JP2003168927A - Ｃｐｕ制御の水晶発振器 - Google Patents
Ｃｐｕ制御の水晶発振器Info
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- JP2003168927A JP2003168927A JP2001368994A JP2001368994A JP2003168927A JP 2003168927 A JP2003168927 A JP 2003168927A JP 2001368994 A JP2001368994 A JP 2001368994A JP 2001368994 A JP2001368994 A JP 2001368994A JP 2003168927 A JP2003168927 A JP 2003168927A
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- crystal oscillator
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- oscillation
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ 恒温槽型の水晶発振器に比べて消費電力は
著しく少なく、しかも同等程度の周波数安定度を得るこ
と。 ［構成］ 本発明の請求項１は、水晶発振回路と、こ
の水晶発振回路の発振周波数で動作するとともに予めプ
ログラムした電源投入後の経過時間に応じた発振周波数
の周波数エージング特性による変化を補償したタイミン
グで発振出力としてパルス信号を出力するＣＰＵとを具
備することを特徴とするものであり、請求項２は、請求
項１に記載のものにおいて水晶発振回路は温度補償機能
を有することを特徴とするものであり、請求項３は請求
項１に記載のものにおいてＣＰＵは温度センサから与え
られる検出値に応じて温度変化による発振周波数の変化
を補償したタイミングで発振出力としてパルス信号を出
力することを特徴とし、請求項４は請求項１に記載のも
のにおいて発振出力を位相雑音レベルを向上させるフィ
ルタを介して出力することを特徴とするものである。
著しく少なく、しかも同等程度の周波数安定度を得るこ
と。 ［構成］ 本発明の請求項１は、水晶発振回路と、こ
の水晶発振回路の発振周波数で動作するとともに予めプ
ログラムした電源投入後の経過時間に応じた発振周波数
の周波数エージング特性による変化を補償したタイミン
グで発振出力としてパルス信号を出力するＣＰＵとを具
備することを特徴とするものであり、請求項２は、請求
項１に記載のものにおいて水晶発振回路は温度補償機能
を有することを特徴とするものであり、請求項３は請求
項１に記載のものにおいてＣＰＵは温度センサから与え
られる検出値に応じて温度変化による発振周波数の変化
を補償したタイミングで発振出力としてパルス信号を出
力することを特徴とし、請求項４は請求項１に記載のも
のにおいて発振出力を位相雑音レベルを向上させるフィ
ルタを介して出力することを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶発振回路の発
振周波数の電源投入後の経過時間に応じた周波数エージ
ング特性による変化を補償したＣＰＵ制御の水晶発振器
に関する。
振周波数の電源投入後の経過時間に応じた周波数エージ
ング特性による変化を補償したＣＰＵ制御の水晶発振器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高安定の発振周波数を得ることの
できる水晶発振器としては、恒温槽型の水晶発振器が知
られている。このような水晶発振器では一定温度に加熱
した恒温槽に水晶振動子を収納することにより温度変化
による発振周波数の変化及び発振回路の電源投入後の経
過時間に応じて発生する周波数エージング特性による発
振周波数の変化を生じないようにしている。
できる水晶発振器としては、恒温槽型の水晶発振器が知
られている。このような水晶発振器では一定温度に加熱
した恒温槽に水晶振動子を収納することにより温度変化
による発振周波数の変化及び発振回路の電源投入後の経
過時間に応じて発生する周波数エージング特性による発
振周波数の変化を生じないようにしている。
【０００３】しかしながらこのような恒温槽型の水晶発
振器では、恒温槽の加熱のためにヒーターに通電する必
要があり、水晶発振回路の消費電力に比してヒーターで
遙かに大きな電力を消費し、全体の消費電力が増加する
ことは避けられなかった。
振器では、恒温槽の加熱のためにヒーターに通電する必
要があり、水晶発振回路の消費電力に比してヒーターで
遙かに大きな電力を消費し、全体の消費電力が増加する
ことは避けられなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、恒温槽型の水晶発振器に比べて
消費電力も著しく少なく、しかも同等程度の周波数安定
度を得ることのできるＣＰＵ制御の水晶発振器を提供す
ることを目的とするものである。
鑑みてなされたもので、恒温槽型の水晶発振器に比べて
消費電力も著しく少なく、しかも同等程度の周波数安定
度を得ることのできるＣＰＵ制御の水晶発振器を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、水
晶発振回路と、この水晶発振回路の発振周波数で動作す
るとともに予めプログラムした電源投入後の経過時間に
応じた発振周波数の周波数エージング特性による変化を
補償したタイミングで発振出力としてパルス信号を出力
するＣＰＵと、を具備することを特徴とするＣＰＵ制御
の水晶発振器である。
晶発振回路と、この水晶発振回路の発振周波数で動作す
るとともに予めプログラムした電源投入後の経過時間に
応じた発振周波数の周波数エージング特性による変化を
補償したタイミングで発振出力としてパルス信号を出力
するＣＰＵと、を具備することを特徴とするＣＰＵ制御
の水晶発振器である。
【０００６】そして本発明の請求項２は、請求項１に記
載のものにおいて、水晶発振回路は温度補償機能を有す
ることを特徴とするものであり、請求項３は、請求項１
に記載のものにおいて、ＣＰＵは温度センサから与えら
れる検出値に応じて温度変化による発振周波数の変化を
補償したタイミングで発振出力としてパルス信号を出力
することを特徴とし、請求項４は請求項１に記載のもの
において、発振出力を位相雑音レベルを向上させるフィ
ルタを介して出力することを特徴とするものである。
載のものにおいて、水晶発振回路は温度補償機能を有す
ることを特徴とするものであり、請求項３は、請求項１
に記載のものにおいて、ＣＰＵは温度センサから与えら
れる検出値に応じて温度変化による発振周波数の変化を
補償したタイミングで発振出力としてパルス信号を出力
することを特徴とし、請求項４は請求項１に記載のもの
において、発振出力を位相雑音レベルを向上させるフィ
ルタを介して出力することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
に示すブロック図を参照して詳細に説明する。１は水晶
発振回路である。この水晶発振回路１は、電源投入後の
経過時間に応じて生じる発振周波数の変化、すなわち周
波数エージング特性を予め測定しておく。
に示すブロック図を参照して詳細に説明する。１は水晶
発振回路である。この水晶発振回路１は、電源投入後の
経過時間に応じて生じる発振周波数の変化、すなわち周
波数エージング特性を予め測定しておく。
【０００８】図２は、周波数エージング特性の一例を示
すグラフで、このグラフでは電源投入後、２００日程度
を経過してー０．５ｐｐｍ程度の周波数偏差に収斂して
る。そして電源投入後、始めは大きく、次第に小さく、
かつ連続してマイナス方向へ次第に周波数が変化してい
く様子を示している。
すグラフで、このグラフでは電源投入後、２００日程度
を経過してー０．５ｐｐｍ程度の周波数偏差に収斂して
る。そして電源投入後、始めは大きく、次第に小さく、
かつ連続してマイナス方向へ次第に周波数が変化してい
く様子を示している。
【０００９】そして、水晶発振回路１の発振出力をＣＰ
Ｕ２へクロック信号として入力する。ＣＰＵ２は、たと
えば中央演算処理装置、メモリ、入出力回路、クロック
回路等をワンチップの集積回路とし、メモリに格納され
たプログラムを順次に実行する集積回路である。
Ｕ２へクロック信号として入力する。ＣＰＵ２は、たと
えば中央演算処理装置、メモリ、入出力回路、クロック
回路等をワンチップの集積回路とし、メモリに格納され
たプログラムを順次に実行する集積回路である。
【００１０】そしてＣＰＵ２のメモリには、クロック信
号をもとに一定時間毎にカウント動作を行って電源投入
後の経過時間を得るプログラム、予め測定した上記周波
数エージング特性による電源投入後の経過時間と周波数
偏差との関係のテーブル及び一定周期で出力端子からパ
ルス信号を出力するプログラムを少なくとも格納してお
く。
号をもとに一定時間毎にカウント動作を行って電源投入
後の経過時間を得るプログラム、予め測定した上記周波
数エージング特性による電源投入後の経過時間と周波数
偏差との関係のテーブル及び一定周期で出力端子からパ
ルス信号を出力するプログラムを少なくとも格納してお
く。
【００１１】そしてＣＰＵ２は、格納したプログラムを
順次に実行して、先ずカウント動作によって電源投入後
の経過時間を取得する。そして、この経過時間に対応す
る周波数偏差をテーブルから取り込み、この周波数偏差
分を補償したタイミングで、一定間隔のパルスを、発振
出力として出力端子から出力する。
順次に実行して、先ずカウント動作によって電源投入後
の経過時間を取得する。そして、この経過時間に対応す
る周波数偏差をテーブルから取り込み、この周波数偏差
分を補償したタイミングで、一定間隔のパルスを、発振
出力として出力端子から出力する。
【００１２】このようにすれば、加熱源のヒーターを用
いていないので消費電力を著しく小さくすることができ
る。そして予め測定した周波数エージング特性による周
波数偏差を補償した発振出力を得ることができる。なお
一般的には、水晶発振器の周波数偏差は、上記周波数エ
ージング特性による偏差以外に、温度変化によって発振
周波数が変化する周波数温度特性も大きな影響を持つこ
とがある。
いていないので消費電力を著しく小さくすることができ
る。そして予め測定した周波数エージング特性による周
波数偏差を補償した発振出力を得ることができる。なお
一般的には、水晶発振器の周波数偏差は、上記周波数エ
ージング特性による偏差以外に、温度変化によって発振
周波数が変化する周波数温度特性も大きな影響を持つこ
とがある。
【００１３】このような場合、種々の構成による温度補
償水晶発振器が知られているので、このような発振器を
上記水晶発振回路１として用いてもよい。このような温
度補償水晶発振器としては、たとえば特開平６−２１６
６４３号に開示されるようにサーミスタとコンデンサの
並列回路を水晶振動子に直列に接続して温度補償を行う
ものがある。
償水晶発振器が知られているので、このような発振器を
上記水晶発振回路１として用いてもよい。このような温
度補償水晶発振器としては、たとえば特開平６−２１６
６４３号に開示されるようにサーミスタとコンデンサの
並列回路を水晶振動子に直列に接続して温度補償を行う
ものがある。
【００１４】また、特開平９−２６６４０９号に開示さ
れるように半導体集積回路によって３次曲線状の補償電
圧を発生して、この電圧を水晶振動子に直列に接続した
バリキャップダイオードに印加して温度補償を行うもの
もある。このような温度補償水晶発振器を図１に示す水
晶発振回路１として用いることにより極めて安定な発振
出力を得ることができる。
れるように半導体集積回路によって３次曲線状の補償電
圧を発生して、この電圧を水晶振動子に直列に接続した
バリキャップダイオードに印加して温度補償を行うもの
もある。このような温度補償水晶発振器を図１に示す水
晶発振回路１として用いることにより極めて安定な発振
出力を得ることができる。
【００１５】さらに図２に示すブロック図のように、温
度センサ３の検出値をＣＰＵ２へ入力し、温度変化によ
る発振周波数の変化も補償して、発振出力としてパルス
信号を出力させるようにしてもよい。このようにすると
ＣＰＵ２の負担は増加しプログラムも複雑化するが、簡
単な構成の水晶発振回路１を用いて周波数エージング特
性とともに周波数温度特性の補償も行える利点がある。
度センサ３の検出値をＣＰＵ２へ入力し、温度変化によ
る発振周波数の変化も補償して、発振出力としてパルス
信号を出力させるようにしてもよい。このようにすると
ＣＰＵ２の負担は増加しプログラムも複雑化するが、簡
単な構成の水晶発振回路１を用いて周波数エージング特
性とともに周波数温度特性の補償も行える利点がある。
【００１６】さらに発振出力として位相雑音特性の良好
な信号を必要とする場合は、たとえば図４に示すように
ＣＰＵ２の発振出力をフィルタ４を介して出力するよう
にしてもよい。このようなフイルタとしては複数の水晶
振動子を組み合わせたフィルタ、モノリシック・フィル
タ、弾性表面波フィルタ等、発振出力の周波数と必要な
特性に応じて適宜な構成のフィルタを使用することがで
きる。
な信号を必要とする場合は、たとえば図４に示すように
ＣＰＵ２の発振出力をフィルタ４を介して出力するよう
にしてもよい。このようなフイルタとしては複数の水晶
振動子を組み合わせたフィルタ、モノリシック・フィル
タ、弾性表面波フィルタ等、発振出力の周波数と必要な
特性に応じて適宜な構成のフィルタを使用することがで
きる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、恒
温槽型の水晶発振器に比べて消費電力を著しく少なくで
き、しかも周波数エージング特性によって生じる周波数
偏差を補償した安定な発振出力を得ることができる。さ
らに周波数エージング特性とともに周波数温度特性によ
る発振周波数の補償を行うことも可能であり、簡単な構
成で発振周波数が高安定なＣＰＵ制御の水晶発振器を提
供することができる。
温槽型の水晶発振器に比べて消費電力を著しく少なくで
き、しかも周波数エージング特性によって生じる周波数
偏差を補償した安定な発振出力を得ることができる。さ
らに周波数エージング特性とともに周波数温度特性によ
る発振周波数の補償を行うことも可能であり、簡単な構
成で発振周波数が高安定なＣＰＵ制御の水晶発振器を提
供することができる。
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】水晶発振器の周波数エージング特性の一例を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】本発明の他の実施形態のブロック図である。
【図４】本発明のさらに他の実施態様のブロック図であ
る。
る。
１ ・・ 水晶発振回路
２ ・・ ＣＰＵ
３ ・・ 温度センサ
４ ・・ フィルタ
Claims (4)
- 【請求項１】水晶発振回路と、 この水晶発振回路の発振周波数で動作するとともに予め
プログラムした電源投入後の経過時間に応じた発振周波
数の周波数エージング特性による変化を補償したタイミ
ングで発振出力としてパルス信号を出力するＣＰＵと、 を具備することを特徴とするＣＰＵ制御の水晶発振器。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のものにおい
て、水晶発振回路は温度補償機能を有することを特徴と
するＣＰＵ制御の水晶発振器。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載のものにおい
て、ＣＰＵは温度センサから与えられる検出値に応じて
温度変化による発振周波数の変化を補償したタイミング
で発振出力としてパルス信号を出力することを特徴とす
るＣＰＵ制御の水晶発振器。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載のものにおい
て、発振出力を位相雑音レベルを向上させるフィルタを
介して出力することを特徴とするＣＰＵ制御の水晶発振
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001368994A JP2003168927A (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Ｃｐｕ制御の水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001368994A JP2003168927A (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Ｃｐｕ制御の水晶発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003168927A true JP2003168927A (ja) | 2003-06-13 |
Family
ID=19178474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001368994A Pending JP2003168927A (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Ｃｐｕ制御の水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003168927A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100966745B1 (ko) | 2009-06-16 | 2010-06-29 | 엔셋주식회사 | 항온조 제어 수정 발진기 및 그 구동 방법 |
| JP2011061421A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | デジタル位相同期回路 |
| CN101388647B (zh) * | 2008-09-28 | 2011-08-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种延长高稳晶体振荡器使用寿命的系统及其方法 |
| JP2016046582A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 日本電波工業株式会社 | 発振装置及び発振装置の製造方法 |
| CN107743682A (zh) * | 2015-06-18 | 2018-02-27 | 密克罗奇普技术公司 | 具有自适应自启动的极低功率晶体振荡器 |
-
2001
- 2001-12-03 JP JP2001368994A patent/JP2003168927A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101388647B (zh) * | 2008-09-28 | 2011-08-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种延长高稳晶体振荡器使用寿命的系统及其方法 |
| KR100966745B1 (ko) | 2009-06-16 | 2010-06-29 | 엔셋주식회사 | 항온조 제어 수정 발진기 및 그 구동 방법 |
| JP2011061421A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | デジタル位相同期回路 |
| JP2016046582A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 日本電波工業株式会社 | 発振装置及び発振装置の製造方法 |
| US10447205B2 (en) | 2014-08-20 | 2019-10-15 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Oscillation device and method for manufacturing the oscillation device |
| CN107743682A (zh) * | 2015-06-18 | 2018-02-27 | 密克罗奇普技术公司 | 具有自适应自启动的极低功率晶体振荡器 |
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