JPS6124667B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6124667B2 JPS6124667B2 JP59272468A JP27246884A JPS6124667B2 JP S6124667 B2 JPS6124667 B2 JP S6124667B2 JP 59272468 A JP59272468 A JP 59272468A JP 27246884 A JP27246884 A JP 27246884A JP S6124667 B2 JPS6124667 B2 JP S6124667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- correction
- crystal oscillator
- circuit
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
- G04F5/00—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
- G04F5/04—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses
- G04F5/06—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の目的は高精度、低コストの電子時計に
関する。
関する。
本発明の目的は水晶振動子の温度特性を補正す
る電子時計において、水晶振動子の製造時バラツ
キ、又は温度検出回路のバラツキの調整を容易に
した電子時計を提供することにある。
る電子時計において、水晶振動子の製造時バラツ
キ、又は温度検出回路のバラツキの調整を容易に
した電子時計を提供することにある。
従来の電子時計、特に腕時計においては、基準
時間源として、音叉型の32.768KHzの共振周波数
の屈曲モードの水晶振動子による水晶発振回路が
広く用いられている。しかしこの屈曲型水晶振動
子の欠点としては、温度特性が良好でない、経時
変化が大きいなどがあげられ、従来この点を回路
側より解決する手段が考えられている。例えば温
度特性のあるコンデンサにより水晶の発振周波数
の温度特性を改善する方法や、２つの水晶により
ビートをとつて補正する方法である。しかしこれ
らの方法は調整に手数がかかりすぎること、使用
しうる水晶やコンデンサに制限があり水晶に厳し
いスペツクを要求せざるを得ないこと等により生
産性が悪く、コスト高であると同時に部品数が多
く、時計のデザインを悪くする要因でもある。
時間源として、音叉型の32.768KHzの共振周波数
の屈曲モードの水晶振動子による水晶発振回路が
広く用いられている。しかしこの屈曲型水晶振動
子の欠点としては、温度特性が良好でない、経時
変化が大きいなどがあげられ、従来この点を回路
側より解決する手段が考えられている。例えば温
度特性のあるコンデンサにより水晶の発振周波数
の温度特性を改善する方法や、２つの水晶により
ビートをとつて補正する方法である。しかしこれ
らの方法は調整に手数がかかりすぎること、使用
しうる水晶やコンデンサに制限があり水晶に厳し
いスペツクを要求せざるを得ないこと等により生
産性が悪く、コスト高であると同時に部品数が多
く、時計のデザインを悪くする要因でもある。
本発明は、IC内に組み込むことのできる温度
検出回路及び歩度調整手段を用いると共に温度補
正を行うための新たな温度補正信号作成のための
回路を提供しこの欠点を解決すると共に、更に、
水晶振動子、温度検出回路のバラツキの調整を容
易にして温度補正の高精度化を図るものである。
第１図は本発明における基本的なブロツク図の一
例である。発振器１の出力を分周器２によりある
程度の周波数に分周した後、これをクロツクとし
て演算手段を動かす。演算手段は次のブロツクか
ら成る。すなわちアドレスを発生し、プログラム
に従つて各ブロツクのコントロールを行なうコン
トロール・バスを出力するPLAにより構成され
るロジツク・コントロール部３、論理演算部５、
RAM（ランダム・アクセスメモリー）６、演算
のためのテンポラリー・レジスタ７、演算のため
のプログラムの外に水晶振動子の温度特性のデー
タの一部を記憶して定数を設定するROM（リー
ド・オンリ・メモリー）８、PROM（プログラマ
ブル・ROM）９である。又データ信号のやりと
りはコモンバス１４，１５を通して行なう。更に
回路４は温度センサーとセンシングされた温度を
デジタル信号に変換し、データバスに乗せる役割
をする温度検出回路であり、１０はPROMの書き
込みコントロール回路である。１２は表示駆動回
路、１３は表示装置である。２０は分周器２の分
周比を制御するための割込みコントロール信号で
ある。
検出回路及び歩度調整手段を用いると共に温度補
正を行うための新たな温度補正信号作成のための
回路を提供しこの欠点を解決すると共に、更に、
水晶振動子、温度検出回路のバラツキの調整を容
易にして温度補正の高精度化を図るものである。
第１図は本発明における基本的なブロツク図の一
例である。発振器１の出力を分周器２によりある
程度の周波数に分周した後、これをクロツクとし
て演算手段を動かす。演算手段は次のブロツクか
ら成る。すなわちアドレスを発生し、プログラム
に従つて各ブロツクのコントロールを行なうコン
トロール・バスを出力するPLAにより構成され
るロジツク・コントロール部３、論理演算部５、
RAM（ランダム・アクセスメモリー）６、演算
のためのテンポラリー・レジスタ７、演算のため
のプログラムの外に水晶振動子の温度特性のデー
タの一部を記憶して定数を設定するROM（リー
ド・オンリ・メモリー）８、PROM（プログラマ
ブル・ROM）９である。又データ信号のやりと
りはコモンバス１４，１５を通して行なう。更に
回路４は温度センサーとセンシングされた温度を
デジタル信号に変換し、データバスに乗せる役割
をする温度検出回路であり、１０はPROMの書き
込みコントロール回路である。１２は表示駆動回
路、１３は表示装置である。２０は分周器２の分
周比を制御するための割込みコントロール信号で
ある。
ここで、分周器２は分周比可変の可変分周器と
して構成され、割込みコントロール信号２０によ
つて制御されることにより歩度補正を行う補正手
段として働く。
して構成され、割込みコントロール信号２０によ
つて制御されることにより歩度補正を行う補正手
段として働く。
第２図Ａは水晶振動子の代表的な温度特性であ
る。この特性に対しＢは補正曲線であり、まず温
度を検出しＢの曲線を形成するのは回路ブロツク
４によつて行なわれる。第３図はこの回路を具体
例として表わしたものであり、MOSトランジス
タにより構成される温度検出器とMOSトランジ
スタにより構成される温度信号変換器からなる。
この回路においてMOSトランジスタ３１〜３
３，３４〜３７は全く同一の電圧発生回路であ
る。MOSトランジスタ３０と３４は他のMOSト
ランジスタとシキイ値が異なるようイオン打込工
程等により形成される。この時各々の出力Vs1，
Vs2にはこの３０，３４と他のMOSトランジスタ
のシキイ値の差が現われる。又MOSトランジス
タ３０，３１と３４，３５のペアーを同一コンダ
クタンス係数βとすると出力は電源電圧依存性と
温度依存性の全くない基準電圧となる。又逆にこ
のβを適当に異ならせるとうまく温度依存性と電
源依存性のある電圧出力となる。本発明例では
Vs1は温度特性のある又バラツキの極めて少ない
出力電圧となり、Vs2は温度係数０の又バラツキ
の極めて少ない基準電圧となつている。この具体
例では、トランジスタのシキイ値と移動度の温度
特性により支配されるトランジスタのコンダクタ
ンスの温度係数を利用する。又、本発明において
は、MOSトランジスタの表面のみでなく、バル
ク中の移動度の温度係数を主として利用してもよ
い。φｓはサンプリングクロツクであり、例えば
10秒に１度とか、１分に１度の割で、１〜
10msecのパルス幅（サンプリング時間）であ
り、まずφｓがＬレベルになると、サンンプリン
グがスタートしゲート６０が開きクロツク入力
CLがレジスター６１に入力される。するとレジ
スターの値が順次変化するに従つてトランジスタ
ー４９〜５６が順次オンされ、Vs2が抵抗４０〜
４６によつて順次異なる分比で分圧されてVs′2と
して比較器５７に入力される。一方、比較器５７
の他方の入力にはVs1が抵抗３８，３９によつて
分圧された電圧が入力されている。クロツク信号
CLによりVs′2の値を逐次比較をし、Vs′1とVs′2
が一致すると比較器５７から出力がなされゲート
６０が閉じこのときのレジスター６１のデータが
ストアされデコーダ６２によりバイナリーコード
に変換されて、バスラインに出力される。すなわ
ち４０〜６２はＡ―Ｄコンバータとして動作して
いる。また、このデコーダ６２は、論理演算せず
に２乗デコード出力としてその出力を直接割込コ
ントロール信号２０として用いることができる。
第３図の例はφ０〜φ７による８レベル検出すな
わち温度を８ステツプに区切つているが、必要に
応じて細かくも粗くもできることは言うまでもな
い。
る。この特性に対しＢは補正曲線であり、まず温
度を検出しＢの曲線を形成するのは回路ブロツク
４によつて行なわれる。第３図はこの回路を具体
例として表わしたものであり、MOSトランジス
タにより構成される温度検出器とMOSトランジ
スタにより構成される温度信号変換器からなる。
この回路においてMOSトランジスタ３１〜３
３，３４〜３７は全く同一の電圧発生回路であ
る。MOSトランジスタ３０と３４は他のMOSト
ランジスタとシキイ値が異なるようイオン打込工
程等により形成される。この時各々の出力Vs1，
Vs2にはこの３０，３４と他のMOSトランジスタ
のシキイ値の差が現われる。又MOSトランジス
タ３０，３１と３４，３５のペアーを同一コンダ
クタンス係数βとすると出力は電源電圧依存性と
温度依存性の全くない基準電圧となる。又逆にこ
のβを適当に異ならせるとうまく温度依存性と電
源依存性のある電圧出力となる。本発明例では
Vs1は温度特性のある又バラツキの極めて少ない
出力電圧となり、Vs2は温度係数０の又バラツキ
の極めて少ない基準電圧となつている。この具体
例では、トランジスタのシキイ値と移動度の温度
特性により支配されるトランジスタのコンダクタ
ンスの温度係数を利用する。又、本発明において
は、MOSトランジスタの表面のみでなく、バル
ク中の移動度の温度係数を主として利用してもよ
い。φｓはサンプリングクロツクであり、例えば
10秒に１度とか、１分に１度の割で、１〜
10msecのパルス幅（サンプリング時間）であ
り、まずφｓがＬレベルになると、サンンプリン
グがスタートしゲート６０が開きクロツク入力
CLがレジスター６１に入力される。するとレジ
スターの値が順次変化するに従つてトランジスタ
ー４９〜５６が順次オンされ、Vs2が抵抗４０〜
４６によつて順次異なる分比で分圧されてVs′2と
して比較器５７に入力される。一方、比較器５７
の他方の入力にはVs1が抵抗３８，３９によつて
分圧された電圧が入力されている。クロツク信号
CLによりVs′2の値を逐次比較をし、Vs′1とVs′2
が一致すると比較器５７から出力がなされゲート
６０が閉じこのときのレジスター６１のデータが
ストアされデコーダ６２によりバイナリーコード
に変換されて、バスラインに出力される。すなわ
ち４０〜６２はＡ―Ｄコンバータとして動作して
いる。また、このデコーダ６２は、論理演算せず
に２乗デコード出力としてその出力を直接割込コ
ントロール信号２０として用いることができる。
第３図の例はφ０〜φ７による８レベル検出すな
わち温度を８ステツプに区切つているが、必要に
応じて細かくも粗くもできることは言うまでもな
い。
次に水晶振動子の温度特性は第２図のように、
二次特性を有するものであるが、その際の二次の
係数や中心温度は、製造時の設定及び製造バラツ
キによつて変化する。そこで水晶振動子のあらか
じめ設定された温度係数はマスクROMよりなる
ROM８にバイナリデータとして格納される。更
に合わせ込みを精密に行い補正精度を上げるため
先述の温度検出器の係数のバラツキ、振動子の温
度係数のバラツキ等を完全にキヤンセルするため
に、時計１つ１つについてPROM９と書込コント
ロール回路１０を介して外部より最適の数値を格
納する。W.Pは書込パルスであり、PROMデバイ
スの一例としてFAMOS（FLOATINGGATE
AVALANCHE INJECTION MOS）タイプの場
合、20〜50Vが必要となる。他にはヒユーズタイ
プメモリーや、ダイオード、絶縁膜破壊式等の不
揮発性メモリー素子であれば（機械的スイツチ、
セレクトボンド、レーザトリミング）何でもよ
い。このように振動子の温度特性のデータと、温
度特性がありさえすれば、あとはCPUブロツク
３と論理演算部５とメモリー６，７により一定の
数式に従つて補正値が決定できる。まず温度信号
（直線と仮定する）を二乗して、二次特性とした
後、適当な係数をかけると、第４図Ｃの如くな
る。ここで二次曲線にかける係数はROM８か又
はPROM９に記憶された水晶振動子の温度係数に
基づいて定められる。次にこのＣの値に従つて補
正信号となる割込みコントロール信号２０が出力
されると、分周器２にパルスの割込が行なわれ、
温度による歩度の変化が補正される。第５図のａ
は割込のない時ｂ，ｃは割込がそれぞれ１，２が
行なわれた時の例である。この割込方式は具体的
に様々な手段があるので１つ１つの例示は省略す
るが、絶対歩度の論理補正（水晶のf0の補正を発
振回路のコンデンサによらずに、分周器の分周比
を調整して行なう方式）と、本発明の温度補正に
おける論理補正とが全く同一の回路で成し得るこ
とは、素子の低減の上で大きなメリツトである。
又この温度補正は分周器の分周比の制御のみでな
く、例えば水晶発振器のコンデンサを論理的に
IC内部で選択する方式のように発振器にて行な
うことも可能である。
二次特性を有するものであるが、その際の二次の
係数や中心温度は、製造時の設定及び製造バラツ
キによつて変化する。そこで水晶振動子のあらか
じめ設定された温度係数はマスクROMよりなる
ROM８にバイナリデータとして格納される。更
に合わせ込みを精密に行い補正精度を上げるため
先述の温度検出器の係数のバラツキ、振動子の温
度係数のバラツキ等を完全にキヤンセルするため
に、時計１つ１つについてPROM９と書込コント
ロール回路１０を介して外部より最適の数値を格
納する。W.Pは書込パルスであり、PROMデバイ
スの一例としてFAMOS（FLOATINGGATE
AVALANCHE INJECTION MOS）タイプの場
合、20〜50Vが必要となる。他にはヒユーズタイ
プメモリーや、ダイオード、絶縁膜破壊式等の不
揮発性メモリー素子であれば（機械的スイツチ、
セレクトボンド、レーザトリミング）何でもよ
い。このように振動子の温度特性のデータと、温
度特性がありさえすれば、あとはCPUブロツク
３と論理演算部５とメモリー６，７により一定の
数式に従つて補正値が決定できる。まず温度信号
（直線と仮定する）を二乗して、二次特性とした
後、適当な係数をかけると、第４図Ｃの如くな
る。ここで二次曲線にかける係数はROM８か又
はPROM９に記憶された水晶振動子の温度係数に
基づいて定められる。次にこのＣの値に従つて補
正信号となる割込みコントロール信号２０が出力
されると、分周器２にパルスの割込が行なわれ、
温度による歩度の変化が補正される。第５図のａ
は割込のない時ｂ，ｃは割込がそれぞれ１，２が
行なわれた時の例である。この割込方式は具体的
に様々な手段があるので１つ１つの例示は省略す
るが、絶対歩度の論理補正（水晶のf0の補正を発
振回路のコンデンサによらずに、分周器の分周比
を調整して行なう方式）と、本発明の温度補正に
おける論理補正とが全く同一の回路で成し得るこ
とは、素子の低減の上で大きなメリツトである。
又この温度補正は分周器の分周比の制御のみでな
く、例えば水晶発振器のコンデンサを論理的に
IC内部で選択する方式のように発振器にて行な
うことも可能である。
第６図Ｄは本発明の具体例としてあげた先述の
方式の実際の歩度温度特性であり、リツブルはあ
るものの、時計の平均的温度変化を考慮すれば第
２図Ａに比し、精度は大分上昇する。又水晶と
ICは時計内の恒温化により、温度差は無視でき
る位小さいので問題はない。
方式の実際の歩度温度特性であり、リツブルはあ
るものの、時計の平均的温度変化を考慮すれば第
２図Ａに比し、精度は大分上昇する。又水晶と
ICは時計内の恒温化により、温度差は無視でき
る位小さいので問題はない。
以上のように本発明は、水晶振動子の温度係数
等のデータを記憶するマスクROMと個々の水晶
振動子又は温度検出回路のバラツキを記憶する不
揮発性メモリーを設けたことにより、製造時の合
せ込みを容易にして温度補正の高精度化を可能と
することができる。
等のデータを記憶するマスクROMと個々の水晶
振動子又は温度検出回路のバラツキを記憶する不
揮発性メモリーを設けたことにより、製造時の合
せ込みを容易にして温度補正の高精度化を可能と
することができる。
第１図は本発明の温度補正時計の構成例、３は
ロジツクコントロール部、４は温度検出回路、
W.Pは書込パルス。 第２図は、Ａ……通常の振動子の温度特性、Ｂ
……補正曲線を表わす図。 第３図は温度検出部、信号変換部の具体例。 第４図は本発明における補正例。 第５図ａ〜ｃは歩度補正のための割込信号の一
例、Ｃはその補正曲線。 第６図は本発明の温度補正された歩度の温度特
性の一例、Ｄはその歩度曲線。
ロジツクコントロール部、４は温度検出回路、
W.Pは書込パルス。 第２図は、Ａ……通常の振動子の温度特性、Ｂ
……補正曲線を表わす図。 第３図は温度検出部、信号変換部の具体例。 第４図は本発明における補正例。 第５図ａ〜ｃは歩度補正のための割込信号の一
例、Ｃはその補正曲線。 第６図は本発明の温度補正された歩度の温度特
性の一例、Ｄはその歩度曲線。
Claims (1)
- １ 二次の温度係数を有する水晶振動子を用いた
水晶発振器、前記水晶発振器の信号を分周する分
周器及び時刻表示手段よりなる電子時計におい
て、温度検出を行う温度検出回路、前記温度検出
回路の検出出力を入力し温度補正信号を形成する
演算手段及び前記演算手段の出力により歩度補正
を行う補正手段を有し、前記演算手段は記憶手段
を有し、前記記憶手段は前記水晶振動子の温度特
性の情報を記憶するマスクROMと前記水晶振動
子の温度特性のバラツキ又は前記温度検出回路の
バラツキに関する値を記憶する不揮発性メモリー
素子よりなることを特徴とする電子時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27246884A JPS60173492A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 電子時計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27246884A JPS60173492A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 電子時計 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14115377A Division JPS5473671A (en) | 1977-11-25 | 1977-11-25 | Semiconductor integrated circuit for watch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60173492A JPS60173492A (ja) | 1985-09-06 |
| JPS6124667B2 true JPS6124667B2 (ja) | 1986-06-12 |
Family
ID=17514335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27246884A Granted JPS60173492A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 電子時計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60173492A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148990U (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-21 | ||
| JP2020148591A (ja) | 2019-03-13 | 2020-09-17 | セイコーエプソン株式会社 | 時計および時計の制御方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH616297B (de) * | 1974-09-16 | Centre Electron Horloger | Garde-temps compense en fonction d'au moins un parametre physique d'environnement. |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP27246884A patent/JPS60173492A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60173492A (ja) | 1985-09-06 |
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