CN102780452B - 温度补偿型振荡器、电子设备 - Google Patents

Abstract

一种能够在维持高精度的温度补偿的同时实现节电化的温度补偿型振荡器、和搭载有该振荡器的电子设备。该温度补偿型振荡器具备：温度传感器；温度补偿电路；输出根据温度补偿电压而被进行了补偿的振荡信号的电压控制振荡电路；根据所述温度传感器（20）输出的检测温度电压的变化量与基准电压的关系而输出导通断开信号的输出电路；接受所述导通断开信号并向所述温度补偿电路供给电功率的开关电路；接受所述导通断开信号，并在如下状态之间切换的采样保持电路，即，保持所述温度补偿电路所输出的所述温度补偿电压并向所述电压控制振荡电路输出的状态，和切断与所述温度补偿电路的连接并将所保持的所述温度补偿电压输出至所述电压控制振荡电路的状态。

Description

温度补偿型振荡器、电子设备

技术领域

本发明涉及一种能够在维持高精度的温度补偿的同时、实现节电化的温度补偿型振荡器以及搭载有该振荡器的电子设备。 

背景技术

一直以来，作为微型计算机和移动电话机等的电子设备的基准时钟源，使用了不受周围的温度和电子元件固有的特性所左右的、作为稳定的振荡电路而性能优异的温度补偿型水晶振荡器（Temperature Compensated CrystalOscillator：TCXO）等的水晶振荡器。 

图11图示了专利文献1所记载的温度补偿型水晶振荡器。如图11所示，温度补偿型振荡器200由振荡电路202和温度补偿电路206构成。振荡电路202具有如下结构，即，在包含了作为振源的水晶振子204的电路中连接有多个使开关Sn（n：自然数）与电容Cn（n：自然数）串联的串联电路的结构，并且通过使开关Sn导通断开，从而能够使振荡电路202内的电容发生变化，进而对振荡信号的振荡频率进行控制。另一方面，温度补偿电路206根据由温度传感器208获得的温度的信息，而对补正值进行选择，并将与补正值相对应的导通断开控制用信号输出至振荡电路202，其中，所述补正值为，以对伴随温度变化而产生的、水晶振子204的振荡频率的变化进行抑制的方式对频率进行控制的值。而且，在振荡电路202中，通过所输入的导通断开控制用信号，从而单独对开关S1、……Sn进行导通和断开。 

在专利文献2所记载的温度补偿型水晶振荡器中，虽然与专利文献1同样地由振荡电路和温度补偿电路构成，但是在振荡电路中设置有，电容根据所施加的电压而发生变化的变容二极管，温度补偿电路输出以对伴随水晶振子的温度变化而产生的频率变化进行抑制的方式对变容二极管的电容值进行控制、以使频率可变的控制信号。由此，振荡电路向变容二极管施加与控制信号相对应的电压。 

由此，在专利文献1或2中的温度补偿型水晶振荡器中，振荡电路内的电容具有与水晶振子的振荡频率的温度特性相反的温度特性。 

因此，专利文献1或2中的温度补偿型水晶振荡器能够通过伴随振荡电路内的电容变化而产生的频率的变化，来抑制水晶振子的振荡频率的温度特性的变化，并输出具有温度依存性较小的温度特性的振荡信号，在专利文献3中也公开了同样的技术。 

在这种温度补偿型振荡器中，在维持高精度的温度补偿的同时抑制电功率消耗成为了一项课题。在专利文献1和4中公开了如下技术，即，当温度变化较大时，使生成温度补偿电压的正时的时间间隔缩短，而相反地在温度变化较小时，使该间隔延长，在专利文献3中采用了如下结构，即，当振荡信号的频率偏出了以基准频率为中心的固定的容许范围时，使温度补偿电路驱动。 

但是，在专利文献1、3中的温度补偿型水晶振荡器中，存在电容变化离散，从而频率随着电容的变化而急剧变化的问题，和为了提高温度补偿的精度而需要增加电容的个数从而成本增加的问题。 

此外，专利文献2的温度补偿型水晶振荡器中，由于对实际的频率变化进行监视而实施是否执行温度补偿的判断，因此需要设置对频率进行检测的结构从而存在要产生成本的问题。 

而且，在专利文献1、3、4中，虽然通过改变温度补偿电压的输出的时间周期从而实现了节电化，但是由于温度补偿电路常时被驱动，因而存在电功率消耗的降低有限的问题。 

专利文献 

专利文献1：日本特开2003-258551号公报 

专利文献2：日本特开昭62-38605号公报 

专利文献3：日本特开2007-208584号公报 

专利文献4：日本特开平2-141026号公报 

发明内容

因此，本发明着眼于上述问题点，其目的在于提供一种能够在维持高精度的温度补偿的同时、以简易的结构来实现节电化的温度补偿型振荡器以及搭载有该振荡器的电子设备。 

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，其能够作为以下的应用例来实现。 

应用例1 

一种温度补偿型振荡器，其具有：温度传感器，其用于输出与温度相对应的检测温度电压；温度补偿电路，其根据所述检测温度电压而输出温度补偿电压；电压控制振荡电路，其输出根据所输入的所述温度补偿电压而被进行了温度补偿的振荡信号；所述温度补偿型振荡器的特征在于，具备：输出电路，其根据所述检测温度电压在所需时间内的电压变化量的大小、与基准电压之间的大小关系，来输出导通断开信号；开关电路，其接受所述导通断开信号，从而对向所述温度补偿电路的电功率的供给进行导通断开控制；采样保持电路，其接受所述导通断开信号，从而在如下状态之间被切换控制，即，与所述温度补偿电路相连接，并在保持所述温度补偿电路所输出的所述温度补偿电压的同时、将所述温度补偿电压输出至所述电压控制振荡电路的状态，和在切断与所述温度补偿电路的连接的同时、将所保持的所述温度补偿电压输出至所述电压控制振荡电路的状态。 

根据上述结构，能够基于温度传感器所检测出的检测温度电压的电压变化量的大小，而对是否实施温度补偿进行判断，当电压变化量的大小大于基准电压时，对温度补偿电路进行驱动从而向电压控制振荡电路输出温度补偿电压，并在采样保持电路中保持温度补偿电压；当电压变化量的大小小于基准电压时，停止对温度补偿电压的驱动，并将采样保持电路中所保持的温度补偿电压输出至电压控制振荡电路。因此，成为了能够在维持高精度的温度补偿的同时、以简易的结构来实现节电化的温度补偿型振荡器。 

应用例2 

如应用例1所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，所述输出电路具有：低通滤波器，其被输入所述检测温度电压；差动放大电路，其通过对所述检测温度电压和所述低通滤波器的输出进行差动放大，从而输出与所述电压变化量相对应的电压；绝对值电路，其通过输出作为所述差动放大电路输出的绝对值的电压，从而输出与所述电压变化量的大小相对应的电压；比较器，其将表示所述绝对值电路的输出与所述基准电压之间的大小关系的信号，作为所述导通断开信号来进行输出。 

根据上述结构，由于低通滤波器输出当前时刻的一定时间之前的检测温度电压，因此在绝对值电路中，能够计算出当前的检测温度电压、与当前时刻的一定时间之前的检测温度电压之间的差分的大小，即检测温度电压的电压变化量的大小。因此，能够在以简易的结构来计算出检测温度电压的电压变化量的大小的同时，输出导通断开信号。 

应用例3 

如应用例1所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，所述输出电路具有：计时器，其以固定周期而输出驱动信号；第二采样保持电路，其接受所述驱动信号，从而能够在如下状态之间进行切换，即，与所述温度传感器相连接而在保持所述检测温度电压的同时、输出所述检测温度电压输出的状态，和切断与所述温度传感器的连接的同时、将所保持的所述检测温度电压输出的状态；所述差动放大电路，其通过对所述检测温度电压和所述第二采样保持电路的输出进行差动放大，从而输出与所述电压变化量相对应的电压；绝对值电路，其通过输出成为所述差动放大电路的输出的绝对值的电压，从而输出与所述电压变化量的大小相对应的电压；比较器，其将表示所述绝对值电路的输出与所述基准电压之间的大小关系的信号，作为所述导通断开信号来进行输出。 

根据上述结构，能够通过改变计时器的周期，从而任意地设定对检测温度电压的电压变化量的大小的计算间隔。 

应用例4 

如应用例2或3所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，所述输出电路具有切断电路，当所述检测温度电压为，预先被设定的第一阈值与预先被设定的第二阈值电压之间的值时，所述切断电路将所述导通断开信号切断，其中，所述第二阈值电压为高于所述第一阈值电压的值。 

在上述结构中，由于被设定为，例如与第一阈值电压相对应的温度和与第二阈值电压相对应的温度之间成为，电压控制振荡电路的振荡周期的温度特性具有非常平缓的特性的区域（频率温度特性的曲线的极值以及该极值附近的温度范围，即其间的频率温度特性的变化幅度在温度补偿型振荡器所要求的频率温度特性的稳定度以内的区域），因而在该温度区域内不需要进行对温度补偿电压的更新，因此，不需要进行对温度补偿电路的驱动。因此，当温度传感器所检测出的温度处于该温度区域内时停止对温度补偿电路的驱动，从而能够大幅度减少电功率消耗。 

应用例5 

如应用例2或3所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，所述输出电路具有：延迟电路，其被输入所述导通断开信号，且输出使所述导通断开信号的电压变化延迟的延迟信号；或运算电路，其将成为所述导通断开信号与所述延迟信号的或运算解的信号作为所述导通断开信号而输出至所述开关电路；与运算电路，其将成为所述导通断开信号与所述延迟信号的与运算解的信号作为所述导通断开信号而输出至所述采样保持电路。 

根据上述结构，采样保持电路的驱动的开启迟于温度补偿电路的驱动的开启，且采样保持电路的驱动的关闭早于温度补偿电路的驱动的关闭。由此，温度补偿电路能够在到采样保持电路开启为止的期间内使温度补偿电压的输出稳定，且由于在温度补偿电路开启之前使采样保持电路关闭，因此能够切实地实施对由温度补偿电路所输出的温度补偿电压的保持。 

应用例6 

如应用例1至3中任一例所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，在所述温度补偿电路与所述采样保持电路之间、或在所述采样保持电路与所述电压控制振荡电路之间，配置有第二低通滤波器。 

在刚刚将温度补偿电路设为导通状态后，采样保持电路将从所保持的温度补偿电压切换为从温度补偿电路新输入的温度补偿电压。由此，在该切换时，温度补偿电压在时间方向上不连续，从而有可能对电压控制振荡电路造成负面影响。因此，通过上述结构，能够使新输入的温度补偿电压的时间变化变得平缓，从而减轻对电压控制振荡电路的负担。 

应用例7 

一种电子设备，其特征在于，搭载有应用例1至3中任一例所述的温度补偿型振荡器。 

根据上述结构，从而成为能够在维持高精度的温度补偿的同时，以简易的结构来实现节电化的电子设备。 

附图说明

图1为第一实施方式所涉及的温度补偿型振荡器的整体框图。 

图2为本实施方式所涉及的电压控制振荡电路的电路图。 

图3为本实施方式所涉及的采样保持电路的电路图。 

图4为本实施方式所涉及的输出电路的框图。 

图5为本实施方式所涉及的信号生成电路的电路图。 

图6为本实施方式所涉及的切断电路的电路图。 

图7为表示本实施方式所涉及的分支电路的电路图和时序图的图。 

图8为本实施方式所涉及的信号生成电路的改变例的电路图。 

图9为本实施方式所涉及的温度补偿型振荡器的改变例，其中，图9（a）为在温度补偿电路和采样保持电路之间配置了低通滤波器的图，图9(b)为在采样保持电路与电压控制振荡电路之间配置了低通滤波器的图。 

图10为表示本实施方式的温度补偿型振荡器和改变例的温度补偿型振荡器的温度补偿电压的时间依存的图。 

图11为专利文献1所记载的温度补偿型振荡器的框图。 

具体实施方式

以下，利用附图所示的实施方式对本发明进行详细说明。但是，对于该实施方式所记载的结构要素、种类、组合方式、形状、其相对位置等，只要不作特定的记载，则其只不过是单纯的说明示例，而并不表示将本发明的范围仅限定于此的含义。 

图1图示了本实施方式的温度补偿型振荡器的整体框图。本实施方式的温度补偿型振荡器10具有，以串联的方式依次连接有温度传感器20、温度补偿电路22、采样保持电路28、电压控制振荡电路12、缓冲器18的结构，并且具有调节器（固定电压输出电路）26，调节器26用于向上述的结构要素和后文所述的输出电路36供给固定的电压（电功率）。而且，在调节器26和温度补偿电路22之间连接有开关电路24，并且具备向开关电路24输出第一导通断开信号（SW1）、且向采样保持电路28输出第二导通断开信号（SW2）的输出电路36。 

另外，导通断开信号如后文所述，是指分别用于连续地反复执行开关电路24的输入输出之间的导通与断开的切换、和采样保持电路28的输入输出之间的导通与断开的切换的切换控制信号。 

图2图示了本实施方式所涉及的电压控制振荡电路12的电路图。电压控制振荡电路12例如为考必兹型振荡电路，且为以压电振子14为振荡源的振荡电路。压电振子14可以采用例如由水晶形成的厚度剪切振子或音叉型振子。而且，通过向压电振子14施加交流电压，从而能够以预定的共振频率（振荡频率）来输出振荡信号。此外，在电压控制振荡电路12中安装有成为可变电容的变容二极管16。电压控制型振荡电路12通过使施加在变容二极管16上的电压（温度补偿电压）发生变化，从而使变容二极管16的电容发生变化，进而通过该电容变化而使振荡信号的振荡频率发生变化。另外，缓冲器18为输 入阻抗极大的电路，其能够仅将由电压控制振荡电路12输出的振荡信号的电压传输至作为连接目标的设备侧。由此，电压控制振荡电路12能够在不受连接目标的设备的影响的条件下输出振荡信号。 

由于压电振子14的共振频率根据温度变化而变化，因此，振荡信号的振荡频率反映出压电振子14的共振频率的温度特性，从而能够根据温度变化而变化。因此，由于在变容二极管16上施加有用于抵消该压电振子14的温度特性（将由于压电振子14的温度特性的影响而产生的振荡频率的变动幅度抑制得较小）的温度补偿电压，因此振荡信号的振荡频率成为，以相对于温度变化而使频率偏差幅度小于压电振子14的温度特性的方式被补偿了的温度特性。 

如图1所示，温度传感器20为，将与所测定的温度相对应的检测温度电压（温度检测信号）输出至温度补偿电路22的部件，其由二极管等形成。当由二极管来形成温度传感器20时，使正向电流流过二极管，并将根据温度而以一次函数的形式降低的检测温度电压（V0）输出至温度补偿电路22。 

温度补偿电路22为，从温度传感器20被输入检测温度电压，并将与该电压相对应的温度补偿电压输出至采样保持电路28的部件。如果本实施方式中的压电振子14为音叉型振子，则其共振频率的温度特性用二次函数的曲线来描绘；如果为厚度剪切振子，则用三次函数的曲线来描绘。由此，温度补偿电路22中预先输入有，用于对压电振子14的共振频率的温度特性进行近似的、例如零次、一次、二次、三次等的温度系数的信息。由此，将温度的信息设为变量，温度补偿电路22通过对应当将上述这些温度系数作为系数的阶数进行计算，从而基于压电振子14在所测定出的温度下的共振频率的信息而计算出温度补偿电压，并输出至采样保持电路28。 

开关电路24为，被连接在调节器26与温度补偿电路22之间，且用于实施对温度补偿电路22从调节器26接受的电功率的导通断开控制的部件。在开关电路24中，从输出电路36输入第一导通断开信号（SW1），从而实施对温度补偿电路22的导通断开控制，而当第一导通断开信号（SW1）的电压为H（与基准值相比为高电压）时开关电路24成为导通状态（接通状态），当第一导通断开信号（SW1）的电压为L（与基准值相比为低电压）时，开关电路24成为断开状态（非接通状态）。 

图3中图示了第一实施方式所涉及的采样保持电路的电路图。采样保持电路28为，在如下的状态之间进行切换控制的部件，即，与温度补偿电路22相连接而在保持从温度补偿电路22输出的温度补偿电压的同时、将温度补偿电 压输出至电压控制振荡电路12的状态（直接输出状态）；以及切断与温度补偿电路22之间的连接，并将所保持的温度补偿电压输出至电压控制振荡电路12的状态（采样保持（S/H）输出状态）。 

采样保持电路28由开关30、电容器32、缓冲器34构成，在开关30的输出侧连接有缓冲器34的输入端，在缓冲器34的输入端与接地之间连接有电容器32。开关30通过从输出电路36供给的第二导通断开信号（SW2）来进行切换控制。具体而言，开关30在第二导通断开信号（SW2）的电压为H（与基准值相比为高电压）时成为导通状态（接通状态），在第二导通断开信号（SW2）的电压为L（与基准值相比为低电压）时成为断开状态（非接通状态）。由此，采样保持电路28在导通状态时为直接输出状态，在断开状态时成为采样保持（S/H）输出状态。 

图4图示了第一实施方式所涉及的输出电路的框图。输出电路36为，生成第一导通断开信号（SW1）、第二导通断开信号（SW2）的电路，其由信号生成电路38、切断电路54、启动电路84、分支电路68等构成。 

信号生成电路38为如下电路，即，当从温度传感器20输入的检测温度电压（V0）的变化幅度（电压变化量的大小）超过固定值时，输出电压为H（与基准值相比为高电压）的信号（V1），当未超过时，输出电压为L（与基准值相比为低电压）的信号（V1）。 

切断电路54为如下的电路，即，当从温度传感器20输入的检测温度电压（V0）在一定的范围内时，输出电压为L的信号（V2），当处于范围以外时，输出电压为H的信号的部件。即，切断电路54被设定为，当从温度传感器20所测定出的温度在所需的温度范围内时，输出电压为L的信号（V2），当处于温度范围以外时，输出电压为H的信号。 

启动电路84为如下的电路，即，当启动了本实施方式的温度补偿型振荡器10（例如调节器26）时，在固定时间的期间内输出电压为H的信号（V3），而之后输出电压为L的信号（V3）。 

与运算（AND）电路86为，输出成为从信号生成电路38输出的信号（V1）与从切断电路54输出的信号（V2）的与运算解的信号（V4）的电路。 

或运算(OR)电路88为，输出成为从与运算电路86输出的信号（V4）与从启动电路84输出的信号（V3）的或运算解的信号（V5）的电路。 

分支电路68为如下的电路，即，当由或运算电路88输出的信号（V5）为电压H时，输出成为电压H的第一导通断开信号（SW1）、和第二导通断开信号 （SW2），而相反地当信号（V5）为电压L时，输出成为电压L的第一导通断开信号（SW1）、和第二导通断开信号（SW2）。 

由此，启动本实施方式的温度补偿型振荡器10并且到经过一定时间为止的期间内，由于信号（V3）为电压H，因此信号（V5）为电压H。而且，无论信号（V1）、信号（V2）、信号（V4）如何，从分支电路68输出的第一导通断开信号（SW1）、第二导通断开信号（SW2）均为电压H。由此，由于接受电压为H的第一导通断开信号（SW1）的开关电路24成为导通状态，因此温度补偿电路22接受来自调节器26的电功率而被驱动，且接受电压为H的第二导通断开信号（SW2）的采样保持电路28成为直接输出状态。如此，从启动时起的一定时间的期间内，通过使温度补偿电路22驱动，从而能够从启动时起向电压控制振荡电路12输出温度补偿电压，以实施振荡信号的温度补偿，并且能够在采样保持电路28中保持从温度补偿电路22所输出的温度补偿电压。 

而且，经过一定时间后，信号（V3）成为电压L。但是，由于如果信号（V1）、信号（V2）为电压H，则信号（V4）将成为电压H，因此信号（V5）成为电压H，从而第一导通断开信号（SW1）、第二导通断开信号（V2）成为电压H。另一方面，由于当信号（V1）、信号（V2）中的至少某一方的信号为电压L时，信号（V4）将成为电压L，因此信号（V5）也成为电压L，从而第一导通断开信号（SW1）、第二导通断开信号（V2）成为电压L。 

即，当用温度传感器20测定出的温度为以切断电路54输出了电压L为条件来进行设定的温度范围以外、且用温度传感器20测定出的温度的时间变化量（检测温度电压的电压变化量的大小）超过了由信号生成电路38设定的变化量（基准电压）时，信号（V5）成为电压H。另一方面，当成为除此以外的条件时，信号（V5）成为电压L。 

图5中图示了本实施方式所涉及的信号生成电路的电路图。如图5所示，信号生成电路38具有：低通滤波器40、差动放大电路46、绝对值电路47、比较器48、电压控制单元。低通滤波器40为，例如由电阻42与电容器44的串联电路形成的部件。而且，当该串联电路中被输入检测温度电压（V0）时，将被施加在电容器44的两端的电压的电位差作为信号（Va）而输出。从低通滤波器40输出的信号（Va）具有，根据与电容器44的电容相对应的时间常数，相对于检测温度电压（V0）的电压变化而延迟了一定时间的电压。 

差动放大电路46为，输出对检测温度电压（V0）和信号（Va）进行了差动放大的信号（Vb）的电路。在此，检测温度电压（V0）、信号（Va）、信号（Vb）具有以下的关系。 

数学式1 

$\mathrm{Vb}=\frac{R2}{R1}(V0-\mathrm{Va})$

因此，信号（Vb）为，对作为实时温度信息的当前的检测温度电压（V0）、与当前时刻的预定时间之前的检测温度电压（Va）之间的差分进行计算而得到的值，其与检测温度电压（V0）的电压变化量相对应。此外，在差动放大电路46的输出端上连接有绝对值电路47，从而输出作为差动放大电路46的输出电压的绝对值的电压。因此，绝对值电路47输出具有与检测温度电压（V0）的电压变化量的大小相对应的电压的信号（Vb’）。 

比较器48为，用于输出表示信号（Vb’）与作为基准电压的阈值电压（Vth）之间的大小关系的信号（V1）的部件。因此，阈值电压（Vth）与预先被设定的检测温度电压（V0）的电压变化量的大小相对应。比较器48在Vb’为高于Vth的电压时，输出电压H的信号（V1），而在Vb’为低于Vth的电压时，输出电压L的信号（V1）。 

电压控制单元为，对阈值电压Vth进行控制的部件，其例如由PROM(Programmable Read Only Memory：可编程只读存储器)50和控制电源52构成。 

控制电源52用多个离散的电压值来设定阈值电压Vth，且各个电压值被与存储在PROM50中的数据相对应。由此，控制电源52能够将成为与从PROM50中读出的数据相对应的电压值的阈值电压Vth，输出至比较器48。由此，电压控制单元通过对存储在PROM50中的数据进行变更，从而能够对控制电源52输出的阈值电压Vth的值进行调节。 

因此，将阈值电压Vth设定得越低（高），则信号生成电路38越能够敏感（迟钝）地对温度变化产生反应从而输出电压为H的信号（V1）。此外，通过改变电容器44的电容，从而能够调节信号（Va）的延迟时间。 

图6中图示了本实施方式所涉及的切断电路的电路图。如图6所示，切断电路54由比较器56、比较器58、与运算(AND)电路60、非运算(NOT)电路62、电压控制单元构成。 

比较器56为，输出表示检测温度电压（V0）与第一阈值电压（Vth1）之间的大小关系的信号的部件。比较器56在V0为高于Vth1的电压时输出电压H，而在V0为低于Vth1的电压时输出电压L。 

比较器58为，输出表示检测温度电压（V0）与第二阈值电压（Vth2）之间的大小关系的信号的部件。比较器58在V0为高于Vth2的电压时输出电压L，而在V0为低于Vth2的电压时输出电压H。 

此外，与运算电路60输出成为比较器56的输出与比较器58的输出的与运算解的信号，非运算电路62输出将与运算电路60的输出进行反转而得到的信号（V2）。 

电压控制单元与上文所述相同，由PROM64和控制电源66（Vth1、Vth2）构成，且被设定为Vth2高于Vth1。 

由此，当检测温度电压（V0）为Vth1以下时，比较器56输出电压L的信号，比较器58输出电压H的信号。由此，由于与运算电路60输出电压L的信号，因此非运算电路62输出的信号（V2）成为电压H。同样，当检测温度电压（V0）为Vth2以上时，比较器56输出电压H的信号，比较器58输出电压L的信号。由此，由于与运算电路60输出电压L的信号，因此非运算电路62输出的信号（V2）成为电压H。 

另一方面，当检测温度电压（V0）在Vth1与Vth2之间时，比较器56输出电压H的信号，比较器58输出电压H的信号。由此，由于与运算电路60输出电压H的信号，因此非运算电路62输出的信号（V2）成为电压L。 

在压电振子14的频率温度特性中，存在相对于温度变化而频率变化极小的区域（频率温度特性的曲线的极值和该极值附近的温度范围，即其间的频率温度特性的变化幅度在温度补偿型振荡器10所要求的频率温度特性的稳定度以内的区域）。由此，由于在上述温度范围内，无需进行温度补偿电压的更新，因此无需进行温度补偿电路的驱动。此外，如上所述，温度传感器20具有检测温度电压（V0）随着温度上升而以一次函数的形式单调减小的倾向。因此，在本实施方式中，将第一阈值电压（Vth1）设定为与上述温度范围的上限的温度相对应的电压，将第二阈值电压（Vth2）设定为与上述温度范围的下限的温度相对应的电压。通过如此设定Vth1、Vth2，从而在温度传感器20输出的检测温度电压（V0）在与上述的温度范围相对应的电压的范围内时，切断电路54通过与运算电路86而将信号生成电路的信号（V1）切断，从而能够停止向温 度补偿电路22的电功率的供给。由此，能够大幅减少温度补偿电路22的电功率消耗。 

在本实施方式的温度补偿型振荡器10中，整体上共消耗大约1mA的电流。其中，温度补偿电路22中消耗全部电流的三分之一，电压控制振荡电路12中消耗三分之一，缓冲器18中消耗三分之一。因此，通过缩短温度补偿电路22的驱动时间，从而能够减少温度补偿型振荡器10整体的电功率消耗。另外，虽然本实施方式由于使用了输出电路36因而增加了电功率消耗，但是由于使用的电流大约为几十μA程度，因此不会对温度补偿型振荡器10的整体的电功率消耗造成影响。 

但是，在本实施方式的温度补偿型振荡器10中，温度补偿电路22在从由开关电路24投入电功率起到稳定地输出温度补偿电压为止，需要预定时间。因此，当在温度补偿电压不稳定的状态下，对采样保持电路28内的开关30进行连接时，将向电压控制振荡电路12输出不稳定的温度补偿电压，从而振荡信号有可能不稳定。 

此外，由于当在采样保持电路28内的开关30已连接的状态下使来自温度补偿电路22的温度补偿电压的输出停止时，温度保持电路28内的电容器32将放电，因此难以保持正确的温度补偿电压。因此，在本实施方式中优选采用如下方式，即，当温度补偿电路22开启并经过了预定时间后，对采样保持电路28的开关30进行连接，并在采样保持电路28内的开关30被切断后，停止向温度补偿电路22供给电功率。 

因此，在本实施方式中，为了能够按照上述顺序进行连接以及解除连接，使用以下所说明的分支电路68，而向输出至开关电路24的第一导通断开信号（SW1）、与输出至采样保持电路28的第二导通断开信号（SW2）之间给予时间差。即，在第一导通断开信号（SW1）的导通信号所产生的正时、与第二导通断开信号（SW2）的导通信号所产生的正时之间给予时间差，此外，在第一导通断开信号（SW1）的断开信号所产生的正时、与第二导通断开信号（SW2）的断开信号所产生的正时之间给予时间差。 

图7中图示了第一实施方式所涉及的分支电路的电路图和时序图。在图7中，记载了信号（V5）反复交替为电压H、电压L时（例如，温度变化增大的情况、和减小的情况反复交替时）的时序图。如图7所示，分支电路68由延迟电路70、或运算电路80、与运算电路82构成。延迟电路70为，在由电阻72（R）和电容器74（C）构成的低通滤波器的输入侧以及输出侧连接了缓冲器 76、缓冲器78以作为逆变器的部件。在此，当信号（V5）为电压L时，缓冲器76的输出为电压H，从而电容器74被充电，缓冲器78的输出、即延迟信号（Vd）成为电压L。此外，当信号（V5）为电压H时，缓冲器76的输出为电压L，从而电容器74被放电，缓冲器78的输出、即延迟信号（Vd）成为电压H。 

接下来，当信号（V5）从电压L上升至电压H时，电容器74根据与电容器74的电容相对应的时间常数而进行放电，从而施加在电容器74上的电压随着时间经过而收敛为低电压（零）。由此，延迟信号（Vd）从电压L以延迟预定时间的形式而收敛为电压H。此外，当信号（V5）从电压H下降至电压L 时，电容器74根据所述时间常数而进行充电，从而被施加在电容器74上的电压被收敛为预定电压。由此，延迟信号（Vd）从电压H以延迟了预定时间的形式而收敛为电压L。 

或运算电路80为，将成为信号（V5）与延迟信号（Vd）的或运算解的信号作为第一导通断开信号（SW1）而输出至开关电路24的部件。或运算电路80为，将信号（V5）的电压L识别为电压L，并将信号（V5）的电压H识别为电压H的部件。另一方面，或运算电路80被调节为，当延迟信号（Vd）的电压超过了延迟信号（Vd）的电压H与电压L之间的电压Vm、例如为（电压H＋电压L）/2的电压Vm时，将延迟信号（Vd）识别为电压H，而当延迟信号（Vd）的电压低于Vm时，将延迟信号（Vd）识别为电压L。 

或运算电路80在将信号（V5）以及延迟信号（Vd）中的某一方的信号识别为电压H时，输出电压为H的第一导通断开信号（SW1）。由此，当信号（V5）从电压L上升为电压H时，由于或运算电路80在信号（V5）上升至电压H的同时，将信号（V5）识别为电压H，因此能够输出电压为H的第一导通断开信号（SW1）。 

另一方面，当信号（V5）从电压H下降至电压L时，或运算电路80在信号（V5）下降至电压L的同时，将信号（V5）识别为电压L。但是，由于或运算电路80在延迟信号（Vd）的电压达到Vm以下为止的期间内，将延迟信号（Vd）识别为电压H，因此，将继续输出成为电压H的第一导通断开信号（SW1）。而且，或运算电路80在延迟信号（Vd）达到电压Vm以下之后，将延迟信号（Vd）识别为电压L，从而能够输出成为电压L的第一导通断开信号（SW1）。 

与运算电路82为，将成为信号（V5）与延迟信号（Vd）的与运算解的信号作为第二导通断开信号（SW2）而输出至采样保持电路28的部件。与运算电路82为，将信号（V5）的电压L识别为电压L，并将信号（V5）的电压H识别 为电压H的部件。另一方面，与运算电路82被调节为，当延迟信号（Vd）的电压超过了延迟信号（Vd）的电压H与电压L之间的电压Vm、例如为（电压H＋电压L）/2的电压Vm时，将延迟信号（Vd）识别为电压H，而当延迟信号（Vd）的电压低于Vm时，将延迟信号（Vd）识别为电压L。 

与运算电路82在将信号（V5）以及延迟信号（Vd）中的某一方的信号识别为电压H时，输出成为电压H的第二导通断开信号（SW2）。由此，当信号（V5）从电压L上升为电压H时，与运算电路82在信号（V5）上升至电压H的同时，将信号（V5）识别为电压H。但是，由于与运算电路82在延迟信号（Vd）的电压达到Vm以上为止的期间内，将延迟信号（Vd）识别为电压L，因此输出成为电压L的第一导通断开信号（SW1）。而且，与运算电路82在延迟信号（Vd）的电压成为Vm以上之后，将延迟信号（Vd）识别为电压H，从而能够输出成为电压H的第二导通断开信号（SW2）。 

另一方面，当信号（V5）从电压H下降至电压L时，由于与运算电路82在信号（V5）下降至电压L的同时，将信号（V5）识别为电压L，因此无论延迟信号（Vd）的电压如何，均输出成为电压L的第二导通断开信号（SW2）。 

通过实施如上所述的控制，从而在从分支电路68输出的第一导通断开信号（SW1）、第二导通断开信号（SW2）中，第一导通断开信号（SW1）先于第二导通断开信号（SW2）而上升，且迟于第二导通断开信号（SW2）而下降。另外，通过对Vm的值、电容器58的电容进行变更，从而能够调节第一导通断开信号（SW1）与第二导通断开信号（SW2）的上升、下降的时间差。 

因此，由第一导通断开信号（SW1）所控制的开关电路24、即由开关电路24进行导通断开控制的温度补偿电路22，能够在由第二导通断开信号（SW2）所控制的采样保持电路28成为直接输出状态的正时的一定时间之前，成为导通状态。而且，温度补偿电路22能够在采样保持电路28达到采样保持（S/H）输出状态之后成为断开状态。 

图8中图示了本实施方式所述涉及的信号生成电路的改变例的电路图。作为信号生成电路38的改变例，可以取代低通滤波器40而应用作为计时器的分频器90、和第二采样保持电路92。 

分频器90为，将对电压控制振荡电路12的振荡信号进行分频而得到的脉冲波作为驱动信号而输出的部件。驱动信号为，重复成为电压H的状态和电压L的状态的信号，但是电压H的持续时间与电压L的持续时间相比而足够地短。 

第二采样保持电路92与采样保持电路28同样，由开关94、电容器96、缓冲器98构成。而且，第二采样保持电路92为，接受来自分频器90的驱动信号，从而能够在如下状态之间进行切换的部件，即，在与温度传感器20相连接而保持检测温度电压（Va）的同时、输出检测温度电压（V0）的状态（直接输出状态）；切断与温度传感器20之间的连接、且输出所保持的检测温度电压（Va）的状态（采样保持输出状态）。 

第二采样保持电路92在接受电压H的驱动信号时成为直接输出状态，在接受电压L的驱动信号时成为采样保持输出状态。而且，当第二采样保持电路92处于直接输出状态时，检测温度电压（V0）与所保持的检测温度电压（Va）一致。另一方面，当第二采样保持电路92处于采样保持输出状态、且存在温度变化时，到下一个电压为H的驱动信号到来为止的期间内，检测温度电压（V0）与所保持的检测温度电压（Vc）之间的差分逐渐增大。因此，连接在第二采样保持电路92上的差动放大电路46能够在每个驱动信号的周期计算出检测温度电压（V0）的变化量。而且，由于分频器90能够通过对设定进行变更从而对周期进行选择，因此，能够对应于分频器的周期而任意地调节差动放大电路46对温度变化的计算间隔。 

图9中图示了本实施方式所涉及的温度补偿型振荡器的改变例，其中，图9（a）为在温度补偿电路与采样保持电路之间配置了低通滤波器的图，图9（b）为在采样保持电路与电压控制振荡电路之间配置了低通滤波器的图。 

改变例所涉及的温度补偿型振荡器100基本上与第一实施方式相同，但在如下点上有所不同，即，在温度补偿电路22与采样保持电路28之间、或采样保持电路28与电压控制振荡电路12之间中的至少一方的位置处配置第二低通滤波器102。第二低通滤波器102具有与低通滤波器40同样的结构。而且，虽然第二低通滤波器可以应用图9（a）、图9（b）中的任意一种方式，但是，通过以图9（b）所示的方式配置在采样保持电路28的后段，能够降低采样保持电路28的切换控制时所产生的电噪声。 

图10中图示了第一实施方式的温度补偿型振荡器和改变例所涉及的温度补偿型振荡器的温度补偿电压的时间依存。在图10中，由于温度补偿型振荡器10、100的周围的温度随着时间经过而单调增加，因此要考虑温度补偿电压随着时间经过而单调增加的情况。在第一实施方式中，在刚刚将温度补偿电路22设为导通状态之后，采样保持电路28将从所保持的温度补偿电压切换为由温度补偿电路22新输入的温度补偿电压。由此，在进行该切换时，温度补偿 电压在时间方向上将不连续，从而有可能对电压控制振荡电路12造成负面影响。因此，通过以改变例的温度补偿型振荡器100的方式配置第二低通滤波器102，从而能够使新输入的温度补偿电压的时间变化变得平缓，进而减轻对电压控制振荡电路12的负担。另外，在采样保持电路28为采样保持（S/H）输出状态时温度补偿电压会降低的原因在于，采样保持电路28内的电容器30放出电荷。 

另外，在任何一个实施方式中，在从温度补偿电路22的开启时到稳定为止的时间极短，且采样保持电路28的电容器32的容量足够大的情况下，均不需要上述的分支电路68。而且，在任何一个实施方式中，均能够构筑可搭载在GPS接收器和移动电话等上、且能够在维持高精度的温度补偿的同时实现节电化的电子设备。此外，在电压控制电路中所采用的压电振子中，当频率温度特性的曲线具有多个极值时，只需采用如下方式即可，即，对使用温度范围内包含哪个极值，并实施对PROM64的数据的改写，对PROM64的数据的改写是用于输出对应于使用温度而在切断电路54中被使用的第一阈值电压和第二阈值电压。 

符号说明 

10：温度补偿型振荡器；12：电压控制振荡电路；14：压电振子；16：变容二极管；18：缓冲器；20：温度传感器；22：温度补偿电路；24：开关电路；26：调节器；28：采样保持电路；30：开关；32：电容器；34：缓冲器；36：输出电路；38：信号生成电路；40：低通滤波器；42：电阻；44：电容器；46：差动放大电路；47：绝对值电路；48：比较器；50：PROM；52：控制电源；54：切断电路；56：比较器；58：比较器；60：与运算电路；62：非运算电路；64：PROM；66：控制电源；68：分支电路；70：延迟电路；72：电阻；74：电容器；76：缓冲器；78：缓冲器；80：或运算电路；82：与运算电路；84：启动电路；86：与运算电路；88：或运算电路；90：分频器；92：第二采样保持电路；94：开关；96：电容器；98：缓冲器；100：温度补偿型振荡器；102：第二低通滤波器；200：温度补偿型振荡器；202：振荡电路；204：水晶振子；206：温度补偿电路；208：温度传感器。 

Claims (6)

1.一种温度补偿型振荡器，其特征在于，具备：

温度传感器，其输出与温度相对应的检测温度电压；

温度补偿电路，其根据所述检测温度电压而输出温度补偿电压；

电压控制振荡电路，其输出根据所述温度补偿电压而被进行了温度补偿的振荡信号；

输出电路，其根据所述检测温度电压在所需时间内的电压变化量的大小与基准电压之间的大小关系，来输出导通断开信号；

开关电路，其接受所述导通断开信号，从而对向所述温度补偿电路的电功率的供给进行导通断开控制；

采样保持电路，其接受所述导通断开信号，从而在如下状态之间被实施切换控制，即，在保持所述温度补偿电路所输出的所述温度补偿电压的同时、将所述温度补偿电压输出至所述电压控制振荡电路的状态，和在切断与所述温度补偿电路的连接的同时、将所保持的所述温度补偿电压输出至所述电压控制振荡电路的状态，

所述输出电路具有：

低通滤波器，其被输入所述检测温度电压；

差动放大电路，其通过对所述检测温度电压和所述低通滤波器的输出进行差动放大，从而输出与所述电压变化量相对应的电压；

绝对值电路，其通过输出成为所述差动放大电路的输出的绝对值的电压，从而输出与所述电压变化量的大小相对应的电压；

比较器，其将表示所述绝对值电路的输出与所述基准电压之间的大小关系的信号，作为所述导通断开信号来进行输出。

2.一种温度补偿型振荡器，其特征在于，具备：

温度传感器，其输出与温度相对应的检测温度电压；

温度补偿电路，其根据所述检测温度电压而输出温度补偿电压；

电压控制振荡电路，其输出根据所述温度补偿电压而被进行了温度补偿的振荡信号；

输出电路，其根据所述检测温度电压在所需时间内的电压变化量的大小与基准电压之间的大小关系，来输出导通断开信号；

开关电路，其接受所述导通断开信号，从而对向所述温度补偿电路的电功率的供给进行导通断开控制；

采样保持电路，其接受所述导通断开信号，从而在如下状态之间被实施切换控制，即，在保持所述温度补偿电路所输出的所述温度补偿电压的同时、将所述温度补偿电压输出至所述电压控制振荡电路的状态，和在切断与所述温度补偿电路的连接的同时、将所保持的所述温度补偿电压输出至所述电压控制振荡电路的状态，

所述输出电路具有：

计时器，其以固定周期而输出驱动信号；

第二采样保持电路，其接受所述驱动信号，从而能够在如下状态之间进行切换，即，在与所述温度传感器相连接而保持所述检测温度电压的同时、输出所述检测温度电压的状态，和在切断与所述温度传感器的连接的同时、输出所保持的所述检测温度电压的状态；

差动放大电路，其通过对所述检测温度电压和所述第二采样保持电路的输出进行差动放大，从而输出与所述电压变化量相对应的电压；

绝对值电路，其通过输出成为所述差动放大电路的输出的绝对值的电压，从而输出与所述电压变化量的大小相对应的电压；

比较器，其将表示所述绝对值电路的输出与所述基准电压之间的大小关系的信号，作为所述导通断开信号来进行输出。

3.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，

所述输出电路具有切断电路，

当所述检测温度电压为，预先被设定的第一阈值与预先被设定的第二阈值电压之间的值时，所述切断电路将所述导通断开信号切断，其中，所述第二阈值电压为高于所述第一阈值电压的值。

4.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，

所述输出电路具有：

延迟电路，其被输入所述导通断开信号，且输出使所述导通断开信号的电压变化延迟的延迟信号；

或运算电路，其将成为所述导通断开信号与所述延迟信号的或运算解的信号作为所述导通断开信号而输出至所述开关电路；

与运算电路，其将成为所述导通断开信号与所述延迟信号的与运算解的信号作为所述导通断开信号而输出至所述采样保持电路。

5.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于，

在所述温度补偿电路与所述采样保持电路之间、或在所述采样保持电路与所述电压控制振荡电路之间，配置有第二低通滤波器。

6.一种电子设备，其特征在于，搭载有权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器。