JP2013243629A5 - 発振装置及び電子機器 - Google Patents

Description

［態様１］
本態様に係る発振装置は、発振素子を有し、第１の温度範囲の一部を含む温度補償範囲で前記発振素子の周波数温度特性を補償する温度補償型発振器と、前記発振素子の温度を前記温度補償範囲に含まれる第２の温度範囲内に制御する温度制御回路と、を含む。
［態様２］
上記態様に係る発振装置において、前記温度補償型発振器は、前記第１の温度範囲のうち、前記発振素子の周波数温度特性を一次近似した関数によって補償可能な一部の温度範囲を前記温度補償範囲に含めてもよい。
［態様３］
上記態様に係る発振装置において、前記温度補償型発振器は、前記温度補償範囲を前記第１の温度範囲の上限温度を含む高温側の一部としてもよい。
これらの態様に係る発振装置は、温度補償型発振器と温度制御回路とを含む。温度補償型発振器は、発振素子の温度に応じて周波数温度特性を補償する。温度補償型発振器は、例えばＴＣＸＯ（温度補償型水晶発振器）、シリコン発振器等である。
温度補償型発振器は、使用温度範囲、すなわち使用時における温度補償型発振器としての期待する特性が得られるべき所定温度範囲の「一部」で温度補償を行う。つまり、使用温度範囲の全てにわたる高次関数を求めて補償する必要はないので、製造時に、例えば極大値や極小値がちょうど相殺されるように調整する作業の労力が軽減される。
例えば、使用温度範囲のうち一次近似によって補償可能な一部が温度補償範囲であってもよい。このとき、２点の温度と発振周波数との関係を求めるだけでよく、調整が容易になる。そのため、製造の効率を高めることが可能である。また、一次近似で補償するため、温度補償範囲における周波数安定度を向上させることが可能である。一次近似によって補償可能な使用温度範囲の一部としては、例えば上限温度付近や下限温度付近が挙げられる（図１２（Ａ）参照）。
そして、温度制御回路は、温度調節素子によって、温度補償型発振器の発振素子の温度を温度補償範囲に含まれる所定の温度範囲内とする制御を行う。すなわち、発振素子が含まれるオーブンの温度を所定の温度範囲内に保つ。温度調節素子は、例えば熱を発する発熱素子（以下、ヒーターとする）であってもよいし、ペルチェ素子等であってもよい。
温度制御回路の制御によって、発振素子の温度は、温度補償型発振器の温度補償範囲に含まれることになる。そのため、周波数安定度を向上させた発振装置を提供することができる。このとき、ＯＣＸＯのように恒温槽を用いるわけではないため、発振装置は小型で安価である。
また、温度補償型発振器は、温度補償範囲を使用温度範囲の上限温度を含む高温側の一部としてもよい。このとき、一次近似で補償できるだけでなく、温度調節素子としてヒーターを用いることができるのでコストを抑えることができる。例えば、ヒーターをパワートランジスター１個で実現することも可能である。
［態様４］
上記態様に係る発振装置において、前記温度補償発振器は、第１の温度センサーを含み、前記温度制御回路は、前記第１の温度センサーよりも前記発振素子から離れた位置に配置されている第２の温度を測定する温度センサーを含み、前記第１の温度センサーの測定値と前記第２の温度センサーの測定値との差の大きさよりも、前記第２の温度範囲の下限温度と前記温度補償範囲の下限温度との差の大きさ、および前記温度補償範囲の上限温度と前記第２の温度範囲の上限温度との差の大きさの方が大きくてもよい。
［態様５］
上記態様に係る発振装置において、温度制御回路は、前記発振素子を加熱する発熱素子を有してもよい。
これらの態様に係る発振装置は、発振素子の温度を測定する温度センサーを含む。この温度センサーは、温度補償型発振器の内部にあるわけではないため、測定温度に誤差を含む。しかし、これらの態様に係る発振装置によると、この誤差よりも大きなマージンをとるように所定の温度範囲を設定し、誤差があってもオーブンの温度が必ず温度補償範囲内に含まれるようにする。そのため、周波数安定度を向上させた発振装置を提供することができる。また、オーブンの温度を調整するのに、温度調節素子としてヒーターを用いれば、コストを抑えることができる。
［態様６］
上記態様に係る発振装置において、前記発振素子が振動子であってもよい。
［態様７］
本態様に係る電子機器は、上記態様に係る発振装置を含む。
［適用例１］
本適用例に係る発振装置は、所定温度範囲の一部を含む温度補償範囲で周波数温度特性を補償する温度補償型発振器と、温度調節素子を備え、前記温度調節素子によって、前記温度補償型発振器の発振素子の温度を前記温度補償範囲に含まれる所定の温度範囲内とする制御を行う温度制御回路と、を含む。

Claims (7)

1. 発振素子を有し、第１の温度範囲の一部を含む温度補償範囲で前記発振素子の周波数温度特性を補償する温度補償型発振器と、
   前記発振素子の温度を前記温度補償範囲に含まれる第２の温度範囲内に制御する温度制御回路と、を含む発振装置。
2. 請求項１において、
   前記温度補償型発振器は、
   前記第１の温度範囲のうち、前記発振素子の周波数温度特性を一次近似した関数によって補償可能な一部の温度範囲を前記温度補償範囲に含める、発振装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記温度補償型発振器は、
   前記温度補償範囲を前記第１の温度範囲の上限温度を含む高温側の一部とする、発振装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、
   前記温度補償発振器は、第１の温度センサーを含み、
   前記温度制御回路は、前記第１の温度センサーよりも前記発振素子から離れた位置に配置されている第２の温度を測定する温度センサーを含み、
   前記第１の温度センサーの測定値と前記第２の温度センサーの測定値との差の大きさよりも、前記第２の温度範囲の下限温度と前記温度補償範囲の下限温度との差の大きさ、および前記温度補償範囲の上限温度と前記第２の温度範囲の上限温度との差の大きさの方が大きい、発振装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項において、
   温度制御回路は、前記発振素子を加熱する発熱素子を有する、発振装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項において、前記発振素子が振動子である、発振装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項の発振装置を含む、電子機器。