JP2605629Y2 - 温度補償型水晶発振器 - Google Patents
温度補償型水晶発振器Info
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- JP2605629Y2 JP2605629Y2 JP1993015757U JP1575793U JP2605629Y2 JP 2605629 Y2 JP2605629 Y2 JP 2605629Y2 JP 1993015757 U JP1993015757 U JP 1993015757U JP 1575793 U JP1575793 U JP 1575793U JP 2605629 Y2 JP2605629 Y2 JP 2605629Y2
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- Japan
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- temperature
- characteristic
- crystal oscillator
- ppm
- circuit
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、比較的平坦な温度特性
を有する水晶振動子を用いた温度補償型水晶発振器に関
するものである。
を有する水晶振動子を用いた温度補償型水晶発振器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】温度補償型水晶発振器は、通信機器、特
に携帯用電話、車載用電話などの基準発振源などに広く
使用されている。
に携帯用電話、車載用電話などの基準発振源などに広く
使用されている。
【０００３】このような通信機器においては、温度変化
によって水晶振動子の発振周波数の変動によって通話が
断線したりすることが致命的な問題となるため、温度補
償型水晶発振器は、温度に対して安定した発振周波数、
例えばΔｆ／ｆ値が±２．０ｐｐｍが維持できることが
重要となっている。
によって水晶振動子の発振周波数の変動によって通話が
断線したりすることが致命的な問題となるため、温度補
償型水晶発振器は、温度に対して安定した発振周波数、
例えばΔｆ／ｆ値が±２．０ｐｐｍが維持できることが
重要となっている。
【０００４】水晶振動子の固有の温度特性と補償する方
法としては、従来より、サーミスタ、抵抗、コンデンサ
から成る高温領域及び低温領域温度補償回路部を、水晶
振動子に接続する方法（サーミスタ補償）（特公昭６４
−１９６４、実公平４−１６４９０）が知られている。
法としては、従来より、サーミスタ、抵抗、コンデンサ
から成る高温領域及び低温領域温度補償回路部を、水晶
振動子に接続する方法（サーミスタ補償）（特公昭６４
−１９６４、実公平４−１６４９０）が知られている。
【０００５】上述のサーミスタ補償可能な水晶振動子と
しては、高温側、例えば＋８０℃で０〜２０ｐｐｍ、低
温側、例えば−３０℃で−２０〜０ｐｐｍの温度特性を
有する水晶振動子に限定されていた。
しては、高温側、例えば＋８０℃で０〜２０ｐｐｍ、低
温側、例えば−３０℃で−２０〜０ｐｐｍの温度特性を
有する水晶振動子に限定されていた。
【０００６】しかし、同一水晶塊から切り出した水晶振
動子であっても、その切断方位によって、異なる温度特
性を示す。従って、水晶発振器を作成する場合には、水
晶振動子の固有の温度特性をランク分け、即ち、サーミ
スタ補償が可能であるか、−３０〜８０℃の範囲で何ｐ
ｐｍの周波数変動があるかによってランク分けを行い、
そのランクに応じたサーミスタの抵抗値を種々選択した
温度補償回路と組み合わせて、最適な温度補償型水晶発
振器を製造していた。尚、サーミスタを用いて温度補償
を行う水晶振動子は、温度−周波数変動特性が、単調増
加の右肩上がりを示す水晶振動子に限られていた。
動子であっても、その切断方位によって、異なる温度特
性を示す。従って、水晶発振器を作成する場合には、水
晶振動子の固有の温度特性をランク分け、即ち、サーミ
スタ補償が可能であるか、−３０〜８０℃の範囲で何ｐ
ｐｍの周波数変動があるかによってランク分けを行い、
そのランクに応じたサーミスタの抵抗値を種々選択した
温度補償回路と組み合わせて、最適な温度補償型水晶発
振器を製造していた。尚、サーミスタを用いて温度補償
を行う水晶振動子は、温度−周波数変動特性が、単調増
加の右肩上がりを示す水晶振動子に限られていた。
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】しかし、本考案者が種
々の実験を行ったところ、サーミスタ補償が可能な水晶
振動子であっても、比較的平坦な特性を有する、例え
ば、高温側、例えば＋８０℃で０〜２ｐｐｍ、低温側、
例えば−３０℃で−２〜０ｐｐｍの範囲に含まれる水晶
振動子を、サーミスタを用いた温度補償回路で補償を行
うとすると、サーミスタの抵抗値の設定を厳密に行う必
要があり、また、部品点数的に発振器が高価となってし
まう。また、サーミスタの温度による抵抗値の変動によ
り、水晶振動子を含めた負荷容量ＣＬも変動してしま
い、逆に、温度特性を持ってしまうことを知見した。ま
た、サーミスタが必要ないからといって外してしまうと
合成リアクタンスが大きくなり、水晶振動子Ｘに対する
負荷容量ＣＬが変わって、周波数ｆ0 の調整できず、結
果として実用的でないものとなってしまう。
々の実験を行ったところ、サーミスタ補償が可能な水晶
振動子であっても、比較的平坦な特性を有する、例え
ば、高温側、例えば＋８０℃で０〜２ｐｐｍ、低温側、
例えば−３０℃で−２〜０ｐｐｍの範囲に含まれる水晶
振動子を、サーミスタを用いた温度補償回路で補償を行
うとすると、サーミスタの抵抗値の設定を厳密に行う必
要があり、また、部品点数的に発振器が高価となってし
まう。また、サーミスタの温度による抵抗値の変動によ
り、水晶振動子を含めた負荷容量ＣＬも変動してしま
い、逆に、温度特性を持ってしまうことを知見した。ま
た、サーミスタが必要ないからといって外してしまうと
合成リアクタンスが大きくなり、水晶振動子Ｘに対する
負荷容量ＣＬが変わって、周波数ｆ0 の調整できず、結
果として実用的でないものとなってしまう。
【０００８】本考案は、上述の知見に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、比較的平坦な特性を有する水
晶振動子に対して、安価で且つ簡単な回路構成により、
負荷容量ＣＬの変動のない安定した特性を導出できる温
度補償型水晶発振器を提供することにある。
ものであり、その目的は、比較的平坦な特性を有する水
晶振動子に対して、安価で且つ簡単な回路構成により、
負荷容量ＣＬの変動のない安定した特性を導出できる温
度補償型水晶発振器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本考案によれば、２５℃
から８０℃での固有温度特性Δｆ／ｆが０〜５ｐｐｍで
あり、且つ−３０℃から２５℃での固有温度特性Δｆ／
ｆが−２〜０ｐｐｍを示す比較的平坦な特性を有するＡ
Ｔカット水晶振動子に対して、抵抗とコンデンサとが並
列接続された高温領域温度補償回路部と、抵抗とコンデ
ンサとが並列接続された低温領域温度補償回路部とを直
列接続したことを特徴とする温度補償型水晶発振器であ
る。
から８０℃での固有温度特性Δｆ／ｆが０〜５ｐｐｍで
あり、且つ−３０℃から２５℃での固有温度特性Δｆ／
ｆが−２〜０ｐｐｍを示す比較的平坦な特性を有するＡ
Ｔカット水晶振動子に対して、抵抗とコンデンサとが並
列接続された高温領域温度補償回路部と、抵抗とコンデ
ンサとが並列接続された低温領域温度補償回路部とを直
列接続したことを特徴とする温度補償型水晶発振器であ
る。
【００１０】
【作用】本考案の比較的に平坦な特性を有する水晶振動
子に対して、抵抗とコンデンサとの並列回路から構成さ
れる高温領域及び低温領域の温度補償回路部によって温
度補償を行うため、その回路構成が簡単となり、さら
に、抵抗及びコンデンサが夫々固定抵抗、固定容量のコ
ンデンサであるため、補償調整が不要である。
子に対して、抵抗とコンデンサとの並列回路から構成さ
れる高温領域及び低温領域の温度補償回路部によって温
度補償を行うため、その回路構成が簡単となり、さら
に、抵抗及びコンデンサが夫々固定抵抗、固定容量のコ
ンデンサであるため、補償調整が不要である。
【００１１】即ち、この並列回路を直列回路に置き換え
た時、直列抵抗成分Ｒｓとリアクタンス成分Ｘｓとにな
る。ここで、従来のように、サーミスタを用いると、リ
アクタンス成分Ｘｓが大きく変動してしまい、これによ
り、負荷容量ＣＬが変動してしまう。これに対して、本
考案のように抵抗成分に固定抵抗を用いることにより、
負荷容量ＣＬが変化せず、また補償特性がゼロに近い水
晶発振器となる。
た時、直列抵抗成分Ｒｓとリアクタンス成分Ｘｓとにな
る。ここで、従来のように、サーミスタを用いると、リ
アクタンス成分Ｘｓが大きく変動してしまい、これによ
り、負荷容量ＣＬが変動してしまう。これに対して、本
考案のように抵抗成分に固定抵抗を用いることにより、
負荷容量ＣＬが変化せず、また補償特性がゼロに近い水
晶発振器となる。
【００１２】
【実施例】以下、本考案の温度補償型水晶発振器を図面
に基づいて詳説する。図１は本考案の温度補償型水晶発
振器の回路図である。
に基づいて詳説する。図１は本考案の温度補償型水晶発
振器の回路図である。
【００１３】温度補償型水晶発振器１０は、図１に示す
ように、水晶振動子Ｘと、該水晶振動子Ｘの一端に接続
する高温領域温度補償回路部１と低温度領域温度補償回
路部２とトーテン・ポール型のコルピッツ発振回路３と
から構成されている。
ように、水晶振動子Ｘと、該水晶振動子Ｘの一端に接続
する高温領域温度補償回路部１と低温度領域温度補償回
路部２とトーテン・ポール型のコルピッツ発振回路３と
から構成されている。
【００１４】水晶振動子Ｘは、厚みすべり振動モードを
有する振動子であり、温度特性が比較的平坦、即ち温度
＋８０℃におけるΔｆ／ｆ値が０〜＋５ｐｐｍ、温度−
３０℃におけるΔｆ／ｆ値が−２〜０ｐｐｍの範囲を有
するものであり、その一端に高温領域温度補償回路部１
及び低温領域温度補償回路部２が直列接続され、また、
その他端には、可変コンデンサＣｔ、コンデンサＣ3 が
接続されいる。
有する振動子であり、温度特性が比較的平坦、即ち温度
＋８０℃におけるΔｆ／ｆ値が０〜＋５ｐｐｍ、温度−
３０℃におけるΔｆ／ｆ値が−２〜０ｐｐｍの範囲を有
するものであり、その一端に高温領域温度補償回路部１
及び低温領域温度補償回路部２が直列接続され、また、
その他端には、可変コンデンサＣｔ、コンデンサＣ3 が
接続されいる。
【００１５】温度補償回路を構成する高温領域温度補償
回路部１は、コンデンサＣ1 と固定抵抗Ｒ1 とが互いに
並列的に接続され構成され、低温領域温度補償回路部２
は、コンデンサＣ2 、固定抵抗Ｒ2 が夫々並列的に接続
されて構成されている。
回路部１は、コンデンサＣ1 と固定抵抗Ｒ1 とが互いに
並列的に接続され構成され、低温領域温度補償回路部２
は、コンデンサＣ2 、固定抵抗Ｒ2 が夫々並列的に接続
されて構成されている。
【００１６】実際には、高温領域温度補償回路部１の固
定抵抗Ｒ1 は、２０００〜３０００Ωであり、低温領域
温度補償回路部２の固定抵抗Ｒ2 は、７０〜１００Ωで
ある。
定抵抗Ｒ1 は、２０００〜３０００Ωであり、低温領域
温度補償回路部２の固定抵抗Ｒ2 は、７０〜１００Ωで
ある。
【００１７】このような構成により、低温領域、例えば
−３０℃〜＋２５℃においては、固定抵抗Ｒ2 及びコン
デンサＣ2 の動作により、水晶振動子Ｘが有する温度特
性を若干持ち上げるか、ほとんどそのままで動作する。
また、高温領域、例えば＋２５℃〜＋８０℃において
は、固定抵抗Ｒ1 及びコンデンサＣ1 の動作により、水
晶振動子Ｘが有する温度特性を若干低減するか、ほとん
どそのままで動作し、全体としては、−３０℃〜＋８０
℃の広い温度範囲において、発振周波数−温度特性が、
例えばΔｆ／ｆ値が±２．０ｐｐｍの発振器が達成でき
る。
−３０℃〜＋２５℃においては、固定抵抗Ｒ2 及びコン
デンサＣ2 の動作により、水晶振動子Ｘが有する温度特
性を若干持ち上げるか、ほとんどそのままで動作する。
また、高温領域、例えば＋２５℃〜＋８０℃において
は、固定抵抗Ｒ1 及びコンデンサＣ1 の動作により、水
晶振動子Ｘが有する温度特性を若干低減するか、ほとん
どそのままで動作し、全体としては、−３０℃〜＋８０
℃の広い温度範囲において、発振周波数−温度特性が、
例えばΔｆ／ｆ値が±２．０ｐｐｍの発振器が達成でき
る。
【００１８】図２（ａ）は、両温度補償回路部１、２の
並列回路図であるが、このような抵抗Ｒｐ、コンデンサ
Ｘｐの並列回路を、図２（ｂ）に示す直列変換回路に置
き換えることができる。
並列回路図であるが、このような抵抗Ｒｐ、コンデンサ
Ｘｐの並列回路を、図２（ｂ）に示す直列変換回路に置
き換えることができる。
【００１９】図２（ｂ）において、Ｒｓは、直列変換抵
抗成分であり、Ｘｓは直列変換リアクタンス成分であ
る。この時、リアクタンス成分Ｘｓは、Ｘｐ／（１＋
（Ｘｐ／Ｒｐ）2 ）となる。
抗成分であり、Ｘｓは直列変換リアクタンス成分であ
る。この時、リアクタンス成分Ｘｓは、Ｘｐ／（１＋
（Ｘｐ／Ｒｐ）2 ）となる。
【００２０】ここで、仮に従来のように、Ｒｐの抵抗成
分にサーミスタを用いると、温度変化よって、Ｒｐ値が
大きく変動する。従って、Ｘｐ値が変化してしまい、負
荷容量ＣＬが変動してしまう。
分にサーミスタを用いると、温度変化よって、Ｒｐ値が
大きく変動する。従って、Ｘｐ値が変化してしまい、負
荷容量ＣＬが変動してしまう。
【００２１】これに対して、本考案のように、Ｒｐの抵
抗成分に固定抵抗Ｒ1 又はＲ2 を用いると、温度が変化
しても、Ｘｐ値が変化することがなく、負荷容量ＣＬも
安定化することになる。即ち、温度補償回路部１、２の
容量成分は、そのままで、発振回路の負荷容量ＣＬは何
ら影響されず、しかも、水晶振動子Ｘの温度特性をその
まま取り出すことができる回路が可能となる。
抗成分に固定抵抗Ｒ1 又はＲ2 を用いると、温度が変化
しても、Ｘｐ値が変化することがなく、負荷容量ＣＬも
安定化することになる。即ち、温度補償回路部１、２の
容量成分は、そのままで、発振回路の負荷容量ＣＬは何
ら影響されず、しかも、水晶振動子Ｘの温度特性をその
まま取り出すことができる回路が可能となる。
【００２２】即ち、温度特性が高温側、例えば＋８０℃
で０〜５ｐｐｍ、低温側、例えば−３０℃で−２〜０ｐ
ｐｍの範囲に含まれる水晶振動子においては、サーミス
タを用いることなく、負荷容量ＣＬの変動なく、温度補
償を行うことができる。
で０〜５ｐｐｍ、低温側、例えば−３０℃で−２〜０ｐ
ｐｍの範囲に含まれる水晶振動子においては、サーミス
タを用いることなく、負荷容量ＣＬの変動なく、温度補
償を行うことができる。
【００２３】
【考案の効果】以上のように、本考案によれば、比較的
平坦な特性を有する水晶振動子に対して、負荷容量の変
動がなく、さらに、温度特性が−３０〜＋８０℃の温度
範囲で、±２．０ｐｐｍの極めて平坦化される温度補償
型水晶発振器となる。
平坦な特性を有する水晶振動子に対して、負荷容量の変
動がなく、さらに、温度特性が−３０〜＋８０℃の温度
範囲で、±２．０ｐｐｍの極めて平坦化される温度補償
型水晶発振器となる。
【図１】本考案の温度補償型水晶発振器の回路図であ
る。
る。
【図２】（ａ）は抵抗成分と容量成分とが並列的に接続
された回路図であり、（ｂ）は、（ａ）の直列変換した
状態の直列回路図である。
された回路図であり、（ｂ）は、（ａ）の直列変換した
状態の直列回路図である。
１・・・・・高温領域温度補償回路部 ２・・・・・低温領域温度補償回路部 Ｘ・・・・・水晶振動子 Ｒ1 ・・・・高温領域温度補償回路部の抵抗 Ｃ1 ・・・・高温領域温度補償回路部のコンデンサ Ｒ2 ・・・・低温領域温度補償回路部の抵抗 Ｃ2 ・・・・低温領域温度補償回路部のコンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 ２５℃から８０℃での固有温度特性Δｆ
／ｆが０〜５ｐｐｍであり、且つ−３０℃から２５℃で
の固有温度特性Δｆ／ｆが−２〜０ｐｐｍを示す比較的
平坦な特性を有するＡＴカット水晶振動子に対して、抵
抗とコンデンサとが並列接続された高温領域温度補償回
路部と、抵抗とコンデンサとが並列接続された低温領域
温度補償回路部とを直列接続したことを特徴とする温度
補償型水晶発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993015757U JP2605629Y2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 温度補償型水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993015757U JP2605629Y2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 温度補償型水晶発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677316U JPH0677316U (ja) | 1994-10-28 |
| JP2605629Y2 true JP2605629Y2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=11897659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993015757U Expired - Fee Related JP2605629Y2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 温度補償型水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605629Y2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP1993015757U patent/JP2605629Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0677316U (ja) | 1994-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |