JP2014062812A - 温度センサー及び温度補償発振器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度センサーは、振動子10と、振動子10を第1振動モードで振動させるための第1発振回路OS1と、振動子を第2振動モードで振動させるための第2発振回路OS2と、振動子10を第1発振回路OS1又は第2発振回路OS2に接続する切替回路SW1と、切替回路SW1等を制御する制御回路16とを備え、振動子10が接続されている状態にある第1発振回路OS1から出力される信号と、振動子10が接続されている状態にある第2発振回路OS2から出力される信号とに基づき、それらの信号の周波数差を示す情報を生成して温度情報として出力する。
【選択図】図3
Description
振動子と、
前記振動子を第1振動モードで振動させるための第1発振回路と、
前記振動子を前記第1振動モードとは異なる第2振動モードで振動させるための第2発振回路と、
前記振動子を前記第1発振回路又は前記第2発振回路に接続する切替回路と、
前記振動子に前記第1発振回路と前記第2発振回路とが交互に接続されるように前記切替回路を制御する制御回路と、
前記振動子が接続されている状態にある前記第1発振回路から出力される信号と、前記振動子が接続されている状態にある前記第2発振回路から出力される信号とに基づき、それらの信号の周波数差を示す情報を生成して前記振動子に関する温度情報として出力する温度情報出力回路と、
を備える。
前記温度情報に基づき、前記振動子の温度補償を行って、前記振動子と前記第1発振回路とを含む第1発振器又は前記振動子と前記第2発振回路を含む第2発振器が生成する周波数の信号を出力する。
図3に、本発明の第1実施形態としての温度センサーの構成を示す。
・第1発振回路OS1の出力を切替回路SW3に供給し(第1発振回路OS1の出力端子と切替回路SW3の入力端子とを接続し)、第2発振回路OS2の出力を切替回路SW4に供給しない(第2発振回路OS2の出力端子をどの端子とも接続しない)状態
・第1発振回路OS1の出力を切替回路SW3に供給せずに、第2発振回路OS2の出力を切替回路SW4に供給する状態(図3に示してある状態)
遅延回路DL3及びDL4の出力が同位相となるレベルの信号となっている。
入力されるようになる。そして、タンク回路TN2は、切替回路SW2の状態変更前に入力されていた信号(水晶振動子10と接続されている第1発振回路OS1の出力信号)と同周波数の信号を出力し続けている(図4参照)。従って、切替回路SW8の状態変更後にも、ローパスフィルタ14から、水晶振動子10の温度を表す温度情報が出力されることになる。
図10に、本発明の第2実施形態としての温度センサーの構成を示す。
、第1実施形態に係る温度センサーの同名・同符号の構成要素と同じものである。
図11に、本発明の第3実施形態としての温度センサーの構成を示す。
図12に、本発明の第4実施形態としての温度補償発振器の構成を示す。尚、この温度補償発振器は、切替回路SW8の出力が、発振器の出力として使用される装置である。
イオード31、可変容量ダイオード32が設けられている。また、温度補償発振器は、ローパスフィルタ14の出力を積分する積分器33を備えている。
上記した装置(温度センサー、温度補償発振器)は、各種の変形を行うことが出来るものである。例えば、第1実施形態に係る温度センサー(図3)の切替回路SW2以降の部分を、同機能の、ADコンバータ、プロセッサ等からなる回路に置き換えることが出来る。また、各温度センサー、温度補償発振器を、水晶振動子10の代わりにセラミック振動子が用いられたものに変形することも出来る。
振動子と、
前記振動子を第1振動モードで振動させるための第1発振回路と、
前記振動子を前記第1振動モードとは異なる第2振動モードで振動させるための第2発振回路と、
前記振動子を前記第1発振回路又は前記第2発振回路に接続する切替回路と、
前記振動子に前記第1発振回路と前記第2発振回路とが交互に接続されるように前記切替回路を制御する制御回路と、
前記振動子が接続されている状態にある前記第1発振回路から出力される信号と、前記振動子が接続されている状態にある前記第2発振回路から出力される信号とに基づき、それらの信号の周波数差を示す情報を生成して前記振動子に関する温度情報として出力する温度情報出力回路と、
を備えることを特徴とする温度センサー。
第1乃至第4のタンク回路と、
前記第1発振回路から出力される信号を前記第1のタンク回路又は前記第2のタンク回路に供給する第1切替回路と、
前記第2発振回路から出力される信号を前記第3のタンク回路又は前記第4のタンク回路に供給する第2切替回路と、
前記第1のタンク回路又は前記第2のタンク回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第3切替回路と、
前記第3のタンク回路又は前記第4のタンク回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第4切替回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、
前記振動子の接続先の前記第1発振回路への切り替え時に、前記第1発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第1切替回路を制御する第1制御処理と、当該第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第3切替回路を制御する第3制御処理とを行い、前記振動子の接続先の前記2発振回路への切り替え時に、前記第2発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第2切替回路を制御する第2制御処理と、当該第2制御処理により前記第2発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第4切替回路を制御する第4制御処理とを行い、
前記温度情報出力回路は、
前記第3切替回路及び前記第4切替回路から供給される2信号を混合するミキサを含む
ことを特徴とする付記1に記載の温度センサー。
第1乃至第4のタンク回路と、
前記第1発振回路から出力される信号を前記第1のタンク回路又は前記第2のタンク回路に供給する第1切替回路と、
前記第2発振回路から出力される信号を前記第3のタンク回路又は前記第4のタンク回路に供給する第2切替回路と、
それぞれ、前記第1乃至前記第4のタンク回路から出力される信号が入力された、遅延量が制御可能な第1乃至第4の遅延回路と、
前記第1の遅延回路又は前記第2の遅延回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第3切替回路と、
前記第3の遅延回路又は前記第4の遅延回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第4切替回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、
前記振動子の接続先の前記第1発振回路への切り替え時に、前記第1発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第1切替回路を制御する第1制御処理と、当該第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている、前記第1及び第2の遅延回路の中の遅延回路から出力される信号と、前記第1及び第2の遅延回路の中の他方の遅延回路から出力される信号との間に位相差がなくなるように当該他方の遅延回路の遅延量を制御する第1位相調整処理と、前記第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている遅延回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第3切替回路を制御する第3制御処理とを、この順に行い、前記振動子の接続先の前記第2発振回路への切り替え時に、前記第2発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第2切替回路を制御する第2制御処理と、当該第2制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている、前記第3及び第4の遅延回路の中の遅延回路から出力される信号と前記第3及び第4の遅延回路の中の他方の遅延回路から出力される信号との間に位相差がなくなるように当該他方の遅延回路の遅延量を制御する第2位相調整処理と、当該第2制御処理により前記第2発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている遅延回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第4切替回路を制御する第4制御処理とを、この順に行う
ことを特徴とする付記1に記載の温度センサー。
前記制御回路は、
前記振動子の接続先を前記第1発振回路へ切り替えた時点から第1時間が経過したときに、前記第1制御処理を行い、前記振動子の接続先を前記第2発振回路へ切り替えた時点から前記第1時間が経過したときに、前記第2制御処理を行う
ことを特徴とする付記2又は3に記載の温度センサー。
前記第1のタンク回路から出力される信号と前記第2のタンク回路から出力される信号との間の位相差を検出し、検出結果に応じた遅延量の制御信号を出力する第1位相比較回路と、
前記第3のタンク回路から出力される信号と前記第4のタンク回路から出力される信号との間の位相差を検出し、検出結果に応じた遅延量の制御信号を出力する第2位相比較回路と、
前記第1位相比較回路から出力される制御信号を前記第1遅延回路又は前記第2遅延回路に供給する第5切替回路と、
前記第2位相比較回路から出力される制御信号を前記第3遅延回路又は前記第4遅延回路に供給する第6切替回路と、
をさらに備え、
前記制御回路が行う前記第1位相調整処理、前記第2位相調整処理が、それぞれ、前記第5切替回路、前記第6切替回路を制御する処理である
ことを特徴とする付記3に記載の温度センサー。
前記第1発振回路から出力される信号が入力された第1タンク回路と、
前記第2発振回路から出力される信号が入力された第2タンク回路と、
をさらに備え、
前記温度情報出力回路が、
第1タンク回路から出力される信号と前記第2タンク回路から出力される信号とを混合してビート信号を生成するミキサを含む
ことを特徴とする付記1に記載の温度センサー。
前記第1発振回路から出力される信号を遅延させる遅延回路を、さらに備え、
前記温度情報出力回路が、
前記振動子が接続されている状態にある前記第2発振回路から出力される信号と、前記遅延回路により遅延された、前記振動子が接続されている状態にある前記第1発振回路から出力される信号とを混合してビート信号を生成するミキサを含む
ことを特徴とする付記1に記載の温度センサー。
付記1から5のいずれか一項に記載の温度センサーを含み、
前記温度情報に基づき、前記振動子の温度補償を行って、前記振動子と前記第1発振回路とを含む第1発振器又は前記振動子と前記第2発振回路を含む第2発振器が生成する周波数の信号を出力する
ことを特徴とする温度補償発振器。
振動子と、
前記振動子を第1振動モードで振動させるための第1発振回路と、
前記振動子を前記第1振動モードとは異なる第2振動モードで振動させるための第2発振回路と、
前記振動子を前記第1発振回路又は前記第2発振回路に接続する切替回路と、
前記振動子に前記第1発振回路と前記第2発振回路とが交互に接続されるように前記切替回路を制御する制御回路と、
第1乃至第4のタンク回路と、
前記第1発振回路から出力される信号を前記第1のタンク回路又は前記第2のタンク回路に供給する第1切替回路と、
前記第2発振回路から出力される信号を前記第3のタンク回路又は前記第4のタンク回路に供給する第2切替回路と、
それぞれ、前記第1乃至前記第4のタンク回路から出力される信号が入力された、遅延量が制御可能な第1乃至第4の遅延回路と、
供給された2信号を混合してビート信号を生成するミキサと、
前記ミキサにより生成されたビート信号から前記2信号の周波数差を示す成分を抽出して前記振動子に関する温度情報として出力するフィルタと、
前記第1の遅延回路又は前記第2の遅延回路から出力される信号を前記ミキサに供給する第3切替回路と、
前記第3の遅延回路又は前記第4の遅延回路から出力される信号を前記ミキサに供給する第4切替回路と、
前記ミキサにより生成されたビート信号に基づき、前記振動子と前記第1発振回路とを含む第1発振器と、前記振動子と前記第2発振回路とを含む第2発振器とのそれぞれに対する温度補償制御を行う温度補償制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記振動子の接続先の前記第1発振回路への切り替え時に、前記第1発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第1切替回路を制御する第1制御処理と、当該第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている、前記第1及び第2の遅延回路の中の遅延回路から出力される信号と、前記第1及び第2の遅延回路の中の他方の遅延回路から出力される信号との間に位相差がなくなるように当該他方の遅延回路の遅延量を制御する第1位相調整処理と、前記第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている遅延回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第3切替回路を制御する第3制御処理とを、この順に行い、前記振動子の接続先の前記第2発振回路への切り替え時に、前記第2発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第2切替回路を制御する第2制御処理と、当該第2制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている、前記第3及び第4の遅延回路の中の遅延回路から出力される信号と前記第3及び第4の遅延回路の中の他方の遅延回路から出力される信号との間に位相差がなくなるように当該他方の遅延回路の遅延量を制御する第2位相調整処理と、当該第2制御処理により前記第2発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている遅延回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第4切替回路を制御する第4制御処理とを、この順に行う
ことを特徴とする温度補償発振器。
前記制御回路は、
前記振動子の接続先を前記第1発振回路へ切り替えた時点から第1時間が経過したときに、前記第1制御処理を行い、前記振動子の接続先を前記第2発振回路へ切り替えた時点から前記第1時間が経過したときに、前記第2制御処理を行う
ことを特徴とする付記9に記載の温度補償発振器。
前記第1のタンク回路から出力される信号と前記第2のタンク回路から出力される信号との間の位相差を検出し、検出結果に応じた遅延量の制御信号を出力する第1位相比較回路と、
前記第3のタンク回路から出力される信号と前記第4のタンク回路から出力される信号との間の位相差を検出し、検出結果に応じた遅延量の制御信号を出力する第2位相比較回路と、
前記第1位相比較回路から出力される制御信号を前記第1遅延回路又は前記第2遅延回路に供給する第5切替回路と、
前記第2位相比較回路から出力される制御信号を前記第3遅延回路又は前記第4遅延回路に供給する第6切替回路と、
をさらに備え、
前記制御回路が行う前記第1位相調整処理、前記第2位相調整処理が、それぞれ、前記第5切替回路、前記第6切替回路を制御する処理である
ことを特徴とする付記9又は10に記載の温度補償発振器。
12 ミキサ
14 ローパスフィルタ
16、23 切替制御回路
21、22、TN1〜TN4 タンク回路
25、DL1〜DL4 遅延回路
33 積分器
34 温度補償制御回路
OS1 第1発振回路
OS2 第2発振回路
PC1、PC2 位相比較回路
SW1〜SW8 切替回路
Claims (6)
- 振動子と、
前記振動子を第1振動モードで振動させるための第1発振回路と、
前記振動子を前記第1振動モードとは異なる第2振動モードで振動させるための第2発振回路と、
前記振動子を前記第1発振回路又は前記第2発振回路に接続する切替回路と、
前記振動子に前記第1発振回路と前記第2発振回路とが交互に接続されるように前記切替回路を制御する制御回路と、
前記振動子が接続されている状態にある前記第1発振回路から出力される信号と、前記振動子が接続されている状態にある前記第2発振回路から出力される信号とに基づき、それらの信号の周波数差を示す情報を生成して前記振動子に関する温度情報として出力する温度情報出力回路と、
を備えることを特徴とする温度センサー。 - 第1乃至第4のタンク回路と、
前記第1発振回路から出力される信号を前記第1のタンク回路又は前記第2のタンク回路に供給する第1切替回路と、
前記第2発振回路から出力される信号を前記第3のタンク回路又は前記第4のタンク回路に供給する第2切替回路と、
前記第1のタンク回路又は前記第2のタンク回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第3切替回路と、
前記第3のタンク回路又は前記第4のタンク回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第4切替回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、
前記振動子の接続先の前記第1発振回路への切り替え時に、前記第1発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第1切替回路を制御する第1制御処理と、当該第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第3切替回路を制御する第3制御処理とを行い、前記振動子の接続先の前記2発振回路への切り替え時に、前記第2発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第2切替回路を制御する第2制御処理と、当該第2制御処理により前記第2発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第4切替回路を制御する第4制御処理とを行い、
前記温度情報出力回路は、
前記第3切替回路及び前記第4切替回路から供給される2信号を混合するミキサを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の温度センサー。 - 第1乃至第4のタンク回路と、
前記第1発振回路から出力される信号を前記第1のタンク回路又は前記第2のタンク回路に供給する第1切替回路と、
前記第2発振回路から出力される信号を前記第3のタンク回路又は前記第4のタンク回路に供給する第2切替回路と、
それぞれ、前記第1乃至前記第4のタンク回路から出力される信号が入力された、遅延量が制御可能な第1乃至第4の遅延回路と、
前記第1の遅延回路又は前記第2の遅延回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第3切替回路と、
前記第3の遅延回路又は前記第4の遅延回路から出力される信号を前記温度情報出力回路に供給する第4切替回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、
前記振動子の接続先の前記第1発振回路への切り替え時に、前記第1発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第1切替回路を制御する第1制御処理と、当該第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている、前記第1及び第2の遅延回路の中の遅延回路から出力される信号と、前記第1及び第2の遅延回路の中の他方の遅延回路から出力される信号との間に位相差がなくなるように当該他方の遅延回路の遅延量を制御する第1位相調整処理と、前記第1制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている遅延回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第3切替回路を制御する第3制御処理とを、この順に行い、前記振動子の接続先の前記第2発振回路への切り替え時に、前記第2発振回路から出力される信号の供給先が変更されるように前記第2切替回路を制御する第2制御処理と、当該第2制御処理により前記第1発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている、前記第3及び第4の遅延回路の中の遅延回路から出力される信号と前記第3及び第4の遅延回路の中の他方の遅延回路から出力される信号との間に位相差がなくなるように当該他方の遅延回路の遅延量を制御する第2位相調整処理と、当該第2制御処理により前記第2発振回路から出力される信号の供給先となったタンク回路と接続されている遅延回路から出力される信号が前記温度情報出力回路に供給されるように前記第4切替回路を制御する第4制御処理とを、この順に行う
ことを特徴とする請求項1に記載の温度センサー。 - 前記制御回路は、
前記振動子の接続先を前記第1発振回路へ切り替えた時点から第1時間が経過したときに、前記第1制御処理を行い、前記振動子の接続先を前記第2発振回路へ切り替えた時点から前記第1時間が経過したときに、前記第2制御処理を行う
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の温度センサー。 - 前記第1のタンク回路から出力される信号と前記第2のタンク回路から出力される信号との間の位相差を検出し、検出結果に応じた遅延量の制御信号を出力する第1位相比較回路と、
前記第3のタンク回路から出力される信号と前記第4のタンク回路から出力される信号との間の位相差を検出し、検出結果に応じた遅延量の制御信号を出力する第2位相比較回路と、
前記第1位相比較回路から出力される制御信号を前記第1遅延回路又は前記第2遅延回路に供給する第5切替回路と、
前記第2位相比較回路から出力される制御信号を前記第3遅延回路又は前記第4遅延回路に供給する第6切替回路と、
をさらに備え、
前記制御回路が行う前記第1位相調整処理、前記第2位相調整処理が、それぞれ、前記第5切替回路、前記第6切替回路を制御する処理である
ことを特徴とする請求項3に記載の温度センサー。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の温度センサーを含み、
前記温度情報に基づき、前記振動子の温度補償を行って、前記振動子と前記第1発振回路とを含む第1発振器又は前記振動子と前記第2発振回路を含む第2発振器が生成する周波数の信号を出力する
ことを特徴とする温度補償発振器。
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