JP2010219738A - Temperature-compensated piezoelectric oscillator and electronic equipment - Google Patents

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匡亨 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature-compensated piezoelectric oscillator for improving temperature stability of frequencies in piezoelectric vibrators further, and to provide electronic apparatus. <P>SOLUTION: The temperature-compensated piezoelectric oscillator 1 includes a piezoelectric oscillation section 10, and the piezoelectric oscillation section 10 includes a variable capacitor 110, that is connected to one side of I/O of the piezoelectric vibrator 100 and has capacity changing according to an applied voltage; and a plurality of capacitors 130 that are provided, being selectively connectable to the other side of the I/O of the piezoelectric vibrator 100 and serve as the load capacitance of the piezoelectric vibrator 100. Furthermore, the temperature-compensated piezoelectric oscillator 1 includes: a selection connection processing section 20 that selectively connects the capacitor corresponding to temperature information in the plurality of capacitors 130, to at least one side of the I/O of the piezoelectric vibrator 100 and performs selection connection processing for compensating temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 100; and a compensation voltage generating section 30 for applying the compensation voltage for compensating temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 100, corresponding to the temperature information, to the variable capacitor 110. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、温度補償型圧電発振器及び電子機器等に関する。   The present invention relates to a temperature compensated piezoelectric oscillator, an electronic device, and the like.

ATカット水晶振動子の共振周波数は、図9(A)や図11(A)の一点鎖線に示すように、温度に対して3次関数カーブ特性を有している。この水晶振動子を使って発振回路を構成すると、発振回路の出力周波数も温度に対して3次関数カーブ特性を有する。温度補償型水晶発振器(TCXO)は、水晶振動子の温度特性を打ち消すように、発振回路側の容量(負荷容量CL)を変化させることで、温度変化に対する発振回路の周波数変化を抑制する温度補償が行われている。   The resonance frequency of the AT-cut crystal resonator has a cubic function curve characteristic with respect to temperature, as indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 9A or FIG. 11A. When an oscillation circuit is configured using this crystal resonator, the output frequency of the oscillation circuit also has a cubic function curve characteristic with respect to temperature. The temperature compensated crystal oscillator (TCXO) is a temperature compensation that suppresses the frequency change of the oscillation circuit with respect to the temperature change by changing the capacitance (load capacitance CL) on the oscillation circuit side so as to cancel the temperature characteristics of the crystal resonator. Has been done.

温度補償の方式は、デジタル方式とアナログ方式の2種類が知られている。温度補償の原理は、発振回路の負荷容量CLを変化させると発振周波数が変化する特性を利用したものである。水晶振動子の周波数温度特性を打ち消すように、負荷容量CLを温度に対して変化させることで、発振回路の周波数の温度変化を抑えることができる。この負荷容量CLの変化のさせ方が、デジタル的であるかアナログ的であるかによって2種類の方式に大きく分類されている。特許文献1におけるデジタル方式は、図8に示すように、発振回路内に設けた容量バンク210を、メモリー情報に基づき温度変化に追随して動作するスイッチ200を用いて切り替えて負荷容量CLを変化させる方式である。デジタル方式による温度補償後の発振周波数温度特性は、図9(A)の実線のようになる。特許文献2、3のアナログ方式は、図10に示すように、発振回路内に設けた可変容量素子300に温度に対して3次に変化する電圧(以下、補償電圧という)を補償電圧発生回路310が印加して容量を変化させる方式である。アナログ方式による温度補償後の温度特性は、図11(A)の実線のようになる。アナログ補償方式には他にも方法があり、これは一例である。   Two types of temperature compensation methods are known: a digital method and an analog method. The principle of temperature compensation uses the characteristic that the oscillation frequency changes when the load capacitance CL of the oscillation circuit is changed. By changing the load capacitance CL with respect to the temperature so as to cancel out the frequency temperature characteristic of the crystal resonator, the temperature change in the frequency of the oscillation circuit can be suppressed. The method of changing the load capacity CL is roughly classified into two types depending on whether it is digital or analog. As shown in FIG. 8, the digital method in Patent Document 1 changes the load capacity CL by switching the capacity bank 210 provided in the oscillation circuit using the switch 200 that operates following the temperature change based on the memory information. It is a method to make it. The oscillation frequency temperature characteristic after temperature compensation by the digital method is as shown by a solid line in FIG. As shown in FIG. 10, in the analog methods of Patent Documents 2 and 3, a voltage that changes in the third order with respect to temperature (hereinafter referred to as a compensation voltage) is applied to a variable capacitance element 300 provided in an oscillation circuit. In this method, the capacitance is changed by applying 310. The temperature characteristic after the temperature compensation by the analog method is as shown by a solid line in FIG. There are other methods of analog compensation, which is an example.

デジタル方式は、容量バンク210の切り替わり時に、周波数が不連続に変わるという問題があり、不連続をなくすためには、容量値を細かくした容量バンク210を数多く設ける必要がある。しかし、スイッチ200やそれを制御するデジタルメモリー220が増加するため、ICサイズが大きくなってしまう。これに対し、アナログ方式では、補償電圧発生回路310で温度に対して変化する電圧を生成し、それを発振回路内の可変容量素子300に印加することにより、発振回路の負荷容量CLを温度に対してアナログ的に変化させて温度補償する。さらに、補償電圧発生回路310はその補償電圧カーブを、メモリー320を使って調整できるように回路設計されており、製品化の際はメモリー320を使って補償電圧カーブを水晶振動子330の温度特性を打ち消すために最適となるよう調整する。このようにして、発振回路の周波数偏差が温度に対して小さくなるように個々に温度補償を行っている。アナログ方式は、連続的に可変容量素子300の容量を変化させることができ、温度変化に対して周波数変化が不連続にならないため、現在の主流の温度補償の方式となっている。   The digital method has a problem that the frequency changes discontinuously when the capacitor bank 210 is switched. In order to eliminate the discontinuity, it is necessary to provide a large number of capacitor banks 210 with finer capacitance values. However, since the switch 200 and the digital memory 220 for controlling the switch 200 increase, the IC size increases. On the other hand, in the analog method, the compensation voltage generation circuit 310 generates a voltage that varies with temperature, and applies it to the variable capacitance element 300 in the oscillation circuit, so that the load capacitance CL of the oscillation circuit becomes the temperature. On the other hand, the temperature is compensated by changing in an analog manner. Further, the compensation voltage generation circuit 310 is designed so that the compensation voltage curve can be adjusted by using the memory 320, and when the product is commercialized, the compensation voltage curve is obtained by using the memory 320 to obtain the temperature characteristics of the crystal unit 330. Adjust to be optimal for canceling out. In this way, temperature compensation is individually performed so that the frequency deviation of the oscillation circuit becomes smaller with respect to the temperature. The analog method can change the capacitance of the variable capacitance element 300 continuously, and the frequency change does not become discontinuous with respect to the temperature change.

TCXOは、携帯電話の基準周波数に使用され、システムにより仕様は異なるものの概ねTa=−30℃〜+85℃において数ppm例±1.5ppm〜±3ppmの精度が要求されている。しかしながら、昨今、GPS機能付携帯電話に使用されるTCXOにおいては、例えば±0.5ppmの周波数精度が要求されるようになってきた。   Although TCXO is used as a reference frequency for mobile phones and has different specifications depending on the system, accuracy of several ppm, for example, ± 1.5 ppm to ± 3 ppm is required at Ta = −30 ° C. to + 85 ° C. However, recently, in TCXO used for mobile phones with GPS function, for example, frequency accuracy of ± 0.5 ppm has been required.

水晶振動子はカットアングルのばらつき等により、個々の温特にばらつきを持っている。更に、発振回路や補償電圧発生回路を構成するICにおいてもばらつきがある。   Quartz vibrators have individual temperature variations due to variations in cut angles. Furthermore, there are variations in the ICs constituting the oscillation circuit and the compensation voltage generation circuit.

デジタル方式によれば、温度が変化して容量バンクの設定が変わる瞬間、図9(B)に示すように、周波数が不連続に変化してしまうため、携帯電話のシステム上好ましくない。   According to the digital method, since the frequency changes discontinuously as shown in FIG. 9B at the moment when the temperature changes and the setting of the capacity bank changes, it is not preferable in terms of the cellular phone system.

また、アナログ方式においては、温度に対して発振出力周波数の周波数温度偏差が小さくなるように個々に温度補償を行っているが、個々に調整しているとは言え、ICの調整能力(分解能)や測定誤差などにより、図11(B)に示すように、従来のアナログ方式で高精度化(例えば±0.5ppm以内)を実現するのは容易ではない。   In the analog method, the temperature compensation is individually performed so that the frequency temperature deviation of the oscillation output frequency with respect to the temperature is small. However, although the adjustment is performed individually, the IC adjustment capability (resolution) Due to the measurement error or the like, it is not easy to achieve high accuracy (for example, within ± 0.5 ppm) by the conventional analog method as shown in FIG.

先行技術文献に示すようにICの精度向上に向けて、補償電圧の精度を上げる検討もされているが、消費電流が増加したり、生産歩留まりとの両立などがあったりするため、更なる高精度化が難しいという問題があった。   As shown in the prior art documents, studies have been made to increase the accuracy of the compensation voltage in order to improve the accuracy of the IC. However, since the current consumption increases and there is a balance with the production yield, it is further increased. There was a problem that accuracy was difficult.

特開平5−218738号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-218738 再表2004/025824号公報No. 2004/025824 特開2007−325033号公報JP 2007-325033 A

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、圧電発振回路の出力周波数の温度安定度をより向上させた温度補償型圧電発振器及び電子機器を提供することができる。   The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, a temperature-compensated piezoelectric oscillator in which the temperature stability of the output frequency of the piezoelectric oscillation circuit is further improved. In addition, an electronic device can be provided.

(1)本発明に係る温度補償型圧電発振器は、増幅器と、圧電振動子と、該圧電振動子の入出力の少なくとも一方側に接続され、印加電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、前記圧電振動子の入出力の少なくとも一方側に選択接続可能に設けられた複数の容量素子と、を含み、発振信号を出力する圧電発振部と、温度情報を出力する手段と、前記複数の容量素子から前記温度情報に対応した容量素子を前記圧電振動子の入出力の少なくとも一方側に選択接続し、前記発振信号の周波数を温度補償するための選択接続処理を行う選択接続処理部と、前記温度情報に対応して前記発振信号の周波数を温度補償する補償電圧を前記可変容量素子に印加する補償電圧発生部とを含むことを特徴とする。   (1) A temperature-compensated piezoelectric oscillator according to the present invention includes an amplifier, a piezoelectric vibrator, and a variable capacitance element that is connected to at least one input / output side of the piezoelectric vibrator and whose capacitance changes according to an applied voltage. A plurality of capacitive elements provided so as to be selectively connectable to at least one input / output side of the piezoelectric vibrator, a piezoelectric oscillation unit that outputs an oscillation signal, means for outputting temperature information, A selective connection processing unit that selectively connects a capacitive element corresponding to the temperature information from the capacitive element to at least one of the input and output of the piezoelectric vibrator, and performs a selective connection process for temperature compensation of the frequency of the oscillation signal; And a compensation voltage generator for applying a compensation voltage for temperature compensating the frequency of the oscillation signal corresponding to the temperature information to the variable capacitance element.

圧電振動子としては、例えば、水晶振動子やセラミック振動子、ニオブ酸リチウム振動子、タンタル酸リチウム振動子などの単結晶材料を用いた振動子や、酸化亜鉛圧電薄膜振動子、酸化アルミニウム圧電薄膜振動子などの圧電性薄膜を用いた振動子を用いてもよい。   Examples of the piezoelectric vibrator include a vibrator using a single crystal material such as a crystal vibrator, a ceramic vibrator, a lithium niobate vibrator, and a lithium tantalate vibrator, a zinc oxide piezoelectric thin film vibrator, and an aluminum oxide piezoelectric thin film. A vibrator using a piezoelectric thin film such as a vibrator may be used.

可変容量素子は、印加電圧に応じて容量が変化する素子であり、例えば、MOS型バラクターや可変容量ダイオード(バリキャップ)などが挙げられる。   The variable capacitance element is an element whose capacitance changes according to the applied voltage, and examples thereof include a MOS varactor and a variable capacitance diode (varicap).

温度情報を出力する手段として、例えば、温度センサーを用いてもよい。この場合には、補償電圧発生部は、圧電振動子の温度特性を補償するために、温度センサーの出力に応じて変化する(温度補償)電圧を生成する。補償電圧発生部は、圧電振動子の周波数温度特性を打ち消すために、温度変化に対して連続的に変化する電圧を可変容量素子に印加する。これにより連続的に可変容量素子の容量を変化させることでアナログ制御を行なっている。補償電圧発生部は、圧電振動子の温度特性を発振回路の容量変化でうまく打ち消す為に、最適な補償電圧カーブが得られるよう調整する調整機能を有するように構成してもよい。この場合には、個々の圧電振動子の温度特性に合わせて、個々に電圧調整を行ない、その設定情報をメモリーに記憶しておいてもよい。   As a means for outputting temperature information, for example, a temperature sensor may be used. In this case, the compensation voltage generator generates a voltage (temperature compensation) that changes according to the output of the temperature sensor in order to compensate for the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator. The compensation voltage generator applies a voltage that continuously changes with respect to the temperature change to the variable capacitance element in order to cancel the frequency-temperature characteristic of the piezoelectric vibrator. Thus, analog control is performed by continuously changing the capacitance of the variable capacitance element. The compensation voltage generator may be configured to have an adjustment function for adjusting so as to obtain an optimum compensation voltage curve in order to successfully cancel out the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator by changing the capacitance of the oscillation circuit. In this case, the voltage may be individually adjusted according to the temperature characteristics of each piezoelectric vibrator, and the setting information may be stored in the memory.

選択接続処理部は、圧電振動子の温度特性を補償するために、複数の容量素子から温度情報に対応した容量素子を圧電振動子の入出力の少なくとも一方側に選択接続する選択接続処理を行う。この選択接続処理は、例えば、メモリーに記憶された情報に基づいて行ってもよい。具体的には、前記圧電振動子の温度特性を補償するように、温度情報に関連付けて選択される複数の容量素子の選択接続用の情報をメモリーに記憶しておく。そして、メモリーに記憶されたデータから温度情報に基づき選択される容量素子を特定し、選択接続処理を行ってもよい。   The selective connection processing unit performs selective connection processing for selectively connecting a capacitive element corresponding to temperature information from a plurality of capacitive elements to at least one input / output side of the piezoelectric vibrator in order to compensate for temperature characteristics of the piezoelectric vibrator. . This selective connection process may be performed based on information stored in the memory, for example. Specifically, information for selective connection of a plurality of capacitive elements selected in association with temperature information is stored in a memory so as to compensate for temperature characteristics of the piezoelectric vibrator. Then, the capacitor element selected based on the temperature information from the data stored in the memory may be specified, and the selective connection process may be performed.

以上のように、本発明の補償電圧発生部は、可変容量素子に温度情報に対応する補償電圧を印加して、圧電振動子の温度特性をアナログ的に補償することができる。これに加えて、本発明の温度補償型圧電発振器では、選択接続処理部が、温度情報に対応して容量素子の選択接続処理を行い、選択された容量素子により圧電振動子の温度特性を補償することができる。   As described above, the compensation voltage generator of the present invention can compensate the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator in an analog manner by applying a compensation voltage corresponding to temperature information to the variable capacitance element. In addition to this, in the temperature compensated piezoelectric oscillator of the present invention, the selective connection processing unit performs the selective connection processing of the capacitive element corresponding to the temperature information, and compensates the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator by the selected capacitive element. can do.

従って、本発明にかかる温度補償型圧電発振器は、温度に応じて、補償電圧によるアナログ的な温度補償と、容量素子の切り替えによるデジタル的な温度補償とを組み合わせて行うことにより、圧電振動子の周波数の温度安定度をより向上させた温度補償型圧電発振器を実現することができる。   Therefore, the temperature compensated piezoelectric oscillator according to the present invention performs analog temperature compensation by a compensation voltage and digital temperature compensation by switching a capacitive element in accordance with the temperature, so that It is possible to realize a temperature compensated piezoelectric oscillator with further improved frequency temperature stability.

(2)この温度補償型圧電発振器において、前記圧電発振部は、前記複数の容量素子にそれぞれ直列接続された複数のスイッチを備え、該複数のスイッチは、前記圧電振動子の入出力の少なくとも一方側と接地との間に接続され、前記選択接続処理部は、前記複数のスイッチのオン/オフにより前記複数の容量素子の選択接続処理を行うようにしてもよい。   (2) In this temperature-compensated piezoelectric oscillator, the piezoelectric oscillation unit includes a plurality of switches connected in series to the plurality of capacitive elements, and the plurality of switches are at least one of the input and output of the piezoelectric vibrator. The selective connection processing unit may perform selective connection processing of the plurality of capacitive elements by turning on / off the plurality of switches.

(3)この温度補償型圧電発振器において、前記選択接続処理部は、前記補償電圧発生部が出力する前記補償電圧により温度補償された前記発振信号の周波数をさらに温度補償するように、前記複数の容量素子の選択接続処理を行うようにしてもよい。   (3) In this temperature-compensated piezoelectric oscillator, the selective connection processing unit may further temperature-compensate the frequency of the oscillation signal temperature-compensated by the compensation voltage output from the compensation voltage generation unit. You may make it perform the selective connection process of a capacitive element.

本発明の温度補償型圧電発振器では、補償電圧発生部が出力した補償電圧による温度補償でアナログ的に補償された圧電発振回路の周波数温度特性に対し、補償精度の劣る温度領域を更に容量素子を使ったデジタル補償を行うことができる。従来デジタル補償では、圧電振動子の広い温度特性(例えば±15ppm)を、例えば±0.5ppmに補償するには、細かい容量バンクを数多く用意し、使用温度範囲(例えば摂氏−30度から摂氏+85度)を細かい分解能で、容量制御する必要があり、多くの容量と多くのメモリーが必要であった。しかし、本発明の温度補償型圧電発振器によれば、一度アナログ補償された(例えば±1.5ppmまで温度補償された)周波数温度特性を、そこからデジタル的に補償する(ここでは例えば±1.0ppm)ことで、±0.5ppmを実現することができる。よってアナログ補償と融合し、且つアナログで補償しきれない分をデジタル補償することで、デジタル的に補償する量が小さくなり、従来に比べれば少ない容量バンクと少ないメモリー回路で高精度を実現することができる。またデジタルで補償する量が小さいので、従来のデジタル補償で問題となるメモリー切り替わり時の周波数飛びは抑えることができる。   In the temperature-compensated piezoelectric oscillator of the present invention, the capacitive element is further provided with a temperature region having inferior compensation accuracy with respect to the frequency temperature characteristic of the piezoelectric oscillation circuit compensated in an analog manner by the temperature compensation by the compensation voltage output from the compensation voltage generator. The digital compensation used can be performed. In the conventional digital compensation, in order to compensate the wide temperature characteristic (for example, ± 15 ppm) of the piezoelectric vibrator to ± 0.5 ppm, for example, a large number of fine capacity banks are prepared, and the operating temperature range (for example, −30 degrees Celsius to +85 degrees Celsius). It was necessary to control the capacity with fine resolution and a large amount of memory and a large amount of memory. However, according to the temperature compensated piezoelectric oscillator of the present invention, the frequency temperature characteristic once analog-compensated (for example, temperature compensated to ± 1.5 ppm) is digitally compensated therefrom (for example, ± 1. ± 0.5 ppm can be realized. Therefore, by combining with analog compensation and digitally compensating the amount that cannot be compensated by analog, the amount of digital compensation is reduced, and high accuracy is realized with a smaller capacity bank and fewer memory circuits than before. Can do. In addition, since the amount of digital compensation is small, frequency jumps at the time of memory switching, which is a problem in conventional digital compensation, can be suppressed.

従って、本発明によれば、小さいICサイズで圧電発振器の周波数の温度補償を高精度で行うことができる。   Therefore, according to the present invention, temperature compensation of the frequency of the piezoelectric oscillator can be performed with high accuracy with a small IC size.

(4)この温度補償型圧電発振器において、前記温度情報は、前記圧電振動子の動作可能温度範囲に含まれる第1の温度以下の低温領域及び前記動作温度範囲に含まれる前記第1の温度より高い第2の温度以上の高温領域の少なくとも一方に含まれ、前記選択接続処理部は、前記温度情報に基づき、前記低温領域及び前記高温領域の少なくとも一方において前記選択接続処理を行うようにしてもよい。   (4) In this temperature-compensated piezoelectric oscillator, the temperature information is based on a low temperature region below a first temperature included in the operable temperature range of the piezoelectric vibrator and the first temperature included in the operating temperature range. It is included in at least one of the high temperature regions higher than the second high temperature, and the selective connection processing unit performs the selective connection processing in at least one of the low temperature region and the high temperature region based on the temperature information. Good.

(5)この温度補償型圧電発振器において、前記第1の温度は、摂氏0度であるようにしてもよい。   (5) In this temperature compensated piezoelectric oscillator, the first temperature may be 0 degrees Celsius.

(6)この温度補償型圧電発振器において、前記第2の温度は、摂氏60度であるようにしてもよい。   (6) In this temperature compensated piezoelectric oscillator, the second temperature may be 60 degrees Celsius.

(7)この温度補償型圧電発振器において、前記温度情報を出力する手段は、前記圧電振動子に関連付けた温度を検出する温度センサーを含み、前記温度情報は、前記温度センサーが出力するようにしてもよい。   (7) In the temperature compensated piezoelectric oscillator, the means for outputting the temperature information includes a temperature sensor for detecting a temperature associated with the piezoelectric vibrator, and the temperature information is output by the temperature sensor. Also good.

(8)本発明は、上記のいずれかに記載の温度補償型圧電発振器を含むことを特徴とする電子機器である。   (8) The present invention is an electronic device including the temperature compensated piezoelectric oscillator according to any one of the above.

本実施形態における温度補償型圧電発振器の構成例。2 is a configuration example of a temperature compensated piezoelectric oscillator in the present embodiment. 図2(A)圧電振動子の温度特性。図2(B)補償電圧発生部による温度補償後の圧電発振器の周波数の温度特性。図2(C)容量バンク調整による温度補償後の圧電発振回路の出力周波数の温度特性。FIG. 2A shows temperature characteristics of the piezoelectric vibrator. FIG. 2 (B) shows temperature characteristics of the frequency of the piezoelectric oscillator after temperature compensation by the compensation voltage generator. FIG. 2C shows the temperature characteristics of the output frequency of the piezoelectric oscillation circuit after temperature compensation by adjusting the capacitor bank. 本実施形態における温度補償型圧電発振器の他の構成例。6 shows another configuration example of the temperature compensated piezoelectric oscillator according to the present embodiment. 本実施形態における温度補償型圧電発振器の他の構成例。6 shows another configuration example of the temperature compensated piezoelectric oscillator according to the present embodiment. 本実施形態における温度補償型圧電発振器の具体的な構成例。3 is a specific configuration example of a temperature compensated piezoelectric oscillator according to the present embodiment. 本実施形態における温度補償型圧電発振器を用いた電子機器の例。An example of an electronic apparatus using the temperature compensated piezoelectric oscillator according to the present embodiment. 本実施形態における温度補償型圧電発振器を用いた電子機器の例。An example of an electronic apparatus using the temperature compensated piezoelectric oscillator according to the present embodiment. 従来技術のデジタル補償方式。Conventional digital compensation method. 図9(A)温度補償前の圧電発振器の周波数温度特性と、従来技術のデジタル補償方式による温度補償後の圧電発振器の周波数温度特性。図9(B)図9(A)の拡大図。FIG. 9A shows the frequency temperature characteristics of the piezoelectric oscillator before temperature compensation and the frequency temperature characteristics of the piezoelectric oscillator after temperature compensation by the digital compensation method of the prior art. FIG. 9B is an enlarged view of FIG. 従来技術のアナログ補償方式。Conventional analog compensation method. 図11(A)温度補償前の圧電発振器の周波数温度特性と、従来技術のアナログ補償方式による温度補償後の圧電発振器の周波数温度特性。図11(B)図11(A)の拡大図。FIG. 11A shows a frequency temperature characteristic of the piezoelectric oscillator before temperature compensation and a frequency temperature characteristic of the piezoelectric oscillator after temperature compensation by the analog compensation method of the prior art. FIG. 11B is an enlarged view of FIG.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1.温度補償型圧電発振器
図1は、温度補償型圧電発振器の構成について説明するための図である。
1. Temperature Compensated Piezoelectric Oscillator FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a temperature compensated piezoelectric oscillator.

本実施形態の温度補償型圧電発振器1は、圧電発振部10、選択接続処理部20、補償電圧発生部30、A/Dコンバーター50、温度情報を出力する手段としての温度センサー40、メモリー70、デジタルメモリー90とを含んで構成されている。   The temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment includes a piezoelectric oscillation unit 10, a selective connection processing unit 20, a compensation voltage generation unit 30, an A / D converter 50, a temperature sensor 40 as a means for outputting temperature information, a memory 70, The digital memory 90 is included.

圧電発振部10は、増幅器140と、フィードバック抵抗150と、圧電振動子100と、可変容量素子110と、複数のスイッチ120と、複数の容量素子130を含んで構成される。   The piezoelectric oscillation unit 10 includes an amplifier 140, a feedback resistor 150, a piezoelectric vibrator 100, a variable capacitance element 110, a plurality of switches 120, and a plurality of capacitance elements 130.

そして、この圧電発振部10は、増幅器140と圧電振動子100とフィードバック抵抗150とが並列に接続され、増幅器140の出力を誘電性リアクタンスとして動作する圧電振動子100の入力とフィードバック抵抗150とに接続している。さらに、圧電発振部10は、可変容量素子110と、複数の容量素子130により、コルピッツ型発振回路を構成し、発振動作を行なう。   In the piezoelectric oscillation unit 10, the amplifier 140, the piezoelectric vibrator 100, and the feedback resistor 150 are connected in parallel, and the output of the amplifier 140 is connected to the feedback resistor 150 and the input of the piezoelectric vibrator 100 that operates as a dielectric reactance. Connected. Further, the piezoelectric oscillation unit 10 includes a variable capacitance element 110 and a plurality of capacitance elements 130 to constitute a Colpitts oscillation circuit, and performs an oscillation operation.

可変容量素子110は、圧電振動子100の入出力の少なくとも一方側に接続される。本実施例では、圧電振動子100の出力側に接続されている。可変容量素子110は、電圧印加により容量が変化する素子であり、可変容量素子110の容量変化により、圧電発振器10の周波数制御ができる。可変容量素子110は、例えば、可変容量ダイオード(バリキャップ)やMOS型バラクターなどが挙げられる。   The variable capacitance element 110 is connected to at least one input / output side of the piezoelectric vibrator 100. In this embodiment, the piezoelectric vibrator 100 is connected to the output side. The variable capacitance element 110 is an element whose capacitance changes when a voltage is applied, and the frequency of the piezoelectric oscillator 10 can be controlled by changing the capacitance of the variable capacitance element 110. Examples of the variable capacitance element 110 include a variable capacitance diode (varicap) and a MOS type varactor.

複数の容量素子130は、圧電振動子100の入出力の少なくとも一方側に接続される。本実施例では、圧電振動子100の入力側に接続されている。複数の容量素子130は、複数のスイッチ120に対応して設けられ、対応するスイッチがオンすると選択された容量素子が圧電発振器10の負荷容量となる。   The plurality of capacitive elements 130 are connected to at least one side of the input / output of the piezoelectric vibrator 100. In this embodiment, the piezoelectric vibrator 100 is connected to the input side. The plurality of capacitive elements 130 are provided corresponding to the plurality of switches 120, and the selected capacitive element becomes the load capacitance of the piezoelectric oscillator 10 when the corresponding switch is turned on.

選択接続処理部20は、温度センサー40の温度情報に対応して圧電発振器10の温度特性を補償するように複数のスイッチ120のオン/オフ制御を行なうことにより、容量素子の選択接続処理を行う。   The selective connection processing unit 20 performs the selective connection processing of the capacitive elements by performing on / off control of the plurality of switches 120 so as to compensate the temperature characteristics of the piezoelectric oscillator 10 in accordance with the temperature information of the temperature sensor 40. .

補償電圧発生部30は、温度センサー40の温度情報に対応して圧電振動子100の温度特性を補償する補償電圧を生成し、可変容量素子110に印加する。本実施形態の温度補償型圧電発振器1では、補償電圧発生部30は、温度変化に対して圧電発振器10の周波数偏差が小さくなるように設定された補償電圧を可変容量素子110に印加し、温度に対し連続的に可変容量素子の容量を変化させるというアナログ制御を行なっている。   The compensation voltage generator 30 generates a compensation voltage that compensates for the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 100 according to the temperature information of the temperature sensor 40, and applies the compensation voltage to the variable capacitor 110. In the temperature-compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment, the compensation voltage generator 30 applies a compensation voltage set so that the frequency deviation of the piezoelectric oscillator 10 is small with respect to the temperature change to the variable capacitance element 110, and the temperature In contrast, analog control is performed in which the capacitance of the variable capacitance element is continuously changed.

これにより、補償電圧発生部30が発振回路内の可変容量素子110に補償電圧を印加することにより、圧電振動子100の温度特性を打ち消すように負荷容量CLが変化するため、うまく打ち消しあって発振回路としては温度に対する周波数変化を小さくした周波数温度特性を得る事ができる。補償電圧発生回路30は補償電圧カーブをメモリー70を使って調整できるようにし、製品化の際はメモリー70を使って補償電圧カーブを圧電振動子100の温度特性を打ち消すために最適となるように調整してもよい。   As a result, the compensation voltage generator 30 applies the compensation voltage to the variable capacitance element 110 in the oscillation circuit, so that the load capacitance CL changes so as to cancel the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 100. As a circuit, it is possible to obtain a frequency temperature characteristic in which a frequency change with respect to temperature is reduced. The compensation voltage generating circuit 30 can adjust the compensation voltage curve by using the memory 70, and when the product is commercialized, the compensation voltage curve is optimized to cancel the temperature characteristic of the piezoelectric vibrator 100 by using the memory 70. You may adjust.

ここにおいて、補償電圧発生部30は、無補償時における圧電発振器10の発振周波数の温度特性を表すカーブを近似n次関数で表し、近似n次関数となる補償電圧を出力し、温度補償を行うようにしてもよい。   Here, the compensation voltage generator 30 represents a curve representing the temperature characteristics of the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator 10 when no compensation is performed, by an approximate n-order function, and outputs a compensation voltage that is an approximate n-order function to perform temperature compensation. You may do it.

例えば、近似n次関数となる補償電圧を出力する場合には、0次成分発生部と、温度情報に応じた1次成分発生部、3次成分発生部、4次成分発生部、・・・、n−1次成分発生部、n次成分発生部の各出力とを加算して出力するようにしてもよい。   For example, when outputting a compensation voltage that is an approximate n-order function, a zero-order component generation unit, a primary component generation unit according to temperature information, a third-order component generation unit, a fourth-order component generation unit,... The outputs of the n−1 order component generator and the n order component generator may be added and output.

本実施形態の温度補償型圧電発振器1によれば、選択接続処理部20は、温度情報に対応して複数のスイッチ120のオン/オフ制御を行う。これにより、複数のスイッチ120に対応して設けられた複数の容量素子130を切り替えて圧電発振器10の負荷容量CLを変化させる。このようにして、温度変化に対して圧電発振器10の周波数偏差が小さくなるように温度補償を行うことができる。なお、複数の容量素子130と複数のスイッチ120の直列接続において、複数の容量素子130とスイッチ120の配置を互いに入れ替えても良い。   According to the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment, the selective connection processing unit 20 performs on / off control of the plurality of switches 120 corresponding to the temperature information. Accordingly, the load capacitance CL of the piezoelectric oscillator 10 is changed by switching the plurality of capacitive elements 130 provided corresponding to the plurality of switches 120. In this way, temperature compensation can be performed so that the frequency deviation of the piezoelectric oscillator 10 becomes smaller with respect to temperature changes. Note that in the series connection of the plurality of capacitive elements 130 and the plurality of switches 120, the arrangement of the plurality of capacitive elements 130 and the switches 120 may be interchanged.

図2(A)は、圧電振動子100を使った無補償時における、圧電発振器の周波数偏差の温度特性を表したグラフである。図2(B)は、補償電圧発生部30による温度補償を行った場合の圧電発振器10の周波数の温度特性を表したグラフである。図2(B)によれば、圧電振動子100を使った無補償時の温度特性を、±1.5ppm程度まで補償されている。圧電振動子の温度特性は低温・高温になるほど変化が大きくなるため、低温・高温では補償精度が劣化する。   FIG. 2A is a graph showing the temperature characteristics of the frequency deviation of the piezoelectric oscillator when there is no compensation using the piezoelectric vibrator 100. FIG. 2B is a graph showing temperature characteristics of the frequency of the piezoelectric oscillator 10 when temperature compensation is performed by the compensation voltage generator 30. According to FIG. 2B, the temperature characteristics without compensation using the piezoelectric vibrator 100 are compensated to about ± 1.5 ppm. Since the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator change as the temperature becomes lower and higher, the compensation accuracy deteriorates at lower and higher temperatures.

このため、本実施形態の温度補償型圧電発振器1では、補償電圧発生部30が出力する補償電圧により補償された圧電発振器10の周波数の温度特性を、選択接続処理部20により複数の容量素子130を切り替え、さらに補償するようにしている。   For this reason, in the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment, the temperature characteristics of the frequency of the piezoelectric oscillator 10 compensated by the compensation voltage output from the compensation voltage generating unit 30 are converted into a plurality of capacitive elements 130 by the selective connection processing unit 20. To compensate further.

図2(C)は、図2(B)で補償電圧発生部30による温度補償が行われた後に、スイッチ切り替えにより負荷容量CLを変化させて温度補償を行った場合の圧電発振器10の周波数温度特性を表したグラフである。低温・高温部でも精度が得られ、±0.5ppmまで安定化される。   FIG. 2C shows the frequency temperature of the piezoelectric oscillator 10 when the temperature compensation is performed by changing the load capacitance CL by switching the switch after the temperature compensation by the compensation voltage generator 30 in FIG. 2B. It is a graph showing the characteristic. Accuracy is obtained even at low and high temperatures, and it is stabilized to ± 0.5 ppm.

以下に、選択接続処理部20の処理の詳細を説明する。   Details of the processing of the selective connection processing unit 20 will be described below.

図2(B)に示したように、補償電圧発生部30による温度補償によれば、例えば、摂氏0度から摂氏60度までは温度特性を±0.5ppmにできるので、低温・高温部(例えば摂氏0度より低い場合と摂氏60度より高い場合)に限定してスイッチで容量バンクを切り替え、負荷容量CL変化による温度補償を行えばよい。   As shown in FIG. 2B, according to the temperature compensation by the compensation voltage generator 30, for example, the temperature characteristic can be ± 0.5 ppm from 0 degrees Celsius to 60 degrees Celsius. For example, only when the temperature is lower than 0 degrees Celsius and when the temperature is higher than 60 degrees Celsius, the capacity bank may be switched by a switch, and temperature compensation may be performed by changing the load capacity CL.

また、選択接続処理部20は、温度情報が、圧電振動子100の動作可能温度範囲に含まれる第1の温度(例えば、摂氏0度)以下の場合及び第1の温度より高い第2(例えば、摂氏60度)の温度以上の場合の少なくとも一方において容量素子の選択接続制御としてのオン/オフ制御を行うようにしてもよい。   Further, the selective connection processing unit 20 performs the case where the temperature information is equal to or lower than the first temperature (for example, 0 degrees Celsius) included in the operable temperature range of the piezoelectric vibrator 100 and the second (for example, higher than the first temperature). The on / off control as the selective connection control of the capacitive element may be performed at least in the case where the temperature is equal to or higher than 60 degrees Celsius.

このように、本実施形態の温度補償型圧電発振器1によれば、圧電振動子100の温度特性は、補償電圧発生部30による温度補償が行われると、図2(B)のように補償される。従って、容量バンクの変化による温度補償は、図2(B)の圧電発振器10の温度特性に対して行うことにより、幅広い温度帯域にわたり高精度の温度補償を行うことができる。   As described above, according to the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of this embodiment, the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 100 are compensated as shown in FIG. 2B when the temperature compensation is performed by the compensation voltage generator 30. The Therefore, the temperature compensation by the change of the capacitor bank is performed on the temperature characteristics of the piezoelectric oscillator 10 in FIG. 2B, so that highly accurate temperature compensation can be performed over a wide temperature band.

具体的には、図2(C)で示すように、図9(B)のような従来のデジタル方式で見られたスイッチの切り替えによる不連続性も改善され、従来のアナログ方式で見られた図11(B)のような低温側と高温側での温度補償の精度の劣化も改善される。   Specifically, as shown in FIG. 2 (C), the discontinuity due to switching of the switches as seen in the conventional digital method as shown in FIG. 9 (B) was also improved, and was seen in the conventional analog method. The deterioration in accuracy of temperature compensation on the low temperature side and the high temperature side as shown in FIG. 11B is also improved.

以上のように、従来のデジタル方式では圧電振動子100の温度特性を±15ppmから±0.5ppmへ補償するには、約3/100に圧縮する必要があるが、本実施形態の温度補償型圧電発振器1によれば、補償電圧発生部30による温度補償後の±1.5ppmを約1/3に圧縮すればよいことになる。   As described above, in the conventional digital system, in order to compensate the temperature characteristic of the piezoelectric vibrator 100 from ± 15 ppm to ± 0.5 ppm, it is necessary to compress it to about 3/100. According to the piezoelectric oscillator 1, ± 1.5 ppm after temperature compensation by the compensation voltage generator 30 may be compressed to about 1 /.

従って、本実施形態の温度補償型圧電発振器1によれば、従来のデジタル方式のみで圧電振動子の温度特性を±0.5ppmとなるように温度補償を行う場合より、複数のスイッチ120や複数の容量素子130の数を減らすことができ、またそれを制御するメモリーも減らすことができる。   Therefore, according to the temperature-compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment, a plurality of switches 120 and a plurality of switches are used, compared to the case where temperature compensation is performed so that the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator become ± 0.5 ppm only by the conventional digital method. The number of capacitive elements 130 can be reduced, and the memory for controlling them can also be reduced.

また、図3に示すように、本実施形態の温度補償型圧電発振器1では、補償電圧発生部30と可変容量素子110の接続箇所と、複数のスイッチ120と複数の容量素子130と選択接続処理部20との接続箇所を入れ替えて構成しても同様の効果が得られる。具体的には、補償電圧発生部30と可変容量素子110とを圧電振動子100の出力側に接続し、複数のスイッチ120と複数の容量素子130と選択接続処理部20とを圧電振動子100の入力側に接続する構成としても同様の効果が得られる。   As shown in FIG. 3, in the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment, the connection location of the compensation voltage generator 30 and the variable capacitance element 110, the plurality of switches 120, and the plurality of capacitance elements 130 are selectively connected. The same effect can be obtained even if the connection place with the unit 20 is replaced. Specifically, the compensation voltage generation unit 30 and the variable capacitance element 110 are connected to the output side of the piezoelectric vibrator 100, and the plurality of switches 120, the plurality of capacitance elements 130, and the selective connection processing unit 20 are connected to the piezoelectric vibrator 100. A similar effect can be obtained by connecting to the input side.

また、圧電振動子100の入出力のいずれか一方側に、可変容量素子110及び複数の容量素子130を接続するようにしても良い。   Further, the variable capacitance element 110 and the plurality of capacitance elements 130 may be connected to one of the input and output sides of the piezoelectric vibrator 100.

また、図4に示すように、本実施形態の温度補償型圧電発振器1では、補償電圧発生部30、可変容量素子110と、複数の容量素子130、複数のスイッチ120、選択接続処理部20とを圧電振動子100の入力側と出力側に、接続する構成としても同様の効果が得られる。   As shown in FIG. 4, in the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment, the compensation voltage generation unit 30, the variable capacitance element 110, the plurality of capacitance elements 130, the plurality of switches 120, the selective connection processing unit 20, The same effect can be obtained by connecting the piezoelectric vibrator 100 to the input side and the output side of the piezoelectric vibrator 100.

これらの回路構成は一例であり、これに限ったものではない。   These circuit configurations are examples, and are not limited thereto.

図5は、本実施形態の温度補償型圧電発振器1のより具体的な構成例である。   FIG. 5 is a more specific configuration example of the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment.

本実施形態の温度補償型圧電発振器1は、圧電発振部10と、補償電圧発生部30と、温度センサー40と、A/Dコンバーター50と、選択接続処理部20と、第1の記憶部80と、第2の記憶部60を含んで構成してもよい。図1と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。   The temperature compensated piezoelectric oscillator 1 according to the present embodiment includes a piezoelectric oscillation unit 10, a compensation voltage generation unit 30, a temperature sensor 40, an A / D converter 50, a selective connection processing unit 20, and a first storage unit 80. The second storage unit 60 may be included. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

温度センサー40は、温度を検出し、検出した結果を出力する。温度センサー40は、温度に依存するアナログ信号を出力する。   The temperature sensor 40 detects the temperature and outputs the detected result. The temperature sensor 40 outputs an analog signal that depends on the temperature.

補償電圧発生部30は、前述したように、温度センサー40の出力に対応付けて圧電振動子100の温度特性を補償するように補償電圧を変化させて、可変容量素子110に印加する。   As described above, the compensation voltage generator 30 changes the compensation voltage so as to compensate the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 100 in association with the output of the temperature sensor 40 and applies the compensation voltage to the variable capacitance element 110.

加えて、補償電圧発生部30は、その出力電圧を圧電振動子100の温度特性を最適に補償するように調整され、その情報は第1の記憶部80のメモリー領域82に格納されている。発振時は第1の記憶部80のメモリー領域82に記憶された条件の元、回路が動作して温度補償が行なわれる。なお、第1の記憶部80は、図1のメモリー70に相当する。   In addition, the compensation voltage generating unit 30 is adjusted so that the output voltage is optimally compensated for the temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 100, and the information is stored in the memory area 82 of the first storage unit 80. At the time of oscillation, the circuit operates and temperature compensation is performed under the conditions stored in the memory area 82 of the first storage unit 80. The first storage unit 80 corresponds to the memory 70 of FIG.

補償電圧の調整は、具体的には、以下のように行われる。   Specifically, the compensation voltage is adjusted as follows.

補償電圧発生部30を構成する回路内部の、基準電圧やオフセット電圧、オペアンプのゲインなどをあらかじめ調整できるように設計しておき、第1の記憶部80のメモリー領域82に記憶された情報に基づき、オン/オフ可能な切り替えスイッチを内部に設け、電圧値やアンプのゲイン(抵抗比)などを変更できる調整回路によって行う。   The reference voltage, the offset voltage, the gain of the operational amplifier, and the like inside the circuit constituting the compensation voltage generating unit 30 are designed so as to be adjusted in advance, and based on the information stored in the memory area 82 of the first storage unit 80. An on / off changeover switch is provided inside and an adjustment circuit that can change a voltage value, an amplifier gain (resistance ratio), and the like is used.

補償電圧発生部30は、温度センサー40の電圧に従い補償電圧が出力されるが、この出力電圧は調整回路によって傾きやオフセット値が変えられるようになっている。これによって、圧電振動子100の特性ばらつきにも個々に対応できるよう構成されている。   The compensation voltage generator 30 outputs a compensation voltage according to the voltage of the temperature sensor 40, and the slope and offset value of this output voltage can be changed by an adjustment circuit. As a result, the piezoelectric vibrator 100 can be individually adapted to variations in characteristics.

ここで第1の記憶部80のメモリー領域82には、アンプのゲインなど回路定数を決めるための情報が格納されていて、温度変化に対して補償電圧発生部の回路状態が変わるものではない。   Here, the memory area 82 of the first storage unit 80 stores information for determining circuit constants such as the gain of the amplifier, and the circuit state of the compensation voltage generator does not change with respect to temperature changes.

A/Dコンバーター50は、温度センサー40の検出結果をデジタルデータに変換する。   The A / D converter 50 converts the detection result of the temperature sensor 40 into digital data.

第2の記憶部60は、温度情報と、圧電発振部10に含まれる複数のスイッチ120のうち選択すべきスイッチの情報との対応を規定したスイッチ選択テーブル62が記憶されている。例えば、温度情報が摂氏マイナス10度を表している場合には、摂氏マイナス10度の温度情報に対応してスイッチ選択テーブル62からオンすべきスイッチの情報が選択される。なお、第2の記憶部80は、図1のデジタルメモリー90に相当する。   The second storage unit 60 stores a switch selection table 62 that defines the correspondence between temperature information and information on switches to be selected from among the plurality of switches 120 included in the piezoelectric oscillation unit 10. For example, when the temperature information represents minus 10 degrees Celsius, the switch information to be turned on is selected from the switch selection table 62 corresponding to the temperature information of minus 10 degrees Celsius. Note that the second storage unit 80 corresponds to the digital memory 90 of FIG.

スイッチ選択テーブル62のスイッチの情報は、バスデータであってもよい。   The switch information in the switch selection table 62 may be bus data.

選択接続処理部20は、スイッチ選択テーブル62によるデータをデコードし、複数のスイッチ120のうち、デコード値に対応するスイッチをオンする選択接続処理を行う。これにより、複数の容量素子130の組み合わせが変化し、負荷容量CLが変化する。   The selective connection processing unit 20 decodes data based on the switch selection table 62 and performs a selective connection process for turning on the switch corresponding to the decoded value among the plurality of switches 120. As a result, the combination of the plurality of capacitive elements 130 changes, and the load capacitance CL changes.

以上のように、本実施の温度補償型圧電発振器1は、補償電圧発生回路30により生成される補償電圧を可変容量素子110に印加してアナログ的に負荷容量CLを変化させて温度補償する機能と、選択接続処理部20と、複数の容量素子130を使ってデジタル的に負荷容量CLを変化させる機能を有することで、図2(C)のような圧電発振器10の周波数温度特性を実現できる。   As described above, the temperature-compensated piezoelectric oscillator 1 according to the present embodiment has a function of applying the compensation voltage generated by the compensation voltage generation circuit 30 to the variable capacitance element 110 and changing the load capacitance CL in an analog manner to perform temperature compensation. In addition, by having the function of changing the load capacitance CL digitally using the selective connection processing unit 20 and the plurality of capacitive elements 130, the frequency temperature characteristics of the piezoelectric oscillator 10 as shown in FIG. 2C can be realized. .

2.電子機器
図6のノートパソコン1000、および図7の携帯電話機2000は、本発明に係る温度補償型圧電発振器1が電子機器の例を示す外観図である。本実施形態の温度補償型圧電発振器1により、信頼性の高い電子機器が実現できる。
2. Electronic Device The notebook computer 1000 of FIG. 6 and the mobile phone 2000 of FIG. 7 are external views showing an example of the electronic device of the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 according to the present invention. With the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 of the present embodiment, a highly reliable electronic device can be realized.

本発明に係る温度補償型圧電発振器1が組み込まれる電子機器としては、デジタルスチルカメラ、腕時計、および携帯情報機器に限らず、電子手帳、ページャ、POS端末、ICカード、ミニディスクプレーヤ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)およびエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ノート型パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッチパネルを備えた装置、時計など様々な電子機器が考えられる。   The electronic device in which the temperature compensated piezoelectric oscillator 1 according to the present invention is incorporated is not limited to a digital still camera, a wristwatch, and a portable information device, but an electronic notebook, pager, POS terminal, IC card, minidisc player, liquid crystal projector, Multimedia compatible personal computer (PC) and engineering workstation (EWS), notebook personal computer, word processor, TV, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorder, electronic notebook, electronic desk calculator, car navigation system, Various electronic devices such as a device equipped with a touch panel and a watch are conceivable.

なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。   In addition, this invention is not limited to this embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

1 温度補償型圧電発振器、10 圧電発振部、20 選択接続処理部20、30 補償電圧発生部、40 温度センサー、50 A/Dコンバーター、60 第2の記憶部、62 スイッチ選択テーブル、80 第1の記憶部、100 圧電振動子、110 可変容量素子、120 複数のスイッチ、130 複数の容量素子、200 スイッチ、210 容量バンク、220 デジタルメモリー、300 可変容量素子、 310 補償電圧発生回路、320 メモリー、330 水晶振動子、140 増幅器、150 フィードバック抵抗、1000 ノートパソコン、2000 携帯電話 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Temperature compensation type | mold piezoelectric oscillator, 10 Piezoelectric oscillation part, 20 Selection connection process part 20, 30 Compensation voltage generation part, 40 Temperature sensor, 50 A / D converter, 60 2nd memory | storage part, 62 Switch selection table, 80 1st Storage unit, 100 piezoelectric vibrator, 110 variable capacitance element, 120 plural switches, 130 plural capacitance elements, 200 switch, 210 capacitance bank, 220 digital memory, 300 variable capacitance element, 310 compensation voltage generation circuit, 320 memory, 330 crystal oscillator, 140 amplifier, 150 feedback resistor, 1000 notebook computer, 2000 mobile phone

Claims (8)

増幅器と、
圧電振動子と、
該圧電振動子の入出力の少なくとも一方側に接続され、印加電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、
前記圧電振動子の入出力の少なくとも一方側に選択接続可能に設けられた複数の容量素子と、
を含み、発振信号を出力する圧電発振部と、
温度情報を出力する手段と、
前記複数の容量素子から前記温度情報に対応した容量素子を前記圧電振動子の入出力の少なくとも一方側に選択接続し、前記発振信号の周波数を温度補償するための選択接続処理を行う選択接続処理部と、
前記温度情報に対応して前記発振信号の周波数を温度補償する補償電圧を前記可変容量素子に印加する補償電圧発生部と、
を含むことを特徴とする温度補償型圧電発振器。
An amplifier;
A piezoelectric vibrator;
A variable capacitance element that is connected to at least one side of the input / output of the piezoelectric vibrator and whose capacitance changes according to an applied voltage;
A plurality of capacitive elements provided so as to be selectively connectable to at least one side of the input / output of the piezoelectric vibrator;
A piezoelectric oscillation unit that outputs an oscillation signal, and
Means for outputting temperature information;
Selective connection processing for selectively connecting a capacitive element corresponding to the temperature information from the plurality of capacitive elements to at least one of input and output of the piezoelectric vibrator, and performing selective connection processing for temperature compensation of the frequency of the oscillation signal And
A compensation voltage generator that applies a compensation voltage to the variable capacitor to compensate the temperature of the oscillation signal in response to the temperature information;
A temperature-compensated piezoelectric oscillator comprising:
請求項1において、
前記圧電発振部は、
前記複数の容量素子にそれぞれ直列接続された複数のスイッチを備え、
該複数のスイッチは、
前記圧電振動子の入出力の少なくとも一方側と接地との間に接続され、
前記選択接続処理部は、
前記複数のスイッチのオン/オフにより前記複数の容量素子の選択接続処理を行うことを特徴とする温度補償型圧電発振器。
In claim 1,
The piezoelectric oscillation unit is
A plurality of switches each connected in series to the plurality of capacitive elements;
The plurality of switches are:
It is connected between at least one side of the input / output of the piezoelectric vibrator and the ground,
The selective connection processing unit
A temperature-compensated piezoelectric oscillator, wherein the plurality of capacitive elements are selectively connected by turning on / off the plurality of switches.
請求項1又は2において、
前記選択接続処理部は、
前記補償電圧発生部が出力する前記補償電圧により温度補償された前記発振信号の周波数をさらに温度補償するように、前記複数の容量素子の選択接続処理を行うことを特徴とする温度補償型圧電発振器。
In claim 1 or 2,
The selective connection processing unit
A temperature-compensated piezoelectric oscillator characterized by performing a selective connection process of the plurality of capacitive elements so as to further temperature-compensate the frequency of the oscillation signal that has been temperature-compensated by the compensation voltage output from the compensation voltage generator. .
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記温度情報は、
前記圧電振動子の動作可能温度範囲に含まれる第1の温度以下の低温領域及び前記動作温度範囲に含まれる前記第1の温度より高い第2の温度以上の高温領域の少なくとも一方に含まれ、
前記選択接続処理部は、
前記温度情報に基づき、前記低温領域及び前記高温領域の少なくとも一方において前記選択接続処理を行うことを特徴とする温度補償型圧電発振器。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The temperature information is
Included in at least one of a low temperature region below a first temperature included in the operable temperature range of the piezoelectric vibrator and a high temperature region above a second temperature higher than the first temperature included in the operating temperature range,
The selective connection processing unit
A temperature-compensated piezoelectric oscillator, wherein the selective connection processing is performed in at least one of the low temperature region and the high temperature region based on the temperature information.
請求項4において、
前記第1の温度は、
摂氏0度であることを特徴とする温度補償型圧電発振器。
In claim 4,
The first temperature is
A temperature-compensated piezoelectric oscillator characterized by being 0 degrees Celsius.
請求項4又は5において、
前記第2の温度は、
摂氏60度であることを特徴とする温度補償型圧電発振器。
In claim 4 or 5,
The second temperature is
A temperature-compensated piezoelectric oscillator having a temperature of 60 degrees Celsius.
請求項1乃至6のいずれかにおいて、
温度情報を出力する手段は、
前記圧電振動子に関連付けた温度を検出する温度センサーを含み、
前記温度情報は、
前記温度センサーが出力することを特徴とする温度補償型圧電発振器。
In any one of Claims 1 thru | or 6.
The means for outputting temperature information is
A temperature sensor for detecting a temperature associated with the piezoelectric vibrator;
The temperature information is
A temperature compensated piezoelectric oscillator, wherein the temperature sensor outputs.
請求項1乃至7のいずれかに記載の温度補償型圧電発振器を含むことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the temperature compensated piezoelectric oscillator according to claim 1.
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