JP2738319B2 - マイクロコンピュータ制御型圧電発振器 - Google Patents

マイクロコンピュータ制御型圧電発振器

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JP2738319B2
JP2738319B2 JP6306227A JP30622794A JP2738319B2 JP 2738319 B2 JP2738319 B2 JP 2738319B2 JP 6306227 A JP6306227 A JP 6306227A JP 30622794 A JP30622794 A JP 30622794A JP 2738319 B2 JP2738319 B2 JP 2738319B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • H03L1/02Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
    • H03L1/028Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only of generators comprising piezoelectric resonators

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、周囲温度がt0 の時
の電圧制御圧電発振器の出力周波数を中心周波数f0
して、その電圧制御圧電発振器の出力周波数をマイクロ
コンピュータを用いて制御するマイクロコンピュータ制
御型圧電発振器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロコンピュータ制御型圧電
発振器(ディジタル温度補償型圧電発振器)のブロック
図を図2に示す。このマイクロコンピュータ制御型圧電
発振器は、温度センサ9と、この温度センサ9からのア
ナログ出力をディジタルコード化して出力するアナログ
−ディジタル変換器5と、このアナログ−ディジタル変
換器5の出力するディジタルコードを入力とするマイク
ロコンピュータ回路6およびメモリ回路7と、マイクロ
コンピュータ回路6からの出力ディジタルコードをアナ
ログ電圧に変換し出力するディジタル−アナログ変換器
8と、このディジタル−アナログ変換器8の出力するア
ナログ電圧の供給を受ける電圧制御圧電発振器1とから
構成されている。
【0003】このマイクロコンピュータ制御型圧電発振
器では、電圧制御圧電発振器1の周囲温度Tを温度セン
サ9がアナログ電圧として検出し、この検出した周囲温
度Tをアナログ−ディジタル変換器5がディジタルコー
ド化し、マイクロコンピュータ回路6およびメモリ回路
7へ与える。マイクロコンピュータ回路6は、メモリ回
路7に予め記憶されている電圧制御圧電発振器1の周波
数−温度特性を補償するためのプログラムおよび定数に
基づき、その時の周囲温度Tに対する補償データを計算
し、その出力ディジタルコードをディジタル−アナログ
変換器8へ与える。ディジタル−アナログ変換器8は、
マイクロコンピュータ回路6からの出力ディジタルコー
ドをアナログ電圧に変換し、電圧制御圧電発振器1へ供
給する。これにより、電圧制御圧電発振器1の出力周波
数Fは、周囲温度Tの変化に拘らず常に一定に保たれる
ようになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のマイクロコンピュータ制御型圧電発振器によ
ると、周囲温度Tが急激に変化した場合、電圧制御圧電
発振器1内の圧電素子と温度センサ9との間に温度差が
生じるため、正確な温度補償が行われず、周波数安定度
が劣化するという問題があった。
【0005】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、周囲温度の
急激な変化に対しても、正確な温度補償が行われ、周波
数安定度が劣化することのないマイクロコンピュータ制
御型圧電発振器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第1発明(請求項1に係る発明)は、電圧制
御圧電発振器の出力周波数Fを1/Nに分周し第1の分
周出力周波数F1とする第1の分周手段と、電圧制御圧
電発振器の出力周波数Fを1/M(M≠N)に分周し第
2の分周出力周波数F2とする第2の分周手段と、周囲
温度Tがt の時の第1の分周出力周波数F1(F1=
/N)と第2の分周出力周波数F2(F2=f
M)との差を基準値として記憶する記憶手段とを設け、
記憶手段の記憶している基準値と第1の分周出力周波数
F1(F1=(f +Δf)/N)と第2の分周出力周
波数F2(F2=(f +Δf)/M)との差とに基づ
き、電圧制御圧電発振器の出力周波数Fを中心周波数f
に保つようにしたものである。
【0007】第2発明(請求項2に係る発明)は、電圧
制御圧電発振器の出力周波数Fを1/Nに分周し第1の
分周出力周波数F1とする第1の分周器と、電圧制御圧
電発振器の出力周波数Fを1/M(M≠N)に分周し第
2の分周出力周波数F2とする第2の分周と、第1の
分周出力周波数F1と第2の分周出力周波数F2との差
に応じたアナログ電圧を出力する高精度周波数比較器
と、この高精度周波数比較器の出力するアナログ電圧を
ディジタルコード化するアナログ−ディジタル変換器
と、
【0008】のアナログーディジタル変換器の出力す
るディジタルコードを入力とするマイクロコンピュータ
回路と、周囲温度Tがtの時の第1の分周出力周波数
F1(F1=f/N)と第2の分周出力周波数F2
(F2=f/M)との差を基準値として記憶するメモ
リ回路と、マイクロコンピュータ回路からの出力ディジ
タルコードをアナログ電圧に変換し電圧制御圧電発振器
に供給するディジタル−アナログ変換器とを設け
【0009】メモリ回路の記憶している基準値とアナロ
グ−ディジタル変換器からのディジタルコードとに基づ
き、中心周波数f に対する電圧制御圧電発振器の出力
周波数Fの変化量Δfを求め、この変化量Δfに応じた
アナログ電圧をディジタル−アナログ変換器を介して電
圧制御圧電発振器に供給することによって、電圧制御圧
電発振器の出力周波数Fを中心周波数f に保つように
したものである。
【0010】
【作用】したがってこの発明によれば、第1発明では、
周囲温度Tが変化して電圧制御圧電発振器の出力周波数
Fが変化すれば、第1の分周出力周波数F1と第2の分
周出力周波数F2との差が変化し、予め記憶されている
基準値(周囲温度Tがtの時の第1の分周出力周波数
F1(F1=f/N)と第2の分周出力周波数F2
(F2=f/M)との差)と第1の分周出力周波数F
1(F1=(f+Δf)/N)と第2の分周出力周波
数F2(F2=(f+Δf)/M)との差とに基づ
き、電圧制御圧電発振器の出力周波数Fが中心周波数f
に保たれる。
【0011】第発明では、周囲温度Tが変化して電圧
制御圧電発振器の出力周波数Fが変化すれば、第1の分
周出力周波数F1と第2の分周出力周波数F2との差が
変化し、予め記憶されている基準値(周囲温度Tがt
の時の第1の分周出力周波数F1(F1=f/N)と
第2の分周出力周波数F2(F2=f/M)との差)
と第1の分周出力周波数F1(F1=(f+Δf)/
N)と第2の分周出力周波数F2(F2=(f+Δ
f)/M)との差とに基づき、中心周波数fに対する
電圧制御圧電発振器の出力周波数Fの変化量Δfが求め
られ、この変化量Δfに応ずるアナログ電圧が電圧制御
圧電発振器に供給され、電圧制御圧電発振器の出力周波
数Fが中心周波数fに保たれる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図1はこの発明の一実施例を示すマイクロコンピュ
ータ制御型圧電発振器のブロック図である。同図におい
て、図2と同一符号は同一或いは同等構成要素を示す。
【0013】〔構成〕本実施例では、電圧制御圧電発振
器1の出力周波数Fを1/Nに分周し第1の分周出力周
波数F1とする第1の分周器2と、電圧制御圧電発振器
1の出力周波数Fを1/Mに分周し第2の分周出力周波
数F2とする第2の分周器3と、第1の分周出力周波数
F1と第2の分周出力周波数F2との差に応じたアナロ
グ電圧を出力する高精度周波数比較器4とを設け、高精
度周波数比較器4の出力するアナログ電圧をアナログ−
ディジタル変換器5へ与えるものとしている。
【0014】また、周囲温度Tがt0 の時の電圧制御圧
電発振器1の出力周波数F(t0 )を中心周波数f0
し、その時の第1の分周出力周波数F1(t0 )と第2
の分周出力周波数F2(t0 )との差を基準値としてメ
モリ回路7に予め記憶しておくようにしている。
【0015】すなわち、周囲温度Tがt0 の時の電圧制
御圧電発振器1の出力周波数FをF(t0 )=f0
し、f0 を電圧制御圧電発振器1の中心周波数とした場
合、第1の分周器2の分周出力周波数F1は、F1(t
0 )=f0 /Nとなり、第2の分周器3の分周出力周波
数F2は、F2(t0 )=f0 /Mとなる。これら分周
出力周波数F1(t0 )およびF2(t0 )は高精度周
波数比較器4へ入力される。
【0016】高精度周波数比較器4は、入力される分周
出力周波数F1(t0 )とF2(t0 )との差D
(t0 )=f0 /N−f0 /Mに応じたアナログ電圧V
(t0 )=G{D(t0 )}を出力する。このアナログ
電圧は、アナログ−ディジタル変換器5によりディジタ
ルコード化され、A(t0 )=H{V(t0 )}とな
り、マイクロコンピュータ回路6およびメモリ回路7に
入力される。
【0017】ここで、A(t0 )のディジタルコードを
基準値として、すなわち周囲温度Tがt0 の時の第1の
分周出力周波数F1(t0 )と第2の分周出力周波数F
2(t0 )との差を基準値として、メモリ回路7に予め
記憶させておく。
【0018】〔周囲温度変化時の動作〕今、周囲温度T
がtであり、電圧制御圧電発振器1の出力周波数Fがf
0 に保たれているものとする。このような状態から、周
囲温度Tが変化してt+Δtとなり、電圧制御圧電発振
器1の出力周波数FがF(t+Δt)=f0 +Δfへと
変化すると、第1の分周出力周波数F1は、F1(t+
Δt)=(f0 +Δf)/Nとなり、第2の分周出力周
波数F2は、F2(t+Δt)=(f0 +Δf)/Mと
なる。
【0019】このため、D(t+Δt)=(f0 +Δ
f)/N−(f0 +Δf)/M=D(t0 )+Δf×
(1/N−1/M)となり、高精度周波数比較器4は、
D(t+Δt)に応じたアナログ電圧V(t+Δt)=
G{D(t0 )+Δf×(1/N−1/M)}を出力す
る。このアナログ電圧は、アナログ−ディジタル変換器
5によりディジタルコード化され、A(t+Δt)=H
{V(t+Δt)}となり、マイクロコンピュータ回路
6およびメモリ回路7に入力される。
【0020】マイクロコンピュータ回路6は、メモリ回
路7の記憶している基準値A(t0)とアナログ−ディ
ジタル変換器5からのディジタルコードA(t+Δt)
とに基づき、中心周波数f0 に対する電圧制御圧電発振
器1の出力周波数Fの変化量Δfを求め、この変化量Δ
fに応じたアナログ電圧を計算し、その出力ディジタル
コードをディジタル−アナログ変換器8へ与える。ディ
ジタル−アナログ変換器8は、マイクロコンピュータ回
路6からの出力ディジタルコードをアナログ電圧に変換
し、電圧制御圧電発振器1へ供給する。
【0021】これにより、電圧制御圧電発振器1の出力
周波数Fは、周囲温度Tの変化に拘らず常に中心周波数
0 に保たれるようになる。ここで、本実施例では、第
1の分周出力周波数F1と第2の分周出力周波数F2と
の差から、中心周波数f0 に対する電圧制御圧電発振器
1の出力周波数Fの変化量Δfを求めるようにしている
ので、周囲温度Tが急激に変化した場合であっても、電
圧制御圧電発振器1の出力周波数Fの変化量Δfが瞬時
に求められ、直ちに中心周波数f0 に保たれるものとな
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第1発明では、周囲温度Tが変化して電
圧制御圧電発振器の出力周波数Fが変化すれば、第1の
分周出力周波数F1と第2の分周出力周波数F2との差
が変化し、予め記憶されている基準値(周囲温度Tがt
の時の第1の分周出力周波数F1(F1=f /N)
と第2の分周出力周波数F2(F2=f /M)との
差)と第1の分周出力周波数F1(F1=(f +Δf
/N)と第2の分周出力周波数F2(F2=(f
Δf)/M)との差とに基づき、電圧制御圧電発振器の
出力周波数Fが中心周波数fに保たれるものとなり、
電圧制御圧電発振器の出力周波数Fの変化量Δfを瞬時
に検出するものとして、周囲温度Tが急激に変化した場
合にも、正確な温度補償を行い、周波数安定度を劣化さ
せないようにすることが可能となる。
【0023】第2発明では、周囲温度Tが変化して電圧
制御圧電発振器の出力周波数Fが変化すれば、第1の分
周出力周波数F1と第2の分周出力周波数F2との差が
変化し、予め記憶されている基準値(周囲温度Tがt
の時の第1の分周出力周波数F1(F1=f/N)と
第2の分周出力周波数F2(F2=f/M)との差)
と第1の分周出力周波数F1(F1=(f+Δf)/
N)と第2の分周出力周波数F2(F2=(f+Δ
f)/M)との差とに基づき、中心周波数f に対する
電圧制御圧電発振器の出力周波数Fの変化量Δfが求め
られ、
【0024】の変化量Δfに応ずるアナログ電圧が電
圧制御圧電発振器に供給され、電圧制御圧電発振器の出
力周波数Fが中心周波数fに保たれるものとなり、電
圧制御圧電発振器の出力周波数Fの変化量Δfを瞬時に
検出するものとして、周囲温度Tが急激に変化した場合
にも、正確な温度補償を行い、周波数安定度を劣化させ
ないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すマイクロコンピュー
タ制御型圧電発振器のブロック図である。
【図2】 従来のマイクロコンピュータ制御型圧電発振
器(ディジタル温度補償型圧電発振器)のブロック図で
ある。
【符号の説明】
1…電圧制御圧電発振器、2…第1の分周器、3…第2
の分周器、4…高精度周波数比較器、5…アナログ−デ
ィジタル変換器、6…マイクロコンピュータ回路、7…
メモリ回路、8…ディジタル−アナログ変換器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周囲温度がtの時の電圧制御圧電発振
    器の出力周波数を中心周波数fとして、その電圧制御
    圧電発振器の出力周波数をマイクロコンピュータを用い
    て制御するマイクロコンピュータ制御型圧電発振器にお
    いて、 前記電圧制御圧電発振器の出力周波数を1/Nに分周し
    第1の分周出力周波数とする第1の分周手段と、 前記電圧制御圧電発振器の出力周波数を1/M(M≠
    N)に分周し第2の分周出力周波数とする第2の分周手
    段と、周囲温度がt の時の前記第1の分周出力周波数と前記
    第2の分周出力周波数との差を基準値として記憶する記
    憶手段と、 この記憶手段の記憶している基準値と 前記第1の分周出
    力周波数と前記第2の分周出力周波数との差とに基づ
    前記電圧制御圧電発振器の出力周波数を中心周波数
    に保つ制御手段とを備えたことを特徴とするマイク
    ロコンピュータ制御型圧電発振器。
  2. 【請求項2】 周囲温度がtの時の電圧制御圧電発振
    器の出力周波数を中心周波数fとして、その電圧制御
    圧電発振器の出力周波数をマイクロコンピュータを用い
    て制御するマイクロコンピュータ制御型圧電発振器にお
    いて、 前記電圧制御圧電発振器の出力周波数を1/Nに分周し
    第1の分周出力周波数とする第1の分周量と、 前記電圧制御圧電発振器の出力周波数を1/M(M≠
    N)に分周し第2の分周出力周波数とする第2の分周器
    と、前記第1の分周出力周波数と前記第2の分周出力周波数
    との差に応じたアナログ電圧を出力する高精度周波数比
    較器と、 この高精度周波数比較器の出力するアナログ電圧をディ
    ジタルコード化するアナログ−ディジタル変換器と、 このアナログ−ディジタル変換器の出力するディジタル
    コードを入力とするマイクロコンピュータ回路と、 周囲温度がtの時の前記第1の分周出力周波数と前記
    第2の分周出力周波数との差を基準値として記憶する
    モリ回路と、前記マイクロコンピュータ回路からの出力ディジタルコ
    ードをアナログ電圧に変換し前記電圧制御圧電発振器に
    供給するディジタル−アナログ変換器とを備え 前記マイ
    クロコンピュータ回路は、前記メモリ回路の記憶してい
    る基準値と前記アナログ−ディジタル変換器からのディ
    ジタルコード とに基づき、中心周波数f に対する前記
    電圧制御圧電発振器の出力周波数の変化量を求め、この
    変化量に応じたアナログ電圧を前記ディジタル−アナロ
    グ変換器を介して前記電圧制御圧電発信器に供給するこ
    とによって、前記電圧制御圧電発振器の出力周波数を中
    心周波数fに保 とを特徴とするマイクロコンピュ
    ータ制御型圧電発振器。
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