JP2601044Y2 - デジタル温度補償型水晶発振器 - Google Patents
デジタル温度補償型水晶発振器Info
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- JP2601044Y2 JP2601044Y2 JP1993060436U JP6043693U JP2601044Y2 JP 2601044 Y2 JP2601044 Y2 JP 2601044Y2 JP 1993060436 U JP1993060436 U JP 1993060436U JP 6043693 U JP6043693 U JP 6043693U JP 2601044 Y2 JP2601044 Y2 JP 2601044Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、デジタル温度補償型
水晶発振器の構成に関するものである。
水晶発振器の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話や自動車電話などに搭載される
水晶発振器は、従来はアナログ温度補償型水晶発振器が
中心であったが、周波数精度と製造の容易さなどから、
最近はデジタル温度補償型水晶発振器が注目を集めてい
る。
水晶発振器は、従来はアナログ温度補償型水晶発振器が
中心であったが、周波数精度と製造の容易さなどから、
最近はデジタル温度補償型水晶発振器が注目を集めてい
る。
【０００３】デジタル温度補償型水晶発振器において
も、周波数の調整方法は基本的にアナログ温度補償型水
晶発振器と同様である。すなわち、水晶振動子の温度特
性に合わせて水晶発振回路の負荷容量を変えることによ
り、発振周波数を一定に保つというものである。
も、周波数の調整方法は基本的にアナログ温度補償型水
晶発振器と同様である。すなわち、水晶振動子の温度特
性に合わせて水晶発振回路の負荷容量を変えることによ
り、発振周波数を一定に保つというものである。
【０００４】デジタル温度補償型水晶発振器において負
荷容量を変えるには、デジタル符号で直接スイッチトキ
ャパシタ回路を動作させる手段と、Ｄ／Ａ変換回路によ
ってデジタル符号をアナログ電圧に変換し、その電圧に
より可変容量ダイオードの容量値を変化させる手段とが
ある。
荷容量を変えるには、デジタル符号で直接スイッチトキ
ャパシタ回路を動作させる手段と、Ｄ／Ａ変換回路によ
ってデジタル符号をアナログ電圧に変換し、その電圧に
より可変容量ダイオードの容量値を変化させる手段とが
ある。
【０００５】このうち前者のスイッチトキャパシタ回路
を用いる手段は、負荷容量をゆっくり変えることがきわ
めて困難である。このため、温度変化の際の水晶発振器
の周波数の補正が急激であり、それを用いた電話器にＦ
Ｍ雑音を発生させてしまうという問題がある。
を用いる手段は、負荷容量をゆっくり変えることがきわ
めて困難である。このため、温度変化の際の水晶発振器
の周波数の補正が急激であり、それを用いた電話器にＦ
Ｍ雑音を発生させてしまうという問題がある。
【０００６】一方、後者のＤ／Ａ変換回路を用いる手段
は、Ｄ／Ａ変換回路と可変容量ダイオードとの間に遅延
回路を挿入することにより、負荷容量をゆっくり変化さ
せることは容易であり、ＦＭ雑音を発生させるという問
題はない。
は、Ｄ／Ａ変換回路と可変容量ダイオードとの間に遅延
回路を挿入することにより、負荷容量をゆっくり変化さ
せることは容易であり、ＦＭ雑音を発生させるという問
題はない。
【０００７】このため、通常のデジタル温度補償型水晶
発振器には、Ｄ／Ａ変換回路を用いる手段が採用されて
いる。
発振器には、Ｄ／Ａ変換回路を用いる手段が採用されて
いる。
【０００８】ところで、温度補償型水晶発振器に供給さ
れる電源電圧は、通常プラスマイナス５％の変動が許容
されているから、電圧変動に対して発振周波数が変化し
ないようにするため、定電圧発生回路が用いられてい
る。
れる電源電圧は、通常プラスマイナス５％の変動が許容
されているから、電圧変動に対して発振周波数が変化し
ないようにするため、定電圧発生回路が用いられてい
る。
【０００９】そしてこの定電圧発生回路は通常１つだけ
用いられており、それによって水晶発振回路やＤ／Ａ変
換回路などの、定電圧発生回路を除く他のすべての回路
が駆動されている。
用いられており、それによって水晶発振回路やＤ／Ａ変
換回路などの、定電圧発生回路を除く他のすべての回路
が駆動されている。
【００１０】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
においては、デジタル温度補償型水晶発振器の定電圧発
生回路を除く他のすべての回路を１つの電圧で駆動して
いる。このために、広い温度補償範囲を確保しようとす
れば消費電力の抑制が達成できず、低消比電力を目指せ
ば温度補償範囲が広くとれなくなるという問題がある。
においては、デジタル温度補償型水晶発振器の定電圧発
生回路を除く他のすべての回路を１つの電圧で駆動して
いる。このために、広い温度補償範囲を確保しようとす
れば消費電力の抑制が達成できず、低消比電力を目指せ
ば温度補償範囲が広くとれなくなるという問題がある。
【００１１】この考案の目的は、低消比電力であり、か
つ温度補償範囲が広いデジタル温度補償型水晶発振器を
提供することである。
つ温度補償範囲が広いデジタル温度補償型水晶発振器を
提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本考案によるデジタル温度補償型水晶発振器は、下
記記載の構成とする。
め、本考案によるデジタル温度補償型水晶発振器は、下
記記載の構成とする。
【００１３】すなわち本考案によるデジタル温度補償型
水晶発振器は、出力電圧の異なる少なくとも２つの定電
圧発生回路を設け、基準とする電位に対する電位差が小
さい電圧を出力する定電圧発生回路によって少なくとも
水晶発振回路を駆動し、基準とする電位に対する電位差
が大きい電圧を出力する定電圧発生回路によって少なく
ともＤ／Ａ変換回路を駆動するという構成とするもので
ある。
水晶発振器は、出力電圧の異なる少なくとも２つの定電
圧発生回路を設け、基準とする電位に対する電位差が小
さい電圧を出力する定電圧発生回路によって少なくとも
水晶発振回路を駆動し、基準とする電位に対する電位差
が大きい電圧を出力する定電圧発生回路によって少なく
ともＤ／Ａ変換回路を駆動するという構成とするもので
ある。
【００１４】
【実施例】以下図面によりこの考案の一実施例を詳述す
る。図１は、この考案によるデジタル温度補償型水晶発
振器の構成を示すブロック回路図であり、接地電位を基
準電位とし、正極性の電源電圧によって動作する場合の
例である。
る。図１は、この考案によるデジタル温度補償型水晶発
振器の構成を示すブロック回路図であり、接地電位を基
準電位とし、正極性の電源電圧によって動作する場合の
例である。
【００１５】図１において、第１の定電圧発生回路５お
よび第２の定電圧発生回路７の電源は外部電源であり、
それぞれ第１の定電圧と第２の定電圧とを発生してい
る。図１においては、第１の定電圧は接地電位との電位
差が小さく、第２の定電圧は接地電位との電位差が大き
くなっている。
よび第２の定電圧発生回路７の電源は外部電源であり、
それぞれ第１の定電圧と第２の定電圧とを発生してい
る。図１においては、第１の定電圧は接地電位との電位
差が小さく、第２の定電圧は接地電位との電位差が大き
くなっている。
【００１６】そして水晶振動子１７を接続した水晶発振
回路１と、温度計測回路１３とメモリ回路１５との電源
は、第１の定電圧発生回路５が発生する、電圧が低い方
の第１の定電圧である。一方、Ｄ／Ａ変換回路３の電源
は、第２の定電圧発生回路７が発生する、電圧が高い方
の第２の定電圧である。
回路１と、温度計測回路１３とメモリ回路１５との電源
は、第１の定電圧発生回路５が発生する、電圧が低い方
の第１の定電圧である。一方、Ｄ／Ａ変換回路３の電源
は、第２の定電圧発生回路７が発生する、電圧が高い方
の第２の定電圧である。
【００１７】可変容量ダイオード９の一方の端子は接地
し、他方の端子はＤ／Ａ変換回路３の出力とコンデンサ
１１とに接続している。さらにコンデンサ１１の他方の
端子は、水晶振動子１７の一方の端子に接続している。
し、他方の端子はＤ／Ａ変換回路３の出力とコンデンサ
１１とに接続している。さらにコンデンサ１１の他方の
端子は、水晶振動子１７の一方の端子に接続している。
【００１８】図１に示したデジタル温度補償型水晶発振
器の動作原理は、以下のようなものである。
器の動作原理は、以下のようなものである。
【００１９】すなわち、温度計測回路１３は温度に対応
したアドレス信号を発生し、そのアドレス信号にしたが
って、メモリ回路１５は周波数補正信号を出力する。
したアドレス信号を発生し、そのアドレス信号にしたが
って、メモリ回路１５は周波数補正信号を出力する。
【００２０】そしてその周波数補正信号を、Ｄ／Ａ変換
回路３がアナログ電圧に変換し、その電圧によって可変
容量ダイオード９の容量値を変化させることにより、水
晶振動子１７の温度変化を打ち消して発振周波数を一定
に保つのである。
回路３がアナログ電圧に変換し、その電圧によって可変
容量ダイオード９の容量値を変化させることにより、水
晶振動子１７の温度変化を打ち消して発振周波数を一定
に保つのである。
【００２１】ところで、水晶振動子１７には、通常ＡＴ
板と呼ばれる水晶振動子片が使用され、その発振周波数
は温度に対してほぼ３次曲線で示される特性で変化す
る。
板と呼ばれる水晶振動子片が使用され、その発振周波数
は温度に対してほぼ３次曲線で示される特性で変化す
る。
【００２２】その３次曲線の形は水晶振動子片のカット
角などに依存しさまざまであるが、マイナス１０℃以下
では温度の低下と共に急激に周波数が下がり、プラス７
０℃以上では温度の上昇と共に急激に周波数が高くなる
という様子は共通している。
角などに依存しさまざまであるが、マイナス１０℃以下
では温度の低下と共に急激に周波数が下がり、プラス７
０℃以上では温度の上昇と共に急激に周波数が高くなる
という様子は共通している。
【００２３】このため温度補償範囲を広くとろうとすれ
ば、可変容量ダイオード９の容量値の変化幅を大きくし
なければならず、必然的にＤ／Ａ変換回路３の出力電圧
の変化幅も大きくしなければならなくなる。
ば、可変容量ダイオード９の容量値の変化幅を大きくし
なければならず、必然的にＤ／Ａ変換回路３の出力電圧
の変化幅も大きくしなければならなくなる。
【００２４】たとえば、温度がマイナス１０℃〜プラス
７０℃における周波数の温度変化が±３ｐｐｍ以内の水
晶振動子片であっても、温度範囲がマイナス３０℃〜プ
ラス９０℃においてはおおむねプラスマイナス１５ｐｐ
ｍ程度に周波数変化が増大する。
７０℃における周波数の温度変化が±３ｐｐｍ以内の水
晶振動子片であっても、温度範囲がマイナス３０℃〜プ
ラス９０℃においてはおおむねプラスマイナス１５ｐｐ
ｍ程度に周波数変化が増大する。
【００２５】この程度の周波数の温度変化を可変容量ダ
イオード９によって補償するためには、Ｄ／Ａ変換回路
３はおおむね３〜４Ｖ程度の電圧変化幅を必要とするこ
とが経験から得られている。
イオード９によって補償するためには、Ｄ／Ａ変換回路
３はおおむね３〜４Ｖ程度の電圧変化幅を必要とするこ
とが経験から得られている。
【００２６】したがって、このＤ／Ａ変換回路３を駆動
する第２の定電圧発生回路７の出力電圧は、温度補償範
囲を広くとろうとすれば最低限３〜４Ｖは必要であり、
通常は４Ｖ程度にしている。
する第２の定電圧発生回路７の出力電圧は、温度補償範
囲を広くとろうとすれば最低限３〜４Ｖは必要であり、
通常は４Ｖ程度にしている。
【００２７】このように温度補償範囲を広くとるために
は、第２の定電圧発生回路７の出力電圧は高く設定せざ
るを得ない。そのため、第２の定電圧発生回路７で水晶
発振回路１を駆動すると消費電力が非常に大きくなって
しまうのである。
は、第２の定電圧発生回路７の出力電圧は高く設定せざ
るを得ない。そのため、第２の定電圧発生回路７で水晶
発振回路１を駆動すると消費電力が非常に大きくなって
しまうのである。
【００２８】たとえば、第２の定電圧発生回路７の出力
電圧を４Ｖとし、この電圧ですべての回路を駆動するな
らば、このデジタル温度補償型水晶発振器の消費電力は
３０ｍＷにも達する。
電圧を４Ｖとし、この電圧ですべての回路を駆動するな
らば、このデジタル温度補償型水晶発振器の消費電力は
３０ｍＷにも達する。
【００２９】そこで、図１に示すように、水晶発振回路
１を駆動するために第１の定電圧発生回路５を設け、そ
の出力電圧を、第２の定電圧発生回路７の出力電圧より
も低く設定している。
１を駆動するために第１の定電圧発生回路５を設け、そ
の出力電圧を、第２の定電圧発生回路７の出力電圧より
も低く設定している。
【００３０】消費電力を低く抑えるためだけならば、第
１の定電圧発生回路５の出力電圧は低ければ低いのどよ
い。しかしながら、あまり低すぎて発振起動性を阻害し
てはならないので、ある最適値に設定する必要がある。
１の定電圧発生回路５の出力電圧は低ければ低いのどよ
い。しかしながら、あまり低すぎて発振起動性を阻害し
てはならないので、ある最適値に設定する必要がある。
【００３１】その最適値は発振周波数に依存することは
もちろんであるが、水晶振動子１７の直列共振インピー
ダンスや、水晶発振回路１を構成するＭＯＳトランジス
タのスレショールド電圧などにも依存するため、一概に
は決めることができず、実験による合わせこみを必要と
する。
もちろんであるが、水晶振動子１７の直列共振インピー
ダンスや、水晶発振回路１を構成するＭＯＳトランジス
タのスレショールド電圧などにも依存するため、一概に
は決めることができず、実験による合わせこみを必要と
する。
【００３２】一例を挙げれば、水晶振動子１７の直列共
振インピーダンスが１０Ωで発振周波数が１２．８ＭＨ
ｚの場合、水晶発振回路１を構成するＭＯＳトランジス
タのスレショールド電圧が０．７Ｖならば、第１の定電
圧発生回路５の出力電圧は、１．５Ｖ程度が最適である
ことを、本願考案者は見出している。
振インピーダンスが１０Ωで発振周波数が１２．８ＭＨ
ｚの場合、水晶発振回路１を構成するＭＯＳトランジス
タのスレショールド電圧が０．７Ｖならば、第１の定電
圧発生回路５の出力電圧は、１．５Ｖ程度が最適である
ことを、本願考案者は見出している。
【００３３】第１の定電圧発生回路５の出力電圧が１．
５Ｖの場合、前述の３０ｍＷに達するデジタル温度補償
型水晶発振器の消費電力は、５ｍＷ以下に抑制できる。
５Ｖの場合、前述の３０ｍＷに達するデジタル温度補償
型水晶発振器の消費電力は、５ｍＷ以下に抑制できる。
【００３４】このように第１の定電圧発生回路５と第２
の定電圧発生回路７とを設け、第１の定電圧発生回路５
の出力電圧を低くして水晶発振回路１などを駆動し、第
２の定電圧発生回路７の出力電圧を高くしてＤ／Ａ変換
回路を駆動することにより、温度補償範囲を広く保った
ままで消費電力の抑制が達成できるのである。
の定電圧発生回路７とを設け、第１の定電圧発生回路５
の出力電圧を低くして水晶発振回路１などを駆動し、第
２の定電圧発生回路７の出力電圧を高くしてＤ／Ａ変換
回路を駆動することにより、温度補償範囲を広く保った
ままで消費電力の抑制が達成できるのである。
【００３５】以上図１の実施例にしたがって本考案を詳
細に説明したが、本考案は図１の実施例に限定されるも
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が
可能であることはいうまでもない。
細に説明したが、本考案は図１の実施例に限定されるも
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が
可能であることはいうまでもない。
【００３６】たとえば図１においては、温度計測回路３
やメモリ回路５をも第１の定電圧で駆動したが、これら
の回路を第２の定電圧で駆動しても差し支えないし、さ
らに第３の定電圧発生回路を設け、その出力電圧で駆動
しても良い。
やメモリ回路５をも第１の定電圧で駆動したが、これら
の回路を第２の定電圧で駆動しても差し支えないし、さ
らに第３の定電圧発生回路を設け、その出力電圧で駆動
しても良い。
【００３７】さらにまた、図１においては接地電位に対
して正極性の電源電圧を用いたが、負極性の電源電圧で
あっても差し支えないことはいうまでもない。
して正極性の電源電圧を用いたが、負極性の電源電圧で
あっても差し支えないことはいうまでもない。
【００３８】どのような変更であっても、出力電圧の異
なる、最低限２つの定電圧発生回路を設け、基準電位と
の電位差が小さい電圧を出力する定電圧発生回路で水晶
発振回路を駆動し、基準電位との電位差が大きい電圧を
出力する定電圧発生回路で、Ｄ／Ａ変換回路を駆動する
という構成とするならば、低消費電力でかつ温度補償範
囲の広いデジタル温度補償型水晶発振器を提供するとい
う、本考案の目的が達成されるのである。
なる、最低限２つの定電圧発生回路を設け、基準電位と
の電位差が小さい電圧を出力する定電圧発生回路で水晶
発振回路を駆動し、基準電位との電位差が大きい電圧を
出力する定電圧発生回路で、Ｄ／Ａ変換回路を駆動する
という構成とするならば、低消費電力でかつ温度補償範
囲の広いデジタル温度補償型水晶発振器を提供するとい
う、本考案の目的が達成されるのである。
【００３９】
【考案の効果】以上の説明のように、本考案において
は、デジタル温度補償型水晶発振器において少なくとも
２つの定電圧発生回路を設け、基準電位との電位差が小
さい電圧を出力する定電圧発生回路で少なくとも水晶発
振回路を駆動し、基準電位との電位差が大きい電圧を出
力する定電圧発生回路で少なくともＤ／Ａ変換回路を駆
動する。このことにより、低消費電力であり、かつ温度
補償範囲が広いデジタル温度補償型水晶発振器を提供す
ることが可能になり、その効果は非常に大きい。
は、デジタル温度補償型水晶発振器において少なくとも
２つの定電圧発生回路を設け、基準電位との電位差が小
さい電圧を出力する定電圧発生回路で少なくとも水晶発
振回路を駆動し、基準電位との電位差が大きい電圧を出
力する定電圧発生回路で少なくともＤ／Ａ変換回路を駆
動する。このことにより、低消費電力であり、かつ温度
補償範囲が広いデジタル温度補償型水晶発振器を提供す
ることが可能になり、その効果は非常に大きい。
【図１】本考案の一実施例におけるデジタル温度補償型
水晶発振器の構成を示すブロック回路図である。
水晶発振器の構成を示すブロック回路図である。
１ 水晶発振回路 ３ Ｄ／Ａ変換回路 ５ 第１の定電圧発生回路 ７ 第２の定電圧発生回路 １３ 温度計測回路 １５ メモリ回路 １７ 水晶振動子
Claims (1)
- 【請求項１】 水晶発振回路とＤ／Ａ変換回路とを有す
るデジタル温度補償型水晶発振器にあって、基準とする
電位に対する電位差が小さい電圧を出力する第１の定電
圧発生回路と、基準とする電位に対する電位差が大きい
電圧を出力する第２の定電圧発生回路とを備え、第１の
定電圧発生回路によって少なくとも水晶発振回路を駆動
し、第２の定電圧発生回路によって少なくともＤ／Ａ変
換回路を駆動することを特徴とするデジタル温度補償型
水晶発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993060436U JP2601044Y2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | デジタル温度補償型水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993060436U JP2601044Y2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | デジタル温度補償型水晶発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729922U JPH0729922U (ja) | 1995-06-02 |
| JP2601044Y2 true JP2601044Y2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=13142218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993060436U Expired - Fee Related JP2601044Y2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | デジタル温度補償型水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601044Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016134735A (ja) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | セイコーエプソン株式会社 | 発振器、電子機器及び移動体 |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP1993060436U patent/JP2601044Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0729922U (ja) | 1995-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |