JP2002026658A - 水晶発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度で発振周波数の温度補償を行え、しか
も構成が簡素で、安価、かつ安定性の高い水晶発振回路
を実現する。 【解決手段】 水晶発振回路２では、中心切断角度に対
する切断角度偏差が＋４０分であるＡＴカット水晶振動
子を用いているので、発振周波数は温度変化に対して大
きく変化するもの、発振周波数は広い温度範囲において
おおむね直線的に変化する。したがって、温度にほぼ比
例して変化する補償電圧１４を可変容量コンデンサ８に
供給することで、周波数温度特性を高い精度で補償する
ことができ、そのため温度補償回路１０は、１回路の１
次関数発生回路１６によって簡単に構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水晶発振回路に関
し、特に温度変化に対して発振周波数が安定化された水
晶発振回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】温度変化に対して発振周波数が安定化さ
れた水晶発振回路は温度補償型水晶発振回路（ＴＣＸ
Ｏ）として、携帯電話機などの通信機器で特に周波数の
安定度が要求される回路に使用されている。図１０はＴ
ＣＸＯに用いられるＡＴカット水晶振動子の周波数温度
特性を示すグラフであり、横軸は周囲温度を表し、縦軸
は周波数偏差を表している。各曲線は、切断角度を中心
切断角度を基準に−１０分から＋２０分まで５分ピッチ
で変化させた場合の各温度特性を示している。図１０か
ら分かるように、この種の水晶振動子の周波数温度特性
は切断角度により変化し、そして従来のＴＣＸＯでは、
温度変化に対する周波数変化をできるだけ抑えるため
に、切断角度がＡＴカットの中心切断角度である水晶振
動子、または切断角度が中心切断角度に対してわずかに
偏差を有する水晶振動子を用いていた。

【０００３】図１１は、ＡＴカット水晶振動子の温度補
償を説明するグラフである。ＡＴカット水晶振動子の周
波数温度特性１０１は３次関数と１次関数の合成で近似
することができるため、従来のＴＣＸＯでは、水晶振動
子の周波数温度特性を打ち消すべく、温度変化に対して
３次関数で表される補償特性１０２を生成し、同補償特
性を用いて発振周波数の安定化を図っていた。

【０００４】また、通信機器の低価格化や低消費電力化
にともない、従来、ディスクリート電子部品で構成され
ていた間接補償型ＴＣＸＯも、より安価で、かつより低
電圧で動作することが通信機器メーカーから要求されて
いる。この、要求に応えるため、水晶振動子以外のディ
スクリート電子部品を半導体集積回路に搭載することに
より、安価なＴＣＸＯを実現する技術が活発に研究され
ている。

【０００５】特開平１０−４３１８号公報やＷＯ９８５
６１０５には、半導体集積回路に水晶振動子以外のディ
スクリート電子部品を搭載した例が開示されている。図
１２はこの種の従来の水晶発振回路の一例を示すブロッ
ク図である。図１２に示した水晶発振回路１０４は、共
振回路に水晶振動子１０６および可変容量コンデンサ１
０８を含む発振回路１０９と、温度補償回路１１０とか
ら成り、発振回路１０９、可変容量コンデンサ１０８、
ならびに温度補償回路１１０は半導体集積回路１１１に
搭載されている。そして、温度補償回路１１０は、温度
センサー１１２、１次関数発生回路１１４、３次関数発
生回路１１６、加算回路１１８などにより構成されてい
る。この水晶発振回路１０４では、温度センサー１１２
が出力する、温度にほぼ比例して変化する電圧に対し
て、１次関数発生回路１１４および３次関数発生回路１
１６はそれぞれ１次関数的および３次関数的に変化する
電圧を出力し、加算回路１１８はこれらの電圧を加算
し、結果を補償電圧として可変容量コンデンサ１０８に
出力する。

【０００６】しかし、このような温度補償回路１１０で
は、３次関数発生回路１１６はあくまでも擬似的に３次
関数特性を実現するものであり、その精度は１次関数発
生回路１１４に比べて大きく劣るため、高い精度で水晶
振動子１０６の周波数温度特性を補償することは困難で
ある。また、３次関数特性は、半導体集積回路に搭載で
きる能動素子や受動素子単独では実現できず、そのた
め、バイポーラトランジスタまたはＭＯＳトランジスタ
による差動対回路を多段接続するといった構成が必要と
なり、回路は非常に複雑になる。さらに、３次関数特性
の誤差を抑えるためには、各差動対回路の入力電圧や回
路動作点電圧の変動を抑制しなければなず、回路はさら
に複雑かつコスト高になる。

【０００７】一方、特開平６−８５５３７号公報には、
ダイオードを用いた折線近似により水晶振動子の周波数
温度特性を補償する技術が開示されている。図１３はこ
のダイオードを用いて折線近似特性を得る温度補償回路
の一例を示す回路図である。この温度補償回路１２０
は、図１３に示したように、ダイオード１２２、１２
４、オペアンプ１２６、ならびに抵抗１３６、１３８、
１４０、１４２、１４４、１４６により構成され、入力
端子１２８より温度センサーの出力電圧を供給すると、
温度変化に対して３次関数的に変化する補償電圧がオペ
アンプ１２６より出力端子１３０を通じて出力される。
図１４はこの温度補償回路による水晶振動子の温度補償
を説明するグラフである。図中、横軸は周囲温度、縦軸
は周波数偏差を表している。このグラフにおいて、曲線
１２３は切断角度の偏差が中心切断角度に対して０分で
ある水晶振動子の温度特性を、折線１２１は、補償特性
を示しており、室温近辺で周波数温度特性１２３は補償
特性１２１により近似されている。

【０００８】しかし、この温度補償回路１２０では十分
な温度補償を行うことは困難である。図１５は、図１３
に示した温度補償回路１２０を用いて水晶振動子の温度
補償を行った場合の周波数の変化をシミュレーションに
より求めた結果を示すグラフである。図中、横軸は周囲
温度を表し、縦軸は周波数偏差を表してる。このグラフ
から分かるように、ダイオードによる折線近似補償特性
１２１の変曲点に相当する０°Ｃおよび５０°Ｃ近辺で
発振周波数が急激に変化している。このような急激な周
波数の変化は、通信機器の安定性を損なう原因となる。
また、この温度補償回路１２０では、温度センサーの出
力電圧はダイオードの順方向降下電圧の２倍以上のダイ
ナミックレンジが必要であるため、ＴＣＸＯの低電圧化
には適していない。

【０００９】特開平６−２７６０２０号公報には１次関
数発生回路のみを用いて温度補償を行う技術が開示され
ている。図１６は、この技術にもとづく従来の水晶発振
回路の一例を示す回路図である。図中、図１２と同一の
要素には同一の符号が付されている。図１６に示したよ
うに、この水晶発振回路１３２は、異なる複数の温度区
間にそれぞれ対応する５つの１次関数発生回路１１４を
備え、それらの出力電圧を加算回路１３４によりすべて
加算することで、上記温度区間ごとに直線近似した補償
特性が得られるように構成されている。

【００１０】しかし、このような水晶発振回路では、最
低でも３回路以上の１次関数発生回路が必要であり、温
度補償の精度を高めようとすると、さらに多数の１次関
数発生回路を設けなければならない。そのため、回路規
模が大きくなってしまう。また、１次関数発生回路１１
４の数を増やすと、１回路当たりの出力電圧範囲が狭く
なるため、補償特性の調整作業が難しくなり、高い精度
を確保することが困難になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたもので、その目的は、高い
精度で発振周波数の温度補償を行え、しかも構成が簡素
で、安価、かつ安定性の高い水晶発振回路を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、中心切断角度に対する切断角度偏差が正の値
であるＡＴカット水晶振動子と、前記水晶振動子を共振
回路に含む発振回路と、前記発振回路の前記共振回路を
構成し、印加された補償電圧により容量が変化して、前
記補償電圧におおむね比例して前記発振回路の発振周波
数を変化させる可変容量コンデンサと、温度にほぼ比例
して変化する前記補償電圧を発生して前記可変容量コン
デンサに供給する温度補償回路とを備えたことを特徴と
する。

【００１３】本発明の水晶発振回路では、中心切断角度
に対する切断角度偏差が正の値であるＡＴカット水晶振
動子を用いるので、発振周波数は温度変化に対して大き
く変化するもの、発振周波数は広い温度範囲においてお
おむね直線的に変化する。したがって、温度にほぼ比例
して変化する補償電圧によって周波数温度特性を高い精
度で補償することができ、温度補償回路は、たとえば１
つの１次関数発生回路のみによって構成することができ
る。その結果、温度補償回路はきわめて簡素となり、小
型かつ安価に構成できるとともに、複雑な調整なども不
要であることから高い安定性が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明による水晶発
振回路の一例を示すブロック図、図２は図１の温度補償
回路を詳しく示す回路図である。図１に示した水晶発振
回路２は、中心切断角度に対する切断角度偏差が＋４０
分であるＡＴカット水晶振動子４と、水晶振動子４を共
振回路に含む発振回路６とを備え、さらに、発振回路６
の共振回路を構成し、印加された補償電圧により容量が
変化して、補償電圧におおむね比例して発振回路６の発
振周波数を変化させる可変容量コンデンサ８と、温度に
ほぼ比例して変化する補償電圧を発生して可変容量コン
デンサ８に供給する温度補償回路１０とを備えている。
そして水晶振動子４を除く各要素はすべて半導体集積回
路５に搭載されている。

【００１５】温度補償回路１０は、より詳しくは、温度
にほぼ比例して変化する電圧を出力する温度センサー１
２と、温度センサー１２の出力電圧を増幅するとともに
同出力電圧にバイアス電圧を加えて補償電圧１４として
出力する１次関数発生回路１６と、ＥＥＰＲＯＭ１７と
（電気的書換可能ＲＯＭ）により構成されている。

【００１６】１次関数発生回路１６は、図２に示したよ
うに、オペアンプ１８、抵抗２０、２２、ならびに上記
バイアス電圧を生成する電源２４により構成された反転
増幅回路となっている。電源２４の正極はオペアンプ１
８の非反転入力端子に接続され、電源２４の負極はグラ
ンドに接続されている。また、抵抗２０、２２の一端は
ともにオペアンプ１８の反転入力端子に接続され、抵抗
２２の他端はオペアンプ１８の出力端子に接続されてい
る。電源２４の電圧および抵抗２２の抵抗値は、それぞ
れＥＥＰＲＯＭから与えられるデジタルデータにより設
定可能であり、したがって、温度センサー１２の出力電
圧に加えるバイアス電圧、および１次関数発生回路１６
の増幅度はＥＥＰＲＯＭからのデータにより設定され
る。

【００１７】温度センサー１２は、本実施の形態例では
直列接続された２つのＰＮ接合のダイオード２６、２８
とダイオード２６、２８に電流を供給する直流電流源３
０とにより構成されている。ダイオード２８のカソード
はグランドに、アノードはダイオード２６のカソードに
それぞれ接続され、ダイオード２６のアノードは直流電
流源３０の出力端子に接続されている。そして、２つの
ダイオードの順方向降下電圧を加算した電圧が、ダイオ
ード２６のアノードから、温度にほぼ比例して変化する
電圧として出力される。

【００１８】次に、このように構成された水晶発振回路
２の動作について説明する。図３は水晶振動子の周波数
温度特性、および温度補償回路１０が出力する補償電圧
１４によって決まる発振周波数の温度変化を示すグラフ
である。図中、横軸は周囲温度を、縦軸は周波数偏差を
表し、曲線３２が水晶振動子の周波数温度特性、直線３
４が補償電圧１４により決まる発振周波数の温度変化を
示している。なお、曲線３２で表された周波数温度特性
は以下に説明する［数１］により算出したものであり、
一方、直線３４は、温度と補償電圧１４との関係、およ
び補償電圧１４と周波数との関係が既知であることにも
とづいて算出したものである。

【００１９】温度センサー１２は、温度にほぼ比例して
降下する電圧を出力する。１次関数発生回路１６はこの
温度センサー１２からの電圧を反転させて、ＥＥＰＲＯ
Ｍからのデータで決まる増幅度で増幅し、またＥＥＰＲ
ＯＭからのデータで決まるバイアス電圧を、温度センサ
ー１２からの電圧に加える。その結果、温度補償回路１
０は、あるバイアスを持ち、温度に比例して上昇する補
償電圧１４を可変容量コンデンサ８に印加し、発振回路
６が出力端子３６より出力する信号の周波数は、仮に補
償電圧１４の影響だけを受けるとした場合、図３に示し
た直線３４のように直線的に変化する。この直線３４の
勾配は、１次関数発生回路１６の増幅度により決まり、
したがってＥＥＰＲＯＭに保持させるデータにより調整
できる。

【００２０】一方、本実施の形態例では、上述のように
中心切断角度に対する切断角度偏差が＋４０分であるＡ
Ｔカット水晶振動子を用いているので、発振周波数は、
図３に曲線３２で示したように、温度変化に対して大き
く変化するもの、広い温度範囲においておおむね直線的
に変化する。これについて詳しく説明すると、ＡＴカッ
ト水晶振動子の、２５°Ｃを基準とした周囲温度に対す
る周波数変化率は、次式により近似的に表されることが
知られている。

【００２１】

【数１】Δｆ／ｆ＝｛（０．００００２×μ＋０．０１
１６５）×（Ｔ−２５）³＋（０．００８３×μ−０．
０８７３）×（Ｔ−２５）²＋（８．５８２×μ−１．
８２６）×（Ｔ−２５）｝×１０^-8 ただし、Δｆ／ｆは２５°Ｃを基準として周波数変化
率、μは水晶振動子の切断角度（単位は分）、Ｔは周囲
温度（単位は°Ｃ）である。

【００２２】このようにＡＴカット水晶振動子の周波数
温度特性は３次関数により表されるが、水晶振動子の切
断角度μを正側に増加させると、図１０に示したよう
に、周波数温度特性は周囲温度２５°Ｃを中心に直線に
より近似できる範囲が拡大する。切断角度偏差を本実施
の形態例のように＋４０分にした場合には、図３に示し
たように、いっそう広い範囲で周波数温度特性（曲線３
２）は直線的となる。

【００２３】そして、図３に示したように、曲線３２お
よび直線３４は互いに逆の勾配を有し、直線３４の勾配
の絶対値は、曲線３２の勾配の絶対値に一致するように
１次関数発生回路１６の増幅度により調整できるので、
温度変化による水晶振動子の周波数の変化は、温度補償
回路１０が出力する補償電圧１４による周波数変化によ
って高精度に打ち消すことができる。

【００２４】図４は、図１の水晶発振回路２の発振周波
数の温度変化をシミュレーションにより求めた結果を示
すグラフである。図中、横軸は周囲温度を表し、縦軸は
周波数偏差を表している。このグラフから分かるよう
に、広い温度範囲において周波数偏差は狭い領域に収ま
っており、発振周波数は効果的に安定化されている。

【００２５】本実施の形態例では、このような温度補償
を、１つの１次関数発生回路１６と、ダイオードによる
簡単な温度センサー１２により実現でき、回路はきわめ
て簡素であって、小型かつ安価に構成できるとともに、
複雑な調整なども不要であることから高い安定性が得ら
れる。また、水晶振動子の周波数温度特性は上記［数
１］により表されるので、１次関数発生回路１６の増幅
度は［数１］にもとづいて算出することができる。した
がって、恒温槽を使用して周波数温度特性を実測する必
要はなく、１次関数発生回路１６の増幅度は容易に設定
することができる。なお、本実施の形態例では水晶振動
子の切断角度の偏差を＋４０分としたが、これはあくま
でも一例であり、この値より小さい偏差であっても、あ
るいは大きい偏差であっても同様の効果を得ることがで
きる。

【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態例につい
て説明する。図５は第２の実施の形態例の水晶発振回路
を示すブロック図である。図中、図１と同一の要素には
同一の符号が付されている。この水晶発振回路３８は、
上記水晶発振回路２の温度補償回路１０に１次関数発生
回路４０、電圧切り換え回路４２、ならびに温度比較回
路４４を追加した構成となっている。上記１次関数発生
回路４０は、温度センサー１２の出力電圧を増幅すると
ともに同出力電圧にバイアス電圧を加えて補償電圧とし
て出力する。１次関数発生回路４０の増幅度は１次関数
発生回路１６より若干低く設定されている。そして、電
圧切り換え回路４２は、切り換え信号４６にもとづい
て、１次関数発生回路１６、４０のいずれかの出力電圧
を選択し補償電圧１４として可変容量コンデンサ８に出
力する。温度比較回路４４は、温度センサー１２の出力
電圧が表す温度が基準の温度より高いか否かに応じて１
次関数発生回路１６、４０のいずれかの出力電圧を選択
すべく切り換え信号４６を電圧切り換え回路４２に供給
する。上記基準の温度は、本実施の形態例では一例とし
て０°Ｃであり、周囲温度が０°Ｃより高い場合は、１
次関数発生回路１６が出力する補正電圧が可変容量コン
デンサ８に供給され、一方、周囲温度が０°Ｃ以下の場
合は、１次関数発生回路４０が出力する補正電圧が可変
容量コンデンサ８に供給される。

【００２７】図６は、水晶振動子の周波数温度特性、お
よび温度補償回路が出力する補償電圧によって決まる水
晶発振回路の発振周波数の温度変化を示すグラフであ
る。図中、横軸は周囲温度、縦軸は周波数偏差を表して
いる。図６は図３と同種の図面であり、曲線３２が水晶
振動子の周波数温度特性を示し、実線で表された直線４
８は１次関数発生回路１６が出力する補償電圧により決
まる発振周波数の温度変化を、点線で表された直線５０
は１次関数発生回路４０が出力する補償電圧により決ま
る発振周波数の温度変化をそれぞれ示している。

【００２８】本実施の形態例では、１次関数発生回路４
０の増幅度が、上述のように１次関数発生回路１６より
若干低いことから直線５０の勾配はやや小さくなってい
る。したがって、周囲温度が低い範囲で水晶振動子の周
波数温度特性（曲線３２）の勾配がやや小さくなってい
ることに対応して、低い温度において、水晶発振回路２
より良好に周波数温度特性が補償され、水晶発振回路３
８の発振周波数はより広い範囲で安定化される。

【００２９】図７は第２の実施の形態例における周波数
温度特性を示すグラフである。図中、横軸は周囲温度、
縦軸は周波数偏差を表している。図４と比較して分かる
ように、第２の実施の形態例では、低い温度領域におい
ても発振周波数が十分に安定化されている。また、本実
施の形態例では、周波数温度特性の補償の調整は低温側
と高温側とに分けて行えばよく、したがって、１次関数
発生回路１６、４０の増幅度やバイアスの調整は水晶発
振回路２の場合より容易に行うことができる。

【００３０】次に、本発明の第３の実施の形態例につい
て説明する。図８は第３の実施の形態例の水晶発振回路
を示すブロック図である。図中、図１と同一の要素には
同一の符号が付されている。図８に示した水晶発振回路
５２は、水晶発振回路の温度補償回路１０に１次折線関
数発生回路５４および加算回路５６を追加した構成とな
っている。１次折線関数発生回路５４は、温度センサー
１２の出力電圧が表す温度が基準の温度より高いか否か
に応じて、温度にほぼ比例して変化する電圧および一定
の電圧のいずれかを出力する。そして、加算回路５６
は、１次折線関数発生回路５４の出力電圧と１次関数発
生回路１６の出力電圧とを加算し補償電圧１４として可
変容量コンデンサ８に出力する。

【００３１】図９は、温度補償回路１０が出力する補償
電圧１４によって決まる水晶発振回路５２の発振周波数
の温度変化を示すグラフである。図中、横軸は周囲温
度、縦軸は周波数偏差を表している。そして、直線５１
は、仮に１次関数発生回路１６が出力する補償電圧のみ
を可変容量コンデンサ８に印加した場合の発振周波数の
温度変化を表し、折線５８は、仮に１次折線関数発生回
路５４が出力する補償電圧のみを可変容量コンデンサ８
に印加した場合の発振周波数の温度変化を表している。
そして、折線６０は、１次関数発生回路１６および１次
折線関数発生回路５４が出力する補償電圧を、加算回路
５６により加算して可変容量コンデンサ８に印加した場
合の発振周波数の温度変化を表している。

【００３２】１次折線関数発生回路５４は、温度センサ
ー１２の出力電圧にもとづき、本実施の形態例では周囲
温度が０°Ｃ以下の場合には、温度が下がるほど、比較
的小さい勾配で周波数が直線的に高くなるようなるよう
な補償電圧を出力し、周囲温度が０°Ｃを超えた領域で
は、温度に関係なく周波数を若干低下させる補償電圧を
出力する。一方、１次関数発生回路１６は、図１の水晶
発振回路２の場合と同様、温度とともに周波数が直線的
に上昇するような補償電圧を出力する。ただし、バイア
ス電圧は図１の水晶発振回路２の場合とは異なってい
る。

【００３３】１次関数発生回路１６および１次折線関数
発生回路５４がこのような補償電圧を出力し、加算回路
５６はそれらを加算して可変容量コンデンサ８に供給す
るので、補償電圧１４による発振周波数の変化は折線６
０のようなものとなり、この折線６０は、図６に示した
直線４８、５０を連結したものにほぼ一致している。し
たがって、第３の実施の形態例の水晶発振回路５２で
も、上記第２の実施の形態例の水晶発振回路３８のと同
様の効果を得ることができる。さらに、第３の実施の形
態例では、電圧切り換え回路４２を使用していないた
め、切り換え時にスイッチングノイズが発生する虞がな
く、ノイズを含まないより安定な発振出力を得ることが
できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の水晶発振回
路は、中心切断角度に対する切断角度偏差が正の値であ
るＡＴカット水晶振動子と、前記水晶振動子を共振回路
に含む発振回路と、前記発振回路の前記共振回路を構成
し、印加された補償電圧により容量が変化して、前記補
償電圧におおむね比例して前記発振回路の発振周波数を
変化させる可変容量コンデンサと、温度にほぼ比例して
変化する前記補償電圧を発生して前記可変容量コンデン
サに供給する温度補償回路とを備えたことを特徴とす
る。

【００３５】本発明の水晶発振回路では、中心切断角度
に対する切断角度偏差が正の値であるＡＴカット水晶振
動子を用いるので、発振周波数は温度変化に対して大き
く変化するもの、発振周波数は広い温度範囲においてお
おむね直線的に変化する。したがって、温度にほぼ比例
して変化する補償電圧によって周波数温度特性を高い精
度で補償することができ、温度補償回路は、たとえば１
つの１次関数発生回路のみによって構成することができ
る。その結果、温度補償回路はきわめて簡素となり、小
型かつ安価に構成できるとともに、複雑な調整なども不
要であることから高い安定性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水晶発振回路の一例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の温度補償回路を詳しく示す回路図であ
る。

【図３】水晶振動子の周波数温度特性、および温度補償
回路が出力する補償電圧によって決まる発振周波数の温
度変化を示すグラフである。

【図４】図１の水晶発振回路の発振周波数の温度変化を
シミュレーションにより求めた結果を示すグラフであ
る。

【図５】第２の実施の形態例の水晶発振回路を示すブロ
ック図である。

【図６】水晶振動子の周波数温度特性、および温度補償
回路が出力する補償電圧によって決まる水晶発振回路の
発振周波数の温度変化を示すグラフである。

【図７】第２の実施の形態例における周波数温度特性を
示すグラフである。

【図８】第３の実施の形態例の水晶発振回路を示すブロ
ック図である。

【図９】温度補償回路が出力する補償電圧によって決ま
る水晶発振回路の発振周波数の温度変化を示すグラフで
ある。

【図１０】ＴＣＸＯに用いられるＡＴカット水晶振動子
の周波数温度特性を示すグラフである。

【図１１】ＡＴカット水晶振動子の温度補償を説明する
グラフである。

【図１２】従来の水晶発振回路の一例を示すブロック図
である。

【図１３】ダイオードを用いて折線近似特性を得る温度
補償回路の一例を示す回路図である。

【図１４】図１３に示した温度補償回路による水晶振動
子の温度補償を説明するグラフである。

【図１５】図１３に示した温度補償回路を用いて水晶振
動子の温度補償を行った場合の周波数の変化をシミュレ
ーションにより求めた結果を示すグラフである。

【図１６】従来の水晶発振回路の他の例を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

２……水晶発振回路、４……水晶振動子、６……発振回
路、８……可変容量コンデンサ、１０……温度補償回
路、１２……温度センサー、１４……補償電圧、１６…
…１次関数発生回路、１８……オペアンプ、２０……抵
抗、２２……抵抗、２４……電源、２６……ダイオー
ド、２８……ダイオード、３０……直流電流源、３６…
…出力端子、３８……水晶発振回路、４０……１次関数
発生回路、４２……電圧切り換え回路、４４……温度比
較回路、４６……切り換え信号、５２……水晶発振回
路、５４……１次折線関数発生回路、５６……加算回
路、１０２……補償信号、１０４……水晶発振回路、１
０６……水晶振動子、１０８……可変容量コンデンサ、
１１０……温度補償回路、１１２……温度センサー、１
１４……１次関数発生回路、１１６……３次関数発生回
路、１１８……加算回路、１２０……温度補償回路、１
２２……ダイオード、１２４……ダイオード、１２６…
…オペアンプ、１２８……入力端子、１３０……出力端
子、１３２……水晶発振回路、１３４……加算回路、１
３６、１３８、１４０、１４２、１４４、１４６……抵
抗。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心切断角度に対する切断角度偏差が正
   の値であるＡＴカット水晶振動子と、 前記水晶振動子を共振回路に含む発振回路と、 前記発振回路の前記共振回路を構成し、印加された補償
   電圧により容量が変化して、前記補償電圧におおむね比
   例して前記発振回路の発振周波数を変化させる可変容量
   コンデンサと、 温度にほぼ比例して変化する前記補償電圧を発生して前
   記可変容量コンデンサに供給する温度補償回路とを備え
   たことを特徴とする水晶発振回路。
2. 【請求項２】 前記温度補償回路は、温度にほぼ比例し
   て変化する電圧を出力する温度センサーと、前記温度セ
   ンサーの出力電圧を増幅するとともに同出力電圧にバイ
   アス電圧を加えて前記補償電圧として出力する第１の１
   次関数発生回路とを備えたことを特徴とする請求項１記
   載の水晶発振回路。
3. 【請求項３】 前記バイアス電圧、および前記第１の１
   次関数発生回路の増幅度はデジタルデータにより設定可
   能であり、前記デジタルデータは不揮発性メモリーから
   供給されることを特徴とする請求項２記載の水晶発振回
   路。
4. 【請求項４】 前記温度センサーは、１つ、または直列
   に接続された複数のダイオードと同ダイオードに電流を
   供給する直流電流源とを含み、前記ダイオードの順方向
   降下電圧を、前記温度にほぼ比例して変化する電圧とし
   て出力することを特徴とする請求項２記載の水晶発振回
   路。
5. 【請求項５】 前記第１の１次関数発生回路はオペアン
   プによる反転増幅回路により構成されていることを特徴
   とする請求項２記載の水晶発振回路。
6. 【請求項６】 前記温度補償回路は、前記温度センサー
   の出力電圧を増幅するとともに同出力電圧に前記バイア
   ス電圧を加えて前記補償電圧として出力する第２の１次
   関数発生回路と、切り換え信号にもとづいて、第１およ
   び第２の１次関数発生回路のいずれかの出力電圧を選択
   し前記補償電圧として前記可変容量コンデンサに出力す
   る電圧切り換え手段と、前記温度センサーの出力電圧が
   表す温度が基準温度より高いか否かに応じて第１および
   第２の１次関数発生回路のいずれかの出力電圧を選択す
   べく前記切り換え信号を前記電圧切り換え手段に供給す
   る温度比較回路とを備えたことを特徴とする請求項２記
   載の水晶発振回路。
7. 【請求項７】 前記温度補償回路は、前記温度センサー
   の出力電圧が表す温度が基準温度より高いか否かに応じ
   て、温度にほぼ比例して変化する電圧および一定の電圧
   のいずれかを出力する１次折線関数発生回路と、前記１
   次折線関数発生回路の出力電圧と前記第１の１次関数発
   生回路の出力電圧とを加算し前記補償電圧として前記可
   変容量コンデンサに出力する加算回路とを備えたことを
   特徴とする請求項２記載の水晶発振回路。