
各部位に対応する信号のうち、主水晶発振器０１
の周波数の温度補償に主に関係する指示番号で示
す部位の信号波形を図示すると第３図の通りとな
る。すなわち、ビート信号２２２、その1/16の分
周信号２６１、プリセツトタイマ２７の出力信号
２７１、信号２２２と２７１の論理積をとつて得
られる補償パルス信号２３２である。主発振器０
１、副発振器０２から出力された主発振信号と副
発振信号を、フリツプフロツプ等で構成されたビ
ート回路２０に入力し、ビート信号２２２を出力
する。信号２２２は分周回路２６に入力され1/16
の周波数の分周信号２６１を出力し、発振器の特
性に応じた定数に従つたプリセツトタイマ２７に
より時間を規格化した出力信号２７１を得る。信
号２７１の周波数は△Bに比例し、これと信号
２２２の論理積である補償パルス２３２の平均的
周波数は△Bの２乗に比例する。さらにプリセ
ツトによる時間を正確に定めておけば、補償パル
ス２３２を割込制御回路２３により、主発振信号
を分周回路２１で分周した後のパルス列の低レベ
ル間に散発的に割込ませ、その結果の補償周波数
特性の長時間平均は温度依存性のないものとな
る。これを分周回路２４で低周波とし時計表示に
使用し、また一部をプリセツトタイマ２７のクロ
ツク信号として帰還する。
さて従来の温度補償を行つた水晶腕時計では、
年誤差５秒程度を達成しているわけであるが、次
のような点でそれ以上の精度向上がさまたげられ
ている。第１に、周波数温度特性曲線の不連続性
にある。これは、信号２７１が高レベルにある終
端でビート信号２２２がはずれる状態の温度にて
不連続が出現する。従来の構成による温度補償後
の細密な周波数温度特性を第４図に表わす。縦軸
は△／０、横軸は温度Ｔでθ１を中心として
あり、上限特性曲線４０１と下限特性曲線４０３
の間に、のこ切状の実際の特性曲線４０４が示し
てある。望ましくは曲線４０１に沿えばよいが、
現実には遅れの傾向となり、また遅れを見込んで
平均を△／０≒０とすることも可能である
が、不連続な変動は解消されず、場合によつては
累積誤差が増加する。第２に、ビート周波数は極
低周波であるため、外部温度の変化に補償パルス
が追従できない。現状はθ１＝24℃，θ２＝12℃
であるので、式(3)を変形すると、△B＝8.16×
10-7・｜Ｔ−24｜・０となる。ビート回路では
０＝8192Hzを使用するのが通常であるので、△
B＝6.68×10-3・｜Ｔ−24｜（Hz）であり、一
部計算値を次表にまとめる。
年誤差５秒程度を達成しているわけであるが、次
のような点でそれ以上の精度向上がさまたげられ
ている。第１に、周波数温度特性曲線の不連続性
にある。これは、信号２７１が高レベルにある終
端でビート信号２２２がはずれる状態の温度にて
不連続が出現する。従来の構成による温度補償後
の細密な周波数温度特性を第４図に表わす。縦軸
は△／０、横軸は温度Ｔでθ１を中心として
あり、上限特性曲線４０１と下限特性曲線４０３
の間に、のこ切状の実際の特性曲線４０４が示し
てある。望ましくは曲線４０１に沿えばよいが、
現実には遅れの傾向となり、また遅れを見込んで
平均を△／０≒０とすることも可能である
が、不連続な変動は解消されず、場合によつては
累積誤差が増加する。第２に、ビート周波数は極
低周波であるため、外部温度の変化に補償パルス
が追従できない。現状はθ１＝24℃，θ２＝12℃
であるので、式(3)を変形すると、△B＝8.16×
10-7・｜Ｔ−24｜・０となる。ビート回路では
０＝8192Hzを使用するのが通常であるので、△
B＝6.68×10-3・｜Ｔ−24｜（Hz）であり、一
部計算値を次表にまとめる。
Ｔ（℃） △B（Hz） 周期（sec）
−５ 1.94×10-1 5.16
０ 1.60×10-1 6.24
５ 1.27×10-1 7.88
10 9.35×10-2 10.7
15 6.01×10-2 16.6
20 2.67×10-2 37.4
25 6.68×10-3 150
感度は1deg、使用補償範囲を０℃〜48℃とすれ
ば、周期６秒〜150秒程度の低周波となり、さら
にその16倍の分周信号２６１は100秒〜2400秒の
周期となる。補償限度付近の温度においても100
秒以上待たなければ修正が行なわれない。すなわ
ち外部温度の急な変化には反応しない場合が起こ
り得ることになる。
ば、周期６秒〜150秒程度の低周波となり、さら
にその16倍の分周信号２６１は100秒〜2400秒の
周期となる。補償限度付近の温度においても100
秒以上待たなければ修正が行なわれない。すなわ
ち外部温度の急な変化には反応しない場合が起こ
り得ることになる。
本発明は以上述べた従来の補償方式を根本的に
改善するものであり、補償の精密さと追従性の良
さに特質がある。図に従い本発明の内容を詳しく
説明するが、第１図は水晶振動子を２つ用いる方
式の基本的な温度特性を示すものであり、そのま
ま流用する。本発明の基本的な特徴は、ビート信
号の半周期またはその倍数の時間をクロツク信号
によりカウントし、該カウント数の２乗に比例し
た周期のパルスを回路的に形成し、これを補償パ
ルスとして使用することにある。さらに、より精
度を向上させるため、温度補償された基本信号の
一部を帰還し、ビート信号周期のカウント用クロ
ツク信号として用いるようにする。
改善するものであり、補償の精密さと追従性の良
さに特質がある。図に従い本発明の内容を詳しく
説明するが、第１図は水晶振動子を２つ用いる方
式の基本的な温度特性を示すものであり、そのま
ま流用する。本発明の基本的な特徴は、ビート信
号の半周期またはその倍数の時間をクロツク信号
によりカウントし、該カウント数の２乗に比例し
た周期のパルスを回路的に形成し、これを補償パ
ルスとして使用することにある。さらに、より精
度を向上させるため、温度補償された基本信号の
一部を帰還し、ビート信号周期のカウント用クロ
ツク信号として用いるようにする。
第５図は本発明による実施例の補償用回路のブ
ロツク図を表わす。各ブロツクは、主発振器５
１、副発振器５２、ビート回路５３、割込制御回
路５４、分周回路５５、表示機構５０、第１カウ
ンターとラツチ回路５７、プリセツトカウンター
５６、第２カウンター５８、第３カウンター５９
である。第６図と第７図は、ブロツク接続線間の
各部位に対応する主要な信号のタイムチヤートを
表わす。
ロツク図を表わす。各ブロツクは、主発振器５
１、副発振器５２、ビート回路５３、割込制御回
路５４、分周回路５５、表示機構５０、第１カウ
ンターとラツチ回路５７、プリセツトカウンター
５６、第２カウンター５８、第３カウンター５９
である。第６図と第７図は、ブロツク接続線間の
各部位に対応する主要な信号のタイムチヤートを
表わす。
主発振器５１、副発振器５２、から出された主
発振信号と副発振信号を、フリツプフロツプ等で
構成されたビート回路５３に入力し、ビート信号
５３１、ラツチセツト信号５３２、カウンターリ
セツト信号５３３を出力する。主・副発振信号は
実用上8192Hz前後としておく。ビート信号５３１
は、第１カウンターとラツチ回路５７に入出さ
れ、その高レベルの半周期（場合によつてはその
倍数でもよい）を、分周回路５５から帰還された
クロツク信号５５１は４Hz程度を用いれば1/8秒
の分解能が得られ分解能としては十分である。し
かし、信号５５１とビート信号は同期がとれてい
ないので計測誤差を生じるので、実際には信号５
５１としては128Hz程度の信号を用い1/24に分周
した後に12ビツトのカウントをすると同期誤差が
ほとんどなくなつたとみなすことができ、1/8秒
の精度で511秒までカウントできる。これはビー
ト信号の半周期であるから、１周期に換算すると
1/4秒の精度で約1022秒までカウントするのと同
等になる。また、511秒以上はカウントしない様
に回路設計しておく。ビート信号が低レベルにな
つた時点で第６図のようにラツチセツト信号５３
２が高レベルとなり12ビツトの第１カウント数
（Ｎ）をラツチする。やや遅れてカウンターリセ
ツト信号５３３が高レベルとなり第１カウンター
をリセツトする。クロツク信号５５１はビート信
号５３１の一周期毎に常時カウントし、ラツチさ
れ、第１カウント数は都度入替えられる。ここで
クロツク信号５５１の周期をS.ビート信号の周期
をｎとするとｎ＝NSとなる。
発振信号と副発振信号を、フリツプフロツプ等で
構成されたビート回路５３に入力し、ビート信号
５３１、ラツチセツト信号５３２、カウンターリ
セツト信号５３３を出力する。主・副発振信号は
実用上8192Hz前後としておく。ビート信号５３１
は、第１カウンターとラツチ回路５７に入出さ
れ、その高レベルの半周期（場合によつてはその
倍数でもよい）を、分周回路５５から帰還された
クロツク信号５５１は４Hz程度を用いれば1/8秒
の分解能が得られ分解能としては十分である。し
かし、信号５５１とビート信号は同期がとれてい
ないので計測誤差を生じるので、実際には信号５
５１としては128Hz程度の信号を用い1/24に分周
した後に12ビツトのカウントをすると同期誤差が
ほとんどなくなつたとみなすことができ、1/8秒
の精度で511秒までカウントできる。これはビー
ト信号の半周期であるから、１周期に換算すると
1/4秒の精度で約1022秒までカウントするのと同
等になる。また、511秒以上はカウントしない様
に回路設計しておく。ビート信号が低レベルにな
つた時点で第６図のようにラツチセツト信号５３
２が高レベルとなり12ビツトの第１カウント数
（Ｎ）をラツチする。やや遅れてカウンターリセ
ツト信号５３３が高レベルとなり第１カウンター
をリセツトする。クロツク信号５５１はビート信
号５３１の一周期毎に常時カウントし、ラツチさ
れ、第１カウント数は都度入替えられる。ここで
クロツク信号５５１の周期をS.ビート信号の周期
をｎとするとｎ＝NSとなる。
一方、基準信号が8192Hzの場合各温度における
周波数のずれ△１とその逆数（周期）は次表と
なる。
周波数のずれ△１とその逆数（周期）は次表と
なる。
Ｔ（℃） −△１（Hz） 周期（sec）
−５ 2.35×10-1 4.26
０ 1.60×10-1 6.24
５ 1.01×10-1 9.93
10 5.47×10-2 18.3
15 2.26×10-2 44.2
20 4.46×10-3 224
25 2.79×10-4 3580
従つて、第１カウント数に従つて表記の周期に
１度、補償パルスを発生する回路を形成すればよ
い。すなわち、補償パルスの割り込み周期をｄと
すると周波数偏差は△１＋１／ｄとなり、これを０ とするにはｄ＝−１／△とすればよいからである。
１度、補償パルスを発生する回路を形成すればよ
い。すなわち、補償パルスの割り込み周期をｄと
すると周波数偏差は△１＋１／ｄとなり、これを０ とするにはｄ＝−１／△とすればよいからである。
第５図では一定周期を持つ第１パルス信号５６１
により第２カウンター５８をカウントし第２カウ
ント数とし、これが第１カウント数以上となつた
時に第２カウンター５８をリセツトする第２パル
ス信号５８１を形成する。ここで第１パルス信号
５６１の周期をＸとすれば、第２パルス信号５８
１の周期はNXとなる。第２パルス信号５８１は
第３カウンター５９によりカウントされ第３カウ
ント数とし、これが第１カウント数以上となつた
時に第３カウンター５９をリセツトする第３パル
ス信号５９１を形成する。第３パルス信号５９１
の周期ｄはｄ＝N2Xとなり、第１カウント数Ｎの
２乗に比例した周期となる。第７図５８１′は５
８１の時間軸を圧縮したもので、第３パルス信号
５９１との関係を示している。第３パルス信号５
９１又はそのパルス幅を変化させたパルス信号が
Ｎの２乗に比例した周期ｄを有する補償パルスと
なり主発振信号５１１の低レベルの中間に割込み
回路５４で周期ｄにつき１パルス割込ませ、被補
償信号５４１を形成し、分周回路５５に入力し、
必要なだけ分周し、途中の段階で128Hz等の準備
クロツク信号５５１を出力し、表示機構５０に適
当な周波数信号を送る。第７図５４１は主発振信
号５１１に補償パルスを割込ませた信号の状態を
示している。
により第２カウンター５８をカウントし第２カウ
ント数とし、これが第１カウント数以上となつた
時に第２カウンター５８をリセツトする第２パル
ス信号５８１を形成する。ここで第１パルス信号
５６１の周期をＸとすれば、第２パルス信号５８
１の周期はNXとなる。第２パルス信号５８１は
第３カウンター５９によりカウントされ第３カウ
ント数とし、これが第１カウント数以上となつた
時に第３カウンター５９をリセツトする第３パル
ス信号５９１を形成する。第３パルス信号５９１
の周期ｄはｄ＝N2Xとなり、第１カウント数Ｎの
２乗に比例した周期となる。第７図５８１′は５
８１の時間軸を圧縮したもので、第３パルス信号
５９１との関係を示している。第３パルス信号５
９１又はそのパルス幅を変化させたパルス信号が
Ｎの２乗に比例した周期ｄを有する補償パルスと
なり主発振信号５１１の低レベルの中間に割込み
回路５４で周期ｄにつき１パルス割込ませ、被補
償信号５４１を形成し、分周回路５５に入力し、
必要なだけ分周し、途中の段階で128Hz等の準備
クロツク信号５５１を出力し、表示機構５０に適
当な周波数信号を送る。第７図５４１は主発振信
号５１１に補償パルスを割込ませた信号の状態を
示している。
また、第１パルス信号５６１は、主，副２個の
水晶発振器の特性上のばらつきを調節可能とする
ようにプリセツトカウンター５６を用いて第１パ
ルス信号５６１が形成されるようになつている。
即ち、プリセツト数を調整することにより第１パ
ルス信号５６１の周期Ｘが調整可能となる。これ
はビート信号を表わす第１カウンターのカウント
数Ｎが主副水晶発振回路の特性のバラツキにより
変動するため、この変動をＸの調整によつて吸収
するためである。
水晶発振器の特性上のばらつきを調節可能とする
ようにプリセツトカウンター５６を用いて第１パ
ルス信号５６１が形成されるようになつている。
即ち、プリセツト数を調整することにより第１パ
ルス信号５６１の周期Ｘが調整可能となる。これ
はビート信号を表わす第１カウンターのカウント
数Ｎが主副水晶発振回路の特性のバラツキにより
変動するため、この変動をＸの調整によつて吸収
するためである。
ここではばらつき等を論じるのは省略し、前述
した特性での第１パルス信号５６１の周期を計算
してみる。信号５６１の周期をＸ、修正パルスの
周期をＬとすればN2X＝Ｌである。０℃でのビー
ト周期と修正周期は一致するので、この時、カウ
ントの基底周波数は８Hzであるから、Ｎ＝（Ｌ／
２）×８＝4Lとなり、Ｘ＝１／（16L）である
が、Ｌ＝6.24を代入して、Ｘ≒0.01（秒）とな
る。プリセツトカウンター５６は８ビツトとし、
クロツク信号として8KHzを使用すれば、調節幅
も広くとれ、微調整も可能である。この時、ビー
ト回路入力用の主発振信号５１１の反位相の信号
５１２を使用すれば、補償用信号５９１は割込の
タイミングが自動的に合うようにできる。
した特性での第１パルス信号５６１の周期を計算
してみる。信号５６１の周期をＸ、修正パルスの
周期をＬとすればN2X＝Ｌである。０℃でのビー
ト周期と修正周期は一致するので、この時、カウ
ントの基底周波数は８Hzであるから、Ｎ＝（Ｌ／
２）×８＝4Lとなり、Ｘ＝１／（16L）である
が、Ｌ＝6.24を代入して、Ｘ≒0.01（秒）とな
る。プリセツトカウンター５６は８ビツトとし、
クロツク信号として8KHzを使用すれば、調節幅
も広くとれ、微調整も可能である。この時、ビー
ト回路入力用の主発振信号５１１の反位相の信号
５１２を使用すれば、補償用信号５９１は割込の
タイミングが自動的に合うようにできる。
第８図は本実施例の第２カウンターあるいは第
３カウンターの構成図である。パルス入力信号８
１はインバーターを通して、リセツト可能な12ビ
ツトのバイナリーカウンター８２のクロツク信号
となる。各ビツトの出力Q1，Q2，……Q12は、第
１カウンター，ラツチから送られる第１カウント
数のデータ信号D1，D2，……D12と比較回路（
＜Ａ）８３に入力され比較される。カウント数Ｑ
が、Ｄ以上になつた時に＜は低レベルから高
レベルに変化し、RSフリツプフロツプ８４を通
して、リセツト信号８５が出力される。第９図は
比較回路（＜）の実施例であり、きわめて単
純なものである。
３カウンターの構成図である。パルス入力信号８
１はインバーターを通して、リセツト可能な12ビ
ツトのバイナリーカウンター８２のクロツク信号
となる。各ビツトの出力Q1，Q2，……Q12は、第
１カウンター，ラツチから送られる第１カウント
数のデータ信号D1，D2，……D12と比較回路（
＜Ａ）８３に入力され比較される。カウント数Ｑ
が、Ｄ以上になつた時に＜は低レベルから高
レベルに変化し、RSフリツプフロツプ８４を通
して、リセツト信号８５が出力される。第９図は
比較回路（＜）の実施例であり、きわめて単
純なものである。
以上述べてきた様に、ビート信号の変化により
ただちにその半周期をカウントし、その数の２乗
に従い必要な周期をもつた１パルスを形成し温度
補償するものである。第一の特徴として、１パル
スの修正であり、最も少ない時間のうちに修正が
終わり、追従性が良い。第二に、ビート周期のカ
ウント数を細かくすることによつて補償温度ピツ
チが精度を増すので、不連続変動がきわめて少な
い。第三に、カウンターのリセツトあるいはキヤ
リイアウトのタイミングに、比較回路を使用する
ことにより、ビート周期の変化に相応してカウン
トできる。すなわち、ビート周期が急に変つてそ
のカウント数が、第二あるいは第三のカウント数
より少なくなれば、その直後に、第二，第三のカ
ウンターはリセツトされる。本発明の不利な点は
従来の回路に比べて、若干の素子数と消費電流の
増加であるが、CPUを用いて演算する構成に比
べ、はるかに回路構成が簡単であり、他の点につ
いてはすべて優るものである。特に、従来の高精
度化を防げた要因が解消されるので、年差１秒程
度の超高精度の水晶時計の技術的実現を可能とす
るものである。
ただちにその半周期をカウントし、その数の２乗
に従い必要な周期をもつた１パルスを形成し温度
補償するものである。第一の特徴として、１パル
スの修正であり、最も少ない時間のうちに修正が
終わり、追従性が良い。第二に、ビート周期のカ
ウント数を細かくすることによつて補償温度ピツ
チが精度を増すので、不連続変動がきわめて少な
い。第三に、カウンターのリセツトあるいはキヤ
リイアウトのタイミングに、比較回路を使用する
ことにより、ビート周期の変化に相応してカウン
トできる。すなわち、ビート周期が急に変つてそ
のカウント数が、第二あるいは第三のカウント数
より少なくなれば、その直後に、第二，第三のカ
ウンターはリセツトされる。本発明の不利な点は
従来の回路に比べて、若干の素子数と消費電流の
増加であるが、CPUを用いて演算する構成に比
べ、はるかに回路構成が簡単であり、他の点につ
いてはすべて優るものである。特に、従来の高精
度化を防げた要因が解消されるので、年差１秒程
度の超高精度の水晶時計の技術的実現を可能とす
るものである。
第１図は、ツインクオーツ方式の水晶発振器の
温度特性の概念図。第２図は、従来の温度補償回
路のブロツク図。第３図は、その主要な信号波形
図。第４図は、従来方式の細密な温度補償特性
図。第５図は、本発明による実施例の補償回路の
ブロツク図、第６図、第７図は、その主要な信号
波形図。第８図は、実施例のカウンター構成図。
第９図は実施例の比較回路。 ０１，５１……主水晶発振器、０２，５２……
副水晶発振器、２３，５４……割込回路、２０，
５３……ビート回路、２１，２４，２６，５５…
…分周回路、２５，５０……表示機構、２７……
プリセツトタイマー、５７……第１カウンターと
ラツチ、５８……第２カウンター、５９……第３
カウンター、５６……プリセツトカウンター。
温度特性の概念図。第２図は、従来の温度補償回
路のブロツク図。第３図は、その主要な信号波形
図。第４図は、従来方式の細密な温度補償特性
図。第５図は、本発明による実施例の補償回路の
ブロツク図、第６図、第７図は、その主要な信号
波形図。第８図は、実施例のカウンター構成図。
第９図は実施例の比較回路。 ０１，５１……主水晶発振器、０２，５２……
副水晶発振器、２３，５４……割込回路、２０，
５３……ビート回路、２１，２４，２６，５５…
…分周回路、２５，５０……表示機構、２７……
プリセツトタイマー、５７……第１カウンターと
ラツチ、５８……第２カウンター、５９……第３
カウンター、５６……プリセツトカウンター。
Claims (1)
- １ ２次関数で近似される周波数温度特性を有す
る主、副２個の水晶発振器、前記２個の水晶発振
器の周波数の差の絶対値に相当する周波数を持つ
ビート信号を形成するビート回路、前記ビート信
号に基づいて補償パルスを形成して主発振器の出
力信号の一つに加える温度補償された水晶時計に
おいて、前記ビート信号の半周期またはその倍数
の時間をクロツク信号によりカウントする第１カ
ウンター、前記第１カウンターのカウント数をラ
ツチし、第１カウント数とするラツチ回路、前記
主発振器の出力信号を分周し第１のパルス信号を
形成するプリセツトカウンター、前記第１のパル
ス信号を第２カウント数としてカウントとし、前
記第２カウント数が前記第１カウント数以上とな
つたときに第２のパルス信号を発すると共にリセ
ツトされる第２カウンター、前記第２のパルス信
号を第３カウント数としてカウントし、前記第３
カウント数が前記第１カウント数以上になつたと
きに第３のパルス信号を発生すると共にリセツト
される第３カウンター、前記第３のパルス信号ま
たはそのパルス幅を変化させたパルス信号を前記
補償パルスとして前記主発振器の出力信号の１つ
に付加する手段を具備することを特徴とする水晶
時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5603079A JPS55149090A (en) | 1979-05-08 | 1979-05-08 | Temperature compensating system of crystal watch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5603079A JPS55149090A (en) | 1979-05-08 | 1979-05-08 | Temperature compensating system of crystal watch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55149090A JPS55149090A (en) | 1980-11-20 |
| JPS6121003B2 true JPS6121003B2 (ja) | 1986-05-24 |
Family
ID=13015664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5603079A Granted JPS55149090A (en) | 1979-05-08 | 1979-05-08 | Temperature compensating system of crystal watch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55149090A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH650122GA3 (ja) * | 1981-12-17 | 1985-07-15 |
-
1979
- 1979-05-08 JP JP5603079A patent/JPS55149090A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55149090A (en) | 1980-11-20 |
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