[发明专利]高精度电子钟机芯及时基调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子钟机芯（electronic clock movement）领域，尤其涉及接受精度测试以获取官方机构（在瑞士，COSC-瑞士官方精密计时器测试研究所）颁发的精密计时器证书的高精度电子钟机芯。更一般地说，本发明涉及包括石英振荡器的时基，通过抑制时钟脉冲而调节这些时基，并且尤其涉及用于调节此类时基的方法。

背景技术

电子钟机芯一般包括提供时间信号的时基和接收该时间信号的显示模块，该时间信号由定时脉冲形成。时基包括时钟电路和分频电路。时钟电路由石英振荡器构成，它将时钟信号提供给分频电路，其中该时钟信号具有确定的时钟频率。分频电路由一连串的分频器（通常是两个）构成，它输出在单位频率（unit frequency）上产生的定时脉冲所形成的时间信号。

由于不可能在工业生产操作中生产全部具有参考频率F0的振荡器（这些振荡器允许具有参考单位频率（尤其为1Hz）的定时脉冲）被获取，而提供生产具有频率F的石英振荡器，频率F分布在高于参考频率F0的特定频率范围内。如果考虑基本周期P0（尤其是指1分钟），则在参考频率上的时钟脉冲数量等于M0=P0·F0（F0是整数，接受P0也是整数个秒）。选择石英振荡器，使得它们在周期P0中产生的脉冲数量X0（实数）位于M0与M0+N0max之间（即，M0<X0<M0+N0max）。为了最佳地调节时基产生的时间信号，已知将抑制电路连接到该时基，该抑制电路将抑制信号作为输入提供给分频电路，该抑制信号使每抑制周期P0的N0个时钟脉冲受到抑制，从而在每个抑制周期P0中调节激活分频电路的时钟脉冲的数量。数量N0是正整数。针对每个时钟电路确定该数量，以便分频电路在周期P0中被激活X0-N0次，该次数被取整为整数M0（即，M0-1/2<X0-N0<=M0+1/2）。这样，所获取的钟机芯精度等于(1/2)/M0=1/2M0。

为了增大钟机芯的精度，可相对于P0通过因子Y增大抑制周期P，即，P=Y·P0，其中Y>1。在此周期P上，在参考频率上的时钟脉冲数量M等于Y·M0（即，M=Y·M0），而在由给定的石英振荡器产生的频率F上的时钟脉冲数量X等于Y·X0（即，X=Y·X0）。需要指出，在根据上述标准选择的石英振荡器实例中，在周期P上要抑制的最大时钟脉冲数量Nmax等于Y·N0max（即，Nmax=Y·N0max）。再次，针对每个振荡器通过以下数学方程式确定要抑制的时钟脉冲数量N：

M-1/2<X-N<=M+1/2。这样，通过抑制获取的精度等于(1/2)/M=(1/2)/(Y·M0)=(1/Y)·(1/2M0)。所以可以看出，当抑制周期被因子Y增大时，抑制周期上的精度也被增大该因子Y。需要指出，该精度对应于时基平均精度，其给出一段时间上的时基漂移。

但是，将抑制周期从P0增大到P会引起下面描述的问题，这是因为每抑制周期的N个时钟脉冲抑制以对应于抑制周期的时间间隔总体执行，因此时基提供的两个时间测量之间的最大绝对误差EAmax与Y成比例增大。而且，抑制周期的典型定义来源于此过程，因此，

EAmax(P)=Nmax/F=Y·N0max/F=Y·EAmax(P0)

在图2中针对8分钟（8min）的抑制周期P示出此过程。如果P0等于1分钟（1min），则最大绝对误差EAmax与抑制周期成比例，并且周期P内的该最大绝对误差比基本抑制周期P0的对应误差高八倍。瞬间绝对误差不会对钟机芯的运行产生任何问题并且它在长周期的情况下变得可忽略，但是在时基或包括该时基的钟机芯的精度测试期间会造成严重问题。因此，当通过增大抑制周期来增大精度时，该精度不能在短周期上被验证，因此，无法从认证机构（尤其是指瑞士的COSC）获取高精度计时器证书。这些测试例如在大约24小时的周期上执行，并且相对于抑制周期P以异步方式执行。换言之，测试周期没有被确定为等于抑制周期的倍数，因此可以在该测试周期上实际地测量最大绝对误差。产生的相对误差相对较高，因为测试周期相对较短。因此，认证机构无法正确地确认钟机芯的实际精度测量。

发明内容

本发明的目标是解决现有技术中的上述问题，即，通过确保电子钟机芯连续接受认证测试来允许增大电子钟机芯的精度，从而确认该钟机芯的高精度。

本发明涉及包括时基的电子钟机芯，该时基被设置为提供在单位频率上产生的定时脉冲所形成的时间信号，其中该时基包括：

-时钟电路，其提供具有确定的时钟频率的时钟脉冲；

-分频电路，其在第一输入端接收所述时钟脉冲并输出所述时间信号；