JP3898422B2 - 温度センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温度センサに関するもので、例えば温度補償型水晶発振器に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
温度センサは、家電機器や医療機器など多くの分野において広く用いられている。これらの温度センサは多種多様であり、それぞれの分野に必要とされる性能を十分に備えていることが重要である。また、近年の市場の発展が目覚ましい携帯通信機器、例えば携帯電話にもこの温度センサは用いられている。これは電子回路を動作させるための発振器における発振周波数が周囲の温度によって変動するのを補償するために必要とされている。
【０００３】
従来の温度センサについて、図６の回路図を用いて説明する。図示するように温度センサ１００は、周囲温度を測定してこの温度に対応する電圧Ｖtempに変換する温度検出回路１１０と、この温度検出回路１１０から出力される電圧Ｖtempと比較すべき基準電圧Ｖrefを発生する基準電圧発生回路１２０と、電圧Ｖtempと基準電圧Ｖrefとを比較する比較器１３０と、この比較器１３０の比較結果を受けて温度データを出力する制御回路１５０とを備えている。
【０００４】
制御回路１５０は温度データの出力の他に様々な制御を行うが、特に重要なのが基準電圧発生回路１２０の制御である。すなわち、温度検出を行うには基準電圧を現在の温度に相当する電圧にしておかなければ、次の時間における温度検出を行うことが出来ない。そのため制御回路１５０は比較器１３０により、その時の基準電圧Ｖrefと電圧Ｖtempとの電位差を検知し、電位差が生じていた場合には基準電圧Ｖrefをその電位差分だけ補正する必要がある。
【０００５】
上記のような従来の温度センサの温度変化の検出方法を大きく分けると、常時回路を動作させることにより常に温度を検出する方法と、温度検出が必要な時のみ回路を動作させて温度を検出する方法とがある。
【０００６】
しかしながら、回路を常時動かす、すなわち制御回路１５０を常時動作させると電流消費量が増加するという問題がある。電流消費量が増加すると、回路動作により発生するノイズも増加し、温度センサとしての信頼性に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００７】
一方で必要なときのみ動作させる方法によれば、電流消費量を最小限に抑えることが出来るため、上記のようなノイズの問題は発生しない。一般的に携帯電話等の温度補償型水晶発振器に用いられる温度センサはこの方法を採用している。しかし、この方法では温度センサは動作のオン、オフを繰り返すことになるから、温度検出を制御する制御回路１５０のオン、オフを制御するための方策が必要となる。これが図６に示したトリガ発生回路１６０である。このトリガ発生回路１６０により発生するトリガが入力された時のみ制御回路は動作し、温度センサ１００は動作することになる。このように、温度センサを必要なときのみ動作させるためには、制御回路１５０を動作させるためのトリガ発生回路１６０及びその制御信号線、そして図中には示していないがトリガ発生回路１６０のトリガ発生タイミングを決定する回路等が必要となる。また温度センサがＩＣ、モジュール等に搭載されている場合には、専用の制御回路、制御端子等が必要となり、温度センサを構成、動作させるための部品点数が多くなり、製品のサイズが大きくなることや製造コストの増大を招くという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の温度センサの温度検出方法には常時センサを動作させることにより常に温度を検出する方法と、温度検出が必要な時のみセンサを動作させて温度を検出する方法とがある。特に携帯電話等に搭載されている温度補償型水晶発振器の温度センサには、必要なときのみセンサを動作させるものが用いられている。
【０００９】
しかしながら、センサを常時動かす場合には電流消費量が増加して、回路動作により発生するノイズも増加し、温度センサとしての信頼性に悪影響を及ぼす恐れがあるという問題があった。一方でセンサを必要なときのみ動作させる場合には、制御回路を動作させるためのトリガ発生回路及びその制御信号線、そしてトリガ発生回路のトリガ発生タイミングを決定する回路等が必要となる。また温度センサがＩＣ、モジュール等に搭載されている場合には、専用の制御回路、制御端子等が必要となり、温度センサを構成、動作させるための部品点数が多くなり、製品のサイズが大きくなってコストの増大を招くという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電流消費量を抑えることが出来、且つトリガ発生回路を不要とすることでサイズを縮小化し低コスト化できる温度センサを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の一態様に係る温度センサは、温度を検出して該温度に対応する電圧を出力する温度検出回路と、第１基準電圧と、温度変化に基づく電圧変化の下限に対応し前記第１基準電圧より電圧値の低い第２基準電圧と、温度変化に基づく電圧変化の上限に対応し前記第１基準電圧より電圧値の高い第３基準電圧とを出力する基準電圧発生回路と、前記温度検出回路が出力する電圧と前記第１乃至第３基準電圧とをそれぞれ比較する第１乃至第３比較器と、前記第１乃至第３比較器の出力を受けて、該第１乃至第３比較器の結果が、前記温度検出回路の出力する電圧が前記第１乃至第３基準電圧の全てより高い、または低い場合にのみ、温度変化が生じたことを判断し、該結果に対応する信号を出力する温度変化検出回路と、前記温度変化検出回路の出力する前記信号を受けることにより前記基準電圧発生回路の第１乃至第３基準電圧を制御して、前記第１基準電圧を前記温度検出回路の出力する電圧に対応する電圧に設定し、前記第２、第３基準電圧をそれぞれ該第１基準電圧に対して温度変化に基づく電圧変化の所定の下限及び上限の温度に対応する電圧に設定する制御回路とを具備する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２０】
この発明の第１の実施形態に係る温度センサについて図１のブロック図を用いて説明する。
【００２１】
図示するように、本実施形態に係る温度センサ１０は、周囲温度を測定して電圧Ｖtempに変換する温度検出回路１１と、温度検出回路１１が検出した温度に相当する電圧Ｖtempと比較すべき基準電圧Ｖrefを発生する基準電圧発生回路１２と、電圧Ｖtempと基準電圧Ｖrefとを比較する比較回路１３と、この比較器１３の比較結果を受けて温度変化を検出する温度変化検出回路１４と、温度データを出力する制御回路１５とを備えている。
【００２２】
制御回路１５は温度変化検出回路１４の出力を受け、温度変化検出回路１４が周囲温度の温度変化を検出した際の信号を受けたときのみ制御回路が動作するようになっている。すなわち、温度変化検出回路１４による温度変化の検出結果が制御回路１５を動作させるためのトリガとしての役割を果たしている。
【００２３】
次に、上記温度検出回路１１、基準電圧発生回路１２、比較回路１３、温度変化検出回路１４の回路を具体化した回路の一例を図２に示す。
【００２４】
図示するように、温度検出回路１１は電源電圧電位と接地電位間に直列に設けられた電流源１７とダイオード１８からなり、この電流源１７とダイオード１８との接続ノードにおける電位が周囲温度に対応する電圧Ｖtempとして出力される。
【００２５】
次に電源電圧発生回路１２は、電源電圧電位と接地電位との間に直列に設けられた複数の抵抗１９、１９、…と、各抵抗の接続ノードと３つの出力端子との間に設けられた３つのスイッチ２０−１、２０−２、２０−３によって構成されている。そして、上記スイッチ２０−１〜３によって選択された３カ所の各接続ノードにおける電圧Ｖ１（第３基準電圧）、Ｖ２（第１基準電圧）、Ｖ３（第２基準電圧）が基準電圧Ｖrefとして出力される。
【００２６】
比較回路１３は、３つの比較器２１−１、２１−２、２１−３を備えている。この比較器２１−１〜３の反転入力端子には温度検出回路１１の出力する電圧Ｖtempが入力されている。そして非反転入力端子には基準電圧発生回路１２の出力する基準電圧Ｖ１〜Ｖ３がそれぞれ入力されている。
【００２７】
温度変化検出回路１４は、上記比較器２１−１〜３のそれぞれの出力Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を入力とするＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３、及び前記ＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力の和をとるＯＲゲート２４とを備えている。そしてＯＲゲート２４の出力が温度変化の検出結果となる。
【００２８】
制御回路１５は、温度変化検出回路１４の出力を受けて温度データを出力する。なお、制御回路１５は温度変化検出回路１４により温度変化を検出した際のみ動作する、すなわち温度変化検出回路１４の温度変化検出が従来のトリガの役割を果たす。そして、制御回路１５は温度変化に基づいて基準電圧発生回路１２の各抵抗１９、１９、…が割り当てられたアドレスを選択することにより、３つの抵抗１９、１９、１９が発生する基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を制御する。
【００２９】
次に上記温度センサ１０の動作について図３を用いて説明する。
【００３０】
まず温度センサが動作を開始すると、温度検出回路は周囲温度を測定して電圧Ｖtempを出力する。本実施形態において、温度検出はダイオード１８により行っており、周囲温度が上昇するとＶtempは減少、周囲温度が低下するとＶtempは増大するという特性を有している。また、基準電圧発生回路１２の出力電圧Ｖ２は設定可能電圧範囲内において最小、または最大電圧に設定されている。そして比較器２１−２は電圧Ｖtempと基準電圧Ｖ２とを比較し、その比較結果を制御回路１５へ出力する。すると制御回路１５は、比較器２１−２の結果に応じて基準電圧発生回路の基準電圧Ｖ２の値を変化させて、Ｖ２＝Ｖtempに、またはＶ２をＶtempに最も近い電圧に設定する（Ｖ２＝Ｖtemp若しくはＶ２がＶtempに最も近い電圧となるような抵抗が割り当てられたアドレスを選択する）。
【００３１】
図示するように、ｔ０における周囲温度に対応する電圧Ｖtempが０．７０Ｖであったとする。この時の基準電圧Ｖ２は当然０．７０Ｖに設定される。そしてＶ１、Ｖ３はそれぞれＶ１＞Ｖ２、Ｖ３＜Ｖ２の関係に設定される。例えばそれぞれの電位差を０．０１Ｖに設定すれば、Ｖ１＝０．７１Ｖ、Ｖ３＝０．６９Ｖである。
【００３２】
次に温度が低下し、時刻ｔ１においてＶtemp＝０．７１Ｖになったとする。時刻ｔ０〜ｔ１における基準電圧Ｖ１〜Ｖ３とＶtempの関係は、Ｖ１＞Ｖtemp、Ｖ２＜Ｖtemp、Ｖ３＜Ｖtempであるから、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３はそれぞれ“high”、“low”、“low”である。そのため、温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力はそれぞれ“low”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力は“low”、すなわち、温度検出回路１４の出力“low”が制御回路１５に入力される。制御回路１５は前述の通り温度検出回路１４の出力をトリガの代わりとして動作するため、時刻ｔ０〜ｔ１では制御回路１５は動作せず、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ１〜Ｖ３はそれぞれ０．７１Ｖ、０．７０Ｖ、０．６９Ｖである。
【００３３】
しかし、時刻ｔ１でＶtemp＝Ｖ１＝０．７１Ｖとなり、更に周囲温度が低下してＶtempが上昇すると、Ｖ１＜Ｖtempとなり、比較器２１−１の出力Ｃ１が“high”から“low”に反転する。すなわち、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３の全てが“low”となる。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２及びＡＮＤゲート２３の出力がそれぞれ“high”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力が“high”となる。そのため、温度変化検出回路１４の出力が“high”となり、制御回路１５に入力される。信号“high”が入力されたことにより制御回路１５は動作を開始する。動作を開始した制御回路１５は基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ２を当該温度に相当する電圧、すなわち０．７１Ｖに設定すると共に、基準電圧Ｖ１及びＶ３をそれぞれ０．７２Ｖ、０．７０Ｖに設定する（アドレスを選択し直す）。
【００３４】
ここで、制御回路１５が基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定するのにΔｔの時間がかかったとする。更に、このΔｔの時間の間にも周囲温度は低下して電圧Ｖtempが上昇したとすれば、時刻ｔ１＋Δｔにおける基準電圧Ｖ１〜Ｖ３とＶtempの関係は、Ｖ１＞Ｖtemp、Ｖ２＜Ｖtemp、Ｖ３＜Ｖtempとなるから、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３は再び“high”、“low”、“low”に戻る。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力はそれぞれ“low”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力は“low”に反転するため、制御回路１５は動作を停止する。
【００３５】
次に時刻ｔ１＋Δｔ〜ｔ２の時間領域において、Ｖtempは０．７１Ｖから更に上昇し、０．７２Ｖ未満に最大値をもって低下を始めている。すなわち周囲温度が低下から上昇に反転したとする。そして、時刻ｔ２ではＶtemp＝Ｖ２＝０．７１Ｖとなり、更にＶtempは低下を続けている。そのため、時刻ｔ２では比較器２１−２の出力Ｃ２が“low”から“high”に反転する。しかしこの時刻では比較器２１−３の出力Ｃ３が未だ“low”にあるため、温度変化検出回路１４の出力は“low”であり、制御回路１５は動作しない。この状態は、Ｖtemp＝Ｖ３＝０．７０Ｖとなる時刻ｔ３まで維持される。
【００３６】
次に時刻ｔ３ではＶtemp＝Ｖ３＝０．７０Ｖとなり、Ｖtempは更に低下を続け、Ｖtemp＜Ｖ３となる。そのため、比較器２１−３の出力Ｃ３も“low”から“high”に反転し、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３の全てが“high”となる。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２及びＡＮＤゲート２３の出力がそれぞれ“low”、“high”となり、温度変化検出回路１４の出力が“high”となる。そのため、制御回路１５は動作を開始し、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ２を当該温度に相当する電圧、すなわち０．７０Ｖに設定すると共に、基準電圧Ｖ１及びＶ３をそれぞれ０．７１Ｖ、０．６９Ｖに設定する。
【００３７】
ここで、制御回路１５が基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定するのにやはりΔｔの時間がかかったとする。更に、このΔｔの時間の間にも周囲温度は上昇して電圧Ｖtempが低下したとすれば、時刻ｔ３＋Δｔにおける基準電圧Ｖ１〜Ｖ３とＶtempの関係は、Ｖ１＞Ｖtemp、Ｖ２＞Ｖtemp、Ｖ３＜Ｖtempとなるから、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３は再び“high”、“high”、“low”に戻る。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力はそれぞれ“low”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力は“low”に反転するため、制御回路１５は時刻ｔ３＋Δｔにおいて動作を停止する。この状態はＶtemp＝Ｖ３＝０．６９Ｖとなる時刻ｔ４まで維持される。
【００３８】
次に時刻ｔ４ではＶtemp＝Ｖ３＝０．６９Ｖとなり、更にＶtempは低下を続け、Ｖtemp＜Ｖ３となる。そのため、比較器２１−３の出力Ｃ３も“low”から“high”に反転し、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３の全てが“high”となる。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２及びＡＮＤゲート２３の出力がそれぞれ“low”、“high”となり、温度変化検出回路１４の出力が“high”となる。そのため、制御回路１５は動作を開始し、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ２を当該温度に相当する電圧、すなわち０．６９Ｖに設定すると共に、基準電圧Ｖ１及びＶ３をそれぞれ０．７０Ｖ、０．６８Ｖに設定する。
【００３９】
時刻ｔ１、ｔ３で説明したように、基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定するΔｔの時間後、Ｖ３＝０．６８Ｖ、Ｖtemp＞Ｖ３となり、比較器２１−３の出力Ｃ３は“low”に反転する。そのため、温度変化検出回路１４の出力が“low”に反転し、時刻ｔ４＋Δｔでは制御回路１５は動作を停止させる。
【００４０】
その後は時刻ｔ６、ｔ７において、周囲温度の低下によりＶtempがそれぞれ上昇し、それぞれの時間でＶtemp＝Ｖ１となるため、制御回路１５が動作を開始し、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定し直す。
【００４１】
以降は同様の動作を繰り返す。
【００４２】
上記構成の温度センサによれば、温度検出回路１１によって周囲温度を測定して得られた電圧Ｖtempと、基準電圧発生回路１２により得られた基準電圧Ｖref（Ｖ１〜Ｖ３）とを、比較回路１３によって比較し、その比較結果から温度変化検出回路１４により温度変化の有無及び現在温度を判断している。そして制御回路１５は、温度変化検出回路１４により温度変化が生じたと判断された時のみに動作する。すなわち、温度変化検出回路１４の出力が従来制御回路を動作させるのに必要であったトリガの役目を果たしている。そのため、トリガを発生させる為の回路や専用の制御回路、制御端子、そしてトリガ発生のタイミングを決定する回路が不要となり、温度センサの部品点数を削減できるため、サイズの縮小化及び低コスト化を実現できる。尚かつ、温度変化検出回路がある一定の出力の時のみ、すなわち温度変化を温度変化検出回路が検出したときのみ制御回路が動作するため、温度センサの電流消費量を低減できる
また、基準電圧発生回路１２は３つの基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を出力する。すなわち、周囲温度に等しい基準電圧Ｖ２と、基準電圧Ｖ１より所定の電圧値だけ高い基準電圧Ｖ１と、基準電圧Ｖ２より所定の電圧値だけ低い基準電圧Ｖ３である。そして、基準電圧Ｖ１〜Ｖ３と電圧Ｖtempとをそれぞれ比較器２１−１〜３により比較している。そして、比較器２１−１〜３による比較の結果、周囲温度の電圧Ｖtempが基準電圧Ｖ１〜Ｖ３の全てより低い場合、または高い場合（ＯＲゲート２４の出力が“high”）に温度変化が生じたと判断している。すなわち、基準電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ１、Ｖ２との電位差±ΔＶが、温度変化発生と判断する際の必要温度変化量である。
【００４３】
従来のように１つの比較により周囲温度の電圧と１つの基準電圧とを比較する方法では、両者の電圧値が等しい場合、比較器の出力は不定であり、その後の周囲温度変化の検出の信頼性が悪い。しかし、上記のように、３つの基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を発生させることにより、はじめの周囲温度に対応する電圧Ｖtempが基準電圧Ｖ２より低く、更に低下した場合、若しくははじめの周囲温度に対応する電圧Ｖtempが基準電圧Ｖ２より高く、更に上昇した場合でも、それぞれ基準電圧Ｖ３、Ｖ１との比較を行うことにより、温度変化の有無を正確に検出でき、温度センサの信頼性及び性能を向上できる。
【００４４】
なお、温度センサを構成する為の回路には多くの種類の構成があり、図示した回路構成に限られるものではない。
【００４５】
次にこの発明の第２の実施形態に係る温度センサについて、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）端末を例に挙げて図４を用いて説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態に係る温度センサをＰＨＳ端末に用いられる基準発振器に適用したものであり、図４はＰＨＳ端末の一部構成を示すブロック図である。
【００４６】
図示するように、ＰＨＳ端末は、無線ユニット３０と、モデムユニット４０と、デコード・エンコードユニット５０と、通話ユニット６０とを備えている。
【００４７】
まず無線ユニット３０は、アンテナ３１、高周波スイッチ３２、受信部３３、送信部３４、シンセサイザ３５、及び温度センサ１０を備えている。
【００４８】
すなわち、図示せぬ基地局から到来した無線搬送波信号は、アンテナ３１で受信されたのち無線ユニット３０の高周波スイッチ３２を介して受信部３３に入力される。この受信部３３では、受信された無線搬送波信号がシンセサイザ３５から発生された基準発振信号とミキシングされて受信中間周波信号にダウンコンバートされる。
【００４９】
上記受信部３３から出力された受信中間周波信号は、モデムユニット４０の復調部４１に入力される。復調部４１では上記受信中間周波信号のディジタル復調が行われ、これによりディジタル復調信号が再生される。
【００５０】
デコード・エンコードユニット５０のデコード部５１は、上記ディジタル復調信号を各受信タイムスロット毎に分離する。そして分離したスロットのデータが音声データであればこの音声データを通話ユニット６０に入力する。一方、分離したスロットのデータがパケットデータや制御データであれば、これらのデータを図示せぬデータ通信部に入力する。なお、データ通信部では上記データを解析制御を行い、例えば表示部に表示する。
【００５１】
通話ユニット６０は、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）トランスコーダ６１と、ＰＣＭコーデック６２とを備えている。ＡＤＰＣＭトランスコーダは、上記デコード・エンコードユニット５０から出力された音声データを復号する。またＰＣＭコーデック６２は、ＡＤＰＣＭトランスコーダ６１から出力されたディジタル音声信号をアナログ信号に変換し、この音声信号をスピーカから拡声出力する。
【００５２】
一方、マイクロホンから入力されたユーザの音声信号は、ＰＣＭコーデック６２によりＰＣＭ符号化されたのち、ＡＤＰＣＭトランスコーダ６１で更に圧縮符号化される。この符号化音声データ及び、データ通信部から出力された制御データ、パケットデータはデコード・エンコードユニット５０に入力される。
【００５３】
エンコード部５２は、入力された上記データを多重化する。そしてモデムユニット４０の変調部４２がこの多重化ディジタル通信信号により送信中間周波信号をディジタル変調し、この変調した送信中間周波信号を送信部３４に入力する。
【００５４】
送信部３４は、上記変調された送信中間周波信号をシンセサイザ３５から発生された基準発振信号とミキシングして無線搬送波周波数にアップコンバートし、さらに所定の送信電力レベルに増幅する。この送信部３４から出力された無線搬送波信号は、高周波スイッチ３２を介してアンテナ３１から図示せぬ基地局に向け送信される。
【００５５】
上記ＰＨＳ端末は、無線ユニット３０内に温度センサ１０を備えている。この温度センサ１０は、シンセサイザ３５内に設けられた基準発振器（ＲＥＦ）７０の発振周波数を周囲温度に応じて補正する。
【００５６】
図５は上記温度センサ及び基準発振器の回路構成の一例を示したものである。
【００５７】
図示するように、温度センサは第１の実施形態で説明したものと同様である。
【００５８】
一方、基準発振器７０は制御回路１５の出力ノードに一端を接続され他端が接地された容量可変ダイオード７１と、制御回路１５の出力ノードに一端を接続されたコンデンサ７２と、一端をコンデンサ７２の他端に接続された水晶発振子７３と、水晶発振子７３の他端に一端が接続され他端が接地されたコンデンサ７４と、水晶発振子７３と並列接続されたバッファ（発振回路）７５と、一端をバッファ７５に接続され他端が受信部３３、送信部３４に接続された電圧源７６とを有する水晶発振器である。
【００５９】
上記回路において温度センサ１０は第１の実施形態で説明しように周囲温度の変化を検知して、制御回路１５はその温度変化に対応したバイアスを出力ノードから出力する。すなわち、温度変化によって水晶発振子７３の発振周波数が変化しても、それを可変容量型ダイオード７１に印加するバイアスを制御回路１５が変えることによって、水晶発振子７３の温度依存性による影響を打ち消し、基準発振器７０の発振周波数を常時一定に保っている。
【００６０】
本実施形態によれば、温度センサ１０における制御回路１５が温度変化に応じたバイアスを基準発振器の容量可変ダイオード７１に印加している。そのため水晶発振子７３による発振周波数の温度依存性を解消し、ＰＨＳ端末の動作安定性を向上できる。また、トリガ発生回路やその制御回路等の必要がないため、ＰＨＳ端末のサイズの縮小及び軽量化を実現できる。
【００６１】
なお、本実施形態ではＰＨＳ端末の基準発振器７０の発振周波数を周囲温度に対して安定化する場合を例にとって説明したが、変復調回路や送信増幅回路などの温度特性を有するその他の電子回路に本発明を適用しても良く、またＰＨＳ端末に限らず携帯電話機等のその他の移動体通信端末や移動通信システムの基地局、更にはオーディオ装置などに本発明を適用しても良い。要するに、温度特性を有する電子回路及びこの電子回路を備えた電子機器であれば如何なるものにも適用できる。
【００６２】
すなわち、上記第１、第２の実施形態における各実施段階でもその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、電流消費量を抑えることが出来、且つトリガ発生回路を不要とすることでサイズを縮小化し低コスト化できる温度センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る温度センサのブロック図。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る温度センサの回路図。
【図３】この発明の第１の実施形態に係る温度センサのタイミングチャート。
【図４】この発明の第２の実施形態に係るＰＨＳ端末のブロック図。
【図５】この発明の第２の実施形態に係るＰＨＳ端末の温度センサ及び基準発振器の回路図。
【図６】従来の温度センサのブロック図。
【符号の説明】
１０、１００…温度センサ
１１、１１０…温度検出手段
１２、１２０…基準電圧発生手段
１３、１３０…比較手段
１４…温度変化検出手段
１５、１５０…制御回路
１７…電流源
１８…ダイオード
１９…抵抗素子
２０−１〜３…スイッチ
２１−１〜３…比較器
２２…ＮＯＲゲート
２３…ＡＮＤゲート
２４…ＯＲゲート
３０…無線ユニット
３１…アンテナ
３２…高周波スイッチ
３３…受信部
３４…送信部
３５…シンセサイザ
４０…モデムユニット
４１…復調部
４２…変調部
５０…デコード・エンコードユニット
５１…デコード部
５２…エンコード部
６０…通話ユニット
６１…ＡＤＰＣＭトランスコーダ
６２…ＰＣＭコーデック
７０…基準発振器
７１…容量可変型ダイオード
７２、７４…コンデンサ
７３…水晶発振子
７５…バッファ
７６…電圧源
１６０…トリガ発生回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、温度センサに関するもので、例えば温度補償型水晶発振器に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
温度センサは、家電機器や医療機器など多くの分野において広く用いられている。これらの温度センサは多種多様であり、それぞれの分野に必要とされる性能を十分に備えていることが重要である。また、近年の市場の発展が目覚ましい携帯通信機器、例えば携帯電話にもこの温度センサは用いられている。これは電子回路を動作させるための発振器における発振周波数が周囲の温度によって変動するのを補償するために必要とされている。
【０００３】
従来の温度センサについて、図６の回路図を用いて説明する。図示するように温度センサ１００は、周囲温度を測定してこの温度に対応する電圧Ｖtempに変換する温度検出回路１１０と、この温度検出回路１１０から出力される電圧Ｖtempと比較すべき基準電圧Ｖrefを発生する基準電圧発生回路１２０と、電圧Ｖtempと基準電圧Ｖrefとを比較する比較器１３０と、この比較器１３０の比較結果を受けて温度データを出力する制御回路１５０とを備えている。
【０００４】
制御回路１５０は温度データの出力の他に様々な制御を行うが、特に重要なのが基準電圧発生回路１２０の制御である。すなわち、温度検出を行うには基準電圧を現在の温度に相当する電圧にしておかなければ、次の時間における温度検出を行うことが出来ない。そのため制御回路１５０は比較器１３０により、その時の基準電圧Ｖrefと電圧Ｖtempとの電位差を検知し、電位差が生じていた場合には基準電圧Ｖrefをその電位差分だけ補正する必要がある。
【０００５】
上記のような従来の温度センサの温度変化の検出方法を大きく分けると、常時回路を動作させることにより常に温度を検出する方法と、温度検出が必要な時のみ回路を動作させて温度を検出する方法とがある。
【０００６】
しかしながら、回路を常時動かす、すなわち制御回路１５０を常時動作させると電流消費量が増加するという問題がある。電流消費量が増加すると、回路動作により発生するノイズも増加し、温度センサとしての信頼性に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００７】
一方で必要なときのみ動作させる方法によれば、電流消費量を最小限に抑えることが出来るため、上記のようなノイズの問題は発生しない。一般的に携帯電話等の温度補償型水晶発振器に用いられる温度センサはこの方法を採用している。しかし、この方法では温度センサは動作のオン、オフを繰り返すことになるから、温度検出を制御する制御回路１５０のオン、オフを制御するための方策が必要となる。これが図６に示したトリガ発生回路１６０である。このトリガ発生回路１６０により発生するトリガが入力された時のみ制御回路は動作し、温度センサ１００は動作することになる。このように、温度センサを必要なときのみ動作させるためには、制御回路１５０を動作させるためのトリガ発生回路１６０及びその制御信号線、そして図中には示していないがトリガ発生回路１６０のトリガ発生タイミングを決定する回路等が必要となる。また温度センサがＩＣ、モジュール等に搭載されている場合には、専用の制御回路、制御端子等が必要となり、温度センサを構成、動作させるための部品点数が多くなり、製品のサイズが大きくなることや製造コストの増大を招くという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の温度センサの温度検出方法には常時センサを動作させることにより常に温度を検出する方法と、温度検出が必要な時のみセンサを動作させて温度を検出する方法とがある。特に携帯電話等に搭載されている温度補償型水晶発振器の温度センサには、必要なときのみセンサを動作させるものが用いられている。
【０００９】
しかしながら、センサを常時動かす場合には電流消費量が増加して、回路動作により発生するノイズも増加し、温度センサとしての信頼性に悪影響を及ぼす恐れがあるという問題があった。一方でセンサを必要なときのみ動作させる場合には、制御回路を動作させるためのトリガ発生回路及びその制御信号線、そしてトリガ発生回路のトリガ発生タイミングを決定する回路等が必要となる。また温度センサがＩＣ、モジュール等に搭載されている場合には、専用の制御回路、制御端子等が必要となり、温度センサを構成、動作させるための部品点数が多くなり、製品のサイズが大きくなってコストの増大を招くという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電流消費量を抑えることが出来、且つトリガ発生回路を不要とすることでサイズを縮小化し低コスト化できる温度センサを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の一態様に係る温度センサは、温度を検出して該温度に対応する電圧を出力する温度検出回路と、第１基準電圧と、温度変化に基づく電圧変化の下限に対応し前記第１基準電圧より電圧値の低い第２基準電圧と、温度変化に基づく電圧変化の上限に対応し前記第１基準電圧より電圧値の高い第３基準電圧とを出力する基準電圧発生回路と、前記温度検出回路が出力する電圧と前記第１乃至第３基準電圧とをそれぞれ比較する第１乃至第３比較器と、前記第１乃至第３比較器の出力を受けて、該第１乃至第３比較器の結果が、前記温度検出回路の出力する電圧が前記第１乃至第３基準電圧の全てより高い、または低い場合にのみ、温度変化が生じたことを判断し、該結果に対応する信号を出力する温度変化検出回路と、前記温度変化検出回路の出力する前記信号を受けることにより前記基準電圧発生回路の第１乃至第３基準電圧を制御して、前記第１基準電圧を前記温度検出回路の出力する電圧に対応する電圧に設定し、前記第２、第３基準電圧をそれぞれ該第１基準電圧に対して温度変化に基づく電圧変化の所定の下限及び上限の温度に対応する電圧に設定する制御回路とを具備する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２０】
この発明の第１の実施形態に係る温度センサについて図１のブロック図を用いて説明する。
【００２１】
図示するように、本実施形態に係る温度センサ１０は、周囲温度を測定して電圧Ｖtempに変換する温度検出回路１１と、温度検出回路１１が検出した温度に相当する電圧Ｖtempと比較すべき基準電圧Ｖrefを発生する基準電圧発生回路１２と、電圧Ｖtempと基準電圧Ｖrefとを比較する比較回路１３と、この比較器１３の比較結果を受けて温度変化を検出する温度変化検出回路１４と、温度データを出力する制御回路１５とを備えている。
【００２２】
制御回路１５は温度変化検出回路１４の出力を受け、温度変化検出回路１４が周囲温度の温度変化を検出した際の信号を受けたときのみ制御回路が動作するようになっている。すなわち、温度変化検出回路１４による温度変化の検出結果が制御回路１５を動作させるためのトリガとしての役割を果たしている。
【００２３】
次に、上記温度検出回路１１、基準電圧発生回路１２、比較回路１３、温度変化検出回路１４の回路を具体化した回路の一例を図２に示す。
【００２４】
図示するように、温度検出回路１１は電源電圧電位と接地電位間に直列に設けられた電流源１７とダイオード１８からなり、この電流源１７とダイオード１８との接続ノードにおける電位が周囲温度に対応する電圧Ｖtempとして出力される。
【００２５】
次に電源電圧発生回路１２は、電源電圧電位と接地電位との間に直列に設けられた複数の抵抗１９、１９、…と、各抵抗の接続ノードと３つの出力端子との間に設けられた３つのスイッチ２０−１、２０−２、２０−３によって構成されている。そして、上記スイッチ２０−１〜３によって選択された３カ所の各接続ノードにおける電圧Ｖ１（第３基準電圧）、Ｖ２（第１基準電圧）、Ｖ３（第２基準電圧）が基準電圧Ｖrefとして出力される。
【００２６】
比較回路１３は、３つの比較器２１−１、２１−２、２１−３を備えている。この比較器２１−１〜３の反転入力端子には温度検出回路１１の出力する電圧Ｖtempが入力されている。そして非反転入力端子には基準電圧発生回路１２の出力する基準電圧Ｖ１〜Ｖ３がそれぞれ入力されている。
【００２７】
温度変化検出回路１４は、上記比較器２１−１〜３のそれぞれの出力Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を入力とするＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３、及び前記ＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力の和をとるＯＲゲート２４とを備えている。そしてＯＲゲート２４の出力が温度変化の検出結果となる。
【００２８】
制御回路１５は、温度変化検出回路１４の出力を受けて温度データを出力する。なお、制御回路１５は温度変化検出回路１４により温度変化を検出した際のみ動作する、すなわち温度変化検出回路１４の温度変化検出が従来のトリガの役割を果たす。そして、制御回路１５は温度変化に基づいて基準電圧発生回路１２の各抵抗１９、１９、…が割り当てられたアドレスを選択することにより、３つの抵抗１９、１９、１９が発生する基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を制御する。
【００２９】
次に上記温度センサ１０の動作について図３を用いて説明する。
【００３０】
まず温度センサが動作を開始すると、温度検出回路は周囲温度を測定して電圧Ｖtempを出力する。本実施形態において、温度検出はダイオード１８により行っており、周囲温度が上昇するとＶtempは減少、周囲温度が低下するとＶtempは増大するという特性を有している。また、基準電圧発生回路１２の出力電圧Ｖ２は設定可能電圧範囲内において最小、または最大電圧に設定されている。そして比較器２１−２は電圧Ｖtempと基準電圧Ｖ２とを比較し、その比較結果を制御回路１５へ出力する。すると制御回路１５は、比較器２１−２の結果に応じて基準電圧発生回路の基準電圧Ｖ２の値を変化させて、Ｖ２＝Ｖtempに、またはＶ２をＶtempに最も近い電圧に設定する（Ｖ２＝Ｖtemp若しくはＶ２がＶtempに最も近い電圧となるような抵抗が割り当てられたアドレスを選択する）。
【００３１】
図示するように、ｔ０における周囲温度に対応する電圧Ｖtempが０．７０Ｖであったとする。この時の基準電圧Ｖ２は当然０．７０Ｖに設定される。そしてＶ１、Ｖ３はそれぞれＶ１＞Ｖ２、Ｖ３＜Ｖ２の関係に設定される。例えばそれぞれの電位差を０．０１Ｖに設定すれば、Ｖ１＝０．７１Ｖ、Ｖ３＝０．６９Ｖである。
【００３２】
次に温度が低下し、時刻ｔ１においてＶtemp＝０．７１Ｖになったとする。時刻ｔ０〜ｔ１における基準電圧Ｖ１〜Ｖ３とＶtempの関係は、Ｖ１＞Ｖtemp、Ｖ２＜Ｖtemp、Ｖ３＜Ｖtempであるから、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３はそれぞれ“high”、“low”、“low”である。そのため、温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力はそれぞれ“low”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力は“low”、すなわち、温度検出回路１４の出力“low”が制御回路１５に入力される。制御回路１５は前述の通り温度検出回路１４の出力をトリガの代わりとして動作するため、時刻ｔ０〜ｔ１では制御回路１５は動作せず、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ１〜Ｖ３はそれぞれ０．７１Ｖ、０．７０Ｖ、０．６９Ｖである。
【００３３】
しかし、時刻ｔ１でＶtemp＝Ｖ１＝０．７１Ｖとなり、更に周囲温度が低下してＶtempが上昇すると、Ｖ１＜Ｖtempとなり、比較器２１−１の出力Ｃ１が“high”から“low”に反転する。すなわち、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３の全てが“low”となる。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２及びＡＮＤゲート２３の出力がそれぞれ“high”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力が“high”となる。そのため、温度変化検出回路１４の出力が“high”となり、制御回路１５に入力される。信号“high”が入力されたことにより制御回路１５は動作を開始する。動作を開始した制御回路１５は基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ２を当該温度に相当する電圧、すなわち０．７１Ｖに設定すると共に、基準電圧Ｖ１及びＶ３をそれぞれ０．７２Ｖ、０．７０Ｖに設定する（アドレスを選択し直す）。
【００３４】
ここで、制御回路１５が基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定するのにΔｔの時間がかかったとする。更に、このΔｔの時間の間にも周囲温度は低下して電圧Ｖtempが上昇したとすれば、時刻ｔ１＋Δｔにおける基準電圧Ｖ１〜Ｖ３とＶtempの関係は、Ｖ１＞Ｖtemp、Ｖ２＜Ｖtemp、Ｖ３＜Ｖtempとなるから、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３は再び“high”、“low”、“low”に戻る。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力はそれぞれ“low”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力は“low”に反転するため、制御回路１５は動作を停止する。
【００３５】
次に時刻ｔ１＋Δｔ〜ｔ２の時間領域において、Ｖtempは０．７１Ｖから更に上昇し、０．７２Ｖ未満に最大値をもって低下を始めている。すなわち周囲温度が低下から上昇に反転したとする。そして、時刻ｔ２ではＶtemp＝Ｖ２＝０．７１Ｖとなり、更にＶtempは低下を続けている。そのため、時刻ｔ２では比較器２１−２の出力Ｃ２が“low”から“high”に反転する。しかしこの時刻では比較器２１−３の出力Ｃ３が未だ“low”にあるため、温度変化検出回路１４の出力は“low”であり、制御回路１５は動作しない。この状態は、Ｖtemp＝Ｖ３＝０．７０Ｖとなる時刻ｔ３まで維持される。
【００３６】
次に時刻ｔ３ではＶtemp＝Ｖ３＝０．７０Ｖとなり、Ｖtempは更に低下を続け、Ｖtemp＜Ｖ３となる。そのため、比較器２１−３の出力Ｃ３も“low”から“high”に反転し、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３の全てが“high”となる。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２及びＡＮＤゲート２３の出力がそれぞれ“low”、“high”となり、温度変化検出回路１４の出力が“high”となる。そのため、制御回路１５は動作を開始し、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ２を当該温度に相当する電圧、すなわち０．７０Ｖに設定すると共に、基準電圧Ｖ１及びＶ３をそれぞれ０．７１Ｖ、０．６９Ｖに設定する。
【００３７】
ここで、制御回路１５が基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定するのにやはりΔｔの時間がかかったとする。更に、このΔｔの時間の間にも周囲温度は上昇して電圧Ｖtempが低下したとすれば、時刻ｔ３＋Δｔにおける基準電圧Ｖ１〜Ｖ３とＶtempの関係は、Ｖ１＞Ｖtemp、Ｖ２＞Ｖtemp、Ｖ３＜Ｖtempとなるから、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３は再び“high”、“high”、“low”に戻る。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２、ＡＮＤゲート２３の出力はそれぞれ“low”、“low”となり、ＯＲゲート２４の出力は“low”に反転するため、制御回路１５は時刻ｔ３＋Δｔにおいて動作を停止する。この状態はＶtemp＝Ｖ３＝０．６９Ｖとなる時刻ｔ４まで維持される。
【００３８】
次に時刻ｔ４ではＶtemp＝Ｖ３＝０．６９Ｖとなり、更にＶtempは低下を続け、Ｖtemp＜Ｖ３となる。そのため、比較器２１−３の出力Ｃ３も“low”から“high”に反転し、比較器２１−１〜３の出力Ｃ１〜Ｃ３の全てが“high”となる。すると温度変化検出回路１４のＮＯＲゲート２２及びＡＮＤゲート２３の出力がそれぞれ“low”、“high”となり、温度変化検出回路１４の出力が“high”となる。そのため、制御回路１５は動作を開始し、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ２を当該温度に相当する電圧、すなわち０．６９Ｖに設定すると共に、基準電圧Ｖ１及びＶ３をそれぞれ０．７０Ｖ、０．６８Ｖに設定する。
【００３９】
時刻ｔ１、ｔ３で説明したように、基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定するΔｔの時間後、Ｖ３＝０．６８Ｖ、Ｖtemp＞Ｖ３となり、比較器２１−３の出力Ｃ３は“low”に反転する。そのため、温度変化検出回路１４の出力が“low”に反転し、時刻ｔ４＋Δｔでは制御回路１５は動作を停止させる。
【００４０】
その後は時刻ｔ６、ｔ７において、周囲温度の低下によりＶtempがそれぞれ上昇し、それぞれの時間でＶtemp＝Ｖ１となるため、制御回路１５が動作を開始し、基準電圧発生回路１２の基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を設定し直す。
【００４１】
以降は同様の動作を繰り返す。
【００４２】
上記構成の温度センサによれば、温度検出回路１１によって周囲温度を測定して得られた電圧Ｖtempと、基準電圧発生回路１２により得られた基準電圧Ｖref（Ｖ１〜Ｖ３）とを、比較回路１３によって比較し、その比較結果から温度変化検出回路１４により温度変化の有無及び現在温度を判断している。そして制御回路１５は、温度変化検出回路１４により温度変化が生じたと判断された時のみに動作する。すなわち、温度変化検出回路１４の出力が従来制御回路を動作させるのに必要であったトリガの役目を果たしている。そのため、トリガを発生させる為の回路や専用の制御回路、制御端子、そしてトリガ発生のタイミングを決定する回路が不要となり、温度センサの部品点数を削減できるため、サイズの縮小化及び低コスト化を実現できる。尚かつ、温度変化検出回路がある一定の出力の時のみ、すなわち温度変化を温度変化検出回路が検出したときのみ制御回路が動作するため、温度センサの電流消費量を低減できる
また、基準電圧発生回路１２は３つの基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を出力する。すなわち、周囲温度に等しい基準電圧Ｖ２と、基準電圧Ｖ１より所定の電圧値だけ高い基準電圧Ｖ１と、基準電圧Ｖ２より所定の電圧値だけ低い基準電圧Ｖ３である。そして、基準電圧Ｖ１〜Ｖ３と電圧Ｖtempとをそれぞれ比較器２１−１〜３により比較している。そして、比較器２１−１〜３による比較の結果、周囲温度の電圧Ｖtempが基準電圧Ｖ１〜Ｖ３の全てより低い場合、または高い場合（ＯＲゲート２４の出力が“high”）に温度変化が生じたと判断している。すなわち、基準電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ１、Ｖ２との電位差±ΔＶが、温度変化発生と判断する際の必要温度変化量である。
【００４３】
従来のように１つの比較により周囲温度の電圧と１つの基準電圧とを比較する方法では、両者の電圧値が等しい場合、比較器の出力は不定であり、その後の周囲温度変化の検出の信頼性が悪い。しかし、上記のように、３つの基準電圧Ｖ１〜Ｖ３を発生させることにより、はじめの周囲温度に対応する電圧Ｖtempが基準電圧Ｖ２より低く、更に低下した場合、若しくははじめの周囲温度に対応する電圧Ｖtempが基準電圧Ｖ２より高く、更に上昇した場合でも、それぞれ基準電圧Ｖ３、Ｖ１との比較を行うことにより、温度変化の有無を正確に検出でき、温度センサの信頼性及び性能を向上できる。
【００４４】
なお、温度センサを構成する為の回路には多くの種類の構成があり、図示した回路構成に限られるものではない。
【００４５】
次にこの発明の第２の実施形態に係る温度センサについて、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）端末を例に挙げて図４を用いて説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態に係る温度センサをＰＨＳ端末に用いられる基準発振器に適用したものであり、図４はＰＨＳ端末の一部構成を示すブロック図である。
【００４６】
図示するように、ＰＨＳ端末は、無線ユニット３０と、モデムユニット４０と、デコード・エンコードユニット５０と、通話ユニット６０とを備えている。
【００４７】
まず無線ユニット３０は、アンテナ３１、高周波スイッチ３２、受信部３３、送信部３４、シンセサイザ３５、及び温度センサ１０を備えている。
【００４８】
すなわち、図示せぬ基地局から到来した無線搬送波信号は、アンテナ３１で受信されたのち無線ユニット３０の高周波スイッチ３２を介して受信部３３に入力される。この受信部３３では、受信された無線搬送波信号がシンセサイザ３５から発生された基準発振信号とミキシングされて受信中間周波信号にダウンコンバートされる。
【００４９】
上記受信部３３から出力された受信中間周波信号は、モデムユニット４０の復調部４１に入力される。復調部４１では上記受信中間周波信号のディジタル復調が行われ、これによりディジタル復調信号が再生される。
【００５０】
デコード・エンコードユニット５０のデコード部５１は、上記ディジタル復調信号を各受信タイムスロット毎に分離する。そして分離したスロットのデータが音声データであればこの音声データを通話ユニット６０に入力する。一方、分離したスロットのデータがパケットデータや制御データであれば、これらのデータを図示せぬデータ通信部に入力する。なお、データ通信部では上記データを解析制御を行い、例えば表示部に表示する。
【００５１】
通話ユニット６０は、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）トランスコーダ６１と、ＰＣＭコーデック６２とを備えている。ＡＤＰＣＭトランスコーダは、上記デコード・エンコードユニット５０から出力された音声データを復号する。またＰＣＭコーデック６２は、ＡＤＰＣＭトランスコーダ６１から出力されたディジタル音声信号をアナログ信号に変換し、この音声信号をスピーカから拡声出力する。
【００５２】
一方、マイクロホンから入力されたユーザの音声信号は、ＰＣＭコーデック６２によりＰＣＭ符号化されたのち、ＡＤＰＣＭトランスコーダ６１で更に圧縮符号化される。この符号化音声データ及び、データ通信部から出力された制御データ、パケットデータはデコード・エンコードユニット５０に入力される。
【００５３】
エンコード部５２は、入力された上記データを多重化する。そしてモデムユニット４０の変調部４２がこの多重化ディジタル通信信号により送信中間周波信号をディジタル変調し、この変調した送信中間周波信号を送信部３４に入力する。
【００５４】
送信部３４は、上記変調された送信中間周波信号をシンセサイザ３５から発生された基準発振信号とミキシングして無線搬送波周波数にアップコンバートし、さらに所定の送信電力レベルに増幅する。この送信部３４から出力された無線搬送波信号は、高周波スイッチ３２を介してアンテナ３１から図示せぬ基地局に向け送信される。
【００５５】
上記ＰＨＳ端末は、無線ユニット３０内に温度センサ１０を備えている。この温度センサ１０は、シンセサイザ３５内に設けられた基準発振器（ＲＥＦ）７０の発振周波数を周囲温度に応じて補正する。
【００５６】
図５は上記温度センサ及び基準発振器の回路構成の一例を示したものである。
【００５７】
図示するように、温度センサは第１の実施形態で説明したものと同様である。
【００５８】
一方、基準発振器７０は制御回路１５の出力ノードに一端を接続され他端が接地された容量可変ダイオード７１と、制御回路１５の出力ノードに一端を接続されたコンデンサ７２と、一端をコンデンサ７２の他端に接続された水晶発振子７３と、水晶発振子７３の他端に一端が接続され他端が接地されたコンデンサ７４と、水晶発振子７３と並列接続されたバッファ（発振回路）７５と、一端をバッファ７５に接続され他端が受信部３３、送信部３４に接続された電圧源７６とを有する水晶発振器である。
【００５９】
上記回路において温度センサ１０は第１の実施形態で説明しように周囲温度の変化を検知して、制御回路１５はその温度変化に対応したバイアスを出力ノードから出力する。すなわち、温度変化によって水晶発振子７３の発振周波数が変化しても、それを可変容量型ダイオード７１に印加するバイアスを制御回路１５が変えることによって、水晶発振子７３の温度依存性による影響を打ち消し、基準発振器７０の発振周波数を常時一定に保っている。
【００６０】
本実施形態によれば、温度センサ１０における制御回路１５が温度変化に応じたバイアスを基準発振器の容量可変ダイオード７１に印加している。そのため水晶発振子７３による発振周波数の温度依存性を解消し、ＰＨＳ端末の動作安定性を向上できる。また、トリガ発生回路やその制御回路等の必要がないため、ＰＨＳ端末のサイズの縮小及び軽量化を実現できる。
【００６１】
なお、本実施形態ではＰＨＳ端末の基準発振器７０の発振周波数を周囲温度に対して安定化する場合を例にとって説明したが、変復調回路や送信増幅回路などの温度特性を有するその他の電子回路に本発明を適用しても良く、またＰＨＳ端末に限らず携帯電話機等のその他の移動体通信端末や移動通信システムの基地局、更にはオーディオ装置などに本発明を適用しても良い。要するに、温度特性を有する電子回路及びこの電子回路を備えた電子機器であれば如何なるものにも適用できる。
【００６２】
すなわち、上記第１、第２の実施形態における各実施段階でもその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、電流消費量を抑えることが出来、且つトリガ発生回路を不要とすることでサイズを縮小化し低コスト化できる温度センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る温度センサのブロック図。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る温度センサの回路図。
【図３】この発明の第１の実施形態に係る温度センサのタイミングチャート。
【図４】この発明の第２の実施形態に係るＰＨＳ端末のブロック図。
【図５】この発明の第２の実施形態に係るＰＨＳ端末の温度センサ及び基準発振器の回路図。
【図６】従来の温度センサのブロック図。
【符号の説明】
１０、１００…温度センサ
１１、１１０…温度検出手段
１２、１２０…基準電圧発生手段
１３、１３０…比較手段
１４…温度変化検出手段
１５、１５０…制御回路
１７…電流源
１８…ダイオード
１９…抵抗素子
２０−１〜３…スイッチ
２１−１〜３…比較器
２２…ＮＯＲゲート
２３…ＡＮＤゲート
２４…ＯＲゲート
３０…無線ユニット
３１…アンテナ
３２…高周波スイッチ
３３…受信部
３４…送信部
３５…シンセサイザ
４０…モデムユニット
４１…復調部
４２…変調部
５０…デコード・エンコードユニット
５１…デコード部
５２…エンコード部
６０…通話ユニット
６１…ＡＤＰＣＭトランスコーダ
６２…ＰＣＭコーデック
７０…基準発振器
７１…容量可変型ダイオード
７２、７４…コンデンサ
７３…水晶発振子
７５…バッファ
７６…電圧源
１６０…トリガ発生回路
Claims (2)
- 温度を検出して該温度に対応する電圧を出力する温度検出回路と、
第１基準電圧と、温度変化に基づく電圧変化の下限に対応し前記第１基準電圧より電圧値の低い第２基準電圧と、温度変化に基づく電圧変化の上限に対応し前記第１基準電圧より電圧値の高い第３基準電圧とを出力する基準電圧発生回路と、
前記温度検出回路が出力する電圧と前記第１乃至第３基準電圧とをそれぞれ比較する第１乃至第３比較器と、
前記第１乃至第３比較器の出力を受けて、該第１乃至第３比較器の結果が、前記温度検出回路の出力する電圧が前記第１乃至第３基準電圧の全てより高い、または低い場合にのみ、温度変化が生じたことを判断し、該結果に対応する信号を出力する温度変化検出回路と、
前記温度変化検出回路の出力する前記信号を受けることにより前記基準電圧発生回路の第１乃至第３基準電圧を制御して、前記第１基準電圧を前記温度検出回路の出力する電圧に対応する電圧に設定し、前記第２、第３基準電圧をそれぞれ該第１基準電圧に対して温度変化に基づく電圧変化の所定の下限及び上限の温度に対応する電圧に設定する制御回路と
を具備することを特徴とする温度センサ。 - 前記制御回路は前記周囲温度の温度変化に応じた電圧を発振器へ出力し、
温度変化が生じた際にも前記発振器の発振周波数を一定に維持する
ことを特徴とする請求項１記載の温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000200258A JP3898422B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
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