JP2000307346A - 水晶発振回路の周波数温度補償回路 - Google Patents
水晶発振回路の周波数温度補償回路Info
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- JP2000307346A JP2000307346A JP11113364A JP11336499A JP2000307346A JP 2000307346 A JP2000307346 A JP 2000307346A JP 11113364 A JP11113364 A JP 11113364A JP 11336499 A JP11336499 A JP 11336499A JP 2000307346 A JP2000307346 A JP 2000307346A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成でありながら、広い温度範囲で、
良好な温度補償を行うことができる水晶発振周波数の温
度補償回路を提供する。 【解決手段】 温度が上昇し、サーミスタNTC2の抵
抗値が減少すると、抵抗R6による電源電圧VCC2の分
圧電圧が減少し、トランジスタQ2のベース電位が低下
し、コレクタ電位は上昇するが飽和するようになる。飽
和後は、温度の上昇に伴って、サーミスタNTC3,N
TC4の抵抗値もそれぞれ減少するため、コレクタ電位
は逆に低下する。このコレクタ電位がバリキャップD2
に逆電圧として印加されるため、バリキャップD2の容
量は、温度上昇とともに減少し、やがて増大する。バリ
キャップD2は、水晶振動子X1の負荷容量となってお
り、水晶振動子X1の周波数温度変化と逆の働きをする
ため、温度が補償されるようになる。
良好な温度補償を行うことができる水晶発振周波数の温
度補償回路を提供する。 【解決手段】 温度が上昇し、サーミスタNTC2の抵
抗値が減少すると、抵抗R6による電源電圧VCC2の分
圧電圧が減少し、トランジスタQ2のベース電位が低下
し、コレクタ電位は上昇するが飽和するようになる。飽
和後は、温度の上昇に伴って、サーミスタNTC3,N
TC4の抵抗値もそれぞれ減少するため、コレクタ電位
は逆に低下する。このコレクタ電位がバリキャップD2
に逆電圧として印加されるため、バリキャップD2の容
量は、温度上昇とともに減少し、やがて増大する。バリ
キャップD2は、水晶振動子X1の負荷容量となってお
り、水晶振動子X1の周波数温度変化と逆の働きをする
ため、温度が補償されるようになる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶発振回路にお
ける周波数変動の温度補償回路に関するものである。
ける周波数変動の温度補償回路に関するものである。
【0002】
【背景技術】水晶発振における周波数温度補償回路とし
ては、例えば図4に示すような回路が知られている。こ
の例は、温度補償用コンデンサC3,C4,C5を使用
した直接型の水晶発振回路である。この回路では、発振
周波数が水晶振動子X1の負荷インピーダンスの容量成
分によって変化する。このため、温度変化に対して負の
特性を持った温度補償用のコンデンサをC3〜C5を使
用することで、温度補償が行われる。なお、図中、コイ
ルL1は同調用、L2は冗長用、L3は共振用、抵抗R
1はQダンプ用、抵抗R2は固定バイアス設定用、コン
デンサC1はカップリング用、コンデンサC2は同調
用、コンデンサC6はバイパス用、トランジスタQ1は
帰還増幅用である。
ては、例えば図4に示すような回路が知られている。こ
の例は、温度補償用コンデンサC3,C4,C5を使用
した直接型の水晶発振回路である。この回路では、発振
周波数が水晶振動子X1の負荷インピーダンスの容量成
分によって変化する。このため、温度変化に対して負の
特性を持った温度補償用のコンデンサをC3〜C5を使
用することで、温度補償が行われる。なお、図中、コイ
ルL1は同調用、L2は冗長用、L3は共振用、抵抗R
1はQダンプ用、抵抗R2は固定バイアス設定用、コン
デンサC1はカップリング用、コンデンサC2は同調
用、コンデンサC6はバイパス用、トランジスタQ1は
帰還増幅用である。
【0003】図5(A)には、前記背景技術による温度補
償の様子が示されている。同図中、横軸は温度[℃],
縦軸は周波数偏差[PPM]である。グラフG1は、水晶
振動子X1単体の周波数偏差、すなわち温度に対する周
波数変動の程度を示す。このグラフG1のように、25
℃付近から温度が上昇すると、発振周波数は低下するも
のの、60℃付近からは上昇する。逆に、25℃付近か
ら温度が低下すると、発振周波数は上昇するものの、−
10℃付近からは低下する。これに対し、温度補償用コ
ンデンサC3〜C5による温度補償は、グラフG2で示
すようにほぼ直線的となっており、温度の上昇とともに
周波数補償の程度も上昇する。このため、温度補償後の
周波数偏差は、グラフG3で示すようになる。
償の様子が示されている。同図中、横軸は温度[℃],
縦軸は周波数偏差[PPM]である。グラフG1は、水晶
振動子X1単体の周波数偏差、すなわち温度に対する周
波数変動の程度を示す。このグラフG1のように、25
℃付近から温度が上昇すると、発振周波数は低下するも
のの、60℃付近からは上昇する。逆に、25℃付近か
ら温度が低下すると、発振周波数は上昇するものの、−
10℃付近からは低下する。これに対し、温度補償用コ
ンデンサC3〜C5による温度補償は、グラフG2で示
すようにほぼ直線的となっており、温度の上昇とともに
周波数補償の程度も上昇する。このため、温度補償後の
周波数偏差は、グラフG3で示すようになる。
【0004】次に、図6の例は、負温度係数のサーミス
タNTC1及びバリキャップダイオード(以下単に「バ
リキャップ」という)D1を使用した間接型の水晶発振
回路である。温度が上昇すると、サーミスタNTC1の
抵抗値が下がる。すると、バリキャップD1の逆電圧が
上昇し、その容量が減少する。バリキャップD1はコン
デンサC8と並列に接続されているので、それら全体の
容量も減少する。一方、上述したように、水晶振動子X
1の負荷インピーダンスは容量成分によって変化するの
で、同様に温度補償が行われる。なお、図中、コンデン
サC6〜C8は負荷コンデンサ、抵抗R4,R5は電源
電圧の分圧用抵抗である。
タNTC1及びバリキャップダイオード(以下単に「バ
リキャップ」という)D1を使用した間接型の水晶発振
回路である。温度が上昇すると、サーミスタNTC1の
抵抗値が下がる。すると、バリキャップD1の逆電圧が
上昇し、その容量が減少する。バリキャップD1はコン
デンサC8と並列に接続されているので、それら全体の
容量も減少する。一方、上述したように、水晶振動子X
1の負荷インピーダンスは容量成分によって変化するの
で、同様に温度補償が行われる。なお、図中、コンデン
サC6〜C8は負荷コンデンサ、抵抗R4,R5は電源
電圧の分圧用抵抗である。
【0005】他に、温度データをROMに記憶して制御
するデジタル制御型の温度補償回路も知られている。
するデジタル制御型の温度補償回路も知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような背景技術には次のような不都合がある。図5(A)
に示したように、水晶振動子単体の温度に対する周波数
変動は、グラフG1で示したように3次関数を描いてい
る。一方、温度補償用コンデンサによる温度補償では、
グラフG2で示したように1次関数の温度補償しかでき
ない。このため、グラフG3で示したように、常温に近
い部分では効果があるが、ある程度の温度以上(特に7
0℃以上)あるいは以下(特に−20℃以下)になる
と、逆に周波数変動を大きくするように作用してしま
う。
ような背景技術には次のような不都合がある。図5(A)
に示したように、水晶振動子単体の温度に対する周波数
変動は、グラフG1で示したように3次関数を描いてい
る。一方、温度補償用コンデンサによる温度補償では、
グラフG2で示したように1次関数の温度補償しかでき
ない。このため、グラフG3で示したように、常温に近
い部分では効果があるが、ある程度の温度以上(特に7
0℃以上)あるいは以下(特に−20℃以下)になる
と、逆に周波数変動を大きくするように作用してしま
う。
【0007】更に、水晶振動子単体の温度特性にもばら
つきがある。例えば、±8ppm程度の周波数変動がある
水晶振動子単体を使用したとする。前記図5(A)では、
グラフG1のように、+60℃で+6ppm、−10℃付
近で−8ppmとなる。しかし、図5(B)にグラフG4で示
す例では、+80℃付近で+8ppm、−30℃付近で−
8ppmとなる。このような周波数偏差のある水晶振動子
に、同様に温度補償用コンデンサによるグラフG2の温
度補償を行ったとすると、温度補償後の周波数偏差は、
グラフG5で示すようになる。これと、前記グラフG3
を比較すれば明らかなように、+80℃及び−30℃に
おける周波数偏差は更に大きくなってしまう。
つきがある。例えば、±8ppm程度の周波数変動がある
水晶振動子単体を使用したとする。前記図5(A)では、
グラフG1のように、+60℃で+6ppm、−10℃付
近で−8ppmとなる。しかし、図5(B)にグラフG4で示
す例では、+80℃付近で+8ppm、−30℃付近で−
8ppmとなる。このような周波数偏差のある水晶振動子
に、同様に温度補償用コンデンサによるグラフG2の温
度補償を行ったとすると、温度補償後の周波数偏差は、
グラフG5で示すようになる。これと、前記グラフG3
を比較すれば明らかなように、+80℃及び−30℃に
おける周波数偏差は更に大きくなってしまう。
【0008】次に、図6に示したサーミスタによる間接
型の温度補償回路では、水晶発振回路の発振条件に影響
を与ええてしまうという点で好ましくない。更に、デジ
タル型の温度補償回路では、高精度の温度補償を行うこ
とができるものの、コストが高くなるという不都合があ
る。
型の温度補償回路では、水晶発振回路の発振条件に影響
を与ええてしまうという点で好ましくない。更に、デジ
タル型の温度補償回路では、高精度の温度補償を行うこ
とができるものの、コストが高くなるという不都合があ
る。
【0009】本発明は、以上の点に着目したもので、簡
易な構成でありながら、広い温度範囲で良好な温度補償
を行うことができる水晶発振回路の周波数温度補償回路
を提供することを、その目的とするものである。
易な構成でありながら、広い温度範囲で良好な温度補償
を行うことができる水晶発振回路の周波数温度補償回路
を提供することを、その目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、水晶振動子の負荷側に接続された可変容
量素子に温度補償のための逆電圧を印加する逆電圧印加
回路を備えた水晶発振回路の周波数温度補償回路におい
て、前記逆電圧発生回路が、制御端子側に印加される電
圧によって主端子側に流れる電流を制御する電流制御素
子;この電流制御素子の制御端子側に接続された第1の
負性抵抗素子;前記電流制御素子の主端子側にそれぞれ
接続された第2及び第3のの負性抵抗素子;これらの各
素子を利用して略3次曲線で表される電圧を生成し、前
記可変容量素子に逆電圧として印加する逆電圧印加手
段;を含むことを特徴とする。
め、本発明は、水晶振動子の負荷側に接続された可変容
量素子に温度補償のための逆電圧を印加する逆電圧印加
回路を備えた水晶発振回路の周波数温度補償回路におい
て、前記逆電圧発生回路が、制御端子側に印加される電
圧によって主端子側に流れる電流を制御する電流制御素
子;この電流制御素子の制御端子側に接続された第1の
負性抵抗素子;前記電流制御素子の主端子側にそれぞれ
接続された第2及び第3のの負性抵抗素子;これらの各
素子を利用して略3次曲線で表される電圧を生成し、前
記可変容量素子に逆電圧として印加する逆電圧印加手
段;を含むことを特徴とする。
【0011】主要な形態によれば、前記電流制御素子は
トランジスタであり、前記第1,第2及び第3の負性抵
抗素子は第1,第2及び第3のサーミスタであり、前記
トランジスタのベース側に前記第1のサーミスタを接続
し、前記トランジスタのエミッタ側に前記第2のサーミ
スタを接続し、前記トランジスタのコレクタ側に第3の
サーミスタを接続し、前記トランジスタのコレクタ電位
を、前記逆電圧として前記可変容量素子に印加すること
を特徴とする。
トランジスタであり、前記第1,第2及び第3の負性抵
抗素子は第1,第2及び第3のサーミスタであり、前記
トランジスタのベース側に前記第1のサーミスタを接続
し、前記トランジスタのエミッタ側に前記第2のサーミ
スタを接続し、前記トランジスタのコレクタ側に第3の
サーミスタを接続し、前記トランジスタのコレクタ電位
を、前記逆電圧として前記可変容量素子に印加すること
を特徴とする。
【0012】他の形態によれば、前記第2のサーミスタ
は、主として低温時に前記トランジスタのコレクタ電位
を下げ、前記第3のサーミスタは、主として高温時に前
記可変容量素子の逆電圧を上げることを特徴とする。本
発明の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な
説明及び添付図面から明瞭になる。
は、主として低温時に前記トランジスタのコレクタ電位
を下げ、前記第3のサーミスタは、主として高温時に前
記可変容量素子の逆電圧を上げることを特徴とする。本
発明の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な
説明及び添付図面から明瞭になる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て詳細に説明する。図1には、本形態にかかる温度補償
回路の構成が示されている。なお、上述した背景技術と
対応する構成要素には、同一の符号を用いている。本形
態では、電源電圧としてVCC1とVCC2が用いられ、電源
電圧VCC1は前記背景技術と同様に抵抗R2側に供給さ
れている。
て詳細に説明する。図1には、本形態にかかる温度補償
回路の構成が示されている。なお、上述した背景技術と
対応する構成要素には、同一の符号を用いている。本形
態では、電源電圧としてVCC1とVCC2が用いられ、電源
電圧VCC1は前記背景技術と同様に抵抗R2側に供給さ
れている。
【0014】一方、電源電圧VCC2は、抵抗R6,R7
にそれぞれ供給されている。抵抗R6とアースとの間に
は、負温度係数のサーミスタNTC2が接続されてい
る。これら抵抗R6,サーミスタNTC2によって電源
電圧VCC2が分圧され、トランジスタQ2のベースに印
加されるようになっている。このトランジスタQ2のコ
レクタには、前記抵抗R7が接続されている。また、ト
ランジスタQ2のエミッタとアースとの間には、抵抗R
8,負温度係数のサーミスタNTC3が直列に接続され
ている。トランジスタQ2のコレクタは、更に抵抗R9
にも接続されている。この抵抗R9とアースとの間に
は、抵抗R10と負温度係数のサーミスタNTC4の直
列回路、バリキャップD2、コンデンサC8がそれぞれ
接続されている。更に、抵抗R9は、水晶振動子X1に
も接続されている。他の構成部分は、前記背景技術と同
様である。このように、本形態では、バリキャップD2
に対する逆電圧発生回路が、トランジスタQ2とサーミ
スタNTC2〜NTC4を含む複合型の構成となってい
る。
にそれぞれ供給されている。抵抗R6とアースとの間に
は、負温度係数のサーミスタNTC2が接続されてい
る。これら抵抗R6,サーミスタNTC2によって電源
電圧VCC2が分圧され、トランジスタQ2のベースに印
加されるようになっている。このトランジスタQ2のコ
レクタには、前記抵抗R7が接続されている。また、ト
ランジスタQ2のエミッタとアースとの間には、抵抗R
8,負温度係数のサーミスタNTC3が直列に接続され
ている。トランジスタQ2のコレクタは、更に抵抗R9
にも接続されている。この抵抗R9とアースとの間に
は、抵抗R10と負温度係数のサーミスタNTC4の直
列回路、バリキャップD2、コンデンサC8がそれぞれ
接続されている。更に、抵抗R9は、水晶振動子X1に
も接続されている。他の構成部分は、前記背景技術と同
様である。このように、本形態では、バリキャップD2
に対する逆電圧発生回路が、トランジスタQ2とサーミ
スタNTC2〜NTC4を含む複合型の構成となってい
る。
【0015】次に、本形態の作用を説明する。トランジ
スタQ2のベース電位Vb,エミッタ電流Ie,コレク
タ電位Vcは、次の数1式で表される。なお、ILは、
負荷電流である。
スタQ2のベース電位Vb,エミッタ電流Ie,コレク
タ電位Vcは、次の数1式で表される。なお、ILは、
負荷電流である。
【数1】
【0016】ここで、コレクタ電流Icとベース電流I
bを比較すると、Ic>Ibであるから、コレクタ電位
Vcは、次の数2式のようになる。
bを比較すると、Ic>Ibであるから、コレクタ電位
Vcは、次の数2式のようになる。
【数2】
【0017】一方、負荷電流ILは、次の数3式で表さ
れる。
れる。
【数3】
【0018】この数3式を前記数2式に代入すると、次
の数4式のようになる。
の数4式のようになる。
【数4】
【0019】一方、前記数1式から、コレクタ電位Vc
は、次の数5式で表される。
は、次の数5式で表される。
【数5】
【0020】これを前記数4式に代入すると、コレクタ
電位Vcは、次の数6式で表される。
電位Vcは、次の数6式で表される。
【数6】
【0021】ここで、負荷電圧、すなわちバリキャップ
D2側の電圧VTCは、次の数7式のようになる。
D2側の電圧VTCは、次の数7式のようになる。
【数7】
【0022】これに、前記数6式を代入すると、次の数
8式のようになる。
8式のようになる。
【数8】
【0023】他方、サーミスタの温度25℃における抵
抗値をR25とするとともに、温度tにおける抵抗値をN
TCとすると、B定数に対して、次の数9式で表され
る。
抗値をR25とするとともに、温度tにおける抵抗値をN
TCとすると、B定数に対して、次の数9式で表され
る。
【数9】
【0024】サーミスタNTC2〜NTC4のB定数B
2〜B4をB2=4750,B3=4100,B4=4750とするととも
に、25℃における抵抗値R225〜R425をR225=6800
0,R325=680,R425=100000としたときのサーミスタ抵
抗値は、前記数9式で求められる。主要な温度における
各サーミスタの抵抗値を示すと、次の表1に示すように
なる。
2〜B4をB2=4750,B3=4100,B4=4750とするととも
に、25℃における抵抗値R225〜R425をR225=6800
0,R325=680,R425=100000としたときのサーミスタ抵
抗値は、前記数9式で求められる。主要な温度における
各サーミスタの抵抗値を示すと、次の表1に示すように
なる。
【0025】
【表1】
【0026】更に、各素子の回路定数を、例えば、Vc
c=3V,Vbc=0.7V,R8=10000Ω,R7=10000
Ω,R6=68000Ω,R9=10000Ω,R10=10000Ω
とし、これらを前記数8式に代入すると、負荷電圧VTC
は、次の表2のようになる。これをグラフで示すと、図
7に示すようになる。図7は、前記図5に対応するもの
である。
c=3V,Vbc=0.7V,R8=10000Ω,R7=10000
Ω,R6=68000Ω,R9=10000Ω,R10=10000Ω
とし、これらを前記数8式に代入すると、負荷電圧VTC
は、次の表2のようになる。これをグラフで示すと、図
7に示すようになる。図7は、前記図5に対応するもの
である。
【0027】
【表2】
【0028】次に、以上のシミュレーション結果を定性
的に説明する。図2には、トランジスタQ2のコレクタ
側における電流,電圧とサーミスタの抵抗値の変化の概
略が示されている。同図中(A)は温度下降時の変化の様
子を示すグラフであり、(B)は温度上昇時の変化の様子
を示すグラフである。
的に説明する。図2には、トランジスタQ2のコレクタ
側における電流,電圧とサーミスタの抵抗値の変化の概
略が示されている。同図中(A)は温度下降時の変化の様
子を示すグラフであり、(B)は温度上昇時の変化の様子
を示すグラフである。
【0029】(1)温度下降時……この場合は、サーミ
スタNTC2〜NTC4の抵抗値は、いずれも増大する
(図2(A)グラフDA参照)。サーミスタNTC2の抵
抗値が増大すると、抵抗R6による電源電圧VCC2の分
圧電圧が増大し、トランジスタQ2のベース電位が上昇
する。ベース電位が上昇すると、抵抗R7側のコレクタ
電流が増加し、コレクタ電位は低下する。しかし、ベー
ス電位の上昇は、電源電圧VCC2に近づくにつれて飽和
するようになる。このため、このコレクタ電位の低下も
飽和するようになる。他方、温度の低下に伴って、サー
ミスタNTC3の抵抗値もそれぞれ増大する。これは、
コレクタ電流を減少させる方向に動く。従って、コレク
タ電位は逆に上昇するようになる。
スタNTC2〜NTC4の抵抗値は、いずれも増大する
(図2(A)グラフDA参照)。サーミスタNTC2の抵
抗値が増大すると、抵抗R6による電源電圧VCC2の分
圧電圧が増大し、トランジスタQ2のベース電位が上昇
する。ベース電位が上昇すると、抵抗R7側のコレクタ
電流が増加し、コレクタ電位は低下する。しかし、ベー
ス電位の上昇は、電源電圧VCC2に近づくにつれて飽和
するようになる。このため、このコレクタ電位の低下も
飽和するようになる。他方、温度の低下に伴って、サー
ミスタNTC3の抵抗値もそれぞれ増大する。これは、
コレクタ電流を減少させる方向に動く。従って、コレク
タ電位は逆に上昇するようになる。
【0030】このように、コレクタ電位は、温度低下に
伴い、最初は低下するものの、やがて増加する方向に動
く(図2(A)グラフDB参照)。これがバリキャップD
2に印加される。すなわち、バリキャップD2の逆電圧
は、温度低下とともに減少するものの、やがて増加する
ようになる。バリキャップD2は、逆電圧の減少ととも
に容量が増大し、逆電圧の増大とともに容量は低下す
る。バリキャップD2はコンデンサC8と並列に接続さ
れているので、それら全体の容量も同様に増減するよう
になる。一方、水晶振動子X1の負荷インピーダンスは
容量成分によって変化し、容量が増大すると周波数が低
下し、容量が減少すると周波数は上昇する。このため、
結果的に温度補償が行われることになる。
伴い、最初は低下するものの、やがて増加する方向に動
く(図2(A)グラフDB参照)。これがバリキャップD
2に印加される。すなわち、バリキャップD2の逆電圧
は、温度低下とともに減少するものの、やがて増加する
ようになる。バリキャップD2は、逆電圧の減少ととも
に容量が増大し、逆電圧の増大とともに容量は低下す
る。バリキャップD2はコンデンサC8と並列に接続さ
れているので、それら全体の容量も同様に増減するよう
になる。一方、水晶振動子X1の負荷インピーダンスは
容量成分によって変化し、容量が増大すると周波数が低
下し、容量が減少すると周波数は上昇する。このため、
結果的に温度補償が行われることになる。
【0031】(2)温度上昇時……この場合は、サーミ
スタNTC2〜NTC4の抵抗値は、いずれも減少する
(図2(B)グラフUA参照)。サーミスタNTC2の抵
抗値が減少すると、抵抗R6による電源電圧VCC2の分
圧電圧が減少し、トランジスタQ2のベース電位が低下
する。ベース電位が低下すると、抵抗R7側のコレクタ
電流が減少し、コレクタ電位は上昇する。しかし、ベー
ス電位が0[V](アース電位)に近づくにつれて、コ
レクタ電位は電源電圧VCC2に飽和するようになる。他
方、飽和後は、温度の上昇に伴って、サーミスタNTC
4の抵抗値も減少する。これは、コレクタ電流を増大さ
せる方向に動く。従って、コレクタ電位は逆に低下する
ようになる。
スタNTC2〜NTC4の抵抗値は、いずれも減少する
(図2(B)グラフUA参照)。サーミスタNTC2の抵
抗値が減少すると、抵抗R6による電源電圧VCC2の分
圧電圧が減少し、トランジスタQ2のベース電位が低下
する。ベース電位が低下すると、抵抗R7側のコレクタ
電流が減少し、コレクタ電位は上昇する。しかし、ベー
ス電位が0[V](アース電位)に近づくにつれて、コ
レクタ電位は電源電圧VCC2に飽和するようになる。他
方、飽和後は、温度の上昇に伴って、サーミスタNTC
4の抵抗値も減少する。これは、コレクタ電流を増大さ
せる方向に動く。従って、コレクタ電位は逆に低下する
ようになる。
【0032】すなわち、コレクタ電流は、サーミスタN
TC2の抵抗値減少に伴って減少する。しかし、サーミ
スタNTC4の変動によりコレクタ電流は増大する方向
に変化する。従って、コレクタ電位は、温度上昇に伴
い、最初は上昇するものの、やがて低下する方向に動く
(図2(B)グラフUB参照)。これがバリキャップD2
に印加される。すなわち、バリキャップD2の逆電圧
は、温度上昇とともに増大するものの、やがて減少する
ようになる。バリキャップD2は、逆電圧の増大ととも
に容量が減少し、逆電圧の減少とともに容量は増大す
る。バリキャップD2はコンデンサC8と並列に接続さ
れているので、それら全体の容量も同様に増減するよう
になる。一方、水晶振動子X1の負荷インピーダンスは
容量成分によって変化し、容量が減少すると周波数が上
昇し、容量が増大すると周波数は低下する。このため、
結果的に温度補償が行われることになる。
TC2の抵抗値減少に伴って減少する。しかし、サーミ
スタNTC4の変動によりコレクタ電流は増大する方向
に変化する。従って、コレクタ電位は、温度上昇に伴
い、最初は上昇するものの、やがて低下する方向に動く
(図2(B)グラフUB参照)。これがバリキャップD2
に印加される。すなわち、バリキャップD2の逆電圧
は、温度上昇とともに増大するものの、やがて減少する
ようになる。バリキャップD2は、逆電圧の増大ととも
に容量が減少し、逆電圧の減少とともに容量は増大す
る。バリキャップD2はコンデンサC8と並列に接続さ
れているので、それら全体の容量も同様に増減するよう
になる。一方、水晶振動子X1の負荷インピーダンスは
容量成分によって変化し、容量が減少すると周波数が上
昇し、容量が増大すると周波数は低下する。このため、
結果的に温度補償が行われることになる。
【0033】以上のような一連の動作によって、発振回
路の負荷容量(コンデンサC6〜C8とバリキャップD
2の容量の関数で表される)は、水晶振動子X1の周波
数温度変化と逆の動きをすることになる。図3には、そ
の様子が示されている。同図中、横軸は温度[℃],縦
軸は周波数偏差[PPM]である。グラフG1は、図5(A)
と同様に、水晶振動子X1単体の周波数偏差を示す。こ
のグラフG1のように、25℃付近から温度が上昇する
と、発振周波数は低下するものの、60℃付近からは上
昇する。逆に、25℃付近から温度が低下すると、発振
周波数は上昇するものの、−10℃付近からは低下す
る。
路の負荷容量(コンデンサC6〜C8とバリキャップD
2の容量の関数で表される)は、水晶振動子X1の周波
数温度変化と逆の動きをすることになる。図3には、そ
の様子が示されている。同図中、横軸は温度[℃],縦
軸は周波数偏差[PPM]である。グラフG1は、図5(A)
と同様に、水晶振動子X1単体の周波数偏差を示す。こ
のグラフG1のように、25℃付近から温度が上昇する
と、発振周波数は低下するものの、60℃付近からは上
昇する。逆に、25℃付近から温度が低下すると、発振
周波数は上昇するものの、−10℃付近からは低下す
る。
【0034】これに対し、本形態では、バリキャップD
2の電位が、温度変化に伴って3次曲線に近い動きを示
す。すなわち、本形態にかかるトランジスタQ2,サー
ミスタNTC2〜NTC4,バリキャップD2による前
記温度補償は、前記図2にグラフDB,UBで示したよ
うに3次曲線に近い動きを示し、それらを合わせると、
図3のグラフG6のようになる。このため、温度補償後
の周波数偏差はグラフG7で示すようになり、広い温度
範囲で良好に発振周波数偏差が温度補償されている。
2の電位が、温度変化に伴って3次曲線に近い動きを示
す。すなわち、本形態にかかるトランジスタQ2,サー
ミスタNTC2〜NTC4,バリキャップD2による前
記温度補償は、前記図2にグラフDB,UBで示したよ
うに3次曲線に近い動きを示し、それらを合わせると、
図3のグラフG6のようになる。このため、温度補償後
の周波数偏差はグラフG7で示すようになり、広い温度
範囲で良好に発振周波数偏差が温度補償されている。
【0035】本発明には数多くの実施形態があり、以上
の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例
えば、前記形態では、電流制御素子としてトランジスタ
を使用し、負性抵抗素子としてサーミスタを使用して逆
電圧発生回路を構成したが、同様の作用を奏するように
各種設計変更が可能である。また、発振回路は、可変容
量素子が水晶振動子の負荷側に接続されていればよく、
他の部分の構成は問わない。
の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例
えば、前記形態では、電流制御素子としてトランジスタ
を使用し、負性抵抗素子としてサーミスタを使用して逆
電圧発生回路を構成したが、同様の作用を奏するように
各種設計変更が可能である。また、発振回路は、可変容
量素子が水晶振動子の負荷側に接続されていればよく、
他の部分の構成は問わない。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電流制御素子の制御端子側及び主端子側に第1及び第2
の負性抵抗素子をそれぞれ接続するとともに、これら各
素子の作用によって略3次曲線で表される電圧を生成
し、前記可変容量素子に逆電圧として印加することとし
たので、簡易な構成でありながら、広い温度範囲で良好
な温度補償を行うことができるという効果がある。
電流制御素子の制御端子側及び主端子側に第1及び第2
の負性抵抗素子をそれぞれ接続するとともに、これら各
素子の作用によって略3次曲線で表される電圧を生成
し、前記可変容量素子に逆電圧として印加することとし
たので、簡易な構成でありながら、広い温度範囲で良好
な温度補償を行うことができるという効果がある。
【図1】本発明の一形態にかかる水晶発振回路の周波数
温度補償回路の構成を示す回路図である。
温度補償回路の構成を示す回路図である。
【図2】前記形態の作用の概要を示すグラフである。
【図3】前記形態における温度補償の様子を示すグラフ
である。
である。
【図4】周波数温度補償回路の背景技術の一例を示す回
路図である。
路図である。
【図5】前記図4の背景技術における温度補償の様子を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図6】周波数温度補償回路の背景技術の他の例を示す
回路図である。
回路図である。
【図7】負荷電圧(バリキャップ逆電圧)のシミュレー
ション結果の一例を示すグラフである。
ション結果の一例を示すグラフである。
C1〜C8…コンデンサ D1,D2…バリキャップ L1〜L3…コイル NTC1〜NTC4…サーミスタ Q1,Q2…トランジスタ R1〜R10…抵抗 VCC1,VCC2…電源電圧 X1…水晶振動子
フロントページの続き Fターム(参考) 5J079 AA04 BA02 DA13 DB02 FA02 FA13 FA14 FA21 FA24 FA26 FB11 GA02 JA01 JA03 5J081 AA03 CC17 DD03 DD26 EE05 EE18 FF11 FF17 FF23 GG01 KK02 KK09 KK22 LL05 MM01 MM03
Claims (3)
- 【請求項1】 水晶振動子の負荷側に接続された可変容
量素子に温度補償のための逆電圧を印加する逆電圧印加
回路を備えた水晶発振回路の周波数温度補償回路におい
て、 前記逆電圧発生回路が、 制御端子側に印加される電圧によって主端子側に流れる
電流を制御する電流制御素子;この電流制御素子の制御
端子側に接続された第1の負性抵抗素子;前記電流制御
素子の主端子側にそれぞれ接続された第2及び第3のの
負性抵抗素子;これらの各素子を利用して略3次曲線で
表される電圧を生成し、前記可変容量素子に逆電圧とし
て印加する逆電圧印加手段;を含むことを特徴とする水
晶発振回路の周波数温度補償回路。 - 【請求項2】 前記電流制御素子はトランジスタであ
り、 前記第1,第2及び第3の負性抵抗素子は第1,第2及
び第3のサーミスタであり、 前記トランジスタのベース側に前記第1のサーミスタを
接続し、前記トランジスタのエミッタ側に前記第2のサ
ーミスタを接続し、前記トランジスタのコレクタ側に第
3のサーミスタを接続し、 前記トランジスタのコレクタ電位を、前記逆電圧として
前記可変容量素子に印加することを特徴とする請求項1
記載の水晶発振回路の周波数温度補償回路。 - 【請求項3】 前記第2のサーミスタは、主として低温
時に前記トランジスタのコレクタ電位を下げ、前記第3
のサーミスタは、主として高温時に前記可変容量素子の
逆電圧を上げることを特徴とする請求項2記載の水晶発
振回路の周波数温度補償回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11113364A JP2000307346A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 水晶発振回路の周波数温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11113364A JP2000307346A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 水晶発振回路の周波数温度補償回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000307346A true JP2000307346A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14610416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11113364A Withdrawn JP2000307346A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 水晶発振回路の周波数温度補償回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000307346A (ja) |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11113364A patent/JP2000307346A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |