CN102624381B

CN102624381B - 振荡装置

Info

Publication number: CN102624381B
Application number: CN201210020293.0A
Authority: CN
Inventors: 赤池和男; 小林薰
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-29
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2032-01-29
Also published as: JP5893924B2; TW201233049A; US8581670B2; EP2482457A1; TWI465032B; EP2482457B1; US20120194277A1; JP2012170050A; CN102624381A

Abstract

本发明提供一种振荡装置，其基于环境温度的检测结果，对输出频率进行修正，高精度地进行输出频率的温度补偿。在振荡装置中，利用共用的晶体片构成第一和第二晶体振子，并且当设分别与上述晶体振子连接的第一和第二振荡电路的振荡输出为f1和f2，基准温度条件下的第一和第二振荡电路的振荡频率为f1r和f2r时，将对应于f1和f1r之差的值和对应于f2和f2r之差的值的差值即频率差，作为此时的温度进行处理。然后，基于该频率差利用多项式近似求得频率修正值。

Description

振荡装置

技术领域

本发明涉及检测被放置的晶体振子的温度，并基于温度检测结果，进行输出频率的温度补偿的振荡装置。

背景技术

当将晶体振荡器组装到要求极高的频率稳定性的应用中的情况下，一般使用通常的OCXO。但是，OCXO的装置规模大，消耗电力多，因此对使用结构简单且消耗电力少的TCXO进行了研究。但是，TCXO与OCXO相比具有相对于温度而言的频率稳定性差的缺点。

图13表示TCXO的一般的结构。90是晶体振子，91是振荡电路，通过改变从控制电压发生部93供给到电压可变电容元件92的控制电压，控制电压可变电容元件92的电容，从而调整振荡频率(输出频率)。

由于晶体振子90的频率是随着温度而变化的，因此控制电压发生部93根据温度检测器94检测出的温度对控制电压进行修正。具体而言，在存储器95内存储例如三次函数，基于该函数(频率温度特性)读取与温度检测值对应的频率，该三次函数是按基准温度将晶体振子90的频率温度特性标准化(归一化)而得到的函数。即，读取此时的温度条件下的频率与基准温度时的频率相比偏离了多少，将与该频率偏离量对应的控制电压作为温度补偿量，从与基准温度时的频率对应的控制电压中减去。

但是，在要进行极细微的温度补偿控制的情况下，规定频率温度特性的函数的数据量变大，需要大容量的存储器作为存储器95，因此价格增加。另外，作为温度检测器一般使用热敏电阻(thermistor)，即使增加了上述数据量，但是由于温度检测器的检测精度的限制，仍不能期待频率精度的提高。

进而，因温度检测器94和晶体振子90的配置位置不同而不能精确地获得晶体振子90的实际的温度信息，因此从这点看，也不能期待频率精度的提高。

在专利文献1的图2和图3中，记载有在共用的晶体片设置2对电极而构成2个晶体振子(晶体共振子)。另外，在段记载有：与温度变化相应地，在2个晶体振子之间产生频率差，因此测量该频率差与测量温度变得相同。然后，将该频率差Δf与要修正的频率的量的关系存储在ROM中，基于Δf读取频率修正量。

但是，这种方法如段中记载的那样，需要对晶体振子进行调整，以使得关于所期望的输出频率f0和2个晶体振子各自的频率f1、f2，成为f0≈f1≈f2的关系，因此存在不仅使晶体振子的制造工序变得复杂，而且不能获得较高的成品率的问题。进而，如图4所示那样，对来自各晶体振子的频率信号即时钟进行一定时间的计数而求得其差(f1-f2)，因此，检测时间直接影响到检测精度，难以实现高精度的温度补偿。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2001-292030号

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地进行输出频率的温度补偿的振荡装置。

用于解决问题的手段

本发明提供一种振荡装置，其基于环境温度的检测结果，对输出频率的设定值进行修正，该振荡装置的特征在于，包括：

在晶体片(石英片)设置第一电极而构成的第一晶体振子；

在晶体片设置第二电极而构成的第二晶体振子；

分别与上述第一晶体振子和第二晶体振子连接的第一振荡电路和第二振荡电路；

频率差检测部，当设第一振荡电路的振荡频率为f1，基准温度条件下的第一振荡电路的振荡频率为f1r，第二振荡电路的振荡频率为f2，基准温度条件下的第二振荡电路的振荡频率为f2r时，求取与对应于f1和f1r之差的值和对应于f2和f2r之差的值的差值对应的值；和

修正值取得部，基于由该频率差检测部检测出的与上述差值对应的值，以及与上述差值对应的值和第一振荡电路的振荡频率f1的频率修正值的关系，取得因环境温度与基准温度的不同而产生的f1的频率修正值，

振荡装置的输出利用上述第一振荡电路的输出而生成，基于由上述修正值取得部求得的上述频率修正值，对上述输出频率的设定值进行修正。

与对应于f1和f1r之差的值和对应于f2和f2r之差的值的差值对应的值，例如为[{(f2-f2r)/f2r}-{(f1-f1r)/f1r}]。

修正值取得部基于规定了与上述差值对应的值和第一振荡电路的振荡频率f1的频率修正值的关系的关系式，通过运算取得f1的频率修正值。

频率差检测部能够如例如以下方式构成，其包括：

生成上述f1和f2的差频率的脉冲的脉冲生成部；DDS电路部，输出信号值以与被输入的直流电压的大小相应的频率随时间反复增加、减少的频率信号；锁存电路，利用由上述脉冲生成部生成的脉冲将从该DDS电路部输出的频率信号锁存；环路滤波器，对由该锁存电路锁存的信号值进行积分，并将其积分值作为与上述差值对应的值输出；和加法部，将该环路滤波器的输出与对应于f1r和f2r之差的值的差取出，作为向上述DDS电路部的输入值。

此外，本发明也可以构成为：将成为频率修正对象的晶体振子与构成可称为温度计的第一晶体振子和第二晶体振子中的一个不共用化。

发明效果

在本发明的基于环境温度的检测结果来对输出频率进行修正的振荡装置中，设第一和第二振荡电路的振荡输出为f1和f2，基准温度条件下的第一和第二振荡电路的振荡频率分别为f1r和f2r，将与对应于f1和f1r之差的值与对应于f2和f2r之差的值的差值对应的值作为此时的温度进行处理，由于该值与温度的相关度极高，因此能够高精度地进行输出频率的温度补偿。

附图说明

图1表示本发明的实施方式的整体结构的方框图。

图2表示本发明的实施方式的一部分的方框图。

图3为图2所示的一部分的输出的波形图。

图4为示意地表示图2所示的包含DDS电路部的环路中未锁定(lock)的状态的各部分的波形图。

图5为示意地表示图2所示的包含DDS电路部的环路中锁定的状态的各部分的波形图。

图6为与上述实施方式对应的实际装置的上述环路中的各部分的波形图。

图7为表示第一振荡电路的频率f1及第二振荡电路的频率f2与温度的关系的频率温度特性图。

图8为表示f1、f2的各自标准化的值与温度的关系的频率温度特性图。

图9表示将f1标准化而得到的值与温度的关系，以及将f1标准化而得到的值与将f2标准化而得到的值之差ΔF与温度的关系的频率温度特性图。

图10为表示将图9的纵轴标准化而得到的值和频率修正值的关系的特性图。

图11表示修正值运算部的方框图。

图12为表示频率差检测部的动作模拟的特性图。

图13为表示现有的TCXO的结构图。

具体实施方式

图1是表示本发明的振荡装置的实施方式整体的方框图。该振荡装置作为输出所设定的频率的频率信号的频率合成器而构成，包括：使用晶体振子的电压控制振荡器100；构成电压控制振荡器100的PLL的控制电路部200；和对被输入到该控制电路部200的基准时钟进行温度补偿的温度补偿部。对温度补偿部未附加附图标记，相当于图1中的控制电路部200的左侧部分。

控制电路部200中，用相位频率比较部205，对从DDS(DirectDigital Synthesizer，直接数字合成器)电路部201输出的参照(reference)时钟和将电压控制振荡器100的输出由分频器204分频而得到的时钟的相位进行比较，将作为其比较结果的相位差通过未图示的电荷泵模拟化。模拟化后的信号输入到环路滤波器206，进行控制以使得PLL(Phase locked loop，锁相环)稳定。因此，控制电路部200也能够称作为PLL部。此处，DDS电路部201将从后述的第一振荡电路1输出的频率信号作为基准时钟使用，被输入用于输出作为目的的频率的信号的频率数据(数字值(digital value))。

但是，由于上述基准时钟的频率具有温度特性，因此为了消除这种温度特性，利用加法部60，将被输入到DDS电路部201的上述频率数据和与后述的频率修正值对应的信号相加。通过对被输入到DDS电路部201的频率数据进行修正，将基于基准时钟的温度特性变动量的DDS电路部201的输出频率的温度变动量消除，其结果是，参照用时钟的频率相对于温度变动是稳定的，因而来自电压控制振荡器100的输出频率稳定。

温度补偿部具有第一晶体振子10和第二晶体振子20，上述第一晶体振子10和第二晶体振子20使用共用的晶体片Xb而构成。即，将例如长方状的晶体片Xb的区域在长度方向上一分为二，在各分割区域(振动区域)的表背两面设置激振用的电极。从而，一个分割区域和一对电极11、12构成第一晶体振子10，另一个分割区域和一对电极21、22构成第二晶体振子20。因此，第一晶体振子10和第二晶体振子20被热结合而成。

第一晶体振子10和第二晶体振子20分别与第一振荡电路1和第二振荡电路2连接。该振荡电路1、2的输出，例如既可以是晶体振子10、20的泛音(overtone，高次谐波)，也可以是基波。在得到泛音的输出的情况下，例如在包括晶体振子和放大器(增幅器)的振荡环路内设置有泛音的调谐电路，可以使振荡环路以泛音进行振荡。或者，使振荡环路以基波进行振荡，在振荡级的后级，例如作为科耳皮兹电路的一部分的放大器的后级设置有C级放大器，通过该C级放大器使基波变形，并且在C级放大器的后级设置有与调谐成泛音的调谐电路，其结果是，可以从振荡电路1、2均输出例如三次泛音的振荡频率。

为了便于说明，设从第一振荡电路1输出频率f1的频率信号，从第二振荡电路2输出频率f2的频率信号，频率f1的频率信号作为基准时钟被供给到上述控制电路部200。3是频率差检测部，该频率差检测部3概略而言是用于取出f1和f2之差与Δfr的差即ΔF＝f2-f1-Δfr的电路部。Δfr是在基准温度例如为25℃时的f1和f2之差。若列举f1和f2之差的一个例子，则例如为数MHz。本发明是通过由频率差检测部3来计算对应于f1和f2之差的值与基准温度例如25℃时对应于f1和f2之差的值的差即ΔF而成立的。在该实施方式中，更详细来说，则通过频率差检测部3得到的值为{(f2-f1)/f1}-{(f2r-f1r)/f1r}。其中，附图中省略了频率差检测部3的输出的表示。

图2所示为频率差检测部3的具体例。31是双稳态多谐振荡电路(F/F电路)，该双稳态多谐振荡电路31的一个输入端被输入来自第一振荡电路1的频率f1的频率信号，另一个输入端被输入来自第二振荡电路2的频率f2的频率信号，通过来自第一振荡电路1的频率f1的频率信号锁存来自第二振荡电路2的频率f2的频率信号。下面，为避免记载冗长，令f1、f2表示频率或频率信号自身。双稳态多谐振荡电路31输出具有与f1和f2的频率差对应的值，即(f2-f1)/f1的频率的信号。

在双稳态多谐振荡电路31的后级设置有单触发电路32，通过单触发电路32以从双稳态多谐振荡电路31获得的脉冲信号的上升沿，输出单触发的脉冲。图3是表示此前一系列的信号的时序图。

在单触发电路32的后级设置有PLL(Phase Locked Loop)，该PLL由锁存电路33、具有积分功能的环路滤波器34、加法部35和DDS电路部36构成。锁存电路33是用来通过从单触发电路32输出的脉冲将从DDS电路部36输出的锯齿波锁存的电路，锁存电路33的输出是在上述脉冲被输出的时刻的上述锯齿波的信号电平。环路滤波器34对作为该信号电平的直流电压进行积分，加法部35对该直流电压和与Δfr对应的直流电压进行加法运算。将与对应于Δfr的直流电压对应的数据存储在图2所示的存储器30中。

在该例中，加法部35中的符号如下：与Δfr对应的直流电压的输入侧是“+”，环路滤波器34的输出电压的输入侧是“-”。在DDS电路部36，由加法部35运算得到的直流电压即从与Δfr对应的直流电压减去环路滤波器34的输出电压所得到的电压被输入，与该电压值对应的频率的锯齿波被输出。为容易地理解PLL的动作，图4示意性地示出了各部分的输出的情况。在装置开始工作时，与Δfr对应的直流电压通过加法部35被输入到DDS电路部36，例如设Δfr为5MHz时，与该频率相应的频率的锯齿波从DDL36输出。

通过锁存电路33以与(f2-f1)对应的频率的脉冲将上述锯齿波锁存，但是当设(f2-f1)为例如6MHz时，由于锁存用的脉冲的周期比锯齿波短，因此锯齿波的锁存点如图4(a)所示那样逐渐下降，锁存电路33的输出和环路滤波器34的输出如图4(b)、(c)所示那样向一侧逐渐下降。由于加法部35的环路滤波器34的输出侧的符号为“-”，因此从加法部35输入到DDS电路部36的直流电压上升。因此，从DDS电路部36输出的锯齿波的频率增高，向DDS电路部36输入与6MHz对应的直流电压时，锯齿波的频率成为6MHz，如图5(a)～(c)所示那样PLL被锁定。此时，从环路滤波器34输出的直流电压成为与Δfr-(f2-f1)＝-1MHz对应的值。即，环路滤波器34的积分值，相当于锯齿波从5MHz向6MHz变化时的1MHz变化量的积分值。

与该例相反，在Δfr为6MHz、(f2-f1)为5MHz时，锁存用的脉冲的周期比锯齿波长，因此图4(a)所示的锁存点逐渐升高，锁存电路33的输出和环路滤波器34的输出也随之上升。因此，由于在加法部35被减去的值增大，因此锯齿波的频率逐渐下降，不久在成为与(f2-f1)相同的5MHz时，PLL被锁定。此时，从环路滤波器34输出的直流电压成为与Δfr-(f2-f1)＝1MHz对应的值。另外，图6为实测数据，在该例子中，PLL在时刻t0被锁定。

但是，如上所述，实际上频率差检测部3的输出即图2所示的平均化电路37的输出，是将{(f2-f1)/f1}-{(f2r-f1r)/f1r}的值以34比特(bit)的数字值来表示的值。当设从-50℃附近至100℃附近的该值的集合为(f1-f1r)/f1＝OSC1(单位为ppm或ppb)、(f2-f2r)/f2r＝OSC2(单位为ppm或ppb)时，相对于温度的变化成为与OSC2-OSC1实质相同的曲线。从而，频率差检测部3的输出能够作为OSC2-OSC1＝温度数据来处理。

另外，在双稳态多谐振荡电路31中，通过f1锁存f2的动作并非同步，因此也存在产生亚稳态(当在时钟的边缘锁存输入数据时，进行锁存的边缘的前后一定时间需要保持输入数据，但是由于时钟和输入数据大致同时变化，因此输出不稳定的状态)等不定区间的可能性，存在在环路过滤器34的输出中包含瞬间误差的可能性。在上述的PLL，由于将环路过滤器34的输出作为与温度对应的值即Δfr和(f2-f1)之差进行处理，因此在环路过滤器34的输出侧，设置有求取预先设定的时间的输入值的移动平均的平均化电路37，使得即使产生上述瞬间误差也可以去除。通过设置平均化电路37，最终能够高精度地取得与变动温度相应的频率偏离信息。

将由PLL的环路滤波器34获得的与变动温度相应的频率偏离信息，在该例中为Δfr-(f2-f1)，输入到图1所示的作为修正值取得部的修正值运算部4，在此对频率的修正值进行运算。在描述修正值运算部4之前，参照图7～图10，对频率偏离信息和频率修正值进行说明。图7是表示按基准温度将f1和f2标准化的温度和频率的关系的特性图。这里所谓的标准化是指，例如以25℃为基准温度，就温度和频率的关系而言，以基准温度条件下的频率为零，求取从基准温度的频率开始的频率偏离量与温度的关系。当设第一振荡电路1在25℃时的频率为f1r，第二振荡电路2在25℃时的频率为f2r时，即当设25℃时的f1和f2的值分别为f1r、f2r时，图7的纵轴的值为(f1-f1r)和(f2-f2r)。

图8表示关于图7所示的各温度的频率相对于基准温度(25℃)时的频率的变化率。因此，图8的纵轴的值为(f1-f1r)/f1r和(f2-f2r)/f2r，将这些值分别用OSC1和OSC2表示。另外，图8的纵轴的值的单位是ppm。

这里，回到频率差检测部3的说明，如上所述，在该实施方式中，频率差检测部3并非求取(f2-f2r)-(f1-f1r)＝f2-f1-Δfr的值，而是进行求取OSC2-OSC1的运算。即，关于表示各频率以什么比率偏离基准温度的比率的值，求取f2时的比率和f1时的比率的差。虽然对锁存电路33输入与(f2-f1)对应的频率信号，但是由于PLL环路中输入了锯齿波，因此能够组成电路来进行这种运算。当设频率差检测部3的输出是34比特的数字值时，例如每1比特分配0.058(ppb)的值，OSC2-OSC1的值能够获得精确到0.058(ppb)的精度。另外，能够设定每1比特为0.058(ppb)的值的根据是基于后述的(2)～(4)式。在该阶段对图6进行说明的话，图6中在f1和f2的频率差(精确而言是频率的变化率的差)OSC2-OSC1为40ppm的情况下，是组装在实际电路中的锁存电路33和环路滤波器34的输出值。

图9表示OCS1和温度的关系(与图8相同)，以及(OSC2-OSC1)和温度的关系，从图可知(OSC2-OSC1)与温度呈直线(线性)关系。从而可知，(OSC2-OSC1)与偏离基准温度的温度变动偏离量对应。一般而言，晶体振子的频率温度特性可以用3次函数表示，如果求取抵消基于3次函数的频率变动量的频率修正值和(OSC2-OSC1)的关系，就能基于(OSC2-OSC1)的检测值求得频率修正值。

该实施方式的振荡装置，如上所述，将从第一振荡电路1获得的频率信号(f1)用作图1所示的控制电路部200的基准时钟，由于该基准时钟存在频率温度特性，因此对基准时钟的频率进行温度修正。首先，预先求取按基准温度标准化了的、表示温度和f1的关系的函数，如图10所示求取用于抵消基于该函数的f1的频率变动量的函数。从而，图10的纵轴是-OSC1。在该例中，为了高精度地进行温度修正，将上述函数设定为例如9次函数。

如上所述，由于温度与(OSC2-OSC1)为直线关系，因此图10的横轴为(OSC2-OSC1)的值，但是如果直接使用(OSC2-OSC1)的值，则用于确定该值的数据量变多，因此如以下所示那样将(OSC2-OSC1)的值标准化。即，设定振荡装置在实际使用时的上限温度和下限温度，设上限温度时的(OSC2-OSC1)的值为+1，下限温度时的(OSC2-OSC1)的值为-1来进行处理。在该例中，如图10所示那样，以-30ppm为+1，以+30ppm为-1。

在上述例子中，使晶体振子的相对于温度的频率特性为9次多项近似式来进行处理。具体而言，在生产晶体振子时，通过实测取得(OSC2-OSC1)与温度的关系，基于该实测数据导出将相对于温度的频率变动量抵消、表示温度和-OSC1的关系的修正频率曲线，利用最小二乘法导出9次多项近似式系数。然后，将多项近似式系数预先存储在存储器30(参照图1)中，修正值运算部4利用这些多项近似式系数进行(1)式的运算处理。

Y＝P1·X⁹+P2·X⁸+P3·X⁷+P4·X⁶+P5·X⁵+P6·X⁴+P7·X³+P8·X²+P9·X...(1)

(1)式中X表示频率差检测信息，Y表示修正数据，P1～P9表示多项近似式系数。

在此，X为由图1所示的频率差检测部3获得的值，即由图2所示的平均化电路37获得的值(OSC2-OSC1)。

用于由修正值运算部4执行运算的方框图的一个例子如图11所示。在图11中，401～409为进行(1)式的各项运算的运算部，400为加法部，410是进行舍入处理的电路。另外，修正值运算部4也可以：例如使用1个乘法部，利用该乘法部求取9乘(次)项的值，接着利用该乘法部求取8乘项的值，按此反复利用该乘法部，最终将各乘项的值相加。另外，修正值的运算式不限定于使用9次多项近似式，也可以使用与所要求的精度相应的次数的近似式。

下面，总结上述实施方式的整体动作。将从第一振荡电路1输出的频率信号作为时钟信号，供给到电压控制振荡器100的控制电路部200的DDS201，如本实施方式的开头所述的那样，通过控制电路部200的控制动作，从电压控制振荡器100输出作为目的的频率的频率信号。另一方面，从第一振荡电路1和第二振荡电路2分别输出的频率信号f1、f2被输入到频率差检测部3，通过已详细描述过的动作，在该例中，当频率差检测部3的输出即PLL的输出成为与{Δfr-(f2-f1)}对应的值、本例中为(OSC2-OSC1)时锁定。然后，将该值输入到修正值运算部4，执行(1)式的运算，得到作为温度修正数据的频率修正量。(1)式的运算，是求取例如在图10所示的特性图中，与基于频率差检测部3的输出值而得到的值对应的修正频率曲线的纵轴的值的处理。

回到图1，向控制部200的输入侧的加法部60，输入由与用于设定电压控制振荡器100的输出频率的设定值对应的数字值构成的频率数据，利用加法部60将频率数据与作为上述温度修正数据的频率修正量相加。因此，DDS201的动作时钟的频率温度变化量被补偿。

如图1所示，第一晶体振子10和第二晶体振子20使用共用的晶体片Xb而构成，由于互相热结合，振荡电路11和12的频率差是与环境温度非常精确地对应的值，因此，频率差检测部3的输出是环境温度和基准温度(该例中为25℃)的温度差信息。由于第一振荡电路11输出的频率信号f1作为控制电路部200的主时钟使用，因此由修正值运算部4获得的修正值，为了将基于因温度偏离25℃所导致的f1的频率偏离量的对控制电路部200的动作的影响抵消，作为用于对控制部200的动作进行补偿的信号被使用。其结果是，作为本实施方式的振荡装置1的输出的电压控制振荡器100的输出频率与温度变化无关，是稳定的。

如上所述，根据上述实施方式，动作时钟本身与温度变动无关，能够获得与温度变动量对应的精确的频率偏离信息，其结果是能够实现高稳定、高精度的振荡装置。此外，将对应于f1和f1r之差的值与对应于f2和f2r之差的值的差值，作为频率差检测信息(与温度变动相应的频率偏离信息)，因此无需像专利文献1那样进行调整为f1≈f2的繁琐的作业，而且也不存在晶体振子的成品率降低的问题。

而且，为求取频率差检测信息，制作f1和f2的差频率的脉冲，利用上述脉冲将从DDS电路部输出的锯齿波信号在锁存电路锁存，对被锁存的信号值进行积分，将其积分值作为上述频率差输出，并且取出该输出与对应于f1r和f2r之差的值的差，输入到上述DDS电路部，由此构成PLL。像专利文献1那样，在对f1和f2进行计数取得其差的情况下，计数时间直接影响到检测精度，然而在上述结构中不存在上述问题，因此检测精度高。实际中通过模拟对两种方式进行了比较，在对频率计数的方式中，设定200ms的计数时间，结果得到本实施方式的检测精度约高了50倍。

另外，在本实施方式的PLL的情况下，不像现有的DDS电路部那样包括正弦波ROM表，因此具有能够减小存储器容量的优点，能够使装置规模缩小。另外，因为是基于与温度变动相应的频率偏离信息，通过运算处理来求得频率的修正值，因此不需要大容量的存储器，就这一点而言也能够缩小装置的规模，抑制成本。

这里，使用图2的电路，在f1为81.9MHz、f2为76.69MHz的情况下，作为频率差检测部3的输出的频率差信息和时间的关系的调查结果如图12所示。此时，频率差信息被设定为(OSC2-OSC1)，该值是+50ppm。

重复说明的是，在本实施方式中，对应于f1和f1r之差的值是{(f1-f1r)/f1r}(＝OSC1)，对应于f2和f2r之差的值是{(f2-f2r)/f2r}(＝OSC2)，与对应于f1和f1r之差的值和对应于f2和f2r之差的值的差值对应的值是OSC2-OSC1。本发明不仅限于此，频率差检测部3也可以使用(f1-f1r)和(f2-f2r)的差值本身，作为与对应于f1和f1r之差的值和对应于f2和f2r之差的值的差值对应的值，在这种情况下，利用图7的图表求取温度。

在上述实施方式中，在图8～图10的说明中，频率的变化量用单位“ppm”表示，但是由于在实际的数字电路中全部是按2进数处理的，因此DDS电路36的频率设定精度按构成比特数计算，例如为34比特。举例来说，在对图1所示的控制电路部200所包含的DDS电路部201供给10MHz的时钟的情况下，该时钟的变动频率为100Hz时，

[变动比率计算]

100Hz/10MHz＝0.00001

[ppm换算]

0.00001*le6＝10[ppm]

[DDS设定精度换算]

0.00001*2^34≈171，799[ratio(比)-34bit(比特)(暂称)]

在上述情况下，上述频率设定精度用下面的(2)式表示：

1×[ratio-34bit]＝10M[Hz]/2^34≈0.58m[Hz/bit]......(2)

从而，100[Hz]/0.58m[Hz/bit]≈171，799[bit(ratio-34bit)]。

另外，0.58mHz相对于10MHz，能够用下面的(3)式计算：

0.58m[Hz]/10M[Hz]*le9≈0.058[ppb]......(3)

从而，从(2)、(3)式，(4)式的关系成立：

le9/2^34＝0.058[ppb/ratio-34bit]......(4)

即，用DDS电路部36处理的频率消失，成为仅是比特数的关系。

进而，在上述例子中，第一晶体振子10和第二晶体振子20使用共用的晶体片Xb，但是晶体片Xb也可以不共用。在这种情况下，能够列举例如将第一晶体振子10和第二晶体振子20配置在共用的壳体中。根据这种结构，由于实际上是被放置在相同的温度环境下，因此能够得到同样的效果。

频率差检测部3的DDS电路部36的输出信号不限于锯齿波，只要是信号值随时间反复增加、减少的频率信号就可以，例如正弦波也可以。

另外，作为频率差检测部3，也可以利用计数器对f1和f2进行计数，从其计数值的差值减去相当于Δfr的值，输出与得到的计数值对应的值。

本发明以利用上述第一振荡电路1的输出来生成振荡装置的输出为前提，在作为该方式的上述实施方式中，将从第一振荡电路1获得的频率信号f1作为图1所示的控制电路部200(具体为DDS电路部201)的基准时钟使用。但是，作为利用第一振荡电路1的输出来生成振荡装置的输出的方式，也可以是如图13所示的一般的TCXO那样，直接利用第一振荡电路1的输出作为振荡装置的输出的方式。

在该情况下，第一振荡电路1的输出频率的温度特性直接成为振荡输出的温度特性。从而，取代图13所示的温度检测器94的输出，也可以使用由频率差检测部3获得的频率差信息，基于该信息，求得与频率修正量相符的控制电压(相当于设定频率的设定信号)的补偿量，通过控制电压发生部93，将上述补偿量和用于输出基准温度条件下的频率的基准电压相加来作为控制电压。基于频率差信息求取频率修正量的方法，如上述实施方式那样不限于多项近似式，也可以是在存储器中预先存储表示频率差信息和频率修正量的关系的表，并参照该表的方法。

在以上的实施方式中，将第一晶体振子10和第二晶体振子20的频率差，作为可称为是温度计测值来使用，基于该温度计测值，求得第一晶体振子10的相对于温度变动的频率修正值。但是，在采用成为频率修正对象的晶体振子和构成可称为是温度计的2个晶体振子中的一个不共用化的结构的情况也包含在本发明的技术范围内。在这种情况下，使用第一晶体振子10和第二晶体振子20以外的第三晶体振子，利用与该第三晶体振子连接的振荡电路的输出，生成振荡装置的输出。第一晶体振子10、第二晶体振子20和第三晶体振子例如可以构成在共用的晶体片，或者也可以使晶体片不共用，而例如收纳在同一容器内，放置在相同的环境温度气氛中。

在这种情况下，上述修正值取得部，并非基于由频率差检测部检测出的与上述差值对应的值，以及与上述差值对应的值和第一振荡电路的振荡频率f1的频率修正值的关系，来取得f1的频率修正值，

而是采用以下方式：基于由频率差检测部检测出的与上述差值对应的值，以及与上述差值对应的值和其他振荡电路的振荡频率f0的频率修正值的关系，来取得f0的频率修正值，该其他振荡电路是使不同于第一晶体振子及第二晶体振子的其他晶体振子振荡的振荡电路。

附图标记说明：

1 第一振荡电路

2 第二振荡电路

10 第一晶体振子

20 第二晶体振子

3 频率差检测部

31 双稳态多谐振荡电路

32 单触发电路

33 锁存电路

34 环路滤波器

35 加法部

36 DDS电路部

4 修正值运算部(修正值取得部)

100 电压控制振荡器

200 控制电路部

Claims

1.一种振荡装置，其基于环境温度的检测结果，对输出频率的设定值进行修正，该振荡装置的特征在于，包括：

在晶体片设置第一电极而构成的第一晶体振子；

在晶体片设置第二电极而构成的第二晶体振子；

分别与所述第一晶体振子和第二晶体振子连接的第一振荡电路和第二振荡电路；

频率差检测部，当设第一振荡电路的振荡频率为f1，基准温度的第一振荡电路的振荡频率为f1r，第二振荡电路的振荡频率为f2，基准温度的第二振荡电路的振荡频率为f2r时，求取与对应于f1和f1r之差的值和对应于f2和f2r之差的值的差值对应的值；和

修正值取得部，基于由该频率差检测部检测出的与所述差值对应的值，以及与所述差值对应的值和第一振荡电路的振荡频率f1的频率修正值的关系，取得起因于环境温度与基准温度的不同的f1的频率修正值，

所述频率差检测部包括：

生成所述f1和f2的差频率的脉冲的脉冲生成部；

DDS电路部，输出信号值以与被输入的直流电压的大小相应的频率随时间反复增加、减少的频率信号；

锁存电路，利用由所述脉冲生成部生成的脉冲将从该DDS电路部输出的频率信号锁存；

环路滤波器，对由该锁存电路锁存的信号值进行积分，并将其积分值作为与所述差值对应的值输出；和

加法部，将该环路滤波器的输出和对应于f1r和f2r之差的值的差取出，作为向所述DDS电路部的输入值，

振荡装置的输出利用所述第一振荡电路的输出而生成，

基于由所述修正值取得部求得的所述频率修正值，对所述输出频率的设定值进行修正。

2.如权利要求1所述的振荡装置，其特征在于：

与对应于f1和f1r之差的值和对应于f2和f2r之差的值的差值对应的值为{(f2-f2r)/f2r}–{(f1-f1r)/f1r}。

3.如权利要求1所述的振荡装置，其特征在于：

所述修正值取得部基于规定了与所述差值对应的值和第一振荡电路的振荡频率f1的频率修正值的关系的关系式，通过运算取得f1的频率修正值。

4.如权利要求1所述的振荡装置，其特征在于：

将第一晶体振子的晶体片和第二晶体振子的晶体片共用。

5.如权利要求1所述的振荡装置，其特征在于：

所述修正值取得部，

并非基于由频率差检测部检测出的与所述差值对应的值，以及与所述差值对应的值和第一振荡电路的振荡频率f1的频率修正值的关系，来取得f1的频率修正值，

而是采用以下方式：基于由频率差检测部检测出的与所述差值对应的值，以及与所述差值对应的值和其他振荡电路的振荡频率f0的频率修正值的关系，来取得f0的频率修正值，该其他振荡电路是使不同于第一晶体振子及第二晶体振子的其他晶体振子振荡的振荡电路，

振荡装置的输出，是利用使所述其他晶体振子振荡的其他振荡电路的输出而生成的，而并非利用所述第一振荡电路的输出而生成。