JP2009004918A - Portable communication terminal, and temperature compensation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯通信端末及びその温度補償方法に係り、更に詳しくは、温度補償型水晶発振回路を有する携帯通信端末、例えば、携帯電話機の改良に関する。特に、無線基地局との間でセルラー通信を行う無線通信回路にローカル信号を供給する水晶発振回路の温度補償方法に関する。 The present invention relates to a portable communication terminal and a temperature compensation method thereof, and more particularly to an improvement of a portable communication terminal having a temperature compensated crystal oscillation circuit, for example, a cellular phone. More particularly, the present invention relates to a temperature compensation method for a crystal oscillation circuit that supplies a local signal to a radio communication circuit that performs cellular communication with a radio base station.
一般に、携帯電話機やPHS(Personal Handyphone System)などの携帯通信端末は、無線基地局との間でセルラー通信を行う無線通信回路と、この無線通信回路にローカル信号を供給するための局部発振回路を内蔵している。無線通信回路は、周波数のアップコンバート、ダウンコンバートを行うために高周波信号が必要であり、この様な高周波信号はローカル信号と呼ばれ、このローカル信号を生成する回路が局部発振回路である。 In general, a mobile communication terminal such as a mobile phone or a PHS (Personal Handyphone System) includes a radio communication circuit that performs cellular communication with a radio base station, and a local oscillation circuit for supplying a local signal to the radio communication circuit. Built-in. The radio communication circuit requires a high-frequency signal to perform frequency up-conversion and down-conversion. Such a high-frequency signal is called a local signal, and a circuit that generates the local signal is a local oscillation circuit.
上記無線通信回路では、中間周波数の送信信号に対して、ローカル信号のミキシング及びフィルタリングを行うことにより、RF送信信号が生成される。一方、RF受信信号に対して、ローカル信号をミキシングすることによって中間周波数の受信信号が得られる。この様な無線通信回路により送受信可能なRF信号のキャリア周波数は、ローカル信号の周波数によって決まるので、局部発振回路におけるローカル信号の周波数には、高い精度が要求される。このため、携帯通信端末の局部発振回路には、通常、水晶振動子の発振作用を利用してローカル信号としての高周波信号を生成する水晶発振回路が用いられる。水晶振動子は、その発振周波数が温度に応じて変化するという性質を有することから、上述した様な携帯通信端末では、温度による発振周波数の変動を抑制することができる温度補償型水晶発振回路(TCXO)が従来から用いられている。 In the wireless communication circuit, an RF transmission signal is generated by mixing and filtering a local signal with respect to a transmission signal having an intermediate frequency. On the other hand, an intermediate frequency received signal can be obtained by mixing a local signal with an RF received signal. Since the carrier frequency of the RF signal that can be transmitted and received by such a wireless communication circuit is determined by the frequency of the local signal, high accuracy is required for the frequency of the local signal in the local oscillation circuit. For this reason, a crystal oscillation circuit that generates a high-frequency signal as a local signal using the oscillation action of a crystal resonator is usually used for the local oscillation circuit of the mobile communication terminal. Since a crystal resonator has a property that its oscillation frequency changes according to temperature, in a portable communication terminal as described above, a temperature-compensated crystal oscillation circuit that can suppress fluctuations in oscillation frequency due to temperature ( TCXO) has been used conventionally.
TCXO(Temperature Compensated Xtal Oscillator)は、水晶発振回路と、温度センサと、温度センサの出力に基づいて水晶発振回路を制御し、高周波信号の周波数を調整する温度補償回路により構成される。この温度補償回路では、各温度における周波数偏差が小さくなるように、水晶発振回路の制御が行われる。この様なTCXOを用いてローカル信号を生成させることにより、水晶振動子の温度が変化した場合であっても、発振周波数の変動を小さくすることができる。 A TCXO (Temperature Compensated Xtal Oscillator) includes a crystal oscillation circuit, a temperature sensor, and a temperature compensation circuit that controls the crystal oscillation circuit based on the output of the temperature sensor and adjusts the frequency of the high-frequency signal. In this temperature compensation circuit, the crystal oscillation circuit is controlled so that the frequency deviation at each temperature is small. By generating a local signal using such a TCXO, even when the temperature of the crystal resonator changes, the fluctuation of the oscillation frequency can be reduced.
ところが、上述した従来のTCXOは、定常的な温度に対する温度補償しか考慮されていないために、水晶振動子周辺の温度変化により水晶振動子の温度が急激に変化すると、周波数偏差を十分に補償することができず、周波数偏差が増大してしまうという問題があった。通常、無線基地局との間でセルラー通信を行っている無線通信回路では、電波の受信状態に応じて送信出力を調整する制御が行われる。すなわち、電波の受信状態が悪化すると、RF送信信号の増幅率を増加させる制御が行われる。このため、電波の受信状態が悪化した場合、回路内における電力消費量が増大することになり、無線通信回路などの回路が発熱して水晶振動子の温度が急激に上昇することとなる。上述したTCXOを有する従来の携帯通信端末では、受信状態の悪化により水晶振動子の温度が上昇すると、周波数偏差が増大することから、電波の受信状態がさらに悪化してしまうという問題があった。つまり、従来の携帯通信端末では、一旦、水晶振動子の温度が上昇すると、周波数偏差の増大による受信状態の悪化によって無線通信回路の温度がさらに高くなるので、水晶振動子の温度が急激に上昇してしまうという問題があった。一方、通信が終了した場合や受信状態が改善した場合には、無線通信回路の温度が低下し、水晶振動子の温度も低下することになる。この場合、水晶振動子の温度低下による周波数偏差の増大により受信状態が悪化することになるが、通信が終了し、或いは、もともと受信状態が良いので、問題とはならなかった。 However, since the above-described conventional TCXO only considers temperature compensation with respect to a steady temperature, if the temperature of the crystal resonator changes suddenly due to a temperature change around the crystal resonator, the frequency deviation is sufficiently compensated. There is a problem that the frequency deviation increases. Usually, in a wireless communication circuit that performs cellular communication with a wireless base station, control is performed to adjust the transmission output according to the reception state of radio waves. That is, when the radio wave reception state deteriorates, control is performed to increase the amplification factor of the RF transmission signal. For this reason, when the reception state of radio waves deteriorates, power consumption in the circuit increases, and a circuit such as a wireless communication circuit generates heat and the temperature of the crystal unit rises rapidly. In the conventional portable communication terminal having the above-described TCXO, when the temperature of the crystal resonator rises due to the deterioration of the reception state, the frequency deviation increases, so that the reception state of the radio wave is further deteriorated. In other words, in the conventional portable communication terminal, once the temperature of the crystal unit rises, the temperature of the radio communication circuit further increases due to the deterioration of the reception state due to the increase in frequency deviation, so the temperature of the crystal unit rises rapidly. There was a problem of doing. On the other hand, when the communication is completed or the reception state is improved, the temperature of the wireless communication circuit is lowered and the temperature of the crystal unit is also lowered. In this case, the reception state deteriorates due to an increase in the frequency deviation due to the temperature drop of the crystal resonator, but this is not a problem because the communication is completed or the reception state is originally good.
なお、水晶振動子の周波数偏差に関する温度特性については、例えば、特許文献1の図6、特許文献2の図2及び特許文献4〜8に記載されている。また、TCXOを有する携帯通信端末については、例えば、特許文献3及び4に記載されている。また、ローカル信号の周波数偏差が増大した場合に受信状態が悪化することについては、例えば、特許文献1に記載されている。
上述した様に、従来の携帯通信端末では、水晶振動子周辺の温度変化により水晶振動子の温度が急激に変化した場合に、周波数偏差を十分に補償することができず、周波数偏差が増大してしまうという問題があった。特に、一旦、水晶振動子の温度が上昇すると、周波数偏差の増大による受信状態の悪化によって無線通信回路の温度がさらに高くなるので、水晶振動子の温度が急激に上昇してしまうという問題があった。 As described above, in the conventional mobile communication terminal, when the temperature of the crystal resonator changes suddenly due to the temperature change around the crystal resonator, the frequency deviation cannot be sufficiently compensated and the frequency deviation increases. There was a problem that. In particular, once the temperature of the crystal unit rises, the temperature of the radio communication circuit further increases due to the deterioration of the reception state due to the increase of the frequency deviation, so that the temperature of the crystal unit increases rapidly. It was.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水晶振動子周辺の温度変化により水晶振動子の温度が急激に変化する場合に、ローカル信号の周波数偏差を十分に補償することができる携帯通信端末及びその温度補償方法を提供することを目的としている。特に、電波の受信状態の悪化により水晶振動子の温度が上昇した場合に、水晶振動子の温度が急激に上昇するのを抑制することができる携帯通信端末を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a portable device that can sufficiently compensate for the frequency deviation of a local signal when the temperature of the crystal resonator changes rapidly due to a temperature change around the crystal resonator. An object is to provide a communication terminal and a temperature compensation method thereof. In particular, it is an object of the present invention to provide a mobile communication terminal that can suppress a rapid rise in the temperature of a crystal resonator when the temperature of the crystal resonator rises due to a deterioration in a radio wave reception state.
第1の本発明による携帯通信端末は、無線基地局との間でセルラー通信を行う無線通信回路と、上記無線通信回路にローカル信号を供給する水晶発振回路と、温度を検出するための温度センサと、上記温度センサの出力に基づいて上記水晶発振回路を制御し、上記ローカル信号の周波数を調整する温度補償回路とを備え、上記温度補償回路が、定常的な温度に対する上記ローカル信号の周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように上記水晶発振回路を制御するように構成される。 A mobile communication terminal according to a first aspect of the present invention includes a radio communication circuit that performs cellular communication with a radio base station, a crystal oscillation circuit that supplies a local signal to the radio communication circuit, and a temperature sensor for detecting temperature. And a temperature compensation circuit that controls the crystal oscillation circuit based on the output of the temperature sensor and adjusts the frequency of the local signal, and the temperature compensation circuit has a frequency deviation of the local signal with respect to a steady temperature. Is configured to control the crystal oscillation circuit so as to have a characteristic having a negative slope.
この様な構成によれば、定常的な温度に対するローカル信号の周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように水晶発振回路が制御されるので、急激な温度上昇により水晶発振回路及び温度センサ間に温度差が生じる場合に、周波数偏差を十分に補償することができる。従って、電波の受信状態の悪化により水晶振動子の温度が上昇した場合に、周波数偏差の増大が抑制されるので、水晶振動子の温度が急激に上昇するのを抑制することができる。 According to such a configuration, since the crystal oscillation circuit is controlled so that the frequency deviation of the local signal with respect to the steady temperature has a negative slope, the temperature between the crystal oscillation circuit and the temperature sensor is suddenly increased. When there is a temperature difference in the frequency difference, the frequency deviation can be sufficiently compensated. Therefore, when the temperature of the crystal unit rises due to the deterioration of the radio wave reception state, an increase in the frequency deviation is suppressed, so that the temperature of the crystal unit can be prevented from rising rapidly.
第2の本発明による携帯通信端末は、上記構成に加え、上記温度センサの出力を上記水晶発振回路の制御データに対応づける温度補償テーブルを備え、上記温度補償回路が、上記温度センサの出力に基づいて、上記温度補償テーブルを参照し、上記水晶発振回路を制御するように構成される。 A mobile communication terminal according to a second aspect of the present invention includes, in addition to the above configuration, a temperature compensation table that associates the output of the temperature sensor with the control data of the crystal oscillation circuit, and the temperature compensation circuit is used as the output of the temperature sensor. Based on the temperature compensation table, the crystal oscillation circuit is controlled based on the temperature compensation table.
第3の本発明による携帯通信端末は、上記構成に加え、上記温度補償回路が、温度の変化速度に対する上記ローカル信号の周波数偏差の特性が+1度/秒以上かつ+3度/秒以下において極小となるように上記水晶発振回路を制御するように構成される。 In addition to the above configuration, the portable communication terminal according to the third aspect of the present invention is characterized in that the temperature compensation circuit is minimum when the frequency deviation characteristic of the local signal with respect to the temperature change rate is +1 degree / second or more and +3 degree / second or less. It is comprised so that the said crystal oscillation circuit may be controlled.
第4の本発明による携帯通信端末の温度補償方法は、無線基地局との間でセルラー通信を行う無線通信回路と、上記無線通信回路にローカル信号を供給する水晶発振回路とを備えた携帯通信端末における温度補償方法であって、水晶振動子を用いてローカル信号を生成する発振ステップと、上記ローカル信号を用いて基地局との間でセルラー無線通信を行う通信ステップと、温度センサを用いて温度を検出する温度検出ステップと、上記温度検出ステップにおいて検出された温度に基づいて上記水晶発振回路を制御し、上記ローカル信号の周波数を調整する温度補償ステップとを備え、上記温度補償ステップでは、定常的な温度に対する上記ローカル信号の周波数が負の傾きを有する特性となるように構成される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a temperature compensation method for a mobile communication terminal comprising: a radio communication circuit that performs cellular communication with a radio base station; and a crystal oscillation circuit that supplies a local signal to the radio communication circuit. A temperature compensation method in a terminal, wherein an oscillation step of generating a local signal using a crystal resonator, a communication step of performing cellular wireless communication with a base station using the local signal, and a temperature sensor A temperature detection step for detecting a temperature; and a temperature compensation step for controlling the crystal oscillation circuit based on the temperature detected in the temperature detection step and adjusting the frequency of the local signal. In the temperature compensation step, The local signal frequency with respect to a steady temperature is configured to have a negative slope.
本発明による携帯通信端末及びその温度補償方法によれば、定常的な温度に対するローカル信号の周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように水晶発振回路が制御されるので、急激な温度上昇により水晶発振回路及び温度センサ間に温度差が生じる場合に、周波数偏差を十分に補償することができる。従って、電波の受信状態の悪化により水晶振動子の温度が上昇した場合に、周波数偏差の増大が抑制されるので、水晶振動子の温度が急激に上昇するのを抑制することができる。 According to the portable communication terminal and the temperature compensation method of the present invention, the crystal oscillation circuit is controlled so that the frequency deviation of the local signal with respect to the steady temperature has a negative slope. When a temperature difference occurs between the crystal oscillation circuit and the temperature sensor, the frequency deviation can be sufficiently compensated. Therefore, when the temperature of the crystal unit rises due to the deterioration of the radio wave reception state, an increase in the frequency deviation is suppressed, so that the temperature of the crystal unit can be prevented from rising rapidly.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による携帯通信端末の一構成例を示したブロック図であり、携帯電話機1の概略構成が示されている。この携帯電話機1は、無線基地局との間でセルラー通信を行う携帯可能な通信端末であり、アンテナ11、無線部12、通話制御部14、CPU15、キー入力部16、LCD17、レシーバ18及びマイクロホン19からなる。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a mobile communication terminal according to
無線部12は、移動体通信回線網上の無線基地局との間でアンテナ11を介して電波信号を送受信する送受信部である。送信時には、通話制御部14からの送信データを変調して中間周波数の送信信号が生成され、この送信信号をRF送信信号に変換して無線基地局へ送出される。受信時には、無線基地局からのRF受信信号が中間周波数の受信信号に変換され、この受信信号を復調して得られる受信データが通話制御部14へ出力される。
The
無線部12には、RF送信信号を得るために中間周波数の送信信号とミキシングさせ、或いは、中間周波数の受信信号を得るためにRF受信信号とミキシングさせるローカル信号としての高周波信号を生成する局部発振モジュール13が設けられている。
The
通話制御部14は、通話に関する制御を行っており、例えば、電波の受信状態が悪化した場合に、送信出力や受信信号の信号レベルを増加させる制御が行われる。この様に通話制御部14が無線部12を制御することにより、無線基地局との間でセルラー通信が行われる。
The
CPU15は、通話制御部14、LCD17、レシーバ18などを制御する制御回路である。キー入力部16は、筐体に設けられた操作キーの操作により所定のキー入力信号を生成し、CPU15へ出力する動作を行っている。
The
LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)17は、情報を画面表示する表示装置であり、キー入力情報などが表示される。レシーバ18は、受信した音声信号を出力するための受話用の音声出力装置である。マイクロホン19は、集音して得られた音声信号をCPU15へ出力する送話用の音声入力装置である。
An LCD (Liquid Crystal Display) 17 is a display device that displays information on a screen, and displays key input information and the like. The
アンテナ11を介して受信する音声信号の受信状態が悪化した場合、レシーバ18から再生される受話音が聞き取りづらくなる。通話制御部14では、この様な場合に、受信信号の信号レベルを増加させ、すなわち、受信した音声信号の増幅率を増加させ、受信感度を上げる制御が行われる。また、このとき、マイクロホン19により得られる音声信号の増幅率を増加させることにより、送信出力を増加させる制御が行われる。
When the reception state of the audio signal received via the
図2は、図1の携帯電話機1の要部における構成例を示したブロック図であり、無線部12内の構成が示されている。この無線部12は、局部発振モジュール13の他に、送信部2、受信部3、モデム部4及びPLL周波数シンセサイザ5により構成される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of the
送信部2は、パワーアンプ21、フィルタ22及びミキサ23からなる無線通信回路である。受信部3は、LNA31、ミキサ32及びフィルタ33からなる無線通信回路である。モデム部4は、変調回路24及び復調回路34からなる。
The
PLL周波数シンセサイザ5は、局部発振モジュール13からの高周波信号に基づいて所定周波数のローカル信号を生成し、送信部2及び受信部3へ出力する周波数調整回路であり、PLL回路からなる。このPLL(Phase Locked Loop)回路は、入力信号及び出力信号間の位相差を検出して出力信号の周波数を一定に保持するための回路である。ここでは、ローカル信号の周波数を調整するためのPLL周波数シンセサイザ5が設けられている場合について説明するが、局部発振モジュール13により生成される高周波信号をローカル信号として直接に送信部2及び受信部3に供給しても良い。
The PLL frequency synthesizer 5 is a frequency adjustment circuit that generates a local signal having a predetermined frequency based on a high-frequency signal from the
通話制御部14からの送信データは、変調回路24により、所定の変調方式で変調され、中間周波数の送信信号が生成される。この送信信号は、送信部2のミキサ23により、PLL周波数シンセサイザ5からのローカル信号とミキシングされ、フィルタ22により通過帯域が制限されてRF信号が生成される。そして、パワーアンプ21により、電力増幅され、RF送信信号として出力される。
Transmission data from the
一方、アンテナ11からのRF受信信号は、受信部3のLNA(低ノイズアンプ)31により、電力増幅され、ミキサ32に入力される。そして、ミキサ32により、PLL周波数シンセサイザ5からのローカル信号とミキシングされ、フィルタ33により通過帯域が制限されて中間周波数の受信信号が生成される。この受信信号は、モデム部4の復調回路34により復調されて受信データが生成される。
On the other hand, the RF reception signal from the
局部発振モジュール13は、ローカル信号としての高周波信号を生成する温度補償型の水晶発振回路であり、温度センサ6、温度補償テーブル7、温度補償回路8及び水晶発振回路9からなる。水晶発振回路9は、水晶振動子の発振作用を利用して所定周波数の高周波信号を生成し、PLL周波数シンセサイザ5に供給する発振回路である。
The
温度センサ6は、温度を検出するための検出手段であり、例えば、熱電対などの感熱素子からなる。温度補償回路8は、温度センサ6の出力に基づいて水晶発振回路9を制御し、高周波信号の周波数を調整する回路である。
The
温度補償テーブル7は、温度センサ6の出力を水晶発振回路9の制御データに対応づけて保持する温度制御情報の保持手段である。例えば、温度ごとの周波数偏差の補正量が温度補償テーブル7として保持される。
The temperature compensation table 7 is a temperature control information holding unit that holds the output of the
温度補償回路8では、温度センサ6の出力に基づいて温度補償テーブル7を参照し、水晶発振回路9を制御する動作が行われ、定常的な温度に対する高周波信号の周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように発振周波数が調整される。
The
ここでいう定常的な温度とは、水晶振動子の温度変化が比較的緩やかであり、水晶発振回路9及び温度センサ6間に温度差が生じないような状況下での温度のことであり、例えば、電波の受信状態が良好な場合の温度である。定常的な温度に対する高周波信号の周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように水晶発振回路9を制御することにより、急激な温度変化により水晶発振回路9及び温度センサ6間に温度差が生じる場合に、周波数偏差を十分に補償することができる。従って、電波の受信状態の悪化により水晶振動子の温度が上昇した場合に、周波数偏差の増大が抑制されるので、水晶振動子の急激な温度上昇を抑制することができる。
The steady temperature here is a temperature under a condition in which the temperature change of the crystal resonator is relatively gentle and no temperature difference occurs between the crystal oscillation circuit 9 and the
局部発振モジュール13を構成する温度センサ6、温度補償回路8及び水晶発振回路9は、例えば、プリント基板上にモジュールとして一体的に形成される。
The
図3は、図1の携帯電話機1における無線部12の構成例を示した図であり、プリント基板10上に形成された送信部2、受信部3及び局部発振モジュール13の配置が示されている。この例では、プリント基板10の一端部に送信部2及び受信部3が配置され、他端部に局部発振モジュール13が配置されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
局部発振モジュール13内では、受信部3側に温度補償回路8及び水晶発振回路9が配置され、受信部3とは反対側に温度センサ6が配置されている。送信部2及び受信部3は、いずれも増幅器(アンプ)を有していることから、動作時には熱源となる。つまり、この無線部12では、熱源としての送信部2及び受信部3に対して、温度センサ6が水晶発振回路9よりも遠くに配置されている。
In the
この様な配置では、送信部2及び受信部3から熱が伝わるのに、水晶発振回路9及び温度センサ6間で時間的遅延が生じることになる。このため、回路内における電力消費量が増大して送信部2及び受信部3の温度が急激に上昇すると、水晶発振回路9及び温度センサ6間で温度差が生じることとなる。
In such an arrangement, although heat is transmitted from the
温度センサ6が水晶発振回路9よりも熱源から遠くに配置されている場合、熱源から温度センサ6に熱が伝わる際の水晶発振回路9に対する時間的遅延量Δtは、正の値となる。このため、温度上昇時に温度センサ6が検知する検知温度は、温度センサ6及び水晶発振回路9の熱容量が同じであるとすると、水晶発振回路9の温度に比べて低くなると考えられる。この様な場合、従来のTCXOでは、ローカル信号の周波数偏差を十分に補償することができず、周波数偏差の増大を招いてしまうという問題があった。本実施の形態では、定常的な温度に対する周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように予め定められた温度補償テーブル7に基づいて温度補償を行うことにより、温度上昇時における周波数偏差が十分に補償される。従って、温度補償テーブル7に基づく温度補償は、時間的遅延量Δtが正の値となった際の周波数偏差が十分に補償されるので、温度センサ6が熱源に対して水晶発振回路9よりも遠くに配置されている場合に最も効果的となっている。
When the
図4は、図2の無線部12における動作の一例を示した図であり、水晶振動子の発振周波数における温度特性が示されている。この図4には、各温度での周波数偏差を示す特性曲線により発振周波数の温度特性がグラフ化されている。水晶振動子の発振周波数は、例えば、19.2MHz(メガヘルツ)となっている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the
この特性曲線は、温度Tが25℃(セルシウス度)程度のところで周波数偏差f(T)が0ppm(part per million)となり、50℃付近で極小となる下に凸の曲線となっている。 This characteristic curve is a downwardly convex curve that has a frequency deviation f (T) of 0 ppm (part per million) when the temperature T is about 25 ° C. (Celsius degree), and becomes a minimum near 50 ° C.
具体的には、温度Tが20℃であるときの周波数偏差が約1ppmであり、20℃から概ね51℃まで単調に減少して極小値約−3.5ppmとなっている。また、温度Tが51℃を越えると、単調に増加し、70℃で約−0.2ppmとなっている。 Specifically, the frequency deviation when the temperature T is 20 ° C. is about 1 ppm, and it decreases monotonically from 20 ° C. to about 51 ° C. to a minimum value of about −3.5 ppm. Moreover, when temperature T exceeds 51 degreeC, it increases monotonously and is about -0.2 ppm at 70 degreeC.
この様に水晶振動子は、その発振周波数が温度に応じて変化する性質を有している。温度補償回路8では、この様な水晶振動子の周波数偏差を補正し、温度ごとの周波数偏差を抑制させる動作が行われる。
Thus, the crystal resonator has a property that its oscillation frequency changes according to temperature. The
図5は、図2の無線部12における動作の一例を示した図であり、温度補償テーブル7による温度ごとの周波数偏差の補正量を示す補正曲線41が示されている。この補正曲線41は、温度補償テーブル7をグラフ化したものであり、温度Tが50℃付近で補正量C(T)が極大となる上に凸の曲線となっている。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the operation in the
具体的には、温度Tが20℃であるときの補正量が約−0.5ppmであり、20℃から概ね50℃まで単調に増加して極大値約3.5ppmとなっている。また、温度Tが50℃を越えると、単調に減少し、70℃で約0.1ppmとなっている。 Specifically, the correction amount when the temperature T is 20 ° C. is about −0.5 ppm, and increases monotonically from 20 ° C. to about 50 ° C., and reaches a maximum value of about 3.5 ppm. Further, when the temperature T exceeds 50 ° C., it decreases monotonously and reaches about 0.1 ppm at 70 ° C.
温度補償回路8では、この様な補正曲線により表される温度補償テーブル7に基づいて、水晶発振回路9の発振周波数を調整する動作が行われる。
In the
ここで、水晶振動子周辺の温度変化により水晶振動子の温度が急激に上昇する場合、水晶発振回路9及び温度センサ6間に温度差が生じることになる。つまり、温度センサ6が検出する温度と、水晶振動子の実際の温度との間にずれΔTが生じることになる。例えば、温度センサ6が検出する温度に比べて、水晶振動子の方がΔTだけ温度が高い場合が考えられる。この様な場合、水晶発振回路9の温度に対する補正曲線42は、補正曲線41をΔTだけ高温側へ移動させたものとなる。
Here, when the temperature of the crystal resonator suddenly increases due to the temperature change around the crystal resonator, a temperature difference is generated between the crystal oscillation circuit 9 and the
従って、検出温度Tに対する周波数偏差の補正量C(T)は、T+ΔTにおける周波数偏差f(T+ΔT)の(−1)倍として定められる。 Therefore, the correction amount C (T) of the frequency deviation with respect to the detected temperature T is determined as (−1) times the frequency deviation f (T + ΔT) at T + ΔT.
図6は、図2の無線部12における動作の一例を示した図であり、温度補償テーブル7に基づく補正後の周波数偏差を示す特性曲線が示されている。この特性曲線は、温度Tが20℃で補正後の周波数偏差a(T)が約0.5ppmとなり、20℃を越える温度範囲で単調に減少する上に凸の曲線となっている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the operation in the
すなわち、この特性曲線では、定常的な温度に対する周波数偏差が負の傾きを有している。具体的には、温度T1のときに周波数偏差がa1(ppm)となり、T2(T2>T1)のときにa2(ppm)(a2<a1)となっている。この例では、温度Tが約50℃であるときに周波数偏差が0ppmとなり、70℃で約−1.1ppmとなっている。 That is, in this characteristic curve, the frequency deviation with respect to the steady temperature has a negative slope. Specifically, the frequency deviation is a1 (ppm) when the temperature is T1, and a2 (ppm) (a2 <a1) when T2 (T2> T1). In this example, the frequency deviation is 0 ppm when the temperature T is about 50 ° C., and about −1.1 ppm at 70 ° C.
この例では、定常的な温度に対するローカル信号の周波数偏差が20℃から70℃までの温度範囲内でつねに負の傾きを有する特性となっている。 In this example, the frequency deviation of the local signal with respect to the steady temperature has a characteristic that always has a negative slope within a temperature range of 20 ° C. to 70 ° C.
図7は、図2の無線部12における動作の一例を示した図であり、局部発振モジュール13の温度変化の様子が示されている。この図7には、気温が25℃であるときの局部発振モジュール13の表面温度が時間tの経過とともに変化する様子が示されている。例えば、表面温度は、経過時間0秒(sec)のときに約27℃であり、10秒のときに約51℃となっている。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the operation in the
受信状態の悪化などにより周辺温度が急激に上昇した場合、局部発振モジュール13は、この様に温度上昇することになる。本発明者らによる実験結果によれば、局部発振モジュール13の表面温度に関して、温度変化の傾き、すなわち、単位時間当たりの温度の変化量vは、約2度/秒(deg/sec)となっている。本明細書では、この様な温度変化の傾きを温度の変化速度と呼ぶことにする。
When the ambient temperature suddenly rises due to the deterioration of the reception state or the like, the temperature of the
図8は、電波の受信状態が悪化した場合の無線部12の温度変化の一例を示した図である。この図8には、送信部2及び受信部3の温度変化を示す特性曲線B1と、水晶発振回路9の温度変化を示す特性曲線B2と、温度センサ6の温度変化を示す特性曲線B3が示されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temperature change of the
特性曲線B1は、経過時間0秒で温度T10であり、経過時間t1までの間に急激に温度上昇してt1で飽和温度(温度T11)に達している。これに対して、特性曲線B2及びB3では、温度上昇期間A1内において、温度変化に時間的な遅延が生じている。 The characteristic curve B1 has a temperature T10 at an elapsed time of 0 seconds, rapidly increases in temperature until the elapsed time t1, and reaches a saturation temperature (temperature T11) at t1. On the other hand, in the characteristic curves B2 and B3, a time delay occurs in the temperature change within the temperature increase period A1.
この例では、温度センサ6の温度変化が、水晶発振回路9の温度変化に対してさらに遅延している。この様な温度変化における時間的遅延量をΔtとすると、水晶発振回路9及び温度センサ6間に生じる温度のずれΔTは、ΔT=v×Δtと表すことができる。
In this example, the temperature change of the
一般に、電波の受信状態が悪いと、受信信号の増幅率を上げ、或いは、送信出力を上げる制御が行われる。このため、回路を流れる電流が増加し、回路の温度が上昇することになる。このとき、水晶振動子の温度変化による周波数変動が十分に補償されなければ、受信感度が劣化することになり、回路の温度がさらに上昇することとなる。 Generally, when the reception state of radio waves is poor, control is performed to increase the amplification factor of the received signal or increase the transmission output. For this reason, the current flowing through the circuit increases, and the temperature of the circuit rises. At this time, if the frequency fluctuation due to the temperature change of the crystal resonator is not sufficiently compensated, the reception sensitivity is deteriorated, and the temperature of the circuit further increases.
このように送受信回路の温度変化により水晶発振回路9の温度が急激に上昇する場合には、水晶発振回路9及び温度センサ6間で温度変化の時間的遅延による温度のずれΔTが生じる。本実施の形態では、水晶振動子の温度が急激に上昇する場合に、温度変化による周波数変動が十分に補償されるので、受信感度の劣化を抑制することができる。
As described above, when the temperature of the crystal oscillation circuit 9 rapidly increases due to the temperature change of the transmission / reception circuit, a temperature shift ΔT due to a time delay of the temperature change occurs between the crystal oscillation circuit 9 and the
一方、通話終了時や電波の受信状態が良くなると、電力消費量が低下するので、回路の温度は下がることになる。この場合には、温度変化による周波数変動が十分に補償されなくても、もともと受信レベルが高いことから、受信感度の劣化による影響は小さい。このため、回路の温度が下がる場合の特性曲線B4は、時間の経過に伴って緩やかに温度が減少する曲線となる。 On the other hand, when the call ends or when the reception state of the radio wave is improved, the power consumption is reduced, so that the temperature of the circuit is lowered. In this case, even if the frequency fluctuation due to the temperature change is not sufficiently compensated, the reception level is originally high, so that the influence due to the deterioration of the reception sensitivity is small. For this reason, the characteristic curve B4 when the temperature of the circuit decreases is a curve in which the temperature gradually decreases with time.
図9(a)及び(b)は、図2の無線部12における動作の一例を従来技術と比較して示した図であり、温度補償後の発振周波数における温度特性が示されている。図9(a)には、本発明による無線部12の温度特性として、定常状態における周波数偏差の特性曲線A2と、温度上昇時の特性曲線A3とが示されている。図9(b)には、従来技術による温度特性として、定常状態における周波数偏差の特性曲線A4と、温度上昇時の特性曲線A5とが示されている。
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing an example of the operation of the
特性曲線A2は、定常状態、すなわち、温度変化が比較的緩やかな場合における補正後の周波数偏差を示す特性曲線であり、負の傾きを有する曲線となっている。特性曲線A3は、受信状態の悪化などにより周辺温度が急激に上昇した場合における補正後の周波数偏差を示す特性曲線であり、各温度における周波数偏差が概ね0ppmとなっている。 The characteristic curve A2 is a characteristic curve indicating a frequency deviation after correction in a steady state, that is, when the temperature change is relatively gradual, and has a negative slope. The characteristic curve A3 is a characteristic curve showing the corrected frequency deviation when the ambient temperature rapidly increases due to deterioration of the reception state or the like, and the frequency deviation at each temperature is approximately 0 ppm.
この様に本実施の形態では、水晶振動子の温度が急激に上昇した場合に、周波数偏差の増大を抑制することができる。なお、定常状態では、20℃から70℃の温度範囲で−0.8ppmから+0.5ppm程度の周波数偏差が生じることになるが、この程度のずれは、通常、許容される。 As described above, in the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the frequency deviation when the temperature of the crystal resonator is rapidly increased. In a steady state, a frequency deviation of about −0.8 ppm to +0.5 ppm occurs in a temperature range of 20 ° C. to 70 ° C. This deviation is normally allowed.
これに対し、特性曲線A4は、各温度における周波数偏差が概ね0ppmであるが、特性曲線A5は、特性曲線A3に比べて、各温度における周波数偏差が大きくなっている。つまり、従来技術では、周辺温度が急激に上昇した場合に、周波数偏差が大きくなってしまう。 In contrast, the characteristic curve A4 has a frequency deviation of approximately 0 ppm at each temperature, while the characteristic curve A5 has a larger frequency deviation at each temperature than the characteristic curve A3. That is, in the prior art, when the ambient temperature rapidly increases, the frequency deviation becomes large.
図10は、図2の無線部12における動作の一例を従来技術と比較して示した図であり、温度の変化速度に対する周波数偏差の誤差平均の様子が示されている。グラフC1は、本発明による無線部12の特性として、温度の変化速度vごとの周波数偏差の誤差平均を示すグラフである。グラフC2は、従来技術による特性として、温度の変化速度vごとの周波数偏差の誤差平均を示すグラフである。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the operation of the
周波数偏差の誤差平均とは、所定の温度範囲、例えば、20℃から70℃までの温度範囲内における各温度での変化速度vに対する周波数偏差を当該温度範囲について平均化したものである。 The average error of the frequency deviation is obtained by averaging the frequency deviation with respect to the change rate v at each temperature within a predetermined temperature range, for example, a temperature range from 20 ° C. to 70 ° C., for the temperature range.
グラフC1では、変化速度が−3度/秒から+2度/秒までの範囲で単調に減少し、変化速度+2度/秒で極小(極小値0ppm)となっている。また、変化速度が+2度/秒を越えると単調に増加している。つまり、本実施の形態では、温度の変化速度が+2度/秒であるときに最も周波数偏差が小さくなるようになっている。
In the graph C1, the change rate monotonously decreases in the range from -3 degrees / second to +2 degrees / second, and is minimal (
これに対し、従来技術では、変化速度が0度/秒のところで極小となっている。本実施の形態では、グラフC1の様に、温度の変化速度vに対する周波数偏差の特性が+1度/秒以上かつ+3度/秒以下において極小となるように発振周波数が調整される。 On the other hand, in the prior art, the change speed is minimized at 0 degree / second. In the present embodiment, as shown in the graph C1, the oscillation frequency is adjusted so that the characteristic of the frequency deviation with respect to the temperature change rate v is minimized when it is +1 degree / second or more and +3 degree / second or less.
この様に構成することにより、急激な温度上昇により水晶発振回路9及び温度センサ6間に温度差が生じた場合であっても、周波数偏差を十分に補償することができ、電波の受信状態の悪化により水晶振動子の温度が上昇した場合に、周波数偏差の増大を抑制することができる。
With this configuration, even when a temperature difference occurs between the crystal oscillation circuit 9 and the
図11は、図2の無線部12における動作の一例を示した図であり、発振周波数の変動量に対する受信感度の劣化量が示されている。発振周波数の変動量ごとの劣化量を示すグラフは、右上がりの直線となっている。ここで、RF受信信号の中心周波数は、1.5GHz(ギガヘルツ)であり、水晶振動子の発振周波数は、19.2MHz(メガヘルツ)となっている。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the operation in the
例えば、受信感度の劣化量は、発振周波数の変動量が0.2Hzのときに5dB(デシベル)となり、0.4Hzのときに10dBとなっている。 For example, the deterioration amount of the reception sensitivity is 5 dB (decibel) when the fluctuation amount of the oscillation frequency is 0.2 Hz, and 10 dB when 0.4 Hz.
このグラフから発振周波数の変動量が増加すると、受信感度の劣化量も増加することがわかる。つまり、受信状態の悪化による温度上昇により、発振周波数の変動量が一旦増加してしまうと、受信感度の劣化により受信状態がさらに悪化してしまうことがわかる。 From this graph, it can be seen that as the amount of fluctuation of the oscillation frequency increases, the amount of deterioration in reception sensitivity also increases. That is, it can be seen that once the fluctuation amount of the oscillation frequency is increased due to the temperature rise due to the deterioration of the reception state, the reception state is further deteriorated due to the deterioration of the reception sensitivity.
本実施の形態では、定常的な温度に対するローカル信号の周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように水晶発振回路9が制御されるので、急激な温度上昇により水晶発振回路9及び温度センサ6間に温度差が生じた場合に、周波数偏差を十分に補償することができる。従って、電波の受信状態の悪化により水晶振動子の温度が上昇した場合に、周波数偏差の増大が抑制されるので、水晶振動子の急激な温度上昇を抑制することができる。
In the present embodiment, since the crystal oscillation circuit 9 is controlled so that the frequency deviation of the local signal with respect to the steady temperature has a negative slope, the crystal oscillation circuit 9 and the
ここで、水晶振動子の発振周波数における温度特性を表す周波数偏差f(T)から本発明による補正量C(T)を求める手順を以下に数式を用いて説明する。 Here, the procedure for obtaining the correction amount C (T) according to the present invention from the frequency deviation f (T) representing the temperature characteristic at the oscillation frequency of the crystal resonator will be described using mathematical expressions.
まず、図4の特性曲線により表される周波数偏差f(T)は、定数A,B,C,Dを用いて、f(T)=AT3+BT2+CT+Dと3次式で表すことができる。また、温度上昇時に生じる水晶発振回路9及び温度センサ6間の温度のずれΔTは、温度の変化速度v及び時間的遅延量Δtを用いて、ΔT=v×Δtと表すことができる。
First, the frequency deviation f (T) represented by the characteristic curve of FIG. 4 can be expressed by a cubic equation using the constants A, B, C, and D as f (T) = AT 3 + BT 2 + CT + D. . Further, the temperature shift ΔT between the crystal oscillation circuit 9 and the
このとき、温度補正後の周波数偏差a(T)は、図5の補正曲線41により表される補正量C(T)を用いて、a(T)=f(T)+C(T)と表される。温度上昇時には、温度検出補正の時間的遅延により、温度TがΔTだけずれるので、a(T)=f(T)+C(T−ΔT)となる。このa(T)がa(T)=0となるように定めたC(T)が本発明による補正量である。 At this time, the frequency deviation a (T) after temperature correction is expressed as a (T) = f (T) + C (T) using the correction amount C (T) represented by the correction curve 41 in FIG. Is done. When the temperature rises, the temperature T shifts by ΔT due to the time delay of the temperature detection correction, so a (T) = f (T) + C (T−ΔT). The correction amount according to the present invention is C (T) determined such that a (T) becomes a (T) = 0.
具体的には、f(T)+C(T−ΔT)=0からC(T−ΔT)=−f(T)が得られ、この式から、C(T)=−f(T+ΔT)が求められる。従って、周波数偏差f(T)、時間的遅延量Δt及び変化速度vから本発明による補正量C(T)が求められる。 Specifically, C (T−ΔT) = − f (T) is obtained from f (T) + C (T−ΔT) = 0, and C (T) = − f (T + ΔT) is obtained from this equation. It is done. Accordingly, the correction amount C (T) according to the present invention is obtained from the frequency deviation f (T), the time delay amount Δt, and the change speed v.
温度補正後の周波数偏差a(T)は、次式のように表すことができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、補正後の周波数偏差を示す特性曲線が単調に減少する上に凸の曲線となるように温度補償が行われる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、補正後の周波数偏差を示す特性曲線が右下がりの直線となるように温度補償を行う場合について説明する。
In the first embodiment, the example in which the temperature compensation is performed so that the characteristic curve indicating the frequency deviation after correction is monotonously reduced and becomes a convex curve has been described. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which temperature compensation is performed so that a characteristic curve indicating a corrected frequency deviation becomes a straight line with a lower right.
図12は、本発明の実施の形態2による携帯電話機の動作の一例を示した図であり、温度補償テーブルに基づく補正後の周波数偏差を示す特性曲線51が示されている。この特性曲線51は、図6の特性曲線52を直線で近似したものであり、特性曲線52上の異なる2点(温度T21及びT22)を通る直線となっている。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the operation of the mobile phone according to the second embodiment of the present invention, and shows a
すなわち、この特性曲線51では、温度に対する周波数偏差が一定の傾きを有している。特性曲線51は、温度変化の範囲内における温度、例えば、温度T21=20℃(最低温度)と、T22=45℃(中間温度)における特性曲線52上の周波数偏差を用いて定められる。
That is, in the
図13は、図12の携帯電話機における動作の一例を示した図であり、定常状態における周波数偏差の特性曲線と、温度上昇時の特性曲線とが示されている。定常状態における特性曲線は、温度Tが20℃で補正後の周波数偏差s(T)が約0.5ppmとなり、20℃を越える温度範囲で単調に減少する直線となっている。この例では、温度Tが約53℃であるときに周波数偏差が0ppmとなり、70℃で約−0.2ppmとなっている。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the operation of the mobile phone of FIG. 12, and shows a characteristic curve of frequency deviation in a steady state and a characteristic curve at the time of temperature rise. The characteristic curve in the steady state is a straight line that monotonously decreases in a temperature range exceeding 20 ° C., with the temperature deviation T being 20 ° C. and the corrected frequency deviation s (T) being about 0.5 ppm. In this example, the frequency deviation is 0 ppm when the temperature T is about 53 ° C., and about −0.2 ppm at 70 ° C.
一方、温度上昇時の特性曲線は、温度が35℃付近のところで周波数偏差が極小となる下に凸の曲線となっている。具体的には、20℃から50℃までの温度範囲で周波数偏差が概ね0ppmとなっており、70℃で約0.6ppmとなっている。 On the other hand, the characteristic curve at the time of temperature rise is a downwardly convex curve where the frequency deviation is minimized when the temperature is around 35 ° C. Specifically, the frequency deviation is approximately 0 ppm in the temperature range from 20 ° C. to 50 ° C., and is approximately 0.6 ppm at 70 ° C.
図14は、図12の携帯電話機における動作の一例を従来技術と比較して示した図であり、温度の変化速度に対する周波数偏差の誤差平均の様子が示されている。グラフD1は、本発明による携帯電話機の特性として、温度の変化速度vごとの周波数偏差の誤差平均を示すグラフである。グラフC2は、従来技術による特性として、温度の変化速度vごとの周波数偏差の誤差平均を示すグラフである。 FIG. 14 is a diagram showing an example of the operation of the mobile phone shown in FIG. 12 in comparison with the prior art, and shows the state of the error average of the frequency deviation with respect to the temperature change rate. Graph D1 is a graph showing an average error of frequency deviation for each temperature change rate v as a characteristic of the mobile phone according to the present invention. The graph C2 is a graph showing an average error of frequency deviation for each temperature change speed v as a characteristic according to the prior art.
グラフD1では、変化速度が−3度/秒から+1度/秒までの範囲で単調に減少し、変化速度+1度/秒で極小(極小値0.1ppm)となっている。また、変化速度が+1度/秒を越えると単調に増加している。本実施の形態では、グラフD1の様に、温度の変化速度vに対する周波数偏差の特性が+1度/秒以上かつ+3度/秒以下において極小となるように発振周波数が調整される。 In the graph D1, the change rate monotonously decreases in the range from -3 degrees / second to +1 degree / second, and is minimal (minimum value 0.1 ppm) at the change speed +1 degree / second. Further, when the change speed exceeds +1 degree / second, it increases monotonously. In the present embodiment, as shown in the graph D1, the oscillation frequency is adjusted so that the frequency deviation characteristic with respect to the temperature change rate v becomes minimum when the frequency deviation is +1 degree / second or more and +3 degree / second or less.
ここで、温度補正後の周波数偏差a(T)から本発明による温度補正後の周波数偏差s(T)を求める手順を以下に数式を用いて説明する。 Here, the procedure for obtaining the frequency deviation s (T) after temperature correction according to the present invention from the frequency deviation a (T) after temperature correction will be described using mathematical expressions.
まず、定数p及びqを用いて、s(T)=pT+qと1次式で表すと、この直線が2点a(T21)及びa(T22)を通ることからp及びqが定められる。すなわち、p,qは、次式のように表される。
従って、温度補正後の周波数偏差s(T)は、次式のように表すことができる。
本実施の形態では、定常的な温度に対するローカル信号の周波数偏差を示す特性曲線が一定の負の傾きを有する直線となるように水晶発振回路9が制御されるので、急激な温度上昇により水晶発振回路9及び温度センサ6間に温度差が生じた場合に、周波数偏差を十分に補償することができる。
In the present embodiment, the crystal oscillation circuit 9 is controlled so that the characteristic curve indicating the frequency deviation of the local signal with respect to the steady temperature becomes a straight line having a constant negative slope. When a temperature difference occurs between the circuit 9 and the
なお、実施の形態1及び2では、定常的な温度に対する周波数偏差が所定の温度範囲(20℃から70℃までの温度範囲)内でつねに負の傾きを有する特性となるように水晶発振回路9が制御される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、常温(25℃)における周波数偏差に比べて、常温よりも高温側で周波数偏差が小さくなっていれば、定常的な温度に対する周波数偏差が0以上の傾きとなる区間が常温を含む温度範囲内に存在しても良い。或いは、携帯電話機1が正常に動作する温度範囲の下限における周波数偏差に比べて、上限における周波数偏差が小さくなっていれば、定常的な温度に対する周波数偏差が0以上の傾きとなる区間が常温を含む温度範囲内に存在しても良い。
In the first and second embodiments, the crystal oscillation circuit 9 is designed so that the frequency deviation with respect to the steady temperature always has a negative slope within a predetermined temperature range (temperature range from 20 ° C. to 70 ° C.). Although the example in the case of controlling is described, the present invention is not limited to this. For example, if the frequency deviation is smaller on the higher temperature side than room temperature compared to the frequency deviation at room temperature (25 ° C.), the temperature range in which the section where the frequency deviation with respect to the steady temperature has a slope of 0 or more includes the room temperature. It may exist in the inside. Alternatively, if the frequency deviation at the upper limit is smaller than the frequency deviation at the lower limit of the temperature range in which the
また、実施の形態1及び2では、定常的な温度に対する周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように水晶発振回路9が制御される場合の例について説明した。一般に、携帯電話機には、熱源から温度センサ6に熱が伝わる際の水晶発振回路9に対する時間的遅延量Δtが一旦、正の値となると、周波数偏差が十分に補償されずに受信状態が悪化し、送信出力の自動調整による温度上昇により、さらに遅延量Δtが増大するという性質があった。本発明は、時間的遅延量Δtが正であるか否かに関わらず、定常的な温度に対する周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように水晶発振回路9を制御することにより、時間的遅延量Δtが正の値となった場合の周波数偏差の増大が抑制されるので、上述した様な携帯電話機に好適なものとなっている。しかしながら、温度センサ6が水晶発振回路9よりも熱源の近くに配置され、かつ、時間的遅延量Δtが負の値となることが明らかであるという場合も考えられる。以下では、この様なケースについて説明する。
In the first and second embodiments, the example in which the crystal oscillation circuit 9 is controlled so that the frequency deviation with respect to the steady temperature has a negative slope has been described. Generally, in a mobile phone, once the time delay amount Δt with respect to the crystal oscillation circuit 9 when heat is transferred from the heat source to the
図15は、図1の携帯電話機1における無線部12の他の構成例を示した図であり、温度センサ6が水晶発振回路9よりも熱源の近くに配置されている場合が示されている。この様な配置では、温度センサ6が水晶発振回路9よりも熱源に近いので熱源から温度センサ6に熱が伝わる際の水晶発振回路9に対する時間的遅延量Δtは、負の値となる。従って、温度上昇時に温度センサ6が検知する検知温度は、温度センサ6及び水晶発振回路9の熱容量などが同じであるとすれば、水晶発振回路9の温度に比べて高くなると考えられる。
FIG. 15 is a diagram showing another configuration example of the
この場合、水晶発振回路9及び温度センサ6間の温度のずれΔTも負の値となるので、温度補正後の周波数偏差a(T)は、下に凸の2次曲線を表すことになる。従って、温度センサ6及び水晶発振回路9間の時間的遅延量Δtが負の値となる場合を想定すれば、定常的な温度に対する周波数偏差は、正の傾きを有する特性となるように定められる。この様な場合であっても、Δtを負の値とすれば、周波数偏差f(T)から補正量C(T)を求めることができる。
In this case, since the temperature deviation ΔT between the crystal oscillation circuit 9 and the
図16は、図15の無線部12における動作の一例を示した図であり、温度補償後の発振周波数における温度特性が示されている。この図16には、無線部12の温度特性として、定常状態における周波数偏差の特性曲線A12と、温度上昇時の特性曲線A13とが示されている。特性曲線A12は、定常状態における補正後の周波数偏差を示す特性曲線であり、正の傾きを有する曲線となっている。特性曲線A13は、受信状態の悪化などにより周辺温度が急激に上昇した場合における補正後の周波数偏差を示す特性曲線であり、各温度における周波数偏差が概ね0ppmとなっている。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the operation of the
温度補償回路8では、温度センサ6及び水晶発振回路9間の時間的遅延量Δtが負の値となる場合を想定して、定常的な温度に対するローカル信号の周波数偏差が正の傾きを有する特性となるように水晶発振回路9を制御する動作が行われる。定常的な温度に対して特性曲線A12で示されるように温度補償を行うことにより、定常的な温度に対する周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように温度補償を行う場合と同様に、急激な温度上昇時に周波数偏差を十分に補償することができ、周波数偏差の増大を抑制することができる。従って、温度センサ6が熱源に対して水晶発振回路9よりも近くに配置されているようなケースであって、時間的遅延量Δtが負の値となる場合には、定常的な温度に対する周波数偏差が正の傾きを有する特性となるように温度補償を行っても良い。
In the
1 携帯電話機
2 送信部
3 受信部
4 モデム部
5 PLL周波数シンセサイザ
6 温度センサ
7 温度補償テーブル
8 温度補償回路
9 水晶発振回路
10 プリント基板
11 アンテナ
12 無線部
13 局部発振モジュール
14 通話制御部
15 CPU
16 キー入力部
17 LCD
18 レシーバ
19 マイクロホン
21 パワーアンプ
22,33 フィルタ
23,32 ミキサ
24 変調回路
34 復調回路
DESCRIPTION OF
16
18
Claims (4)
上記無線通信回路にローカル信号を供給する水晶発振回路と、
温度を検出するための温度センサと、
上記温度センサの出力に基づいて上記水晶発振回路を制御し、上記ローカル信号の周波数を調整する温度補償回路とを備え、
上記温度補償回路は、定常的な温度に対する上記ローカル信号の周波数偏差が負の傾きを有する特性となるように上記水晶発振回路を制御することを特徴とする携帯通信端末。 A wireless communication circuit for performing cellular communication with a wireless base station;
A crystal oscillation circuit for supplying a local signal to the wireless communication circuit;
A temperature sensor for detecting the temperature;
A temperature compensation circuit that controls the crystal oscillation circuit based on the output of the temperature sensor and adjusts the frequency of the local signal;
The portable communication terminal, wherein the temperature compensation circuit controls the crystal oscillation circuit so that a frequency deviation of the local signal with respect to a steady temperature has a negative slope.
上記温度補償回路は、上記温度センサの出力に基づいて、上記温度補償テーブルを参照し、上記水晶発振回路を制御することを特徴とする請求項1に記載の携帯通信端末。 A temperature compensation table associating the output of the temperature sensor with the control data of the crystal oscillation circuit;
The portable communication terminal according to claim 1, wherein the temperature compensation circuit controls the crystal oscillation circuit with reference to the temperature compensation table based on an output of the temperature sensor.
水晶振動子を用いてローカル信号を生成する発振ステップと、
上記ローカル信号を用いて基地局との間でセルラー無線通信を行う通信ステップと、
温度センサを用いて温度を検出する温度検出ステップと、
上記温度検出ステップにおいて検出された温度に基づいて上記水晶発振回路を制御し、上記ローカル信号の周波数を調整する温度補償ステップとを備え、
上記温度補償ステップでは、定常的な温度に対する上記ローカル信号の周波数が負の傾きを有する特性となることを特徴とする携帯通信端末の温度補償方法。 A temperature compensation method in a portable communication terminal including a wireless communication circuit that performs cellular communication with a wireless base station, and a crystal oscillation circuit that supplies a local signal to the wireless communication circuit,
An oscillation step for generating a local signal using a crystal unit;
A communication step of performing cellular radio communication with a base station using the local signal;
A temperature detecting step for detecting temperature using a temperature sensor;
A temperature compensation step of controlling the crystal oscillation circuit based on the temperature detected in the temperature detection step and adjusting the frequency of the local signal;
A temperature compensation method for a mobile communication terminal, wherein, in the temperature compensation step, the frequency of the local signal with respect to a steady temperature has a characteristic having a negative slope.
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