JP2015173315A - Temperature control circuit of oscillator with thermostatic bath - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、恒温槽付発振器の温度制御回路に係り、特に、安定した温度制御を実現しつつ、立ち上がりが早く、安定時にはハンチングがしにくい恒温槽付発振器の温度制御回路及び恒温槽付発振器に関する。 The present invention relates to a temperature control circuit for an oven with a thermostatic bath, and more particularly to a temperature control circuit for an oscillator with a thermostatic bath and an oscillator with a thermostatic bath that realizes stable temperature control and that rises quickly and is difficult to hunt when stable. .
［従来の技術］
従来の恒温槽付発振器は、恒温槽内に設置された発振回路を一定の温度に維持するため、恒温槽内の温度を制御する温度制御回路が設けられている。
従来の恒温槽付発振器の温度制御回路は、恒温槽内の温度を検出して電流に変換するサーミスタの一端をオペアンプに入力段に入力し、オペアンプの出力がトランジスタのベースに入力されると共に帰還抵抗を介してオペアンプの入力段にフィードバックしている。
[Conventional technology]
Conventional oscillators with a thermostat are provided with a temperature control circuit for controlling the temperature in the thermostat in order to maintain the oscillation circuit installed in the thermostat at a constant temperature.
A conventional temperature control circuit for a temperature controlled oscillator has one end of a thermistor that detects the temperature in the temperature controlled chamber and converts it into a current input to the operational amplifier. The output of the operational amplifier is input to the base of the transistor and fed back. Feedback is provided to the input stage of the operational amplifier via a resistor.
そして、トランジスタのコレクタには、ヒータ抵抗の発熱体が接続され、トランジスタのベースへの入力電圧を制御することにより、ヒータ抵抗の発熱を制御するようになっている。 A heater resistor heating element is connected to the collector of the transistor, and the heat generation of the heater resistor is controlled by controlling the input voltage to the base of the transistor.
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００１−２５１１４１号公報「恒温槽を用いた発振器」（日本電波工業株式会社）［特許文献１］がある。
特許文献１には、オペアンプの出力段から入力段へのフィードバックに帰還抵抗に加えてサーミスタを接続した構成が示されている。当該サーミスタは、温度上昇と共に抵抗値が小さくなるもので、電源投入時にはオペアンプの増幅率を大きくし、時間の経過と共に増幅率を小さくものである。
[Related technologies]
In addition, as related prior art, there is JP-A-2001-251141 “Oscillator using a thermostatic chamber” (Nippon Radio Industry Co., Ltd.) [Patent Document 1].
Patent Document 1 discloses a configuration in which a thermistor is connected to feedback from an output stage to an input stage of an operational amplifier in addition to a feedback resistor. The thermistor has a resistance value that decreases as the temperature rises. When the power is turned on, the gain of the operational amplifier is increased, and the gain is decreased as time passes.
しかしながら、従来の恒温槽付発振器の温度制御回路では、オペアンプの利得が小さい場合に、発振器の立ち上がり時間が長くなってしまうという問題点があり、また、オペアンプの利得が大きい場合に、設定温度に制御する際に、構内温度が上昇・下降を繰り返すハンチングが起こるという問題点があった。 However, the conventional temperature control circuit for a thermostatic oscillator has a problem that the rise time of the oscillator becomes long when the gain of the operational amplifier is small, and the set temperature is set when the gain of the operational amplifier is large. When controlling, there is a problem that hunting occurs in which the temperature inside the building repeatedly rises and falls.
更に、オペアンプの利得が大きい場合には、制御が過敏になって、構内温度が上下し、発振周波数が変化してしまうこと（オーバシュート）が起こるという問題点があった。 Further, when the gain of the operational amplifier is large, there is a problem that control becomes overly sensitive, the temperature inside the building rises and falls, and the oscillation frequency changes (overshoot).
尚、特許文献１には、立ち上がりを良好にして発振周波数を安定化する構成が記載されているが、発熱体を温度変化に対応するものと、温度変化に対応しないものとに分けて、両者の協働によって、安定した温度制御を実現しつつ、更に温度が低いときは発熱感度が高く、温度が高くなると発熱感度を低くなるようにして、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくい構成については記載がない。 In addition, Patent Document 1 describes a configuration that stabilizes the oscillation frequency with a good rise, but the heating element is divided into one that corresponds to a temperature change and one that does not correspond to a temperature change. With this cooperation, while realizing stable temperature control, the exothermic sensitivity is high when the temperature is lower, and the exothermic sensitivity is lowered when the temperature is higher, so that the start-up is fast and hunting is difficult when stable Is not described.
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、オペアンプの出力を分岐し、一方を通常の発熱制御を行い、他方を温度変化に対応して発熱感度を変化させることで、安定した温度制御を実現しつつ、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくい恒温槽付発振器の温度制御回路及び恒温槽付発振器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and stable temperature control is achieved by branching the output of an operational amplifier, performing normal heat generation control on one side, and changing heat generation sensitivity in response to temperature changes on the other side. An object of the present invention is to provide a temperature control circuit for a thermostatic oven and an oscillator with a thermostatic bath that realizes the above-mentioned characteristics and that is quick to start up and difficult to hunt when stable.
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、恒温槽付発振器の恒温槽内の温度を制御する温度制御回路であって、恒温槽内の温度を検出して、検出した温度に対応した電圧を出力する第１の感応素子と、第１の感応素子からの電圧を入力し、増幅して出力する増幅器と、第１の発熱体と、第２の発熱体と、増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する第１の発熱体を発熱制御する第１のトランジスタと、増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する第２の発熱体を発熱制御する第２のトランジスタと、第２のトランジスタの入力段に設けられた第２の感応素子とを有することを特徴とする。 The present invention for solving the problems of the above-described conventional example is a temperature control circuit for controlling the temperature in the thermostatic chamber of the thermostatic oscillator, and detects the temperature in the thermostatic chamber and corresponds to the detected temperature Output from the first sensitive element for outputting the voltage, the amplifier for inputting and amplifying the voltage from the first sensitive element, the first heating element, the second heating element, and the output from the amplifier A first transistor for controlling the heat generation of the first heating element to be connected and a second transistor for controlling the heat generation of the second heating element for branching and inputting the output from the amplifier And a second sensitive element provided in the input stage of the second transistor.
本発明は、上記温度制御回路において、第１の発熱体が、並列接続のヒータ抵抗で構成され、第２の発熱体が、並列接続のヒータ抵抗で構成されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the temperature control circuit, the first heating element is configured by a parallel-connected heater resistor, and the second heating element is configured by a parallel-connected heater resistor.
本発明は、上記温度制御回路において、第３の発熱体と、増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する第３の発熱体を発熱制御する第３のトランジスタと、第３のトランジスタの入力段に設けられた第３の感応素子とを有することを特徴とする。 According to the present invention, in the above temperature control circuit, the third heating element, the third transistor for branching and inputting the output from the amplifier, and controlling the heat generation of the connected third heating element, and the third transistor And a third sensitive element provided in the input stage.
本発明は、上記温度制御回路において、第１の感応素子に第１のサーミスタを用い、第２の感応素子に第２のサーミスタを用いたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the temperature control circuit, a first thermistor is used as the first sensitive element and a second thermistor is used as the second sensitive element.
本発明は、恒温槽付発振器において、恒温槽内に設けられ、発振動作を行う振動子と、恒温槽内の温度制御を行う上記の温度制御回路とを備えることを特徴とする。 The present invention is characterized in that an oscillator with a thermostatic bath includes a vibrator that is provided in the thermostatic bath and performs an oscillation operation, and the above-described temperature control circuit that controls the temperature in the thermostatic bath.
本発明は、上記恒温槽付発振器において、基板上において、振動子の周囲に第２の発熱体と第２のトランジスタが配置され、第１の感応素子が、第２の発熱体より振動子の近くに配置され、第２の感応素子が、第２のトランジスタの近辺に配置され、第１の発熱体及び第１のトランジスタが、第２の発熱体及び第２のトランジスタの外側に配置されていることを特徴とする。 According to the present invention, in the oscillator with a thermostatic bath, the second heating element and the second transistor are arranged around the vibrator on the substrate, and the first sensitive element is connected to the vibrator by the second heating element. And the second sensitive element is disposed in the vicinity of the second transistor, and the first heating element and the first transistor are disposed outside the second heating element and the second transistor. It is characterized by being.
本発明は、上記恒温槽付発振器において、振動子、第１の感応素子、第２の発熱体、第２のトランジスタ及び第２の感応素子と、第１の発熱体及び第１のトランジスタとの間であって、基板上にスリットを形成したことを特徴とする。 The present invention provides an oscillator with a thermostat, comprising: a vibrator, a first sensitive element, a second heating element, a second transistor, and a second sensitive element; and the first heating element and the first transistor. A slit is formed on the substrate.
本発明によれば、恒温槽内の温度を検出して、検出した温度に対応した電圧を出力する第１の感応素子と、第１の感応素子からの電圧を入力し、増幅して出力する増幅器と、第１の発熱体と、第２の発熱体と、増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する第１の発熱体を発熱制御する第１のトランジスタと、増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する第２の発熱体を発熱制御する第２のトランジスタと、第２のトランジスタの入力段に設けられた第２の感応素子とを有する恒温槽付発振器の温度制御回路としているので、安定した温度制御を実現しつつ、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくくできる効果がある。 According to the present invention, the temperature in the thermostatic chamber is detected, the first sensitive element that outputs a voltage corresponding to the detected temperature, and the voltage from the first sensitive element are input, amplified, and output. An amplifier, a first heating element, a second heating element, a first transistor for branching and inputting the output from the amplifier, a first transistor for controlling the heat generation of the first heating element to be connected, and an output from the amplifier A temperature control circuit for an oscillator with a thermostat having a second transistor for branching input and controlling the heat generation of a second heating element to be connected, and a second sensitive element provided in an input stage of the second transistor Therefore, there is an effect that it is possible to quickly start up and to make hunting difficult at the stable time while realizing stable temperature control.
本発明によれば、恒温槽内に設けられ、発振動作を行う振動子と、恒温槽内の温度制御を行う上記の温度制御回路とを備える恒温槽付発振器としているので、安定した温度制御を実現しつつ、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくくできる効果がある。 According to the present invention, since the thermostatted oscillator is provided with the vibrator that is provided in the thermostat and performs the oscillation operation and the temperature control circuit that controls the temperature in the thermostat, stable temperature control is achieved. While realizing this, there is an effect that the rise is quick and hunting is difficult at the stable time.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る恒温槽付発振器の温度制御回路は、恒温槽内の温度を検出するサーミスタの一端が入力段に接続するオペアンプの出力を分岐させ、オペアンプの出力の一方を第１のトランジスタのベースに接続し、その第１のトランジスタのコレクタにはヒータ抵抗が接続し、オペアンプの出力の他方を、感応素子を介して第２のトランジスタのベースに接続し、その第２のトランジスタのコレクタにはヒータ抵抗が接続するようにしているものであり、第１のトランジスタとそれに接続するヒータ抵抗は、温度変化に対して発熱感度が変化することなく発熱量を制御し、更に、感応素子と、第２のトランジスタとそれに接続するヒータ抵抗は、温度変化に対応して発熱感度を変化させて発熱量を制御し、これにより、一定の温度制御を行いつつ、更に、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくくできるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
In the temperature control circuit for the thermostatic oscillator according to the embodiment of the present invention, one end of the thermistor for detecting the temperature in the thermostatic chamber branches the output of the operational amplifier connected to the input stage, and one of the outputs of the operational amplifier is the first. A heater resistor is connected to the collector of the first transistor, and the other output of the operational amplifier is connected to the base of the second transistor via a sensitive element. A heater resistor is connected to the collector of the first transistor, and the first transistor and the heater resistor connected to the first transistor control the heat generation amount without changing the heat generation sensitivity with respect to the temperature change. The element, the second transistor, and the heater resistor connected to the element control the heat generation amount by changing the heat generation sensitivity in response to the temperature change. While performing control, further, faster the rise, but that can be difficult to hunting at the time of stability.
また、本発明の実施の形態に係る恒温槽付発振器は、上記温度制御回路を備えるものであり、恒温槽内の温度状態について、安定した温度制御を実現しつつ、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくくできるものである。 In addition, an oscillator with a thermostatic bath according to an embodiment of the present invention includes the above-described temperature control circuit, and realizes stable temperature control with respect to the temperature state in the thermostatic bath while quickly rising and hunting when stable. It can be difficult to remove.
［本温度制御回路：図１］
本発明の実施の形態に係る恒温槽付発振器の温度制御回路（本温度制御回路）について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る恒温槽付発振器の温度制御回路の回路図である。
本温度制御回路は、図１に示すように、第１の感応素子である第１のサーミスタＴＨ１の一端が電源電圧Ｖccに接続され、他端が抵抗Ｒａの一端に接続し、抵抗Ｒａの他端が接地されている。また、抵抗Ｒｂの一端が電源電圧Ｖccに接続され、他端が抵抗Ｒｃの一端に接続し、抵抗Ｒｃの他端が接地されている。
[This temperature control circuit: Fig. 1]
A temperature control circuit (this temperature control circuit) of the thermostatic oscillator according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram of a temperature control circuit of a thermostatic oscillator according to an embodiment of the present invention.
In this temperature control circuit, as shown in FIG. 1, one end of the first thermistor TH1, which is the first sensitive element, is connected to the power supply voltage Vcc, the other end is connected to one end of the resistor Ra, and other than the resistor Ra. The end is grounded. One end of the resistor Rb is connected to the power supply voltage Vcc, the other end is connected to one end of the resistor Rc, and the other end of the resistor Rc is grounded.
第１のサーミスタＴＨ１と抵抗Ｒａとを接続する線から抵抗Ｒｄを介してオペアンプ（増幅器）Ｏｐ１のマイナス（−）入力端子に接続し、抵抗Ｒｂと抵抗Ｒｃとを接続する線からオペアンプＯｐ１のプラス（＋）入力端子に接続している。
オペアンプＯｐ１の出力は分岐して帰還抵抗Ｒｅを介してマイナス（−）入力端子に接続（帰還）している。
The line connecting the first thermistor TH1 and the resistor Ra is connected to the minus (−) input terminal of the operational amplifier (amplifier) Op1 via the resistor Rd, and the line connecting the resistor Rb and the resistor Rc is connected to the plus of the operational amplifier Op1. Connected to the (+) input terminal.
The output of the operational amplifier Op1 branches and is connected (feedback) to the negative (−) input terminal via the feedback resistor Re.
更に、オペアンプＯｐ１の出力は、分岐され、一方が抵抗Ｒｆを介して第１のトランジスタＱ１のベースに接続し、第１のトランジスタＱ１のコレクタにはヒータ抵抗Ｒ１，Ｒ２の並列回路の一端が接続し、その並列回路の他端には電源電圧Ｖccが接続しており、第１のトランジスタＱ１のエミッタは接地している。オペアンプＯｐ１の分岐された出力の一方側は、温度変化に対して発熱感度が変化することなく発熱制御（温度制御）を行う発熱制御部（第１の発熱制御部）である。また、ヒータ抵抗Ｒ１，Ｒ２が、請求項の第１の発熱体である。 Further, the output of the operational amplifier Op1 is branched, one of which is connected to the base of the first transistor Q1 via the resistor Rf, and one end of a parallel circuit of the heater resistors R1 and R2 is connected to the collector of the first transistor Q1. The power supply voltage Vcc is connected to the other end of the parallel circuit, and the emitter of the first transistor Q1 is grounded. One side of the branched output of the operational amplifier Op1 is a heat generation control unit (first heat generation control unit) that performs heat generation control (temperature control) without changing the heat generation sensitivity with respect to a temperature change. Moreover, heater resistance R1, R2 is the 1st heat generating body of a claim.
オペアンプＯｐ１の分岐された出力の他方は、抵抗Ｒｇと第２の感応素子である第２のサーミスタＴＨ２が直列に接続され、第２のトランジスタＱ２のベースに接続している。第２のトランジスタＱ２のコレクタにはヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４の並列回路の一端が接続し、その並列回路の他端には電源電圧Ｖccが接続しており、第２のトランジスタＱ２のエミッタは接地している。オペアンプＯｐ１の分岐された出力の他方側は、温度変化に対して発熱感度を変化させて発熱制御（温度制御）を行う発熱制御部（第２の発熱制御部）である。また、ヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４が、請求項の第２の発熱体である。 The other of the branched outputs of the operational amplifier Op1 is connected in series with a resistor Rg and a second thermistor TH2, which is a second sensitive element, and is connected to the base of the second transistor Q2. One end of a parallel circuit of heater resistors R3 and R4 is connected to the collector of the second transistor Q2, the power supply voltage Vcc is connected to the other end of the parallel circuit, and the emitter of the second transistor Q2 is grounded. ing. The other side of the branched output of the operational amplifier Op1 is a heat generation control unit (second heat generation control unit) that performs heat generation control (temperature control) by changing the heat generation sensitivity with respect to a temperature change. Moreover, heater resistance R3, R4 is the 2nd heat generating body of a claim.
つまり、オペアンプＯｐ１の分岐された出力の一方側は、通常の温度制御を行う発熱制御部（第１の発熱制御部）である。
また、オペアンプＯｐ１の分岐された出力の他方側は、第２のサーミスタＴＨ２の温度変化に対応して温度制御を行う発熱制御部（第２の発熱制御部）である。
尚、発熱体としてヒータ抵抗を並列接続としたが、発熱体を単一のヒータ抵抗で構成してもよい。
That is, one side of the branched output of the operational amplifier Op1 is a heat generation control unit (first heat generation control unit) that performs normal temperature control.
The other side of the branched output of the operational amplifier Op1 is a heat generation control unit (second heat generation control unit) that performs temperature control in response to a temperature change of the second thermistor TH2.
In addition, although heater resistance was connected in parallel as a heat generating body, you may comprise a heat generating body with a single heater resistance.
［本温度制御回路の動作］
次に、本温度制御回路の動作について説明する。
第１のサーミスタＴＨ１が水晶振動子の近辺に配置されて、恒温槽内の温度を検出し、その温度に対応した電流を流すことで、オペアンプＯｐ１のマイナス（−）入力端子には、恒温槽内の温度に対応した電圧が供給される。これにより、恒温槽内の温度変化に対応付けてオペアンプＯｐ１の増幅率（ゲイン）が調整される。
[Operation of this temperature control circuit]
Next, the operation of this temperature control circuit will be described.
The first thermistor TH1 is arranged in the vicinity of the crystal resonator, detects the temperature in the thermostat, and flows a current corresponding to the temperature, so that the minus (−) input terminal of the operational amplifier Op1 has a thermostat. A voltage corresponding to the temperature inside is supplied. Thereby, the amplification factor (gain) of the operational amplifier Op1 is adjusted in association with the temperature change in the thermostat.
オペアンプＯｐ１のプラス入力端子には、抵抗Ｒｂと抵抗Ｒｃとの間の点の電圧が基準電圧として供給され、抵抗Ｒｄからの電圧が恒温槽内の温度によって変化してオペアンプＯｐ１のマイナス入力端子に入力され、両入力端子の電位差によってオペアンプＯｐ１のゲインが決定される。
つまり、恒温槽内の温度が低い場合には、オペアンプＯｐ１のゲインは大きくなり、恒温槽内の温度が高い場合には、オペアンプＯｐ１のゲインは小さくなる。
The voltage at the point between the resistor Rb and the resistor Rc is supplied to the plus input terminal of the operational amplifier Op1 as a reference voltage, and the voltage from the resistor Rd changes depending on the temperature in the thermostat and is applied to the minus input terminal of the operational amplifier Op1. The gain of the operational amplifier Op1 is determined by the potential difference between the two input terminals.
That is, when the temperature in the thermostatic chamber is low, the gain of the operational amplifier Op1 is large, and when the temperature in the thermostatic chamber is high, the gain of the operational amplifier Op1 is small.
そして、オペアンプＯｐ１の出力が分岐された一方側（第１の発熱制御部）では、抵抗Ｒｆ、第１のトランジスタＱ１、ヒータ抵抗Ｒ１，Ｒ２の動作によってオペアンプＯｐ１の出力に応じて第１のトランジスタＱ１、ヒータ抵抗Ｒ１，Ｒ２の発熱温度を調整する温度制御が為される。尚、発熱は、ヒータ抵抗Ｒ１，Ｒ２と第１のトランジスタＱ１で為される。 On the one side (first heat generation control unit) where the output of the operational amplifier Op1 is branched, the first transistor is operated according to the output of the operational amplifier Op1 by the operation of the resistor Rf, the first transistor Q1, and the heater resistors R1 and R2. Temperature control is performed to adjust the heat generation temperature of Q1, heater resistors R1 and R2. Heat is generated by the heater resistors R1 and R2 and the first transistor Q1.
オペアンプＯｐ１の出力が分岐された他方側（第２の発熱制御部）では、抵抗Ｒｇ、第２のサーミスタＴＨ２、第２のトランジスタＱ２、ヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４の動作によってオペアンプＯｐ１の出力と第２のサーミスタＴＨ２で検出された温度に応じて、第２のトランジスタＱ２、ヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４の発熱温度を調整する温度制御が為される。尚、発熱は、ヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４と第２のトランジスタＱ２で為される。 On the other side (second heat generation control unit) where the output of the operational amplifier Op1 is branched, the output of the operational amplifier Op1 and the second output are controlled by the operations of the resistor Rg, the second thermistor TH2, the second transistor Q2, and the heater resistors R3 and R4. In accordance with the temperature detected by the thermistor TH2, temperature control is performed to adjust the heat generation temperature of the second transistor Q2 and the heater resistors R3 and R4. Heat is generated by the heater resistors R3 and R4 and the second transistor Q2.
特に、第２のサーミスタＴＨ２は、温度が低い場合には、非常に抵抗値が小さく、第２のトランジスタＱ２に流れる電流は多くなり、ヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４と第２のトランジスタＱ２の発熱量が多くなる。
また、第２のサーミスタＴＨ２は、温度が高い場合には、抵抗値が大きく、第２のトランジスタＱ２に流れる電流が少なくなり、ヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４と第２のトランジスタＱ２の発熱量が少なくなる。
In particular, the second thermistor TH2 has a very small resistance value when the temperature is low, the current flowing through the second transistor Q2 increases, and the heating values of the heater resistors R3 and R4 and the second transistor Q2 are increased. Become more.
Further, when the temperature is high, the second thermistor TH2 has a large resistance value, a current flowing through the second transistor Q2 is reduced, and a heat generation amount of the heater resistors R3 and R4 and the second transistor Q2 is reduced. .
オペアンプＯｐ１からの出力に応じて第１の発熱制御部では通常の発熱動作が為され、第２の発熱制御部では第２のサーミスタＴＨ２の温度変化に応じて発熱動作が為され、第１の発熱制御部と第２の発熱制御部との協働によって、第１の発熱制御部で安定した温度制御を実現しつつ、第２の発熱制御部で立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくくできる。 In accordance with the output from the operational amplifier Op1, the first heat generation control unit performs a normal heat generation operation, and the second heat generation control unit performs the heat generation operation in accordance with the temperature change of the second thermistor TH2. By the cooperation of the heat generation control unit and the second heat generation control unit, the first heat generation control unit can realize stable temperature control, while the second heat generation control unit can start up quickly, and hunting at a stable time can be difficult. .
［本温度制御回路の応用例］
本温度制御回路では、オペアンプＯｐ１の出力を２つに分岐したが、３以上に分岐し、第２の発熱制御部と同様の構成を第３の発熱制御部として接続するようにしてもよい。その場合、第３の発熱制御部は、第２のサーミスタＴＨ２の代わりに異なる種類のサーミスタを第３のサーミスタ（第３の感応素子）として用いるようにしてもよい。つまり、第２のサーミスタと第３のサーミスタの特性を異なるものとすることで、発振器の立ち上がりと安定時の温度制御の特性を複雑に調整できる。尚、第３の発熱制御部には、並列接続のヒータ抵抗が第３の発熱体として設けられている。
[Application example of this temperature control circuit]
In this temperature control circuit, the output of the operational amplifier Op1 is branched into two, but it may be branched into three or more, and the same configuration as the second heat generation control unit may be connected as the third heat generation control unit. In this case, the third heat generation control unit may use a different type of thermistor as the third thermistor (third sensitive element) instead of the second thermistor TH2. That is, by making the characteristics of the second thermistor and the third thermistor different, the characteristics of the rise of the oscillator and the temperature control at the time of stabilization can be adjusted in a complicated manner. The third heat generation control unit is provided with a heater resistor connected in parallel as a third heat generator.
［発振器の配置例：図２］
次に、本発明の実施の形態に係る発振器（本発振器）の各部の配置について図２を参照しながら説明する。図２は、本発振器の基板上の配置例を示す概略図である。
本発振器は、図２に示すように、左側中央に水晶振動子Ｘ１が配置され、その上側にヒータ抵抗Ｒ３、その下側にヒータ抵抗Ｒ４、その右側に第２のトランジスタＱ２が配置されている。
尚、水晶振動子Ｘ１とヒータ抵抗Ｒ４との間に、第１のサーミスタＴＨ１が設けられている。但し、第１のサーミスタＴＨ１は、水晶振動子Ｘ１の周囲であればよい。
[Oscillator arrangement example: Fig. 2]
Next, the arrangement of each part of the oscillator according to the embodiment of the present invention (the present oscillator) will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic view showing an arrangement example of the oscillator on the substrate.
As shown in FIG. 2, this oscillator has a crystal resonator X1 at the center on the left side, a heater resistor R3 on the upper side, a heater resistor R4 on the lower side, and a second transistor Q2 on the right side. .
A first thermistor TH1 is provided between the crystal unit X1 and the heater resistor R4. However, the first thermistor TH1 only needs to be around the crystal resonator X1.
更にヒータ抵抗Ｒ３の上側には水平方向に細長いスリット（第１のスリット）が形成され、ヒータ抵抗Ｒ４の下側にも水平方向に細長いスリット（第２のスリット）が形成され、第２のトランジスタＱ２の右側にも垂直方向に細長いスリット（第３のスリット）が形成されている。 Further, a horizontally elongated slit (first slit) is formed above the heater resistor R3, and a horizontally elongated slit (second slit) is also formed below the heater resistor R4. The second transistor An elongated slit (third slit) is also formed on the right side of Q2 in the vertical direction.
そして、第２のトランジスタＱ２の上側に第２のサーミスタＴＨ２を配置している。第２のサーミスタＴＨ２は、第２のトランジスタＱ２に接続するものであるから、第１〜３のスリットで形成される略コの字の内側で、第２のトランジスタＱ２の近辺に設けるようにした方がよい。
つまり、第２の温度制御部の各部は、第１〜３のスリットで形成される略コの字の内側に配置され、第２のサーミスタＴＨ２による温度変化に応じた温度制御を行うようになっている。
A second thermistor TH2 is arranged above the second transistor Q2. Since the second thermistor TH2 is connected to the second transistor Q2, the second thermistor TH2 is provided in the vicinity of the second transistor Q2 inside the substantially U-shape formed by the first to third slits. Better.
That is, each part of the second temperature control unit is disposed inside the substantially U-shape formed by the first to third slits, and performs temperature control according to the temperature change by the second thermistor TH2. ing.
更に、第１のスリットの外側（上側）に、ヒータ抵抗Ｒ１を、第２のスリットの外側（下側）に、ヒータ抵抗Ｒ２を、第３のスリットの外側（右側）に第１のトランジスタＱ１を配置する。
第１〜３のスリットで形成される略コの字の外側に、ヒータ抵抗Ｒ１，Ｒ２と第１のトランジスタＱ１を配置したのは、それらが第２のサーミスタＴＨ２の動作に関係なく通常の温度制御を行う第１の温度制御部を構成するためである。
Further, the heater resistor R1 is disposed outside (upper) the first slit, the heater resistor R2 is disposed outside (lower) the second slit, and the first transistor Q1 is disposed outside (right) the third slit. Place.
The heater resistors R1, R2 and the first transistor Q1 are arranged outside the substantially U-shape formed by the first to third slits because they are arranged at a normal temperature regardless of the operation of the second thermistor TH2. This is to configure a first temperature control unit that performs control.
［実施の形態の効果］
本温度制御回路によれば、水晶振動子の周囲の温度変化に応じて温度制御を行い、オペアンプＯｐ１からの出力を分岐して、一方が第１の発熱制御部で第１のトランジスタＱ１とそれに接続するヒータ抵抗Ｒ１，Ｒ２が温度変化に対して発熱感度が変化することなく発熱量を制御し、他方が第２の発熱制御部で第２のサーミスタＴＨ２と、第２のトランジスタＱ２とそれに接続するヒータ抵抗Ｒ３，Ｒ４が温度変化に対応して発熱感度を変化させて発熱量を制御するようにしているので、第１の発熱制御部で安定した温度制御を実現しつつ、第２の発熱制御部で立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくくできる効果がある。
[Effect of the embodiment]
According to this temperature control circuit, temperature control is performed according to the temperature change around the crystal resonator, and the output from the operational amplifier Op1 is branched, one of which is the first heat generation control unit and the first transistor Q1 and the first transistor Q1. The heater resistors R1 and R2 to be connected control the heat generation amount without changing the heat generation sensitivity with respect to the temperature change, and the other is the second heat generation control unit, which is connected to the second thermistor TH2, the second transistor Q2, and the second transistor Q2. The heater resistances R3 and R4 that change the heat generation sensitivity in response to the temperature change control the heat generation amount, so that the first heat generation control unit achieves stable temperature control and the second heat generation. There is an effect that the controller can start up quickly and hunting is difficult when stable.
本発振器によれば、本温度制御回路を備えて恒温槽付発振器としているので、恒温槽内の温度状態について、安定した温度制御を実現しつつ、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくくできる効果がある。 According to the present oscillator, the temperature control circuit is provided and the oscillator with a thermostatic bath is used, so that stable temperature control can be achieved for the temperature state in the thermostatic bath, and the start-up can be made quickly and hunting is difficult when stable. There is.
本発明は、オペアンプの出力を分岐し、一方を通常の発熱制御を行い、他方を温度変化に対応して発熱感度を変化させることで、安定した温度制御を実現しつつ、立ち上がりを早く、安定時にハンチングがしにくい恒温槽付発振器の温度制御回路及び恒温槽付発振器に好適である。 The present invention branches the output of the operational amplifier, performs normal heat generation control on one side, and changes the heat generation sensitivity in response to temperature changes on the other side, thereby realizing stable temperature control and quick startup and stable It is suitable for a temperature control circuit of a thermostatic oven and an oscillator with a thermostatic bath that are sometimes difficult to hunting.
Ｏｐ１...オペアンプ、 Ｑ１...第１のトランジスタ、 Ｑ２...第２のトランジスタ、 Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４...ヒータ抵抗、 Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ，Ｒｆ，Ｒｇ...抵抗、 ＴＨ１...第１のサーミスタ、 ＴＨ２...第２のサーミスタ、 Ｖcc...電源電圧、 Ｘ１...水晶振動子 Op1 ... operational amplifier, Q1 ... first transistor, Q2 ... second transistor, R1, R2, R3, R4 ... heater resistance, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg ... resistance, TH1 ... first thermistor, TH2 ... second thermistor, Vcc ... power supply voltage, X1 ... crystal oscillator
Claims (7)
前記恒温槽内の温度を検出して、検出した温度に対応した電圧を出力する第１の感応素子と、
前記第１の感応素子からの電圧を入力し、増幅して出力する増幅器と、
第１の発熱体と、第２の発熱体と、
前記増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する前記第１の発熱体を発熱制御する第１のトランジスタと、
前記増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する前記第２の発熱体を発熱制御する第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタの入力段に設けられた第２の感応素子とを有することを特徴とする温度制御回路。 A temperature control circuit for controlling the temperature in the thermostatic oven of the thermostatic oven oscillator,
A first sensitive element that detects the temperature in the thermostat and outputs a voltage corresponding to the detected temperature;
An amplifier for inputting, amplifying and outputting a voltage from the first sensitive element;
A first heating element, a second heating element,
A first transistor for branching and inputting the output from the amplifier and controlling the heat generation of the first heating element to be connected;
A second transistor for branching and inputting the output from the amplifier and controlling the heat generation of the second heating element to be connected;
And a second sensitive element provided in an input stage of the second transistor.
第２の発熱体は、並列接続のヒータ抵抗で構成されていることを特徴とする請求項１記載の温度制御回路。 The first heating element is composed of a parallel connected heater resistor,
The temperature control circuit according to claim 1, wherein the second heating element includes a parallel-connected heater resistor.
増幅器からの出力を分岐して入力し、接続する前記第３の発熱体を発熱制御する第３のトランジスタと、
前記第３のトランジスタの入力段に設けられた第３の感応素子とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の温度制御回路。 A third heating element;
A third transistor for branching and inputting the output from the amplifier and controlling the heat generation of the third heating element to be connected;
The temperature control circuit according to claim 1, further comprising a third sensitive element provided in an input stage of the third transistor.
前記恒温槽内の温度制御を行う請求項１乃至４のいずれか記載の温度制御回路とを備えることを特徴とする恒温槽付発振器。 A vibrator provided in a thermostatic chamber and performing an oscillation operation;
An oscillator with a thermostat, comprising: the temperature control circuit according to any one of claims 1 to 4 that controls the temperature in the thermostat.
第１の感応素子は、前記第２の発熱体より前記振動子の近くに配置され、
第２の感応素子は、前記第２のトランジスタの近辺に配置され、
第１の発熱体及び第１のトランジスタは、前記第２の発熱体及び第２のトランジスタの外側に配置されていることを特徴とする請求項５記載の恒温槽付発振器。 On the substrate, a second heating element and a second transistor are arranged around the vibrator,
The first sensitive element is disposed closer to the vibrator than the second heating element,
A second sensitive element is disposed in the vicinity of the second transistor;
6. The oscillator with a thermostatic bath according to claim 5, wherein the first heating element and the first transistor are disposed outside the second heating element and the second transistor.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10461752B2 (en) | 2017-03-27 | 2019-10-29 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Temperature controlling apparatus and oscillation apparatus |
| JPWO2018123118A1 (en) * | 2016-12-27 | 2019-10-31 | 株式会社村田製作所 | Resonant device |
| US10644647B2 (en) | 2016-06-27 | 2020-05-05 | Seiko Epson Corporation | Oscillator, an electronic apparatus, and a vehicle |
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2014
- 2014-03-11 JP JP2014047528A patent/JP2015173315A/en active Pending
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