[发明专利]时钟校正电路和时钟校正方法

说明书

相关申请的交叉引用

包括说明书、附图和摘要的2012年6月29日提交的日本专利申请No.2012-147814的全部公开通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及时钟校正电路和时钟校正方法，并且更具体地涉及例如用于电力计（power meter）等的时钟校正电路和时钟校正方法。

背景技术

最近，RTC（实时时钟）已经被广泛地用于许多信息设备。安装有RTC的一个示例是电力计。电力计基于RTC所测量的时间段来计算电费等。通常，音叉型晶体振荡器用于生成RTC的操作时钟，并且音叉型晶体振荡器的频率的温度特性是用二次函数表示的，该二次函数具有以约25℃为中心温度的负二次系数。例如，该温度特性在温度-40℃下具有约-150ppm（百万分之一）的偏差。如果RTC的操作时钟在其实际使用中具有偏差，则由RTC测量的时间段具有误差。因此，需要对操作时钟的频率偏差的校正。

例如，在电力计市场中，要求RTC所生成的时钟的准确度在±3ppm或±5ppm以内。安装有RTC的电力计的制造工艺中，检查已经校正了其频率误差的时钟是否在期望准确度内进行操作。这种校正方法以下述方式执行：从端子输出通过划分由RTC的晶体振荡器生成的时钟（例如，32,768kHz）所获得的时钟（例如，1Hz），并且检查输出时钟是否满足上述准确度（±3ppm或±5ppm）。因此，如果从晶体振荡器的输出时钟32.768kHz生成1Hz时钟，则生成的时钟的最大准确度是30.5ppm（1Hz/32.768kHz）。该时钟的准确度没有满足电力计市场所需要的准确度。

日本未审查专利申请公开No.2000-315121公开了一种能够以高准确度执行时间校正的简单配置的RTC电路。以上RTC电路包括振荡器，该振荡器生成基本时钟（例如，32.768kHz）并且生成通过划分基本时钟所获得的分频信号。此外，RTC电路利用比基本时钟更高并且更准确的基准时钟来计算由振荡器生成的基本时钟的频率误差。随后，使用分频信号作为时钟，具有RTC中的校正功能的振荡器将固定值和频率误差相加，并输出加法结果值的MSB（最高有效比特、最高比特）作为校正时钟。当生成校正时钟时，频率误差被累加相加，并且当在以上MSB中反映了累加值时，校正时钟的状态被反转，这校正了频率误差。

发明内容

如上所述，RTC电路在频率误差的累加值达到特定值时，生成用于大量校正频率误差的累加值的校正时钟。在该情况下，校正时钟包括直至频率误差的累加值达到特定值的时间期间的频率误差。例如，如果累加值达到特定值需要时间段X，那么校正时钟在时间段X内处于包括频率误差的状态。因此，如果检查校正时钟是否满足预定义准确度（例如，±3ppm（21至25℃））的测试，则需要比作为要校正频率误差的累加值所需要的时间段的时间段X更长的时间，这导致了需要长的时间来执行该测试。另外，由于不是每次发生校正时钟的脉冲都执行校正，所以不能使用该校正时钟作为例如恢复脉冲。

换言之，在使用在日本未审查专利申请公开号2000-315121中公开的RTC电路的情况下，存在的问题在于，当在任意时间检测到校正时钟的频率误差时，校正时钟不能总是满足期望的准确度。

根据本发明的一方面，时钟校正电路在考虑到操作时钟的需要频率和第一时钟的频率误差时执行累加，并且当累加值的预定义比特改变时改变操作时钟的状态，并且时钟校正电路进一步提取较低比特值，该较低比特值也是由比累加值的预定义比特更低的比特所表示的值。随后，时钟校正电路生成通过利用该较低比特值和具有比操作时钟更高频率的第二时钟来校正操作时钟所获得的校正时钟。

根据本发明的上述方面，即使在任意时间检测到校正时钟的频率误差，也能够生成满足期望准确度的校正时钟。

附图说明

图1A至图1C是示出根据日本未审查专利申请公开No.2000-315121的RTC电路的操作的时序图；

图2是示出根据本发明的第一实施例的包括时钟校正电路的电力计的配置的框图；

图3是示出根据本发明的第一实施例的包括时钟校正电路的MCU的配置的框图；

图4是示出根据本发明的第一实施例的操作时钟生成电路的配置的框图；

图5是示出根据本发明的第一实施例的触发器的嵌入式寄存器的配置的示意图；

图6是示出根据本发明的第一实施例的基本时钟的频率误差与校正值之间的关系的表；

图7是示出根据本发明的第一实施例的操作时钟生成电路的操作的时序图；