JP2010183366A - 温度補償型発振回路 - Google Patents

Abstract

【課題】温度補償型発振回路を提供する。
【解決手段】圧電振動子１４と、電圧制御型の第１可変回路１６、及び前記圧電振動子１４の発振周波数の温度特性を相殺する温度特性を有する電圧制御型の第２可変容量回路２４、が接続された発振回路１２と、前記第１可変容量回路１６に前記第１可変容量回路１６の容量を制御する電圧を出力して前記発振周波数を所定の値に調整するＡＦＣ回路４８と、前記第２可変容量回路２４に１次の温度特性を有する温度補償電圧を出力する温度補償回路４０と、を有し、前記発振回路１２には、電圧制御型の第３可変容量回路３２が接続され、前記第３可変容量回路３２には、温度センサー３８からの出力と前記ＡＦＣ回路４８の出力とを掛け合わせることにより前記第３可変容量回路３２に１次の温度特性を有する電圧を出力する温度特性補正回路５４が接続されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動子の発振周波数を所定の値に調整しつつ発振周波数の温度補償を行う温度補償型発振器に関する。

近年、水晶振動子等の圧電振動子に対して、発振回路、温度補償回路等を付加した圧電発振器では周波数安定度は勿論のこと、小型化、低価格化等が厳しく要求されている。圧電発振器の出力周波数は種々の要因で変化するが、比較的周波数の安定度の高い水晶発振器においても、周囲温度、電源電圧及び出力負荷等の条件変化による周波数変動があり、これらに対応する手段は種々のものが提案されている。例えば温度変化に関しては水晶発振器に温度補償回路を付加し、この温度補償水晶発振器（以下、ＴＣＸＯと記す）の発振ループに負荷容量を変化させて、水晶振動子固有の温度―周波数特性変動を相殺するように前記負荷容量を温度変化に対して制御するものがあり、大きく分けて直接温度補償方式、間接温度補償方式及びデジタル型補償方式の３つの補償方法がある。

特に間接温度補償方式としてＭＯＳバラクタを用いて温度補償を構成しているものがあり、このＭＯＳ型バラクタにはいくつかの構造が存在する（特許文献１参照）。図８は従来のＭＯＳ型バラクタを用いた温度補償回路の一例を示す図である。これは、低温補償用ＭＯＳ型バラクタＭＬ２４３と固定容量素子２４２との直列回路と、高温補償用ＭＯＳ型バラクタＭＨ２４６とを接続した並列回路を用い、ＭＯＳ型バラクタの両端には一方に基準電圧Ｖｒｅｆ、他方に制御電圧ＶＬ、ＶＨが抵抗２４４、２４１、２４５を介して印加されている。このような構成とすることで、水晶振動子の３次の温度特性を補償するために、温度に対する３次の容量変化を得ている。またこのようなＭＯＳ型バラクタを用いた構成の間接温度補償方式においては、補償電圧ＶＬ、ＶＨがリニアに変化させることが可能な点が大きな特徴となっている。

一方で図９に示すように、コルピッツ発振回路Ｏｓ１と、上記のようなＭＯＳ型バラクタを用いた温度補償回路Ｃｏ１と、ユーザ側の操作で所定の発振周波数で発振させるための外部制御回路Ｖｃを組み合わせた構成が開示されている（特許文献２参照）。このような構成においては、例えば、基準温度において外部制御回路のＶａｆｃの値を温度補償回路中の基準電圧（Ｖｒｅｆ）の値とすることで、基準周波数で発振できるように回路全体の負荷容量が調整されている。

特開２００５−１６７５１０号公報 特開２００４−３４３７３３号公報

しかし、上記構成においてＶａｆｃの値をＶｒｅｆの値より下げると外部制御回路中のＭＯＳバラクタＭＡの容量が低下するため、発振周波数が高くなるとともに回路全体の負荷容量が低下して温度補償回路の温度補償が効きすぎた状態となる。一方、Ｖａｆｃの値をＶｒｅｆの値よりも上げるとＭＯＳバラクタＭＡの容量が増加するため、発振周波数が低くなるとともに、回路全体の負荷容量が増加するため、温度補償回路の温度補償が不足する状態となる。
そこで本発明は上記問題点に着目し、周波数を所定の値に調整しつつ温度補償を有効に行う温度補償型発振回路を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動子と、電圧制御型の第１可変回路、及び前記圧電振動子の発振周波数の温度特性を相殺する温度特性を有する電圧制御型の第２可変容量回路、が接続された発振回路と、前記第１可変容量回路に前記第１可変容量回路の容量を制御する電圧を出力して前記発振周波数を所定の値に調整するＡＦＣ回路と、前記第２可変容量回路に１次の温度特性を有する温度補償電圧を出力する温度補償回路と、を有する温度補償型発振回路であって、前記発振回路には、電圧制御型の第３可変容量回路が接続され、前記第３可変容量回路には、温度センサーからの出力と前記ＡＦＣ回路の出力とを掛け合わせることにより前記第３可変容量回路に１次の温度特性を有する電圧を出力する温度特性補正回路が接続されたことを特徴とする温度補償型発振回路。

ＡＦＣ回路の出力を変えて第１可変容量回路の容量が変化すると、回路全体の負荷容量が変化するため温度補償回路に接続された第２可変容量回路の発振回路に対する温度補償の感度が変化する。このとき温度補償電圧は温度に対して１次関数的に変化するものであるので、結果的に温度補償のズレは１次関数的なものとなる。よって上記構成とすることにより、この１次関数的なズレをＡＦＣ回路の出力に応じて変化する第３可変容量回路に印加される電圧により補正することができるので、発振周波数を任意に制御した場合においても温度補償を有効に行うことができる。

［適用例２］前記第１容量可変回路は、第１ＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２ＭＯＳ容量素子とを前記第２ＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１ＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であって、前記第１ＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２ＭＯＳ容量端子のアノード端子との接続点に電圧値が一定の基準電圧が供給されたものであり、前記温度補償電圧は、前記温度補償回路から出力され、温度に対して負の１次係数を有する低温温度補償電圧、及び温度に対して正の１次係数を有する高温温度補償電圧であり、前記低温温度補償電圧は、前記第１ＭＯＳ容量素子のアノード端子に印加され、前記高温温度補償電圧は前記第２ＭＯＳ容量素子のゲート端子に印加されることを特徴とする適用例１に記載の温度補償型発振回路。

上記構成により、回路全体の負荷容量は基準温度を中心として温度に対して３次関数的な温度特性を有する。そして、センター値において発振回路を基準周波数で発振させるＡＦＣ回路の出力を変えて第１可変容量回路の容量が変化させると、回路全体の負荷容量が変化するため温度補償回路に接続された第２可変容量回路の発振回路に対する温度補償の度合いが変化する。このとき高温温度補償電圧、及び低温温度補償電圧は温度に対して１次関数的に変化するものであるので、結果的に温度補償のズレは１次関数的なものとなり、そのズレはＡＦＣ回路の出力がセンター値から離れるほど顕著となる。よって上記構成とすることにより、この１次関数的なズレをＡＦＣ回路の出力に応じて適切に補正することができるので、発振周波数を任意に制御した場合においても温度補償を有効に行うことができる。

［適用例３］前記ＡＦＣ回路は、入力電圧を反転増幅する第１増幅回路と、前記第１増幅回路の後段に接続され、前記第１増幅回路の出力を反転増幅して前記第２可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第２増幅回路を有し、前記温度特性補正回路は、温度センサーからの出力を反転増幅する第３増幅回路と、前記第３増幅回路の後段に接続され、前記第３増幅回路の出力を反転増幅して前記第３可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第４増幅回路と、前記第３増幅回路の反転増幅側と並列に接続され、前記第１増幅回路の出力をゲートとして前記第３増幅回路の増幅比を調整する調整回路と、を有することを特徴とする適用例１または２に記載の温度補償型発振回路。

第２可変容量回路は、その容量の温度特性により圧電振動子の発振周波数の温度特性を相殺する役割を果たす。しかし、圧電振動子の発振周波数の温度特性の正の１次係数が大きく、入力電圧がセンター値であっても圧電振動子の１次係数に対して第２可変容量回路の温度補償が不足する場合がある。

そこで本適用例は、温度特性補正回路の出力の温度特性を負の１次係数（負の傾き）とし、第３可変容量回路の容量の温度特性に正の傾き（正の１次係数）を与えている。これにより、入力電圧がセンター値において、第２可変容量回路の温度補償が不足する状態を第３可変容量回路が補う態様で、圧電振動子の温度特性を相殺することができる。

本適用例において、入力電圧を変化させる、すなわちＡＦＣ回路の出力を変化させると第２可変容量回路の温度補償に対する感度が変化する。このとき、圧電振動子の発振周波数の温度特性の１次係数の成分に対して第２可変容量回路の温度補償が効き過ぎる、または温度補償が不足する状態が発生することになる。

しかし、温度特性補正回路の出力の負の１次係数（傾き）の大きさ（ゲイン）をＡＦＣ回路の出力に応じて可変可能となるので、温度特性補正回路の出力が印加される第３可変容量回路による温度補償の補正を、ＡＦＣ回路の出力が印加される第１可変容量素子の容量変化に対応して行うことができ、発振周波数を変化させた場合でも温度補償を効果的に行うことができる。

［適用例４］前記ＡＦＣ回路は、入力電圧を反転増幅する第１増幅回路と、前記第１増幅回路の後段に接続され、前記第１増幅回路の出力を反転増幅して前記第２可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第２増幅回路を有し、前記温度特性補正回路は、温度センサーからの出力を反転増幅して前記第３可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第３増幅回路と、前記第３増幅回路の反転増幅側と並列に接続され前記第２増幅回路の出力をゲートとして前記第３増幅回路の増幅比を調整する第２調整回路を有することを特徴とする適用例１または２に記載の温度補償型発振回路。

第２可変容量回路は、その容量の温度特性により圧電振動子の温度特性を相殺する役割を果たす。しかし、圧電振動子の発振周波数の温度特性の正の１次係数が小さく、入力電圧がセンター値であっても圧電振動子の１次係数に対して第２可変容量回路の温度補償が効き過ぎる場合がある。さらに、圧電振動子の発振周波数の温度特性の１次係数が負である場合、第２可変容量回路は圧電振動子の１次係数の成分を増大させる方向に作用させることになる。

そこで本適用例は、温度特性補正回路の出力の温度特性を正の１次係数（正の傾き）とし、第３可変容量回路の容量の温度特性に負の傾き（負の１次係数）を与えている。これにより、圧電振動子の１次係数が正の場合は、入力電圧がセンター値であるときの第２可変容量回路の温度補償の効き過ぎを是正する態様で、圧電振動子の温度特性を相殺することができる。一方、逆に圧電振動子の１次係数が負の場合は、圧電振動子の温度特性の１次係数の成分と第２可変容量回路の温度特性の１次係数の成分を相殺することができる。

そして本適用例において、上述同様にＡＦＣ回路の出力を変化させると第２可変容量回路の温度補償に対する感度が変化するため、第２可変容量回路が圧電振動子の１次係数の成分に対して温度補償が効き過ぎる、または温度補償が不足する状態が発生することになる。

しかし、温度特性補正回路の出力の正の１次係数（傾き）の大きさ（ゲイン）をＡＦＣ回路の出力に応じて可変可能となるので、温度特性補正回路の出力が印加される第３可変容量回路による温度補償の補正を、ＡＦＣ回路の出力が印加される第１可変容量素子の容量変化に対応して行うことができ、発振周波数を変化させた場合でも温度補償を効果的に行うことができる。

［適用例５］前記温度補償型発振回路は、最上位ビットを前記圧電振動子の発振周波数の温度特性の１次係数の正負、下位ビットを前記１次係数の大きさに対応させたバイナリデータを格納した記憶回路を有するとともに、前記ＡＦＣ回路は、入力電圧を反転増幅する第１増幅回路と、前記第１増幅回路の後段に接続され、前記第１増幅回路の出力を反転増幅して前記第１可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第２増幅回路と、前記第１増幅回路の出力側、及び前記第２増幅回路の出力側にそれぞれ接続された複数の第１入力端子と、前記温度特性補正回路側に接続された第１出力端子と、を有し、入力される前記最上位ビットによって前記複数の第１入力端子のうちの１つを選択して前記第１出力端子に接続する第１マルチプレクサと、を有し、前記温度特性補正回路は、温度センサーから入力される電圧を反転増幅する第３増幅回路と、前記第３増幅回路の後段に接続され、前記第３増幅回路の出力を反転増幅する第４増幅回路と、前記第４増幅回路の後段に接続され、前記第４増幅回路の出力を反転増幅して前記第３可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第５増幅回路と、前記第３増幅回路の反転増幅側に並列に接続され、前記下位ビットをデコードした出力をゲートとして前記第３増幅回路の増幅率を調整する第３調整回路と、前記第４増幅回路の反転増幅側に並列に接続され、前記第１マルチプレクサの出力をゲートとして前記第４増幅回路の増幅率を調整する第４調整回路と、前記第４増幅回路の出力側、及び前記第５増幅回路の出力側にそれぞれ接続された複数の第２入力端子と、前記第３可変容量回路に接続された第２出力端子と、を有し、入力される最上位ビットによって前記複数の第２入力端子のうちの１つを選択して前記第２出力端子に接続する第２マルチプレクサと、を有するとともに、前記第１マルチプレクサが前記第１増幅回路の出力側に接続した第１入力端子と第１出力端子とを接続したとき、前記第２マルチプレクサが前記第４増幅回路の出力側と接続した第２入力端子と第２出力端子とを接続し、前記第１マルチプレクサが第２増幅回路の出力側に接続した第１入力端子と第１出力端子とを接続したとき、前記第２マルチプレクサが前記第５増幅回路の出力側に接続した第２入力端子と第２出力端子とを接続することを特徴とする適用例１または２に記載の温度補償型発振回路。

上記構成により、入力電圧がセンター値において第２可変容量回路の圧電振動子の発振周波数の温度特性の１次係数に対する温度補償が不足する場合、または温度補償が過剰となる場合の回路構成を、記憶回路に格納されたバイナリデータの最上位ビットによって選択可能となるととともに、入力電圧がセンター値と同じ場合において、圧電振動子の温度特性の１次係数の成分を相殺するようにバイナリデータの下位ビットによって温度特性補正回路の出力のゲインを調整することができる。したがって、圧電振動子の温度特性に対応して記憶回路に格納されたバイナリデータの値を変更することによって回路構成を変更しつつゲインを調整できるので、一つの回路で様々な特性を有する圧電振動子に対応させ、作業効率、及びコストを削減することができる。

第１実施形態に係る温度補償型発振回路の模式図である。 ＭＯＳ容量素子のＣ−Ｖ特性と、負荷容量との関係を示す図である。 第１実施形態に係る温度補償型発振回路の温度補償の状態を示す図である。 第２実施形態に係る温度補償型発振回路の模式図である。 第２実施形態に係る温度補償型発振回路の温度補償の状態を示す図である。 第３実施形態に係る温度補償型発振回路の模式図である。 第３実施形態に係る温度補償型発振回路の部分詳細図である。 従来技術に係るＭＯＳ容量素子を用いた温度補償回路の回路図である。 従来技術に係る周波数制御が可能な温度補償型発振回路の回路図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

第１実施形態に係る温度補償型発振回路１０を図１に示す。温度補償型発振回路１０は、発振回路１２（圧電振動子１４、第１可変容量回路１６、第２可変容量回路２２、第３可変容量回路３２）、温度補償回路４０（高温温度補償回路４２、低温温度補償回路４４）、基準電圧発生回路４６、ＡＦＣ回路４８、温度特性補正回路５４を有する。

発振回路１２は、圧電振動子１４を発振源とする例えばコルビッツ型の発振回路であり、さらに第１可変容量回路１６、第２可変容量回路２４、第３可変容量回路３２が接続されている。

圧電振動子１４は、水晶を用いたＡＴカット振動子（厚みすべり振動子）を用いている。圧電振動子１４の発振周波数の温度依存性は全体的に３次関数的な形状を有しているが１次関数的な成分も有している。１次関数的な成分にフィッティングされる１次係数は水晶振動子のカット角により正負、及びその絶対値が変動するが第１実施形態においては、正の値を有するものとする。従って発振回路１２全体の負荷容量は、圧電振動子１４の温度特性を打ち消すために正の１次係数の成分を有する必要がある。

第１可変容量回路１６は、ＭＯＳ容量素子１８（バラクタダイオード）のアノード端子１８ｂと固定容量素子２０の一端２０ａとを直列に接続したものであり、ＭＯＳ容量素子１８のゲート端子１８ａは基準電圧発生回路４８に接続され、固定容量素子２０の一端２０ａの反対側の他端２０ｂが圧電振動子１４の一端１４ａに接続されている。またＭＯＳ容量素子１８と固定容量素子２０との間は分岐され、分岐先は、一端が接地された固定容量素子２２に接続されている。

第２可変容量回路２４は、第１ＭＯＳ容量素子２６のアノード端子２６ｂに固定容量素子２８の一端２８ａを接続した直列回路と第２ＭＯＳ容量素子３０とを前記第２ＭＯＳ容量素子３０のアノード端子３０ｂが前記第１ＭＯＳ容量素子２６のゲート端子２６ａと接続するように並列接続した並列回路であって、第１ＭＯＳ容量素子２６のゲート端子２６ａと第２ＭＯＳ容量素子３０のアノード端子３０ｂとの接続点は基準電圧発生回路４６の出力（Ｖ_ＲＥＦ）に接続され、固定容量素子２８の一端２８ａと反対側の他端２８ｂと第２ＭＯＳ容量素子３０のゲート端子３０ａとの接続点は圧電振動子１４の一端１４ａの反対側の他端１４ｂ、及び高温温度補償回路４２の出力（Ｖ_Ｈ）に接続されている。また第１ＭＯＳ容量素子２６と固定容量素子２８との間は低温温度補償回路４４の出力（Ｖ_Ｌ）に接続されている。

図２はＭＯＳ容量素子（バラクタダイオード）のＣ−Ｖ特性を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）の特性を有するＭＯＳ容量素子を使用したときの負荷容量と温度との関係（補償容量カーブ）を示す図である。ＭＯＳ容量素子のＣ−Ｖ特性は、立ち上がり領域、線形領域、飽和領域に分類され、第１可変容量回路１６、及び第３可変容量回路３２においては主に線形領域を用いている。一方、第２可変容量回路２４においては、第１ＭＯＳ容量素子２６の飽和領域、第２ＭＯＳ容量素子３０の立ち上がり領域を用いている。図２（ｂ）において、低温領域の曲線は第１ＭＯＳ容量素子２６の飽和領域により生成され、高温領域の曲線は第２ＭＯＳ容量素子２８の立ち上がり領域により生成される。その結果、第２可変容量回路２４において、圧電振動子１４の発振周波数を温度補償するための３次関数的な容量カーブの特性を得ることができる。

第２可変容量回路２４は、その容量の温度特性により圧電振動子１４の発振周波数の温度特性を相殺する役割を果たす。図２（ｂ）に示すように、第２可変容量回路２４の容量の温度特性は全体的に３次関数的な曲線、すなわち３次係数を有しているが、基準温度を中心として右肩上がりの１次関数の成分、すなわち正の１次係数を有しているため、これを用いて圧電振動子１４の３次係数のみならず１次係数に対しても温度補償を行うことができる。

しかし、可変容量回路２４の温度特性の３次関数の成分と１次関数の成分とを独立に調整することは困難であるため、可変容量回路２４は圧電振動子１４の温度特性の３次関数の成分を補償すると圧電振動子の１次関数の成分を補償しきれない場合が発生する。

第２可変容量回路２４は、その容量の温度特性により圧電振動子１４の発振周波数の温度特性を相殺する役割を果たす。しかし、圧電振動子１４の発振周波数の温度特性の正の１次係数が大きく、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値であっても圧電振動子１４の１次係数に対して第２可変容量回路２４の温度補償が不足する場合がある。

そこで第１実施形態に係る温度補償型発振回路１０は、後述の温度特性補正回路５４の出力（Ｖ_１）の温度特性を負の１次係数（負の傾き）とし、後述の第３可変容量回路３２の容量の温度特性に正の傾き（正の１次係数）を与えている。これにより、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値において、第２可変容量回路２４の温度補償が不足する状態を第３可変容量回路３２が補う態様で、圧電振動子１４の温度特性を相殺することができる。

第３可変容量回路３２は、ＭＯＳ容量素子３４のアノード端子３４ｂと固定容量素子３６の一端３６ａとを直列に接続したものであり、ＭＯＳ容量素子３４のゲート端子３４ａは基準電圧発生回路４６の出力（Ｖ_ＲＥＦ）に接続され、固定容量素子３６の一端３６ａの反対側の他端３６ｂは圧電振動子１４の他端１４ｂに接続されている。これにより、圧電振動子１４を含む閉回路を考えると、第１可変容量回路１６と第３可変容量回路３２は並列となり、第２可変容量回路２４は、第１可変容量回路１６及び第３可変容量回路３２に対して直列となる。

温度センサー３８は、例えば、ダイオードに順方向電流を流し、温度によって変化する電圧降下の量を、温度補償回路４０（高温温度補償回路４２、低温温度補償回路４４）、及び温度特性補正回路５４に出力するもので、電圧降下の値は温度上昇とともに１次関数的に減少する。

高温温度補償回路４２は、例えば、温度センサー３８からの出力を増幅して、正の１次の温度特性を有する正の１次電圧（Ｖ_Ｈ）を出力する回路である。よって温度が低いほど低い値となり、温度が高いほど高い値となり、その変化は直線的なものとなる。

低温温度補償回路４４は、例えば、温度センサー３８からの出力を増幅して、負の１次の温度特性を有する負の１次電圧（Ｖ_Ｌ）を出力する回路である。よって温度が低いほど高い値となり、温度が高いほど低い値となり、その変化は直線的なものとなる。

基準電圧発生回路４６は、常時一定の電圧（Ｖ_ＲＥＦ）を出力する回路であって、基準温度下でＡＦＣ回路４８に入力される電圧がセンター値（基準電圧と同じ値でも良い。）となっている場合において、発振回路１２の発振周波数が基準周波数で発振するように調整されているものとする。

ＡＦＣ回路４８は、発振回路１２の発振周波数を所定の値に調整する電圧制御型の第１可変容量回路１６に接続され、第１可変容量回路１６の容量を制御する電圧（Ｖ_ＡＦＣ）を出力するものである。ＡＦＣ回路４８は入力電圧（Ｖ_Ｃ）を反転増幅する第１増幅回路５０、第１増幅回路５０の後段に接続され第１増幅回路５０の出力を反転増幅して第１可変容量回路１６の容量を制御する電圧（Ｖ_ＡＦＣ）を出力する第２増幅回路５２を有する。第１増幅回路５０の出力側（Ｖ_ＡＦＣ２）は、後述の温度特性補正回路の調整回路に接続されている。第１増幅回路５０及び第２増幅回路５２は参照電圧（Ｒｅｆ．）が印加され、参照電圧を中心として入力された電圧信号を反転増幅している。なお、入力電圧（Ｖ_Ｃ）の感度調整のため第１増幅回路５０の反転増幅側に可変抵抗ＶＲ５０ａが介装されている。そして、基準温度において、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値（例えばＶ_ＤＤ／２）となったとき、ＡＦＣ回路４８からの出力（Ｖ_ＡＦＣ）によって、発振回路が基準周波数で発振できるように、第１増幅回路５０、第２増幅回路５２を構成する抵抗、参照電圧等の調整がなされているものとする。このようにＡＦＣ回路４８は入力電圧（Ｖ_Ｃ）を反転増幅する増幅回路により２段階で増幅されるため、入力電圧（Ｖ_Ｃ）と第２増幅回路の出力、すなわち第１可変容量回路の容量を制御する電圧（Ｖ_ＡＦＣ）とは比例関係にある。

温度特性補正回路５４は、第３可変容量回路３２に接続され、ＡＦＣ回路の出力（Ｖ_ＡＦＣ）が接続された第１可変容量回路１６の容量変化に対応して第３可変容量回路３２の容量を制御する電圧（Ｖ_１）を出力する回路である。温度特性補正回路５４は、温度センサー３８からの出力を反転増幅する第３増幅回路５６、第３増幅回路５６の後段に接続され第３増幅回路５６の出力を反転増幅して第３可変容量回路３２の容量を制御する電圧（Ｖ_ＡＦＣ）を出力する第４増幅回路５８と、第３増幅回路５６の反転増幅側に並列に接続され、ＡＦＣ回路４８からの出力（Ｖ_ＡＦＣ２）をゲートとして第３増幅回路５６の増幅比を調整する調整回路６０と、を有する。第３増幅回路５６及び第４増幅回路５８には参照電圧（Ｒｅｆ．）が接続され、入力された電圧を参照電圧を中心として反転増幅することができる。上述のように温度センサー３８からの出力は温度に対して負の傾き（負の１次係数）を有し、温度特性補正回路５４において温度センサー３８からの出力は第３増幅回路５６及び第４増幅回路５８により２度反転増幅されるので、その出力（Ｖ_１）は温度変化に対して負の傾き（負の１次係数）を有する。

調整回路６０はＮ型のＭＯＳトランジスタ６２によって構成され、ゲート端子６２ａがＡＦＣ回路４８の第１増幅回路５０の出力側（Ｖ_ＡＦＣ２）と接続され、ドレイン端子６２ｂが第３増幅回路５６を構成する抵抗Ｒ１とＲ２の間、ソース端子６２ｃは抵抗Ｒ２の後段に接続される。よってゲート端子６２ａの電圧（Ｖ_ＡＦＣ２）が低くなると調整回路６０のドレイン端子６２ｂ、ソース端子６２ｃとの電位差が増加するため、第３増幅回路５６の反転増幅側に調整回路６０を並列に接続した第３増幅回路５６の増幅率が高くなり、逆にゲート端子６２ａの電圧が高くなると、調整回路６０の電位差が減少するため、第３増幅回路５６の増幅率が減少する。またＡＦＣ回路４８の第１増幅回路５０から出力される電圧（Ｖ_ＡＦＣ２）は入力電圧（Ｖ_Ｃ）を反転増幅したものであるため、入力電圧（Ｖ_Ｃ）が低いほど高くなり、入力電圧（Ｖ_Ｃ）が高くなるほど低くなる。

したがって、温度特性補正回路５４の出力（Ｖ_１）は温度特性において負の１次係数を有し、その傾き（ゲイン）は、入力電圧（Ｖ_Ｃ）が大きくなるほど増加するため、第３可変容量回路３２の容量の変化量（補正量）は増加し、逆に入力電圧（Ｖ_Ｃ）が小さくなるほど出力（Ｖ_１）の傾き（ゲイン）が減少するので、第３可変容量回路３２の容量の変化量（補正量）は減少する。なお、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値であるときにおいても、温度特性補正回路５４は負の１次係数を有しているが、このとき発振回路１２の温度特性の１次係数の成分が０となる、すなわち基準温度領域において温度特性がフラットとなるように、第３増幅回路５６、及び第４増幅回路５８の抵抗の抵抗値、及び参照電圧（Ｒｅｆ．）の値が調整されているものとする。

上記構成による第１実施形態に係る温度補償型発振回路１０の動作を述べる。図３に温度補償の様子を示す。上述のように、基準温度（２５℃）において、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値（例えばＶ_ＤＤ／２）である場合は、発振回路１２は基準周波数で発振するとともに、高温温度補償回路４２の出力Ｖ_Ｈ、及び低温温度補償回路４４の出力Ｖ_Ｌが温度に対して１次関数的に変化することによって基準温度を挟む所定の温度領域、さらには低温領域と高温領域の温度補償が行われた温度特性を有するものとする。

そして入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より増加させると、ＡＦＣ回路４８の出力（Ｖ_ＡＦＣ）が増加し、第１可変容量回路１６の容量が低下するため、負荷容量が減少して発振回路１２の発振周波数は高くなる。このとき第１可変容量回路１６に直列に接続された第２可変容量回路２４の感度が減少する。よって負荷容量の圧電振動子１４に対する温度補償が補償不足の状態となり（図３（ａ）参照）、発振回路１２の温度特性において基準温度を中心として右肩上がりの傾きをもつ曲線Ａが現れることになる。しかし、入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より増加させると温度変化に対して負の傾き（負の１次係数）を有する温度特性補正回路５４の出力（Ｖ_１）の傾き（ゲイン）が増加することにより、基準温度を中心に矢印Ａ´の方向に回転させるように温度特性の補正が行われる。これらの傾向は入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値から離れるほど顕著となる。よって、第２可変容量回路２４の負荷容量に対する感度減少分を、第１可変容量回路１６と並列に接続された第３可変容量回路３２の容量の変化量（補正量）の増加分で補うことになり、曲線Ａを基準温度を中心に矢印Ａ´の方向に回転させて、曲線Ｃに示すような良好な温度特性を得ることができる。

逆に、入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より減少させると、ＡＦＣ回路４８の出力（Ｖ_ＡＦＣ）が減少し、第１可変容量回路１６の容量が増加するため、負荷容量が増加して発振回路の発振周波数は低くなる。このとき第１可変容量回路１６に直列に接続された第２可変容量回路２４は負荷容量に対する感度が増加する。このとき温度補償は過補償の状態となり、図３（ｂ）に示すように発振回路１２の温度特性において基準温度を中心として右肩下がりの傾きをもつ曲線Ｂが現れることになる。しかし、入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より減少させると温度変化に対して負の傾きを有する温度特性補正回路５４の出力（Ｖ_１）の傾き（ゲイン）が減少することによって、基準温度を中心に矢印Ｂ´の方向に回転させるように温度特性の補正が行われる。これらの傾向は入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値から離れるほど顕著となる。よって、第２可変容量回路２４の感度増加分を、第１可変容量回路１６と並列に接続された第３可変容量回路３２の容量の変化量（補正量）の減少した分で差し引くこととなり、曲線Ｂを基準温度を中心に矢印Ｂ´の方向に回転させて、曲線Ｃに示すような良好な温度特性を得ることができる。したがって、温度補償型発振回路１０は、発振回路１２の発振周波数をＡＦＣ回路４８において所定の値に調整しつつ、基準温度を中心にして良好な温度特性を得ることができる。

よって、第１実施形態においては、入力電圧（Ｖ_Ｃ）を変化させる、すなわちＡＦＣ回路４８の出力を変化させると第２可変容量回路２４の温度補償に対する感度が変化するため、第２可変容量回路２４の圧電振動子１４の発振周波数の温度特性の１次係数の成分に対して温度補償が効き過ぎる、または温度補償が不足する状態が発生することになる。

しかし、温度特性補正回路５４の出力の負の１次係数（傾き）の大きさ（ゲイン）をＡＦＣ回路４８の出力に応じて可変可能となるので、第３可変容量回路３２による温度補償の補正をＡＦＣ回路４８の出力が印加される第１可変容量素子１６の容量変化に対応して行うことができ、発振周波数を変化させた場合でも温度補償を効果的に行うことができる。

第２実施形態に係る温度補償型発振回路７０を図４に示す。上述同様に第２可変容量回路２４は、その容量の温度特性により圧電振動子７２の温度特性を相殺する役割を果たす。しかし、圧電振動子７２の発振周波数の温度特性の正の１次係数が小さく、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値であっても圧電振動子７２の１次係数に対して第２可変容量回路２４の温度補償が効き過ぎる場合がある。さらに、圧電振動子７４の発振周波数の温度特性の１次係数が負である場合、第２可変容量回路２４は圧電振動子７２の１次係数の成分を増大させる方向に作用させることになる。

そこで第２実施形態に係る温度補償型発振回路７０は、後述の温度特性補正回路７４の出力（Ｖ_１）の温度特性を正の１次係数（正の傾き）とし、第３可変容量回路３２の容量の温度特性に負の傾き（負の１次係数）を与えている。これにより、圧電振動子７２の１次係数が正の場合は、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値であるときの第２可変容量回路２４の温度補償の効き過ぎを是正する態様で、圧電振動子７２の温度特性を相殺することができる。一方、逆に圧電振動子の１次係数が負の場合は、圧電振動子７２の温度特性の１次係数の成分と第２可変容量回路２４の温度特性の１次係数の成分を相殺することができる。

温度特性補正回路７４は、温度センサー３８からの出力を反転増幅して第３可変容量回路３２の容量を制御する電圧（Ｖ_１）を出力する第３増幅回路７６と、第３増幅回路７６の反転増幅側と並列に接続され、ＡＦＣ回路４８の出力（Ｖ_ＡＦＣ２）をゲートとして第３増幅回路７６の増幅率を調整する第２調整回路７８と、を有する。上述のように、温度センサー３８からの出力は温度変化に対して負の傾き（負の１次係数）を有するため、温度特性補正回路７４から出力される電圧（Ｖ_１）は、温度変化に対して正の傾き（正の１次係数）を持つことになる。したがってＶ_１が印加される第３可変容量回路３２の容量の温度特性は負の傾き（負の１次係数）を有することになる。

第２調整回路７８は、調整回路６０と同様にＮ型のＭＯＳトランジスタ８０によって構成されるが、調整回路６０とは異なり、第２調整回路７８のゲート端子８０ａはＡＦＣ回路４８を構成する第２増幅回路５２の出力側に接続されている。すなわちＡＦＣ回路４８の温度特性補正回路への出力（Ｖ_ＡＦＣと）と第１可変容量回路１６への出力（Ｖ_ＡＦＣ２）と同じとなる。よって入力電圧（Ｖ_Ｃ）が増加すると、第２調整回路７８のドレイン端子８０ｂとソース端子８０ｃとの間の電位差が減少するため、温度特性補正回路７４を構成する第３増幅回路７６の増幅率は減少し、入力電圧（Ｖ_Ｃ）が減少すると、第２調整回路７８に掛かる電位差が増加するため、第３増幅回路７６の増幅率は増加する。

第２実施形態における温度補償の様子を図５に示す。入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より増加させると第２可変容量回路２４は第１実施形態で述べたように補償不足となる（図５（ａ）参照）。そして圧電振動子７２の１次係数が正の場合は第２可変容量回路２４の圧電振動子７２の１次係数に対する温度補償が不足し、逆に圧電振動子７２の１次係数が負の場合は、第２可変容量回路２４が第３可変容量回路３２に対して温度補償が不足する形となる。よって、いずれの場合においても発振回路１２の温度特性において基準温度を中心に正の１次係数の成分を有する右肩上がりの曲線Ａが現れることになる。一方、正の１次係数を有する出力（Ｖ_１）は、その温度特性の傾き（ゲイン）が減少する（基準温度を中心に矢印Ａ´の方向に回転させた）ため、温度変化に対して負の傾きを有する第３可変容量回路３２の容量の変化量（補正量）は減少する。よって第２可変容量回路２４の補償不足の状態を、第３可変容量回路３２によって補正することができ、曲線Ａを基準温度を中心に矢印Ａ´の方向に回転させて、曲線Ｃに示すような良好な温度特性を得ることができる。

一方、入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より減少させると、第２可変容量回路２４は第１実施形態で述べたように過補償（図５（ｂ）参照）となる。そして圧電振動子７２の１次係数が正の場合は、第２可変容量回路２４の圧電振動子７２の１次係数に対して過補償となり、逆に圧電振動子７２の１次係数が負の場合は、第２可変容量回路２４が第３可変容量回路３２に対して過補償な形となる。よって、いずれの場合においても発振回路１２の温度特性において基準温度を中心に負の１次係数の成分を有する右肩下がりの曲線Ｂが表れることになる。一方、正の１次係数を有する出力Ｖ_１は、その温度特性の傾き（ゲイン）が増加するため、温度変化に対して負の傾きを有する第３可変容量回路３２の容量の変化量（補正量）は増加する。よって第２可変容量回路２４による過補償の状態を、第３可変容量回路３２によって補正することができ、曲線Ｂを基準温度を中心に矢印Ｂ´の方向に回転させて、曲線Ｃに示すような基準温度領域においてフラットな温度特性を得ることができる。

よって第２実施形態において、ＡＦＣ回路４８の出力を変化させると第２可変容量回路２４の温度補償に対する感度が変化するため、第２可変容量回路２４の圧電振動子７２の発振周波数の温度特性の１次係数の成分に対して温度補償が効き過ぎる、または温度補償が不足する状態が発生することになる。

しかし、温度特性補正回路７４の出力の正の１次係数（傾き）の大きさ（ゲイン）をＡＦＣ回路４８の出力に応じて可変可能となるので、第３可変容量回路３２による温度補償の補正をＡＦＣ回路４８の出力が印加される第１可変容量素子１６の容量変化に対応して行うことができ、発振周波数を変化させた場合でも温度補償を効果的に行うことができる。

第３実施形態に係る温度補償型発振回路９０を図６、図７に示す。図６は全体図、図７は部分詳細図である。第３実施形態に係る温度補償型発振回路９０は、第１実施形態の場合と第２実施形態の場合の両方に対応できる回路構成を有している。

記憶回路９４は、バイナリデータが格納された不揮発性の回路であり、温度補償型発振回路９０を起動すると、その最上位ビットをＡＦＣ回路９４及び温度特性補正回路１０４に出力し、下位ビットを温度特性補正回路１０４に出力するように構成されている。バイナリデータは温度補償型発振回路９０に組み込まれる圧電振動子９２の温度特性の１次係数に対応して書き込まれる数値である。バイナリデータの最上位ビットは１次係数の正負に対応している。ここでは、入力電圧がセンター値のもとで、圧電振動子９２の温度特性の１次係数に対して第２可変容量回路２４の温度補償が不足する場合（第１実施形態の場合）は最上位ビットを１、逆に効き過ぎ若しくは圧電振動子９２の１次係数が負となる場合（第２実施形態の場合）には最上位ビットを０とする信号となっている。バイナリデータの下位ビットは温度特性補正回路の出力（Ｖ_１）の１次係数の大きさに対応した数値であり、圧電振動子９２の温度特性の１次係数が大きくなるほど、それに対応して下位ビットの数値も大きくなるように設計しても良いし、その逆でもよい。

図７（ａ）に示すように、ＡＦＣ回路９６は、入力電圧を反転増幅する第１増幅回路９８と、前記第１増幅回路９８の後段に接続され、前記第１増幅回路９８の出力を反転増幅して第１可変容量回路２４の容量を制御する電圧（Ｖ_ＡＦＣ）を出力する第２増幅回路１００と、前記第１増幅回路９８の出力側、及び前記第２増幅回路１００の出力側にそれぞれ接続された複数の第１入力端子１０２ａと、温度特性補正回路１０４側に接続された第１出力端子１０２ｂ（Ｖ_ＡＦＣ２）と、を有し、入力される最上位ビットによって前記複数の第１入力端子１０２ａのうちの１つを選択して前記第１出力端子１０２ｂに接続する第１マルチプレクサ１０２と、を有する。上述同様に入力電圧（Ｖ_Ｃ）を大きくするほど出力（Ｖ_ＡＦＣ）も大きくなる。

第１マルチプレクサ１０２は、０の最上位ビットが入力されると第２増幅回路１００の出力側と接続された第１入力端子１０２ａと第１出力端子１０２ｂ（Ｖ_ＡＦＣ２）とを接続する切り替え制御（ＳＷ１が導通）を行い、１の最上位ビットが入力されると第１増幅回路９８の出力（Ｖ_ＡＦＣ）側と接続された第１入力端子１０２ａと第１出力端子１０２ｂ（Ｖ_ＡＦＣ２）とを接続する切り替え制御（ＳＷ２が導通）を行う。よって第１出力端子９８からの出力（Ｖ_ＡＦＣ２）は、最上位ビットが１の場合は、入力電圧（Ｖ_Ｃ）を大きくするほど出力（Ｖ_ＡＦＣ２）は小さくなる。一方、最上位ビットが０の場合は、Ｖ_ＡＦＣとＶ_ＡＦＣ２は一致するため、入力電圧（Ｖ_Ｃ）を大きくするほど出力（Ｖ_ＡＦＣ２）は大きくなる。

図７（ｂ）に示すように、温度特性補正回路１０４は、温度センサー３８から入力される電圧を反転増幅する第３増幅回路１０６と、前記第３増幅回路１０６の後段に接続され、前記第３増幅回路１０６の出力を反転増幅する第４増幅回路１０８と、前記第４増幅回路１０８の後段に接続され、前記第４増幅回路１０８の出力を反転増幅して第３可変容量回路３２の容量を制御する電圧（Ｖ_１）を出力する第５増幅回路１１０と、第３増幅回路１０６の反転増幅側に並列に接続され、バイナリデータの下位ビットをデコードした出力をゲートとして第３増幅回路１０６の増幅率を調整する第３調整回路１１２と、第４増幅回路１０８の反転増幅側に並列に接続され、第１マルチプレクサ１０２の出力（Ｖ_ＡＦＣ２）をゲートとして第４増幅回路１０８の増幅率を調整する第４調整回路１１４と、第４増幅回路１１４の出力側、及び第５増幅回路１１０の出力側にそれぞれ接続された複数の第２入力端子１１６ａと、第３可変容量回路３２に接続された第２出力端子１１６ｂと、を有し、入力されるバイナリデータの最上位ビットによって複数の第２入力端子１１６ａのうちの１つを選択して第２出力端子１１６ｂに接続する第２マルチプレクサ１１６と、を有する。

温度センサー３８からの出力の温度特性は負の傾き（負の１次係数）を有するため、第３増幅回路１０６の出力の温度特性は正の傾きを有し、第４増幅回路１０８の出力（Ｖ_１）の温度特性は負の傾きを有し、第５増幅回路１１０の出力（Ｖ_１）の温度特性は正の傾きを有する。

第３調整回路１１２は、記録回路９４に格納されたバイナリデータの下位ビットをデコードして所定の電圧を出力するデコーダ（不図示）と、デコーダからの出力をゲートとして第３増幅回路１１２の増幅比を調整するＮ型のＭＯＳトランジスタ（不図示）から構成される。バイナリデータの最上位ビット、下位ビット及び下位ビットに対応してデコードされた電圧は、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値である場合、温度補償型発振回路９０の温度特性が基準温度を中心とした所定の温度範囲においてフラットな特性を有するように調整することが可能であり、接続される圧電振動子９２の温度係数の１次係数の成分の大きさに対応して調整することができる。

第４調整回路１１４は、調整回路６０、及び第２調整回路７８と同様の構成を有し、ＡＦＣ回路の出力（Ｖ_ＡＦＣ２）の値を増加（減少）させると第３増幅回路１０６の増幅率を減少（増加）させる。

第２マルチプレクサ１１６は、０の最上位ビットが入力されると第５増幅回路１１０の出力側と接続された第２入力端子１１６ａと第２出力端子１１６ｂ（Ｖ_ＡＦＣ２）とを接続する切り替え制御（ＳＷ１が導通）を行い、１の最上位ビットが入力されると第４増幅回路１１４の出力（Ｖ_ＡＦＣ）側と接続された第１入力端子１１６ａと第１出力端子１１６ｂ（Ｖ_ＡＦＣ２）とを接続する切り替え制御（ＳＷ２が導通）を行う。よって、第１マルチプレクサ１０２が第１増幅回路９８の出力側に接続した第１入力端子１０２ａと第１出力端子１０２ｂとを接続したとき、第２マルチプレクサ１１６が第４増幅回路１０８の出力側と接続した第２入力端子１１６ａと第２出力端子１１６ｂとを接続し、第１マルチプレクサ１０２が第２増幅回路１００の出力側に接続した第１入力端子１０２ａと第１出力端子１０２ｂとを接続したとき、第２マルチプレクサ１１６が第５増幅回路１１０の出力側に接続した第２入力端子１１６ａと第２出力端子１１６ｂとを接続することになる。

以上の構成により、第３実施形態に係る温度補償型発振回路９０は、最上位ビットが０の場合、すなわち、入力電圧がセンター値であって、圧電振動子９２の温度特性の１次係数に対して第２可変容量回路の温度補償が効き過ぎる場合、若しくは圧電振動子９２の１次係数が負の場合（第２実施形態の場合）は、温度特性補正回路１０４からの出力（Ｖ_１）の温度特性は第２マルチプレクサ１１６がＳＷ１を選択するため正の温度特性を有することになる。この状態で入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より増加させると出力（Ｖ_ＡＦＣ２）は増加し、温度特性補正回路１０４からの出力（Ｖ_１）の温度に対する傾き（ゲイン）は減少する。このとき第２可変容量回路２４は上述のように補償不足の状態となっているので、この補償不足を温度特性補正回路１０４の出力（Ｖ_１）により補うことができる。

一方、入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より減少させると出力（Ｖ_ＡＦＣ２）は減少し、温度特性補正回路１０４からの出力（Ｖ_１）の温度に対する傾き（ゲイン）は増加するため、第３可変容量回路３２の容量の補正量が増加する。このとき第２可変容量回路２４は上述のように過補償の状態となっているので、この過補償の状態を温度特性補正回路１０４の出力（Ｖ_１）により補うことができる。

また最上位ビットが１の場合、すなわち、入力電圧がセンター値であって、圧電振動子９２の温度特性の１次係数に対して第２可変容量回路の温度補償が不足する場合（第１実施形態の場合）は、温度特性補正回路１０４からの出力（Ｖ_１）の温度特性は負の１次係数を有することになる。この状態で入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より増加させると出力（Ｖ_ＡＦＣ２）は減少し、温度特性補正回路１０４からの出力（Ｖ_１）の温度に対する傾き（ゲイン）は増加するため、第３可変容量回路３２の容量の補正量が増加する。このとき第２可変容量回路２４は上述のように補償不足の状態となっているので、この補償不足の状態を温度特性補正回路１０４の出力（Ｖ_１）により補うことができる。

一方、入力電圧（Ｖ_Ｃ）をセンター値より減少させると出力（Ｖ_ＡＦＣ２）は増加し、温度特性補正回路１０４からの出力（Ｖ_１）の温度に対する傾き（ゲイン）は減少するため、第３可変容量回路３２の容量の補正量が減少する。このとき第２可変容量回路２４は上述のように過補償の状態となっているので、この過補償の状態を温度特性補正回路１０４の出力（Ｖ_１）により補うことができる。このように第３実施形態においては、第１実施形態の場合と第２実施形態の場合のどちらにも適用することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る温度補償型発振回路１０、７０、９０は、ＡＦＣ回路４８、９６の出力（Ｖ_ＡＦＣ）を変えて第１可変容量回路１６の容量が変化すると、回路全体の負荷容量が変化するため温度補償回路４０に接続された第２可変容量回路２４の発振回路１２に対する温度補償の度合いが変化する。このとき温度補償電圧は温度に対して１次関数的に変化するものであるので、結果的に温度補償のズレは１次関数的なものとなる。よって上記構成とすることにより、この１次関数的なズレをＡＦＣ回路４８、９６の出力（Ｖ_ＡＦＣ２）に応じて変化する第３可変容量回路３２に印加される電圧（Ｖ_１）により補正することができるので、発振周波数を任意に制御した場合においても温度補償を有効に行うことができる。

また、回路全体の負荷容量は基準温度を中心として温度に対して３次関数的な温度特性を有する。そして、センター値において発振回路１２を基準周波数で発振させるＡＦＣ回路４８、９６の出力を変えて第１可変容量回路１６の容量が変化させると、回路全体の負荷容量が変化するため温度補償回路４０に接続された第２可変容量回路２４の発振回路に対する温度補償の度合いが変化する。このとき高温温度補償電圧４２（Ｖ_Ｈ）、及び低温温度補償電圧４４（Ｖ_Ｌ）は温度に対して１次関数的に変化するものであるので、結果的に温度補償のズレは１次関数的なものとなり、そのズレはＡＦＣ回路４８、９６の出力がセンター値から離れるほど顕著となる。よって上記構成とすることにより、この１次関数的なズレをＡＦＣ回路４８、９６の出力（Ｖ_ＡＦＣ２）に応じて適切に補正することができるので、発振周波数を任意に制御した場合においても温度補償を有効に行うことができる。

そして、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値において、圧電振動子の１次係数が正であって、第２可変容量回路２４が圧電振動子の１次係数に対して温度補償不足となる大きさ以上の値となる場合は第１実施形態が適用される。逆に圧電振動子の１次係数が正であっても第２可変容量回路２４が圧電振動子の１次係数に対して過補償となる大きさ以下の値となる場合、または圧電振動子の１次係数が負の値となる場合には第２実施形態が適用される。

第１実施形態及び第２実施形態において、ＡＦＣ回路４８の出力を変化させると第２可変容量回路２４の温度補償に対する感度が変化するため、第２可変容量回路２４の圧電振動子１４の発振周波数の温度特性の１次係数の成分に対して温度補償が効き過ぎる、または温度補償が不足する状態が発生することになる。

しかし、第１実施形態においては、温度特性補正回路５４の出力（Ｖ_１）の負の１次係数（傾き）の大きさ（ゲイン）をＡＦＣ回路４８の出力に応じて可変可能となり、一方、第２実施形態においては、温度特性補正回路７４の出力（Ｖ_１）の正の１次係数（傾き）の大きさ（ゲイン）をＡＦＣ回路４８の出力に応じて可変可能となる。よって、第１実施形態及び第２実施形態は、それぞれ温度特性補正回路５４の出力（Ｖ_１）が印加される第３可変容量回路３２による温度補償の補正を、ＡＦＣ回路４６の出力（Ｖ_ＡＦＣ）が印加される第１可変容量素子１６の容量変化に対応して行うことができ、発振周波数を変化させた場合でも温度補償を効果的に行うことができる。

第３実施形態に示すように、第１実施形態の場合の回路構成、または第２実施形態の場合の回路構成を、記憶回路９４に格納されたバイナリデータの最上位ビットによって選択可能となるととともに、入力電圧（Ｖ_Ｃ）がセンター値と同じ場合において、圧電振動子９２の温度特性の１次係数の成分等を相殺するようにバイナリデータの下位ビットによって温度特性補正回路１０４の出力（Ｖ_１）のゲインを調整することができる。したがって、圧電振動子９２の温度特性に対応して記憶回路９４に格納されたバイナリデータの値を変更することによって回路構成を変更しつつゲインを調整できるので、一つの回路で様々な特性を有する圧電振動子に対応させ、作業効率、及びコストを削減することができる。

いずれの実施形態においても、第１可変容量回路１６と第３可変容量回路３２は並列となり、第２可変容量回路２４は、第１可変容量回路１６及び第３可変容量回路３２に対して直列とした構成であるが、これ以外の接続方法でもよく、接続方法に応じて温度変化に対して直線的に変化する（１次の温度係数を有する）温度特性補正回路の温度特性の正負、及びゲインを制御すればよい。

１０………温度補償型発振回路、１２………発振回路、１４………圧電振動子、１６………第１可変容量回路、１８………ＭＯＳ容量素子、２０………固定容量素子、２２………固定容量素子、２４………第２可変容量素子、２６………第１ＭＯＳ容量素子、２８………固定容量素子、３０………第２ＭＯＳ容量素子、３２………第３可変容量素子、３４………ＭＯＳ容量素子、３６………固定容量素子、３８………温度センサー、４０………温度補償回路、４２………高温温度補償回路、４４………低温温度補償回路、４６………基準電圧発生回路、４８………ＡＦＣ回路、５０………第１増幅回路、５２………第２増幅回路、５４………温度特性補正回路、５６………第３増幅回路、５８………第４増幅回路、６０………調整回路、６２………ＭＯＳトランジスタ、７０………温度補償型発振回路、７２………圧電振動子、７４………温度特性補正回路、７６………第３増幅回路、７８………第２調整回路、８０………ＭＯＳトランジスタ、９０………温度補償型発振回路、９２………圧電振動子、９４………記憶回路、９６………ＡＦＣ回路、９８………第１増幅回路、１００………第２増幅回路、１０２………第１マルチプレクサ、１０４………温度特性補正回路、１０６………第３増幅回路、１０８………第４増幅回路、１１０………第５増幅回路、１１２………第３調整回路、１１４………第４調整回路、１１６………第２マルチプレクサ、２４１………抵抗、２４２………固定容量素子、２４３………ＭＯＳ型バラクタ、２４４………抵抗、２４５………抵抗、２４６………ＭＯＳ型バラクタ。

Claims (5)

1. 圧電振動子と、電圧制御型の第１可変回路、及び前記圧電振動子の発振周波数の温度特性を相殺する温度特性を有する電圧制御型の第２可変容量回路、が接続された発振回路と、前記第１可変容量回路に前記第１可変容量回路の容量を制御する電圧を出力して前記発振周波数を所定の値に調整するＡＦＣ回路と、前記第２可変容量回路に１次の温度特性を有する温度補償電圧を出力する温度補償回路と、を有する温度補償型発振回路であって、
   前記発振回路には、電圧制御型の第３可変容量回路が接続され、
   前記第３可変容量回路には、温度センサーからの出力と前記ＡＦＣ回路の出力とを掛け合わせることにより前記第３可変容量回路に１次の温度特性を有する電圧を出力する温度特性補正回路が接続されたことを特徴とする温度補償型発振回路。
2. 前記第２容量可変回路は、第１ＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２ＭＯＳ容量素子とを前記第２ＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１ＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であって、前記第１ＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２ＭＯＳ容量端子のアノード端子との接続点に電圧値が一定の基準電圧が供給されたものであり、
   前記温度補償電圧は、前記温度補償回路から出力され、温度に対して負の１次係数を有する低温温度補償電圧、及び温度に対して正の１次係数を有する高温温度補償電圧であり、
   前記低温温度補償電圧は、前記第１ＭＯＳ容量素子のアノード端子に印加され、前記高温温度補償電圧は前記第２ＭＯＳ容量素子のゲート端子に印加されることを特徴とする請求項１に記載の温度補償型発振回路。
3. 前記ＡＦＣ回路は、入力電圧を反転増幅する第１増幅回路と、前記第１増幅回路の後段に接続され、前記第１増幅回路の出力を反転増幅して前記第２可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第２増幅回路を有し、
   前記温度特性補正回路は、温度センサーからの出力を反転増幅する第３増幅回路と、前記第３増幅回路の後段に接続され、前記第３増幅回路の出力を反転増幅して前記第３可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第４増幅回路と、前記第３増幅回路の反転増幅側と並列に接続され、前記第１増幅回路の出力をゲートとして前記第３増幅回路の増幅比を調整する調整回路と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の温度補償型発振回路。
4. 前記ＡＦＣ回路は、入力電圧を反転増幅する第１増幅回路と、前記第１増幅回路の後段に接続され、前記第１増幅回路の出力を反転増幅して前記第２可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第２増幅回路を有し、
   前記温度特性補正回路は、温度センサーからの出力を反転増幅して前記第３可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第３増幅回路と、前記第３増幅回路の反転増幅側と並列に接続され前記第２増幅回路の出力をゲートとして前記第３増幅回路の増幅比を調整する第２調整回路を有することを特徴とする請求項１または２に記載の温度補償型発振回路。
5. 前記温度補償型発振回路は、最上位ビットを前記圧電振動子の発振周波数の温度特性の１次係数の正負、下位ビットを前記１次係数の大きさに対応させたバイナリデータを格納した記憶回路を有するとともに、
   前記ＡＦＣ回路は、
   入力電圧を反転増幅する第１増幅回路と、前記第１増幅回路の後段に接続され、前記第１増幅回路の出力を反転増幅して前記第１可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第２増幅回路と、前記第１増幅回路の出力側、及び前記第２増幅回路の出力側にそれぞれ接続された複数の第１入力端子と、前記温度特性補正回路側に接続された第１出力端子と、を有し、入力される前記最上位ビットによって前記複数の第１入力端子のうちの１つを選択して第１出力端子に接続する第１マルチプレクサと、を有し、
   前記温度特性補正回路は、
   温度センサーから入力される電圧を反転増幅する第３増幅回路と、前記第３増幅回路の後段に接続され、前記第３増幅回路の出力を反転増幅する第４増幅回路と、前記第４増幅回路の後段に接続され、前記第４増幅回路の出力を反転増幅して前記第３可変容量回路の容量を制御する電圧を出力する第５増幅回路と、前記第３増幅回路の反転増幅側に並列に接続され、前記下位ビットをデコードした出力をゲートとして前記第３増幅回路の増幅率を調整する第３調整回路と、前記第４増幅回路の反転増幅側に並列に接続され、前記第１マルチプレクサの出力をゲートとして前記第４増幅回路の増幅率を調整する第４調整回路と、前記第４増幅回路の出力側、及び前記第５増幅回路の出力側にそれぞれ接続された複数の第２入力端子と、前記第３可変容量回路に接続された第２出力端子と、を有し、入力される最上位ビットによって前記複数の第２入力端子のうちの１つを選択して前記第２出力端子に接続する第２マルチプレクサと、を有するとともに、
   前記第１マルチプレクサが前記第１増幅回路の出力側に接続した第１入力端子と第１出力端子とを接続したとき、前記第２マルチプレクサが前記第４増幅回路の出力側と接続した第２入力端子と第２出力端子とを接続し、前記第１マルチプレクサが第２増幅回路の出力側に接続した第１入力端子と第１出力端子とを接続したとき、前記第２マルチプレクサが前記第５増幅回路の出力側に接続した第２入力端子と第２出力端子とを接続することを特徴とする請求項１または２に記載の温度補償型発振回路。

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