JP2010088123A - Piezoelectric oscillator, and reception device using piezoelectric oscillator - Google Patents

Piezoelectric oscillator, and reception device using piezoelectric oscillator Download PDF

Info

Publication number
JP2010088123A
JP2010088123A JP2009268519A JP2009268519A JP2010088123A JP 2010088123 A JP2010088123 A JP 2010088123A JP 2009268519 A JP2009268519 A JP 2009268519A JP 2009268519 A JP2009268519 A JP 2009268519A JP 2010088123 A JP2010088123 A JP 2010088123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
piezoelectric oscillator
frequency
offset
satellite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009268519A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Oka
学 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2009268519A priority Critical patent/JP2010088123A/en
Publication of JP2010088123A publication Critical patent/JP2010088123A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric oscillator shortening an acquisition time of a positioning signal of a GPS satellite by using a piezoelectric oscillator having no temperature compensating circuit incorporated, and also to provide a reception device using the piezoelectric oscillator, and a satellite acquisition control method of the reception device using the piezoelectric oscillator. <P>SOLUTION: When the piezoelectric oscillator 1 is constituted by assembling an IC 2 for the piezoelectric oscillator and a piezoelectric vibrator 4 in the same package, a temperature sensor 7 can precisely detect the temperature of the piezoelectric vibrator 4. The piezoelectric oscillator 1 is put in a thermostatic chamber and the relation between a temperature T and a frequency of an output frequency fout is obtained. Temperature coefficients (A, B, C, and D) and an offset coefficient (E) are calculated from the obtained frequency-temperature characteristics and written in a memory 10. When the piezoelectric oscillator 1 is incorporated in the reception device, a temperature coefficient and an offset coefficient are extracted from the memory 10 to find a frequency deviation of the piezoelectric oscillator 1 from an approximate curve calculation expression, and a search range from the satellite is offset by the frequency deviation to obtain the frequency of the GPS satellite. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、GPS(Global Positioning System)衛星からの測位信号に基づいて位置計
測を行うために用いる圧電発振器、この圧電発振器を用いた受信装置およびこの圧電発振
器を用いた受信装置の衛星捕捉制御方法に関するものであり、より詳細には、GPS測位
信号の受信機能を搭載した携帯端末等の受信装置における圧電発振器、この圧電発振器を
用いた受信装置およびこの圧電発振器を用いた受信装置の衛星捕捉制御方法に関するもの
である。
The present invention relates to a piezoelectric oscillator used to perform position measurement based on a positioning signal from a GPS (Global Positioning System) satellite, a receiver using the piezoelectric oscillator, and a satellite acquisition control method for the receiver using the piezoelectric oscillator. More specifically, a piezoelectric oscillator in a receiving device such as a portable terminal equipped with a GPS positioning signal receiving function, a receiving device using the piezoelectric oscillator, and satellite acquisition control of the receiving device using the piezoelectric oscillator It is about the method.

GPS機能を備えた携帯電話機等の受信装置及びGPS受信機能を備えた携帯電話器等は
、複数のGPS衛星から送信される測位信号を復調・解析して現在位置を測定するものであ
る。これらの受信装置に使用される基準発振器としては、温度による周波数変化の小さい
温度補償型圧電発振器TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)が、広く使
用されている。その理由は、受信装置に内蔵された発振器の周波数精度が高いほど、GP
S衛星から送信される測位信号を捕捉するためのサーチ範囲を狭めることができ、結果的
に、サーチ時間を短縮して、すなわちGPS衛星の測位信号を捕捉する時間を短縮して、
短時間で測位を行うことができるためである。
A receiving device such as a mobile phone equipped with a GPS function and a mobile phone equipped with a GPS receiving function measure the current position by demodulating and analyzing positioning signals transmitted from a plurality of GPS satellites. As a reference oscillator used in these receivers, a temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator) having a small frequency change due to temperature is widely used. The reason is that the higher the frequency accuracy of the oscillator built in the receiver, the higher the GP
The search range for acquiring the positioning signal transmitted from the S satellite can be narrowed. As a result, the search time is shortened, that is, the time for acquiring the positioning signal of the GPS satellite is shortened,
This is because positioning can be performed in a short time.

温度補償回路が内臓されていない圧電発振器SPXO(Simple Packaged Crystal Osci
llator)を基準発振器として使用した場合は温度による周波数偏差が大きく、測位信号を
補足するまでの時間が長くなってしまう欠点がある。
図25は温度補償型圧電発振器TCXOと圧電発振器SPXOの周波数温度特性を示し
た図である。図25において縦軸は温度補償型圧電発振器TCXOおよび圧電発振器SP
XOの周波数偏差Δf/fであり、横軸は周囲温度を示している。ここで、fは温度補償
型圧電発振器TCXOおよび圧電発振器SPXOの周囲温度25℃における周波数を、ま
たΔfは温度補償型圧電発振器TCXOおよび圧電発振器SPXOそれぞれの各温度にお
ける発振周波数である。−40〜+85℃の温度範囲における温度補償型圧電発振器TC
XOおよび圧電発振器SPXOの周波数偏差は、温度補償型圧電発振器TCXOが±2.
5ppm以内であるのに対し、圧電発振器SPXOは約±10ppmと大きい。その結果
、圧電発振器SPXOをGPS受信装置の基準発振器とした場合GPSの捕捉時間は温度
補償型圧電発振器TCXOの数倍以上となり実用上好ましくない。そのため現状ではGP
S受信装置の基準発振器として温度補償型圧電発振器TCXOが主に用いられている。
図26は、従来の温度補償型圧電発振器TCXO41の内部構成を示すブロック図であ
る。温度補償型圧電発振器TCXO41は、定電圧回路5、温度センサ7、温度補償回路
43、発振回路6、制御回路9およびメモリ10からなるTCXO用IC42と、水晶振
動子である圧電振動子4とによって構成されている。つまり、温度補償型圧電発振器TC
XO41には温度センサ7および温度補償回路43が内蔵されており、温度の変動に関わ
らず安定した周波数の出力周波数foutが取り出せるようになっている。
外部から供給される電源電圧の変動による周波数変動を防止するため、温度補償型圧電
発振器TCXOの電源電圧Vccは、定電圧回路5によって定電圧化されて、温度補償回路
43および発振回路6に供給される。
このとき、メモリ10には発振回路6の温度特性を補償するための温度補償データが記
憶されている。温度補償回路43は温度センサ7で検出された温度情報と、メモリ10か
らの温度補償データを基に発振回路6に印加する温度補償電圧を出力する。この結果、圧
電振動子4の発振周波数は温度補償回路43によって温度補償されるので、温度変化に殆
ど依存されない安定周波数の出力周波数foutが発振回路6から出力される。
Piezoelectric oscillator SPXO (Simple Packaged Crystal Osci) with no built-in temperature compensation circuit
When the llator) is used as a reference oscillator, there is a disadvantage that the frequency deviation due to temperature is large and the time until the positioning signal is supplemented becomes long.
FIG. 25 is a diagram showing frequency temperature characteristics of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO and the piezoelectric oscillator SPXO. In FIG. 25, the vertical axis represents the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO and the piezoelectric oscillator SP.
XO frequency deviation Δf / f, and the horizontal axis represents the ambient temperature. Here, f is a frequency at an ambient temperature of 25 ° C. of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO and the piezoelectric oscillator SPXO, and Δf is an oscillation frequency at each temperature of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO and the piezoelectric oscillator SPXO. Temperature compensated piezoelectric oscillator TC in the temperature range of −40 to + 85 ° C.
The frequency deviation of the XO and the piezoelectric oscillator SPXO is ± 2.
Whereas it is within 5 ppm, the piezoelectric oscillator SPXO is as large as about ± 10 ppm. As a result, when the piezoelectric oscillator SPXO is used as the reference oscillator of the GPS receiver, the GPS capture time is several times or more that of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO, which is not preferable in practice. Therefore, at present, GP
A temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO is mainly used as a reference oscillator of the S receiver.
FIG. 26 is a block diagram showing the internal configuration of a conventional temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO41. The temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO 41 includes a TCXO IC 42 including a constant voltage circuit 5, a temperature sensor 7, a temperature compensation circuit 43, an oscillation circuit 6, a control circuit 9, and a memory 10, and a piezoelectric vibrator 4 that is a crystal vibrator. It is configured. That is, the temperature compensated piezoelectric oscillator TC
The XO 41 incorporates a temperature sensor 7 and a temperature compensation circuit 43 so that a stable output frequency fout can be taken out regardless of temperature fluctuations.
In order to prevent frequency fluctuations due to fluctuations in the power supply voltage supplied from the outside, the power supply voltage Vcc of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO is made constant by the constant voltage circuit 5 and supplied to the temperature compensation circuit 43 and the oscillation circuit 6. Is done.
At this time, the memory 10 stores temperature compensation data for compensating the temperature characteristic of the oscillation circuit 6. The temperature compensation circuit 43 outputs a temperature compensation voltage to be applied to the oscillation circuit 6 based on the temperature information detected by the temperature sensor 7 and the temperature compensation data from the memory 10. As a result, the oscillation frequency of the piezoelectric vibrator 4 is temperature-compensated by the temperature compensation circuit 43, so that a stable output frequency fout that is hardly dependent on a temperature change is output from the oscillation circuit 6.

特許第2921435号明細書Japanese Patent No. 292435 特開2001-281322号公報JP 2001-281322 A

近年、GPS機能を備えた携帯電話機等の受信装置は小型でハンディタイプのものが普
及してきているので、利便性の面から受信装置の電源を投入してから測位データを出力す
るまでの測位信号の捕捉時間の短縮化が望まれている。捕捉時間を所望の値、たとえば電
源を投入してから10秒程度にまで短縮するためには、基準発振器の周波数精度を±0.
1×10-6(±0.1ppm)程度にすることが要求される。しかし、図26に示すよう
な温度補償型圧電発振器TCXOの周波数精度は、図25に示すように一般的には±1〜
±2.5ppm程度であって要求を満足する周波数精度には至っていない。
In recent years, small and handy receivers such as mobile phones having a GPS function have become widespread, so positioning signals from when the receiver is turned on until positioning data is output for convenience. It is desired to shorten the capture time. In order to shorten the acquisition time to a desired value, for example, about 10 seconds after the power is turned on, the frequency accuracy of the reference oscillator is set to ± 0.
It is required to be about 1 × 10 −6 (± 0.1 ppm). However, the frequency accuracy of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO as shown in FIG. 26 is generally ± 1 to 1, as shown in FIG.
The frequency accuracy is about ± 2.5 ppm and does not meet the required frequency accuracy.

また、温度補償型圧電発振器TCXOは、製造する際に補償データをメモリに書き込む
必要があり、さらに内蔵する温度補償回路やメモリ回路により、圧電発振器SPXOに比
べて回路規模が大きくなるため、サイズが大きくまた製造コストが高くなる欠点がある。
さらに温度補償制度が±0.1ppmレベルの温度補償型圧電発振器TCXOの製造は技
術的にも困難であり、仮に製造できてもサイズや消費電力が大きくコストが極めて高いも
のとなるなどの問題もある。また、製造時における温度補償型圧電発振器TCXOの調整
以後はメモリの内容を変更することができないため、圧電振動子等に起因する周波数の経
時変化が生じた場合には、たとえ温度補償しても捕捉時間が経時的に変化するなどの不具
合がある。
なお、GPS受信装置の基準発振器に関しては、温度補償型圧電発振器TCXOの外部
に設置した温度センサの値から温度補償型圧電発振器TCXOのオフセットを推定し、衛
星からの信号を探索する中心周波数をスライドさせる技術が、特許第2921435号に
記載されている。しかしながら、この技術は温度補償型圧電発振器TCXOのオフセット
を考慮しているにすぎず、温度補償型圧電発振器TCXOの温度特性に応じて適切に探索
範囲を制御しているわけではない。また、基準発振器としての温度補償型圧電発振器TC
XOではなく圧電発振器SPXOを用いる技術が、特開2001-281322号公報に
記載されている。しかしながら、この技術は温度変化に対する周波数変化すなわち周波数
温度特性を複数の区間に分割し、この分割された各分割区間それぞれについて、探索すべ
き周波数変化範囲を制御したり、周波数温度特性の変化率に応じて周波数範囲を変化させ
て探索を行う等の補正処理を行うものであり、使用する圧電発振器SPXOに応じて探索
範囲を変化させるなどの煩雑なソフトウェア処理が必要であり実用的ではない。
In addition, the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO needs to write compensation data in a memory at the time of manufacture, and the circuit scale becomes larger than the piezoelectric oscillator SPXO due to the built-in temperature compensation circuit and memory circuit. There is a disadvantage that it is large and the manufacturing cost is high.
Furthermore, it is technically difficult to manufacture a temperature-compensated piezoelectric oscillator TCXO with a temperature compensation system of ± 0.1 ppm level. Even if it can be manufactured, there are problems such as large size, power consumption, and extremely high cost. is there. Further, since the contents of the memory cannot be changed after the adjustment of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO at the time of manufacture, even if the temperature changes due to the piezoelectric vibrator or the like, even if the temperature is compensated, There are problems such as the capture time changing over time.
As for the reference oscillator of the GPS receiver, the offset of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO is estimated from the value of the temperature sensor installed outside the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO, and the center frequency for searching the signal from the satellite is slid. A technique for making this is described in Japanese Patent No. 2912435. However, this technique only considers the offset of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO, and does not appropriately control the search range according to the temperature characteristics of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO. Also, a temperature compensated piezoelectric oscillator TC as a reference oscillator
A technique using a piezoelectric oscillator SPXO instead of XO is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-281322. However, this technique divides the frequency change with respect to the temperature change, that is, the frequency temperature characteristic into a plurality of sections, and controls the frequency change range to be searched for each of the divided sections, or changes the frequency temperature characteristic change rate. Accordingly, correction processing such as searching by changing the frequency range is performed, and complicated software processing such as changing the search range according to the piezoelectric oscillator SPXO to be used is necessary, which is not practical.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、温度補償回
路を内蔵していない安価な圧電発振器を用いて、温度変化による周波数精度を向上させな
くてもGPS衛星からの測位信号の捕捉時間を短縮化させることができる圧電発振器、お
よびこの圧電発振器を用いた受信装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described problems. The object of the present invention is to use an inexpensive piezoelectric oscillator that does not have a built-in temperature compensation circuit and to improve the GPS accuracy without improving the frequency accuracy due to temperature changes. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric oscillator capable of shortening a time for capturing a positioning signal from a satellite, and a receiving apparatus using the piezoelectric oscillator.

上記の目的を達成するため、本発明は、圧電振動子を用いて所望の発振周波数の信号を
出力する、温度補償回路を内蔵しない圧電発振器において、圧電振動子の近傍の温度情報
を検出する温度検出手段と、基準周波数に対する圧電振動子の周波数の偏位(Δf)を示
す周波数偏位(Δf/f)の温度変化を表わす近似曲線を表現するための近似曲線係数を
記憶する記憶手段と、温度検出手段からの温度情報および記憶手段からの近似曲線係数を
出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a temperature detecting temperature information in the vicinity of a piezoelectric vibrator in a piezoelectric oscillator that does not include a temperature compensation circuit and outputs a signal of a desired oscillation frequency using the piezoelectric vibrator. Detection means; storage means for storing an approximate curve coefficient for expressing an approximate curve representing a temperature change of a frequency deviation (Δf / f) indicating a frequency deviation (Δf) of the piezoelectric vibrator with respect to a reference frequency; And a control means for outputting temperature information from the temperature detection means and an approximate curve coefficient from the storage means.

また、本発明の圧電発振器の近似曲線係数は、周波数偏差の曲線を決定する温度係数A
,B,C,Dと、周波数偏差曲線のオフセットを決定するオフセット係数Eとを含み、周
波数偏差をΔf/f、基準温度をT0、現在温度をT、温度係数をA,B,C,D、オフ
セット係数をEとすると、温度係数A,B,C,Dとオフセット係数Eは、
Δf/f=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E (1)
の式において、現在温度Tを種々変化させることによって算出されることを特徴とする。
The approximate curve coefficient of the piezoelectric oscillator of the present invention is the temperature coefficient A that determines the curve of the frequency deviation.
, B, C, D and an offset coefficient E for determining the offset of the frequency deviation curve, the frequency deviation is Δf / f, the reference temperature is T0, the current temperature is T, and the temperature coefficients are A, B, C, D When the offset coefficient is E, the temperature coefficients A, B, C, D and the offset coefficient E are
Δf / f = A (T-T0) 4 + B (T-T0) 3 + C (T-T0) 2 + D (T-T0) + E (1)
Is calculated by changing the current temperature T in various ways.

また、本発明の圧電発振器において、圧電発振器の周波数特性の経時変化によりオフセ
ット係数EがE’(=E±ΔE)に変化したとき、経時変化後の周波数
偏差Δf/f'は、
Δf/f'=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E' (2)
の式で計算されることを特徴とする。
In the piezoelectric oscillator of the present invention, when the offset coefficient E changes to E ′ (= E ± ΔE) due to the change with time of the frequency characteristics of the piezoelectric oscillator, the frequency deviation Δf / f ′ after change with time is
Δf / f ′ = A (T−T0) 4 + B (T−T0) 3 + C (T−T0) 2 + D (T−T0) + E ′ (2)
It is calculated by the following formula.

また、本発明の圧電発振器においては、さらに、製造時における周波数偏差のオフセッ
ト値を補正するオフセット手段を備え、そのオフセット調整手段は、温度検出手段からの
温度情報に基づいて、圧電振動子のオフセット値を補正することを特徴とする。
The piezoelectric oscillator of the present invention further includes offset means for correcting the offset value of the frequency deviation at the time of manufacture, and the offset adjusting means is based on temperature information from the temperature detecting means. It is characterized by correcting the value.

また、本発明の圧電発振器においては、オフセット調整手段は、圧電振動子を含む発振
回路の発振コンデンサの容量を可変する可変回路によって構成されることを特徴とする。
In the piezoelectric oscillator of the present invention, the offset adjusting means is constituted by a variable circuit that varies the capacitance of the oscillation capacitor of the oscillation circuit including the piezoelectric vibrator.

また、本発明は、圧電振動子を用いて所望の発振周波数の信号を出力する、温度補償回
路を内蔵しない圧電発振器と、圧電発振器の周波数をGPS衛星から測位信号の周波数に
マッチングさせる衛星捕捉手段とを備えた受信装置において、
上記の圧電発振器は、圧電振動子の近傍の温度情報を検出する温度検出手段と、基準周
波数(f)に対する圧電振動子の周波数の偏位(Δf)を示す周波数偏位(Δf/f)の
温度変化を表わす近似曲線を表現するための近似曲線係数を記憶する記憶手段と、温度検
出手段からの温度情報および記憶手段からの近似曲線係数を出力する制御手段とを備え、
上記の衛星捕捉手段は、温度検出手段からの温度情報と記憶手段からの近似曲線係数と
を取得する手段と、現在温度における周波数偏差Δf/fを計算する手段と、該周波数偏
差に対応してGPS衛星からの測位信号を探索する周波数範囲をオフセットさせて衛星の
捕捉を行う捕捉手段とを備えたことを特徴とする。
In addition, the present invention provides a piezoelectric oscillator that does not include a temperature compensation circuit and outputs a signal having a desired oscillation frequency using a piezoelectric vibrator, and a satellite capturing unit that matches the frequency of the piezoelectric oscillator with the frequency of a positioning signal from a GPS satellite. In a receiving device comprising:
The above-described piezoelectric oscillator includes temperature detection means for detecting temperature information in the vicinity of the piezoelectric vibrator, and a frequency deviation (Δf / f) indicating the deviation (Δf) of the frequency of the piezoelectric vibrator with respect to the reference frequency (f). Storage means for storing an approximate curve coefficient for expressing an approximate curve representing a temperature change, and control means for outputting temperature information from the temperature detection means and an approximate curve coefficient from the storage means,
The satellite capturing means includes means for obtaining temperature information from the temperature detecting means and an approximate curve coefficient from the storage means, means for calculating a frequency deviation Δf / f at the current temperature, and corresponding to the frequency deviation. And a capturing means for capturing a satellite by offsetting a frequency range for searching a positioning signal from a GPS satellite.

また、本発明の受信装置で用いられる圧電発振器の近似曲線係数は、周波数偏差の曲線
を決定する温度係数A,B,C,Dと、周波数偏差曲線のオフセットを決定するオフセッ
ト係数Eとを含み、周波数偏差をΔf/f、基準温度をT0、現在温度をT、温度係数を
A,B,C,D、オフセット係数をEとすると、温度係数A,B,C,Dとオフセット係
数Eは、
Δf/f=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E (1)
の式において、現在温度をTを種々変化させることによって算出されることを特徴とする
The approximate curve coefficient of the piezoelectric oscillator used in the receiving apparatus of the present invention includes temperature coefficients A, B, C, and D that determine the frequency deviation curve, and an offset coefficient E that determines the offset of the frequency deviation curve. When the frequency deviation is Δf / f, the reference temperature is T0, the current temperature is T, the temperature coefficients are A, B, C, D, and the offset coefficient is E, the temperature coefficients A, B, C, D and the offset coefficient E are ,
Δf / f = A (T-T0) 4 + B (T-T0) 3 + C (T-T0) 2 + D (T-T0) + E (1)
The current temperature is calculated by changing T in various ways.

また、本発明の受信装置で用いられる圧電発振器において、圧電発振器の周波数特性の
経時変化によりオフセット係数EがE’(=E±ΔE)に変化したとき、経時変化後の周
波数偏差Δf/f'は、
Δf/f'=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E' (2)
の式で計算されることを特徴とする。
Further, in the piezoelectric oscillator used in the receiving apparatus of the present invention, when the offset coefficient E changes to E ′ (= E ± ΔE) due to the change over time of the frequency characteristics of the piezoelectric oscillator, the frequency deviation Δf / f ′ after the change over time. Is
Δf / f ′ = A (T−T0) 4 + B (T−T0) 3 + C (T−T0) 2 + D (T−T0) + E ′ (2)
It is calculated by the following formula.

また、本発明の受信装置で用いられる圧電発振器において、さらに、製造時における周
波数偏差のオフセット値を補正するオフセット調整手段を備え、そのオフセット調整手段
は、温度検出手段からの温度情報に基づいて、圧電振動子のオフセット値を補正すること
を特徴とする。
Further, the piezoelectric oscillator used in the receiving device of the present invention further includes an offset adjusting means for correcting the offset value of the frequency deviation at the time of manufacture, and the offset adjusting means is based on temperature information from the temperature detecting means, The offset value of the piezoelectric vibrator is corrected.

また、本発明の受信装置に用いられる圧電発振器のオフセット調整手段は、圧電振動子
を含む発振回路の発振コンデンサの容量を可変する可変回路によって構成されることを特
徴とする。
Further, the offset adjustment means of the piezoelectric oscillator used in the receiving apparatus of the present invention is characterized by being constituted by a variable circuit that varies the capacitance of the oscillation capacitor of the oscillation circuit including the piezoelectric vibrator.

さらに、本発明は、圧電振動子を用いて所望の発振周波数の信号を出力する、温度補償
回路を内蔵しない圧電発振器と、圧電発振器の周波数偏差に合わせ、GPS衛星からの測
位信号を探索する周波数範囲をオフセットさせる衛星捕捉手段とを備えた受信装置の衛星
捕捉を制御する衛星捕捉制御方法において、
圧電発振器は、圧電振動子の近傍の温度情報を検出する温度検出ステップと、基準周波
数(f)に対する圧電振動子の周波数の偏位(Δf)を示す発振周波数偏位(Δf/f)
の温度変化を表わす近似曲線を表現するための近似曲線係数を記憶する記憶ステップと、
温度検出手段からの温度情報および記憶手段からの近似曲線係数を出力する制御ステップ
とを備え、
衛星捕捉手段は、温度検出手段からの温度情報と記憶手段からの近似曲線係数とを取得
するステップと、現在温度における周波数偏差Δf/fを計算するステップと、該周波数
偏差Δf/fに対応して圧電発振器のGPS衛星からの測位信号を探索する周波数範囲を
オフセットさせて衛星の捕捉を行うステップとを備えたことを特徴とする。
Furthermore, the present invention provides a piezoelectric oscillator that does not include a temperature compensation circuit that outputs a signal of a desired oscillation frequency using a piezoelectric vibrator, and a frequency for searching for a positioning signal from a GPS satellite according to the frequency deviation of the piezoelectric oscillator. In a satellite acquisition control method for controlling satellite acquisition of a receiving device including satellite acquisition means for offsetting a range,
The piezoelectric oscillator includes a temperature detection step for detecting temperature information in the vicinity of the piezoelectric vibrator, and an oscillation frequency deviation (Δf / f) indicating the deviation (Δf) of the frequency of the piezoelectric vibrator with respect to the reference frequency (f).
A storage step of storing an approximate curve coefficient for expressing an approximate curve representing a temperature change of
A control step for outputting temperature information from the temperature detection means and an approximate curve coefficient from the storage means,
The satellite acquisition means corresponds to the step of obtaining the temperature information from the temperature detection means and the approximate curve coefficient from the storage means, the step of calculating the frequency deviation Δf / f at the current temperature, and the frequency deviation Δf / f. And the step of acquiring the satellite by offsetting the frequency range for searching the positioning signal from the GPS satellite of the piezoelectric oscillator.

さらに、本発明の衛星捕捉制御方法で用いられる圧電発振器の近似曲線係数は、周波数
偏差の曲線を決定する温度係数A,B,C,Dと、周波数偏差曲線のオフセットを決定す
るオフセット係数Eとを含み、これらの温度係数A,B,C,Dとオフセット係数Eは、
周波数偏差をΔf/f、基準温度をT0、現在温度をT、温度係数をA,B,C,D、オ
フセット係数をEとすると、
Δf/f=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E (1)
の式において、現在温度をTを種々変化させることによって算出するステップによって計
算されることを特徴とする。
Furthermore, the approximate curve coefficients of the piezoelectric oscillator used in the satellite acquisition control method of the present invention are the temperature coefficients A, B, C, and D that determine the frequency deviation curve, and the offset coefficient E that determines the offset of the frequency deviation curve. These temperature coefficients A, B, C, D and offset coefficient E are
If the frequency deviation is Δf / f, the reference temperature is T0, the current temperature is T, the temperature coefficients are A, B, C, D, and the offset coefficient is E,
Δf / f = A (T-T0) 4 + B (T-T0) 3 + C (T-T0) 2 + D (T-T0) + E (1)
In the above formula, the present temperature is calculated by a step of calculating T by changing T variously.

さらに、本発明の衛星捕捉制御方法で用いられる圧電発振器の周波数特性の経時変化に
よりオフセット係数EがE’(=E±ΔE)に変化したとき、
衛星捕捉手段は、新たなオフセット係数E’に基づいて、
経時変化後の周波数偏差Δf/f'を、
Δf/f'=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E' (2)
の式で計算するステップと、該周波数偏差Δf/f'に対応してGPS衛星からの測位信号
を探索する周波数範囲をオフセットさせて衛星の捕捉を行うステップとを備えたことを特
徴とする。
Further, when the offset coefficient E changes to E ′ (= E ± ΔE) due to the change over time of the frequency characteristics of the piezoelectric oscillator used in the satellite acquisition control method of the present invention,
The satellite acquisition means is based on the new offset coefficient E ′
The frequency deviation Δf / f ′ after the change over time is
Δf / f ′ = A (T−T0) 4 + B (T−T0) 3 + C (T−T0) 2 + D (T−T0) + E ′ (2)
And a step of acquiring a satellite by offsetting a frequency range for searching for a positioning signal from a GPS satellite corresponding to the frequency deviation Δf / f ′.

さらに、本発明の衛星捕捉制御方法で用いられる圧電発振器は製造時における周波数偏
差のオフセット値を補正するオフセット調整ステップを備え、オフセット調整ステップは
、圧電振動子のオフセット値を補正し、補正されたオフセット値で得られる圧電発振器の
発振周波数に基づいて、衛星捕捉ステップが衛星の捕捉を行うことを特徴とする。
Furthermore, the piezoelectric oscillator used in the satellite acquisition control method of the present invention includes an offset adjustment step for correcting the offset value of the frequency deviation at the time of manufacture, and the offset adjustment step corrects the offset value of the piezoelectric vibrator and is corrected. The satellite acquisition step acquires the satellite based on the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator obtained by the offset value.

さらに、本発明の衛星捕捉制御方法で用いられるオフセット調整手段は、圧電振動子を
含む発振回路の発振コンデンサの容量を可変するステップを備えたことを特徴とする。
Furthermore, the offset adjusting means used in the satellite acquisition control method of the present invention is characterized by comprising a step of varying the capacitance of the oscillation capacitor of the oscillation circuit including the piezoelectric vibrator.

本発明の第1の実施の形態における圧電発振器の内部構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an internal configuration of a piezoelectric oscillator in a first embodiment of the present invention. 図1に示す第1の実施の形態の圧電発振器の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the piezoelectric oscillator of 1st Embodiment shown in FIG. 図2のフローチャートにおいて圧電発振器の調整工程を実施するための、圧電発振器と温度可変装置(恒温槽)との間のデータの流れを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the flow of the data between a piezoelectric oscillator and a temperature variable apparatus (constant temperature chamber) for implementing the adjustment process of a piezoelectric oscillator in the flowchart of FIG. 図1に示す圧電発振器のパッケージを分解して内部構造を示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled the package of the piezoelectric oscillator shown in FIG. 1, and showed the internal structure. 図3に示すデータ処理によって各圧電発振器のメモリに書き込まれるデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data written in the memory of each piezoelectric oscillator by the data processing shown in FIG. 第1の実施の形態における圧電発振器のメモリ内に格納された温度係数データとオフセットデータの模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of temperature coefficient data and offset data stored in the memory of the piezoelectric oscillator according to the first embodiment. 図1に示す圧電発振器1における制御回路9の動作を詳細に説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement of the control circuit 9 in the piezoelectric oscillator 1 shown in FIG. 1 in detail. 図7に示す制御回路9が行う動作モードにおけるモード設定の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the mode setting in the operation mode which the control circuit 9 shown in FIG. 7 performs. 本発明の第1の実施の形態における圧電発振器を用いた受信装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the receiver which used the piezoelectric oscillator in the 1st Embodiment of this invention. 図9に示す受信装置が測位信号のサーチ周波数を決定する処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a flow of processing in which the receiving apparatus shown in FIG. 9 determines a search frequency of a positioning signal. 圧電発振器の周波数偏差と捕捉時間との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the frequency deviation of a piezoelectric oscillator, and acquisition time. 圧電発振器が経年変化したときの周波数偏差と温度との関係を示す周波数−温度特性図である。It is a frequency-temperature characteristic figure which shows the relationship between the frequency deviation and temperature when a piezoelectric oscillator changes with time. 圧電発振器の周波数偏差の経年変化に対応してオフセットデータを補正する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which correct | amends offset data corresponding to the secular change of the frequency deviation of a piezoelectric oscillator. C−MOS発振回路によって構成した圧電発振回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the piezoelectric oscillation circuit comprised by the C-MOS oscillation circuit. バイポーラ発振回路によって構成した圧電発振回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the piezoelectric oscillation circuit comprised by the bipolar oscillation circuit. 第2の実施の形態における圧電発振器の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the piezoelectric oscillator in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の圧電発振器において、C−MOS発振回路にオフセット調整部を付加した回路の一例を示す図である。In the piezoelectric oscillator of 2nd Embodiment, it is a figure which shows an example of the circuit which added the offset adjustment part to the C-MOS oscillation circuit. 第2の実施の形態の圧電発振器において、バイポーラ発振回路にオフセット調整部を付加した回路の一例を示す図である。In the piezoelectric oscillator of 2nd Embodiment, it is a figure which shows an example of the circuit which added the offset adjustment part to the bipolar oscillation circuit. 図16に示す第2の実施の形態の圧電発振器の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the piezoelectric oscillator of 2nd Embodiment shown in FIG. 図19のフローチャートにおいて圧電発振器の調整工程を実施するための、圧電発振器と恒温槽との間のデータの流れを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the data flow between a piezoelectric oscillator and a thermostat for implementing the adjustment process of a piezoelectric oscillator in the flowchart of FIG. 図19に示すデータ処理によって各圧電発振器のメモリに書き込まれるデータ作成図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data creation figure written in the memory of each piezoelectric oscillator by the data processing shown in FIG. 第2の実施の形態における圧電発振器のメモリ内に格納された温度係数データとオフセットデータとオフセット補正データの模式図である。It is a schematic diagram of temperature coefficient data, offset data, and offset correction data stored in the memory of the piezoelectric oscillator according to the second embodiment. 図16に示す圧電発振器における制御回路9動作を詳細に説明する図である。It is a figure explaining the control circuit 9 operation | movement in the piezoelectric oscillator shown in FIG. 16 in detail. 図23に示す制御回路における動作モード設定の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation mode setting in the control circuit shown in FIG. 温度補償型圧電発振器と圧電発振器の温度変化による周波数偏差特性である。This is a frequency deviation characteristic due to temperature changes of the temperature compensated piezoelectric oscillator and the piezoelectric oscillator. 従来の温度補償型圧電発振器の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the conventional temperature compensation type | mold piezoelectric oscillator. 圧電発振器と温度補償型圧電発振器における周波数短期安定度の特性図である。It is a characteristic figure of the frequency short-term stability in a piezoelectric oscillator and a temperature compensation type piezoelectric oscillator.

以下、本発明における圧電発振器およびこの圧電発振器を用いた受信装置の実施の形態
の幾つかを詳細に説明する。本発明は、温度補償回路を内蔵しない圧電発振器SPXOに
よって周波数特性の改善を行い、GPS衛星からの測位信号の捕捉時間を短縮化させる圧
電発振器を実現させるものである。以下の説明では、温度補償回路を内蔵しない圧電発振
器を単に、圧電発振器と呼ぶことにする。
Hereinafter, several embodiments of a piezoelectric oscillator and a receiving apparatus using the piezoelectric oscillator according to the present invention will be described in detail. The present invention realizes a piezoelectric oscillator that improves the frequency characteristics by a piezoelectric oscillator SPXO that does not incorporate a temperature compensation circuit, and shortens the acquisition time of a positioning signal from a GPS satellite. In the following description, a piezoelectric oscillator that does not include a temperature compensation circuit is simply referred to as a piezoelectric oscillator.

本発明は、あらかじめ、圧電発振器を製造する時に圧電発振器の温度特性情報および所
定温度における発振周波数の周波数偏差を示すオフセット係数(E)としてオフセット情
報を圧電発振器内部のメモリに記憶させておく。そして、この圧電発振器を内蔵した受信
装置がGPS衛星の測位信号を捕捉する際に、メモリに記憶されている温度特性情報およ
びオフセット情報を読み出して圧電発振器の正確な周波数偏差を計算する。さらに、この
計算結果に基づいて、衛星からの信号の探索範囲をオフセットさせる。これによって、基
準発振器となる圧電発振器の周波数精度が向上したのと同じ効果が得られ、圧電発振器の
周波数とGPS衛星の測位信号の周波数との差を少なくすることができるので、測位信号
の捕捉時間を短縮化することができる。
In the present invention, when manufacturing a piezoelectric oscillator, offset information is stored in advance in a memory inside the piezoelectric oscillator as temperature characteristic information of the piezoelectric oscillator and an offset coefficient (E) indicating a frequency deviation of the oscillation frequency at a predetermined temperature. When the receiving device incorporating the piezoelectric oscillator captures the positioning signal of the GPS satellite, the temperature characteristic information and the offset information stored in the memory are read to calculate an accurate frequency deviation of the piezoelectric oscillator. Further, the search range of the signal from the satellite is offset based on the calculation result. As a result, the same effect as the improvement of the frequency accuracy of the piezoelectric oscillator as the reference oscillator can be obtained, and the difference between the frequency of the piezoelectric oscillator and the positioning signal of the GPS satellite can be reduced. Time can be shortened.

第1の実施の形態
図1は、本発明の第1の実施の形態における圧電発振器の内部構成を示すブロック図で
ある。圧電発振器1は、定電圧回路5、発振回路6、温度センサ7、A/D変換器8、制
御回路9およびメモリ10からなる圧電発振器用IC2と、水晶振動子である圧電振動子
4とによって構成されて、一つのパッケージ内に含まれる。
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a piezoelectric oscillator according to a first embodiment of the present invention. The piezoelectric oscillator 1 includes a piezoelectric oscillator IC 2 including a constant voltage circuit 5, an oscillation circuit 6, a temperature sensor 7, an A / D converter 8, a control circuit 9, and a memory 10, and a piezoelectric vibrator 4 that is a crystal vibrator. Configured and contained within one package.

定電圧回路5は、外部から供給される電源減圧Vccの変動による周波数変動を防止する
ため、電源電圧Vccが変動しても、一定の電圧Vregを維持して発振回路6に供給する機
能を備えている。また、温度センサ7は同一パッケージ内の発振部3(特に圧電振動子4
の近傍)の温度を検出して外部に出力しているが、この検出信号によって発振部3の温度
制御を行うことはない。温度センサ7としてはIC化温度センサ等を使用することができ
る。IC化温度センサは、ICチップ中に作られており、ICチップ内の温度特性を出力
するものである。
The constant voltage circuit 5 has a function of maintaining a constant voltage Vreg and supplying it to the oscillation circuit 6 even if the power supply voltage Vcc fluctuates in order to prevent frequency fluctuations due to fluctuations in the power supply voltage reduction Vcc supplied from the outside. ing. Further, the temperature sensor 7 includes the oscillation unit 3 (particularly the piezoelectric vibrator 4) in the same package.
The temperature of the oscillation unit 3 is not controlled by this detection signal. As the temperature sensor 7, an IC temperature sensor or the like can be used. The IC temperature sensor is made in an IC chip and outputs temperature characteristics in the IC chip.

メモリ10は、電気的に消去可能なE−PROMで構成されており、圧電発振器1を製
造する時に取得した圧電振動子4の温度係数データ(A,B,C,D)と基準周波数に対す
る圧電振動子4の所定温度(基準温度T0:25℃)における発振周波数の周波数偏差Δ
f/fを示すオフセットデータ(E)とを予め記憶している。また、A/D変換器8は、温
度センサ7から出力されるアナログ電圧または電流の出力データをディジタル値に変換す
る機能を有し、制御回路9は、メモリ10内のデータの読み出し書き込み制御およびA/
D変換器8からの温度データの読出し制御を行う機能を有している。
The memory 10 is composed of an electrically erasable E-PROM. The temperature coefficient data (A, B, C, D) of the piezoelectric vibrator 4 acquired when the piezoelectric oscillator 1 is manufactured and the piezoelectric with respect to the reference frequency. Frequency deviation Δ of the oscillation frequency at a predetermined temperature of the vibrator 4 (reference temperature T0: 25 ° C.)
Offset data (E) indicating f / f is stored in advance. The A / D converter 8 has a function of converting analog voltage or current output data output from the temperature sensor 7 into a digital value, and the control circuit 9 controls the reading and writing of data in the memory 10. A /
It has a function of controlling the reading of temperature data from the D converter 8.

外部端子としては、電源電圧Vccを供給する電源端子14と、GPS衛星の測位信号の
周波数を追尾するための出力周波数foutを送出する出力端子15と、外部装置へ温度セ
ンサ7からの温度データを読み出したり、メモリ10からの読み出しおよび書き込みを制
御する制御端子16と、メモリ10のデータを読み出しまたは書き込みし、または温度セ
ンサ7の温度データを読み出すI/O端子17とを備えている。尚、図1に示す構成部分
は、圧電振動子4を除いて圧電発振器用IC2としてワンチップIC化されているが、デ
ィスクリート部品で構成することもできる。
As external terminals, a power supply terminal 14 for supplying a power supply voltage Vcc, an output terminal 15 for sending an output frequency fout for tracking the frequency of a positioning signal of a GPS satellite, and temperature data from the temperature sensor 7 to an external device. A control terminal 16 that controls reading and reading from and writing to the memory 10 and an I / O terminal 17 that reads and writes data from the memory 10 or reads temperature data from the temperature sensor 7 are provided. The component shown in FIG. 1 is formed as a one-chip IC as the piezoelectric oscillator IC 2 except for the piezoelectric vibrator 4, but can also be formed of discrete components.

温度係数データ(A,B,C,D)とオフセットデータ(E)の2つのデータは、圧電発
振器1を調整する際に、温度センサ7が出力する温度と圧電発振器1が出力する出力周波
数foutの関係が温度係数として生成されてメモリ10に記憶され、それぞれの圧電発振
器ごとに固有のデータとなる。したがって、従来のように、GPS受信装置を組み立てた
後にGPS受信装置の周囲温度を変化させて、補正データを受信機に記憶させたり、補正
テーブルを作成させるといった工程が不要である。結果的に、GPS衛星の測位信号を捕
捉するための周波数精度を向上させることができる。
The two data of the temperature coefficient data (A, B, C, D) and the offset data (E) are the temperature output from the temperature sensor 7 and the output frequency fout output from the piezoelectric oscillator 1 when the piezoelectric oscillator 1 is adjusted. Is generated as a temperature coefficient and stored in the memory 10, and becomes unique data for each piezoelectric oscillator. Therefore, unlike the prior art, there is no need to change the ambient temperature of the GPS receiver after the GPS receiver is assembled, and store correction data in the receiver or create a correction table. As a result, the frequency accuracy for capturing the positioning signal of the GPS satellite can be improved.

図2は、図1に示す第1の実施の形態の圧電発振器の製造工程を示すフローチャートで
ある。また、図3は、図2のフローチャートにおいて圧電発振器の調整工程を実施するた
めの、圧電発振器と温度可変装置との間のデータの流れを示す概念図である。つまり、図
3は、圧電発振器の調整工程において、温度可変装置(以下、恒温槽という)の温度を変
化させて恒温槽内の圧電発振器の温度特性データを取得するときのデータの流れを示して
おり、符号と矢印がそれぞれのデータの種類とその流れを示している。また、図2のフロ
ーチャートには、図3の恒温槽内の圧電発振器と制御コンピュータとの間で入出力され、
または圧電発振器のメモリに書き込まれるデータの種類も示されている。以下に、図2と
図3を用いて圧電発振器の製造工程におけるデータ処理の流れを説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing manufacturing steps of the piezoelectric oscillator according to the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram showing a data flow between the piezoelectric oscillator and the temperature variable device for performing the adjustment process of the piezoelectric oscillator in the flowchart of FIG. That is, FIG. 3 shows a data flow when the temperature characteristic data of the piezoelectric oscillator in the thermostat is obtained by changing the temperature of the temperature variable device (hereinafter referred to as the thermostat) in the adjustment process of the piezoelectric oscillator. The symbols and arrows indicate the type and flow of each data. 2 is input / output between the piezoelectric oscillator in the thermostat of FIG. 3 and the control computer,
Alternatively, the type of data written to the memory of the piezoelectric oscillator is also shown. The flow of data processing in the piezoelectric oscillator manufacturing process will be described below with reference to FIGS.

先ず、組立工程において、圧電発振器用IC2、圧電振動子4および各種端子をパッケ
ージに実装して封止を行い、図1に示す構成の圧電発振器を組み立てる(ステップS1)
。ここで、圧電発振器の組立構成について説明する。
First, in the assembling process, the piezoelectric oscillator IC 2, the piezoelectric vibrator 4 and various terminals are mounted on a package and sealed to assemble a piezoelectric oscillator having the configuration shown in FIG. 1 (step S1).
. Here, an assembly configuration of the piezoelectric oscillator will be described.

図4は、図1に示す圧電発振器のパッケージを分解して内部構造を示した斜視図である
。つまり、図1に示す圧電発振器1が図4に示すパッケージ30内に収納されて組み立て
られている。セラミック製のパッケージ筐体31の中には、圧電振動子4を除く構成要素
を集積化した圧電発振器用IC2が収納されている。さらに、上面から圧電振動子4の端
子部40は導電性接着剤により、パッケージ側端子部32と接着される。そして、金属製
の蓋であるリッド33がかぶせられて圧電発振器1を構成している。なお、図中のワイヤ
ボンディング34は、圧電発振器用IC2の端子を端子部32に接続すると共に、図示さ
れていない外部端子に接続するために用いられている。
FIG. 4 is a perspective view showing the internal structure of the package of the piezoelectric oscillator shown in FIG. That is, the piezoelectric oscillator 1 shown in FIG. 1 is housed and assembled in the package 30 shown in FIG. A ceramic package housing 31 houses a piezoelectric oscillator IC 2 in which components other than the piezoelectric vibrator 4 are integrated. Furthermore, the terminal portion 40 of the piezoelectric vibrator 4 is bonded to the package-side terminal portion 32 from the upper surface with a conductive adhesive. The lid 33, which is a metal lid, is placed on the piezoelectric oscillator 1. The wire bonding 34 in the figure is used to connect the terminal of the piezoelectric oscillator IC 2 to the terminal portion 32 and to an external terminal (not shown).

従来のGPS受信装置では、温度センサ部は圧電発振器SPXOや温度補償型圧電発振
器TCXOが実装される基板の近傍に配置されていたため、圧電振動子と温度センサの間
に温度オフセットが生じ、温度検出誤差を生じやすい欠点があった。
しかし、図4に示す構造の本発明の圧電発振器によれば、図1に示す温度センサ7も圧
電発振器用IC2の構成要素として同一パッケージ内に収められているため、圧電振動子
4と温度センサ7との物理的距離を極力短くすることができる。したがって、圧電振動子
4と温度センサ7との間の温度差を極力小さくすることができ、ほぼ正確な温度検出を行
うことができる。なお、パッケージ筐体31はセラミック製に限ることはなく、プラスチ
ック製であっても同様の効果が得られる。
In the conventional GPS receiver, since the temperature sensor unit is disposed near the substrate on which the piezoelectric oscillator SPXO and the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO are mounted, a temperature offset occurs between the piezoelectric vibrator and the temperature sensor, and temperature detection is performed. There were drawbacks that were likely to cause errors.
However, according to the piezoelectric oscillator of the present invention having the structure shown in FIG. 4, the temperature sensor 7 shown in FIG. 1 is also housed in the same package as a component of the IC 2 for the piezoelectric oscillator. The physical distance to 7 can be made as short as possible. Therefore, the temperature difference between the piezoelectric vibrator 4 and the temperature sensor 7 can be reduced as much as possible, and almost accurate temperature detection can be performed. The package casing 31 is not limited to ceramic, and the same effect can be obtained even if it is made of plastic.

さて、図2、図3に戻り、ステップS1の組立工程で複数個の圧電発振器1a、2a…
naの組立が完了すると、圧電発振器の調整工程に入る。調整工程では、先ず、複数個の
圧電発振器1a、2a…naを恒温槽12に入れた状態で、制御コンピュータ13で恒温
槽12の槽内温度を基準温度(T0)に設定する(ステップS2)。さらに、調整工程に
おいて、制御コンピュータ13で恒温槽12の温度制御を行って槽内温度を変化させる。
制御コンピュータ13は、複数個の圧電発振器1a、2a…naのそれぞれについて発振
部3の出力周波数foutの周波数と温度との関係を示す特性データを取得する(ステップ
S3)。つまり、図3に示すように、制御コンピュータ13が恒温槽12の温度を変化さ
せて、圧電発振器1aより温度データD31と周波数fout1を取得し、圧電発振器2aよ
り温度データD32と周波数fout2を取得し、圧電発振器naより温度データD3nと周
波数foutnを取得するというように、各圧電発振器1a、2a…naの温度データD3と
周波数foutを取得する。
2 and 3, a plurality of piezoelectric oscillators 1 a, 2 a...
When the assembly of na is completed, the piezoelectric oscillator adjustment process starts. In the adjustment step, first, with the plurality of piezoelectric oscillators 1a, 2a... Na placed in the thermostatic chamber 12, the temperature in the thermostatic chamber 12 is set to the reference temperature (T0) by the control computer 13 (step S2). . Furthermore, in the adjustment step, the temperature of the thermostatic bath 12 is controlled by the control computer 13 to change the bath temperature.
The control computer 13 acquires characteristic data indicating the relationship between the temperature of the output frequency fout of the oscillating unit 3 and the temperature for each of the plurality of piezoelectric oscillators 1a, 2a... Na (step S3). That is, as shown in FIG. 3, the control computer 13 changes the temperature of the thermostatic chamber 12, acquires temperature data D31 and frequency fout1 from the piezoelectric oscillator 1a, and acquires temperature data D32 and frequency fout2 from the piezoelectric oscillator 2a. The temperature data D3 and the frequency fout of each of the piezoelectric oscillators 1a, 2a... Na are acquired, such as the temperature data D3n and the frequency foutn are acquired from the piezoelectric oscillator na.

次に、制御コンピュータ13が、恒温槽12の温度を変化させながら、各圧電発振器1
a、2a…naより取得した温度データD3と周波数foutとの特性に基づいて、周波数
温度特性における近似曲線を計算するための温度係数データ(A,B,C,D)とオフセッ
トデータ(E)を算出する(ステップS4)。このとき、温度の測定ポイントは近似計算
で必要となる最低のデータ数(たとえば5ポイントのデータ)以上であればよい。
Next, the control computer 13 changes each piezoelectric oscillator 1 while changing the temperature of the thermostatic chamber 12.
a, 2a... temperature coefficient data (A, B, C, D) and offset data (E) for calculating an approximate curve in the frequency temperature characteristics based on the characteristics of the temperature data D3 acquired from na and the frequency fout. Is calculated (step S4). At this time, the temperature measurement point may be equal to or greater than the minimum number of data (for example, 5 point data) required for the approximate calculation.

ここで、基準温度をT0、測定温度をT、温度変化による周波数偏差をΔf/fとする
と、最小二乗法による曲線のあてはめにより、温度係数データ(A,B,C,D)とオフセ
ットデータ(E)は、次の近似式(1)に示す係数として算出される。
Δf/f=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E (1)
Here, if the reference temperature is T0, the measured temperature is T, and the frequency deviation due to temperature change is Δf / f, the temperature coefficient data (A, B, C, D) and offset data ( E) is calculated as a coefficient shown in the following approximate expression (1).
Δf / f = A (T-T0) 4 + B (T-T0) 3 + C (T-T0) 2 + D (T-T0) + E (1)

つまり、図3に示すように、制御コンピュータ13が、取得した温度データD3と周波
数foutとに基づいて、最小二乗法により温度係数データD1(A,B,C,D)および
オフセットデータD2(E)を算出して各圧電発振器1a、2a…naに出力する。図3
によってさらに詳しく述べれば、最小二乗法による係数の算出結果に基づいて、圧電発振
器1aには温度係数データD11とオフセットデータD21が入力され、圧電発振器2a
には温度係数データD12とオフセットデータD22が入力され、圧電発振器naには温
度係数データD1nとオフセットデータD2nが入力されるというように、各圧電発振器
1a、2a…naには温度係数データD1とオフセットデータD2が入力される。そして
、各圧電発振器1a、2a…naに入力された温度係数データD1とオフセットデータD
2は、各圧電発振器内の各メモリ10に温度係数データ(A,B,C,D)およびオフセ
ットデータ(E)として書き込まれる(ステップS5)。
That is, as shown in FIG. 3, the control computer 13 performs temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) and offset data D2 (E) by the least square method based on the acquired temperature data D3 and the frequency fout. ) And output to each piezoelectric oscillator 1a, 2a. FIG.
More specifically, the temperature coefficient data D11 and the offset data D21 are input to the piezoelectric oscillator 1a based on the coefficient calculation result by the least square method, and the piezoelectric oscillator 2a.
Temperature coefficient data D12 and offset data D22 are input to the piezoelectric oscillator na, and temperature coefficient data D1n and offset data D2n are input to the piezoelectric oscillator 1a. Offset data D2 is input. The temperature coefficient data D1 and offset data D input to each piezoelectric oscillator 1a, 2a.
2 is written as temperature coefficient data (A, B, C, D) and offset data (E) in each memory 10 in each piezoelectric oscillator (step S5).

図5は、図3に示すデータ処理によって各圧電発振器のメモリに書き込まれるデータの
一例を示す図である。たとえば、制御コンピュータ13が、圧電発振器1aについて、測
定ポイントとして、基準温度T0の25℃と、−45℃、−10℃、+50℃、+85℃
の各温度における温度データD3と周波数データfを取得し、圧電発振器2a…naにつ
いても同じ測定ポイントで温度データD3と周波数データfを取得する。そして、制御コ
ンピュータ13が、最小二乗法により圧電発振器1aの温度係数データD11とオフセッ
トデータD21を算出して圧電発振器1aのメモリ10へ書き込む。同様にして、圧電発
振器2a…naについても、それぞれの温度係数データとオフセットデータを算出して各
メモリ10へ書き込む。
FIG. 5 is a diagram showing an example of data written to the memory of each piezoelectric oscillator by the data processing shown in FIG. For example, the control computer 13 uses the reference temperature T0 of 25 ° C., −45 ° C., −10 ° C., + 50 ° C., + 85 ° C. as measurement points for the piezoelectric oscillator 1a.
The temperature data D3 and the frequency data f at each temperature are acquired, and the temperature data D3 and the frequency data f are also acquired at the same measurement point for the piezoelectric oscillators 2a. Then, the control computer 13 calculates the temperature coefficient data D11 and the offset data D21 of the piezoelectric oscillator 1a by the least square method, and writes it to the memory 10 of the piezoelectric oscillator 1a. Similarly, for the piezoelectric oscillators 2a... Na, the respective temperature coefficient data and offset data are calculated and written to each memory 10.

図6は、圧電発振器のメモリ内に格納された温度係数データとオフセットデータの模式
図である。図5で得られた温度係数データD1とオフセットデータD2は、各圧電発振器
1a、2a…naのメモリ10へ温度係数データD1(A,B,C,D)およびオフセッ
トデータD2(E)として書き込まれて格納される。これらのデータは各圧電発振器1a
、2a…naごとに個別のデータとなる。
FIG. 6 is a schematic diagram of temperature coefficient data and offset data stored in the memory of the piezoelectric oscillator. The temperature coefficient data D1 and offset data D2 obtained in FIG. 5 are written as temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) and offset data D2 (E) in the memory 10 of each piezoelectric oscillator 1a, 2a. Stored. These data are stored in each piezoelectric oscillator 1a.
2a... Individual data for each na.

図7は、図1に示す圧電発振器1における制御回路9の動作を詳細に説明する図である
。制御回路9は、測定された温度データD3、算出された温度係数データD1およびオフ
セットデータD2を処理するコントローラ91と、外部機器との間でデータの授受を行う
シリアルインターフェース92とによって構成されている。
FIG. 7 is a diagram for explaining in detail the operation of the control circuit 9 in the piezoelectric oscillator 1 shown in FIG. The control circuit 9 includes a controller 91 that processes measured temperature data D3, calculated temperature coefficient data D1, and offset data D2, and a serial interface 92 that exchanges data with external devices. .

また、シリアルインターフェース92のM0、M1端子は入出力モードを決定する端子
であり、M0、M1端子に入力された動作モード情報によってデータの入出力モードの変
更を行う。WR端子は、メモリ10へ温度係数データD1やオフセットデータD2を書き
込み、またはメモリ10から温度係数データD1やオフセットデータD2を読み出すとき
に使用する端子である。また、CLK端子は各種データを入出力するときのタイミングを
決定するクロック信号の入力端子であり、DATA端子は各種データを入出力する入出力
端子である。これらの端子を介して、圧電発振器の製造時には、図3に示す制御コンピュ
ータ13と圧電発振器1との間で各種データの授受が行われ、圧電発振器の使用時には、
後述する受信装置のCPUと圧電発振器1との間で各種データの授受が行われる。
The M0 and M1 terminals of the serial interface 92 are terminals for determining the input / output mode, and the data input / output mode is changed according to the operation mode information input to the M0 and M1 terminals. The WR terminal is a terminal used when writing temperature coefficient data D1 and offset data D2 to the memory 10 or reading temperature coefficient data D1 and offset data D2 from the memory 10. The CLK terminal is an input terminal for a clock signal that determines the timing for inputting / outputting various data, and the DATA terminal is an input / output terminal for inputting / outputting various data. Through these terminals, when the piezoelectric oscillator is manufactured, various data are exchanged between the control computer 13 and the piezoelectric oscillator 1 shown in FIG. 3, and when the piezoelectric oscillator is used,
Various data is exchanged between the CPU of the receiving apparatus described later and the piezoelectric oscillator 1.

図8は、図7に示す制御回路における動作モード設定の一例を示す図である。デフォル
ト状態では、M0、M1端子の入力信号を共に“0”にして動作モードは「データ入出力
禁止モード」になっている。まず、圧電発振器の製造時においては、制御コンピュータ1
3は、M0、M1端子の入力信号を共に“1”にして動作モードを「温度データ読出モー
ド」にする。一方、制御コンピュータ13は、温度センサ7,A/D変換器8および制御
回路9を経由した温度データD3を読み出すと共に、周波数foutを測定する。次に、制
御コンピュータ13は、最小二乗法により近似計算を行って温度係数データ(A,B,C
,D)とオフセットデータ(E)を決定する。次に、M0端子の入力信号を"0"、M1端
子の入力信号を"1"にして動作モードを「メモリ書込モード」にする。そして、制御コン
ピュータ13は決定された温度係数データD1(A,B,C,D)とオフセットデータD
2(E)をメモリ10へ書き込む。
FIG. 8 is a diagram showing an example of operation mode setting in the control circuit shown in FIG. In the default state, both the input signals at the M0 and M1 terminals are set to “0”, and the operation mode is “data input / output inhibition mode”. First, at the time of manufacturing the piezoelectric oscillator, the control computer 1
3 sets both the input signals of the M0 and M1 terminals to “1” to set the operation mode to the “temperature data read mode”. On the other hand, the control computer 13 reads the temperature data D3 via the temperature sensor 7, the A / D converter 8 and the control circuit 9, and measures the frequency fout. Next, the control computer 13 performs an approximate calculation by the least square method to obtain temperature coefficient data (A, B, C).
, D) and offset data (E). Next, the input signal at the M0 terminal is set to “0”, the input signal at the M1 terminal is set to “1”, and the operation mode is set to the “memory write mode”. The control computer 13 then determines the determined temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) and offset data D.
2 (E) is written to the memory 10.

つぎに、受信装置に搭載された圧電発振器を使用する時には、電源投入時にM0端子の
入力信号を“1”、M1端子の入力信号を“0”にして動作モードを「メモリ読出モード
」にする。すると、メモリ10に記録されている温度係数データD1(A,B,C,D)
とオフセットデータD2(E)が制御回路9によって読み出されて、I/O端子17を介
して受信装置のCPUへ転送される。さらに、M0端子の入力信号を“1”、M1端子の
入力信号を“1”にして動作モードを「温度データ読出モード」にする。これによって、
圧電発振器を使用しているときの温度データ(D3)が温度センサ7によって検出され、
A/D変換器8、制御回路9、I/O端子17を介して受信装置のCPUへ送信される。
Next, when using the piezoelectric oscillator mounted on the receiving apparatus, when the power is turned on, the input signal at the M0 terminal is set to “1”, the input signal at the M1 terminal is set to “0”, and the operation mode is set to the “memory read mode”. . Then, the temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) recorded in the memory 10
And the offset data D2 (E) are read by the control circuit 9 and transferred to the CPU of the receiving device via the I / O terminal 17. Further, the input signal at the M0 terminal is “1”, the input signal at the M1 terminal is “1”, and the operation mode is set to the “temperature data read mode”. by this,
Temperature data (D3) when using the piezoelectric oscillator is detected by the temperature sensor 7,
The data is transmitted to the CPU of the receiving apparatus via the A / D converter 8, the control circuit 9, and the I / O terminal 17.

これによって、受信装置のCPUは、温度係数データD1(A,B,C,D)とオフセ
ットデータD2(E)と温度データ(D3)とを用いて、式(1)に示す近似計算式によ
って圧電発振器から出力される出力周波数foutの基準値からの周波数偏差を計算し、そ
の周波数偏差の分だけ衛星からの信号の探索範囲をオフセットさせる。これにより、GP
S衛星をサーチする周波数範囲を狭めることができる。
As a result, the CPU of the receiving apparatus uses the temperature coefficient data D1 (A, B, C, D), the offset data D2 (E), and the temperature data (D3), and the approximate calculation formula shown in the formula (1). The frequency deviation from the reference value of the output frequency fout output from the piezoelectric oscillator is calculated, and the search range of the signal from the satellite is offset by the frequency deviation. As a result, GP
The frequency range for searching for the S satellite can be narrowed.

なお、圧電発振器1の使用時に、M0端子の入力信号を“0”、M1端子の入力信号を
“1”にして動作モードを「メモリ書込モード」にすることにより、受信装置のCPUが
、圧電発振器の経年変化によって生じたオフセットデータD2’(E’)を圧電発振器1
のメモリ10に書き込み、製造時のオフセットデータD2(E)をD2’(E’)に更新
することができる。
When the piezoelectric oscillator 1 is used, by setting the input signal of the M0 terminal to “0”, the input signal of the M1 terminal to “1”, and setting the operation mode to “memory write mode”, the CPU of the receiving device The offset data D2 ′ (E ′) generated by the aging of the piezoelectric oscillator is used as the piezoelectric oscillator 1.
The offset data D2 (E) at the time of manufacture can be updated to D2 ′ (E ′).

図9は、本発明の第1の実施の形態における圧電発振器を用いた受信装置のブロック構
成図である。この受信装置は、GPS衛星からの測位信号を受信するためのアンテナ21
と、受信した測位信号の周波数の変換および増幅するRF(Radio Frequency)回路22
と、RF回路からの信号を復調して所定の信号処理を行う信号処理回路23と、本発明の
第1の実施の形態の圧電発振器24と、信号処理回路23の動作制御と圧電発振器24の
データ処理を行うCPU25と、CPU25からのデータに基づいて測位データや測位結
果などを表示する表示部26とによって構成されている。
FIG. 9 is a block configuration diagram of a receiving apparatus using the piezoelectric oscillator according to the first embodiment of the present invention. This receiving apparatus has an antenna 21 for receiving a positioning signal from a GPS satellite.
And an RF (Radio Frequency) circuit 22 that converts and amplifies the frequency of the received positioning signal.
A signal processing circuit 23 that demodulates a signal from the RF circuit and performs predetermined signal processing, the piezoelectric oscillator 24 according to the first embodiment of the present invention, the operation control of the signal processing circuit 23, and the piezoelectric oscillator 24 The CPU 25 performs data processing, and the display unit 26 displays positioning data, positioning results, and the like based on data from the CPU 25.

RF回路22は、PLLと混合器および増幅器を有し、GPS衛星からの測位信号と圧
電発振器24からの出力周波数foutに基づいて、測位信号の周波数をRFからIF(Int
ermediate Frequency)に変換して信号処理回路23へ入力する。信号処理回路23は、
IF周波数に変換された測位信号と圧電発振器24から出力された出力周波数foutに基
づいて、GPS衛星からの測位信号を復調してCPU25に入力する。
The RF circuit 22 includes a PLL, a mixer, and an amplifier. Based on the positioning signal from the GPS satellite and the output frequency fout from the piezoelectric oscillator 24, the frequency of the positioning signal is changed from RF to IF (Int
ermediate Frequency) and input to the signal processing circuit 23. The signal processing circuit 23
Based on the positioning signal converted into the IF frequency and the output frequency fout output from the piezoelectric oscillator 24, the positioning signal from the GPS satellite is demodulated and input to the CPU 25.

信号処理回路23は、CPU25からの情報に基づいて、GPS衛星からの測位信号を
捕捉する周波数範囲、すなわちサーチ範囲を変更する。このサーチ範囲は、圧電発振器の
メモリ10内に記録された温度係数データD1(A,B,C,D)とオフセットデータD
2(E)に基づいて、CPU25が式(1)に示す近似計算式で計算して得られた周波数
偏差情報によって決定される。つまり、本発明の特徴であるGPS衛星の測位信号周波数
と圧電発振器の発振周波数をマッチングさせる衛星捕捉手段は、RF回路22と信号処理
回路23とCPU25とによって構成されている。
Based on information from the CPU 25, the signal processing circuit 23 changes the frequency range for capturing the positioning signal from the GPS satellite, that is, the search range. This search range includes temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) and offset data D recorded in the memory 10 of the piezoelectric oscillator.
Based on 2 (E), the CPU 25 determines the frequency deviation information obtained by calculation using the approximate calculation formula shown in the formula (1). That is, the satellite capturing means for matching the positioning signal frequency of the GPS satellite and the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator, which is a feature of the present invention, is constituted by the RF circuit 22, the signal processing circuit 23, and the CPU 25.

図10は、図9に示す受信装置が測位信号のサーチ周波数を決定する処理の流れを示す
フローチャートである。図9の受信装置に示す各データの流れを参照しながら図10のフ
ローチャートを説明する。先ず、受信装置の電源を投入すると(ステップS11)、CP
U25が、圧電発振器24のメモリから温度係数データD1(A,B,C,D)とオフセ
ットデータD2(E)の読み出しを行う(ステップS12)。さらに、CPU25は、圧
電発振器24の温度センサから温度データD3の読み出しを行い、現在の温度Tを求める
(ステップS13)。そして、CPU25は、温度係数データD1(A,B,C,D)、
オフセットデータD2(E)、現在の温度Tおよび基準温度T0を前述の式(1)に代入
し、圧電発振器24の現在の温度Tにおける周波数偏差(Δf/f)の計算を行う(ステ
ップS14)。
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of processing in which the receiving apparatus shown in FIG. 9 determines the search frequency of the positioning signal. The flowchart of FIG. 10 will be described with reference to the flow of each data shown in the receiving apparatus of FIG. First, when the power of the receiving device is turned on (step S11), CP
U25 reads the temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) and the offset data D2 (E) from the memory of the piezoelectric oscillator 24 (step S12). Further, the CPU 25 reads the temperature data D3 from the temperature sensor of the piezoelectric oscillator 24, and obtains the current temperature T (step S13). And CPU25, temperature coefficient data D1 (A, B, C, D),
The offset data D2 (E), the current temperature T, and the reference temperature T0 are substituted into the above equation (1), and the frequency deviation (Δf / f) of the piezoelectric oscillator 24 at the current temperature T is calculated (step S14). .

次に、周波数偏差の計算結果に基づいて、衛星からの信号を探索する周波数範囲をオフ
セットさせ(ステップS15)、その後、GPS衛星の測位信号をサーチする。(ステッ
プS16)。
Next, based on the calculation result of the frequency deviation, the frequency range for searching for the signal from the satellite is offset (step S15), and then the positioning signal of the GPS satellite is searched. (Step S16).

このように、あらかじめ、圧電発振器24の周波数をGPS衛星の測位信号の周波数の
近傍までシフトしてから、圧電発振器24の周波数を掃引してGPS衛星の測位信号の周
波数にマッチングさせるので、GPS衛星をサーチする周波数範囲を狭めることができ、
その結果、捕捉する時間をかなり短縮することができる。つまり、温度補償回路を用いて
圧電発振器の周波数精度を向上させたのと同等の効果が得られる。図11は、圧電発振器
の周波数偏差(Δf/f)と捕捉時間との関係を示す概念図である。図11に示すように
圧電発振器の周波数偏差と捕捉時間はほぼ比例しており、周波数偏差を小さくすれば捕捉
時間を短くすることができることが分かる。
Thus, since the frequency of the piezoelectric oscillator 24 is shifted in advance to the vicinity of the positioning signal frequency of the GPS satellite and then the frequency of the piezoelectric oscillator 24 is swept to match the frequency of the positioning signal of the GPS satellite. Can narrow the frequency range to search for,
As a result, the capture time can be significantly reduced. That is, the same effect as that obtained by improving the frequency accuracy of the piezoelectric oscillator using the temperature compensation circuit can be obtained. FIG. 11 is a conceptual diagram showing the relationship between the frequency deviation (Δf / f) of the piezoelectric oscillator and the capture time. As shown in FIG. 11, the frequency deviation of the piezoelectric oscillator is substantially proportional to the acquisition time, and it can be seen that the acquisition time can be shortened by reducing the frequency deviation.

ところで、圧電発振器は経年変化によって発振周波数が変化する傾向がある。図12は
、圧電発振器の周波数偏差が経年変化したときの周波数偏差と温度との関係を示す周波数
温度特性図である。図12の周波数温度特性図に示すように、経年変化によって圧電発振
器の発振周波数のオフセット値も時間の経過に伴って変わってくる。つまり、式(1)の
近似計算式で得られる周波数偏差の計算値と、実際の周波数foutに誤差を生じる。そ
の結果、衛星の捕捉時間が増大したり、衛星が捕捉できなくなるといった問題が生じる。
たとえば、圧電発振器の製造時には、基準温度T0のときの周波数偏差は、特性(a)の
ようにオフセットデータE(ここではオフセット値という)はゼロである。
By the way, the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator tends to change with aging. FIG. 12 is a frequency-temperature characteristic diagram showing the relationship between the frequency deviation and temperature when the frequency deviation of the piezoelectric oscillator changes over time. As shown in the frequency-temperature characteristic diagram of FIG. 12, the offset value of the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator also changes with the passage of time due to aging. That is, an error occurs between the calculated value of the frequency deviation obtained by the approximate calculation formula (1) and the actual frequency fout. As a result, there are problems that the satellite acquisition time increases and the satellite cannot be acquired.
For example, at the time of manufacturing the piezoelectric oscillator, the frequency deviation at the reference temperature T0 has zero offset data E (herein referred to as an offset value) as in the characteristic (a).

ところが、時間が経つにつれて、当初の特性(a)は、特性(b)または特性(c)に
変化する。特性(b)ではオフセット値はE+ΔEとなり、特性(c)ではオフセット値
はE−ΔEとなってしまう。このため、基準温度T0のときの周波数偏差は、特性(b)
の場合は+ΔEとなり、特性(c)の場合は−ΔEとなってしまう。そこで、圧電発振器
の経年変化による周波数偏差の変化を補償する対策が必要となる。
However, with the passage of time, the original characteristic (a) changes to the characteristic (b) or the characteristic (c). In the characteristic (b), the offset value is E + ΔE, and in the characteristic (c), the offset value is E−ΔE. For this reason, the frequency deviation at the reference temperature T0 is the characteristic (b).
In this case, + ΔE, and in the case of characteristic (c), −ΔE. Therefore, it is necessary to take measures to compensate for changes in frequency deviation due to aging of the piezoelectric oscillator.

図13は、圧電発振器の周波数偏差の経年変化に対応してオフセットデータを補正する
処理の流れを示すフローチャートである。先ず、前述の図10のフローチャートにしたが
ってGPS衛星の測位信号の捕捉が完了して測位可能な状態になったら(ステップS21
)、CPU25の演算処理は捕捉完了時の周波数オフセットと、式(1)の近似式で得ら
れた周波数偏差の計算値との差分を計算し、(ステップS22)、この差分を基に、基準
温度に対するオフセット誤差(±ΔE)を求める(ステップS23)。その後、CPU2
5の演算処理は、圧電発振器24のメモリに保存されているオフセットデータEに対して
オフセット誤差(±ΔE)を加減算し、オフセットデータE'(=E±ΔE)を得て、オ
フセットデータEを新たなオフセットデータE'(=E±ΔE)で書き換えて、圧電発振
器24のメモリに格納する(ステップS24)。
FIG. 13 is a flowchart showing a flow of processing for correcting the offset data corresponding to the secular change of the frequency deviation of the piezoelectric oscillator. First, according to the flowchart of FIG. 10 described above, when the acquisition of the positioning signal of the GPS satellite is completed and positioning is possible (step S21).
), The CPU 25 calculates the difference between the frequency offset at the time of acquisition completion and the calculated value of the frequency deviation obtained by the approximate expression (1) (step S22), and based on this difference, the reference An offset error (± ΔE) with respect to the temperature is obtained (step S23). Then CPU2
In the arithmetic processing of 5, the offset error (± ΔE) is added to or subtracted from the offset data E stored in the memory of the piezoelectric oscillator 24 to obtain the offset data E ′ (= E ± ΔE). It is rewritten with new offset data E ′ (= E ± ΔE) and stored in the memory of the piezoelectric oscillator 24 (step S24).

これによって、オフセットデータがEの場合の周波数偏差(Δf/f)は前述の式(1
)で求められたが、経年変化によってオフセットデータがE'(=E±ΔE)に変化した
ときは、温度係数データA,B,C,Dは殆ど変化しないので、経年変化時の周波数偏差
(Δf/f)'は、式(2)のようにEをE'で置き換えることによって求めることができ
る。
(Δf/f)'=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E' (2)
As a result, the frequency deviation (Δf / f) when the offset data is E is the above equation (1
), But when the offset data changes to E ′ (= E ± ΔE) due to secular change, the temperature coefficient data A, B, C, and D hardly change, so the frequency deviation at the time of secular change ( Δf / f) ′ can be obtained by replacing E with E ′ as in equation (2).
(Δf / f) ′ = A (T−T0) 4 + B (T−T0) 3 + C (T−T0) 2 + D (T−T0) + E ′ (2)

つまり、経年変化により、初期値のオフセットデータEに対してオフセット誤差(±Δ
E)が生じたときは、このオフセット誤差(±ΔE)を加味した新たなオフセットデータ
E'(=E±ΔE)を計算し、EをE'に更新して圧電発振器24のメモリに書き換えれば
、経年変化によるオフセット変化分を補償して圧電発振器の発振周波数をGPS衛星の測
位信号の周波数にマッチングさせることができる。なお、上記の実施の形態では、式(1
)および式(2)に示すように温度特性曲線を4次式で近似させたが、3次式または5次
式以上で近似させても同様の効果が得られる。
That is, the offset error (± ΔΔ) with respect to the initial offset data E due to secular change.
When E) occurs, new offset data E ′ (= E ± ΔE) taking into account this offset error (± ΔE) is calculated, E is updated to E ′, and rewritten in the memory of the piezoelectric oscillator 24 By compensating for the offset change due to secular change, the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator can be matched with the frequency of the positioning signal of the GPS satellite. In the above embodiment, the expression (1
) And equation (2), the temperature characteristic curve is approximated by a quartic equation, but the same effect can be obtained by approximating it by a cubic equation or a quintic equation or higher.

図14は、C−MOS発振回路によって構成した圧電発振回路の一例を示す図である。
つまり、図1に示す圧電振動子4を含む発振回路6をC−MOS発振回路で実現した回路
構成である。この回路は一般に用いられている圧電発振回路であるので詳細な説明は省略
するが、抵抗、コンデンサおよびインバータICによってコルピッツ発振回路を構成して
圧電振動子4を励振駆動し、出力段のインバータICによってアイソレーション並びに波
形整形して所定周波数の出力周波数foutを取り出している。また、図15は、バイポー
ラ発振回路によって構成した圧電発振回路の一例を示す図である。つまり、図1に示す圧
電振動子4を含む発振回路6をバイポーラ発振回路で実現した回路構成である。この回路
も一般に用いられている圧電発振回路であるので詳細な説明は省略するが、トランジスタ
Q1,Q2と抵抗、コンデンサおよび圧電振動子4からなる発振回路部によって圧電振動
子4を励振駆動し、出力周波数foutを取り出している。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a piezoelectric oscillation circuit configured by a C-MOS oscillation circuit.
That is, this is a circuit configuration in which the oscillation circuit 6 including the piezoelectric vibrator 4 shown in FIG. 1 is realized by a C-MOS oscillation circuit. Since this circuit is a commonly used piezoelectric oscillation circuit, a detailed description thereof will be omitted. However, a Colpitts oscillation circuit is constituted by a resistor, a capacitor and an inverter IC to drive the piezoelectric vibrator 4 and drive the inverter IC at the output stage. Thus, the output frequency fout of a predetermined frequency is taken out by isolation and waveform shaping. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a piezoelectric oscillation circuit configured by a bipolar oscillation circuit. That is, this is a circuit configuration in which the oscillation circuit 6 including the piezoelectric vibrator 4 shown in FIG. 1 is realized by a bipolar oscillation circuit. Since this circuit is also a commonly used piezoelectric oscillation circuit, a detailed description thereof is omitted, but the piezoelectric vibrator 4 is driven to be excited by an oscillation circuit unit including transistors Q1 and Q2, a resistor, a capacitor, and the piezoelectric vibrator 4. The output frequency fout is taken out.

第2の実施の形態
図16は、本発明の第2の実施の形態における圧電発振器の内部構成を示すブロック図
である。第2の実施の形態の圧電発振器が第1の実施の形態のそれと異なるところは、オ
フセット調整部11を追加して圧電発振器1の製造初期の周波数偏差を補正している点で
ある。その圧電発振器用IC2は、定電圧回路5、発振回路6、温度センサ7、A/D変
換器8、制御回路9、メモリ10および圧電発振器1の初期の周波数偏差の補正を行うオ
フセット調整部11から構成されている。
Second Embodiment FIG. 16 is a block diagram showing an internal configuration of a piezoelectric oscillator according to a second embodiment of the present invention. The difference between the piezoelectric oscillator of the second embodiment and that of the first embodiment is that an offset adjusting unit 11 is added to correct the initial frequency deviation of the piezoelectric oscillator 1. The piezoelectric oscillator IC 2 includes a constant voltage circuit 5, an oscillation circuit 6, a temperature sensor 7, an A / D converter 8, a control circuit 9, a memory 10, and an offset adjustment unit 11 that corrects initial frequency deviations of the piezoelectric oscillator 1. It is composed of

以下、第1の実施の形態と重複する説明はできるだけ避けて、オフセット調整部11の
動作を中心に説明する。圧電発振器1を製造したときに、オフセット調整部11が圧電振
動子4の常温における初期の周波数偏差の補正を行う。このとき、周波数偏差の補正に用
いたデータはオフセット補正データ(F)としてメモリ10に記憶され、前述の温度係数
データ(A,B,C,D)およびオフセットデータ(E)と共に製造後は書き換えを行わ
ない固有値として格納される。そして、圧電発振器1を受信装置に組み込んで使用すると
きに、オフセット補正データ(F)を読み出して常温におけるオフセットをゼロに近い値
に補正すると共に、温度係数データ(A,B,C,D)およびオフセットデータ(E)を
用いて前述の式(1)における近似計算式によって、衛星からの信号を捕捉させる周波数
範囲をオフセットさせる。実施の形態1においては、常温におけるオフセット周波数が約
±20ppmの範囲でばらつくが、第2の実施の形態によれば、常温におけるオフセット
周波数を±0.2ppm以内とすることができるため、信号処理回路23の設計が容易と
なる。
In the following, the description overlapping the first embodiment will be avoided as much as possible, and the operation of the offset adjustment unit 11 will be mainly described. When the piezoelectric oscillator 1 is manufactured, the offset adjusting unit 11 corrects the initial frequency deviation of the piezoelectric vibrator 4 at room temperature. At this time, the data used for correcting the frequency deviation is stored in the memory 10 as offset correction data (F), and is rewritten after manufacturing together with the temperature coefficient data (A, B, C, D) and offset data (E). Stored as eigenvalues that do not. When the piezoelectric oscillator 1 is incorporated in a receiving device and used, the offset correction data (F) is read to correct the offset at room temperature to a value close to zero and the temperature coefficient data (A, B, C, D). Then, the frequency range in which the signal from the satellite is captured is offset by the approximate calculation formula in the above formula (1) using the offset data (E). In the first embodiment, the offset frequency at room temperature varies within a range of about ± 20 ppm. However, according to the second embodiment, the offset frequency at room temperature can be within ± 0.2 ppm, so that signal processing is performed. The circuit 23 can be easily designed.

オフセット調整部11は、圧電振動子4の振動回路を構成するコンデンサを並列接続し
てコンデンサアレイ群を構成することによって実現することができる。図17は、本発明
の第2の実施の形態の圧電発振器において、C−MOS発振回路にオフセット調整部11
を付加した回路の一例である。また、図18は、本発明の第2の実施の形態の圧電発振器
において、バイポーラ発振回路にオフセット調整部11を付加した回路の一例である。図
17、図18に示すように、圧電振動子4に接続されたコルピッツコンデンサC0に並列
に、コンデンサC1,C2…CnとスイッチSW1,SW2…SWnの直列回路が接続さ
れてコンデンサアレイ群を構成している。
The offset adjustment unit 11 can be realized by configuring a capacitor array group by connecting capacitors constituting the vibration circuit of the piezoelectric vibrator 4 in parallel. FIG. 17 shows an offset adjustment unit 11 in the C-MOS oscillation circuit in the piezoelectric oscillator according to the second embodiment of the invention.
It is an example of the circuit which added. FIG. 18 is an example of a circuit in which the offset adjustment unit 11 is added to the bipolar oscillation circuit in the piezoelectric oscillator according to the second embodiment of the present invention. 17 and 18, a series of capacitors C1, C2,... Cn and switches SW1, SW2,... SWn are connected in parallel to the Colpitts capacitor C0 connected to the piezoelectric vibrator 4 to form a capacitor array group. is doing.

温度センサ7からの温度情報に基づいて、制御回路9がスイッチSW1,SW2…SW
nを順次ON/OFF制御するので、温度情報に応じてコンデンサC1,C2…Cnの並
列接続数が変化する。したがって、常温における周波数偏差を可変させることができるの
で、常温での衛星からの信号を探索させる周波数のオフセット量を小さくすることができ
る。このようなオフセット調整部11を付加することにより、製造時の周波数偏差を±0
.2ppm以下とすることができるため、信号処理回路23の設計の際に要求される周波
数オフセット範囲を小さくすることができ、信号処理回路の設計が容易になる。なお、コ
ンデンサアレイ群を構成する各コンデンサC1,C2…Cnは、重み付けした容量値とす
ることで、より少ないコンデンサ数で精度の高い周波数調整が行える。
Based on the temperature information from the temperature sensor 7, the control circuit 9 switches the switches SW1, SW2,.
Since n is sequentially turned ON / OFF, the number of capacitors C1, C2,... Cn connected in parallel changes according to temperature information. Therefore, since the frequency deviation at normal temperature can be varied, the offset amount of the frequency for searching for a signal from the satellite at normal temperature can be reduced. By adding such an offset adjustment unit 11, the frequency deviation at the time of manufacture is ± 0.
. Since it can be 2 ppm or less, the frequency offset range required when designing the signal processing circuit 23 can be reduced, and the design of the signal processing circuit is facilitated. Note that the capacitors C1, C2,... Cn constituting the capacitor array group have a weighted capacitance value, so that frequency adjustment with high accuracy can be performed with a smaller number of capacitors.

図19は、図16に示す第2の実施の形態の圧電発振器の製造工程を示すフローチャー
トである。また、図20は、図19のフローチャートにおいて圧電発振器の調整を行うた
めの、圧電発振器と制御コンピュータ間のデータの流れを示す概念図である。先ず、組立
工程において、圧電発振器用IC2、圧電振動子4および各種端子等をパッケージに実装
して封止を行い、図16に示す構成の圧電発振器を組み立てる(ステップS31)。
FIG. 19 is a flowchart showing manufacturing steps of the piezoelectric oscillator according to the second embodiment shown in FIG. FIG. 20 is a conceptual diagram showing a data flow between the piezoelectric oscillator and the control computer for adjusting the piezoelectric oscillator in the flowchart of FIG. First, in the assembly process, the piezoelectric oscillator IC 2, the piezoelectric vibrator 4, various terminals, and the like are mounted and sealed in a package, and the piezoelectric oscillator having the configuration shown in FIG. 16 is assembled (step S31).

次に、圧電発振器の調整工程に入り、複数個の圧電発振器1a、2a…naを恒温槽に
入れてから槽内温度を常温(25℃)に設定し、制御コンピュータ13は、それぞれの圧
電発振器について常温での周波数偏差が最も小さくなるように、オフセット調整部11の
オフセット補正データD4(F)を圧電発振器に送出する。次に、このオフセット補正デ
ータD4(F)に基づいて、圧電振動子4は、常温での周波数調整を行う(ステップS3
2)。具体的には、圧電振動子4中の制御回路9が、オフセット補正データD4(F)に
基づいて、図17または図18のスイッチSW1,SW2…SWnをON/OFF制御し
て、コルピッツコンデンサC0に接続されるコンデンサC1,C2…Cnの並列個数を調
整することによって周波数調整が行われる。
Next, the piezoelectric oscillator adjustment process is started, a plurality of piezoelectric oscillators 1a, 2a... Na are placed in a thermostatic chamber, and then the temperature in the chamber is set to room temperature (25 ° C.). The offset correction data D4 (F) of the offset adjustment unit 11 is sent to the piezoelectric oscillator so that the frequency deviation at room temperature is minimized. Next, based on the offset correction data D4 (F), the piezoelectric vibrator 4 performs frequency adjustment at room temperature (step S3).
2). Specifically, the control circuit 9 in the piezoelectric vibrator 4 performs ON / OFF control of the switches SW1, SW2,... SWn in FIG. 17 or 18 based on the offset correction data D4 (F), and the Colpitts capacitor C0. The frequency is adjusted by adjusting the number of capacitors C1, C2,.

このような調整を行った後、恒温槽12の温度を変化させて、各圧電発振器1a、2a
…naの周波数−温度特性を取得する(ステップS33)。つまり、図20に示すように
、制御コンピュータ13が恒温槽12の温度を変化させて、圧電発振器1aから温度デー
タD31と周波数fout1を取得し、圧電発振器2aより温度データD32と周波数fout2
を取得し、圧電発振器naより温度データD3nと周波数foutnを取得する。一般的に記
述すれば、制御コンピュータ13は、各圧電発振器1a、2a…naの温度データD3と
周波数foutを取得することになる。
After performing such adjustment, the temperature of the thermostatic chamber 12 is changed, and each piezoelectric oscillator 1a, 2a is changed.
... Na frequency-temperature characteristics are acquired (step S33). That is, as shown in FIG. 20, the control computer 13 changes the temperature of the thermostatic chamber 12, acquires temperature data D31 and frequency fout1 from the piezoelectric oscillator 1a, and temperature data D32 and frequency fout2 from the piezoelectric oscillator 2a.
And temperature data D3n and frequency foutn are obtained from the piezoelectric oscillator na. Generally speaking, the control computer 13 acquires the temperature data D3 and the frequency fout of each piezoelectric oscillator 1a, 2a... Na.

次に、制御コンピュータ13が、各圧電発振器1a、2a…naより取得した温度デー
タD3と周波数foutとの特性に基づいて、最小二乗法により近似計算を行って温度係数
データD1(A,B,C,D)とオフセットデータD2(E)を算出する(ステップS34
)。
Next, based on the characteristics of the temperature data D3 and the frequency fout acquired from the piezoelectric oscillators 1a, 2a... Na, the control computer 13 performs an approximate calculation by the least square method to obtain the temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) and offset data D2 (E) are calculated (step S34).
).

次に、図20に示すように、制御コンピュータ13は、算出した温度係数データD1(
A,B,C,D)とオフセットデータD2(E)と共にオフセット補正データD4(F)
を各圧電発振器1a、2a…naに入力する。図20によってさらに詳しく述べれば、圧
電発振器1aには温度係数データD11とオフセットデータD21とオフセット補正デー
タD41が入力され、圧電発振器2aには温度係数データD12とオフセットデータD2
2とオフセット補正データD42が入力され、圧電発振器naには温度係数データD1n
とオフセットデータD2nとオフセット補正データD4nが入力される。一般的に記述す
れば、各圧電発振器1a、2a…naには温度係数データD1とオフセットデータD2と
オフセット補正データD4が入力されることになる。次に、各圧電発振器1a、2a…n
aへ入力された温度係数データD1とオフセットデータD2とオフセット調整データD4
は、それぞれのメモリ10へ温度係数データD1(A,B,C,D)とオフセットデータ
D2(E)とオフセット補正データD4(F)として書き込まれる(ステップS35)。
Next, as shown in FIG. 20, the control computer 13 calculates the calculated temperature coefficient data D1 (
A, B, C, D) and offset correction data D4 (F) together with offset data D2 (E)
Are input to each piezoelectric oscillator 1a, 2a... Na. More specifically, referring to FIG. 20, temperature coefficient data D11, offset data D21 and offset correction data D41 are input to the piezoelectric oscillator 1a, and temperature coefficient data D12 and offset data D2 are input to the piezoelectric oscillator 2a.
2 and offset correction data D42 are input, and temperature coefficient data D1n is input to the piezoelectric oscillator na.
And offset data D2n and offset correction data D4n are input. Generally speaking, temperature coefficient data D1, offset data D2, and offset correction data D4 are input to each piezoelectric oscillator 1a, 2a... Na. Next, each piezoelectric oscillator 1a, 2a ... n
temperature coefficient data D1, offset data D2, and offset adjustment data D4 input to a
Are written in each memory 10 as temperature coefficient data D1 (A, B, C, D), offset data D2 (E), and offset correction data D4 (F) (step S35).

図21は、図19に示すデータ処理によって各圧電発振器のメモリに書き込まれるデー
タの一例を示す図である。たとえば、制御コンピュータ13が、圧電発振器1aについて
、測定ポイントとして、基準温度T0の25℃と、−45℃、−10℃、+50℃、+8
5℃の各温度における温度データD3と周波数データfを取得し、圧電発振器2a…na
についても同じ測定ポイントで温度データD3と周波数データfを取得する。そして、制
御コンピュータ13が、式(1)に示す近似計算式により圧電発振器1aの温度係数デー
タD11とオフセットデータD21を算出して圧電発振器1aのメモリ10へ書き込むと
共に、オフセット補正データD41もメモリ10へ書き込む。同様にして、圧電発振器2
a…naについても、それぞれの温度係数データD12…D1nとオフセットデータD2
2…D2nとオフセット補正データD42…D4nを各メモリ10へ書き込む。
FIG. 21 is a diagram showing an example of data written to the memory of each piezoelectric oscillator by the data processing shown in FIG. For example, the control computer 13 uses the reference temperature T0 of 25 ° C., −45 ° C., −10 ° C., + 50 ° C., +8 as measurement points for the piezoelectric oscillator 1a.
The temperature data D3 and frequency data f at each temperature of 5 ° C. are acquired, and the piezoelectric oscillator 2a.
Also, temperature data D3 and frequency data f are acquired at the same measurement point. Then, the control computer 13 calculates the temperature coefficient data D11 and the offset data D21 of the piezoelectric oscillator 1a by the approximate calculation formula shown in the equation (1) and writes the temperature coefficient data D11 and the offset data D21 to the memory 10 of the piezoelectric oscillator 1a. Write to. Similarly, the piezoelectric oscillator 2
Also for a ... na, the respective temperature coefficient data D12 ... D1n and offset data D2
2 ... D2n and offset correction data D42 ... D4n are written to each memory 10.

図22は、本発明の第2の実施の形態における圧電発振器のメモリ内に格納された温度
係数データD1、オフセットデータD2およびオフセット補正データD4の模式図である
。つまり、温度係数データD1とオフセットデータD2とオフセット補正データD4は、
各圧電発振器1a、2a…naのメモリ10へ温度係数データD1(A,B,C,D)と
オフセットデータD2(E)とオフセット補正データD4(F)として書き込まれて格納
される。これらのデータは各圧電発振器1a、2a…naごとに個別のデータとなる。
FIG. 22 is a schematic diagram of temperature coefficient data D1, offset data D2, and offset correction data D4 stored in the memory of the piezoelectric oscillator according to the second embodiment of the present invention. That is, the temperature coefficient data D1, the offset data D2, and the offset correction data D4 are:
Temperature coefficient data D1 (A, B, C, D), offset data D2 (E), and offset correction data D4 (F) are written and stored in the memory 10 of each piezoelectric oscillator 1a, 2a. These data become individual data for each piezoelectric oscillator 1a, 2a.

図23は、図16に示す圧電発振器における制御回路9の動作を詳細に説明する図であ
る。制御回路9は、測定された温度データD3、算出された温度係数データD1、オフセ
ットデータD2およびオフセット補正データD4を処理するコントローラ91と、外部機
器との間でデータの授受を行うシリアルインターフェース92とによって構成されている
FIG. 23 is a diagram for explaining in detail the operation of the control circuit 9 in the piezoelectric oscillator shown in FIG. The control circuit 9 includes a controller 91 that processes the measured temperature data D3, the calculated temperature coefficient data D1, the offset data D2, and the offset correction data D4, and a serial interface 92 that exchanges data with an external device. It is constituted by.

また、シリアルインターフェース92のM0、M1端子は入出力モードを決定する端子
であり、M0、M1端子に入力された動作モード情報によってデータの入出力モードの変
更を行う。WR端子は、メモリ10に温度係数データD1、オフセットデータD2および
オフセット補正データD4を書き込み、またはメモリ10から温度係数データD1、オフ
セットデータD2およびオフセット補正データD4を読み出すときに使用する端子である
。また、CLK端子は各種データを入出力するときのタイミングを決定するクロック信号
の入力端子であり、DATA端子は各種データを入出力する入出力端子である。これらの
端子を介して、圧電発振器の製造時には、図3に示す制御コンピュータ13と圧電発振器
1との間で各種データの授受が行われ、圧電発振器の使用時には、後述する受信装置のC
PUと圧電発振器1との間で各種データの授受が行われる。
The M0 and M1 terminals of the serial interface 92 are terminals for determining the input / output mode, and the data input / output mode is changed according to the operation mode information input to the M0 and M1 terminals. The WR terminal is a terminal used when temperature coefficient data D1, offset data D2, and offset correction data D4 are written to the memory 10 or when temperature coefficient data D1, offset data D2, and offset correction data D4 are read from the memory 10. The CLK terminal is an input terminal for a clock signal that determines the timing for inputting / outputting various data, and the DATA terminal is an input / output terminal for inputting / outputting various data. Through the terminals, various data are exchanged between the control computer 13 and the piezoelectric oscillator 1 shown in FIG. 3 when the piezoelectric oscillator is manufactured. When the piezoelectric oscillator is used, the C of the receiving device described later is used.
Various data is exchanged between the PU and the piezoelectric oscillator 1.

図24は、図23に示す制御回路9における動作モード設定の一例を示す図である。デ
フォルト状態では、M0、M1端子の入力信号を共に“0”にして動作モードは「データ
入出力禁止モード」になっている。まず、圧電発振器の製造時においては、制御コンピュ
ータ13は、M0、M1端子の入力信号を共に“1”にして動作モードを「温度データ読
出モード」にする。一方、制御コンピュータ13は、温度センサ7,A/D変換器8およ
び制御回路9を経由した温度データD3を読み出すと共に、周波数foutを測定する。次
に、制御コンピュータ13は最小二乗法により近似計算を行って温度係数データ(A,B
,C,D)とオフセットデータ(E)を決定する。次に、M0端子の入力信号を"0"、M
1端子の入力信号を"1"にして動作モードを「メモリ書込モード」にする。そして、制御
コンピュータ13は決定された温度係数データD1(A,B,C,D)、オフセットデー
タD2(E)およびオフセット補正データD4(F)をメモリ10に書き込む。
FIG. 24 shows an example of operation mode setting in control circuit 9 shown in FIG. In the default state, both the input signals at the M0 and M1 terminals are set to “0”, and the operation mode is “data input / output inhibition mode”. First, at the time of manufacturing the piezoelectric oscillator, the control computer 13 sets both the input signals of the M0 and M1 terminals to “1” and sets the operation mode to the “temperature data reading mode”. On the other hand, the control computer 13 reads the temperature data D3 via the temperature sensor 7, the A / D converter 8 and the control circuit 9, and measures the frequency fout. Next, the control computer 13 performs an approximate calculation by the least square method to obtain temperature coefficient data (A, B
, C, D) and offset data (E) are determined. Next, the input signal of the M0 terminal is set to “0”, M
The input signal at one terminal is set to “1”, and the operation mode is set to “memory write mode”. Then, the control computer 13 writes the determined temperature coefficient data D1 (A, B, C, D), offset data D2 (E), and offset correction data D4 (F) in the memory 10.

つぎに、受信装置に搭載された圧電発振器を使用する時には、電源投入時にM0端子の
入力信号を“1”、M1端子の入力信号を“0”にして動作モードを「メモリ読出モード
」にする。すると、メモリ10に記録されている温度係数データD1(A,B,C,D)
、オフセットデータD2(E)およびオフセット補正データD4(F)が制御回路9によ
って読み出されて、I/O端子17を介して受信装置のCPUへ転送される。さらに、M
0端子の入力信号を“1”、M1端子の入力信号を“1”にして動作モードを「温度デー
タ読出モード」にする。これによって、圧電発振器を使用しているときの温度データ(D
3)が温度センサ7によって検出され、A/D変換器8、制御回路9、I/O端子17を
介して受信装置のCPUへ送信される。
Next, when using the piezoelectric oscillator mounted on the receiving apparatus, when the power is turned on, the input signal at the M0 terminal is set to “1”, the input signal at the M1 terminal is set to “0”, and the operation mode is set to the “memory read mode”. . Then, the temperature coefficient data D1 (A, B, C, D) recorded in the memory 10
The offset data D2 (E) and the offset correction data D4 (F) are read by the control circuit 9 and transferred to the CPU of the receiving device via the I / O terminal 17. In addition, M
The input signal at the 0 terminal is “1”, the input signal at the M1 terminal is “1”, and the operation mode is set to the “temperature data read mode”. As a result, temperature data (D
3) is detected by the temperature sensor 7 and transmitted to the CPU of the receiving device via the A / D converter 8, the control circuit 9, and the I / O terminal 17.

これによって、受信装置のCPUは、温度データ(D3)とオフセット補正データD4
(F)によって常温における周波数偏差の補正を行うと共に、温度係数データD1(A,
B,C,D)、オフセットデータD2(E)および温度データ(D3)とを用いて、式(
1)に示す近似計算式によって圧電発振器から出力される出力周波数foutの基準値から
の周波数偏差を計算し、その周波数偏差の分だけ、衛星からの信号の探索範囲をオフセッ
トさせる。これにより、GPS衛星をサーチする周波数範囲を狭めることができる。
As a result, the CPU of the receiving apparatus performs temperature data (D3) and offset correction data D4.
(F) corrects the frequency deviation at room temperature, and uses temperature coefficient data D1 (A,
B, C, D), offset data D2 (E) and temperature data (D3),
The frequency deviation from the reference value of the output frequency fout output from the piezoelectric oscillator is calculated by the approximate calculation formula shown in 1), and the search range of the signal from the satellite is offset by the frequency deviation. Thereby, the frequency range for searching for GPS satellites can be narrowed.

なお、圧電発振器1の使用時に、M0端子の入力信号を“0”、M1端子の入力信号を
“1”にして動作モードを「メモリ書込モード」にすることにより、受信装置のCPUが
、圧電発振器の経年変化によって生じたオフセットデータD2’(E’)を圧電発振器1
のメモリ10に書き込み、製造時のオフセットデータD2(E)をD2’(E’)に更新
することができるのは、前述の第1の実施の形態の場合と同じである。
When the piezoelectric oscillator 1 is used, by setting the input signal of the M0 terminal to “0”, the input signal of the M1 terminal to “1”, and setting the operation mode to “memory write mode”, the CPU of the receiving device The offset data D2 ′ (E ′) generated by the aging of the piezoelectric oscillator is used as the piezoelectric oscillator 1.
The offset data D2 (E) at the time of manufacture can be updated to D2 ′ (E ′) in the same manner as in the first embodiment described above.

このように、圧電発振器の動作時に常温における周波数偏差の補正を行うことにより、
周波数のオフセット量を小さくすることができ、GPS受信装置の信号処理回路の設計が
容易になる。
In this way, by correcting the frequency deviation at normal temperature during operation of the piezoelectric oscillator,
The amount of frequency offset can be reduced, and the signal processing circuit of the GPS receiver can be easily designed.

以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の
形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。例えば、
圧電振動子の発振回路についてMOS発振回路とバイポーラ発振回路を引用したが、本発
明は、これに限ることはなくどのような発振回路を用いても本発明は適用されることはい
うまでもない。
The embodiment described above is an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the invention. For example,
Although the MOS oscillation circuit and the bipolar oscillation circuit are cited as the oscillation circuit of the piezoelectric vibrator, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to any oscillation circuit. .

(発明の効果)
以上説明したように、本発明の圧電発振器を用いることにより、従来の温度補償型圧電
発振器TCXOを使用した受信装置に比べて、基準発振器の周波数をより正確に基準レベ
ルに合わせることができる。したがって、GPS衛星の測位信号を補足するための周波数
サーチ範囲を狭めることができ、測位信号の補足時間をさらに短縮化することができる。
また、経年変化などによる周波数変化に対しても周波数補正を行うことができるので、長
期間にわたって捕捉時間を短縮化することができる。さらに、本発明の圧電発振器は温度
補償を行わないために、温度補償型圧電発振器TCXOのような製造時の温度特性調整工
程が不要となる。また、圧電振動子を除く構成部分をIC化することができると共に温度
補償回路を必要としないために小型化が可能となるので圧電発振器を低コスト化すること
ができる。また、温度補償回路がないために消費電流も小さくなるので受信装置に内蔵す
る電池の寿命を延ばすことができる。
(The invention's effect)
As described above, by using the piezoelectric oscillator according to the present invention, the frequency of the reference oscillator can be adjusted to the reference level more accurately than the conventional receiver using the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO. Therefore, the frequency search range for supplementing the positioning signal of the GPS satellite can be narrowed, and the supplementary time of the positioning signal can be further shortened.
In addition, since frequency correction can be performed for frequency changes due to secular changes or the like, the acquisition time can be shortened over a long period of time. Furthermore, since the piezoelectric oscillator according to the present invention does not perform temperature compensation, a temperature characteristic adjustment process at the time of manufacture like the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO becomes unnecessary. In addition, since components other than the piezoelectric vibrator can be made into an IC and a temperature compensation circuit is not required, the size can be reduced, so that the cost of the piezoelectric oscillator can be reduced. In addition, since there is no temperature compensation circuit, the current consumption is reduced, so that the life of the battery built in the receiver can be extended.

また、通常は圧電発振器の製造時の周波数ばらつきは±20ppm程度であるが、本発
明の圧電発振器によれば、オフセット調整手段によって個々の圧電発振器の周波数の初期
ばらつきを補正することができる。これによって、圧電発振器の周波数ばらつきを±0.
2ppm程度に抑えて出荷することが可能となる。さらに、温度補償型圧電発振器TCX
Oでは、温度補償回路から発生するノイズによって周波数短期安定度が劣化して受信装置
がGPS衛星から測位信号を受信するときの受信感度に悪影響を及ぼすが、本発明の圧電
発振器によれば、温度補償回路がないので極めて低雑音な発振器となり、良好な周波数短
期安定度を得ることができる。図27は、圧電発振器SPXOと温度補償型圧電発振器T
CXOにおける周波数短期安定度を示す概略図である。縦軸の周波数短期安定度は,時間
領域における周波数安定度の尺度であり、この数値が小さいほど周波数安定度が高いこと
を示す。横軸の平均化時間は周波数を測定する時間、すなわち平均測定時間を示している
。図から明らかなように、温度補償型圧電発振器TCXOより圧電発振器SPXOの方が
周波数短期安定度は良好である。圧電発振器の場合、平均化時間1秒のとき周波数短期安
定度は1×10-10以下であり、この値は受信装置のノイズレベルとしては良好な値とさ
れている。
Further, the frequency variation at the time of manufacturing the piezoelectric oscillator is usually about ± 20 ppm, but according to the piezoelectric oscillator of the present invention, the initial frequency variation of each piezoelectric oscillator can be corrected by the offset adjusting means. As a result, the frequency variation of the piezoelectric oscillator is ± 0.
It is possible to ship the product while suppressing it to about 2 ppm. Furthermore, temperature compensated piezoelectric oscillator TCX
In O, the short-term stability of the frequency deteriorates due to noise generated from the temperature compensation circuit and adversely affects the reception sensitivity when the receiving device receives a positioning signal from a GPS satellite. However, according to the piezoelectric oscillator of the present invention, the temperature Since there is no compensation circuit, it becomes an extremely low noise oscillator, and good frequency short-term stability can be obtained. FIG. 27 shows a piezoelectric oscillator SPXO and a temperature compensated piezoelectric oscillator T.
It is the schematic which shows the frequency short-term stability in CXO. The frequency short-term stability on the vertical axis is a measure of frequency stability in the time domain, and the smaller this value, the higher the frequency stability. The averaging time on the horizontal axis indicates the time for measuring the frequency, that is, the average measurement time. As is apparent from the figure, the short-term frequency stability of the piezoelectric oscillator SPXO is better than that of the temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO. In the case of a piezoelectric oscillator, when the averaging time is 1 second, the short-term frequency stability is 1 × 10 −10 or less, and this value is a good value as the noise level of the receiving apparatus.

1、1a、2a、na…圧電発振器、2…圧電発振器用IC、3…発振部、4…圧電振
動子、5…定電圧回路、6…発振回路、7…温度センサ、8…A/D変換器、9…制御回
路、10…メモリ、11…オフセット調整部、12…温度可変装置(恒温槽)、13…制
御コンピュータ、21…アンテナ、22…RF回路、23…信号処理回路、24…圧電発
振器、25…CPU、26…表示部、30…パッケージ、31…パッケージ筐体、32…
端子部、33…リッド、40…端子部、41…温度補償型圧電発振器TCXO、42…T
CXO用IC、43…温度補償回路、91…コントローラ、92…シリアルインターフェ
ース。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 2a, na ... Piezoelectric oscillator, 2 ... Piezoelectric oscillator IC, 3 ... Oscillator, 4 ... Piezoelectric vibrator, 5 ... Constant voltage circuit, 6 ... Oscillator circuit, 7 ... Temperature sensor, 8 ... A / D Converter: 9 ... Control circuit, 10 ... Memory, 11 ... Offset adjustment unit, 12 ... Temperature variable device (constant temperature chamber), 13 ... Control computer, 21 ... Antenna, 22 ... RF circuit, 23 ... Signal processing circuit, 24 ... Piezoelectric oscillator, 25 ... CPU, 26 ... display unit, 30 ... package, 31 ... package housing, 32 ...
Terminal part, 33 ... Lid, 40 ... Terminal part, 41 ... Temperature compensated piezoelectric oscillator TCXO, 42 ... T
IC for CXO, 43 ... temperature compensation circuit, 91 ... controller, 92 ... serial interface.

Claims (15)

圧電振動子を用いて所望の発振周波数の信号を出力する、温度補償回路を内蔵しない圧
電発振器において、
前記圧電振動子の近傍の温度情報を検出する温度検出手段と、
基準周波数(f)に対する前記圧電振動子の周波数の偏位(Δf)を示す発振周波数偏
位(Δf/f)の温度変化を表わす近似曲線を表現するための近似曲線係数を記憶する記
憶手段と、
前記温度検出手段からの温度情報および前記記憶手段からの前記近似曲線係数を出力す
る制御手段とを備えることを特徴とする圧電発振器。
In a piezoelectric oscillator that outputs a signal of a desired oscillation frequency using a piezoelectric vibrator and does not incorporate a temperature compensation circuit,
Temperature detecting means for detecting temperature information in the vicinity of the piezoelectric vibrator;
Storage means for storing an approximate curve coefficient for expressing an approximate curve representing a temperature change of the oscillation frequency deviation (Δf / f) indicating the deviation (Δf) of the frequency of the piezoelectric vibrator with respect to a reference frequency (f); ,
A piezoelectric oscillator comprising: control means for outputting temperature information from the temperature detection means and the approximate curve coefficient from the storage means.
前記近似曲線係数は、前記周波数偏差の曲線を決定する温度係数A,B,C,Dと、前
記周波数偏差曲線のオフセットを決定するオフセット係数Eとを含み、
周波数偏差をΔf/f、基準温度をT0、現在温度をT、温度係数をA,B,C,D、
オフセット係数をEとすると、
前記温度係数A,B,C,Dとオフセット係数Eは、
Δf/f=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E (1)
の式において、現在温度をTを種々変化させることによって算出されることを特徴とする
請求項1に記載の圧電発振器。
The approximate curve coefficient includes temperature coefficients A, B, C, and D that determine the frequency deviation curve, and an offset coefficient E that determines the offset of the frequency deviation curve,
The frequency deviation is Δf / f, the reference temperature is T0, the current temperature is T, the temperature coefficients are A, B, C, D,
If the offset coefficient is E,
The temperature coefficients A, B, C, D and the offset coefficient E are:
Δf / f = A (T-T0) 4 + B (T-T0) 3 + C (T-T0) 2 + D (T-T0) + E (1)
2. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the current temperature is calculated by changing T in various ways.
前記圧電発振器の周波数特性の経時変化により前記オフセット係数EがE’(=E±Δ
E)に変化したとき、
経時変化後の周波数偏差Δf/f'は、
Δf/f'=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E' (2)
の式で計算されることを特徴とする請求項2に記載の圧電発振器。
The offset coefficient E is E ′ (= E ± Δ) due to the change with time of the frequency characteristics of the piezoelectric oscillator.
E)
The frequency deviation Δf / f ′ after change over time is
Δf / f ′ = A (T−T0) 4 + B (T−T0) 3 + C (T−T0) 2 + D (T−T0) + E ′ (2)
The piezoelectric oscillator according to claim 2, wherein the piezoelectric oscillator is calculated by the following formula.
さらに、製造時における周波数偏差のオフセット値を補正するオフセット調整手段を備
え、
前記オフセット調整手段は、前記温度検出手段からの温度情報に基づいて、前記圧電振
動子のオフセット値を補正することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の
圧電発振器。
Furthermore, an offset adjustment means for correcting the offset value of the frequency deviation at the time of manufacture is provided,
4. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the offset adjustment unit corrects an offset value of the piezoelectric vibrator based on temperature information from the temperature detection unit.
前記オフセット調整手段は、前記圧電振動子を含む発振回路の発振コンデンサの容量を
可変する可変回路によって構成されることを特徴とする請求項4に記載の圧電発振器。
5. The piezoelectric oscillator according to claim 4, wherein the offset adjusting unit is configured by a variable circuit that varies a capacitance of an oscillation capacitor of an oscillation circuit including the piezoelectric vibrator.
圧電振動子を用いて所望の発振周波数の信号を出力する、温度補償回路を内蔵しない圧
電発振器と、前記圧電発振器の周波数をGPS衛星から測位信号の周波数にマッチングさ
せる衛星捕捉手段とを備えた受信装置において、
前記圧電発振器は、
前記圧電振動子の近傍の温度情報を検出する温度検出手段と、基準周波数(f)に対
する前記圧電振動子の周波数の偏位(Δf)を示す発振周波数偏位(Δf/f)の温度変
化を表わす近似曲線を表現するための近似曲線係数を記憶する記憶手段と、前記温度検出
手段からの温度情報および前記記憶手段からの前記近似曲線係数を出力する制御手段とを
備え、
前記衛星捕捉手段は、
前記温度検出手段からの温度情報と前記記憶手段からの近似曲線係数とを取得する手
段と、現在温度における周波数偏差Δf/fを計算する手段と、該周波数偏差に対応して
前記GPS衛星からの測位信号を探索する周波数範囲をオフセットさせて衛星の捕捉を行
う捕捉手段とを備えたことを特徴とする受信装置。
Receiving device comprising: a piezoelectric oscillator that outputs a signal of a desired oscillation frequency using a piezoelectric vibrator and does not include a temperature compensation circuit; and a satellite capturing means that matches the frequency of the piezoelectric oscillator with the frequency of a positioning signal from a GPS satellite. In the device
The piezoelectric oscillator is
Temperature detection means for detecting temperature information in the vicinity of the piezoelectric vibrator, and a temperature change of the oscillation frequency deviation (Δf / f) indicating the deviation (Δf) of the frequency of the piezoelectric vibrator with respect to a reference frequency (f). Storage means for storing an approximate curve coefficient for expressing the approximate curve to be expressed, and control means for outputting the temperature information from the temperature detection means and the approximate curve coefficient from the storage means,
The satellite capturing means includes
Means for obtaining temperature information from the temperature detection means and approximate curve coefficient from the storage means, means for calculating a frequency deviation Δf / f at the current temperature, and corresponding to the frequency deviation from the GPS satellite A receiving apparatus comprising: a capturing unit that captures a satellite by offsetting a frequency range for searching for a positioning signal.
前記受信装置で用いられる圧電発振器の前記近似曲線係数は、前記周波数偏差の曲線を
決定する温度係数A,B,C,Dと、前記周波数偏差曲線のオフセットを決定するオフセ
ット係数Eとを含み、
周波数偏差をΔf/f、基準温度をT0、現在温度をT、温度係数をA,B,C,D、
オフセット係数をEとすると、
前記温度係数A,B,C,Dとオフセット係数Eは、
Δf/f=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E (1)
の式において、現在温度をTを種々変化させることによって算出されることを特徴とする
請求項6に記載の受信装置。
The approximate curve coefficient of the piezoelectric oscillator used in the receiver includes temperature coefficients A, B, C, and D that determine the frequency deviation curve, and an offset coefficient E that determines the offset of the frequency deviation curve,
The frequency deviation is Δf / f, the reference temperature is T0, the current temperature is T, the temperature coefficients are A, B, C, D,
If the offset coefficient is E,
The temperature coefficients A, B, C, D and the offset coefficient E are:
Δf / f = A (T-T0) 4 + B (T-T0) 3 + C (T-T0) 2 + D (T-T0) + E (1)
The receiving apparatus according to claim 6, wherein the current temperature is calculated by changing T in various ways.
前記受信装置で用いられる圧電発振器の周波数特性の経時変化により前記オフセット係
数EがE’(=E±ΔE)に変化したとき、
前記衛星捕捉手段は、新たなオフセット係数E’に基づいて、
経時変化後の周波数偏差Δf/f'を、
Δf/f'=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E' (2)
の式で計算し、
該周波数偏差Δf/f'に対応して前記GPS衛星からの測位信号を探索する周波数範囲
をオフセットさせて衛星の捕捉を行うことを特徴とする請求項7に記載の受信装置。
When the offset coefficient E changes to E ′ (= E ± ΔE) due to the change over time of the frequency characteristics of the piezoelectric oscillator used in the receiver,
The satellite acquisition means is based on a new offset coefficient E ′
The frequency deviation Δf / f ′ after the change over time is
Δf / f ′ = A (T−T0) 4 + B (T−T0) 3 + C (T−T0) 2 + D (T−T0) + E ′ (2)
Calculate with the formula
8. The receiving apparatus according to claim 7, wherein a satellite is acquired by offsetting a frequency range in which a positioning signal from the GPS satellite is searched corresponding to the frequency deviation Δf / f ′.
さらに、前記受信装置で用いられる圧電発振器が製造時における周波数偏差のオフセッ
ト値を補正するオフセット調整手段を備え、
前記オフセット調整手段は、前記温度検出手段からの温度情報に基づいて、前記圧電振
動子のオフセット値を補正し、
前記補正されたオフセット値で得られる前記圧電発振器の発振周波数に基づいて、前記
衛星捕捉手段は衛星の捕捉を行うことを特徴とする請求項6乃至請求項8の何れかに記載
の受信装置。
Furthermore, the piezoelectric oscillator used in the receiving device comprises an offset adjusting means for correcting the offset value of the frequency deviation at the time of manufacture,
The offset adjustment unit corrects the offset value of the piezoelectric vibrator based on temperature information from the temperature detection unit,
9. The receiving device according to claim 6, wherein the satellite capturing unit captures a satellite based on an oscillation frequency of the piezoelectric oscillator obtained by the corrected offset value.
前記受信装置で用いられるオフセット調整手段は、前記圧電振動子を含む発振回路の発
振コンデンサの容量を可変する可変回路によって構成されることを特徴とする請求項9に
記載の受信装置。
The receiving apparatus according to claim 9, wherein the offset adjusting means used in the receiving apparatus is configured by a variable circuit that varies a capacitance of an oscillation capacitor of an oscillation circuit including the piezoelectric vibrator.
圧電振動子を用いて所望の発振周波数の信号を出力する、温度補償回路を内蔵しない圧
電発振器と、前記圧電発振器の周波数偏差に合わせ、GPS衛星からの測位信号を探索す
る周波数範囲をオフセットさせる衛星捕捉手段とを備えた受信装置の衛星捕捉を制御する
衛星捕捉制御方法において、
前記圧電発振器は、
前記圧電振動子の近傍の温度情報を検出する温度検出ステップと、
基準周波数(f)に対する前記圧電振動子の発振周波数の偏位(Δf)を示す発振周
波数偏位(Δf/f)の温度変化を表わす近似曲線を表現するための近似曲線係数を記憶
する記憶ステップと、
前記温度検出手段からの温度情報および前記記憶手段からの前記近似曲線係数を出力
する制御ステップとを備え
前記衛星捕捉手段は、
前記温度検出手段からの温度情報と前記記憶手段からの近似曲線係数とを取得するス
テップと、
現在温度における周波数偏差Δf/fを計算するステップと、
該周波数偏差Δf/fに対応して前記圧電発振器の前記GPS衛星からの測位信号を
探索する周波数範囲をオフセットさせて衛星の捕捉を行う衛星捕捉ステップとを備えたこ
とを特徴とする衛星捕捉制御方法。
A piezoelectric oscillator that outputs a signal of a desired oscillation frequency using a piezoelectric vibrator and does not include a temperature compensation circuit, and a satellite that offsets a frequency range for searching for a positioning signal from a GPS satellite according to the frequency deviation of the piezoelectric oscillator. In a satellite acquisition control method for controlling satellite acquisition of a receiving device including acquisition means,
The piezoelectric oscillator is
A temperature detecting step for detecting temperature information in the vicinity of the piezoelectric vibrator;
A storage step of storing an approximate curve coefficient for expressing an approximate curve representing a temperature change of the oscillation frequency deviation (Δf / f) indicating the deviation (Δf) of the oscillation frequency of the piezoelectric vibrator with respect to a reference frequency (f) When,
A control step of outputting temperature information from the temperature detection means and the approximate curve coefficient from the storage means; and the satellite acquisition means,
Obtaining temperature information from the temperature detection means and an approximate curve coefficient from the storage means;
Calculating a frequency deviation Δf / f at the current temperature;
A satellite acquisition step for acquiring a satellite by offsetting a frequency range in which the piezoelectric oscillator searches for a positioning signal from the GPS satellite in accordance with the frequency deviation Δf / f. Method.
前記衛星捕捉制御方法で用いられる圧電発振器の近似曲線係数は、前記周波数偏差の曲
線を決定する温度係数A,B,C,Dと、前記周波数偏差曲線のオフセットを決定するオ
フセット係数Eとを含み、
周波数偏差をΔf/f、基準温度をT0、現在温度をT、温度係数をA,B,C,D、
オフセット係数をEとすると、
前記温度係数A,B,C,Dとオフセット係数Eは、
Δf/f=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E (1)
の式において、現在温度をTを種々変化させることによって算出されることを特徴とする
請求項11に記載の衛星捕捉制御方法。
The approximate curve coefficient of the piezoelectric oscillator used in the satellite acquisition control method includes temperature coefficients A, B, C, and D that determine the frequency deviation curve, and an offset coefficient E that determines the offset of the frequency deviation curve. ,
The frequency deviation is Δf / f, the reference temperature is T0, the current temperature is T, the temperature coefficients are A, B, C, D,
If the offset coefficient is E,
The temperature coefficients A, B, C, D and the offset coefficient E are:
Δf / f = A (T-T0) 4 + B (T-T0) 3 + C (T-T0) 2 + D (T-T0) + E (1)
The satellite acquisition control method according to claim 11, wherein the current temperature is calculated by changing T in various ways.
前記衛星捕捉制御方法で用いられる圧電発振器の周波数特性の経時変化により前記オフ
セット係数EがE’(=E±ΔE)に変化したとき、
前記衛星捕捉手段は、新たなオフセット係数E’に基づいて、
経時変化後の周波数偏差Δf/f'を、
Δf/f'=A(T-T0)4+B(T-T0)3+C(T-T0)2+D(T-T0)+E' (2)
の式で計算するステップと、
該周波数偏差Δf/f'に対応して前記GPS衛星からの測位信号を探索する周波数範囲
をオフセットさせて衛星の捕捉を行う衛星捕捉ステップとを備えたことを特徴とする請求
項12に記載の衛星捕捉制御方法。
When the offset coefficient E changes to E ′ (= E ± ΔE) due to the change over time in the frequency characteristics of the piezoelectric oscillator used in the satellite acquisition control method,
The satellite acquisition means is based on a new offset coefficient E ′
The frequency deviation Δf / f ′ after the change over time is
Δf / f ′ = A (T−T0) 4 + B (T−T0) 3 + C (T−T0) 2 + D (T−T0) + E ′ (2)
The step of calculating with the formula of
The satellite acquisition step of acquiring a satellite by offsetting a frequency range in which a positioning signal from the GPS satellite is searched corresponding to the frequency deviation Δf / f ′. Satellite acquisition control method.
さらに、前記衛星捕捉制御方法で用いられる圧電発振器は製造時における周波数偏差の
オフセット値を補正するオフセット調整ステップを備え、
前記オフセット調整ステップは、前記圧電振動子のオフセット値を補正し、
前記補正されたオフセット値で得られる前記圧電発振器の発振周波数に基づいて、前記
衛星捕捉ステップが衛星の捕捉を行うことを特徴とする請求項11乃至請求項13の何れ
かに記載の衛星捕捉制御方法。
Furthermore, the piezoelectric oscillator used in the satellite acquisition control method includes an offset adjustment step for correcting an offset value of a frequency deviation at the time of manufacture,
The offset adjustment step corrects an offset value of the piezoelectric vibrator,
The satellite acquisition control according to any one of claims 11 to 13, wherein the satellite acquisition step acquires a satellite based on an oscillation frequency of the piezoelectric oscillator obtained with the corrected offset value. Method.
前記衛星捕捉制御方法で用いられるオフセット調整手段は、前記圧電振動子を含む発振
回路の発振コンデンサの容量を可変するステップを備えたことを特徴とする請求項14に
記載の衛星捕捉制御方法。
15. The satellite acquisition control method according to claim 14, wherein the offset adjustment means used in the satellite acquisition control method includes a step of varying a capacitance of an oscillation capacitor of an oscillation circuit including the piezoelectric vibrator.
JP2009268519A 2009-11-26 2009-11-26 Piezoelectric oscillator, and reception device using piezoelectric oscillator Pending JP2010088123A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009268519A JP2010088123A (en) 2009-11-26 2009-11-26 Piezoelectric oscillator, and reception device using piezoelectric oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009268519A JP2010088123A (en) 2009-11-26 2009-11-26 Piezoelectric oscillator, and reception device using piezoelectric oscillator

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002130159A Division JP4449274B2 (en) 2002-05-01 2002-05-01 Piezoelectric oscillator and receiver using the piezoelectric oscillator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010088123A true JP2010088123A (en) 2010-04-15

Family

ID=42251540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009268519A Pending JP2010088123A (en) 2009-11-26 2009-11-26 Piezoelectric oscillator, and reception device using piezoelectric oscillator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010088123A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110086430A (en) * 2018-01-26 2019-08-02 精工爱普生株式会社 IC apparatus, oscillator, electronic equipment and moving body
CN114088153A (en) * 2020-08-24 2022-02-25 成都秦川物联网科技股份有限公司 Temperature compensation method for intelligent gas meter of Internet of things

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06242208A (en) * 1993-02-15 1994-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gps receiver
JPH07321644A (en) * 1994-05-20 1995-12-08 Japan Radio Co Ltd Method for updating temperature versus frequency characteristic data for oscillator
JPH08271606A (en) * 1995-03-30 1996-10-18 Sony Corp Positioning signal receiver
JP2000124736A (en) * 1998-10-13 2000-04-28 Seiko Epson Corp Temperature compensation method for oscillator and temperature compensation circuit therefor
JP2002076774A (en) * 2000-09-05 2002-03-15 Citizen Watch Co Ltd Method for regulating temperature compensated oscillator
JP2002090480A (en) * 2000-09-18 2002-03-27 Seiko Epson Corp Clock signal supply device and its control method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06242208A (en) * 1993-02-15 1994-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gps receiver
JPH07321644A (en) * 1994-05-20 1995-12-08 Japan Radio Co Ltd Method for updating temperature versus frequency characteristic data for oscillator
JPH08271606A (en) * 1995-03-30 1996-10-18 Sony Corp Positioning signal receiver
JP2000124736A (en) * 1998-10-13 2000-04-28 Seiko Epson Corp Temperature compensation method for oscillator and temperature compensation circuit therefor
JP2002076774A (en) * 2000-09-05 2002-03-15 Citizen Watch Co Ltd Method for regulating temperature compensated oscillator
JP2002090480A (en) * 2000-09-18 2002-03-27 Seiko Epson Corp Clock signal supply device and its control method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110086430A (en) * 2018-01-26 2019-08-02 精工爱普生株式会社 IC apparatus, oscillator, electronic equipment and moving body
CN110086430B (en) * 2018-01-26 2023-06-02 精工爱普生株式会社 Integrated circuit device, oscillator, electronic apparatus, and moving object
CN114088153A (en) * 2020-08-24 2022-02-25 成都秦川物联网科技股份有限公司 Temperature compensation method for intelligent gas meter of Internet of things

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4449274B2 (en) Piezoelectric oscillator and receiver using the piezoelectric oscillator
US8314662B2 (en) Temperature compensation method for piezoelectric oscillator, and piezoelectric oscillator
US7800457B2 (en) Self-calibrating temperature-compensated oscillator
US8321169B2 (en) Method and system for compensating temperature readings from a temperature sensing crystal integrated circuit
US7808151B2 (en) Piezoelectric element detection method, oscillation device, and vibrating gyroscope
US8896388B2 (en) Temperature-compensated crystal oscillator
JP4524326B2 (en) Crystal oscillator
CN103684256A (en) High-accuracy digital temperature-compensated crystal oscillator circuit structure with built-in crystal oscillator
CN103684255A (en) Judgment and control method for compensation and calibration of temperature-compensated crystal oscillator with built-in crystals
US7796083B2 (en) Method and apparatus for calibrating a global positioning system oscillator
JP5616957B2 (en) Radio clock
US9013244B2 (en) Oscillating device, oscillating element and electronic apparatus
JP2016187153A (en) Oscillator, electronic apparatus, and mobile body
JP2018137651A (en) Circuit arrangement, oscillator, electronic apparatus, movable body, and method for manufacturing circuit arrangement
JP2010088123A (en) Piezoelectric oscillator, and reception device using piezoelectric oscillator
JP2010088124A (en) Satellite acquisition control method of reception device using piezoelectric oscillator
US20230034239A1 (en) Circuit device, oscillator, and processing system
JP5291564B2 (en) Oscillator
US20100079214A1 (en) Temperature compensation method and apparatus for an output frequency signal based on successive approximation
JP2013243481A (en) Temperature compensation information generation method, manufacturing method of electronic component, oscillation element, oscillator and electronic apparatus
JP5253318B2 (en) Oscillator
CN202918242U (en) High precision digital temperature compensation oscillator circuit structure with built-in crystal oscillator
JP2013017074A (en) Temperature compensation oscillator and electronic apparatus
JP5213845B2 (en) Temperature compensated crystal oscillator
JP2011142444A (en) Method for manufacturing piezoelectric oscillator, and piezoelectric oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120207

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120515

A521 Written amendment

Effective date: 20120711

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120820