JP3253207B2 - 温度補償水晶発振器 - Google Patents
温度補償水晶発振器Info
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- JP3253207B2 JP3253207B2 JP523394A JP523394A JP3253207B2 JP 3253207 B2 JP3253207 B2 JP 3253207B2 JP 523394 A JP523394 A JP 523394A JP 523394 A JP523394 A JP 523394A JP 3253207 B2 JP3253207 B2 JP 3253207B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車電話、
携帯電話、コードレス電話などの移動体通信機器や衛星
通信機器などの周波数基準発振源として用いられる温度
補償水晶発振器に関するものである。
携帯電話、コードレス電話などの移動体通信機器や衛星
通信機器などの周波数基準発振源として用いられる温度
補償水晶発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車電話、携帯電話、コードレ
ス電話などの移動体通信機器や衛星通信機器などの普及
にともなって、それら機器の周波数基準として用いる水
晶発振器の需要が増大している。
ス電話などの移動体通信機器や衛星通信機器などの普及
にともなって、それら機器の周波数基準として用いる水
晶発振器の需要が増大している。
【０００３】水晶発振器に要求されている温度安定度
は、例えば、北米におけるアナログ方式携帯電話システ
ムの端末においては、温度範囲−３０℃から＋７５℃に
おいて、±2.5ppm以下である。また、狭帯域ＴＤＭＡ方
式のディジタル式携帯電話システムの端末においては、
温度範囲−２０℃から＋８５℃において、±1.5ppm以下
の性能が要求されている。さらに、日本における大容量
アナログ式携帯電話システムの端末においては、温度範
囲−２０℃から＋８５℃において、±1.0ppm以下の性能
が要求されている。このような携帯電話用水晶発振器に
は、周波数温度安定度に対する要求の他にも、小型化、
低コスト化という、携帯電話用としてとりわけ強調され
る要求があり、これらに対応できる最適な構成を持つ水
晶発振器が強く望まれている。
は、例えば、北米におけるアナログ方式携帯電話システ
ムの端末においては、温度範囲−３０℃から＋７５℃に
おいて、±2.5ppm以下である。また、狭帯域ＴＤＭＡ方
式のディジタル式携帯電話システムの端末においては、
温度範囲−２０℃から＋８５℃において、±1.5ppm以下
の性能が要求されている。さらに、日本における大容量
アナログ式携帯電話システムの端末においては、温度範
囲−２０℃から＋８５℃において、±1.0ppm以下の性能
が要求されている。このような携帯電話用水晶発振器に
は、周波数温度安定度に対する要求の他にも、小型化、
低コスト化という、携帯電話用としてとりわけ強調され
る要求があり、これらに対応できる最適な構成を持つ水
晶発振器が強く望まれている。
【０００４】水晶発振器の出力周波数−温度特性は水晶
振動子の共振周波数−温度特性に直接依存するため、広
い温度範囲にわたって厳しい周波数安定度を要求する場
合には、通常、温度補償回路が必要である。温度補償方
法としては、サーミスタなどの感温素子を用いて振動子
のインピーダンス変化を補償するアナログ方式と、別に
設けた温度検知用水晶振動子から得られる情報に基づ
き、予めメモリに記憶させた補償データに従って発振用
水晶振動子の温度特性を補償する電圧を可変容量素子に
印加するディジタル方式がある。
振動子の共振周波数−温度特性に直接依存するため、広
い温度範囲にわたって厳しい周波数安定度を要求する場
合には、通常、温度補償回路が必要である。温度補償方
法としては、サーミスタなどの感温素子を用いて振動子
のインピーダンス変化を補償するアナログ方式と、別に
設けた温度検知用水晶振動子から得られる情報に基づ
き、予めメモリに記憶させた補償データに従って発振用
水晶振動子の温度特性を補償する電圧を可変容量素子に
印加するディジタル方式がある。
【０００５】以下、図面を参照しながら従来の温度補償
水晶発振器について説明する。図１９は、従来のアナロ
グ方式の温度補償水晶発振器の構成を示したものであ
る。図１９において、１１は水晶振動子、１２は発振回
路、１３は出力端子、１１１は温度補償回路である。こ
の温度補償回路１１１は、サーミスタ１１２、抵抗１１
３とコンデンサ１１４を並列に接続した回路部と、サー
ミスタ１１５と抵抗１１６の直列接続にコンデンサ１１
７を並列接続した回路部が含まれている。周囲温度が変
化すると、サーミスタ１１２，１１５の抵抗値が変化
し、その結果、温度補償回路１１１全体のインピーダン
スのリアクタンスが変化する。これを利用し、予め、水
晶振動子の周波数−温度特性を補償するようにサーミス
タ１１２，１１５、抵抗１１３，１１６及びコンデンサ
１１４，１１７の値をそれぞれ決めることにより、温度
に対して発振周波数の安定化ができる（例えば、特開昭
５５−１２５７０２、特開昭５６−６８００２号公報参
照）。
水晶発振器について説明する。図１９は、従来のアナロ
グ方式の温度補償水晶発振器の構成を示したものであ
る。図１９において、１１は水晶振動子、１２は発振回
路、１３は出力端子、１１１は温度補償回路である。こ
の温度補償回路１１１は、サーミスタ１１２、抵抗１１
３とコンデンサ１１４を並列に接続した回路部と、サー
ミスタ１１５と抵抗１１６の直列接続にコンデンサ１１
７を並列接続した回路部が含まれている。周囲温度が変
化すると、サーミスタ１１２，１１５の抵抗値が変化
し、その結果、温度補償回路１１１全体のインピーダン
スのリアクタンスが変化する。これを利用し、予め、水
晶振動子の周波数−温度特性を補償するようにサーミス
タ１１２，１１５、抵抗１１３，１１６及びコンデンサ
１１４，１１７の値をそれぞれ決めることにより、温度
に対して発振周波数の安定化ができる（例えば、特開昭
５５−１２５７０２、特開昭５６−６８００２号公報参
照）。
【０００６】一方、図２０は、従来のディジタル温度補
償水晶発振器の構成を示すものである。図２０におい
て、１１は水晶振動子、１２は発振回路、１２１は温度
センサ、１２２はアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器、１２３は記憶装置、１２４は可変リアクタンス回路
である。また、水晶振動子１１と発振回路１２と可変リ
アクタンス回路１２４により、ディジタル信号で発振周
波数が制御されるディジタル制御水晶発振器１２０を構
成している。ディジタル方式温度補償では、温度センサ
１２１で周囲温度を検出し、その情報をＡ／Ｄ変換器１
２２でディジタル信号に変換し、それに基づいて記憶装
置１２３に予め記憶させた補償データを読みとる。そし
て、その補償データによって可変リアクタンス回路１２
４のリアクタンス値を変化させ、ディジタル制御水晶発
振器１２０の出力周波数を温度に対して安定させる。記
憶装置１２３には、例えば８ビット（２５６の温度ポイ
ント）×７ビット（１２８の制御量）のテーブルとして
補償データが書き込まれている（例えば、41st Annual
Frequency Control Symposium, 1987, pp.435, 'A Digi
tally Compensated TCXO using A Single Chip LSI:by
T.Hara, T.Kudo, S.Uriya, H.Saita, S.Ogou and Y.Kat
suta.）
償水晶発振器の構成を示すものである。図２０におい
て、１１は水晶振動子、１２は発振回路、１２１は温度
センサ、１２２はアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器、１２３は記憶装置、１２４は可変リアクタンス回路
である。また、水晶振動子１１と発振回路１２と可変リ
アクタンス回路１２４により、ディジタル信号で発振周
波数が制御されるディジタル制御水晶発振器１２０を構
成している。ディジタル方式温度補償では、温度センサ
１２１で周囲温度を検出し、その情報をＡ／Ｄ変換器１
２２でディジタル信号に変換し、それに基づいて記憶装
置１２３に予め記憶させた補償データを読みとる。そし
て、その補償データによって可変リアクタンス回路１２
４のリアクタンス値を変化させ、ディジタル制御水晶発
振器１２０の出力周波数を温度に対して安定させる。記
憶装置１２３には、例えば８ビット（２５６の温度ポイ
ント）×７ビット（１２８の制御量）のテーブルとして
補償データが書き込まれている（例えば、41st Annual
Frequency Control Symposium, 1987, pp.435, 'A Digi
tally Compensated TCXO using A Single Chip LSI:by
T.Hara, T.Kudo, S.Uriya, H.Saita, S.Ogou and Y.Kat
suta.）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たアナログ方式およびディジタル方式の温度補償水晶発
振器は、以下に述べるような固有の問題点をそれぞれ有
している。
たアナログ方式およびディジタル方式の温度補償水晶発
振器は、以下に述べるような固有の問題点をそれぞれ有
している。
【０００８】まず、サーミスタを用いたアナログ方式
は、実現できる補償曲線の形が限られるため、水晶振動
子の共振周波数−温度特性のバラツキに柔軟に対応する
ことが出来ず、温度補償精度が低いという問題があっ
た。また、サーミスタの特性バラツキが大きいため、歩
留まりを低下させていた。したがって、水晶振動子の共
振周波数−温度特性と回路素子のバラツキを厳しく管理
することが必要で、調整作業も複雑となるためコスト高
になっていた。さらに、サーミスタなどはＩＣ化に不向
きな素子であるため、小型化がやり難いという問題もあ
った。
は、実現できる補償曲線の形が限られるため、水晶振動
子の共振周波数−温度特性のバラツキに柔軟に対応する
ことが出来ず、温度補償精度が低いという問題があっ
た。また、サーミスタの特性バラツキが大きいため、歩
留まりを低下させていた。したがって、水晶振動子の共
振周波数−温度特性と回路素子のバラツキを厳しく管理
することが必要で、調整作業も複雑となるためコスト高
になっていた。さらに、サーミスタなどはＩＣ化に不向
きな素子であるため、小型化がやり難いという問題もあ
った。
【０００９】一方、ディジタル方式の温度補償水晶発振
器では、各温度ポイント毎に周波数を補正するという方
法であるために、例えば２５６ポイントもの多数の温度
ポイントに対して補償データをプログラマブル・リード
・オンリー・メモリ（ＰＲＯＭ）に書き込まなければな
らない。したがって、作製上多大な時間と労力が必要で
あるという問題点を有し、結果的に高価格になってい
た。
器では、各温度ポイント毎に周波数を補正するという方
法であるために、例えば２５６ポイントもの多数の温度
ポイントに対して補償データをプログラマブル・リード
・オンリー・メモリ（ＰＲＯＭ）に書き込まなければな
らない。したがって、作製上多大な時間と労力が必要で
あるという問題点を有し、結果的に高価格になってい
た。
【００１０】本発明は、従来の温度補償回路のこのよう
な課題を考慮し、温度補償調整が容易に行え、且つ小
型、低価格で高精度な特性を持つ、携帯電話などの用途
に適した温度補償水晶発振器を提供することを目的とす
るものである。
な課題を考慮し、温度補償調整が容易に行え、且つ小
型、低価格で高精度な特性を持つ、携帯電話などの用途
に適した温度補償水晶発振器を提供することを目的とす
るものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶振動子を
用いた発振周波数の調節可能な発振手段と、温度検出手
段と、制御信号発生手段と、複数の電圧関数発生回路と
を備え、前記制御信号発生手段は、前記発振周波数を理
想的に温度補償する理想制御曲線に対して複数の分割さ
れた温度区間毎に直線近似した特性から得られる制御信
号を、前記温度検出手段の出力に基づき、前記複数の電
圧関数発生回路の出力を加算若しくは切り替えることに
よってが発生させ、その制御信号により、前記発振手段
の発振周波数が制御され温度補償が行なわれる温度補償
水晶発振器である。
用いた発振周波数の調節可能な発振手段と、温度検出手
段と、制御信号発生手段と、複数の電圧関数発生回路と
を備え、前記制御信号発生手段は、前記発振周波数を理
想的に温度補償する理想制御曲線に対して複数の分割さ
れた温度区間毎に直線近似した特性から得られる制御信
号を、前記温度検出手段の出力に基づき、前記複数の電
圧関数発生回路の出力を加算若しくは切り替えることに
よってが発生させ、その制御信号により、前記発振手段
の発振周波数が制御され温度補償が行なわれる温度補償
水晶発振器である。
【００１２】より具体的には、前記制御信号発生手段
は、連続する２つの前記温度区間に対応した所定の入力
電圧範囲において、前半の温度区間では入力電圧に従っ
て出力電圧がゼロから所定最大値まで単調に増加した
後、後半の温度区間では入力電圧に従って再びゼロまで
単調に減少し、それ以外の入力電圧範囲において出力電
圧がゼロとなる逆Ｖ字型の入出力特性を持つ（Ｎ＋１）
個（Ｎは前記温度区間数を表す２以上の整数）の電圧関
数発生回路と、前記電圧関数発生回路の出力電圧を全て
加算する電圧加算器とを有し、各々の前記電圧関数発生
回路の出力電圧変化の関係を、ｉ番目（ｉは２以上Ｎ以
下の整数）の前記電圧関数発生回路の出力電圧が零から
増加して最大値となるときに（ｉ−１）番目の前記電圧
関数発生回路の出力電圧が最大値から減少してゼロとな
り、また、ｉ番目の前記電圧関数発生回路の出力電圧が
最大値から減少してゼロとなるときに（ｉ＋１）番目の
前記電圧関数発生回路の出力電圧がゼロから増加して最
大値となるようにするものである。
は、連続する２つの前記温度区間に対応した所定の入力
電圧範囲において、前半の温度区間では入力電圧に従っ
て出力電圧がゼロから所定最大値まで単調に増加した
後、後半の温度区間では入力電圧に従って再びゼロまで
単調に減少し、それ以外の入力電圧範囲において出力電
圧がゼロとなる逆Ｖ字型の入出力特性を持つ（Ｎ＋１）
個（Ｎは前記温度区間数を表す２以上の整数）の電圧関
数発生回路と、前記電圧関数発生回路の出力電圧を全て
加算する電圧加算器とを有し、各々の前記電圧関数発生
回路の出力電圧変化の関係を、ｉ番目（ｉは２以上Ｎ以
下の整数）の前記電圧関数発生回路の出力電圧が零から
増加して最大値となるときに（ｉ−１）番目の前記電圧
関数発生回路の出力電圧が最大値から減少してゼロとな
り、また、ｉ番目の前記電圧関数発生回路の出力電圧が
最大値から減少してゼロとなるときに（ｉ＋１）番目の
前記電圧関数発生回路の出力電圧がゼロから増加して最
大値となるようにするものである。
【００１３】
【作用】本発明は上記した構成によって、理想制御曲線
に極めて近い制御信号を、簡単な構成の複数の電圧関数
発生回路の出力電圧を足し合わせることで容易に発生で
きるため、全体の回路構成が簡単になり、しかも精度良
く温度補償することができることとなる。
に極めて近い制御信号を、簡単な構成の複数の電圧関数
発生回路の出力電圧を足し合わせることで容易に発生で
きるため、全体の回路構成が簡単になり、しかも精度良
く温度補償することができることとなる。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１５】図１は、本発明の第１の実施例の温度補償
水晶発振器の構成ブロック図である。温度補償水晶発振
器は、温度を検出する温度センサ１０１と、電圧関数発
生回路１０２，１０３，１０４，１０５，１０６と、電
圧を加算して出力する電圧加算器１０７と、水晶振動子
１１で発振周波数が安定化された発振回路１２から構成
されている。発振回路１２は、発振電圧を出力する出力
端子１３と発振周波数を制御する制御端子１５を有し、
制御端子１５には印加電圧により容量が変化する可変容
量ダイオード１４が接続されている。
水晶発振器の構成ブロック図である。温度補償水晶発振
器は、温度を検出する温度センサ１０１と、電圧関数発
生回路１０２，１０３，１０４，１０５，１０６と、電
圧を加算して出力する電圧加算器１０７と、水晶振動子
１１で発振周波数が安定化された発振回路１２から構成
されている。発振回路１２は、発振電圧を出力する出力
端子１３と発振周波数を制御する制御端子１５を有し、
制御端子１５には印加電圧により容量が変化する可変容
量ダイオード１４が接続されている。
【００１６】温度センサ１０１は温度に比例した電圧を
発生し、その電圧は５つの電圧関数発生回路１０２，１
０３，１０４，１０５，１０６に入力される。各電圧関
数発生回路は、入力電圧の増加に伴い、それぞれ予め設
定された入力電圧範囲において、出力電圧が単調に増加
し、その後単調に減少する逆Ｖ字型の入出力特性を有し
ている。電圧関数発生回路の出力電圧は電圧加算器１０
７に入力されすべて加算される。電圧加算器の出力端子
は発振回路１２の制御端子１５に接続し、発振周波数を
温度安定化するように制御する。
発生し、その電圧は５つの電圧関数発生回路１０２，１
０３，１０４，１０５，１０６に入力される。各電圧関
数発生回路は、入力電圧の増加に伴い、それぞれ予め設
定された入力電圧範囲において、出力電圧が単調に増加
し、その後単調に減少する逆Ｖ字型の入出力特性を有し
ている。電圧関数発生回路の出力電圧は電圧加算器１０
７に入力されすべて加算される。電圧加算器の出力端子
は発振回路１２の制御端子１５に接続し、発振周波数を
温度安定化するように制御する。
【００１７】温度センサ１０１は、例えば、図２（ａ）
に示すように、複数個のダイオード２３を直列接続した
ものに抵抗２２を直列に接続した回路とする。温度変化
に対してダイオードの接合電位差の変化を利用すること
により、端子２１に直流電圧を加えた場合に、ダイオー
ドと抵抗の接続点２４を出力端子として温度変化に対応
する電圧変化を取り出すことができる。或いは図２
（ｂ）に示すように、サーミスタ２５と抵抗２２を直列
に接続した回路として、温度変化に対する抵抗値の変化
を利用する構成とすることができる。図２（ｂ）におい
ても図２（ａ）と同じように、端子２１に直流電圧を印
加することにより、出力端子２４に温度変化に応じた電
圧変化を取り出すことができる。
に示すように、複数個のダイオード２３を直列接続した
ものに抵抗２２を直列に接続した回路とする。温度変化
に対してダイオードの接合電位差の変化を利用すること
により、端子２１に直流電圧を加えた場合に、ダイオー
ドと抵抗の接続点２４を出力端子として温度変化に対応
する電圧変化を取り出すことができる。或いは図２
（ｂ）に示すように、サーミスタ２５と抵抗２２を直列
に接続した回路として、温度変化に対する抵抗値の変化
を利用する構成とすることができる。図２（ｂ）におい
ても図２（ａ）と同じように、端子２１に直流電圧を印
加することにより、出力端子２４に温度変化に応じた電
圧変化を取り出すことができる。
【００１８】上記第１の実施例の動作原理について図面
を参照しながら説明する。まず、温度センサ１０１の温
度と出力電圧の関係として、図３に示すように、出力電
圧Ｖｓが温度Ｔに対しほぼ直線的に変化すると仮定す
る。ここで、温度ＴがＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6の
ときの温度センサ１０１の出力電圧Ｖsが、それぞれＶ
s1、Ｖs2、Ｖs3、Ｖs4、Ｖs5、Ｖs6とする。
を参照しながら説明する。まず、温度センサ１０１の温
度と出力電圧の関係として、図３に示すように、出力電
圧Ｖｓが温度Ｔに対しほぼ直線的に変化すると仮定す
る。ここで、温度ＴがＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6の
ときの温度センサ１０１の出力電圧Ｖsが、それぞれＶ
s1、Ｖs2、Ｖs3、Ｖs4、Ｖs5、Ｖs6とする。
【００１９】図４に、温度補償水晶発振器を理想的に温
度補償する理想制御曲線（破線）と、分割された温度区
間毎に制御曲線を直線近似した本発明の実施例における
制御曲線（実線）を示す。周囲温度Ｔが変化したとき
に、発振周波数を一定にするために制御端子１５に印加
する制御電圧Ｖcは、理想制御電圧曲線に対して５つの
分割された温度区間毎に直線近似した５本の直線で構成
されている。
度補償する理想制御曲線（破線）と、分割された温度区
間毎に制御曲線を直線近似した本発明の実施例における
制御曲線（実線）を示す。周囲温度Ｔが変化したとき
に、発振周波数を一定にするために制御端子１５に印加
する制御電圧Ｖcは、理想制御電圧曲線に対して５つの
分割された温度区間毎に直線近似した５本の直線で構成
されている。
【００２０】本発明の温度補償方法の大きな特徴は、従
来の方法のように温度と発振周波数の関係を示す曲線を
直線で近似するというのではなくて、温度による周波数
変位をゼロにする理想的な制御曲線に対して最適な直線
近似を行うというものであり、両者において直線近似の
意味は全く異なっている。
来の方法のように温度と発振周波数の関係を示す曲線を
直線で近似するというのではなくて、温度による周波数
変位をゼロにする理想的な制御曲線に対して最適な直線
近似を行うというものであり、両者において直線近似の
意味は全く異なっている。
【００２１】図５は、図４の実線で示された近似直線の
特性を実現するために、５つの電圧関数発生回路１０
２，１０３，１０４，１０５，１０６が温度センサ１０
１からの入力電圧Ｖsに対して出力すべき出力電圧Ｖcの
様子を示したものである。５つの電圧関数発生回路１０
２，１０３，１０４，１０５，１０６が逆Ｖ字型の出力
電圧をそれぞれ出力する入力電圧範囲は、電圧関数発生
回路１０２を除いて、分割された各温度区間の連続する
２つの温度区間に対応して割り当てられている。電圧関
数発生回路１０２は、ひとつの温度区間だけに対応した
出力電圧Ｖcを出力するように、設定されている。
特性を実現するために、５つの電圧関数発生回路１０
２，１０３，１０４，１０５，１０６が温度センサ１０
１からの入力電圧Ｖsに対して出力すべき出力電圧Ｖcの
様子を示したものである。５つの電圧関数発生回路１０
２，１０３，１０４，１０５，１０６が逆Ｖ字型の出力
電圧をそれぞれ出力する入力電圧範囲は、電圧関数発生
回路１０２を除いて、分割された各温度区間の連続する
２つの温度区間に対応して割り当てられている。電圧関
数発生回路１０２は、ひとつの温度区間だけに対応した
出力電圧Ｖcを出力するように、設定されている。
【００２２】図５に示すように、電圧関数発生回路１０
２はＶs1からＶs2まで、電圧関数発生回路１０３はＶs1
からＶs3まで、電圧関数発生回路１０４はＶs2からＶs4
まで、電圧関数発生回路１０５はＶs3からＶs5まで、電
圧関数発生回路１０６はＶs4からＶs6までの範囲でそれ
ぞれ動作する。各電圧関数発生回路は、それ以外の入力
電圧範囲では出力電圧がゼロである。
２はＶs1からＶs2まで、電圧関数発生回路１０３はＶs1
からＶs3まで、電圧関数発生回路１０４はＶs2からＶs4
まで、電圧関数発生回路１０５はＶs3からＶs5まで、電
圧関数発生回路１０６はＶs4からＶs6までの範囲でそれ
ぞれ動作する。各電圧関数発生回路は、それ以外の入力
電圧範囲では出力電圧がゼロである。
【００２３】また、電圧関数発生回路１０２はＶs1で最
大値Ｖc5、電圧関数発生回路１０３はＶs2で最大値
Ｖc4、電圧関数発生回路１０４はＶs3で最大値Ｖc3、電
圧関数発生回路１０５はＶs4で最大値Ｖc2、電圧関数発
生回路１０６はＶs5で最大値Ｖc1をそれぞれとる。例え
ば、電圧関数発生回路１０４では、入力電圧がＶs2まで
は出力電圧がゼロであり、入力電圧がＶs2から増加する
にしたがって、出力電圧が単調に増加し、入力電圧がＶ
s3のところで出力電圧が最大値Ｖc3になり、その後、入
力電圧がＶs4まで増加するに従って、出力電圧が単調に
減少し、入力電圧がＶs4より増加すると、出力電圧がゼ
ロになる。
大値Ｖc5、電圧関数発生回路１０３はＶs2で最大値
Ｖc4、電圧関数発生回路１０４はＶs3で最大値Ｖc3、電
圧関数発生回路１０５はＶs4で最大値Ｖc2、電圧関数発
生回路１０６はＶs5で最大値Ｖc1をそれぞれとる。例え
ば、電圧関数発生回路１０４では、入力電圧がＶs2まで
は出力電圧がゼロであり、入力電圧がＶs2から増加する
にしたがって、出力電圧が単調に増加し、入力電圧がＶ
s3のところで出力電圧が最大値Ｖc3になり、その後、入
力電圧がＶs4まで増加するに従って、出力電圧が単調に
減少し、入力電圧がＶs4より増加すると、出力電圧がゼ
ロになる。
【００２４】次に、以上のような入出力特性をもつ電圧
関数発生回路１０２，１０３，１０４，１０５，１０６
の出力電圧を電圧加算器１０７により加算すると、温度
センサ１０１からの入力電圧に対応して、図４に実線で
示すような５つの分割された温度区間毎に直線で近似さ
れた特性をもつ制御電圧Ｖcが得られる。
関数発生回路１０２，１０３，１０４，１０５，１０６
の出力電圧を電圧加算器１０７により加算すると、温度
センサ１０１からの入力電圧に対応して、図４に実線で
示すような５つの分割された温度区間毎に直線で近似さ
れた特性をもつ制御電圧Ｖcが得られる。
【００２５】以上の構成によれば、図１、図４、図５に
おいて、例えば、温度Ｔ2で電圧関数発生回路１０３の
出力電圧の最大値Ｖc4を変化させて必要な制御電圧値に
調整する場合、温度Ｔ2では電圧関数発生回路１０３以
外の電圧関数発生回路１０２，１０４，１０５，１０６
の出力電圧は全てゼロなので、電圧関数発生回路１０２
の調整だけで良く、温度補償調整が容易である。逆に、
電圧関数発生回路１０２の出力電圧はＴ1からＴ3以外の
温度範囲では全てゼロなので、出力電圧の最大値Ｖc4の
変化は他の温度Ｔ1，Ｔ3，Ｔ4，Ｔ5における調整に全く
影響を与えない。すなわち、電圧関数発生回路の出力電
圧の最大値の調整は、その電圧関数発生回路が割り当て
られた温度範囲だけを対象にすれば良く、相互の干渉が
ない。また、理想的な制御電圧を直線で近似しているの
で数点の温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよ
く、簡単に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現す
ることができる。
おいて、例えば、温度Ｔ2で電圧関数発生回路１０３の
出力電圧の最大値Ｖc4を変化させて必要な制御電圧値に
調整する場合、温度Ｔ2では電圧関数発生回路１０３以
外の電圧関数発生回路１０２，１０４，１０５，１０６
の出力電圧は全てゼロなので、電圧関数発生回路１０２
の調整だけで良く、温度補償調整が容易である。逆に、
電圧関数発生回路１０２の出力電圧はＴ1からＴ3以外の
温度範囲では全てゼロなので、出力電圧の最大値Ｖc4の
変化は他の温度Ｔ1，Ｔ3，Ｔ4，Ｔ5における調整に全く
影響を与えない。すなわち、電圧関数発生回路の出力電
圧の最大値の調整は、その電圧関数発生回路が割り当て
られた温度範囲だけを対象にすれば良く、相互の干渉が
ない。また、理想的な制御電圧を直線で近似しているの
で数点の温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよ
く、簡単に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現す
ることができる。
【００２６】以下、本発明の第１の実施例の温度補償水
晶発振器を演算増幅器を用いて構成した具体的な回路に
ついて説明を行う。図６、７は、本発明の第１の実施例
の温度補償水晶発振器を演算増幅器を用いて構成した具
体的な回路図である。
晶発振器を演算増幅器を用いて構成した具体的な回路に
ついて説明を行う。図６、７は、本発明の第１の実施例
の温度補償水晶発振器を演算増幅器を用いて構成した具
体的な回路図である。
【００２７】まず、水晶振動子は周波数１２．８ＭＨｚ
のＵＭ−１タイプのもので、ＡＴカットされたものを用
いている。発振回路はシリコン・バイポーラ・トランジ
スタを用いたコルピッツ型発振回路である。発振周波数
は、可変容量ダイオードに印加する電圧を変化させるこ
とによって可変することができ、加える正電圧を高くす
ることによって発振周波数は高くなる。
のＵＭ−１タイプのもので、ＡＴカットされたものを用
いている。発振回路はシリコン・バイポーラ・トランジ
スタを用いたコルピッツ型発振回路である。発振周波数
は、可変容量ダイオードに印加する電圧を変化させるこ
とによって可変することができ、加える正電圧を高くす
ることによって発振周波数は高くなる。
【００２８】温度センサーは、図２（ａ）で示したダイ
オードを用いる形式のもので、ダイオード３個を直列接
続したものを用いている。ダイオードを３個直列接続す
ることにより、温度センサーの温度と出力電圧の関係の
傾きが大きくとれ、温度補償水晶発振器の温度センサー
として適した特性を得ることができる。図８は、図６、
７の回路に使用したダイオードを用いた温度センサーの
温度と出力電圧および消費電流の関係を示すグラフであ
る。温度センサーの出力電圧は、温度に対して直線的に
変化する特性が得られている。
オードを用いる形式のもので、ダイオード３個を直列接
続したものを用いている。ダイオードを３個直列接続す
ることにより、温度センサーの温度と出力電圧の関係の
傾きが大きくとれ、温度補償水晶発振器の温度センサー
として適した特性を得ることができる。図８は、図６、
７の回路に使用したダイオードを用いた温度センサーの
温度と出力電圧および消費電流の関係を示すグラフであ
る。温度センサーの出力電圧は、温度に対して直線的に
変化する特性が得られている。
【００２９】図９は、図６、７の回路の温度補償水晶発
振器における温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。図中、白丸（○）印を結ぶ曲線は、発振器の周波数
偏移を0ppmにする理想的な温度補償制御曲線である。そ
の曲線を上下に挟む黒四角（■）印と黒三角（▲）印を
結ぶ曲線は、それぞれ周波数偏移を+1ppm或いは-1ppmと
したときの制御曲線である。また、白四角（□）印と白
三角（△）印を結ぶ最も外側の曲線は、それぞれ周波数
偏移を+2ppm或いは-2ppmとしたときの制御曲線を示して
いる。
振器における温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。図中、白丸（○）印を結ぶ曲線は、発振器の周波数
偏移を0ppmにする理想的な温度補償制御曲線である。そ
の曲線を上下に挟む黒四角（■）印と黒三角（▲）印を
結ぶ曲線は、それぞれ周波数偏移を+1ppm或いは-1ppmと
したときの制御曲線である。また、白四角（□）印と白
三角（△）印を結ぶ最も外側の曲線は、それぞれ周波数
偏移を+2ppm或いは-2ppmとしたときの制御曲線を示して
いる。
【００３０】温度区間の分割数を５区間としたときの制
御曲線は、太い折れ線で示されている。温度区間の分割
点の温度は、−３２℃、−１７℃、０℃、４７℃、６７
℃、８０℃である。また、その温度に対応する制御電圧
は、それぞれ1422mV、1167mV、1014mV、1005mV、819m
V、556mVである。温度区間の選び方、および制御曲線の
設定の仕方は、温度区間全体において、理想制御曲線か
らのずれによる周波数偏移の最大値が最小になるように
制御特性を選んでいる。その結果、直線近似された制御
曲線は、±1ppmの制御曲線の間に挟まれた状態になって
おり、したがって±1ppm以下の周波数偏差で温度補償が
可能であることがわかる。
御曲線は、太い折れ線で示されている。温度区間の分割
点の温度は、−３２℃、−１７℃、０℃、４７℃、６７
℃、８０℃である。また、その温度に対応する制御電圧
は、それぞれ1422mV、1167mV、1014mV、1005mV、819m
V、556mVである。温度区間の選び方、および制御曲線の
設定の仕方は、温度区間全体において、理想制御曲線か
らのずれによる周波数偏移の最大値が最小になるように
制御特性を選んでいる。その結果、直線近似された制御
曲線は、±1ppmの制御曲線の間に挟まれた状態になって
おり、したがって±1ppm以下の周波数偏差で温度補償が
可能であることがわかる。
【００３１】ここでは、温度区間全体におけるずれが最
小になるように制御特性を選んだが、別のやり方とし
て、各温度区間の両端で周波数偏移をゼロにするよう理
想制御曲線に一致させるという方法も考えられる。この
方法であれば、周波数偏移は多少大きくなるが、制御曲
線の設定の仕方は簡単で、調整も更に容易になる。
小になるように制御特性を選んだが、別のやり方とし
て、各温度区間の両端で周波数偏移をゼロにするよう理
想制御曲線に一致させるという方法も考えられる。この
方法であれば、周波数偏移は多少大きくなるが、制御曲
線の設定の仕方は簡単で、調整も更に容易になる。
【００３２】図１０は図６、７の回路の温度補償水晶発
振器における制御信号発生手段の入力電圧と出力電圧の
関係を示すグラフである。
振器における制御信号発生手段の入力電圧と出力電圧の
関係を示すグラフである。
【００３３】図６、７の回路では、連続する２つの温度
区間に対応した所定の入力電圧範囲において逆Ｖ字型の
入出力特性を持つ電圧関数発生回路を、ひとつの温度区
間に対応した所定の入力電圧範囲において直線状の入出
力特性を持つ単区間電圧関数発生回路の組み合わせによ
り構成している。そして、ｉ番目の電圧関数発生回路の
前半の温度区間に対応するゼロから最大値に変化する出
力電圧を、その温度区間に対応した所定の入力電圧範囲
において入力電圧に従ってゼロから最大値に変化する出
力電圧を演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路に
より発生させると共に、単区間電圧関数発生回路の出力
電圧を反転させて、（ｉ−１）番目の電圧関数発生回路
の後半の温度区間に対応する最大値からゼロに変化する
出力電圧としても用いている。
区間に対応した所定の入力電圧範囲において逆Ｖ字型の
入出力特性を持つ電圧関数発生回路を、ひとつの温度区
間に対応した所定の入力電圧範囲において直線状の入出
力特性を持つ単区間電圧関数発生回路の組み合わせによ
り構成している。そして、ｉ番目の電圧関数発生回路の
前半の温度区間に対応するゼロから最大値に変化する出
力電圧を、その温度区間に対応した所定の入力電圧範囲
において入力電圧に従ってゼロから最大値に変化する出
力電圧を演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路に
より発生させると共に、単区間電圧関数発生回路の出力
電圧を反転させて、（ｉ−１）番目の電圧関数発生回路
の後半の温度区間に対応する最大値からゼロに変化する
出力電圧としても用いている。
【００３４】また、１番目の電圧関数発生回路を、１番
目の温度区間に対応した所定の入力電圧範囲において入
力電圧に従って最大値からゼロに変化する出力電圧を発
生させる演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路に
より構成している。或いは、図６、７の回路では用いら
れていないが、これと同じ考えで、（Ｎ＋１）番目（Ｎ
は温度分割数）の電圧関数発生回路を、Ｎ番目の温度区
間に対応した所定の入力電圧範囲において入力電圧に従
ってゼロから最大値に変化する出力電圧を発生させる演
算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路により構成す
るという方法を用いることもできる。これらの方法をと
ることによって、回路は幾分簡単になる。
目の温度区間に対応した所定の入力電圧範囲において入
力電圧に従って最大値からゼロに変化する出力電圧を発
生させる演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路に
より構成している。或いは、図６、７の回路では用いら
れていないが、これと同じ考えで、（Ｎ＋１）番目（Ｎ
は温度分割数）の電圧関数発生回路を、Ｎ番目の温度区
間に対応した所定の入力電圧範囲において入力電圧に従
ってゼロから最大値に変化する出力電圧を発生させる演
算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路により構成す
るという方法を用いることもできる。これらの方法をと
ることによって、回路は幾分簡単になる。
【００３５】さらに、図６、７の回路では、各々の電圧
関数発生回路の出力電圧の最大値は全て等しく設定し、
電圧関数発生回路と電圧加算器の間にそれぞれ挿入され
た演算増幅器の増幅度を調整することにより、所望の制
御信号を発生させている。また、その出力電圧の最大値
は演算増幅器の出力電圧飽和特性を利用して規定されて
いる。このような方法によって、簡単な回路構成で、所
望の制御信号波形を得ることができる。
関数発生回路の出力電圧の最大値は全て等しく設定し、
電圧関数発生回路と電圧加算器の間にそれぞれ挿入され
た演算増幅器の増幅度を調整することにより、所望の制
御信号を発生させている。また、その出力電圧の最大値
は演算増幅器の出力電圧飽和特性を利用して規定されて
いる。このような方法によって、簡単な回路構成で、所
望の制御信号波形を得ることができる。
【００３６】図１１は図６、７の回路の温度補償水晶発
振器における温度に対する周波数偏移を示すグラフであ
る。−３０℃から＋７５℃の温度範囲において、±1ppm
以下の特性が得られている。第１の実施例では、理想的
な制御電圧曲線を５個の温度区間に分割して直線近似し
たが、一般に、分割数が多いほど精度は良くなり、逆に
本数が少ないほど回路構成は簡単になる。
振器における温度に対する周波数偏移を示すグラフであ
る。−３０℃から＋７５℃の温度範囲において、±1ppm
以下の特性が得られている。第１の実施例では、理想的
な制御電圧曲線を５個の温度区間に分割して直線近似し
たが、一般に、分割数が多いほど精度は良くなり、逆に
本数が少ないほど回路構成は簡単になる。
【００３７】温度区間の分割数が５個の場合には、例え
ば、−２０℃から＋８５℃の範囲で±1ppm以下の性能を
要求されるチャンネル周波数間隔１２．５ｋＨｚ以下の
ＦＤＭＡ方式大容量アナログセルラ無線端末に最適であ
る。また、温度区間の分割数が４個の場合には、例え
ば、−２０℃から＋８５℃の範囲で±1.5ppm以下の性能
を要求されるチャンネル周波数間隔２５ｋＨｚ程度の狭
帯域ＴＤＭＡ方式ディジタルセルラ無線端末に最適であ
る。また、温度区間の分割数が３個の場合には、例え
ば、−３０℃から＋７５℃の範囲で±2.5ppm以下の性能
を要求されるチャンネル周波数間隔３０ｋＨｚ以上のＦ
ＤＭＡ方式アナログセルラ無線端末やさらにチャンネル
周波数間隔の広い広帯域ＴＤＭＡ方式ディジタルセルラ
無線端末やディジタルコードレス電話機に最適である。
ば、−２０℃から＋８５℃の範囲で±1ppm以下の性能を
要求されるチャンネル周波数間隔１２．５ｋＨｚ以下の
ＦＤＭＡ方式大容量アナログセルラ無線端末に最適であ
る。また、温度区間の分割数が４個の場合には、例え
ば、−２０℃から＋８５℃の範囲で±1.5ppm以下の性能
を要求されるチャンネル周波数間隔２５ｋＨｚ程度の狭
帯域ＴＤＭＡ方式ディジタルセルラ無線端末に最適であ
る。また、温度区間の分割数が３個の場合には、例え
ば、−３０℃から＋７５℃の範囲で±2.5ppm以下の性能
を要求されるチャンネル周波数間隔３０ｋＨｚ以上のＦ
ＤＭＡ方式アナログセルラ無線端末やさらにチャンネル
周波数間隔の広い広帯域ＴＤＭＡ方式ディジタルセルラ
無線端末やディジタルコードレス電話機に最適である。
【００３８】図１２は、本発明の第１の実施例の第１の
変形の温度補償水晶発振器における分割された温度区間
の数を４区間としたときの温度と制御電圧の関係を示す
グラフである。図より、温度に対する周波数偏移は−３
０℃から＋７５℃の範囲で±1.5ppm以下にできることが
わかる。
変形の温度補償水晶発振器における分割された温度区間
の数を４区間としたときの温度と制御電圧の関係を示す
グラフである。図より、温度に対する周波数偏移は−３
０℃から＋７５℃の範囲で±1.5ppm以下にできることが
わかる。
【００３９】さらに、図１３は、本発明の第１の実施例
の第２の変形の温度補償水晶発振器における分割された
温度区間の数を３区間としたときの温度と制御電圧の関
係を示すグラフである。図より、温度に対する周波数偏
移は−３０℃から＋７５℃の範囲で±2.5ppm以下にでき
ることがわかる。
の第２の変形の温度補償水晶発振器における分割された
温度区間の数を３区間としたときの温度と制御電圧の関
係を示すグラフである。図より、温度に対する周波数偏
移は−３０℃から＋７５℃の範囲で±2.5ppm以下にでき
ることがわかる。
【００４０】すなわち、目標とする温度範囲と周波数安
定度に応じて、温度区間の分割数を決めてやることによ
り、それぞれのアプリケーションに対して最適な回路構
成が本発明により可能となる。
定度に応じて、温度区間の分割数を決めてやることによ
り、それぞれのアプリケーションに対して最適な回路構
成が本発明により可能となる。
【００４１】以上のように、本実施例の構成とすること
により、温度補償が容易に行え、且つ小型、低価格で高
精度の温度補償水晶発振器を実現できる。したがって、
ＦＤＭＡ方式アナログ・セルラ無線端末、狭帯域ＴＤＭ
Ａ方式ディジタル・セルラ無線端末、広帯域ＴＤＭＡ方
式ディジタル・セルラ無線端末、およびディジタル・コ
ードレス電話機のそれぞれに対して最適な温度補償水晶
発振器を提供できることとなる。
により、温度補償が容易に行え、且つ小型、低価格で高
精度の温度補償水晶発振器を実現できる。したがって、
ＦＤＭＡ方式アナログ・セルラ無線端末、狭帯域ＴＤＭ
Ａ方式ディジタル・セルラ無線端末、広帯域ＴＤＭＡ方
式ディジタル・セルラ無線端末、およびディジタル・コ
ードレス電話機のそれぞれに対して最適な温度補償水晶
発振器を提供できることとなる。
【００４２】以下、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１４は、本発明の第２の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
第２の実施例の温度補償水晶発振器は、温度を検出する
温度センサ３１と、Ａ／Ｄコンバータ３２と、演算器３
３と、プログラマブル・リード・オンリー・メモリ（Ｐ
ＲＯＭ）３４と、Ｄ／Ａコンバータ３５と、水晶振動子
１１で発振周波数が安定化された発振回路１２から構成
されている。発振回路１２は、発振電圧を出力する出力
端子１３と発振周波数を制御する制御端子１５を有し、
制御端子１５には印加電圧により容量が変化する可変容
量ダイオード１４が接続されている。この発振回路部
は、第１の実施例と同じである。
面を参照しながら説明する。図１４は、本発明の第２の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
第２の実施例の温度補償水晶発振器は、温度を検出する
温度センサ３１と、Ａ／Ｄコンバータ３２と、演算器３
３と、プログラマブル・リード・オンリー・メモリ（Ｐ
ＲＯＭ）３４と、Ｄ／Ａコンバータ３５と、水晶振動子
１１で発振周波数が安定化された発振回路１２から構成
されている。発振回路１２は、発振電圧を出力する出力
端子１３と発振周波数を制御する制御端子１５を有し、
制御端子１５には印加電圧により容量が変化する可変容
量ダイオード１４が接続されている。この発振回路部
は、第１の実施例と同じである。
【００４３】本実施例が第１の実施例と異なるのは、制
御信号発生手段をディジタル的な演算処理により実現し
ているところである。温度センサ３１は温度に比例した
電圧を発生し、Ａ／Ｄコンバータ３２に入力される。温
度情報は、ディジタル信号に変換され、演算器３３に入
力される。一方、温度区間を分割する分割点の温度Ｔi
（ｉは１以上Ｎ以下の整数、Ｎは温度区間分割数）と、
温度Ｔiにおける制御電圧値Ｖoiの値はあらかじめＰＲ
ＯＭに書き込まれている。これらの値は、同じく演算器
３３に入力され、温度Ｔにおける制御電圧Ｖのディジタ
ル値が次式に従って計算される。
御信号発生手段をディジタル的な演算処理により実現し
ているところである。温度センサ３１は温度に比例した
電圧を発生し、Ａ／Ｄコンバータ３２に入力される。温
度情報は、ディジタル信号に変換され、演算器３３に入
力される。一方、温度区間を分割する分割点の温度Ｔi
（ｉは１以上Ｎ以下の整数、Ｎは温度区間分割数）と、
温度Ｔiにおける制御電圧値Ｖoiの値はあらかじめＰＲ
ＯＭに書き込まれている。これらの値は、同じく演算器
３３に入力され、温度Ｔにおける制御電圧Ｖのディジタ
ル値が次式に従って計算される。
【００４４】
【数１】
【００４５】制御電圧Ｖのディジタル値は、Ｄ／Ａコン
バータ３５に入力され、アナログ値の出力電圧に変換さ
れる。Ｄ／Ａコンバータ３５の出力電圧は発振回路の制
御端子１５に接続され、発振周波数を温度安定化するよ
うに制御する。
バータ３５に入力され、アナログ値の出力電圧に変換さ
れる。Ｄ／Ａコンバータ３５の出力電圧は発振回路の制
御端子１５に接続され、発振周波数を温度安定化するよ
うに制御する。
【００４６】以上のように本実施例では、制御信号発生
手段をディジタル的な演算処理により実現することによ
り、ＩＣ化に適した構成とすることができ、小型化する
ことが可能となる。また、分割点の温度や、その温度に
おける制御電圧値は、ＰＲＯＭに書き込むだけでよいの
で、比較的自由に設定することができ、制御特性の選定
を柔軟に行うことができる。
手段をディジタル的な演算処理により実現することによ
り、ＩＣ化に適した構成とすることができ、小型化する
ことが可能となる。また、分割点の温度や、その温度に
おける制御電圧値は、ＰＲＯＭに書き込むだけでよいの
で、比較的自由に設定することができ、制御特性の選定
を柔軟に行うことができる。
【００４７】以下、本発明の第３の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１５は、本発明の第３の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
本実施例が第１の実施例と異なるのは制御電圧出力手段
の構成である。制御電圧出力手段は５つの電圧関数発生
回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７とその電
圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０
７を温度センサ２０１の出力に応じて切り換えるスイッ
チング回路２０２により構成されている。ここで、各電
圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０
７は、各温度に対応する温度センサ２０１からの入力電
圧の各範囲（Ｖs1からＶs2、Ｖs2からＶs3、Ｖs3からＶ
s4、Ｖs4からＶs5、Ｖs5からＶs6）毎に、その入力電圧
に対してそれぞれ出力電圧が、図１６の実線で示す制御
電圧に対応するように調節され、それ以外の入力電圧範
囲では出力電圧はゼロに設定されている。
面を参照しながら説明する。図１５は、本発明の第３の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
本実施例が第１の実施例と異なるのは制御電圧出力手段
の構成である。制御電圧出力手段は５つの電圧関数発生
回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７とその電
圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０
７を温度センサ２０１の出力に応じて切り換えるスイッ
チング回路２０２により構成されている。ここで、各電
圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０
７は、各温度に対応する温度センサ２０１からの入力電
圧の各範囲（Ｖs1からＶs2、Ｖs2からＶs3、Ｖs3からＶ
s4、Ｖs4からＶs5、Ｖs5からＶs6）毎に、その入力電圧
に対してそれぞれ出力電圧が、図１６の実線で示す制御
電圧に対応するように調節され、それ以外の入力電圧範
囲では出力電圧はゼロに設定されている。
【００４８】以下、上記第３の実施例の動作原理につい
て図面を参照しながら説明する。まず、温度センサ２０
１は、図３で示される特性とする。すなわち、周囲温度
Ｔに対して出力電圧Ｖsはほぼ線形に変化し、温度Ｔが
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6のときの出力電圧Ｖ
sは、それぞれＶs1、Ｖs2、Ｖs3、Ｖs4、Ｖs5、Ｖs6で
ある。ここで、温度センサ２０１の出力電圧Ｖsと、発
振周波数を一定にするための制御電圧Ｖcの関係は図４
に示した例と同じとする。また、温度センサ２０１の出
力は、電圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，２０
６，２０７を切り換えるためにスイッチング回路２０２
にも入力され、そのスイッチング回路２０２の、切り換
えのための制御線が各電圧関数発生回路２０３，２０
４，２０５，２０６，２０７に接続されている。
て図面を参照しながら説明する。まず、温度センサ２０
１は、図３で示される特性とする。すなわち、周囲温度
Ｔに対して出力電圧Ｖsはほぼ線形に変化し、温度Ｔが
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6のときの出力電圧Ｖ
sは、それぞれＶs1、Ｖs2、Ｖs3、Ｖs4、Ｖs5、Ｖs6で
ある。ここで、温度センサ２０１の出力電圧Ｖsと、発
振周波数を一定にするための制御電圧Ｖcの関係は図４
に示した例と同じとする。また、温度センサ２０１の出
力は、電圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，２０
６，２０７を切り換えるためにスイッチング回路２０２
にも入力され、そのスイッチング回路２０２の、切り換
えのための制御線が各電圧関数発生回路２０３，２０
４，２０５，２０６，２０７に接続されている。
【００４９】図１６は、図４の実線で示した特性を実現
するために必要である、温度センサ２０１からの入力電
圧Ｖsに対するスイッチング回路２０２および電圧関数
発生回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７の動
作特性を示したものである。５つの電圧関数発生回路の
働く入力電圧範囲は、スイッチング回路２０２によって
それぞれに割り当てられており、図１６に示すように、
電圧関数発生回路２０３はＶs1からＶs2、電圧関数発生
回路２０４はＶs2からＶs3、電圧関数発生回路２０５は
Ｖs3からＶs4、電圧関数発生回路２０６はＶs4から
Ｖs5、電圧関数発生回路２０７はＶs5からＶs6の入力電
圧範囲でそれぞれ作動状態となり、それぞれ他の入力電
圧範囲においては休止状態となる。また、電圧関数発生
回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７は、それ
ぞれ作動時における入力電圧に対し、出力電圧は単調に
減少するという入出力特性をもつ。すなわち、電圧関数
発生回路２０３は入力電圧Ｖs1からＶs2に対して出力電
圧Ｖc5からＶc4、電圧関数発生回路２０４は入力電圧Ｖ
s2からＶs3に対して出力電圧Ｖc4からＶc3、電圧関数発
生回路２０５は入力電圧Ｖs3からＶs4に対して出力電圧
Ｖc3からＶc2、電圧関数発生回路２０６は入力電圧Ｖs4
からＶs5に対して出力電圧Ｖc2からＶc1、電圧関数発生
回路２０７は入力電圧Ｖs5からＶs6に対して出力電圧Ｖ
c1からゼロに変化する。
するために必要である、温度センサ２０１からの入力電
圧Ｖsに対するスイッチング回路２０２および電圧関数
発生回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７の動
作特性を示したものである。５つの電圧関数発生回路の
働く入力電圧範囲は、スイッチング回路２０２によって
それぞれに割り当てられており、図１６に示すように、
電圧関数発生回路２０３はＶs1からＶs2、電圧関数発生
回路２０４はＶs2からＶs3、電圧関数発生回路２０５は
Ｖs3からＶs4、電圧関数発生回路２０６はＶs4から
Ｖs5、電圧関数発生回路２０７はＶs5からＶs6の入力電
圧範囲でそれぞれ作動状態となり、それぞれ他の入力電
圧範囲においては休止状態となる。また、電圧関数発生
回路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７は、それ
ぞれ作動時における入力電圧に対し、出力電圧は単調に
減少するという入出力特性をもつ。すなわち、電圧関数
発生回路２０３は入力電圧Ｖs1からＶs2に対して出力電
圧Ｖc5からＶc4、電圧関数発生回路２０４は入力電圧Ｖ
s2からＶs3に対して出力電圧Ｖc4からＶc3、電圧関数発
生回路２０５は入力電圧Ｖs3からＶs4に対して出力電圧
Ｖc3からＶc2、電圧関数発生回路２０６は入力電圧Ｖs4
からＶs5に対して出力電圧Ｖc2からＶc1、電圧関数発生
回路２０７は入力電圧Ｖs5からＶs6に対して出力電圧Ｖ
c1からゼロに変化する。
【００５０】以上のような入出力特性の電圧関数発生回
路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７の出力を、
温度センサ２０１の出力電圧に基づいて、スイッチング
回路２０２により切り換えることにより、入力電圧すな
わち周囲温度に対して図４に実線で示す特性をもつ制御
電圧Ｖｃが得ることができる。
路２０３，２０４，２０５，２０６，２０７の出力を、
温度センサ２０１の出力電圧に基づいて、スイッチング
回路２０２により切り換えることにより、入力電圧すな
わち周囲温度に対して図４に実線で示す特性をもつ制御
電圧Ｖｃが得ることができる。
【００５１】以上の構成によれば、第１の実施例と同
様、図４、図１５、及び図１６において、例えば、温度
Ｔ2で電圧関数発生回路２０３，２０４の出力電圧の最
大値Ｖc4を変化させて必要な制御電圧値に調整する場
合、温度Ｔ2では電圧関数発生回路２０３，２０４以外
の電圧関数発生回路２０５，２０６，２０７の出力電圧
は全てゼロなので、２つの電圧関数発生回路２０３，２
０４の調整だけで良く、温度補償調整が容易である。ま
た、理想的な制御電圧を直線で近似しているので数点の
温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよく、簡単
に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現することが
できる。
様、図４、図１５、及び図１６において、例えば、温度
Ｔ2で電圧関数発生回路２０３，２０４の出力電圧の最
大値Ｖc4を変化させて必要な制御電圧値に調整する場
合、温度Ｔ2では電圧関数発生回路２０３，２０４以外
の電圧関数発生回路２０５，２０６，２０７の出力電圧
は全てゼロなので、２つの電圧関数発生回路２０３，２
０４の調整だけで良く、温度補償調整が容易である。ま
た、理想的な制御電圧を直線で近似しているので数点の
温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよく、簡単
に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現することが
できる。
【００５２】更に、スイッチング回路２０２によって、
動作させる電圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，
２０６，２０７を切り換えているので、作動する電圧関
数発生回路は常に一つのみとなり、消費電流を低く抑え
ることができる。
動作させる電圧関数発生回路２０３，２０４，２０５，
２０６，２０７を切り換えているので、作動する電圧関
数発生回路は常に一つのみとなり、消費電流を低く抑え
ることができる。
【００５３】以下、本発明の第４の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１７は、本発明の第４の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
本実施例が第１の実施例と異なる点は、各電圧関数発生
回路の入出力特性が異なっている点である。基本的な構
成は第１の実施例と同様である。すなわち、温度センサ
３０１には、電圧関数発生回路３０２，３０３，３０
４，３０５，３０６が接続され、その電圧関数発生回路
３０２，３０３，３０４，３０５，３０６には、電圧加
算器３０７が接続されている。又、電圧加算器３０７
は、発振回路１２の制御端子１５及び可変容量ダイオー
ド１４に接続されている。
面を参照しながら説明する。図１７は、本発明の第４の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
本実施例が第１の実施例と異なる点は、各電圧関数発生
回路の入出力特性が異なっている点である。基本的な構
成は第１の実施例と同様である。すなわち、温度センサ
３０１には、電圧関数発生回路３０２，３０３，３０
４，３０５，３０６が接続され、その電圧関数発生回路
３０２，３０３，３０４，３０５，３０６には、電圧加
算器３０７が接続されている。又、電圧加算器３０７
は、発振回路１２の制御端子１５及び可変容量ダイオー
ド１４に接続されている。
【００５４】次に、上記第４の実施例の動作原理につい
て図面を参照しながら説明する。まず、温度センサ３０
１は、図３で示される特性とする。すなわち、周囲温度
Ｔに対して出力電圧Ｖsはほぼ線形に変化し、温度Ｔが
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6のときの出力電圧Ｖ
sは、それぞれＶs1、Ｖs2、Ｖs3、Ｖs4、Ｖs5、Ｖs6で
ある。ここで、温度センサ２０１の出力電圧Ｖsと、発
振周波数を一定にするための制御電圧Ｖcの関係は図４
に示した例と同じとする。
て図面を参照しながら説明する。まず、温度センサ３０
１は、図３で示される特性とする。すなわち、周囲温度
Ｔに対して出力電圧Ｖsはほぼ線形に変化し、温度Ｔが
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6のときの出力電圧Ｖ
sは、それぞれＶs1、Ｖs2、Ｖs3、Ｖs4、Ｖs5、Ｖs6で
ある。ここで、温度センサ２０１の出力電圧Ｖsと、発
振周波数を一定にするための制御電圧Ｖcの関係は図４
に示した例と同じとする。
【００５５】図１８は、図４の実線で示した特性を実現
するために必要な、温度センサ３０１からの入力電圧Ｖ
sに対する電圧関数発生回路３０２，３０３，３０４，
３０５，３０６の動作特性を示したものである。５つの
電圧関数発生回路の入出力特性は、電圧関数発生回路３
０２では入力電圧がＶs1以下のとき出力電圧が（Ｖc5−
Ｖc4）の一定値であり、Ｖs1からＶs2までは、その一定
値からゼロまで単調に減少し、Ｖs2以上ではゼロのまま
である。以下同様に、電圧関数発生回路３０３ではＶs2
以下のとき（Ｖc4−Ｖc3）、Ｖs2からＶs3までは、（Ｖ
c4−Ｖc3）からゼロまで単調に減少し、Ｖs3以上ではゼ
ロ。電圧関数発生回路３０４ではＶs3以下のとき（Ｖc3
−Ｖc2）、Ｖs3からＶs4までは、（Ｖc3−Ｖc2）からゼ
ロまで単調に減少し、Ｖs4以上ではゼロ。電圧関数発生
回路３０５ではＶs4以下のとき（Ｖc2−Ｖc1）、Ｖs4か
らＶs5までは、（Ｖc2−Ｖc1）からゼロまで単調に減少
し、Ｖs5以上ではゼロ。電圧関数発生回路３０６ではＶ
s5以下のときＶc1、Ｖs5からＶs6までは、Ｖc1からゼロ
まで単調に減少し、それ以上ではゼロである。
するために必要な、温度センサ３０１からの入力電圧Ｖ
sに対する電圧関数発生回路３０２，３０３，３０４，
３０５，３０６の動作特性を示したものである。５つの
電圧関数発生回路の入出力特性は、電圧関数発生回路３
０２では入力電圧がＶs1以下のとき出力電圧が（Ｖc5−
Ｖc4）の一定値であり、Ｖs1からＶs2までは、その一定
値からゼロまで単調に減少し、Ｖs2以上ではゼロのまま
である。以下同様に、電圧関数発生回路３０３ではＶs2
以下のとき（Ｖc4−Ｖc3）、Ｖs2からＶs3までは、（Ｖ
c4−Ｖc3）からゼロまで単調に減少し、Ｖs3以上ではゼ
ロ。電圧関数発生回路３０４ではＶs3以下のとき（Ｖc3
−Ｖc2）、Ｖs3からＶs4までは、（Ｖc3−Ｖc2）からゼ
ロまで単調に減少し、Ｖs4以上ではゼロ。電圧関数発生
回路３０５ではＶs4以下のとき（Ｖc2−Ｖc1）、Ｖs4か
らＶs5までは、（Ｖc2−Ｖc1）からゼロまで単調に減少
し、Ｖs5以上ではゼロ。電圧関数発生回路３０６ではＶ
s5以下のときＶc1、Ｖs5からＶs6までは、Ｖc1からゼロ
まで単調に減少し、それ以上ではゼロである。
【００５６】以上のような入出力特性をもたせた電圧関
数発生回路３０２，３０３，３０４，３０５，３０６の
出力電圧を電圧加算器３０７で加算すると、温度センサ
３０１からの入力電圧すなわち周囲温度に対して図４に
実線で示す特性をもつ制御電圧Ｖcを得ることができ
る。
数発生回路３０２，３０３，３０４，３０５，３０６の
出力電圧を電圧加算器３０７で加算すると、温度センサ
３０１からの入力電圧すなわち周囲温度に対して図４に
実線で示す特性をもつ制御電圧Ｖcを得ることができ
る。
【００５７】以上の構成によれば、図４、図１７、及び
図１８において、例えば、Ｔ2からＴ3の温度範囲で電圧
関数発生回路３０３の出力電圧の傾斜を調整する場合
は、電圧値（Ｖc4−Ｖc3）を変化させて必要な制御電圧
値に調整しても、Ｔ2からＴ3の温度範囲では電圧関数発
生回路３０３以外の電圧関数発生回路３０２，３０４，
３０５，３０６の出力電圧は全て一定値なので、電圧関
数発生回路３０３だけで出力電圧の傾斜が調整できて温
度補償調整が容易である。全温度範囲において温度−周
波数特性の調整を行うときには電圧関数発生回路３０
６、３０５、３０４、３０３、３０２の順に調整を行
う。また、理想的な制御電圧を直線で近似しているので
数点の温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよ
く、簡単に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現す
ることができる。更に、第４の実施例では、第１の実施
例よりも回路が簡単になるという特徴を有する。
図１８において、例えば、Ｔ2からＴ3の温度範囲で電圧
関数発生回路３０３の出力電圧の傾斜を調整する場合
は、電圧値（Ｖc4−Ｖc3）を変化させて必要な制御電圧
値に調整しても、Ｔ2からＴ3の温度範囲では電圧関数発
生回路３０３以外の電圧関数発生回路３０２，３０４，
３０５，３０６の出力電圧は全て一定値なので、電圧関
数発生回路３０３だけで出力電圧の傾斜が調整できて温
度補償調整が容易である。全温度範囲において温度−周
波数特性の調整を行うときには電圧関数発生回路３０
６、３０５、３０４、３０３、３０２の順に調整を行
う。また、理想的な制御電圧を直線で近似しているので
数点の温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよ
く、簡単に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現す
ることができる。更に、第４の実施例では、第１の実施
例よりも回路が簡単になるという特徴を有する。
【００５８】なお、上記実施例では、温度センサにダイ
オードを用いたものとサーミスタを用いたものを例とし
て説明したが、これに限らず、温度変化に対応して出力
電圧が変化する構成であれば、トランジスタを用いて温
度変化による電流の変化を電圧に変換する回路等、他の
方式の温度センサであってもよい。この場合、温度変化
と出力電圧との関係は、直線関係でなくてもよく、２次
関数、３次関数、または指数関数等の関係であってもよ
く、演算増幅器の入出力特性を温度センサの特性に合わ
せればよい。
オードを用いたものとサーミスタを用いたものを例とし
て説明したが、これに限らず、温度変化に対応して出力
電圧が変化する構成であれば、トランジスタを用いて温
度変化による電流の変化を電圧に変換する回路等、他の
方式の温度センサであってもよい。この場合、温度変化
と出力電圧との関係は、直線関係でなくてもよく、２次
関数、３次関数、または指数関数等の関係であってもよ
く、演算増幅器の入出力特性を温度センサの特性に合わ
せればよい。
【００５９】また、本発明の実施例において用いた演算
増幅器の代わりに、トランジスタ等で構成した回路を用
いることもできる。
増幅器の代わりに、トランジスタ等で構成した回路を用
いることもできる。
【００６０】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、例えばおよそ１００℃の温度範囲に渡り１ｐ
ｐｍから２ｐｐｍ以下の周波数偏移に抑えるための補償
データの取得がおよそ３ポイントから５ポイントの温度
ポイントで済み、しかも、各温度ポイントで独立に温度
補償ができるため、温度補償調整が容易に行える。
本発明は、例えばおよそ１００℃の温度範囲に渡り１ｐ
ｐｍから２ｐｐｍ以下の周波数偏移に抑えるための補償
データの取得がおよそ３ポイントから５ポイントの温度
ポイントで済み、しかも、各温度ポイントで独立に温度
補償ができるため、温度補償調整が容易に行える。
【００６１】したがって、低価格で高精度にできると共
に、ＩＣ化に適した素子だけで構成が可能となり小型化
を実現することができる。
に、ＩＣ化に適した素子だけで構成が可能となり小型化
を実現することができる。
【００６２】また、セルラ無線携帯電話やコードレス電
話機に最適な、小型で、低コストな温度補償水晶発振器
を提供できる。
話機に最適な、小型で、低コストな温度補償水晶発振器
を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施例の温度補償水晶発振器の
構成ブロック図である。
構成ブロック図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施例の温度補償水晶発振
器におけるダイオードを用いた温度センサを示す回路図
である。（ｂ）は、本発明の実施例の温度補償水晶発振
器におけるサーミスタを用いた温度センサを示す回路図
である。
器におけるダイオードを用いた温度センサを示す回路図
である。（ｂ）は、本発明の実施例の温度補償水晶発振
器におけるサーミスタを用いた温度センサを示す回路図
である。
【図３】本発明の実施例の温度センサにおける温度と出
力電圧の関係を説明するための図である。
力電圧の関係を説明するための図である。
【図４】温度補償水晶発振器を理想的に温度補償する理
想制御曲線（破線）と、分割された温度区間毎に制御曲
線を直線近似した本発明の実施例における制御曲線（実
線）の一例を示す図である。
想制御曲線（破線）と、分割された温度区間毎に制御曲
線を直線近似した本発明の実施例における制御曲線（実
線）の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例における電圧関数発生回
路の入出力特性を示す図である。
路の入出力特性を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例の温度補償水晶発振器を
演算増幅器を用いて構成した具体的な回路図の上半分で
ある。
演算増幅器を用いて構成した具体的な回路図の上半分で
ある。
【図７】本発明の第１の実施例の温度補償水晶発振器を
演算増幅器を用いて構成した具体的な回路図の下半分で
ある。
演算増幅器を用いて構成した具体的な回路図の下半分で
ある。
【図８】図６、７の回路に使用したダイオードを用いた
温度センサーの温度と出力電圧および消費電流の関係を
示すグラフである。
温度センサーの温度と出力電圧および消費電流の関係を
示すグラフである。
【図９】図６、７の回路の温度補償水晶発振器における
分割された温度区間の数を５区間としたときの温度と制
御電圧の関係を示すグラフである。
分割された温度区間の数を５区間としたときの温度と制
御電圧の関係を示すグラフである。
【図１０】図６、７の回路の温度補償水晶発振器におけ
る制御信号発生手段の入力電圧と出力電圧の関係を示す
グラフである。
る制御信号発生手段の入力電圧と出力電圧の関係を示す
グラフである。
【図１１】図６、７の回路の温度補償水晶発振器におけ
る温度に対する周波数偏移を示すグラフである。
る温度に対する周波数偏移を示すグラフである。
【図１２】本発明の第１の実施例の第１の変形の温度補
償水晶発振器における分割された温度区間の数を４区間
としたときの温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。
償水晶発振器における分割された温度区間の数を４区間
としたときの温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。
【図１３】本発明の第１の実施例の第２の変形の温度補
償水晶発振器における分割された温度区間の数を３区間
としたときの温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。
償水晶発振器における分割された温度区間の数を３区間
としたときの温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。
【図１４】本発明の第２の実施例の温度補償水晶発振器
の構成ブロック図である。
の構成ブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施例の温度補償水晶発振器
の構成ブロック図である。
の構成ブロック図である。
【図１６】第３の実施例における電圧関数発生回路の入
出力特性とスイッチング手段の動作を合わせた動作特性
を示す図である。
出力特性とスイッチング手段の動作を合わせた動作特性
を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施例の温度補償水晶発振器
の構成ブロック図である。
の構成ブロック図である。
【図１８】本発明の第４の実施例における電圧関数発生
回路の入出力特性を示す図である。
回路の入出力特性を示す図である。
【図１９】従来のアナログ型温度補償水晶発振器の構成
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２０】従来のディジタル型温度補償水晶発振器の構
成ブロック図である。
成ブロック図である。
１１ 水晶振動子 １２ 発振回路 １３ 出力端子 １４ 可変容量ダイオード １５ 制御端子 １０１ 温度センサー １０２、１０３、１０４、１０５、１０６ 電圧関数発
生回路 １０７ 電圧加算器
生回路 １０７ 電圧加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−347512（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236508（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−126304（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−23603（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−111505（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−283904（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03B 5/32 H03L 1/02
Claims (16)
- 【請求項１】 水晶振動子を用いた発振周波数の調節可
能な発振手段と、温度検出手段と、制御信号発生手段
と、複数の電圧関数発生回路とを備え、 前記制御信号発生手段は、前記発振周波数を理想的に温
度補償する理想制御曲線に対して複数の分割された温度
区間毎に直線近似した特性から得られる制御信号を、前
記温度検出手段の出力に基づき、前記複数の電圧関数発
生回路の出力を加算若しくは切り替えることによってが
発生させ、その制御信号により、前記発振手段の発振周
波数が制御され温度補償が行なわれることを特徴とする
温度補償水晶発振器。 - 【請求項２】 前記制御信号による制御特性を、前記温
度区間全体において、前記理想制御曲線からのずれによ
る周波数偏移の最大値が最小になるように選ぶことを特
徴とする請求項１記載の温度補償水晶発振器。 - 【請求項３】 前記制御信号による制御特性を、各温度
区間の両端において、前記理想制御曲線に一致させて周
波数偏移をゼロにするように選ぶことを特徴とする請求
項１記載の温度補償水晶発振器。 - 【請求項４】 分割された前記温度区間の数を５区間と
したことを特徴とする請求項１記載の温度補償水晶発振
器。 - 【請求項５】 分割された前記温度区間の数を４区間と
したことを特徴とする請求項１記載の温度補償水晶発振
器。 - 【請求項６】 分割された前記温度区間の数を３区間と
したことを特徴とする請求項１記載の温度補償水晶発振
器。 - 【請求項７】 前記温度検出手段は、複数個の直列接続
されたダイオードと抵抗を直列に接続した回路に直流電
圧を加え、前記ダイオードと前記抵抗の接続点を出力端
子としたものであることを特徴とする請求項１記載の温
度補償水晶発振器。 - 【請求項８】前記制御信号発生手段は、入力電圧に従っ
て出力電圧を単調に変化させる複数個の前記電圧関数発
生回路と、前記温度区間毎に動作させる前記電圧関数発
生回路を選択して切り換えるスイッチング手段とを有す
ることを特徴とする請求項１記載の温度補償水晶発振
器。 - 【請求項９】 前記制御信号発生手段は、特定の前記温
度区間に対応した所定の入力電圧範囲において入力電圧
に従って出力電圧を所定の第１の電圧値から所定の第２
の電圧値まで単調に変化させ、それ以外の温度区間に対
応する入力電圧範囲において出力電圧を各前記所定の電
圧値に保持する入出力特性を持つ複数個の前記電圧関数
発生回路と、前記電圧関数発生回路の出力電圧を全て加
算する電圧加算器とを有することを特徴とする請求項１
記載の温度補償水晶発振器。 - 【請求項１０】 前記制御信号発生手段は、連続する２
つの前記温度区間に対応した所定の入力電圧範囲におい
て、前半の温度区間では入力電圧に従って出力電圧がゼ
ロから所定最大値まで単調に増加した後、後半の温度区
間では入力電圧に従って最大値から再びゼロまで単調に
減少し、それ以外の入力電圧範囲において出力電圧がゼ
ロとなる入出力特性を持つ（Ｎ＋１）個（Ｎは前記温度
区間数を表す２以上の整数）の前記電圧関数発生回路
と、前記電圧関数発生回路の出力電圧を全て加算する電
圧加算器とを有し、各々の前記電圧関数発生回路の出力
電圧変化の関係を、ｉ番目（ｉは２以上Ｎ以下の整数）
の前記電圧関数発生回路の出力電圧が零から増加して最
大値となるときに、（ｉ−１）番目の前記電圧関数発生
回路の出力電圧が最大値から減少してゼロとなり、ま
た、ｉ番目の前記電圧関数発生回路の出力電圧が最大値
から減少してゼロとなるときに（ｉ＋１）番目の前記電
圧関数発生回路の出力電圧がゼロから増加して最大値と
なるようにしたことを特徴とする請求項１記載の温度補
償水晶発振器。 - 【請求項１１】 ｉ番目の前記電圧関数発生回路の前半
の温度区間に対応するゼロから最大値に変化する出力電
圧を、前記温度区間に対応した所定の入力電圧範囲にお
いて入力電圧に従ってゼロから最大値に変化する出力電
圧を演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路により
発生させると共に、前記単区間電圧関数発生回路の出力
電圧を反転させて、（ｉ−１）番目の前記電圧関数発生
回路の後半の温度区間に対応する最大値からゼロに変化
する出力電圧としても用いることを特徴とする請求項１
０記載の温度補償水晶発振器。 - 【請求項１２】 １番目の前記電圧関数発生回路を、１
番目の前記温度区間に対応した所定の入力電圧範囲にお
いて入力電圧に従って最大値からゼロに変化する出力電
圧を発生させる演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生
回路により構成したことを特徴とする請求項１０記載の
温度補償水晶発振器。 - 【請求項１３】 （Ｎ＋１）番目の前記電圧関数発生回
路を、Ｎ番目の前記温度区間に対応した所定の入力電圧
範囲において入力電圧に従ってゼロから最大値に変化す
る出力電圧を発生させる演算増幅器を用いた単区間電圧
関数発生回路により構成したことを特徴とする請求項１
０記載の温度補償水晶発振器。 - 【請求項１４】 各々の前記電圧関数発生回路の出力電
圧の最大値は全て等しく設定し、前記電圧関数発生回路
と前記電圧加算器の間にそれぞれ挿入された演算増幅器
の増幅度を調整することにより、所望の前記制御信号を
発生させることを特徴とする請求項１０記載の温度補償
水晶発振器。 - 【請求項１５】 前記電圧関数発生回路を演算増幅器で
構成し、出力電圧の最大値を前記演算増幅器の出力電圧
飽和特性を利用して規定したことを特徴とする請求項１
４記載の温度補償水晶発振器。 - 【請求項１６】 水晶振動子を用いた発信周波数の調整
可能な発振手段と、温度検出手段と、Ａ／Ｄ（アナログ
／デジタル）コンパ一夕と、演算器と、ＰＲＯＭ（プロ
グラマブル・リード・オンリー・メモリー）と、D/A
（デジタル／アナログ）コンバータとを備え、 ある特定区間においてのみ山型の直線関数値でありその
他の区間では常に零である複数の関数の和として数値演
算を行って制御信号を発生させ、前記発振周波数を理想
的に温度補償する理想制御曲線に対して複数の分割され
た温度区間毎に制御曲線を直線近似し、前記発振手段の
発振周波数が制御され温度補償が行なわれることを特徴
とする温度補償水晶発髪器 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP523394A JP3253207B2 (ja) | 1993-01-25 | 1994-01-21 | 温度補償水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-10124 | 1993-01-25 | ||
| JP1012493 | 1993-01-25 | ||
| JP523394A JP3253207B2 (ja) | 1993-01-25 | 1994-01-21 | 温度補償水晶発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06276020A JPH06276020A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3253207B2 true JP3253207B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
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