JP3306224B2 - ディジタル温度補償水晶発振器 - Google Patents
ディジタル温度補償水晶発振器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は周波数可変機能を有す
るディジタル温度補償水晶発振器に関する。
るディジタル温度補償水晶発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年に於ける移動体通信機器（携帯電
話、コードレス電話など）は、ＩＣ技術と周辺技術の進
歩に伴い、小型化、低コスト化が進み、それにより加入
者の増大が加速し、電波利用の関係からキャリア周波数
間隔（例えば１２.５ｋＨｚ）と変調帯域幅（例えば５
ｋＨｚ）が狭くなり、その周波数源への精度要求は次式
のように益々厳しくなって来ている。
話、コードレス電話など）は、ＩＣ技術と周辺技術の進
歩に伴い、小型化、低コスト化が進み、それにより加入
者の増大が加速し、電波利用の関係からキャリア周波数
間隔（例えば１２.５ｋＨｚ）と変調帯域幅（例えば５
ｋＨｚ）が狭くなり、その周波数源への精度要求は次式
のように益々厳しくなって来ている。
【０００３】 │Δｆ／ｆ│≦１ｐｐｍ ……（１） 例えば、−４０℃〜８５℃のような広温度範囲で、上述
の小型化、低コスト化、高精度、特に（１）式を満た
し、工業的に供給できるのは、ディジタル温度補償水晶
発振器（ＤＴＣＸＯ）である。
の小型化、低コスト化、高精度、特に（１）式を満た
し、工業的に供給できるのは、ディジタル温度補償水晶
発振器（ＤＴＣＸＯ）である。
【０００４】上記移動体通信機器の通信システムには、
移動局と固定基地局間で通信が成されることが多い。こ
の場合、相互に周波数源を持ち、定められた周波数許容
偏差値内で動作させる方式と他の１つに、移動局の周波
数源を固定基地局の周波数に追従させる方式がある。Ｄ
ＴＣＸＯでは特に後者の機能が必要となる。
移動局と固定基地局間で通信が成されることが多い。こ
の場合、相互に周波数源を持ち、定められた周波数許容
偏差値内で動作させる方式と他の１つに、移動局の周波
数源を固定基地局の周波数に追従させる方式がある。Ｄ
ＴＣＸＯでは特に後者の機能が必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】移動局通信装置は図７
に示すように、その移動局通信機器７１が固定基地局の
周波数情報ｆBを検出体７２で検出した後、その周波数
情報ｆBと自機器内にあるＤＴＣＸＯ７３の周波数ｆRと
の周波数差を比較器７４で検出して周波数偏差情報を
得、その偏差情報に対応した電圧７５でＤＴＣＸＯ７３
の周波数を追従制御するように構成されている。
に示すように、その移動局通信機器７１が固定基地局の
周波数情報ｆBを検出体７２で検出した後、その周波数
情報ｆBと自機器内にあるＤＴＣＸＯ７３の周波数ｆRと
の周波数差を比較器７４で検出して周波数偏差情報を
得、その偏差情報に対応した電圧７５でＤＴＣＸＯ７３
の周波数を追従制御するように構成されている。
【０００６】図８は上記周波数偏差情報と電圧との関係
を示す特性図で、周波数偏差（Δｆ／ｆ）が「０」のと
き、電圧がＶ0、同じく（Δｆ／ｆ）が「マイナス」の
とき、電圧がＶ1、同じく（Δｆ／ｆ）が「プラス」の
とき、電圧がＶ2の電圧値となることを示している。電
圧Ｖiの動きは通信機器によるが、ｍｓ（ミリセカン
ド）オーダが多い。表１は図８の具体的な数値例を示す
ものである。なお、図８の特性直線は移動体通信機器毎
に傾斜角度が異なる。
を示す特性図で、周波数偏差（Δｆ／ｆ）が「０」のと
き、電圧がＶ0、同じく（Δｆ／ｆ）が「マイナス」の
とき、電圧がＶ1、同じく（Δｆ／ｆ）が「プラス」の
とき、電圧がＶ2の電圧値となることを示している。電
圧Ｖiの動きは通信機器によるが、ｍｓ（ミリセカン
ド）オーダが多い。表１は図８の具体的な数値例を示す
ものである。なお、図８の特性直線は移動体通信機器毎
に傾斜角度が異なる。
【０００７】
【表１】
【０００８】上記ＤＴＣＸＯは必要安定度を保持しなが
ら超小型化、低価格化への指向があり、これを実現する
のに、温度的に比較的偏差の大きい（例えば、１５ｐｐ
ｍ）水晶振動子と諸々の機能を集積したワンチップＬＳ
Ｉを主要素に構成する手段が採られている。このような
ＤＴＣＸＯは、ＬＳＩ内の温度センサの温度感度やバラ
クタダイオードの電圧対容量感度、それぞれのアナログ
的非線形性や誤差をディジタル補償データで補正し、か
つ水晶共振周波数の室温バイアス偏差を水晶に等価的に
直列に入るスタティック或いはバラクタダイオードの半
導体スイッチオン／オフによる選択制御で補正を行って
いるため、単純にバラクタダイオードに端子を設け、そ
れに図８に示す制御電圧情報を印加しても、所望の特性
（感度と直線性およびオフセット性）は得られない。し
たがって、移動体通信機器の種別毎或いは個別対応も、
当然困難である。ここで、オフセット性とは、図８の電
圧Ｖ0の印加があっても、Δｆ／ｆ（偏差の制御）が
「０」であることの意味である。
ら超小型化、低価格化への指向があり、これを実現する
のに、温度的に比較的偏差の大きい（例えば、１５ｐｐ
ｍ）水晶振動子と諸々の機能を集積したワンチップＬＳ
Ｉを主要素に構成する手段が採られている。このような
ＤＴＣＸＯは、ＬＳＩ内の温度センサの温度感度やバラ
クタダイオードの電圧対容量感度、それぞれのアナログ
的非線形性や誤差をディジタル補償データで補正し、か
つ水晶共振周波数の室温バイアス偏差を水晶に等価的に
直列に入るスタティック或いはバラクタダイオードの半
導体スイッチオン／オフによる選択制御で補正を行って
いるため、単純にバラクタダイオードに端子を設け、そ
れに図８に示す制御電圧情報を印加しても、所望の特性
（感度と直線性およびオフセット性）は得られない。し
たがって、移動体通信機器の種別毎或いは個別対応も、
当然困難である。ここで、オフセット性とは、図８の電
圧Ｖ0の印加があっても、Δｆ／ｆ（偏差の制御）が
「０」であることの意味である。
【０００９】また、良く使われる手段として、ＶＣＸＯ
（外部からの電圧印加で水晶発振器の周波数制御）Ｈ／
Ｗ回路を並設し、Ｓ／Ｗ又はＨ／Ｗスイッチで切り替え
て使用する方式もある。これはＤＴＣＸＯの高価格化、
大型化を招くばかりか、温度補償の継続性が困難とな
り、実用性に乏しい問題がある。
（外部からの電圧印加で水晶発振器の周波数制御）Ｈ／
Ｗ回路を並設し、Ｓ／Ｗ又はＨ／Ｗスイッチで切り替え
て使用する方式もある。これはＤＴＣＸＯの高価格化、
大型化を招くばかりか、温度補償の継続性が困難とな
り、実用性に乏しい問題がある。
【００１０】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、制御電圧に対する直線性に優れるとともにオフセ
ット性を実現でき、しかも温度補償機能を継続させるこ
とができるディジタル温度補償水晶発振器を提供するこ
とを目的とする。
ので、制御電圧に対する直線性に優れるとともにオフセ
ット性を実現でき、しかも温度補償機能を継続させるこ
とができるディジタル温度補償水晶発振器を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、第１発明は、水晶振動子の周囲温度
をセンシングし、温度に対応した補償ディジタルデータ
を得る第１機能部と、この第１機能部からのディジタル
データ出力が入力され、このディジタルデータをディジ
タル／アナログ変換して出力にアナログ電圧を得る第２
機能部と、この第２機能部からのアナログ電圧が供給さ
れるとともに第１機能部から制御信号が供給され、第１
機能部からの制御信号で選択された容量変換部の容量を
第２機能部のアナログ電圧で変換する第３機能部と、こ
の第３機能部の容量変化を水晶振動子に及ぼし、周囲温
度によらない一定周波数信号電圧を出力する水晶発振部
を有する第４機能部とを備えた温度補償水晶発振器にお
いて、前記第２機能部と第３機能部との間に加算機能部
を設け、この加算機能部で第２機能部から出力されるア
ナログ電圧に、第４機能部から出力される周波数と固定
基地局の周波数情報との周波数偏差情報を制御電圧とし
て加算し、この加算出力を第３機能部の容量変化用アナ
ログ電圧とし、制御電圧がゼロに相当するオフセット
時、第３機能部の容量変換部の解列或いは併列すべきＯ
Ｎ／ＯＦＦデータを第１機能部に記憶させ、この第１機
能部のＯＮ／ＯＦＦデータを制御電圧の印加によって自
動的あるいは手動によって第１機能部を制御するように
したことを特徴とするものである。
を達成するために、第１発明は、水晶振動子の周囲温度
をセンシングし、温度に対応した補償ディジタルデータ
を得る第１機能部と、この第１機能部からのディジタル
データ出力が入力され、このディジタルデータをディジ
タル／アナログ変換して出力にアナログ電圧を得る第２
機能部と、この第２機能部からのアナログ電圧が供給さ
れるとともに第１機能部から制御信号が供給され、第１
機能部からの制御信号で選択された容量変換部の容量を
第２機能部のアナログ電圧で変換する第３機能部と、こ
の第３機能部の容量変化を水晶振動子に及ぼし、周囲温
度によらない一定周波数信号電圧を出力する水晶発振部
を有する第４機能部とを備えた温度補償水晶発振器にお
いて、前記第２機能部と第３機能部との間に加算機能部
を設け、この加算機能部で第２機能部から出力されるア
ナログ電圧に、第４機能部から出力される周波数と固定
基地局の周波数情報との周波数偏差情報を制御電圧とし
て加算し、この加算出力を第３機能部の容量変化用アナ
ログ電圧とし、制御電圧がゼロに相当するオフセット
時、第３機能部の容量変換部の解列或いは併列すべきＯ
Ｎ／ＯＦＦデータを第１機能部に記憶させ、この第１機
能部のＯＮ／ＯＦＦデータを制御電圧の印加によって自
動的あるいは手動によって第１機能部を制御するように
したことを特徴とするものである。
【００１２】第２発明は、前記第１機能部から第４機能
部および加算機能部をワンチップＬＳＩに形成し、しか
も加算機能部には制御電圧感度調整抵抗を内蔵させたこ
とを特徴とするものである。
部および加算機能部をワンチップＬＳＩに形成し、しか
も加算機能部には制御電圧感度調整抵抗を内蔵させたこ
とを特徴とするものである。
【００１３】第３発明は、制御電圧感度調整抵抗をＬＳ
Ｉの外部に設けたことを特徴とするものである。
Ｉの外部に設けたことを特徴とするものである。
【００１４】第４発明は、前記加算機能部が演算増幅器
からなり、第２機能部から出力されるアナログ電圧と制
御電圧との加算点に演算抵抗を介して直流電圧を印加し
て、周波数偏差制御量がゼロに相当する制御電圧がオフ
セットされるように構成したことを特徴とするものであ
る。
からなり、第２機能部から出力されるアナログ電圧と制
御電圧との加算点に演算抵抗を介して直流電圧を印加し
て、周波数偏差制御量がゼロに相当する制御電圧がオフ
セットされるように構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１５】第５発明は、制御電圧が一定電圧以上のと
き、周波数偏差制御量がゼロに相当する制御電圧がオフ
セットされるように、前記加算点に演算抵抗を介して直
流電圧が自動的に印加されるようにしたことを特徴とす
るものである。
き、周波数偏差制御量がゼロに相当する制御電圧がオフ
セットされるように、前記加算点に演算抵抗を介して直
流電圧が自動的に印加されるようにしたことを特徴とす
るものである。
【００１６】
【００１７】
【作用】第１発明は、第２機能部から出力されるアナロ
グ電圧に、第４機能部から出力される周波数と固定基地
局からの周波数との周波数偏差情報が制御電圧として加
算機能部で加算される。この加算された出力は第３機能
部に供給されて水晶振動子の容量変化用アナログ電圧と
なる。また、第３機能部の容量変換部を予めセットして
あるデータを用いておこなうようにした。
グ電圧に、第４機能部から出力される周波数と固定基地
局からの周波数との周波数偏差情報が制御電圧として加
算機能部で加算される。この加算された出力は第３機能
部に供給されて水晶振動子の容量変化用アナログ電圧と
なる。また、第３機能部の容量変換部を予めセットして
あるデータを用いておこなうようにした。
【００１８】第２、第３発明は、制御電圧を調整する抵
抗により行うようにした。
抗により行うようにした。
【００１９】第４、第５発明は、演算増幅器に周波数偏
差制御ゼロ相当制御電圧をオフセットする電圧を印加す
るようにした。
差制御ゼロ相当制御電圧をオフセットする電圧を印加す
るようにした。
【００２０】
【００２１】
【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、１１はＤＴＣＸＯを構成するワ
ンチップＬＳＩで、このＬＳＩ１１は次のように構成さ
れている。１２は第１機能部で、この第１機能部１２
は、水晶振動子１３の周囲温度をセンシングし、温度に
対応したアナログ電圧Ｖtを得る機能と、この電圧Ｖtを
アナログ／ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）してディジタ
ルデータＴを得る機能と、各温度で補償するデータＤc
が例えばＲＯＭに保存する機能と、基準電圧Ｖref生
成、データデコード、起動に関するシーケンス機能など
から構成される。
明する。図１において、１１はＤＴＣＸＯを構成するワ
ンチップＬＳＩで、このＬＳＩ１１は次のように構成さ
れている。１２は第１機能部で、この第１機能部１２
は、水晶振動子１３の周囲温度をセンシングし、温度に
対応したアナログ電圧Ｖtを得る機能と、この電圧Ｖtを
アナログ／ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）してディジタ
ルデータＴを得る機能と、各温度で補償するデータＤc
が例えばＲＯＭに保存する機能と、基準電圧Ｖref生
成、データデコード、起動に関するシーケンス機能など
から構成される。
【００２２】第１機能部１２の出力は第２機能部１４に
入力される。第２機能部１４は、前記ディジタルデータ
Ｔのアドレスで出力されるデータＤcをディジタル／ア
ナログ変換（Ｄ／Ａ変換）する機能と、Ｄ／Ａ変換され
たアナログ電圧Ｖcwを平滑回路で平滑してアナログ電圧
Ｖcを得る機能とから構成される。第２機能部１４の出
力電圧Ｖcは詳細を後述する加算機能部１５を介して第
３機能部１６のバラクタダイオードに印加される。第３
機能部１６はバラクタダイオードなどからなる電圧対容
量変換により水晶振動子の周波数の温度補償を行う機能
と、第１機能部１２の制御信号によって発振回路定数お
よび水晶振動子の固有周波数に対する補正機能とを備え
る。
入力される。第２機能部１４は、前記ディジタルデータ
Ｔのアドレスで出力されるデータＤcをディジタル／ア
ナログ変換（Ｄ／Ａ変換）する機能と、Ｄ／Ａ変換され
たアナログ電圧Ｖcwを平滑回路で平滑してアナログ電圧
Ｖcを得る機能とから構成される。第２機能部１４の出
力電圧Ｖcは詳細を後述する加算機能部１５を介して第
３機能部１６のバラクタダイオードに印加される。第３
機能部１６はバラクタダイオードなどからなる電圧対容
量変換により水晶振動子の周波数の温度補償を行う機能
と、第１機能部１２の制御信号によって発振回路定数お
よび水晶振動子の固有周波数に対する補正機能とを備え
る。
【００２３】１７はＣＭＯＳトランジスタなどからなる
水晶発振の能動機能を有する第４機能部で、この第４機
能部１７と第３機能部１６との間に前記水晶振動子１３
が接続されている。１８は第４機能部１７から出力され
る周波数と別の発振器からの周波数（例えば図７に示し
た固定基地局の周波数情報）との周波数偏差情報を制御
電圧Ｖiとして供給される前記加算機能部１５の入力端
子である。入力端子１８に供給される制御電圧Ｖiと第
２機能部１４から出力される電圧Ｖcは加算機能部１５
で加算されて第３機能部１６に与えられる。
水晶発振の能動機能を有する第４機能部で、この第４機
能部１７と第３機能部１６との間に前記水晶振動子１３
が接続されている。１８は第４機能部１７から出力され
る周波数と別の発振器からの周波数（例えば図７に示し
た固定基地局の周波数情報）との周波数偏差情報を制御
電圧Ｖiとして供給される前記加算機能部１５の入力端
子である。入力端子１８に供給される制御電圧Ｖiと第
２機能部１４から出力される電圧Ｖcは加算機能部１５
で加算されて第３機能部１６に与えられる。
【００２４】図２は加算機能部１５の詳細を示す回路図
で、加算機能部１５は、演算増幅器からなる反転オペア
ンプＯＰ１とＯＰ２をタンデムで回路構成した加算回路
からなる。但し、図２の回路は等価回路で表現してあ
り、実現回路はＬＳＩの素子設計手段による。オペアン
プＯＰ１とＯＰ２の分圧抵抗Ｒは実現しやすい５０ｋΩ
の抵抗が用いられる。抵抗Ｒ1は入力端子１８から入力
される制御電圧Ｖiの感度ＶiＳが、第２機能部１４から
の電圧Ｖcの感度（制御単位電圧に対する周波数可変度
合）ＶcＳと同じレベルになるように、次式が用いられ
る。
で、加算機能部１５は、演算増幅器からなる反転オペア
ンプＯＰ１とＯＰ２をタンデムで回路構成した加算回路
からなる。但し、図２の回路は等価回路で表現してあ
り、実現回路はＬＳＩの素子設計手段による。オペアン
プＯＰ１とＯＰ２の分圧抵抗Ｒは実現しやすい５０ｋΩ
の抵抗が用いられる。抵抗Ｒ1は入力端子１８から入力
される制御電圧Ｖiの感度ＶiＳが、第２機能部１４から
の電圧Ｖcの感度（制御単位電圧に対する周波数可変度
合）ＶcＳと同じレベルになるように、次式が用いられ
る。
【００２５】 Ｒ1＝（ＶｃＳ／ＶｉＳ）・Ｒ ……（２） 図２の抵抗Ｒ2は周知のように、 Ｒ2＝Ｒ1Ｒ／（２Ｒ1＋Ｒ） ……（３） となるが、この値も等価回路上の見掛け上の数値であ
る。ＤＴＣＸＯは例えば、３Ｖ〜５Ｖの広電源範囲で共
通的に動作するよう基準電圧Ｖrefを２.４Ｖ近傍に選
ぶ。温度補償を制御する第２機能部１４の出力電圧Ｖc
も、この基準電圧Ｖrefの近い値を採用する。いま、温
度補償する水晶振動子の周波数範囲を２２ｐｐｍとすれ
ば、上記感度ＶcＳは約９ｐｐｍ／voltである。
る。ＤＴＣＸＯは例えば、３Ｖ〜５Ｖの広電源範囲で共
通的に動作するよう基準電圧Ｖrefを２.４Ｖ近傍に選
ぶ。温度補償を制御する第２機能部１４の出力電圧Ｖc
も、この基準電圧Ｖrefの近い値を採用する。いま、温
度補償する水晶振動子の周波数範囲を２２ｐｐｍとすれ
ば、上記感度ＶcＳは約９ｐｐｍ／voltである。
【００２６】前記表１の必要感度例ＶiＳは３ｐｐｍ／v
oltである。よって（２）式からＲ1＝３Ｒとなる。この
ように（２）式を用いることで、容易に感度合わせが可
能である。また、バラクタダイオードの電圧対容量特性
の非直線性とその容量が水晶振動子に直列に入った構成
で、制御電圧を変化させたときの周波数の変化様相は一
般に図３に示すように電圧Ｖcの小さいところで感度
大、大きいところで感度小の曲線を持った関係にあり、
曲線の一部を利用することは直線性への改善になる。
oltである。よって（２）式からＲ1＝３Ｒとなる。この
ように（２）式を用いることで、容易に感度合わせが可
能である。また、バラクタダイオードの電圧対容量特性
の非直線性とその容量が水晶振動子に直列に入った構成
で、制御電圧を変化させたときの周波数の変化様相は一
般に図３に示すように電圧Ｖcの小さいところで感度
大、大きいところで感度小の曲線を持った関係にあり、
曲線の一部を利用することは直線性への改善になる。
【００２７】上述した第１手段は抵抗Ｒ1をＬＳＩ内の
内蔵抵抗で感度の選択を行った場合であるが、第２手段
はＬＳＩ内の内蔵抵抗の全部又は一部抵抗を入力端子１
８の外部の装置に取り付ける事としたものである。この
ような第２手段にすれば、ＤＴＣＸＯの取り付けられる
機器機種毎への対応および機器個別毎への感度調整が容
易になる。また、ＤＴＣＸＯのワンチップＬＳＩの製造
上の誤差を吸収できる。
内蔵抵抗で感度の選択を行った場合であるが、第２手段
はＬＳＩ内の内蔵抵抗の全部又は一部抵抗を入力端子１
８の外部の装置に取り付ける事としたものである。この
ような第２手段にすれば、ＤＴＣＸＯの取り付けられる
機器機種毎への対応および機器個別毎への感度調整が容
易になる。また、ＤＴＣＸＯのワンチップＬＳＩの製造
上の誤差を吸収できる。
【００２８】その上後述する水晶振動子の固有周波数の
補正動作に伴うバラクタダイオード並列度合の容量値に
よる感度補正も可能となる。
補正動作に伴うバラクタダイオード並列度合の容量値に
よる感度補正も可能となる。
【００２９】上記第１、第２手段は第２機能部１４の出
力電圧Ｖcに制御電圧Ｖiを加算できるが、制御電圧Ｖi
がＶ0のとき、Δｆ／ｆ＝０の条件を満たさない。この
ための、手段の実施例は加算機能部１５の加算点３０に
（−Ｖ0）を加えることである。図４および図５にこの
例を示す。図４および図５において、抵抗Ｒ3は次のよ
うにして決定する。
力電圧Ｖcに制御電圧Ｖiを加算できるが、制御電圧Ｖi
がＶ0のとき、Δｆ／ｆ＝０の条件を満たさない。この
ための、手段の実施例は加算機能部１５の加算点３０に
（−Ｖ0）を加えることである。図４および図５にこの
例を示す。図４および図５において、抵抗Ｒ3は次のよ
うにして決定する。
【００３０】 Ｒ3＝（Ｖref／Ｖ0）・Ｒ ……（４） 従って、抵抗Ｒ4は次式によって決定する。
【００３１】 Ｒ4＝Ｒ2Ｒ3／（Ｒ2＋Ｒ3） ……（５） 図４はＶＣＸＯ機能を動作させるとき、端子１９と２０
を短絡させる外部制御の実施例である。
を短絡させる外部制御の実施例である。
【００３２】図５は制御電圧Ｖiがある電圧以上、例え
ば前記表１に示すＶ1より大きいとアナログスイッチＳ
ＷがＯＮするような駆動回路２１を設けた内部制御の実
施例である。
ば前記表１に示すＶ1より大きいとアナログスイッチＳ
ＷがＯＮするような駆動回路２１を設けた内部制御の実
施例である。
【００３３】次にＶ0をオフセットする別の手段を示
す。第３機能部１６の詳細を図６の具体例を用いて説明
する。１６ａ，１６ｂ、１６ｃはバラクターダイドード
で、いずれも制御電圧Ｖｃによって容量変化する。この
回路はコルピッツ発振回路例の１部である。１６ａは図
示しなかった図１の第４機能部１７内蔵のＣＭＯＳトラ
ンジスタのソース容量となる。
す。第３機能部１６の詳細を図６の具体例を用いて説明
する。１６ａ，１６ｂ、１６ｃはバラクターダイドード
で、いずれも制御電圧Ｖｃによって容量変化する。この
回路はコルピッツ発振回路例の１部である。１６ａは図
示しなかった図１の第４機能部１７内蔵のＣＭＯＳトラ
ンジスタのソース容量となる。
【００３４】１６ｂ，１６ｃは水晶振動子１３の直列容
量であり、抵抗１６ｅは制御電圧Ｖｃの受電回路を形成
している。半導体スイッチ群１６ｄは、バラクターダイ
ドード群１６ｃそれぞれに直列挿入されていて、このＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御で１６ｃを１６ａに併列又は解列する。
この制御は、水晶振動子固有周波数の調整誤差と、発振
回路定数の設計値偏差（例えば、１６ａの等価容量が期
待値から偏っている）を補正する目的で、第１機能部１
２の制御信号線２２を介した制御信号でなされる。本来
の機能に合わせて、本手段は以下のようである。
量であり、抵抗１６ｅは制御電圧Ｖｃの受電回路を形成
している。半導体スイッチ群１６ｄは、バラクターダイ
ドード群１６ｃそれぞれに直列挿入されていて、このＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御で１６ｃを１６ａに併列又は解列する。
この制御は、水晶振動子固有周波数の調整誤差と、発振
回路定数の設計値偏差（例えば、１６ａの等価容量が期
待値から偏っている）を補正する目的で、第１機能部１
２の制御信号線２２を介した制御信号でなされる。本来
の機能に合わせて、本手段は以下のようである。
【００３５】ＤＴＣＸＯの製作工程で、Ｖ0に相当する
オフセット時の解列或いは併列すべき第３機能部１６の
電圧対容量変換部のＯＮ／ＯＦＦデータを第１機能部１
２に内蔵のＲＯＭに合わせて記憶させておき、図６に示
すように、外部端子スイッチ２３を短絡する手動起動或
いは制御電圧Ｖiを内部判定回路２４（ＶiがＶ1以上で
あることを判定する）で自動起動することによって、記
憶されている該ＯＮ／ＯＦＦデータを制御信号線２２を
経て送出し、電圧対容量変換部を制御する。
オフセット時の解列或いは併列すべき第３機能部１６の
電圧対容量変換部のＯＮ／ＯＦＦデータを第１機能部１
２に内蔵のＲＯＭに合わせて記憶させておき、図６に示
すように、外部端子スイッチ２３を短絡する手動起動或
いは制御電圧Ｖiを内部判定回路２４（ＶiがＶ1以上で
あることを判定する）で自動起動することによって、記
憶されている該ＯＮ／ＯＦＦデータを制御信号線２２を
経て送出し、電圧対容量変換部を制御する。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
制御電圧に対する直線性に優れ、かつ制御電圧のオフセ
ットを実現でき、しかも制御電圧がある値以上ならオフ
セットが自動的にかかるようにし、また、ＶＣＸＯが温
度補償機能を継続させながら実行でき、さらに、ＤＴＣ
ＸＯに組み込むＬＳＩはアナログとディジタルの両回路
を混在させているために、ＬＳＩの形状には支障を及ぼ
さない利点があり、経済的にも有利となる。
制御電圧に対する直線性に優れ、かつ制御電圧のオフセ
ットを実現でき、しかも制御電圧がある値以上ならオフ
セットが自動的にかかるようにし、また、ＶＣＸＯが温
度補償機能を継続させながら実行でき、さらに、ＤＴＣ
ＸＯに組み込むＬＳＩはアナログとディジタルの両回路
を混在させているために、ＬＳＩの形状には支障を及ぼ
さない利点があり、経済的にも有利となる。
【図１】この発明の一実施例を示すＤＴＣＸＯのワンチ
ップＬＳＩの構成説明図。
ップＬＳＩの構成説明図。
【図２】加算機能部の具体的な回路構成図。
【図３】バラクタダイオードの電圧対容量特性の非直線
性とバラクターダイドードの容量が水晶振動子に直列に
入った場合の制御電圧に対する発振周波数の変化様相を
しめす特性図。
性とバラクターダイドードの容量が水晶振動子に直列に
入った場合の制御電圧に対する発振周波数の変化様相を
しめす特性図。
【図４】ＶＣＸＯ機能を動作させるとき、制御電圧Ｖ0
のオフセットを外部制御で実行するときの実施例を示す
回路構成図。
のオフセットを外部制御で実行するときの実施例を示す
回路構成図。
【図５】制御電圧Ｖ0のオフセットを内部制御で実行す
るときの実施例を示す回路構成図。
るときの実施例を示す回路構成図。
【図６】制御電圧Ｖ0のオフセットを第３機能部の電圧
対容量変換部における解列、併列で行うようにした回路
構成図。
対容量変換部における解列、併列で行うようにした回路
構成図。
【図７】移動体通信装置を示す概略構成説明図。
【図８】周波数偏差情報と制御電圧の関係を示す特性
図。
図。
１１…ワンチップＬＳＩ １２…第１機能部 １３…水晶振動子 １４…第２機能部 １５…加算機能部 １６…第３機能部 １７…第４機能部 １８…制御電圧入力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 一成 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (72)発明者 土屋 主税 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 松井 孝至 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−120821（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−53330（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03B 5/32 H03L 1/04
Claims (5)
- 【請求項１】 水晶振動子の周囲温度をセンシングし、
温度に対応した補償ディジタルデータを得る第１機能部
と、この第１機能部からのディジタルデータ出力が入力
され、このディジタルデータをディジタル／アナログ変
換して出力にアナログ電圧を得る第２機能部と、この第
２機能部からのアナログ電圧が供給されるとともに第１
機能部から制御信号が供給され、複数の容量変換部を有
し、第１機能部からの制御信号で選択された容量変換部
の容量を第２機能部のアナログ電圧で変換される第３機
能部と、この第３機能部の容量変化を水晶振動子に及ぼ
し、周囲温度によらない一定周波数信号電圧を出力する
水晶発振部を有する第４機能部とを備えた温度補償水晶
発振器において、 前記第２機能部と第３機能部との間に加算機能部を設
け、この加算機能部で第２機能部から出力されるアナロ
グ電圧に、第４機能部から出力される周波数と固定基地
局の周波数情報との周波数偏差情報を制御電圧として加
算し、この加算出力を第３機能部の容量変化用アナログ
電圧とし、周波数偏差制御量ゼロ相当の制御電圧をオフ
セットする時、第３機能部の容量変換部の解列或いは併
列すべきＯＮ／ＯＦＦデータを第１機能部に記憶させ、
この第１機能部のＯＮ／ＯＦＦデータをもとにした制御
信号によって第３機能部で自動的あるいは手動によって
第１機能部を制御するようにしたことを特徴とするディ
ジタル温度補償水晶発振器。 - 【請求項２】 前記第１機能部から第４機能部および加
算機能部をワンチップＬＳＩに形成し、しかも加算機能
部には制御電圧感度調整抵抗を内蔵させたことを特徴と
する請求項１記載のディジタル温度補償水晶発振器。 - 【請求項３】 制御電圧感度調整抵抗をＬＳＩの外部に
設けたことを特徴とする請求項２記載のディジタル温度
補償水晶発振器。 - 【請求項４】 前記加算機能部が演算増幅器からなり、
第２機能部から出力されるアナログ電圧と制御電圧との
加算点に演算抵抗を介して直流電圧を印加して、周波数
偏差制御量がゼロである制御電圧をオフセットするよう
に構成したことを特徴する請求項１記載のディジタル温
度補償水晶発振器。 - 【請求項５】 制御電圧が一定電圧以上のとき、周波数
偏差制御量がゼロである制御電圧をオフセットするよう
に、前記加算点に演算抵抗を介して直流電圧が自動的に
印加されるようにしたことを特徴とする請求項４記載の
ディジタル温度補償水晶発振器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12841294A JP3306224B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | ディジタル温度補償水晶発振器 |
| EP94119337A EP0658004A3 (en) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | Crystal oscillator digitally compensated in temperature. |
| US08/350,965 US5548252A (en) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | Digital temperature compensated crystal oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12841294A JP3306224B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | ディジタル温度補償水晶発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07336142A JPH07336142A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3306224B2 true JP3306224B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=14984137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12841294A Expired - Fee Related JP3306224B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-06-10 | ディジタル温度補償水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3306224B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3358619B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2002-12-24 | セイコーエプソン株式会社 | 温度補償型発振器、温度補償型発振器の制御方法及び無線通信装置 |
-
1994
- 1994-06-10 JP JP12841294A patent/JP3306224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07336142A (ja) | 1995-12-22 |
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