JP6339252B2 - Oscillation control device and oscillation device - Google Patents

Oscillation control device and oscillation device Download PDF

Info

Publication number
JP6339252B2
JP6339252B2 JP2017026929A JP2017026929A JP6339252B2 JP 6339252 B2 JP6339252 B2 JP 6339252B2 JP 2017026929 A JP2017026929 A JP 2017026929A JP 2017026929 A JP2017026929 A JP 2017026929A JP 6339252 B2 JP6339252 B2 JP 6339252B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oscillation
unit
vibrator
temperature
capacitance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017026929A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017175607A (en
Inventor
佐藤 貴之
貴之 佐藤
晴彦 丸
晴彦 丸
克彦 打浪
克彦 打浪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei EMD Corp
Original Assignee
Asahi Kasei EMD Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei EMD Corp filed Critical Asahi Kasei EMD Corp
Priority to US15/464,351 priority Critical patent/US10193557B2/en
Publication of JP2017175607A publication Critical patent/JP2017175607A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6339252B2 publication Critical patent/JP6339252B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

本発明は、発振制御装置および発振装置に関する。   The present invention relates to an oscillation control device and an oscillation device.

従来、振動子を発振させる発振回路において、振動子の発振周波数の温度特性を補償する補償回路を用いて、発振周波数を調整していた。また、このような温度補償動作を実行しつつ、外部から入力する制御信号に応じて振動子の発振周波数を調整することも知られていた(例えば、特許文献1および2参照)。
特許文献1 特開2010−219980号公報
特許文献2 特開2010−278622号公報
Conventionally, in an oscillation circuit that oscillates a vibrator, the oscillation frequency is adjusted by using a compensation circuit that compensates for temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator. It has also been known to adjust the oscillation frequency of the vibrator in accordance with a control signal input from the outside while performing such a temperature compensation operation (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-219980 Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-278622

しかしながら、このように振動子の発振周波数を調整しても、調整用の回路等にオフセット等の誤差が含まれてしまうと、発振周波数を正確に調整することが困難になる場合があった。また、外部からの入力電圧等の制御信号と基準電圧等とを比較して発振周波数を調整する場合、当該制御信号が基準電圧と略同一の電圧になると、制御動作の不要な切り換えが発生し、発振動作が不安定になってしまうことがあった。   However, even if the oscillation frequency of the vibrator is adjusted in this way, if an error such as an offset is included in the adjustment circuit or the like, it may be difficult to accurately adjust the oscillation frequency. When adjusting the oscillation frequency by comparing a control signal such as an external input voltage with a reference voltage, etc., if the control signal becomes substantially the same voltage as the reference voltage, unnecessary switching of the control operation occurs. The oscillation operation may become unstable.

本発明の第1の態様においては、温度検出部の温度検出結果に基づき、振動子の発振周波数を制御する第1制御信号を生成する第1制御部と、フィードバック信号を生成するエンコーダと、温度検出部の温度検出結果と、外部から入力する外部入力信号と、フィードバック信号とに基づき、振動子の発振周波数を制御する第2制御信号を生成する第2制御部と、第1制御信号および第2制御信号に基づき、振動子の発振周波数を設定する発振回路と、基準電圧を生成する基準電圧生成部と、を備え、エンコーダは、第2制御信号と基準電圧を比較することにより、フィードバック信号を生成する、発振制御装置を提供する。   In the first aspect of the present invention, based on the temperature detection result of the temperature detection unit, a first control unit that generates a first control signal that controls the oscillation frequency of the vibrator, an encoder that generates a feedback signal, and a temperature A second control unit that generates a second control signal for controlling the oscillation frequency of the vibrator based on a temperature detection result of the detection unit, an external input signal input from the outside, and a feedback signal; a first control signal; 2 is provided with an oscillation circuit for setting the oscillation frequency of the vibrator on the basis of the control signal and a reference voltage generation unit for generating a reference voltage. The encoder compares the second control signal with the reference voltage to thereby generate a feedback signal. An oscillation control device is provided.

本発明の第2の態様においては、振動子と、振動子の温度を検出する温度検出部と、外部からの外部入力信号が入力する入力端子と、第1の態様の発振制御装置と、を備える発振装置を提供する。   In the second aspect of the present invention, the vibrator, the temperature detection unit for detecting the temperature of the vibrator, the input terminal for inputting an external input signal from the outside, and the oscillation control device of the first aspect are provided. An oscillation device is provided.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係る発振装置1000の第1構成例を示す。1 shows a first configuration example of an oscillation device 1000 according to the present embodiment. 振動子10の発振周波数の温度特性の第1例を示す。A first example of temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10 will be shown. 振動子10の発振周波数の温度特性の第2例を示す。The 2nd example of the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator | oscillator 10 is shown. 振動子10の発振周波数の温度特性の第3例を示す。The 3rd example of the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator | oscillator 10 is shown. 本実施形態に係る発振装置1000の第2構成例を示す。The 2nd structural example of the oscillation apparatus 1000 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る第2構成例の発振装置1000による発振周波数の補償結果の一例を示す。An example of an oscillation frequency compensation result by the oscillation device 1000 of the second configuration example according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る第2構成例の発振装置1000にオフセット誤差が生じた場合の一例を示す。An example when an offset error occurs in the oscillation device 1000 of the second configuration example according to the present embodiment will be described. 本実施形態に係る発振装置1000が出力する発振周波数の一例を示す。An example of the oscillation frequency which the oscillation apparatus 1000 which concerns on this embodiment outputs is shown. 本実施形態に係る発振装置2000の構成例を示す。The structural example of the oscillation apparatus 2000 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る第1制御部310、第2制御部320、およびエンコーダ340の構成例を示す。The structural example of the 1st control part 310 which concerns on this embodiment, the 2nd control part 320, and the encoder 340 is shown. 本実施形態に係る発振装置2000が出力する発振周波数の一例を示す。An example of the oscillation frequency which the oscillation apparatus 2000 based on this embodiment outputs is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、本実施形態に係る発振装置1000の第1構成例を示す。発振装置1000は、振動子の発振周波数の温度特性を補償しつつ、外部から入力する入力電圧等に応じて振動子の発振周波数を調整する。発振装置1000は、振動子10と、温度検出部20と、入力端子32と、出力端子34と、第1容量制御部110と、第2容量制御部120と、発振回路200と、を備える。なお、第1容量制御部110、第2容量制御部120、および発振回路200は、振動子10の発振を制御する発振制御装置100として機能する。   FIG. 1 shows a first configuration example of an oscillation device 1000 according to the present embodiment. The oscillation device 1000 adjusts the oscillation frequency of the vibrator according to an input voltage or the like input from the outside while compensating for the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator. The oscillation device 1000 includes the vibrator 10, the temperature detection unit 20, the input terminal 32, the output terminal 34, the first capacitance control unit 110, the second capacitance control unit 120, and the oscillation circuit 200. The first capacitance control unit 110, the second capacitance control unit 120, and the oscillation circuit 200 function as the oscillation control device 100 that controls the oscillation of the vibrator 10.

振動子10は、電界の印加によって変形が生じる圧電効果によって、発振動作する素子である。振動子10は、一例として、2つの電極の間に水晶が設けられた水晶振動子である。振動子10は、接続される回路の容量に応じて、発振周波数が調整可能でよい。振動子10は、ATと呼ばれる方位で切断されて形成されてよい。なお、振動子10の発振周波数は、当該振動子10の温度に応じて変動する。また、振動子10の発振周波数は、長期間の稼働に応じて経年変動する。発振装置1000は、このような振動子10の発振周波数を調整する。   The vibrator 10 is an element that oscillates due to a piezoelectric effect that is deformed by application of an electric field. For example, the vibrator 10 is a crystal vibrator in which a crystal is provided between two electrodes. The oscillator 10 may be capable of adjusting the oscillation frequency according to the capacity of a circuit to be connected. The vibrator 10 may be formed by being cut in an orientation called AT. Note that the oscillation frequency of the vibrator 10 varies depending on the temperature of the vibrator 10. Further, the oscillation frequency of the vibrator 10 varies with time according to long-term operation. The oscillation device 1000 adjusts the oscillation frequency of such a vibrator 10.

温度検出部20は、振動子10の温度を検出する。温度検出部20は、振動子10の周囲の温度を検出する温度センサを有してよい。温度検出部20は、振動子10に接触して振動子10の温度を検出してもよく、これに代えて、非接触で振動子10の温度を検出してもよい。発振装置1000は、温度検出部20の検出結果に応じて、振動子10の発振周波数を調整する。   The temperature detection unit 20 detects the temperature of the vibrator 10. The temperature detection unit 20 may include a temperature sensor that detects the temperature around the vibrator 10. The temperature detection unit 20 may detect the temperature of the vibrator 10 in contact with the vibrator 10, or alternatively, may detect the temperature of the vibrator 10 in a non-contact manner. The oscillation device 1000 adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10 according to the detection result of the temperature detection unit 20.

入力端子32は、外部からの外部入力信号が入力する。ここで、外部入力信号は、振動子10の発振周波数を調整する制御信号である。外部入力信号は、例えば、振動子10の長期間の稼働に伴う経年変動を補正する制御信号である。外部入力信号は電圧信号等でよい。本実施形態において、このような振動子10の経年変動を補正する制御を、AFC(Auto Frequency Control)とする。   An external input signal from the outside is input to the input terminal 32. Here, the external input signal is a control signal for adjusting the oscillation frequency of the vibrator 10. The external input signal is, for example, a control signal that corrects aging fluctuations associated with long-term operation of the vibrator 10. The external input signal may be a voltage signal or the like. In the present embodiment, such control for correcting the secular variation of the vibrator 10 is assumed to be AFC (Auto Frequency Control).

出力端子34は、発振装置1000が調整した周波数信号を外部に出力する。即ち、出力端子34から出力される周波数信号は、温度補償およびAFCによって調整された周波数信号となる。   The output terminal 34 outputs the frequency signal adjusted by the oscillation device 1000 to the outside. That is, the frequency signal output from the output terminal 34 is a frequency signal adjusted by temperature compensation and AFC.

第1容量制御部110は、温度検出部20の温度検出結果に基づき、振動子10に接続される回路の容量を制御する。第1容量制御部110は、振動子10に接続される回路の容量を制御して、振動子10の発振周波数を調整する。第1容量制御部110は、振動子10の発振周波数の温度特性を補償するように、回路の容量を制御する。第1容量制御部110は、温度検出部20の温度検出結果に応じて、予め定められた関数に基づく制御信号を用いて、容量を増加または減少させてよい。   The first capacitance control unit 110 controls the capacitance of a circuit connected to the vibrator 10 based on the temperature detection result of the temperature detection unit 20. The first capacitance control unit 110 controls the capacitance of the circuit connected to the vibrator 10 and adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10. The first capacitance control unit 110 controls the capacitance of the circuit so as to compensate the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator 10. The first capacity control unit 110 may increase or decrease the capacity using a control signal based on a predetermined function according to the temperature detection result of the temperature detection unit 20.

第2容量制御部120は、外部から入力する外部入力信号に基づき、振動子10に接続される回路の容量を制御する。第2容量制御部120は、振動子10に接続される回路の容量を制御して、振動子10の発振周波数を調整する。第2容量制御部120は、AFC制御に基づいて、振動子10の発振周波数を調整するように、回路の容量を制御する。第2容量制御部120は、入力端子32から入力する外部入力信号に応じて、予め定められた関数に基づく制御信号を用いて、容量を増加または減少させてよい。   The second capacity control unit 120 controls the capacity of a circuit connected to the vibrator 10 based on an external input signal input from the outside. The second capacitance control unit 120 adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10 by controlling the capacity of a circuit connected to the vibrator 10. The second capacity control unit 120 controls the capacity of the circuit so as to adjust the oscillation frequency of the vibrator 10 based on AFC control. The second capacity control unit 120 may increase or decrease the capacity using a control signal based on a predetermined function in accordance with an external input signal input from the input terminal 32.

発振回路200は、振動子10に接続され、振動子10を発振周波数で発振させ、発振した周波数信号を出力する。発振回路200は、第1可変容量部210、第2可変容量部220、第3可変容量部230、第4可変容量部240、抵抗250、および増幅部260を有する。   The oscillation circuit 200 is connected to the vibrator 10, oscillates the vibrator 10 at the oscillation frequency, and outputs an oscillated frequency signal. The oscillation circuit 200 includes a first variable capacitor 210, a second variable capacitor 220, a third variable capacitor 230, a fourth variable capacitor 240, a resistor 250, and an amplifier 260.

第1可変容量部210、第2可変容量部220、第3可変容量部230、および第4可変容量部240は、入力する電気信号に応じて容量を変更する素子を含む。本実施形態において、第1可変容量部210、第2可変容量部220、第3可変容量部230、および第4可変容量部240は、入力する電圧に応じて容量を変更する素子または回路を含んでよく、例えば、バラクタダイオード、強誘電体キャパシタ、トランジスタ回路、および/またはMEMS素子等を含む。   The first variable capacitance unit 210, the second variable capacitance unit 220, the third variable capacitance unit 230, and the fourth variable capacitance unit 240 include elements that change the capacitance according to an input electric signal. In the present embodiment, the first variable capacitance unit 210, the second variable capacitance unit 220, the third variable capacitance unit 230, and the fourth variable capacitance unit 240 include elements or circuits that change the capacitance according to the input voltage. For example, it includes a varactor diode, a ferroelectric capacitor, a transistor circuit, and / or a MEMS element.

第1可変容量部210および第2可変容量部220は、振動子10の一方の端子および基準電位の間に並列接続される。ここで、基準電位は、グラウンド電位でよい。第1可変容量部210および第2可変容量部220の少なくとも一方の容量を変更することにより、振動子10の一方の端子および基準電位の間の容量が調整される。図1は、第1容量制御部110が第1可変容量部210の容量を、第2容量制御部120が第2可変容量部220の容量を、それぞれ制御する例を示す。   The first variable capacitor unit 210 and the second variable capacitor unit 220 are connected in parallel between one terminal of the vibrator 10 and the reference potential. Here, the reference potential may be a ground potential. By changing the capacitance of at least one of the first variable capacitance unit 210 and the second variable capacitance unit 220, the capacitance between one terminal of the vibrator 10 and the reference potential is adjusted. FIG. 1 illustrates an example in which the first capacity control unit 110 controls the capacity of the first variable capacity unit 210, and the second capacity control unit 120 controls the capacity of the second variable capacity unit 220.

第3可変容量部230および第4可変容量部240は、振動子10の他方の端子および基準電位の間に並列接続される。第3可変容量部230および第4可変容量部240の少なくとも一方の容量を変更することにより、振動子10の他方の端子および基準電位の間の容量が調整される。図1は、第1容量制御部110が第3可変容量部230の容量を、第2容量制御部120が第4可変容量部240の容量を、それぞれ制御する例を示す。   The third variable capacitance unit 230 and the fourth variable capacitance unit 240 are connected in parallel between the other terminal of the vibrator 10 and the reference potential. By changing the capacitance of at least one of the third variable capacitance unit 230 and the fourth variable capacitance unit 240, the capacitance between the other terminal of the vibrator 10 and the reference potential is adjusted. FIG. 1 illustrates an example in which the first capacity control unit 110 controls the capacity of the third variable capacity unit 230, and the second capacity control unit 120 controls the capacity of the fourth variable capacity unit 240.

抵抗250および増幅部260は、振動子10の一方の端子と他方の端子の間に並列に接続される。即ち、抵抗250は、増幅部260の入力および出力の間を接続し、帰還抵抗として動作する。増幅部260は、入力信号を反転増幅して出力するインバータでよい。増幅部260は、増幅信号の一部を当該発振回路の周波数信号として出力する。以上の第1から第4可変容量素子、抵抗250、および増幅部260は、振動子10を発振させる発振回路として動作する。なお、発振回路200は、電流制限用の抵抗、および周波数信号を増幅させる増幅回路等を更に有してもよい。   The resistor 250 and the amplifier 260 are connected in parallel between one terminal and the other terminal of the vibrator 10. That is, the resistor 250 connects between the input and output of the amplifier 260 and operates as a feedback resistor. The amplifying unit 260 may be an inverter that inverts and amplifies an input signal and outputs it. The amplifier 260 outputs a part of the amplified signal as a frequency signal of the oscillation circuit. The first to fourth variable capacitance elements, the resistor 250, and the amplification unit 260 described above operate as an oscillation circuit that oscillates the vibrator 10. Note that the oscillation circuit 200 may further include a current limiting resistor, an amplifier circuit that amplifies the frequency signal, and the like.

なお、振動子10の共振周波数をfとし、実際の発振周波数との差分を周波数δfとすると、δf/fは、次式のように示される。ここで、CおよびCは、振動子10によって定まる等価回路に含まれる容量成分の定数であり、Cは、振動子10の両端に接続される負荷容量の定数である。即ち、負荷容量を大きくする(小さくする)ことで、振動子10の発振周波数を低周波数側に(高周波数側に)調整することができる。
(数1)
δf/f=0.5・C/{C・(1+C/C)}
Incidentally, the resonance frequency of the vibrator 10 and f r, when the difference between the actual oscillating frequency and the frequency δf, δf / f r is expressed by the following equation. Here, C A and C B are constants of capacitance components included in an equivalent circuit determined by the vibrator 10, and C L is a constant of load capacitance connected to both ends of the vibrator 10. That is, by increasing (decreasing) the load capacity, the oscillation frequency of the vibrator 10 can be adjusted to the low frequency side (to the high frequency side).
(Equation 1)
δf / f r = 0.5 · C A / {C B · (1 + C L / C B )}

なお、Cは、例えば、振動子10の一端に接続される容量をC、他端に接続される容量をCとすると、次式で示される。ここで、Cは、発振回路200の寄生容量である。
(数2)
=C・C/(C+C)+C
Note that CL is expressed by the following equation, for example, where C 1 is a capacitor connected to one end of the vibrator 10 and C 2 is a capacitor connected to the other end. Here, C S is a parasitic capacitance of the oscillation circuit 200.
(Equation 2)
C L = C 1 · C 2 / (C 1 + C 2 ) + C S

即ち、発振装置1000は、例えば、第1可変容量部210および/または第2可変容量部220の容量を調整して、Cの値を変更し、発振周波数を制御する。この場合、発振装置1000は、第3可変容量部230および/または第4可変容量部240の容量を調整して、Cの値を変更し、発振周波数を制御する。発振装置1000は、一例として、Cおよび/またはCの値を小さくして、発振周波数を高周波数側に調整する。また、発振装置1000は、一例として、Cおよび/またはCの値を大きくして、発振周波数を低周波数側に調整する。 That is, the oscillation device 1000, for example, by adjusting the capacitance of the first variable capacitance section 210 and / or the second variable capacitance section 220, changes the value of C 1, to control the oscillation frequency. In this case, the oscillation device 1000 adjusts the capacity of the third variable capacitance section 230 and / or fourth variable capacitance section 240, changes the value of C 2, controls the oscillation frequency. As an example, the oscillation device 1000 decreases the value of C 1 and / or C 2 to adjust the oscillation frequency to the high frequency side. Further, for example, the oscillation device 1000 increases the value of C 1 and / or C 2 to adjust the oscillation frequency to the low frequency side.

このように、発振装置1000は、温度補償による周波数の調整およびAFCによる周波数の調整を実行して、安定な発振周波数の周波数信号を出力する。ここで、振動子10の発振周波数の温度特性について次に説明する。   As described above, the oscillation device 1000 performs frequency adjustment by temperature compensation and frequency adjustment by AFC, and outputs a frequency signal having a stable oscillation frequency. Here, the temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10 will be described next.

図2は、振動子10の発振周波数の温度特性の第1例を示す。図2の横軸は温度、縦軸は発振周波数を示す。また、図2の曲線Aは、ATカットの振動子10の温度特性の一例を示し、温度に対して3次関数で近似できる特性を有する。例えば、基準温度Tにおいて基準周波数fとなる振動子10は、T−ΔTからT+ΔTの温度範囲において、f−fからf+fの範囲で発振周波数が変動する。 FIG. 2 shows a first example of temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10. In FIG. 2, the horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents oscillation frequency. A curve A in FIG. 2 shows an example of a temperature characteristic of the AT-cut vibrator 10 and has a characteristic that can be approximated by a cubic function with respect to the temperature. For example, the oscillation frequency of the vibrator 10 having the reference frequency f 0 at the reference temperature T 0 varies in the range of f 0 −f 1 to f 0 + f 1 in the temperature range of T 0 −ΔT to T 0 + ΔT.

このような振動子10の温度特性を予め測定等によって取得することにより、発振装置1000は、振動子10の発振周波数の変動を補償することができる。発振装置1000は、例えば、曲線Aの逆特性の曲線Bを用い、検出温度に対する当該曲線B上の点に対応する周波数補正値を加える。例えば、第1容量制御部110は、第1可変容量部210および/または第3可変容量部230の容量を制御して、温度検出部20が検出した温度Tに対する曲線B上の周波数f(T)と、曲線A上の周波数f(T)の差分の周波数だけ発振周波数を変更する。これによって、発振装置1000は、振動子10の発振周波数を直線Cのように略一定の周波数に安定化させることができる。 By obtaining such temperature characteristics of the vibrator 10 by measurement or the like in advance, the oscillation device 1000 can compensate for fluctuations in the oscillation frequency of the vibrator 10. For example, the oscillation device 1000 uses a curve B having a reverse characteristic of the curve A, and adds a frequency correction value corresponding to a point on the curve B with respect to the detected temperature. For example, the first capacity control unit 110 controls the capacity of the first variable capacity unit 210 and / or the third variable capacity unit 230, and the frequency f B on the curve B with respect to the temperature T detected by the temperature detection unit 20 ( The oscillation frequency is changed by a difference frequency between T) and the frequency f A (T) on the curve A. Thus, the oscillation device 1000 can stabilize the oscillation frequency of the vibrator 10 at a substantially constant frequency as shown by the straight line C.

発振装置1000は、これに加えて、振動子10の発振周波数をAFC制御に応じた周波数に変更する。しかしながら、振動子10の発振周波数を変更すると、振動子10の温度特性は、図2に示す曲線Aとは異なる特性になるので、発振装置1000が曲線Bを用いて発振周波数を変更しても、直線Cのように安定化させることができなくなってしまう。   In addition to this, the oscillation device 1000 changes the oscillation frequency of the vibrator 10 to a frequency according to AFC control. However, when the oscillation frequency of the vibrator 10 is changed, the temperature characteristics of the vibrator 10 become different from the curve A shown in FIG. 2, so that even if the oscillation device 1000 uses the curve B to change the oscillation frequency. , And cannot be stabilized like the straight line C.

図3は、振動子10の発振周波数の温度特性の第2例を示す。図3の横軸は温度、縦軸は発振周波数を示す。図3は、発振装置1000がAFC制御に応じて振動子10の発振周波数をΔfだけ増加させた例を示す。図3は、一例として、第2容量制御部120が、第2可変容量部220および/または第4可変容量部240の容量を小さくして、基準周波数fで発振していた振動子10の発振周波数を+Δfだけ変更した結果を示す。この場合の振動子10の温度特性の一例を、曲線A'で示す。この場合においても、振動子10の温度特性は、3次関数で近似でき、図2に示す曲線Aを+Δfだけシフトした特性と略同一となる。 FIG. 3 shows a second example of temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the oscillation frequency. FIG. 3 shows an example in which the oscillation device 1000 increases the oscillation frequency of the vibrator 10 by Δf in accordance with AFC control. FIG. 3 shows an example of the resonator 10 in which the second capacitance control unit 120 reduces the capacitance of the second variable capacitance unit 220 and / or the fourth variable capacitance unit 240 and oscillates at the reference frequency f 0 . The result of changing the oscillation frequency by + Δf is shown. An example of the temperature characteristic of the vibrator 10 in this case is indicated by a curve A ′. Even in this case, the temperature characteristic of the vibrator 10 can be approximated by a cubic function, and is substantially the same as the characteristic obtained by shifting the curve A shown in FIG. 2 by + Δf.

ここで例えば、第2容量制御部120が、第2可変容量部220の容量を小さくした場合を考える。振動子10の一端の容量Cは、第1可変容量部210および第2可変容量部220の合成容量なので、第2可変容量部220が小さくなると、第1可変容量部210の容量の増減が容量Cの値に与える影響は大きくなる。したがって、第1容量制御部110が、AFC制御する前の調整量に応じて、第1可変容量部210の容量を変更して振動子10の温度特性を補償すると、周波数の調整量が過剰となってしまう。 Here, for example, consider a case where the second capacity control unit 120 reduces the capacity of the second variable capacity unit 220. Since the capacitance C 1 at one end of the vibrator 10 is a combined capacitance of the first variable capacitance unit 210 and the second variable capacitance unit 220, when the second variable capacitance unit 220 becomes small, the capacitance of the first variable capacitance unit 210 increases or decreases. effect on the value of the capacitance C 1 becomes large. Therefore, if the first capacitance control unit 110 changes the capacitance of the first variable capacitance unit 210 to compensate for the temperature characteristics of the vibrator 10 according to the adjustment amount before the AFC control, the frequency adjustment amount is excessive. turn into.

振動子10の他端の容量Cは、第3可変容量部230および第4可変容量部240の合成容量なので、第2容量制御部120が、第4可変容量部240の容量を小さくした場合も同様に、第1容量制御部110が、AFC制御する前の調整量に応じて、第3可変容量部230の容量を変更しても、周波数の調整は過剰となってしまう。図3の曲線B'は、第1容量制御部110が、AFC制御する前の調整量を用いて、第1可変容量部210および/または第3可変容量部230の容量を調整した場合の周波数調整量の一例を示す。 Capacitance C 2 of the other end of the vibrator 10, since the combined capacitance of the third variable capacitance section 230 and the fourth variable capacitance section 240, when the second capacity control section 120, which has a small capacity of the fourth variable capacitance section 240 Similarly, even if the first capacity control unit 110 changes the capacity of the third variable capacity unit 230 according to the adjustment amount before the AFC control, the frequency adjustment becomes excessive. A curve B ′ in FIG. 3 indicates a frequency when the first capacitance control unit 110 adjusts the capacitance of the first variable capacitance unit 210 and / or the third variable capacitance unit 230 using the adjustment amount before the AFC control. An example of the adjustment amount is shown.

このように、第1容量制御部110の周波数調整量は、T−ΔTからT+ΔTの温度範囲において、f+Δf−fからT+Δf+fとなり(f<f)、振動子10の発振周波数の変動範囲±fよりも大きく変動する。したがって、発振装置1000は、AFC制御によって発振周波数を高周波数側に変更し、振動子10を温度補償させると、曲線C'のように過剰に周波数を調整してしまい、略一定の周波数に安定化させることができなくなってしまう。 As described above, the frequency adjustment amount of the first capacitance control unit 110 is f 0 + Δf−f 2 to T 0 + Δf + f 2 (f 1 <f 2 ) in the temperature range from T 0 −ΔT to T 0 + ΔT, and vibrations. The variation of the oscillation frequency of the child 10 fluctuates more than ± f 1 . Therefore, when the oscillation device 1000 changes the oscillation frequency to the high frequency side by AFC control and compensates the temperature of the vibrator 10, the oscillation device 1000 excessively adjusts the frequency as shown by the curve C ′ and is stable at a substantially constant frequency. It becomes impossible to make it.

図4は、振動子10の発振周波数の温度特性の第3例を示す。図4の横軸は温度、縦軸は発振周波数を示す。図4は、発振装置1000がAFC制御に応じて振動子10の発振周波数をΔfだけ減少させた例を示す。図4は、一例として、第2容量制御部120が、第2可変容量部220および/または第4可変容量部240の容量を大きくして、基準周波数fで発振していた振動子10の発振周波数を−Δfだけ変更した結果を示す。この場合の振動子10の温度特性の一例を、曲線A"で示す。この場合においても、振動子10の温度特性は、3次関数で近似でき、図2に示す曲線Aを−Δfだけシフトした特性と略同一となる。 FIG. 4 shows a third example of the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator 10. In FIG. 4, the horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents oscillation frequency. FIG. 4 shows an example in which the oscillation device 1000 reduces the oscillation frequency of the vibrator 10 by Δf in accordance with AFC control. FIG. 4 shows an example of the vibrator 10 in which the second capacitance control unit 120 increases the capacitance of the second variable capacitance unit 220 and / or the fourth variable capacitance unit 240 and oscillates at the reference frequency f 0 . The result of changing the oscillation frequency by −Δf is shown. An example of the temperature characteristic of the vibrator 10 in this case is indicated by a curve A ″. In this case as well, the temperature characteristic of the vibrator 10 can be approximated by a cubic function, and the curve A shown in FIG. 2 is shifted by −Δf. The characteristics are almost the same as those described above.

図2で説明したように、振動子10の一端の容量Cは、第1可変容量部210および第2可変容量部220の合成容量なので、第2可変容量部220が大きくなると、第1可変容量部210の容量の増減が容量Cの値に与える影響は小さくなる。したがって、第1容量制御部110が、AFC制御する前の調整量を用いて第1可変容量部210の容量を変更して振動子10の温度特性を補償すると、周波数の調整量が不足してしまう。同様に、第1容量制御部110が、AFC制御する前の調整量を用いて第3可変容量部230の容量を変更しても、周波数の調整量は不足してしまう。 As described with reference to FIG. 2, the capacitance C 1 at one end of the vibrator 10 is a combined capacitance of the first variable capacitance unit 210 and the second variable capacitance unit 220. Therefore, when the second variable capacitance unit 220 increases, the first variable capacitance unit 220 increases. Effect of changes in capacitance of the capacitor portion 210 gives the value of the capacitance C 1 becomes smaller. Therefore, if the first capacitance control unit 110 changes the capacitance of the first variable capacitance unit 210 using the adjustment amount before the AFC control to compensate for the temperature characteristics of the vibrator 10, the frequency adjustment amount is insufficient. End up. Similarly, even if the first capacity control unit 110 changes the capacity of the third variable capacity unit 230 using the adjustment amount before the AFC control, the frequency adjustment amount is insufficient.

図4の曲線B"は、第1容量制御部110が、AFC制御する前の調整量を用いて、第1可変容量部210および/または第3可変容量部230の容量を調整した場合の周波数調整量の一例を示す。このように、第1容量制御部110の周波数調整量は、T−ΔTからT+ΔTの温度範囲において、f−Δf−fからT−Δf+fとなり(f>f)、振動子10の発振周波数の変動範囲±fよりも小さく変動する。したがって、発振装置1000は、AFC制御によって発振周波数を低周波数側に変更し、振動子10を温度補償させると、発振周波数が曲線C'のように調整が不足してしまい、略一定の周波数に安定化させることができなくなってしまう。 A curve B ″ in FIG. 4 indicates a frequency when the first capacitance control unit 110 adjusts the capacitance of the first variable capacitance unit 210 and / or the third variable capacitance unit 230 using the adjustment amount before the AFC control. shows an example of the adjustment amount. Thus, the frequency adjustment amount of the first capacity control section 110, in the temperature range from T 0 -ΔT T 0 + ΔT, T 0 -Δf + f 3 becomes from f 0 -Δf-f 3 (F 1 > f 3 ), which fluctuates smaller than the fluctuation range ± f 1 of the oscillation frequency of the vibrator 10. Therefore, the oscillation device 1000 changes the oscillation frequency to the low frequency side by AFC control, When temperature compensation is performed, the oscillation frequency is insufficiently adjusted as shown by the curve C ′, and cannot be stabilized at a substantially constant frequency.

なお、AFC制御によって、第2容量制御部120が、第2可変容量部220および/または第4可変容量部240の容量を小さくした場合、発振回路全体の容量は小さくなる。したがって、第1容量制御部110が、第1可変容量部210および/または第3可変容量部230の容量を変更すると、発振回路全体の容量の変化率は、AFC制御前と比較して大きくなる。   Note that when the second capacitance control unit 120 reduces the capacitance of the second variable capacitance unit 220 and / or the fourth variable capacitance unit 240 by AFC control, the capacitance of the entire oscillation circuit is reduced. Therefore, when the first capacitance control unit 110 changes the capacitance of the first variable capacitance unit 210 and / or the third variable capacitance unit 230, the rate of change of the capacitance of the entire oscillation circuit becomes larger than before the AFC control. .

これに対し、AFC制御によって、第2容量制御部120が、第2可変容量部220および/または第4可変容量部240の容量を大きくした場合、発振回路全体の容量は大きくなる。したがって、第1容量制御部110が、第1可変容量部210および/または第3可変容量部230の容量を変更すると、発振回路全体の容量の変化率は、AFC制御前と比較して小さくなる。   On the other hand, when the second capacity control unit 120 increases the capacity of the second variable capacity part 220 and / or the fourth variable capacity part 240 by AFC control, the capacity of the entire oscillation circuit increases. Therefore, when the first capacitance control unit 110 changes the capacitance of the first variable capacitance unit 210 and / or the third variable capacitance unit 230, the rate of change of the capacitance of the entire oscillation circuit becomes smaller than that before the AFC control. .

即ち、発振装置1000の温度補償による容量の変更量が同じでも、AFC制御による発振周波数の変更方向によって、当該温度補償による周波数の変動量は異なることになる。例えば、AFC制御によって振動子10の発振周波数を+Δf変更した場合の温度補償結果(即ち、曲線C')の振幅値は、振動子10の発振周波数を−Δf変更した場合の温度補償結果(即ち、曲線C")の振幅値よりも大きくなる。したがって、AFC制御を実行した上で、温度補償によって発振周波数を略一定の周波数に安定化させるには、AFC制御の発振周波数の変更方向に応じて、異なる周波数の補償値を用いなければならない。このような補償動作を実行する発振装置について、次に説明する。   That is, even if the amount of change in the capacity due to temperature compensation of the oscillation device 1000 is the same, the amount of change in frequency due to the temperature compensation differs depending on the direction of change in the oscillation frequency by AFC control. For example, the amplitude value of the temperature compensation result when the oscillation frequency of the vibrator 10 is changed by + Δf by AFC control (that is, the curve C ′) is the temperature compensation result when the oscillation frequency of the vibrator 10 is changed by −Δf (ie, Therefore, in order to stabilize the oscillation frequency to a substantially constant frequency by temperature compensation after executing the AFC control, the amplitude value of the curve C ″) is increased according to the direction of change of the oscillation frequency of the AFC control. Thus, the compensation values of different frequencies must be used, and an oscillation device that performs such compensation operation will be described below.

図5は、本実施形態に係る発振装置1000の第2構成例を示す。第2構成例の発振装置1000において、図1に示された第1構成例の発振装置1000の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第2構成例の発振装置1000は、基準電圧入力端子36と、比較部130と、第3容量制御部140を更に備える。なお、第1容量制御部110、第2容量制御部120、比較部130、第3容量制御部140、および発振回路200は、振動子10の発振を制御する発振制御装置100として機能する。   FIG. 5 shows a second configuration example of the oscillation device 1000 according to the present embodiment. In the oscillation device 1000 of the second configuration example, components that are substantially the same as the operations of the oscillation device 1000 of the first configuration example shown in FIG. The oscillation device 1000 of the second configuration example further includes a reference voltage input terminal 36, a comparison unit 130, and a third capacitance control unit 140. The first capacitance control unit 110, the second capacitance control unit 120, the comparison unit 130, the third capacitance control unit 140, and the oscillation circuit 200 function as the oscillation control device 100 that controls the oscillation of the vibrator 10.

基準電圧入力端子36は、予め定められた基準電圧が入力される。基準電圧は、振動子10の温度変動が補償された場合(または考慮しない場合)において、第2容量制御部120が振動子10の発振周波数を基準周波数fにする外部入力信号と略等しくてよい。 A predetermined reference voltage is input to the reference voltage input terminal 36. The reference voltage is substantially equal to the external input signal that causes the second capacitance control unit 120 to set the oscillation frequency of the vibrator 10 to the reference frequency f 0 when the temperature variation of the vibrator 10 is compensated (or not considered). Good.

即ち、例えば、温度変動が補償された場合において、外部入力信号が基準電圧よりも大きい場合、第2容量制御部120は、第2可変容量部220および/または第4可変容量部240の容量を小さくして、振動子10の発振周波数を基準周波数fよりも大きい周波数に変更する。また、外部入力信号が基準電圧よりも小さい場合、第2容量制御部120は、第2可変容量部220および/または第4可変容量部240の容量を大きくして、振動子10の発振周波数を基準周波数fよりも小さい周波数に変更する。なお、発振装置1000が内部で基準電圧を発生させてもよく、この場合、基準電圧入力端子36はなくてもよい。 That is, for example, when the temperature variation is compensated and the external input signal is larger than the reference voltage, the second capacitance control unit 120 sets the capacitance of the second variable capacitance unit 220 and / or the fourth variable capacitance unit 240. and small, it changes the oscillation frequency of the oscillator 10 to a frequency greater than the reference frequency f 0. In addition, when the external input signal is smaller than the reference voltage, the second capacitance control unit 120 increases the capacitance of the second variable capacitance unit 220 and / or the fourth variable capacitance unit 240 to increase the oscillation frequency of the vibrator 10. to change to a smaller frequency than the reference frequency f 0. Note that the oscillation device 1000 may generate a reference voltage internally, and in this case, the reference voltage input terminal 36 may not be provided.

比較部130は、外部入力信号および基準電圧を比較する。比較部130は、例えば、外部入力信号が基準電圧以上の場合にハイ電圧を出力し、外部入力信号が基準電圧未満の場合にロー電圧を出力する。比較部130は、外部入力信号および基準電圧に応じて、予め定められたハイ電圧およびロー電圧の一方を出力するエンコーダでよい。比較部130は、一例として、コンパレータを含む。   The comparison unit 130 compares the external input signal and the reference voltage. For example, the comparison unit 130 outputs a high voltage when the external input signal is equal to or higher than the reference voltage, and outputs a low voltage when the external input signal is lower than the reference voltage. The comparison unit 130 may be an encoder that outputs one of a predetermined high voltage and low voltage according to an external input signal and a reference voltage. The comparison unit 130 includes a comparator as an example.

第3容量制御部140は、外部入力信号および基準電圧の比較結果と、第1容量制御部110が出力する制御信号とに基づき、振動子10に接続される回路の容量を制御する。第3容量制御部140は、振動子10に接続される回路の容量を制御して、振動子10の発振周波数を調整する。第3容量制御部140は、例えば、第1容量制御部110が振動子10の発振周波数の温度特性を補償しきれなかった特性を更に補償するように、第1可変容量部210および/または第3可変容量部230を制御する。これに代えて、第3容量制御部140は、第2可変容量部220および/または第4可変容量部240を制御してもよい。   The third capacitance control unit 140 controls the capacitance of the circuit connected to the vibrator 10 based on the comparison result between the external input signal and the reference voltage and the control signal output from the first capacitance control unit 110. The third capacity control unit 140 adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10 by controlling the capacity of a circuit connected to the vibrator 10. For example, the third capacitance control unit 140 may compensate the first variable capacitance unit 210 and / or the first capacitance control unit 110 so that the first capacitance control unit 110 further compensates for the characteristic that the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator 10 cannot be compensated. 3 Control the variable capacitor 230. Instead, the third capacity control unit 140 may control the second variable capacity unit 220 and / or the fourth variable capacity unit 240.

第3容量制御部140は、例えば、外部入力信号および基準電圧の比較結果に応じて、容量を増加または減少させる制御回路または制御動作を切り換える。この場合、第3容量制御部140の制御回路は、予め定められた増幅率(ゲイン)で増幅した制御信号を用いて、容量を増加または減少させる制御信号を生成してよい。第3容量制御部140は、一例として、外部入力信号が基準電圧以上の場合、正側調整用ゲインで増幅した制御信号を出力し、外部入力信号が基準電圧未満の場合、負側調整用ゲインで増幅した制御信号を出力する。   The third capacity control unit 140 switches a control circuit or a control operation for increasing or decreasing the capacity, for example, according to the comparison result between the external input signal and the reference voltage. In this case, the control circuit of the third capacity control unit 140 may generate a control signal for increasing or decreasing the capacity using a control signal amplified with a predetermined gain (gain). For example, when the external input signal is equal to or higher than the reference voltage, the third capacitance control unit 140 outputs a control signal amplified with a positive adjustment gain, and when the external input signal is less than the reference voltage, the negative adjustment gain. The control signal amplified in step 1 is output.

これに代えて、第3容量制御部140は、第1容量制御部110が出力する制御信号に予め定められた係数を乗じた制御信号を用いて、容量を増加または減少させてもよい。第3容量制御部140は、例えば、第1容量制御部110が出力する制御信号に予め定められた係数を乗じた制御信号を用いて、容量を増加または減少させる。第3容量制御部140が用いる係数は、第1容量制御部110が出力する制御信号の大きさと、外部入力信号および基準電圧の比較結果と、に対応する係数でよい。第3容量制御部140は、例えば、外部入力信号および基準電圧の比較結果に応じて、当該係数を切り換える。   Instead, the third capacity control unit 140 may increase or decrease the capacity using a control signal obtained by multiplying a control signal output from the first capacity control unit 110 by a predetermined coefficient. The third capacity control unit 140 increases or decreases the capacity using, for example, a control signal obtained by multiplying a control signal output from the first capacity control unit 110 by a predetermined coefficient. The coefficient used by the third capacity control unit 140 may be a coefficient corresponding to the magnitude of the control signal output from the first capacity control unit 110 and the comparison result between the external input signal and the reference voltage. For example, the third capacity control unit 140 switches the coefficient according to the comparison result between the external input signal and the reference voltage.

第3容量制御部140は、生成した制御信号に応じて、第1可変容量部210および/または第3可変容量部230の容量を変更する。第2構成例の発振装置1000は、このような第3容量制御部140を用いることにより、AFC制御による発振周波数の基準周波数fからの変更方向に応じて、振動子10の発振周波数の変更量を異ならせて補償することができる。第2構成例の発振装置1000の補償動作について、次に説明する。 The third capacity control unit 140 changes the capacity of the first variable capacity unit 210 and / or the third variable capacity unit 230 according to the generated control signal. Oscillator 1000 in the second configuration example, by using such a third capacity control section 140, according to the change direction from the reference frequency f 0 of the oscillation frequency by AFC control, change of the oscillation frequency of the oscillator 10 Different amounts can be compensated. Next, the compensation operation of the oscillation device 1000 of the second configuration example will be described.

図6は、本実施形態に係る第2構成例の発振装置1000による発振周波数の補償結果の一例を示す。図6は、横軸を温度、縦軸を振動子10の発振周波数としたグラフと、当該グラフの周波数に対応する外部入力信号と、当該外部入力信号に応じた回路ゲインのグラフとを示す。図6は、基準周波数fを保持する外部入力信号を、基準電圧とした例を示す。この場合、外部入力信号が基準電圧と略同一の電圧であり、第1容量制御部110が振動子10の温度特性を補償した場合、振動子10の発振周波数は、基準周波数fと略同一となって安定化する。 FIG. 6 shows an example of the compensation result of the oscillation frequency by the oscillation device 1000 of the second configuration example according to the present embodiment. FIG. 6 shows a graph in which the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents the oscillation frequency of the vibrator 10, an external input signal corresponding to the frequency of the graph, and a graph of circuit gain corresponding to the external input signal. FIG. 6 shows an example in which an external input signal holding the reference frequency f 0 is used as a reference voltage. In this case, a reference voltage external input signal and substantially the same voltage, when the first capacity control section 110 compensates for the temperature characteristics of the vibrator 10, the oscillation frequency of the vibrator 10, the reference frequency f 0 is substantially the same And stabilize.

また、AFC制御によって外部入力信号が基準電圧よりも大きくなったことに応じて、第2容量制御部120は、振動子10の発振周波数を高周波数側にシフトさせる。この場合、第1容量制御部110が振動子10の温度特性を補償するが、図3で説明した様に、温度補償による周波数の変更量は過剰となる。   Further, the second capacitance control unit 120 shifts the oscillation frequency of the vibrator 10 to the high frequency side in response to the external input signal becoming larger than the reference voltage by the AFC control. In this case, the first capacitance control unit 110 compensates for the temperature characteristics of the vibrator 10, but as described with reference to FIG. 3, the amount of frequency change due to temperature compensation becomes excessive.

比較部130は、外部入力信号および基準電圧を比較して、外部入力信号が高いことを示すハイ電圧を出力する。第3容量制御部140は、比較結果のハイ電圧に応じて、正側調整ゲインを用いて振動子10の発振周波数を調整する。第3容量制御部140は、一例として、第1容量制御部110が出力する制御信号を、正側調整ゲインで増幅する。図3の曲線C'で示す温度特性は、第1容量制御部110が予め定められた関数を用いて過剰に補償した結果なので、過剰に補償した分を修正するように、第1容量制御部110が出力する制御信号の逆特性となるように正側調整ゲインは、予め定められてよい。   The comparison unit 130 compares the external input signal and the reference voltage, and outputs a high voltage indicating that the external input signal is high. The third capacitance control unit 140 adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10 using the positive adjustment gain according to the high voltage of the comparison result. For example, the third capacity control unit 140 amplifies the control signal output from the first capacity control unit 110 with the positive adjustment gain. The temperature characteristic indicated by the curve C ′ in FIG. 3 is a result of excessive compensation by the first capacitance control unit 110 using a predetermined function. Therefore, the first capacitance control unit 110 corrects the excessive compensation. The positive adjustment gain may be determined in advance so as to have the reverse characteristic of the control signal output by 110.

これにより、第3容量制御部140は、図3の曲線C'で示す温度特性を略一定の温度特性となるように第1可変容量部210および/または第3可変容量部230を調整することができる。即ち、本実施形態に係る発振装置1000は、AFC制御によって、第2容量制御部120が振動子10の発振周波数を変更しても、第3容量制御部140が変更によって生じる温度特性を補償して、振動子10の発振周波数を略一定の温度特性に補償することができる。   Accordingly, the third capacitance control unit 140 adjusts the first variable capacitance unit 210 and / or the third variable capacitance unit 230 so that the temperature characteristic indicated by the curve C ′ in FIG. Can do. That is, the oscillation device 1000 according to the present embodiment compensates for temperature characteristics caused by the change of the third capacitance control unit 140 even when the second capacitance control unit 120 changes the oscillation frequency of the vibrator 10 by AFC control. Thus, the oscillation frequency of the vibrator 10 can be compensated to a substantially constant temperature characteristic.

図6は、第2容量制御部120が発振周波数を+Δf、+Δf、および+Δfだけシフトさせた場合に、第3容量制御部140が正側調整用ゲインを用いて、発振周波数をf+Δf、f+Δf、およびf+Δfにそれぞれ安定化させる例を「第1正側調整」、「第2正側調整」、および「第3正側調整」として示す。なお、第1容量制御部110が過剰に補償した結果を点線の曲線で示し、第3容量制御部140の周波数調整量を一点鎖線の曲線で示し、これらの合成、即ち調整結果を実線の直線でそれぞれ示す。 FIG. 6 shows that when the second capacitance control unit 120 shifts the oscillation frequency by + Δf 1 , + Δf 2 , and + Δf 3 , the third capacitance control unit 140 uses the positive adjustment gain to set the oscillation frequency to f Examples of stabilizing to 0 + Δf 1 , f 0 + Δf 2 , and f 0 + Δf 3 , respectively, are shown as “first positive adjustment”, “second positive adjustment”, and “third positive adjustment”. It should be noted that the result of excessive compensation by the first capacity control unit 110 is indicated by a dotted line curve, the frequency adjustment amount of the third capacity control unit 140 is indicated by a one-dot chain line curve, and their synthesis, that is, the adjustment result is indicated by a solid line. Respectively.

例えば、「第3正側調整」の例は、第2容量制御部120が振動子10の発振周波数を+Δfだけシフトした結果を示す。即ち、第1容量制御部110が過剰に補償した結果が曲線Dであり、曲線Dの温度特性を補償する第3容量制御部140の周波数調整量が曲線Eであり、補償結果が直線Fである。 For example, the example of “third positive side adjustment” indicates a result of the second capacitance control unit 120 shifting the oscillation frequency of the vibrator 10 by + Δf 3 . That is, the result of excessive compensation by the first capacitance control unit 110 is the curve D, the frequency adjustment amount of the third capacitance control unit 140 that compensates the temperature characteristic of the curve D is the curve E, and the compensation result is the straight line F. is there.

同様に、AFC制御によって外部入力信号が基準電圧よりも小さくなったことに応じて、第2容量制御部120は、振動子10の発振周波数を低周波数側にシフトさせる。この場合、第1容量制御部110が振動子10の温度特性を補償するが、図4で説明した様に、温度補償による周波数の変更量は不足する。   Similarly, the second capacitance control unit 120 shifts the oscillation frequency of the vibrator 10 to the low frequency side in response to the external input signal becoming smaller than the reference voltage by the AFC control. In this case, the first capacitance control unit 110 compensates for the temperature characteristics of the vibrator 10, but as described with reference to FIG. 4, the amount of frequency change due to temperature compensation is insufficient.

比較部130は、外部入力信号および基準電圧を比較して、外部入力信号が低いことを示すロー電圧を出力する。第3容量制御部140は、比較結果のロー電圧に応じて、負側調整ゲインを用いて振動子10の発振周波数を調整する。第3容量制御部140は、一例として、第1容量制御部110が出力する制御信号を、負側調整ゲインで増幅する。これにより、発振装置1000は、AFC制御によって、第2容量制御部120が振動子10の発振周波数を変更しても、第3容量制御部140が変更によって生じる温度特性を補償して、振動子10の発振周波数を略一定の温度特性に補償することができる。   The comparison unit 130 compares the external input signal and the reference voltage, and outputs a low voltage indicating that the external input signal is low. The third capacitance control unit 140 adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10 using the negative adjustment gain according to the low voltage of the comparison result. For example, the third capacity control unit 140 amplifies the control signal output from the first capacity control unit 110 with a negative adjustment gain. Accordingly, even if the second capacitance control unit 120 changes the oscillation frequency of the vibrator 10 by the AFC control, the oscillation device 1000 compensates for the temperature characteristic generated by the change by the third capacitance control unit 140, and the vibrator Ten oscillation frequencies can be compensated for substantially constant temperature characteristics.

図6は、第2容量制御部120が発振周波数を−Δf、−Δf、および−Δfだけシフトさせた場合に、第3容量制御部140が負側調整用ゲインを用いて、発振周波数をf−Δf、f−Δf、およびf−Δfにそれぞれ安定化させる例を「第1負側調整」、「第2負側調整」、および「第3負側調整」として示す。なお、第1容量制御部110による補償不足の結果を点線の曲線で示し、第3容量制御部140の周波数調整量を一点鎖線の曲線で示し、これらの合成、即ち調整結果を実線の直線でそれぞれ示す。 FIG. 6 shows that when the second capacitance control unit 120 shifts the oscillation frequency by −Δf 1 , −Δf 2 , and −Δf 3 , the third capacitance control unit 140 uses the negative adjustment gain to oscillate. Examples of stabilizing the frequency to f 0 −Δf 1 , f 0 −Δf 2 , and f 0 −Δf 3 , respectively, “first negative adjustment”, “second negative adjustment”, and “third negative adjustment” ". In addition, the result of insufficient compensation by the first capacity control unit 110 is indicated by a dotted line curve, the frequency adjustment amount of the third capacity control unit 140 is indicated by a one-dot chain line, and their synthesis, that is, the adjustment result is indicated by a solid line. Each is shown.

例えば、「第3負側調整」の例は、第2容量制御部120が振動子10の発振周波数を−Δfだけシフトした結果を示す。即ち、第1容量制御部110の補償が不足した結果が曲線Dであり、曲線Dの温度特性を補償する第3容量制御部140の周波数調整量が曲線Eであり、補償結果が直線Fである。以上のように、第2構成例の発振装置1000は、AFC制御による周波数の変動方向に応じて、適切な補償動作を実行することができる。 For example, the example of “third negative adjustment” shows a result of the second capacitance control unit 120 shifting the oscillation frequency of the vibrator 10 by −Δf 3 . That is, the result of insufficient compensation of the first capacity control unit 110 is the curve D, the frequency adjustment amount of the third capacity control unit 140 that compensates the temperature characteristic of the curve D is the curve E, and the compensation result is the straight line F. is there. As described above, the oscillation device 1000 of the second configuration example can execute an appropriate compensation operation according to the frequency variation direction by the AFC control.

しかしながら、このような発振装置1000を実際に電子回路等で形成すると、第2容量制御部120および第3容量制御部140等に、オフセット誤差が発生し、発振回路200の容量を制御する制御信号に当該オフセット誤差が重畳してしまうことがある。そこで、オフセット誤差を相殺するように、外部入力信号を調整することが考えられる。しかしながら、第2構成例の発振装置1000は、外部入力信号と基準電圧とを比較した結果に応じて、温度補償動作を切り換えるので、オフセット誤差の大きさによっては、振動子10の発振周波数を安定化できない場合が生じてしまう。   However, when such an oscillation device 1000 is actually formed by an electronic circuit or the like, an offset error occurs in the second capacitance control unit 120 and the third capacitance control unit 140 and the like, and a control signal for controlling the capacitance of the oscillation circuit 200 The offset error may be superimposed on the. Therefore, it is conceivable to adjust the external input signal so as to cancel the offset error. However, since the oscillation device 1000 of the second configuration example switches the temperature compensation operation according to the result of comparing the external input signal and the reference voltage, the oscillation frequency of the vibrator 10 may be stabilized depending on the magnitude of the offset error. The case where it cannot be made occurs.

一例として、発振装置1000の内部で発生するオフセット誤差に対応する周波数シフト量をΔfとすると、外部のシステムは、当該シフト量をΔfに対応する信号成分を差し引いた外部入力信号を発振装置1000に供給する。したがって、外部入力信号がオフセット誤差に応じてシフトするので、温度補償動作の切り換え動作が正常に実行されない場合が生じることがある。 As an example, when the frequency shift amount corresponding to the offset error generated inside the oscillation device 1000 is Δf 4 , the external system uses the external input signal obtained by subtracting the signal component corresponding to Δf 4 as the shift amount. 1000. Therefore, since the external input signal is shifted according to the offset error, the temperature compensation operation switching operation may not be executed normally.

図7は、本実施形態に係る第2構成例の発振装置1000にオフセット誤差が生じた場合の一例を示す。図7は、図6と同様に、横軸を温度、縦軸を振動子10の発振周波数としたグラフと、当該グラフの周波数に対応する外部入力信号と、当該外部入力信号に応じた回路ゲインのグラフとを示す。   FIG. 7 shows an example when an offset error occurs in the oscillation device 1000 of the second configuration example according to the present embodiment. As in FIG. 6, FIG. 7 is a graph in which the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents the oscillation frequency of the vibrator 10, the external input signal corresponding to the frequency of the graph, and the circuit gain corresponding to the external input signal. The graph is shown.

なお、図7は、第2容量制御部120および/または第3容量制御部140のオフセット誤差の発生に応じて、当該オフセット誤差を相殺する外部入力信号が供給された例を示す。即ち、発振回路200の容量の制御にはオフセット誤差の影響は無く、振動子10の発振周波数は、外部入力信号に応じた周波数のシフト量に対応する周波数に変更される。   FIG. 7 shows an example in which an external input signal that cancels out the offset error is supplied in response to the occurrence of the offset error in the second capacitance control unit 120 and / or the third capacitance control unit 140. That is, the control of the capacity of the oscillation circuit 200 is not affected by the offset error, and the oscillation frequency of the vibrator 10 is changed to a frequency corresponding to the frequency shift amount corresponding to the external input signal.

例えば、周波数のシフト量が+Δfであり、オフセット誤差に対応する周波数シフト量が+Δfの場合、外部入力信号は、周波数f+Δf−Δfに対応する信号となる。これにより、オフセット誤差が重畳すると、周波数シフト量は、+Δfとなるので、発振回路200は、振動子10の発振周波数を高周波数側(正側)にシフトさせることになる。ここで、Δf−Δf>0の場合、比較部130の出力はハイ電圧となって、第3容量制御部140は、正側調整用ゲインを用いるので、発振装置1000は、振動子10の発振周波数をf+Δfに安定化させることができる。 For example, when the frequency shift amount is + Δf 1 and the frequency shift amount corresponding to the offset error is + Δf 4 , the external input signal is a signal corresponding to the frequency f 0 + Δf 1 −Δf 4 . Accordingly, when the offset error is superimposed, the frequency shift amount is + Δf 1, and the oscillation circuit 200 shifts the oscillation frequency of the vibrator 10 to the high frequency side (positive side). Here, when Δf 1 −Δf 4 > 0, the output of the comparison unit 130 becomes a high voltage, and the third capacitance control unit 140 uses the positive adjustment gain. Can be stabilized at f 0 + Δf 1 .

しかしながら、Δf−Δf<0の場合、比較部130の出力はロー電圧となるので、発振回路200は、振動子10の発振周波数を高周波数側(正側)にシフトさせるにもかかわらず、第3容量制御部140は、外部入力信号に応じて負側調整用ゲインを用いることになる。したがって、発振装置1000は、振動子10の温度特性を補償することができなくなってしまう。また、第3容量制御部140は、補正すべき温度特性と相似の特性を用いて振動子10の発振周波数を変更させるので、第1容量制御部110による不十分な補償結果の特性を、更に悪化させてしまうことがある。 However, when Δf 1 −Δf 4 <0, the output of the comparison unit 130 is a low voltage, and thus the oscillation circuit 200 shifts the oscillation frequency of the vibrator 10 to the high frequency side (positive side). The third capacitance control unit 140 uses the negative adjustment gain according to the external input signal. Therefore, the oscillation device 1000 cannot compensate for the temperature characteristics of the vibrator 10. In addition, since the third capacitance control unit 140 changes the oscillation frequency of the vibrator 10 using a characteristic similar to the temperature characteristic to be corrected, the characteristics of the insufficient compensation result by the first capacitance control unit 110 are further improved. It may make it worse.

図7は、オフセット誤差に対応する周波数シフト量が+Δfであり、かつ、絶対値が+Δfよりも大きい(Δf<Δf)場合の例を示す。この場合、外部入力信号に対応する周波数シフト量が0より大きく、かつ、Δf未満の場合、第3容量制御部140は負側調整用ゲインを用いる一方で、発振回路200は、振動子10の発振周波数を高周波数側(正側)にシフトさせることになる。したがって、発振装置1000は、基準周波数fよりも大きく、かつ、+Δf未満の周波数範囲において、振動子10の発振周波数を安定化することができなくなってしまう。 FIG. 7 shows an example in which the frequency shift amount corresponding to the offset error is + Δf 4 and the absolute value is larger than + Δf 1 (Δf 1 <Δf 4 ). In this case, when the frequency shift amount corresponding to the external input signal is larger than 0 and smaller than Δf 4 , the third capacitance control unit 140 uses the negative adjustment gain, while the oscillation circuit 200 includes the vibrator 10. The oscillation frequency is shifted to the high frequency side (positive side). Therefore, the oscillation device 1000 cannot stabilize the oscillation frequency of the vibrator 10 in a frequency range that is larger than the reference frequency f 0 and less than + Δf 4 .

これに加えて、発振装置1000を実際に電子回路等で形成すると、外部入力信号が基準電圧に近い値となった場合に、発振装置1000は、振動子10の発振周波数を変動させてしまうことがある。即ち、比較部130は、略同一の2つの電位を比較することになるので、ハイ電圧およびロー電圧のいずれかを不安定に出力させてしまい、発振回路200は、振動子10の発振周波数を変動させるチャタリングが生じることになる。   In addition to this, when the oscillation device 1000 is actually formed by an electronic circuit or the like, the oscillation device 1000 may fluctuate the oscillation frequency of the vibrator 10 when the external input signal becomes a value close to the reference voltage. There is. That is, since the comparison unit 130 compares two substantially identical potentials, either the high voltage or the low voltage is output unstable, and the oscillation circuit 200 determines the oscillation frequency of the vibrator 10. Fluctuating chattering occurs.

図8は、本実施形態に係る発振装置1000が出力する発振周波数の一例を示す。図8の横軸は時間、縦軸は外部入力信号と対応する発振周波数を示す。図8は、時間の経過に応じて、外部入力信号が変化し、当該外部入力信号の変化に対応する発振周波数を、発振装置1000が出力する例を示す。発振装置1000は、図1から図6で説明した様に、外部入力信号に応じた発振周波数で振動子10を発振させることができる。   FIG. 8 shows an example of an oscillation frequency output from the oscillation device 1000 according to this embodiment. In FIG. 8, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the oscillation frequency corresponding to the external input signal. FIG. 8 shows an example in which the external input signal changes over time, and the oscillation device 1000 outputs an oscillation frequency corresponding to the change in the external input signal. As described with reference to FIGS. 1 to 6, the oscillation device 1000 can oscillate the vibrator 10 at an oscillation frequency corresponding to an external input signal.

しかしながら、外部入力信号が基準電圧と略同一の値になると、発振装置1000は、発振周波数を変動させてしまう。特に、外部入力信号にノイズ等が重畳した場合、発振周波数はノイズの変動に敏感に反応してしまうことがある。例えば、時刻tからtの期間、および時刻tからtの期間において、発振装置1000は発振周波数のチャタリングを発生させる。以上のように、第2構成例の発振装置1000は、外部入力信号の大きさによっては、温度特性を補償できない場合と、出力周波数が変動してしまう場合と、がある。 However, when the external input signal has substantially the same value as the reference voltage, the oscillation device 1000 changes the oscillation frequency. In particular, when noise or the like is superimposed on an external input signal, the oscillation frequency may react sensitively to noise fluctuations. For example, in the period from time t 3 to t 4 and in the period from time t 5 to t 6 , the oscillation device 1000 generates chattering of the oscillation frequency. As described above, the oscillation device 1000 of the second configuration example has a case where the temperature characteristic cannot be compensated and a case where the output frequency fluctuates depending on the magnitude of the external input signal.

そこで、本実施形態に係る発振装置2000は、外部入力信号の大きさに関わらず、温度特性を補償し、また、出力周波数の変動を防止する。図9は、本実施形態に係る発振装置2000の構成例を示す。発振装置2000において、図1に示された第1構成例の発振装置1000の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。   Thus, the oscillation device 2000 according to the present embodiment compensates for temperature characteristics and prevents fluctuations in the output frequency regardless of the magnitude of the external input signal. FIG. 9 shows a configuration example of the oscillation device 2000 according to the present embodiment. In the oscillating device 2000, the same reference numerals are given to substantially the same operations as those of the oscillating device 1000 of the first configuration example shown in FIG.

発振装置2000は、振動子10と、温度検出部20と、入力端子32と、出力端子34と、発振回路200と、第1制御部310と、第2制御部320と、基準電圧生成部330と、エンコーダ340と、を備える。振動子10、温度検出部20、入力端子32、および出力端子34については、図1で説明したので、ここでは説明を省略する。なお、発振回路200、第1制御部310、第2制御部320、基準電圧生成部330、およびエンコーダ340は、振動子10の発振を制御する発振制御装置300として機能する。   The oscillation device 2000 includes a vibrator 10, a temperature detection unit 20, an input terminal 32, an output terminal 34, an oscillation circuit 200, a first control unit 310, a second control unit 320, and a reference voltage generation unit 330. And an encoder 340. The vibrator 10, the temperature detection unit 20, the input terminal 32, and the output terminal 34 have been described with reference to FIG. Note that the oscillation circuit 200, the first control unit 310, the second control unit 320, the reference voltage generation unit 330, and the encoder 340 function as the oscillation control device 300 that controls the oscillation of the vibrator 10.

第1制御部310は、振動子10の温度検出結果に基づき、振動子10の発振周波数を制御する第1制御信号を生成する。第1制御部310は、振動子10に接続される回路の容量を制御して、振動子10の発振周波数を調整する。第1制御部310は、一例として、第1容量可変部および/または第3容量可変部に第1制御信号を送信し、振動子10の発振周波数の温度特性を補償するように、それぞれの容量を変更して発振周波数を制御する。第1制御部310は、図1で説明した第1容量制御部110の動作と略同一の動作を実行してよい。   The first control unit 310 generates a first control signal for controlling the oscillation frequency of the vibrator 10 based on the temperature detection result of the vibrator 10. The first control unit 310 controls the capacity of a circuit connected to the vibrator 10 and adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10. For example, the first control unit 310 transmits a first control signal to the first capacitance variable unit and / or the third capacitance variable unit, and compensates for the temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10. To control the oscillation frequency. The first controller 310 may perform substantially the same operation as that of the first capacity controller 110 described in FIG.

第2制御部320は、振動子10の温度検出結果と、外部から入力する外部入力信号と、エンコーダ340からのフィードバック信号とに基づき、振動子10の発振周波数を制御する第2制御信号を生成する。また、第2制御部320は、出力した第2制御信号と基準電圧との比較結果のフィードバックを受けて、出力する第2制御信号を温度検出結果に応じて調整する。第2制御部320は、AFC制御に基づく発振周波数で、振動子10を安定に発振させるように、第2制御信号を生成する。   The second control unit 320 generates a second control signal for controlling the oscillation frequency of the vibrator 10 based on the temperature detection result of the vibrator 10, an external input signal input from the outside, and a feedback signal from the encoder 340. To do. The second controller 320 receives feedback of the comparison result between the output second control signal and the reference voltage, and adjusts the output second control signal in accordance with the temperature detection result. The second control unit 320 generates a second control signal so as to stably oscillate the vibrator 10 at an oscillation frequency based on AFC control.

第2制御部320は、一例として、第2容量可変部および/または第4容量可変部に第2制御信号を送信し、それぞれの容量を変更して、振動子10の発振周波数の温度特性を補償しつつ、発振周波数を制御する。第2制御部320は、図6で説明した様に、正側調整用ゲインおよび負側調整用ゲインのいずれかを選択し、選択したゲインで外部入力信号を増幅して第2制御信号を生成してよい。   For example, the second control unit 320 transmits the second control signal to the second capacitance variable unit and / or the fourth capacitance variable unit, changes the respective capacitances, and changes the temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10. The oscillation frequency is controlled while compensating. As described in FIG. 6, the second control unit 320 selects either the positive adjustment gain or the negative adjustment gain, and amplifies the external input signal with the selected gain to generate the second control signal. You can do it.

基準電圧生成部330は、基準電圧を生成する。基準電圧生成部330は、図5および図6で説明した基準電圧を生成してよい。即ち、図5は、基準電圧入力端子36から基準電圧が入力される例を示し、図9は、発振装置2000の内部で基準電圧を発生させる例を示す。ここで、第1制御部310が振動子10の温度特性を補償して、振動子10の発振周波数を基準周波数fと略同一にして安定化させた場合において、振動子10の当該発振周波数を保持する電圧を、基準電圧とする。 The reference voltage generation unit 330 generates a reference voltage. The reference voltage generation unit 330 may generate the reference voltage described with reference to FIGS. That is, FIG. 5 shows an example in which a reference voltage is input from the reference voltage input terminal 36, and FIG. 9 shows an example in which the reference voltage is generated inside the oscillation device 2000. Here, when the first control unit 310 compensates the temperature characteristic of the vibrator 10 and stabilizes the oscillation frequency of the vibrator 10 to be substantially the same as the reference frequency f 0 , the oscillation frequency of the vibrator 10 is stabilized. Is a reference voltage.

エンコーダ340は、フィードバック信号を生成する。エンコーダ340は、第2制御信号と基準電圧とを比較することにより、フィードバック信号を生成する。エンコーダ340は、基準電圧および第2制御信号の差分を示すデジタルデータを出力する。エンコーダ340は、基準電圧および第2制御信号の差分と、閾値との比較結果に基づき、デジタルデータに変換してよい。エンコーダ340は、例えば、外部入力信号および基準電圧の差分が0以上の場合にハイ電圧を出力し、当該差分が0未満の場合にハイ電圧を出力する。この場合、エンコーダ340は、図5に示す比較部130と略同一の動作を実行してよい。エンコーダ340は、一例として、コンパレータを有する。また、エンコーダ340の閾値のレベルは、ヒステリシスを有してよい。閾値レベルがヒステリシスを有する例については、後述する。   The encoder 340 generates a feedback signal. The encoder 340 generates a feedback signal by comparing the second control signal and the reference voltage. The encoder 340 outputs digital data indicating the difference between the reference voltage and the second control signal. The encoder 340 may convert the digital data based on the comparison result between the difference between the reference voltage and the second control signal and the threshold value. For example, the encoder 340 outputs a high voltage when the difference between the external input signal and the reference voltage is 0 or more, and outputs a high voltage when the difference is less than 0. In this case, the encoder 340 may perform substantially the same operation as the comparison unit 130 illustrated in FIG. As an example, the encoder 340 includes a comparator. Further, the threshold level of the encoder 340 may have hysteresis. An example in which the threshold level has hysteresis will be described later.

発振回路200は、第1制御信号および第2制御信号に基づき、振動子10の発振周波数を設定する。発振回路200は、第1可変容量部210、第2可変容量部220、第3可変容量部230、第4可変容量部240、抵抗250、および増幅部260を有する。発振回路200は、第1可変容量部210、第2可変容量部220、第3可変容量部230、および第4可変容量部240の容量に基づき、振動子10の発振周波数を設定する。   The oscillation circuit 200 sets the oscillation frequency of the vibrator 10 based on the first control signal and the second control signal. The oscillation circuit 200 includes a first variable capacitor 210, a second variable capacitor 220, a third variable capacitor 230, a fourth variable capacitor 240, a resistor 250, and an amplifier 260. The oscillation circuit 200 sets the oscillation frequency of the vibrator 10 based on the capacitances of the first variable capacitance unit 210, the second variable capacitance unit 220, the third variable capacitance unit 230, and the fourth variable capacitance unit 240.

第1可変容量部210および/または第3可変容量部230は、第1制御信号に基づき、容量値を変更する。第2可変容量部220および/または第4可変容量部240は、第2制御信号に基づき、容量値を変更する。なお、第1可変容量部210、第2可変容量部220、第3可変容量部230、第4可変容量部240、抵抗250、および増幅部260の動作は、図1で説明したので、ここでは説明を省略する。   The first variable capacitance unit 210 and / or the third variable capacitance unit 230 changes the capacitance value based on the first control signal. The second variable capacitance unit 220 and / or the fourth variable capacitance unit 240 changes the capacitance value based on the second control signal. The operations of the first variable capacitor 210, the second variable capacitor 220, the third variable capacitor 230, the fourth variable capacitor 240, the resistor 250, and the amplifier 260 have been described with reference to FIG. Description is omitted.

以上の本実施形態に係る発振装置2000は、図5に示す発振装置1000と同様に、第1制御部310が生成する第1制御信号を用いて、振動子10の発振周波数を変更する。そして、第2制御部320が生成する第2制御信号を用いて、振動子10の発振周波数を更に変更し、第1制御部310が振動子10の温度変動を補償しきれなかった成分を補償して安定化させる。   The oscillation device 2000 according to the present embodiment described above changes the oscillation frequency of the vibrator 10 using the first control signal generated by the first control unit 310, similarly to the oscillation device 1000 shown in FIG. Then, the second control signal generated by the second control unit 320 is used to further change the oscillation frequency of the vibrator 10 to compensate for the component that the first control unit 310 could not compensate for the temperature fluctuation of the vibrator 10. And stabilize.

以上の本実施形態に係る第2制御部320は、フィードバック動作して、第2制御信号を生成する。第2制御部320は、例えば、AFC制御による外部入力信号に応じて、第2制御信号を生成する。そして、第2制御部320は、エンコーダ340が出力する基準電圧および第2制御信号の差分を示すデジタルデータが、フィードバック信号として入力される。即ち、第2制御部320は、エンコーダ340の比較結果に応じて、正側調整用ゲインおよび負側調整用ゲインのいずれかを用いて、次の第2制御信号を生成する。このような第1制御部310および第2制御部320について、次に説明する。   The second control unit 320 according to the above-described embodiment performs a feedback operation to generate a second control signal. For example, the second control unit 320 generates a second control signal in accordance with an external input signal by AFC control. The second control unit 320 receives digital data indicating a difference between the reference voltage output from the encoder 340 and the second control signal as a feedback signal. That is, the second control unit 320 generates the next second control signal using either the positive adjustment gain or the negative adjustment gain according to the comparison result of the encoder 340. Next, the first control unit 310 and the second control unit 320 will be described.

図10は、本実施形態に係る第1制御部310、第2制御部320、およびエンコーダ340の構成例を示す。第1制御部310は、予め定められた関数に基づく第1制御信号を発生させる。第1制御信号は、基準温度を原点とし、主に3次関数となる温度特性を補償するので、基準温度を原点とした3次関数の温度電圧特性を有してよい。即ち、第1制御部310は、基準温度を原点とした3次関数に基づく第1制御信号を発生してよい。また、第1制御部310は、基準温度を原点とした1次関数、5次関数、7次関数といった、奇数次の関数の和に基づく第1制御信号を発生してよい。これにより、第1制御部310は、より精密に振動子10の温度特性を補償することができる。   FIG. 10 shows a configuration example of the first control unit 310, the second control unit 320, and the encoder 340 according to the present embodiment. The first control unit 310 generates a first control signal based on a predetermined function. Since the first control signal compensates for the temperature characteristic that is mainly a cubic function with the reference temperature as the origin, it may have a temperature-voltage characteristic with a cubic function with the reference temperature as the origin. That is, the first control unit 310 may generate a first control signal based on a cubic function with the reference temperature as the origin. The first controller 310 may generate a first control signal based on the sum of odd-order functions such as a linear function, a quintic function, and a seventh-order function with the reference temperature as the origin. Thereby, the first control unit 310 can compensate the temperature characteristic of the vibrator 10 more precisely.

図10は、第1制御部310が、1次成分発生部351、2次成分発生部352、3次成分発生部353を含むn次成分発生部350を有し、振動子10の温度検出結果に応じて、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性を発生させる例を示す。なお、温度電圧特性の次数nは、1以上の自然数であることが望ましい。また、n次成分発生部350は、4次以上の温度電圧特性の成分を発生させる発生部を更に備えてよい。これに代えて、温度電圧特性の次数nは、1以上の奇数であってもよい。   10, the first control unit 310 includes an n-order component generation unit 350 including a primary component generation unit 351, a secondary component generation unit 352, and a tertiary component generation unit 353, and the temperature detection result of the vibrator 10 An example in which an nth-order temperature-voltage characteristic with the reference temperature as the origin is generated according to FIG. The order n of the temperature-voltage characteristic is preferably a natural number of 1 or more. The nth-order component generation unit 350 may further include a generation unit that generates a component having a temperature-voltage characteristic of the fourth or higher order. Instead of this, the order n of the temperature-voltage characteristic may be an odd number of 1 or more.

また、第1制御部310は、n次の温度電圧特性を加算する第1加算部360を有し、第1加算部360の加算結果を第1制御信号とする。なお、第1制御信号は、振動子10の温度特性の逆特性であることが望ましい。このように、第1制御部310は、より多くの次数の温度電圧特性を加算して第1制御信号を生成することで、より精密に振動子10の温度特性を補償することができる。   In addition, the first control unit 310 includes a first addition unit 360 that adds n-th temperature voltage characteristics, and the addition result of the first addition unit 360 is used as a first control signal. The first control signal is preferably a reverse characteristic of the temperature characteristic of the vibrator 10. As described above, the first controller 310 can compensate for the temperature characteristics of the vibrator 10 more precisely by adding the higher-order temperature voltage characteristics to generate the first control signal.

第2制御部320は、第1制御部310と同様に、1次成分発生部371、2次成分発生部372、3次成分発生部373、・・・等を含むn次成分発生部370を有する。また、第2制御部320は、第2加算部380と、増幅部390とを有する。n次成分発生部370は、温度検出部20の温度検出結果およびエンコーダ340の比較結果に応じた温度電圧特性をそれぞれ出力する。なお、温度電圧の次数nは、1以上の自然数であることが望ましい。   Similarly to the first control unit 310, the second control unit 320 includes an n-order component generation unit 370 including a primary component generation unit 371, a secondary component generation unit 372, a tertiary component generation unit 373,. Have. In addition, the second control unit 320 includes a second addition unit 380 and an amplification unit 390. The n-order component generation unit 370 outputs temperature voltage characteristics corresponding to the temperature detection result of the temperature detection unit 20 and the comparison result of the encoder 340, respectively. The order n of the temperature voltage is preferably a natural number of 1 or more.

このように、第2制御部320は、より多くの次数の温度電圧特性を加算して第2制御信号を生成することで、より精密に振動子10の温度特性を補償することができる。また、第1制御部310が振動子10の温度特性を補償したことによって、微小な非線形成分等が発生した場合でも、第2制御部320は、より多くの次数の温度電圧特性を用いることで、精密に振動子10の温度特性を補償することができる。このような微小な非線形成分等は、次数が偶数の特性を有することがあり、第2制御部320は、奇数次の温度電圧特性に加えて、偶数次の温度電圧特性を用いて、第2制御信号を生成することが望ましい。   As described above, the second control unit 320 can compensate for the temperature characteristics of the vibrator 10 more precisely by adding more orders of temperature voltage characteristics to generate the second control signal. In addition, even when a minute nonlinear component or the like is generated by the first control unit 310 compensating the temperature characteristics of the vibrator 10, the second control unit 320 uses a higher-order temperature-voltage characteristic. The temperature characteristics of the vibrator 10 can be compensated precisely. Such a minute nonlinear component or the like may have an even-order characteristic, and the second controller 320 uses the even-order temperature voltage characteristic in addition to the odd-order temperature-voltage characteristic to generate the second order. It is desirable to generate a control signal.

例えば、第2制御部320は、温度検出結果がTであり、エンコーダ340の比較結果がハイ電圧の場合、図3に示す曲線C'のように第1制御部310が過剰に補償した温度特性の成分を補償する。n次成分発生部370は、第1制御部310が過剰に補償した温度特性の成分を補償する温度電圧特性における、温度Tに対応する値をそれぞれ出力する。ここで、曲線C'の温度特性を補償する温度電圧特性をF1n(T)とすると、第2制御部320は、F1n(T)を発生させる。 For example, the second control unit 320, the temperature detection result is T x, when the comparison result of the encoder 340 is high voltage, the temperature of the first control unit 310 is excessively compensated to the curve C 'shown in FIG. 3 Compensates for characteristic components. The n-th order component generation unit 370 outputs a value corresponding to the temperature T x in the temperature voltage characteristic that compensates for the temperature characteristic component that is excessively compensated by the first control unit 310. Here, if the temperature voltage characteristic that compensates the temperature characteristic of the curve C ′ is F 1n (T), the second controller 320 generates F 1n (T x ).

また、第2制御部320は、エンコーダ340の比較結果がロー電圧の場合、図4に示す曲線C"のように、第1制御部310の補償が不足した温度特性の成分を補償する。n次成分発生部370は、第1制御部310が不足した補償結果の成分を補償する温度電圧特性における、温度Tに対応する値をそれぞれ出力する。ここで、曲線C"の温度特性を補償する温度電圧特性をF2n(T)とすると、第2制御部320は、F2n(T)を発生させる。 In addition, when the comparison result of the encoder 340 is a low voltage, the second control unit 320 compensates for the temperature characteristic component that the first control unit 310 has insufficiently compensated for, as indicated by a curve C ″ shown in FIG. The next component generation unit 370 outputs values corresponding to the temperature T x in the temperature voltage characteristics for compensating for the component of the compensation result that the first control unit 310 is insufficient. Here, the temperature characteristics of the curve C ″ are compensated. When the temperature voltage characteristic to be performed is F 2n (T), the second control unit 320 generates F 2n (T x ).

第2加算部380は、振動子10の温度検出結果と、第2制御信号および基準電圧の比較結果とに対応する、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性と、を加算する。第2加算部380は、加算結果を増幅部390に供給する。即ち、第2加算部380は、エンコーダ340の比較結果がハイ電圧の場合、Σ{F1n(T)}を、ロー電圧の場合、Σ{F2n(T)}を、増幅部390に供給する。 The second adder 380 adds the temperature detection result of the vibrator 10 and the n-th order temperature voltage characteristic with the reference temperature as the origin, corresponding to the comparison result between the second control signal and the reference voltage. The second addition unit 380 supplies the addition result to the amplification unit 390. That is, the second adder 380 amplifies Σ n {F 1n (T x )} when the comparison result of the encoder 340 is a high voltage, and amplifies Σ n {F 2n (T x )} when the comparison result is a low voltage. Part 390.

増幅部390は、第2加算部380の加算結果に応じた増幅率で、外部入力信号を増幅する。増幅部390は、増幅した外部入力信号を、第2制御信号として出力する。即ち、第2制御部320は、振動子10の温度検出結果と、第2制御信号および基準電圧の比較結果とに基づき、当該増幅部390の増幅率を切り換える。増幅部390は、例えば、エンコーダ340の比較結果がハイ電圧の場合、正側調整用ゲインΣ{F1n(T)}を、エンコーダ340の比較結果がロー電圧の場合、負側調整用ゲインΣ{F2n(T)}を用いて、外部入力信号を増幅する。このように、増幅部390は、第2加算部380の加算結果に応じて、増幅率を切り換える。 The amplifying unit 390 amplifies the external input signal with an amplification factor according to the addition result of the second adding unit 380. The amplifying unit 390 outputs the amplified external input signal as a second control signal. That is, the second control unit 320 switches the amplification factor of the amplification unit 390 based on the temperature detection result of the vibrator 10 and the comparison result between the second control signal and the reference voltage. For example, when the comparison result of the encoder 340 is a high voltage, the amplification unit 390 uses the positive adjustment gain Σ n {F 1n (T x )}, and when the comparison result of the encoder 340 is a low voltage, the amplification unit 390 uses the negative adjustment gain. The external input signal is amplified using the gain Σ n {F 2n (T x )}. As described above, the amplification unit 390 switches the amplification factor according to the addition result of the second addition unit 380.

ここで、エンコーダ340は、第2制御部320が出力した第2制御信号と、基準電圧とを比較するので、第2制御部320よりも前段の回路にオフセットが発生して第2制御信号に重畳しても、当該オフセットが重畳した第2制御信号と基準電圧とを比較することになる。即ち、第2制御部320は、発生したオフセットを含めた制御信号に基づいて、正側調整用ゲインおよび負側調整用ゲインのいずれかを選択する。   Here, since the encoder 340 compares the second control signal output from the second control unit 320 with the reference voltage, an offset is generated in a circuit preceding the second control unit 320 to generate the second control signal. Even if they are superimposed, the second control signal on which the offset is superimposed is compared with the reference voltage. That is, the second control unit 320 selects either the positive adjustment gain or the negative adjustment gain based on the control signal including the generated offset.

一例として、周波数のシフト量が+Δfであり、オフセット誤差に対応する周波数シフト量が+Δfの場合、外部入力信号は、周波数f+Δf−Δfに対応する信号となる。これにより、オフセット誤差が重畳すると、制御信号の周波数シフト量は、+Δfとなるので、発振回路200は、振動子10の発振周波数を高周波数側(正側)にシフトさせる。また、エンコーダ340は、当該制御信号と基準電圧を比較するので、外部入力信号が基準周波数f以下の周波数(f+Δf−Δf)に対応する信号電圧であったとしても、比較結果は、f+Δf>fなので、ハイ電圧を出力する。即ち、増幅部390は、正側調整用ゲインを用いて外部入力信号を増幅する。 For example, when the frequency shift amount is + Δf 1 and the frequency shift amount corresponding to the offset error is + Δf 4 , the external input signal is a signal corresponding to the frequency f 0 + Δf 1 −Δf 4 . As a result, when the offset error is superimposed, the frequency shift amount of the control signal becomes + Δf 1, and the oscillation circuit 200 shifts the oscillation frequency of the vibrator 10 to the high frequency side (positive side). Further, since the encoder 340 compares the control signal with a reference voltage, even if the external input signal is a signal voltage corresponding to a frequency (f 0 + Δf 1 −Δf 4 ) equal to or lower than the reference frequency f 0 , the comparison result Since f 0 + Δf 1 > f 0 , a high voltage is output. That is, the amplifying unit 390 amplifies the external input signal using the positive side adjustment gain.

このように、本実施形態に係る発振装置2000は、増幅部390のゲインと、発振回路200が発振周波数を変更する方向とを、外部入力信号の値にかかわらず対応させて、振動子10の温度特性を適切に補償することができる。また、発振装置2000は、オフセット誤差を低減させる外部入力信号に応じて、振動子10の発振周波数を調整するので、外部入力信号のシフト量に対応する発振周波数で振動子10を発振させることができる。   As described above, the oscillation device 2000 according to the present embodiment associates the gain of the amplification unit 390 with the direction in which the oscillation circuit 200 changes the oscillation frequency regardless of the value of the external input signal. The temperature characteristic can be compensated appropriately. Further, since the oscillation device 2000 adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10 according to the external input signal that reduces the offset error, the vibrator 10 can be oscillated at the oscillation frequency corresponding to the shift amount of the external input signal. it can.

また、本実施形態のエンコーダ340は、ヒステリシスコンパレータを有する例を示す。エンコーダ340は、コンパレータ342と、入力抵抗344と、帰還抵抗346と、インバータ348と、を有する。コンパレータ342、入力抵抗344、および帰還抵抗346は、閾値にヒステリシスを有するヒステリシスコンパレータとして動作する。   Moreover, the encoder 340 of this embodiment shows an example having a hysteresis comparator. The encoder 340 includes a comparator 342, an input resistor 344, a feedback resistor 346, and an inverter 348. The comparator 342, the input resistor 344, and the feedback resistor 346 operate as a hysteresis comparator having hysteresis as a threshold value.

例えば、当該ヒステリシスコンパレータが第1閾値Thおよび第2閾値Thを有し、Th>Thの場合、入力電圧および基準電圧の差分が、第1閾値Thを超えると、出力はロー電圧となる。この場合、入力電圧および基準電圧の差分が、第1閾値Th以下になっても出力はロー電圧を保持し、第2閾値Th以下になってから出力はハイ電圧に切り換わる。また、この場合、入力電圧および基準電圧の差分が、第2閾値Thを超えても出力はハイ電圧を保持し、第1閾値Thを超えてから出力はロー電圧に切り換わる。 For example, if the hysteresis comparator has a first threshold Th H and a second threshold Th L , and Th H > Th L , the output is low when the difference between the input voltage and the reference voltage exceeds the first threshold Th H. Voltage. In this case, even if the difference between the input voltage and the reference voltage becomes equal to or less than the first threshold Th H , the output maintains a low voltage, and after the difference becomes equal to or less than the second threshold Th L , the output switches to the high voltage. In this case, the output maintains the high voltage even when the difference between the input voltage and the reference voltage exceeds the second threshold Th L , and the output switches to the low voltage after exceeding the first threshold Th H.

なお、第1閾値Thおよび第2閾値Thは、入力抵抗344、帰還抵抗346、基準電圧、およびコンパレータ342の電源電圧等によって定めることができる。また、出力フルスケールに対する閾値電圧の差(ヒステリシス)は、入力抵抗344および帰還抵抗346の比率で定めることができる。インバータ348は、このようなヒステリシスコンパレータの論理を反転する。 The first threshold Th H and the second threshold Th L can be determined by the input resistance 344, the feedback resistance 346, the reference voltage, the power supply voltage of the comparator 342, and the like. Further, the difference (hysteresis) of the threshold voltage with respect to the output full scale can be determined by the ratio of the input resistor 344 and the feedback resistor 346. The inverter 348 inverts the logic of such a hysteresis comparator.

以上のエンコーダ340は、外部入力信号が基準電圧と略同一の値において、当該外部入力信号がノイズ等を含んで変動しても、当該変動が第1閾値Thおよび第2閾値Thの差分の範囲内であれば、ノイズの変動を反映させずに安定な論理値を出力できる。このように、エンコーダ340は、外部入力信号が変動してもチャタリングが発生することを防止するので、発振装置2000は、発振周波数のチャタリング発生を防止できる。 In the above encoder 340, even if the external input signal fluctuates including noise or the like when the external input signal is substantially the same value as the reference voltage, the fluctuation is the difference between the first threshold Th H and the second threshold Th L. If it is within the range, a stable logical value can be output without reflecting noise fluctuations. Thus, since the encoder 340 prevents chattering from occurring even when the external input signal fluctuates, the oscillation device 2000 can prevent chattering from occurring at the oscillation frequency.

図11は、本実施形態に係る発振装置2000が出力する発振周波数の一例を示す。図11の横軸は時間、縦軸は外部入力信号と対応する発振周波数を示す。図11は、時間の経過に応じて、外部入力信号が変化し、当該変化した外部入力信号に対応する発振周波数を、発振装置2000が出力する例を示す。発振装置2000は、図9および図10で説明した様に、振動子10の温度特性を補償しつつ、外部入力信号に応じた発振周波数で振動子10を発振させることができる。   FIG. 11 shows an example of the oscillation frequency output from the oscillation device 2000 according to the present embodiment. In FIG. 11, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the oscillation frequency corresponding to the external input signal. FIG. 11 shows an example in which the external input signal changes over time and the oscillation device 2000 outputs an oscillation frequency corresponding to the changed external input signal. As described with reference to FIGS. 9 and 10, the oscillation device 2000 can oscillate the vibrator 10 at an oscillation frequency corresponding to an external input signal while compensating for the temperature characteristics of the vibrator 10.

また、外部入力信号が基準電圧と略同一の値になっても、発振装置2000は、発振周波数を変動させることなく、安定に動作させることができる。例えば、時刻tからtの期間、および時刻tからtの期間においても、発振装置2000は発振周波数のチャタリングの発生を防止できる。以上のように、本実施形態に係る発振装置2000は、外部入力信号の大きさによらず、温度特性を補償しつつ、出力周波数を安定にして振動子10を発振させることができる。 Even if the external input signal has substantially the same value as the reference voltage, the oscillation device 2000 can operate stably without changing the oscillation frequency. For example, the oscillation device 2000 can prevent chattering of the oscillation frequency during the period from time t 3 to t 4 and also during the period from time t 5 to t 6 . As described above, the oscillation device 2000 according to the present embodiment can oscillate the vibrator 10 while stabilizing the output frequency while compensating for the temperature characteristics regardless of the magnitude of the external input signal.

以上の本実施形態に係る発振装置2000は、第1制御部310および第2制御部320が、それぞれn次成分発生部を有する例を説明したが、これに限定されることはない。第1制御部310および/または第2制御部320は、少なくとも3次成分発生部を有し、少なくとも3次の温度電圧特性を発生させてよい。   In the oscillation device 2000 according to the present embodiment described above, the first control unit 310 and the second control unit 320 each have an n-order component generation unit, but the present invention is not limited to this. The first controller 310 and / or the second controller 320 may include at least a third-order component generator, and may generate at least a third-order temperature voltage characteristic.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10 振動子、20 温度検出部、32 入力端子、34 出力端子、36 基準電圧入力端子、100 発振制御装置、110 第1容量制御部、120 第2容量制御部、130 比較部、140 第3容量制御部、200 発振回路、210 第1可変容量部、220 第2可変容量部、230 第3可変容量部、240 第4可変容量部、250 抵抗、260 増幅部、300 発振制御装置、310 第1制御部、320 第2制御部、330 基準電圧生成部、340 エンコーダ、342 コンパレータ、344 入力抵抗、346 帰還抵抗、348 インバータ、350 n次成分発生部、351 1次成分発生部、352 2次成分発生部、353 3次成分発生部、360 第1加算部、370 n次成分発生部、371 1次成分発生部、372 2次成分発生部、373 3次成分発生部、380 第2加算部、390 増幅部、1000 発振装置、2000 発振装置 10 vibrator, 20 temperature detection unit, 32 input terminal, 34 output terminal, 36 reference voltage input terminal, 100 oscillation control device, 110 first capacitance control unit, 120 second capacitance control unit, 130 comparison unit, 140 third capacitance Control unit, 200 oscillation circuit, 210 first variable capacitance unit, 220 second variable capacitance unit, 230 third variable capacitance unit, 240 fourth variable capacitance unit, 250 resistor, 260 amplification unit, 300 oscillation control device, 310 first Control unit, 320 second control unit, 330 reference voltage generation unit, 340 encoder, 342 comparator, 344 input resistance, 346 feedback resistance, 348 inverter, 350 n-order component generation unit, 351 primary component generation unit, 352 secondary component Generation unit, 353 Third-order component generation unit, 360 First addition unit, 370 n-order component generation unit, 371 Primary-component generation unit 372 secondary component generating portion, 373 cubic component generating unit, 380 second adding unit, 390 amplifier unit, 1000 oscillator 2000 oscillating device

Claims (11)

温度検出部の温度検出結果に基づき、振動子の発振周波数を制御する第1制御信号を生成する第1制御部と、
フィードバック信号を生成するエンコーダと、
前記温度検出部の前記温度検出結果と、外部から入力する外部入力信号と、前記フィードバック信号とに基づき、前記振動子の発振周波数を制御する第2制御信号を生成する第2制御部と、
前記第1制御信号および前記第2制御信号に基づき、前記振動子の発振周波数を設定する発振回路と、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
を備え、
前記エンコーダは、前記第2制御信号と前記基準電圧とを比較することにより、前記フィードバック信号を生成し、
前記第2制御部は、
前記外部入力信号を増幅する増幅部を有し、
前記温度検出結果と、前記第2制御信号および前記基準電圧の比較結果とに基づき、前記増幅部の増幅率を切り換える、
発振制御装置。
A first control unit that generates a first control signal for controlling the oscillation frequency of the vibrator based on the temperature detection result of the temperature detection unit;
An encoder that generates a feedback signal;
A second control unit that generates a second control signal for controlling an oscillation frequency of the vibrator based on the temperature detection result of the temperature detection unit, an external input signal input from the outside, and the feedback signal;
An oscillation circuit for setting an oscillation frequency of the vibrator based on the first control signal and the second control signal;
A reference voltage generator for generating a reference voltage;
With
The encoder generates the feedback signal by comparing the second control signal and the reference voltage ;
The second controller is
An amplification unit for amplifying the external input signal;
Based on the temperature detection result and the comparison result of the second control signal and the reference voltage, the amplification factor of the amplification unit is switched.
Oscillation control device.
前記エンコーダは、前記基準電圧および前記第2制御信号の差分を示すデジタルデータを出力し、
前記第2制御部は、前記デジタルデータが前記フィードバック信号として入力される、請求項1に記載の発振制御装置。
The encoder outputs digital data indicating a difference between the reference voltage and the second control signal;
The oscillation control apparatus according to claim 1, wherein the second control unit receives the digital data as the feedback signal.
前記エンコーダは、前記基準電圧および前記第2制御信号の差分と、閾値との比較結果に基づき、前記デジタルデータに変換し、
前記閾値のレベルは、ヒステリシスを有する、請求項2に記載の発振制御装置。
The encoder converts the difference between the reference voltage and the second control signal and a comparison result with a threshold value into the digital data,
The oscillation control apparatus according to claim 2, wherein the threshold level has hysteresis.
前記エンコーダは、ヒステリシスコンパレータを有する、請求項3に記載の発振制御装置。   The oscillation control device according to claim 3, wherein the encoder includes a hysteresis comparator. 前記発振回路は、
前記第1制御信号に基づき、容量値を変更する第1可変容量部と、
前記第2制御信号に基づき、容量値を変更する第2可変容量部と、
を有し、
前記第1可変容量部および前記第2可変容量部の容量に基づき、前記振動子の発振周波数を設定する、請求項1から4のいずれか一項に記載の発振制御装置。
The oscillation circuit is
A first variable capacitance unit that changes a capacitance value based on the first control signal;
A second variable capacitance unit that changes a capacitance value based on the second control signal;
Have
5. The oscillation control device according to claim 1, wherein an oscillation frequency of the vibrator is set based on capacitances of the first variable capacitance unit and the second variable capacitance unit.
前記増幅部は、増幅した前記外部入力信号を前記第2制御信号として出力する、請求項1から5のいずれか一項に記載の発振制御装置。 6. The oscillation control device according to claim 1, wherein the amplification unit outputs the amplified external input signal as the second control signal. 7. 前記第2制御部は、前記温度検出結果と、前記第2制御信号および前記基準電圧の前記比較結果とに対応する、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性と、を加算する第2加算部を有し、
前記第2加算部の加算結果に応じて、前記増幅部の増幅率を切り換える、請求項1から6のいずれか一項に記載の発振制御装置。
The second control unit adds the nth-order temperature voltage characteristic with a reference temperature as an origin corresponding to the temperature detection result and the comparison result of the second control signal and the reference voltage. An adder,
In response to said second adding section of the addition result, switches the amplification factor of the amplifying unit, the oscillation control device according to any one of claims 1 to 6.
前記第1制御部は、
前記温度検出結果に応じて、前記基準温度を原点としたn次の温度電圧特性を加算する第1加算部を有し、
前記第1加算部の加算結果を前記第1制御信号とする、請求項に記載の発振制御装置。
The first controller is
In accordance with the temperature detection result, a first addition unit that adds an nth-order temperature voltage characteristic with the reference temperature as an origin,
The oscillation control device according to claim 7 , wherein an addition result of the first addition unit is the first control signal.
前記温度電圧の次数nは、1以上の自然数である請求項またはに記載の発振制御装置。 The oscillation control device according to claim 7 or 8 , wherein the order n of the temperature voltage is a natural number of 1 or more. 前記振動子と、
前記振動子の温度を検出する温度検出部と、
外部からの前記外部入力信号が入力する入力端子と、
請求項1からのいずれか一項に記載の発振制御装置と、
を備える
発振装置。
The vibrator;
A temperature detector for detecting the temperature of the vibrator;
An input terminal to which the external input signal from the outside is input;
The oscillation control device according to any one of claims 1 to 9 ,
An oscillation device comprising:
前記振動子は、水晶振動子である請求項10に記載の発振装置。 The oscillation device according to claim 10 , wherein the vibrator is a crystal vibrator.
JP2017026929A 2016-03-22 2017-02-16 Oscillation control device and oscillation device Active JP6339252B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/464,351 US10193557B2 (en) 2016-03-22 2017-03-21 Oscillation control apparatus and oscillation apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016057118 2016-03-22
JP2016057118 2016-03-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017175607A JP2017175607A (en) 2017-09-28
JP6339252B2 true JP6339252B2 (en) 2018-06-06

Family

ID=59972506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017026929A Active JP6339252B2 (en) 2016-03-22 2017-02-16 Oscillation control device and oscillation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6339252B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023234141A1 (en) * 2022-05-31 2023-12-07 株式会社大真空 Temperature-compensation-type piezoelectric oscillator

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000183648A (en) * 1998-12-10 2000-06-30 Toyo Commun Equip Co Ltd Piezo-oscillator having frequency correcting function
JP2010183366A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Epson Toyocom Corp Temperature compensated oscillation circuit
JP5299628B2 (en) * 2009-03-18 2013-09-25 セイコーエプソン株式会社 Temperature compensated voltage generation circuit, temperature compensated oscillation circuit
JP6326216B2 (en) * 2013-11-01 2018-05-16 日本電波工業株式会社 Oscillator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017175607A (en) 2017-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8058941B2 (en) Voltage control type temperature compensation piezoelectric oscillator
JP5839884B2 (en) Temperature compensated crystal oscillator
WO2011077705A1 (en) Oscillation device
JP2010200289A (en) Reference frequency control circuit
JP2007104162A (en) Manufacturing method of crystal oscillator, and crystal oscillator
JP6680615B2 (en) Adjusting device, adjusting method, and oscillating device
JP6339252B2 (en) Oscillation control device and oscillation device
US10193557B2 (en) Oscillation control apparatus and oscillation apparatus
JP6377192B2 (en) Temperature compensated crystal oscillator
JP5299628B2 (en) Temperature compensated voltage generation circuit, temperature compensated oscillation circuit
JP5103230B2 (en) Voltage-controlled surface acoustic wave oscillator
JP5465891B2 (en) Crystal oscillation circuit
JP2014197746A (en) Crystal oscillator
JP5556928B2 (en) Temperature compensated voltage generation circuit, temperature compensated oscillation circuit
JP5129092B2 (en) Voltage controlled oscillator
US8610513B2 (en) Crystal oscillator
JP2016082472A (en) Oscillator and calibration method thereof
JP2010161437A (en) Temperature compensated piezoelectric oscillator
JP6191071B2 (en) Frequency control circuit, oscillation circuit, and oscillator
CN102739242A (en) Generation of bezier curve as control signal for oscillating circuit
JP2010161532A (en) Piezoelectric oscillator
WO2020067341A1 (en) Temperature compensation circuit and temperature compensation crystal oscillator
JP5918546B2 (en) Temperature compensated crystal oscillator
WO2020066672A1 (en) Temperature compensation circuit and temperature compensated crystal oscillator
JP6180846B2 (en) Crystal oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180313

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180410

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180509

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6339252

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350