JPS62231196A - 誤差調整機能を有する時計装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 時刻補正時に外部から入力される補正信号により刻時の
誤差とその誤差率を算出し、それに基づいて水晶発振周
波数の分周数のプログラムを補正する精度の高い時計を
提供する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は水晶発振器の発振波を分周する方式の時計装置
に係わり、さらに詳しく言うと、外部からの補正信号に
よりその誤差を算出する分周プログラムの自動補正に関
する。

電子的な時計装置は第２図に示すように水晶を用いた発
振回路８から得られたパルスを１／ｎ分周回路９で分周
、即ちｎ個のパルスが入力されると１個の桁上げパルス
を出力するが、これが例えば１秒間隔のパルスになるよ
う設計しておいて、これを秒、分、時、日、月、年それ
ぞれのカウンタによりそれぞれ分周して各時刻を得てい
る。ここで水晶の発振周波数をｎヘルツとすると、ｎは
一般に２の巾乗が選ばれ、例えばｎ　＝　２　”　＝３
２．７６８Ｋ）ｌｚなどがよく用いられる。また秒１分
カウンタは１７６０カウンタであり、時カウンタは１／
２４カウンタまたは１／１２と１／２が２段となったカ
ウンタである。月のカウンタは１／１２、年カウンタは
一般には１／１００カウンタである。日のカウンタは、
大小の月９　うる年があるため年１月の値により１／２
８．１／２９、１／３０．１／３１と可変になっている
のが普通である。

時計刻時の原発振周波数を決定する水晶発振器の発振周
波数は種々の方法により補正が行われているが、長期間
にわたり使用した場合にもその正確さを維持するには大
きな原価増を要し、簡易な方法で正確な刻時をおこなえ
る時計が要望されていた。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕従って
、電子的な時計装置はその分周数が固定であるのでその
精度は全く水晶の発振周波数の精度に依存していた。即
ち、たとえば水晶の精度が１０ｐｐｍであると２５．９
秒／月の誤差が生じるのである。

一般に１０ｐｐｍ以下の精度を保証された水晶やそのた
めの装置は非常に高価なものとなる。即ち、発振回路に
付加されたコンデンサの容量を調整したり、水晶片にア
ルミニウム等を蒸着しながら調整して正確な発振周波数
を得るとともに、その環境温度を一定にするために恒温
装置を付加したりしている。

しかし、これらの方法では調整時間と装置を要するうえ
に、たとえ正確な周波数に調整されても、長期使用期間
中の経時変化は皆無にはできず、時がたつと再調整をせ
ねばならないという問題があった。本発明はこのような
点に鑑みて創作されたもので、比較的廉価な水晶を用い
簡易な構成で正確な刻時を得られ、経時変化も容易に補
正が可能な誤差調整機能を有する時計装置を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するだめの手段とその作用〕まず、本発
明の誤差修正の原理について説明する。説明の便宜上水
晶発振周波数はＩ　ＭＨｚとし、分周回路で１７ｔｏ’
に分周すると原理的には正確な１秒毎の時間を刻時する
はずである。しかし水晶発振周波数には上述のように誤
差があり、さらに経時変化も有るので実際には正確な刻
時はおこなえない。そこでプログラマブル分周回路のプ
ログラム値を１／９９９９９９にした時を考えると、秒
カウントはおよそｌｐｐｍ進められ、プロゲラ１４値を
１／１０００００１にすれば秒カウントはおよそｉｐｐ
ｍ遅らせることができるのである。

そこで本発明は、時刻の設定をおこなう時刻設定部（１
）に成る日取る時刻を表示し、その時刻に設定（イネー
ブル）信号を入力して、その時刻を時刻記憶装置（２）
に記憶させておく。

一方水晶発振の発振波を分周し、かつその分周数がプロ
グラムにより可変なプログラマブル分周回路（３）を設
け、 また時間差算出部（４）を設けて上記時刻記憶装置（２
）に上述の格納された時刻とこの時計装置が刻時してい
る現在の時刻との差を算出させ、また誤差算出部（５）
を設けて上述の時刻設定時以降任意の補正をしようとす
る時刻に外部から入力された補正信号を入力して、その
時の時計装置の刻時とその補正信号入力時刻との誤差を
算出させ、また誤差率算出部（６）を設けて上記時間差
算出部（４）が上記補正信号受信時に算出した時間差と
、上記誤差算出部（５）が算出した誤差の比率から誤差
率を算出させ、 また分周数設定部（７）を設けて上記補正信号受信時に
上記プログラマブル分周回路（３）の分周数を上起票差
率により補正して再設定することにより、外部から補正
信号を入力する毎に、この時計装置に最も正しい分周数
を保持させて、最も正しい刻時をおこなわせる。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例により本発明の要旨を具体的に説
明する。全図を通じ同一符号は同一対象物を示す。

第１図は１実施例の構成をブロック図で示すもので、１
は時刻設定部、２は時刻記憶装置、３はプログラマブル
分周回路、４は時間差算出部、５は誤差算出部、６は誤
差率算出部、７は分周数設定部、８は説明が容易なよう
Ｉ　ＭＨｚの発振回路である。

分周回路とは前述のようにカウンタであって、それがプ
ログラマブルと言うことはこの分周数即ちカウント数ｍ
をプログラムによって変更設定できるものである。

時刻設定部１はプログラマブル分周回路３から毎秒１個
のパルスを受けて、それを図示のように秒２分など各時
間単位ごとにカウントしてその次の単位に桁上げパルス
を出力するとともに、それぞれのカウント数を図示され
てない表示装置に送出表示する機能を備えている。

そこで、たとえば、成る年取る構成る日の年月日と１２
時００分００秒を時刻表示設定部１に表示装置を見なが
ら設定しておき、ラジオの時報などの正確な時刻情報に
基づいてその時刻に設定信号パルスを入力する。この入
力は人間がスイッチを押すことによりおこなわれるが、
全く電子的おおこなうこともできる。この信号はイネー
ブル信号であって、その時この時刻は時刻記憶装置２に
入力されて記憶されるとともに、この時計は刻時を始め
、時間差算出部４は経過時間の算出を開始する。

時刻補正の最も簡易な方法としては、秒表示が３０未満
の時に補正信号パルスが入力されると秒表示をＯにし、
秒表示が３０以上の時に補正信号パルスが入力されると
秒表示をＯにすると共に分表示を１進める方法が従来の
技術として確立し広く利用されているので、本発明の誤
差算出部５にもこの回路が採用されている。なおこの方
法は誤差が±３０秒以内の場合に適用されるもので、そ
れ以上の場合は別途その時間設定を時刻設定部１を用い
ておこなうが、説明は±３０秒以内についておこなう。

上記時刻設定以後の任意のある時刻、たとえば約１ケ月
後の午後３時のラジオの時報と共に人間或いは電子的方
法により補正信号パルスを入力する。この時この時計は
誤差±３０秒以内の精度は容易に達成しているので上記
の回路が利用できる。

同補正信号パルスは上述のように時刻設定部１を補正す
ることにより時刻表示を正確な時間の００秒に補正する
と共に同補正信号パルスは誤差算出部５をイネーブルし
てその補正された値即ち、誤差量を算出して誤差率算出
部６に送出する。また時間差算出部４は同補正信号パル
ス受信時点における前回時刻設定時からの経過時間を算
出して誤差率算出部６に送出する。その後、補正をおこ
なった正確な時刻を時刻記憶装置２に転送しその内容を
書き換える。

誤差率算出部６は上記誤差量を上記経過時間で割算して
誤差率を算出して、分周数設定部７に送出する。

プログラマブル分周回路３は発振回路８がＩＭＨ２の発
振をおこなっているので当初は１０１００００００（＝
の人力パルスに対し１個の出力パルスを出力するよう設
定されている。

従って分周数設定部７は入力された誤差率から、プログ
ラマブル分周回路３の分周プログラム値１７ｍのｍをｉ
ｐｐｍの進みに対し１増し、ｉｐｐｍの遅れに対し１減
するようにプログラムを変更する。例えば、前回の時刻
設定から２３日３時間３３分２０秒即ち２００００００
秒後に４秒進みの誤差があったとすると、これは４／２
００００００＝　２　ｐｐｍの進みであるので、プログ
ラマブル分周回路の分周プログラム１／ｍのｍをｍ＋２
に変更して再設定する。

本実施例ではプログラマブル分周回路３の分周数ｍを１
変えただけではｌｐｐｍ　、月差２．６秒の調整しか出
来ないが、更に精密な調整を行うには、水晶発振周波数
を更に高くし、プログラマブル分周回路の分周数もそれ
に見合って大きくすれば良い。

また本実施例ではプログラマブル分周回路３では１秒ま
でしか分周していないが、秒以下、或いは分まで分周す
る場合をも含めてプログラマブル分周回路としても本特
許に包含される。従って、本実施例で秒カウンタまでを
プログラマブル分周回路に含めれば１／１００００００
　ｘ　６０の分周回路となりその１カウントの修正によ
り（１／６０）　ｐｐｍの調整が可能になる。

本発明により設けられた各部はいずれも公知の技術によ
る論理回路やマイクロプロセッサ等のソフトウェア処理
により容易に構成できるものである。

上記説明において時刻の表示は図示されてないが、その
表示装置は秒２分・・年等のカウンタの内容を直接７セ
グメント等の表示器で表示する形式のものであっても、
一旦電子計算機インタフェースを介してカウンタの内容
を読み取り表示装置上に表示する形式のものでもよい。

また、誤差の調整は時刻の補正または設定毎に必ず実施
される必要はなく、補正または設定の条件によって調整
されない場合もある。

さらに、プログラマブル分周器３は分周数を変更するこ
とによって次段への出力周波数を（上記例で１７ｍに）
変更する形式であっても、プログラマブル分周回路の分
周数とは別に人力パルスを一定数、Ｎ個停止することに
より、次段への出力周波数をｌ／Ｎ＋ｍに変更する形式
も可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、極めて簡易な回路
を付加することにより、長期間にわたり極めて精度の高
い時計装置を提供でき、特に電子計算機装置に組み込ま
れた場合に利点が大きくその工業的効果は頗る大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
の技術の説明のブロック図である。 図において、 １は時刻設定部、 ２は時刻記憶装置、 ３はプログラマブル分周回路、 ４は時間差算出部、 ５は誤差算出部、 ６は誤差率算出部、 ７は分周数設定部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水晶発振の発振波を分周する方式の時計装置において、 時刻の設定のための時刻入力機能を有する時刻設定部（
   １）と、 該時刻設定部（１）から入力された時刻を記憶する時刻
   記憶装置（２）と、 水晶発振回路の発振波を分周し、その分周数をプログラ
   ムにより変更できるプログラマブル分周回路（３）と、 上記時刻記憶装置（２）に先に格納された時刻とこの時
   計装置が刻時している現在の時刻との差を算出する時間
   差算出部（４）と、 補正をしようとする時刻に外部から入力された補正信号
   を受信して、この時計装置が刻時している現在の時刻と
   の誤差を算出する誤差算出部（５）と、上記誤差算出部
   （５）が算出した誤差を、上記時間差算出部（４）が上
   記補正信号を受信した時に算出した時間差により割算し
   て誤差率を算出する誤差率算出部（６）と、 上記補正信号受信時に、上記プログラマブル分周回路（
   ３）の分周数を上記誤差率により補正して再設定する分
   周数設定部（７）と を設けてなることを特徴とする誤差調整機能を有する時
   計装置。