JP6680615B2 - Adjusting device, adjusting method, and oscillating device - Google Patents

Adjusting device, adjusting method, and oscillating device Download PDF

Info

Publication number
JP6680615B2
JP6680615B2 JP2016105242A JP2016105242A JP6680615B2 JP 6680615 B2 JP6680615 B2 JP 6680615B2 JP 2016105242 A JP2016105242 A JP 2016105242A JP 2016105242 A JP2016105242 A JP 2016105242A JP 6680615 B2 JP6680615 B2 JP 6680615B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
unit
adjusting
output
signal
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
JP2016105242A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017212637A (en
Inventor
克彦 打浪
克彦 打浪
晴彦 丸
晴彦 丸
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 JP2016105242A priority Critical patent/JP6680615B2/en
Publication of JP2017212637A publication Critical patent/JP2017212637A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6680615B2 publication Critical patent/JP6680615B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

本発明は、調整装置、調整方法、および発振装置に関する。   The present invention relates to an adjusting device, an adjusting method, and an oscillator.

従来、振動子を発振させる発振回路は、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(例えば、特許文献1および2参照)。
特許文献1 特開平11−68461号公報
特許文献2 特開2006−74288号公報
Conventionally, an oscillation circuit that oscillates a vibrator adjusts the oscillation frequency using a compensation circuit that compensates for the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-68461, Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-74288

しかしながら、振動子は高次の周波数温特成分をもち、その周波数温特成分は素子固有にばらつくので、高精度に温度特性を補償することは困難であった。このような発振回路では、例えば、±0.1ppm以内といった、恒温槽付水晶発振器(OCXO:Oven Controlled Crystal Oscillator)と同等程度の周波数安定度に温度特性を補償することは、困難であった。   However, since the oscillator has a high-order frequency temperature characteristic component, and the frequency temperature characteristic component varies uniquely to the element, it is difficult to accurately compensate the temperature characteristic. In such an oscillator circuit, for example, it is difficult to compensate the temperature characteristic within ± 0.1 ppm to a frequency stability equivalent to that of a crystal oscillator with an oven (OCXO) (OCXO: Open Controlled Crystal Oscillator).

本発明の第1の態様においては、発振器の制御電圧を調整する調整装置であって、温度検出部の出力を調整する第1調整部と、第1調整部が調整した温度検出部の出力に応じて、発振器を温度補償する第1温度補償信号を出力する第1温度補償部と、温度検出部の出力を第1調整部とは独立に調整する第2調整部と、第2調整部が調整した温度検出部の出力に応じて、発振器を温度補償する第2温度補償信号を出力する第2温度補償部と、第1温度補償信号および第2温度補償信号を加算して制御電圧を出力する加算部と、を備える調整装置を提供する。   In the first aspect of the present invention, there is provided an adjusting device for adjusting a control voltage of an oscillator, comprising: a first adjusting unit for adjusting an output of the temperature detecting unit; and an output of the temperature detecting unit adjusted by the first adjusting unit. Accordingly, a first temperature compensating unit that outputs a first temperature compensating signal that temperature-compensates the oscillator, a second adjusting unit that adjusts the output of the temperature detecting unit independently of the first adjusting unit, and a second adjusting unit are provided. In accordance with the adjusted output of the temperature detecting unit, a second temperature compensating unit that outputs a second temperature compensating signal that temperature-compensates the oscillator and a first temperature compensating signal and a second temperature compensating signal are added to output a control voltage. An adjusting device including:

本発明の第2の態様においては、発振器の制御電圧を調整する調整方法であって、温度検出部の出力を第1調整することと、第1調整した温度検出部の出力に応じて、発振器を温度補償する第1温度補償信号を出力することと、温度検出部の出力を第1調整とは独立に第2調整することと、第2調整した温度検出部の出力に応じて、発振器を温度補償する第2温度補償信号を出力することと、第1温度補償信号および第2温度補償信号を加算して制御電圧を出力することと、を備える調整方法を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an adjusting method of adjusting a control voltage of an oscillator, comprising: first adjusting an output of a temperature detecting unit; and adjusting the output of the temperature detecting unit according to the first adjustment. To output a first temperature compensation signal for temperature compensation, to adjust the output of the temperature detection unit to the second adjustment independently of the first adjustment, and to output the oscillator according to the output of the second adjusted temperature detection unit. There is provided an adjusting method comprising: outputting a second temperature compensation signal for temperature compensation; and adding a first temperature compensation signal and a second temperature compensation signal to output a control voltage.

本発明の第3の態様においては、振動子を有する発振器と、振動子の温度を検出する温度検出部と、第1の態様の調整装置と、調整装置が出力する制御電圧に応じた周波数で、発振器を発振させる発振回路と、を備える発振装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, an oscillator having an oscillator, a temperature detecting unit for detecting the temperature of the oscillator, an adjusting device according to the first aspect, and a frequency according to a control voltage output by the adjusting device. And an oscillation circuit that oscillates the oscillator.

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。   Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the invention. Further, 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の構成例を示す。A configuration example of the oscillator 1000 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る振動子10の発振周波数の温度特性の一例を示す。An example of temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10 according to the present embodiment will be shown. 変曲点のばらつきを有する振動子10の発振周波数の温度特性の一例を示す。An example of the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator 10 having the variation of the inflection point will be shown. 検出感度のばらつきを有する温度センサの制御電圧Vの一例を示す。An example of the control voltage V C of the temperature sensor having variations in detection sensitivity is shown. 本実施形態に係る調整装置100の構成例を、温度検出部40および参照電圧発生部50と共に示す。A configuration example of the adjustment device 100 according to the present embodiment is shown together with the temperature detection unit 40 and the reference voltage generation unit 50. 本実施形態に係る調整装置100の変形例を示す。The modification of the adjusting device 100 which concerns on this embodiment 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 of the combinations of features described in the embodiments are essential to the solving means of the invention.

図1は、本実施形態に係る発振装置1000の構成例を示す。発振装置1000は、振動子の発振周波数の温度特性を、恒温槽付水晶発振器と同等程度に補償する。発振装置1000は、振動子10と、発振回路20と、温度検出部40と、調整装置100と、を備える。   FIG. 1 shows a configuration example of an oscillator 1000 according to this embodiment. The oscillator 1000 compensates the temperature characteristic of the oscillation frequency of the oscillator to the same degree as that of a crystal oscillator with a constant temperature oven. The oscillation device 1000 includes the vibrator 10, the oscillation circuit 20, the temperature detection unit 40, and the adjustment device 100.

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、振動子10毎に、バラツキを有する。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 by a piezoelectric effect that is deformed by application of an electric field. The oscillator 10 is, for example, a crystal oscillator 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 the connected circuit. The vibrator 10 may be formed by being cut in an orientation called AT. The oscillation frequency of the vibrator 10 changes according to the temperature of the vibrator 10. Further, the oscillation frequency of the vibrator 10 varies from one vibrator 10 to another. The oscillator 1000 adjusts the oscillation frequency of the vibrator 10.

発振回路20は、振動子10に接続され、制御電圧に応じた周波数で当該振動子10を発振させて、発振した周波数信号を外部に出力する。発振回路20は、振動子10を共振器として用いてよい。また、発振回路20は、振動子10に接続され、入力する制御電圧に応じて容量を変化させる可変容量素子を有してよく、容量の変化に応じて発振周波数を変化させてよい。このような、振動子10および発振回路20は、制御電圧に応じた周波数で発振する発振器30として機能する。発振器30は、一例として、VCXO(Voltage Controlled Xtal Oscillator)である。   The oscillator circuit 20 is connected to the oscillator 10, oscillates the oscillator 10 at a frequency according to the control voltage, and outputs the oscillated frequency signal to the outside. The oscillator circuit 20 may use the vibrator 10 as a resonator. Further, the oscillator circuit 20 may include a variable capacitance element that is connected to the vibrator 10 and that changes its capacitance in accordance with the input control voltage, and may change its oscillation frequency in accordance with the change in capacitance. The vibrator 10 and the oscillation circuit 20 as described above function as an oscillator 30 that oscillates at a frequency according to the control voltage. The oscillator 30 is, for example, a VCXO (Voltage Controlled Xtal Oscillator).

温度検出部40は、振動子10の温度を検出する。温度検出部40は、振動子10の周囲の温度を検出する1または複数の温度センサを有してよい。温度センサは、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。   The temperature detector 40 detects the temperature of the vibrator 10. The temperature detector 40 may include one or a plurality of temperature sensors that detect the temperature around the vibrator 10. The temperature sensor may contact the vibrator 10 to detect the temperature of the vibrator 10, or may instead detect the temperature of the vibrator 10 in a non-contact manner.

調整装置100は、温度検出部40の検出結果に応じて、発振器30の制御電圧を調整する。調整装置100は、振動子10の温度特性を補償するように、制御電圧を調整する。調整装置100が調整する振動子10の温度特性について、次に説明する。   The adjustment device 100 adjusts the control voltage of the oscillator 30 according to the detection result of the temperature detection unit 40. The adjusting device 100 adjusts the control voltage so as to compensate the temperature characteristic of the vibrator 10. Next, the temperature characteristics of the vibrator 10 adjusted by the adjusting device 100 will be described.

図2は、振動子10の発振周波数の温度特性の一例を示す。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Bechmannカーブと呼ばれる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。即ち、基準温度Tは、温度特性の変曲点となる。振動子10は、一例として、−40℃から90℃の範囲で、15ppm程度の変動を有する。 FIG. 2 shows an example of temperature characteristics of the oscillation frequency of the vibrator 10. The horizontal axis of FIG. 2 represents temperature and the vertical axis represents oscillation frequency. A curve A in FIG. 2 shows an example of the temperature characteristic of the AT-cut vibrator 10, and has a characteristic that can be approximated to a temperature by a cubic function called a Bechmann curve. For example, in the vibrator 10 having the reference frequency f 0 at the reference temperature T 0 , the oscillation frequency fluctuates 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. That is, the reference temperature T 0 is an inflection point of the temperature characteristic. As an example, the oscillator 10 has a fluctuation of about 15 ppm in the range of -40 ° C to 90 ° C.

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、調整装置100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。調整装置100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。調整装置100は、例えば、制御電圧を調整して、温度検出部40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、調整装置100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 in advance by measurement or the like, the adjustment device 100 can compensate for fluctuations in the oscillation frequency of the vibrator 10. The adjusting device 100 uses, for example, a curve B having an inverse 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. The adjusting device 100 adjusts the control voltage, for example, to obtain the difference between the frequency f B (T) on the curve B and the frequency f A (T) on the curve A with respect to the temperature T detected by the temperature detecting unit 40. Only change the oscillation frequency. As a result, the adjusting device 100 can stabilize the oscillation frequency of the vibrator 10 to a substantially constant frequency as indicated by the straight line C.

このような振動子10の周波数温度特性は、一例として、次式のように示すことができる。なお、振動子10の周波数をf、周波数変動幅をΔf(=f−f)であり、A、A、およびAは係数である。また、(数1)式は、温度Tの3次関数で周波数温度特性を示す例であるが、より近似の精度を高める場合、更に高次の成分を追加してよい。

Figure 0006680615
The frequency-temperature characteristic of the vibrator 10 can be expressed by the following equation, for example. The frequency of the vibrator 10 is f, the frequency fluctuation width is Δf (= f−f 0 ), and A 3 , A 1 , and A 0 are coefficients. Further, although the expression (1) is an example in which the frequency-temperature characteristic is represented by a cubic function of the temperature T, a higher-order component may be added to improve the approximation accuracy.
Figure 0006680615

ここで、発振器30の制御電圧をVとし、制御電圧−発振周波数特性が(数2)式で近似できる場合を考える。この場合、調整装置100が制御電圧Vを(数3)式のように調整できれば、図2で説明したように、発振周波数の温度特性を相殺して補償することができる。

Figure 0006680615
Figure 0006680615
Here, consider a case where the control voltage of the oscillator 30 is V C and the control voltage-oscillation frequency characteristic can be approximated by the formula (2). In this case, if the adjusting device 100 can adjust the control voltage V C according to the equation (3), the temperature characteristic of the oscillation frequency can be canceled and compensated as described in FIG.
Figure 0006680615
Figure 0006680615

なお、B、B、およびBは係数であり、この場合、調整装置100は、A=−α・B、A=−α・B、およびA=−α・Bとなるように、制御電圧Vを調整する。 Note that B 3 , B 1 , and B 0 are coefficients, and in this case, the adjusting device 100 causes A 3 = −α · B 3 , A 1 = −α · B 1 , and A 0 = −α · B. The control voltage V C is adjusted so that it becomes zero .

このような調整装置100の調整により、発振周波数の温度特性を向上させることができる。しかしながら、実際の発振装置1000は、当該装置に含まれる素子に特性のばらつき等を有するので、調整装置100が制御電圧Vを(数3)式のように調整しても、更に高精度な安定動作を実現することは困難である。 By adjusting the adjusting device 100 as described above, the temperature characteristic of the oscillation frequency can be improved. However, since the actual oscillation device 1000 has variations in the characteristics of the elements included in the device, even if the adjustment device 100 adjusts the control voltage V C according to the formula (3), higher accuracy is achieved. It is difficult to realize stable operation.

例えば、振動子10は変曲点のばらつきを有することがあり、また、温度検出部40の温度センサは検出感度のばらつきを有することがある。これらの素子固有のばらつきは、発振周波数の安定度を悪化させる要因となっていた。   For example, the vibrator 10 may have inflection point variations, and the temperature sensor of the temperature detection unit 40 may have detection sensitivity variations. The variation inherent in these elements has been a factor that deteriorates the stability of the oscillation frequency.

例えば、温度センサの感度は、温度Tに対して1次の温度特性を有するので、温度センサの出力Vtsens(T)は、(数4)式のように示すことができる。なお、aおよびbは、温度センサに固有の係数である。この場合、(数3)式の制御電圧Vは、(数5)式のように示される。

Figure 0006680615
Figure 0006680615
For example, since the sensitivity of the temperature sensor has a first-order temperature characteristic with respect to the temperature T, the output Vtsens (T) of the temperature sensor can be expressed by the equation (4). Note that a and b are coefficients unique to the temperature sensor. In this case, the control voltage V C in the equation (3) is expressed as in the equation (5).
Figure 0006680615
Figure 0006680615

一方、振動子10の変曲点Tにばらつきが生じた場合、当該ばらつきの温度をΔTとすると、(数1)式は(数6)式のように示すことができる。また、(数6)式の振動子10の周波数温度特性に対応する制御電圧Vは、(数7)式のように示すことができる。

Figure 0006680615
Figure 0006680615
On the other hand, when variation occurs in the inflection point T 0 of the vibrator 10, the temperature of the variation is ΔT 0 , the equation (1) can be expressed as the equation (6). Further, the control voltage V C corresponding to the frequency-temperature characteristic of the vibrator 10 of the formula (6) can be expressed as the formula (7).
Figure 0006680615
Figure 0006680615

図3は、(数6)式で示されるような、変曲点のばらつきを有する振動子10の発振周波数の温度特性の一例を示す。図3の横軸は温度、縦軸は発振周波数の変動率Δf/fを示す。図3の実線は、変曲点Tが28℃の場合の温度特性の一例を示し、点線は、変曲点Tが33℃の場合の温度特性の一例を示す。このような振動子10の変曲点Tのばらつきは、図3のような温度−発振周波数のグラフで考えた場合、横軸方向のずれ(シフト)に相当する。 FIG. 3 shows an example of the temperature characteristic of the oscillation frequency of the vibrator 10 having the variation of the inflection point as shown by the equation (6). In FIG. 3, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents the fluctuation rate Δf / f of the oscillation frequency. The solid line in FIG. 3 shows an example of the temperature characteristic when the inflection point T 0 is 28 ° C., and the dotted line shows an example of the temperature characteristic when the inflection point T 0 is 33 ° C. Such variation in the inflection point T 0 of the vibrator 10 corresponds to a shift in the horizontal axis direction when considered in the graph of temperature-oscillation frequency as shown in FIG.

図3の例のように、変曲点Tの5℃のずれに対して、発振周波数は数ppm変動することがわかる。このような変曲点Tのずれが生じると、調整装置100が(数3)式に示す制御電圧Vを出力しても、当該変動を高精度に温度補償をすることが困難になってしまう。即ち、調整装置100は、(数3)式に代えて、(数7)式に示す制御電圧Vを出力することが望ましい。 As in the example of FIG. 3, it can be seen that the oscillation frequency fluctuates by several ppm with respect to the deviation of the inflection point T 0 by 5 ° C. When such a deviation of the inflection point T 0 occurs, it becomes difficult to perform temperature compensation of the fluctuation with high accuracy even if the adjusting device 100 outputs the control voltage V C shown in the equation (3). Will end up. That is, it is desirable that the adjusting device 100 output the control voltage V C shown in the formula (7) instead of the formula (3).

なお、このように振動子10の変曲点Tがばらついた場合、(数4)式の温度センサの出力Vtsens(T)は、(数8)式のように示すことができる。したがって、(数7)式の制御電圧Vは、(数9)式のように示される。

Figure 0006680615
Figure 0006680615
When the inflection point T 0 of the vibrator 10 varies in this way, the output Vtsens (T) of the temperature sensor of the formula (4) can be expressed as the formula (8). Therefore, the control voltage V C of the expression (7) is expressed as the expression (9).
Figure 0006680615
Figure 0006680615

ここで、(数8)式は、次式のように展開して変形できる。

Figure 0006680615
Here, the equation (8) can be expanded and transformed as the following equation.
Figure 0006680615

(数10)式と(数4)式とを比較することにより、変曲点Tのずれが、温度センサの出力Vtsens(T)に−a・ΔTの項を生じさせることがわかる。即ち、振動子10の変曲点Tのずれは、温度センサの出力Vtsens(T)にDCオフセット電圧を発生させることになる。したがって、調整装置100は、温度センサのDCオフセット電圧を調整することで、振動子10の変曲点Tのずれの影響を低減させることができる。 By comparing the equation (10) and the equation (4), it can be seen that the shift of the inflection point T 0 causes a term of −a · ΔT 0 in the output Vtsens (T) of the temperature sensor. That is, the shift of the inflection point T 0 of the vibrator 10 causes a DC offset voltage to be generated in the output Vtsens (T) of the temperature sensor. Therefore, the adjusting device 100 can reduce the influence of the shift of the inflection point T 0 of the vibrator 10 by adjusting the DC offset voltage of the temperature sensor.

なお、温度センサは、一次温度特性傾き、即ち、温度検出感度がばらつくこともある。温度センサの感度は、(数4)式の傾きaなので、当該傾きaにばらつきΔaが発生した場合、(数4)式は次式のように示される。

Figure 0006680615
The temperature sensor may have a variation in the primary temperature characteristic gradient, that is, the temperature detection sensitivity. Since the sensitivity of the temperature sensor is the slope a of the formula (4), when the variation Δa occurs in the slope a, the formula (4) is expressed by the following formula.
Figure 0006680615

(数11)式からVtsens(T)−bを計算して(数9)式に代入することにより、次式を算出する。即ち、温度センサの検出感度aにばらつきΔaが発生すると、制御電圧VにΔaに応じた変動が生じてしまうことがわかる。

Figure 0006680615
The following formula is calculated by calculating Vtsens (T) -b from the formula (11) and substituting it into the formula (9). That is, it can be seen that when the variation Δa occurs in the detection sensitivity a of the temperature sensor, the control voltage V C varies according to Δa.
Figure 0006680615

図4は、検出感度のばらつきを有する温度センサの制御電圧Vの一例を示す。図3の横軸は温度、縦軸は制御電圧Vを示す。図4の実線は、検出感度のばらつきΔaが0の場合((a+Δa)/a:100%)の制御電圧Vの一例を示す。また、点線は、検出感度のばらつきΔaが0.05aの場合((a+Δa)/a:105%)の制御電圧Vの一例を示す。温度センサの検出感度aに5%程度のばらつきΔaが発生すると、制御電圧Vは、30%に至る変動が生じることがあることがわかる。 FIG. 4 shows an example of the control voltage V C of the temperature sensor having variations in detection sensitivity. In FIG. 3, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents control voltage V C. The solid line in FIG. 4 shows an example of the control voltage V C when the detection sensitivity variation Δa is 0 ((a + Δa) / a: 100%). The dotted line shows an example of the control voltage V C when the detection sensitivity variation Δa is 0.05a ((a + Δa) / a: 105%). It can be seen that when a variation Δa of about 5% occurs in the detection sensitivity a of the temperature sensor, the control voltage V C may vary up to 30%.

そこで、本実施形態に係る調整装置100は、このような素子固有のばらつきを含めて補償し、発振器30の周波数安定度を高精度に安定化させるように制御電圧Vを調整する。このような調整装置100について、次に説明する。 Therefore, the adjusting device 100 according to the present embodiment adjusts the control voltage V C so as to compensate for such element-specific variations and stabilize the frequency stability of the oscillator 30 with high accuracy. Such an adjusting device 100 will be described next.

図5は、本実施形態に係る調整装置100の構成例を、温度検出部40および参照電圧発生部50と共に示す。図5は、温度検出部40が発振器30の温度を検出する1つの第1温度センサ42を有する例を示す。また、予め定められた参照電圧を出力する参照電圧発生部50が調整装置100の外部に設けられる例を示す。調整装置100は、第1温度センサ42の温度検出結果および参照電圧発生部50の参照電圧に基づき、発振器30を高精度に安定化させる制御電圧Vを出力する。調整装置100は、第1調整部110と、第1温度補償部120と、第2調整部130と、第2温度補償部140と、加算部150と、を備える。 FIG. 5 shows a configuration example of the adjustment device 100 according to the present embodiment, together with the temperature detection unit 40 and the reference voltage generation unit 50. FIG. 5 shows an example in which the temperature detection unit 40 has one first temperature sensor 42 that detects the temperature of the oscillator 30. In addition, an example is shown in which the reference voltage generation unit 50 that outputs a predetermined reference voltage is provided outside the adjustment device 100. The adjusting device 100 outputs the control voltage V C that stabilizes the oscillator 30 with high accuracy based on the temperature detection result of the first temperature sensor 42 and the reference voltage of the reference voltage generating unit 50. The adjusting device 100 includes a first adjusting unit 110, a first temperature compensating unit 120, a second adjusting unit 130, a second temperature compensating unit 140, and an adding unit 150.

第1調整部110は、温度検出部40の出力を調整する。第1調整部110は、第1温度センサ42の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を調整する。本実施形態において、第1調整部110は、第1温度センサ42のオフセット電圧を調整する例を説明する。即ち、第1調整部110は、(数10)式で示すような第1温度センサ42のオフセット電圧−a・ΔTを調整することにより、振動子10の変曲点のばらつきΔTを調整する。 The first adjustment unit 110 adjusts the output of the temperature detection unit 40. The first adjustment unit 110 adjusts at least one of the detection sensitivity and the offset of the first temperature sensor 42. In the present embodiment, an example will be described in which the first adjustment unit 110 adjusts the offset voltage of the first temperature sensor 42. That is, the first adjustment unit 110 adjusts the variation ΔT 0 of the inflection point of the vibrator 10 by adjusting the offset voltage −a · ΔT 0 of the first temperature sensor 42 as expressed by the equation (10). To do.

第1調整部110は、調整量のうち少なくとも一部が外部から調整可能でよい。第1調整部110は、第1温度センサ42の検出感度およびオフセット電圧の少なくとも一方の調整量を、外部から調整可能であることが望ましい。例えば、第1調整部110は、外部からの制御信号に応じて、検出感度およびオフセット電圧の少なくとも一方の調整量を調節する調節回路を有する。これに代えて、第1調整部110は、予め複数の調節量を記憶する記憶部を有し、外部からの制御信号に応じて、一の調整量を選択して調節量として採用する選択回路を有してよい。   At least a part of the adjustment amount of the first adjustment unit 110 may be adjustable from the outside. It is desirable that the first adjustment unit 110 be able to externally adjust the adjustment amount of at least one of the detection sensitivity of the first temperature sensor 42 and the offset voltage. For example, the first adjustment unit 110 has an adjustment circuit that adjusts the adjustment amount of at least one of the detection sensitivity and the offset voltage according to a control signal from the outside. Instead of this, the first adjustment unit 110 has a storage unit that stores a plurality of adjustment amounts in advance, and a selection circuit that selects one adjustment amount according to a control signal from the outside and adopts it as the adjustment amount. May have.

第1温度補償部120は、第1調整部110が調整した温度検出部40の出力に応じて、発振器30を温度補償する第1温度補償信号を出力する。第1温度補償部120は、変曲点のばらつきΔTを調整した第1調整部110の出力に基づき、当該振動子10の温度特性を補償する第1温度補償信号を生成して出力する。第1温度補償部120は、第1温度から第2温度までの温度範囲において、発振器30を温度補償するための第1温度補償信号を出力する。一例として、第1温度は−40℃、第2温度は+90℃である。 The first temperature compensating unit 120 outputs a first temperature compensation signal for compensating the temperature of the oscillator 30 according to the output of the temperature detecting unit 40 adjusted by the first adjusting unit 110. The first temperature compensation unit 120 generates and outputs a first temperature compensation signal that compensates for the temperature characteristic of the vibrator 10 based on the output of the first adjustment unit 110 that has adjusted the variation ΔT 0 of the inflection point. The first temperature compensation unit 120 outputs a first temperature compensation signal for temperature compensating the oscillator 30 in the temperature range from the first temperature to the second temperature. As an example, the first temperature is -40 ° C and the second temperature is + 90 ° C.

第1温度補償部120は、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性を有する信号を第1温度補償信号として出力する。例えば、第1温度補償部120は、互いに異なる次数の温度電圧特性を有する信号を生成する複数の生成回路を有し、複数の生成回路のうち一の生成回路は、3次の温度電圧特性を有する信号を出力する。第1温度補償部120は、少なくとも、3次の温度電圧特性を有する信号を生成して出力し、図2で説明したような、振動子10の温度特性を相殺する。また、第1温度補償部120は、3次以外の複数の次数の温度電圧特性を有する信号を生成して出力することが望ましい。   The first temperature compensation unit 120 outputs a signal having an nth-order temperature-voltage characteristic with the reference temperature as an origin, as a first temperature compensation signal. For example, the first temperature compensation unit 120 includes a plurality of generation circuits that generate signals having temperature-voltage characteristics of different orders, and one generation circuit of the plurality of generation circuits has a third-order temperature-voltage characteristic. Output the signal having. The first temperature compensating unit 120 generates and outputs a signal having at least a third-order temperature-voltage characteristic, and cancels the temperature characteristic of the vibrator 10 as described with reference to FIG. Further, it is desirable that the first temperature compensation unit 120 generate and output a signal having temperature-voltage characteristics of a plurality of orders other than the third order.

図5は、第1温度補償部120が、第0成分生成回路121、第1成分生成回路122、第3成分生成回路123、第4成分生成回路124、および第5成分生成回路125を有する例を示す。第0成分生成回路121は、0次の温度電圧特性を有する信号成分を生成して出力する。第1成分生成回路122は、1次の温度電圧特性を有する信号成分を生成して出力する。同様に、第3成分生成回路123、第4成分生成回路124、および第5成分生成回路125は、3次、4次、および5次の温度電圧特性を有する信号成分をそれぞれ生成して出力する。なお、第1温度補償部120は、6次以上の温度電圧特性を有する信号成分を生成して出力する回路を備えてもよい。   FIG. 5 is an example in which the first temperature compensating unit 120 includes a zeroth component generating circuit 121, a first component generating circuit 122, a third component generating circuit 123, a fourth component generating circuit 124, and a fifth component generating circuit 125. Indicates. The 0th component generation circuit 121 generates and outputs a signal component having a zero-order temperature-voltage characteristic. The first component generation circuit 122 generates and outputs a signal component having a primary temperature-voltage characteristic. Similarly, the third component generation circuit 123, the fourth component generation circuit 124, and the fifth component generation circuit 125 generate and output signal components having third-order, fourth-order, and fifth-order temperature-voltage characteristics, respectively. . The first temperature compensation unit 120 may include a circuit that generates and outputs a signal component having a sixth-order or higher temperature-voltage characteristic.

第0成分生成回路121から第5成分生成回路125は、参照電圧発生部50からの参照電圧に基づき、それぞれの次数の信号成分を生成してよい。また、第0成分生成回路121から第5成分生成回路125は、第1温度から第2温度までの温度範囲において、対応する次数に応じた信号成分をそれぞれ出力する。   The 0th component generation circuit 121 to the 5th component generation circuit 125 may generate signal components of respective orders based on the reference voltage from the reference voltage generation unit 50. Further, the 0th component generation circuit 121 to the 5th component generation circuit 125 respectively output signal components according to the corresponding orders in the temperature range from the first temperature to the second temperature.

なお、図5に示す第1温度補償部120は、2次の温度電圧特性を有する信号成分を生成して出力する生成回路を有さない例を示す。当該2次の成分は、第1調整部110の調整によって低減される成分なので、当該第1調整部110による調整が十分の場合は、2次の温度電圧特性の信号成分を生成する生成回路は省いてよい。第1温度補償部120は、第0成分生成回路121から第5成分生成回路125がそれぞれ出力する複数の信号成分を、第1温度補償信号として出力してよい。   Note that the first temperature compensation unit 120 shown in FIG. 5 does not include a generation circuit that generates and outputs a signal component having a secondary temperature-voltage characteristic. Since the secondary component is a component that is reduced by the adjustment of the first adjusting unit 110, when the adjustment by the first adjusting unit 110 is sufficient, the generation circuit that generates the signal component of the secondary temperature-voltage characteristic is You can omit it. The first temperature compensation unit 120 may output a plurality of signal components respectively output from the zeroth component generation circuit 121 to the fifth component generation circuit 125 as a first temperature compensation signal.

第2調整部130は、温度検出部40の出力を第1調整部110とは独立に調整する。第2調整部130は、第1温度センサ42の出力を調整する。第2調整部130は、第1調整部110と略同一の調整を実行してよく、これに代えて、第1調整部110とは異なる調整を実行してもよい。第2調整部130は、第1温度センサ42の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を調整する。   The second adjusting unit 130 adjusts the output of the temperature detecting unit 40 independently of the first adjusting unit 110. The second adjustment unit 130 adjusts the output of the first temperature sensor 42. The second adjustment unit 130 may perform substantially the same adjustment as that of the first adjustment unit 110, or, instead of this, may perform an adjustment different from that of the first adjustment unit 110. The second adjustment unit 130 adjusts at least one of the detection sensitivity and the offset of the first temperature sensor 42.

本実施形態において、第2調整部130は、第1温度センサ42の検出感度およびオフセット電圧を調整する例を示す。即ち、第2調整部130は、(数10)式で示すような第1温度センサ42のオフセット電圧−a・ΔTを調整して、振動子10の変曲点のばらつきΔTを調整する。また、第2調整部130は、(数11)式で示すような第1温度センサ42の検出感度Δaを更に調整する。 In the present embodiment, the second adjustment unit 130 shows an example of adjusting the detection sensitivity and the offset voltage of the first temperature sensor 42. That is, the second adjustment unit 130 adjusts the offset voltage −a · ΔT 0 of the first temperature sensor 42 as shown by the equation (10) to adjust the variation ΔT 0 of the inflection point of the vibrator 10. . Further, the second adjustment unit 130 further adjusts the detection sensitivity Δa of the first temperature sensor 42 as shown in the equation (11).

第2調整部130は、調整量のうち少なくとも一部が外部から調整可能でよい。第2調整部130は、第1温度センサ42の検出感度およびオフセット電圧の少なくとも一方の調整量を、外部から調整可能であることが望ましい。第2調整部130は、例えば、第1調整部110と同様に、外部からの制御信号に応じて調整量を調節する調節回路、または、予め複数の調節量を記憶する記憶部と、外部からの制御信号に応じて一の調整量を選択する選択回路とを有する。   The second adjustment unit 130 may be able to adjust at least a part of the adjustment amount from the outside. It is desirable that the second adjustment unit 130 can adjust the adjustment amount of at least one of the detection sensitivity of the first temperature sensor 42 and the offset voltage from the outside. The second adjustment unit 130, for example, similarly to the first adjustment unit 110, an adjustment circuit that adjusts the adjustment amount according to a control signal from the outside, or a storage unit that stores a plurality of adjustment amounts in advance, and an external adjustment unit. And a selection circuit that selects one adjustment amount in accordance with the control signal.

第2温度補償部140は、第2調整部130が調整した温度検出部40の出力に応じて、発振器30を温度補償する第2温度補償信号を出力する。第2温度補償部140は、変曲点のばらつきΔTおよび第1温度センサ42の検出感度のばらつきΔaが調整された振動子10の温度検出結果を受け取る。第2温度補償部140は、第1調整部110および第1温度補償部120で補償しきれない成分を補償する、第2温度補償信号を生成して出力する。即ち、第2温度補償部140は、第1温度補償信号とは異なる第2温度補償信号を生成して出力する。 The second temperature compensator 140 outputs a second temperature compensation signal for compensating the temperature of the oscillator 30 according to the output of the temperature detector 40 adjusted by the second adjuster 130. The second temperature compensation unit 140 receives the temperature detection result of the vibrator 10 in which the variation ΔT 0 of the inflection point and the variation Δa of the detection sensitivity of the first temperature sensor 42 are adjusted. The second temperature compensator 140 generates and outputs a second temperature compensation signal that compensates for components that cannot be completely compensated by the first adjuster 110 and the first temperature compensator 120. That is, the second temperature compensation unit 140 generates and outputs a second temperature compensation signal different from the first temperature compensation signal.

第2温度補償部140は、第1温度補償部120とは異なる次数の温度電圧特性を用いて、第2温度補償信号を生成して出力する。例えば、第2温度補償部140は、第1温度補償部120で用いる次数よりも高い次数の温度電圧特性を有する信号を第2温度補償信号として出力する。例えば、第1温度補償部120が5次までの次数の温度電圧特性を有する信号を用いて第1温度補償信号を生成する場合、第2温度補償部140は、6次以上の温度電圧特性を有する信号を用いて第2温度補償信号を生成して出力する。   The second temperature compensating unit 140 generates and outputs the second temperature compensating signal by using the temperature-voltage characteristic of the order different from that of the first temperature compensating unit 120. For example, the second temperature compensating unit 140 outputs, as the second temperature compensating signal, a signal having a temperature-voltage characteristic of an order higher than the order used by the first temperature compensating unit 120. For example, when the first temperature compensating unit 120 generates the first temperature compensating signal by using the signal having the temperature-voltage characteristic of the order up to the fifth, the second temperature compensating unit 140 sets the temperature-voltage characteristic of the sixth order or higher. The second temperature compensation signal is generated using the signal that it has and is output.

また、第2温度補償部140は、第1温度から第2温度の間の少なくとも一部の温度範囲において、発振器30を温度補償するための第2温度補償信号を出力する。例えば、第2温度補償部140は、第1温度から第2温度の間において、互いに異なる温度範囲毎に、発振器30を温度補償するための信号を出力する複数の補償回路を有する。   In addition, the second temperature compensation unit 140 outputs a second temperature compensation signal for temperature compensating the oscillator 30 in at least a part of the temperature range between the first temperature and the second temperature. For example, the second temperature compensating unit 140 has a plurality of compensating circuits that output a signal for compensating the temperature of the oscillator 30 in each of different temperature ranges between the first temperature and the second temperature.

図5は、第2温度補償部140が、第1範囲補償回路141、第2範囲補償回路142、第3範囲補償回路143、第4範囲補償回路144、第5範囲補償回路145、第6範囲補償回路146、および第7範囲補償回路147、を有する例を示す。第1範囲補償回路141から第7範囲補償回路147は、第1温度から第2温度の範囲の互いに異なる一部の温度範囲において、6次以上の次数の温度電圧特性を有する信号を用いた補償信号をそれぞれ生成して出力する。第1範囲補償回路141から第7範囲補償回路147のそれぞれは、複数の次数の温度電圧特性の信号を含む補償信号を生成してよい。   In FIG. 5, the second temperature compensating unit 140 includes a first range compensating circuit 141, a second range compensating circuit 142, a third range compensating circuit 143, a fourth range compensating circuit 144, a fifth range compensating circuit 145, and a sixth range. An example including a compensation circuit 146 and a seventh range compensation circuit 147 is shown. The first range compensating circuit 141 to the seventh range compensating circuit 147 use a signal having a temperature-voltage characteristic of a sixth order or higher in a part of different temperature ranges from the first temperature to the second temperature. Generate and output signals respectively. Each of the first range compensation circuit 141 to the seventh range compensation circuit 147 may generate a compensation signal including a plurality of orders of temperature-voltage characteristic signals.

一例として、第1範囲補償回路141は−40℃以上−30℃未満の範囲、第2範囲補償回路142は−30℃以上−10℃未満の範囲、第3範囲補償回路143は−10℃以上+10℃未満の範囲、第4範囲補償回路144は+10℃以上+30℃未満の範囲、第5範囲補償回路145は+30℃以上+50℃未満の範囲、第6範囲補償回路146は+50℃以上+70℃未満の範囲、第7範囲補償回路147は+70℃以上+90℃以下の範囲において、発振器30を温度補償するための補償信号を出力する。第2温度補償部140は、複数の補償回路がそれぞれ出力する信号を、第2温度補償信号として出力する。なお、上記は第2温度補償部140が7つの補償回路を備える例であるが、第2温度補償部140は8つ以上の補償回路を備えてもよい。   As an example, the first range compensation circuit 141 is in the range of -40 ° C or higher and lower than -30 ° C, the second range compensation circuit 142 is in the range of -30 ° C or higher and lower than -10 ° C, and the third range compensation circuit 143 is -10 ° C or higher. A range of less than + 10 ° C., a range of the fourth range compensating circuit 144 is + 10 ° C. or more and less than + 30 ° C., a range of the fifth range compensating circuit 145 is + 30 ° C. or more and less than + 50 ° C., and a sixth range compensating circuit 146 is + 50 ° C. or more + 70 ° C. In the lower range, the seventh range compensation circuit 147 outputs a compensation signal for temperature compensating the oscillator 30 in the range of + 70 ° C. or higher and + 90 ° C. or lower. The second temperature compensation unit 140 outputs the signals output by the plurality of compensation circuits, respectively, as the second temperature compensation signal. Although the above is an example in which the second temperature compensating unit 140 includes seven compensating circuits, the second temperature compensating unit 140 may include eight or more compensating circuits.

加算部150は、第1温度補償信号および第2温度補償信号を加算して制御電圧Vを生成し、発振器30に出力する。加算部150は、第1温度補償信号および第2温度補償信号の加算結果を、制御電圧Vとして発振回路20に供給してよい。 The addition unit 150 adds the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal to generate a control voltage V C, and outputs the control voltage V C to the oscillator 30. The addition section 150 may supply the addition result of the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal to the oscillation circuit 20 as the control voltage V C.

以上の本実施形態に係る調整装置100は、第1調整部110が第1温度センサ42のDCオフセット電圧を調整して振動子10の変曲点のばらつきΔTを調整する。そして、第1温度補償部120は、DCオフセット電圧が調整された第1温度センサ42の出力に応じて、5次の次数以下の温度電圧特性を有する信号を用いて、振動子10の温度特性を補償する第1温度補償信号を生成して出力する。このように、調整装置100は、変曲点のばらつきΔTの調整と、3次の次数および3次に近い低次の次数の温度電圧特性を用いた補償とを組み合わせて第1温度補償信号を出力できる。 In the adjusting device 100 according to the present embodiment described above, the first adjusting unit 110 adjusts the DC offset voltage of the first temperature sensor 42 to adjust the variation ΔT 0 of the inflection point of the vibrator 10. Then, the first temperature compensating unit 120 uses the signal having the temperature-voltage characteristic of the fifth order or less according to the output of the first temperature sensor 42 whose DC offset voltage is adjusted, and then uses the signal having the temperature-voltage characteristic of the fifth order or less. And outputs a first temperature compensation signal that compensates for As described above, the adjustment apparatus 100 combines the adjustment of the variation ΔT 0 of the inflection point and the compensation using the temperature-voltage characteristic of the third order and the low order close to the third order to obtain the first temperature compensation signal. Can be output.

また、調整装置100は、第2調整部130が第1温度センサ42のDCオフセット電圧および検出感度を調整する。そして、第2温度補償部140は、DCオフセット電圧および検出感度が調整された第1温度センサ42の出力に応じて、6次の次数以上の温度電圧特性を有する信号を用いて、振動子10の温度特性を補償する第2温度補償信号を生成して出力する。このように、調整装置100は、変曲点のばらつきΔTおよび第1温度センサ42の検出感度の調整と、6次の次数以上の高次の次数の温度電圧特性を用いた補償とを組み合わせることで、発振器30を±0.1ppm程度以内に安定化させる第2温度補償信号を出力できる。 In addition, in the adjustment device 100, the second adjustment unit 130 adjusts the DC offset voltage and the detection sensitivity of the first temperature sensor 42. Then, the second temperature compensating unit 140 uses the signal having the temperature-voltage characteristic of the sixth order or higher in accordance with the output of the first temperature sensor 42 whose DC offset voltage and detection sensitivity are adjusted, and uses the signal. The second temperature compensation signal for compensating the temperature characteristic of is generated and output. As described above, the adjustment device 100 combines the inflection point variation ΔT 0 and the adjustment of the detection sensitivity of the first temperature sensor 42 with the compensation using the temperature-voltage characteristic of a higher order than the sixth order. Thus, the second temperature compensation signal that stabilizes the oscillator 30 within about ± 0.1 ppm can be output.

以上のように、調整装置100は、発振器30の温度特性を粗調整する第1温度補償信号と、微調整する第2温度補償信号とを、それぞれ独立したブロックで発生させるので、設計自由度を増加させ、高精度な温度補償を実現することができる。例えば、調整装置100は、第1温度から第2温度までを関数によって補償する生成回路を複数用いて第1温度補償信号を生成して、振動子10の温度特性の主な3次の特性および低次の特性を補償する。そして、調整装置100は、第1温度補償信号では補償しきれない振動子10の高次の変動、温度センサの検出感度、発振器30固有の制御電圧Vに対する非線形な変動、および、複数の生成回路による関数を用いた補償の近似誤差、等を、第2温度補償信号を用いて補償する。 As described above, since the adjustment device 100 generates the first temperature compensation signal for roughly adjusting the temperature characteristic of the oscillator 30 and the second temperature compensation signal for fine adjustment in independent blocks, the degree of freedom in design is increased. It is possible to increase the temperature and realize highly accurate temperature compensation. For example, the adjustment device 100 generates the first temperature compensation signal by using a plurality of generation circuits that compensate the first temperature to the second temperature by a function, and the main third-order characteristic of the temperature characteristic of the vibrator 10 and Compensates for low-order characteristics. Then, the adjustment device 100 causes the higher-order fluctuation of the vibrator 10 that cannot be completely compensated by the first temperature compensation signal, the detection sensitivity of the temperature sensor, the nonlinear fluctuation with respect to the control voltage V C unique to the oscillator 30, and the plurality of generations. The second temperature compensation signal is used to compensate the approximation error of compensation using the function of the circuit.

調整装置100は、複数の温度範囲毎に高次の関数を用いて第2温度補償信号を生成するので、温度範囲毎の高次および/または非線形な微小変動を効率的に補償することができる。また、調整装置100は、第1温度補償信号の生成とは別個独立に、第1温度補償信号とは異なる補償方法で第2温度補償信号を生成するので、高精度な補償を実現することができる。また、調整装置100は、第1温度補償信号および第2温度補償信号の調整量を、互いに影響することなしにそれぞれ別個に調節できるので、第1温度補償信号および第2温度補償信号を容易に調節および生成させることができる。したがって、本実施形態に係る調整装置100は、恒温槽付水晶発振器と同等程度の周波数安定度に、発振器30の温度特性を補償することが容易にできる。   Since the adjustment device 100 generates the second temperature compensation signal by using the higher-order function for each of the plurality of temperature ranges, it is possible to efficiently compensate for the higher-order and / or nonlinear minute fluctuations for each temperature range. . Further, since the adjustment device 100 generates the second temperature compensation signal by a compensation method different from that of the first temperature compensation signal, independently of the generation of the first temperature compensation signal, highly accurate compensation can be realized. it can. In addition, since the adjustment device 100 can adjust the adjustment amounts of the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal separately without affecting each other, the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal can be easily adjusted. It can be adjusted and generated. Therefore, the adjusting device 100 according to the present embodiment can easily compensate the temperature characteristics of the oscillator 30 to the frequency stability equivalent to that of the crystal oscillator with a constant temperature oven.

図6は、本実施形態に係る調整装置100の変形例を示す。本変形例の調整装置100において、図5に示された本実施形態に係る調整装置100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。本変形例の調整装置100は、複数の温度センサを有する温度検出部40に対応し、第1調整部110および第2調整部130が異なる温度センサの出力信号を調整する。図6は、温度検出部40が、発振器30の温度をそれぞれ検出する第1温度センサ42および第2温度センサ44を有する例を示す。   FIG. 6 shows a modification of the adjusting device 100 according to the present embodiment. In the adjusting device 100 of the present modified example, substantially the same operations as those of the adjusting device 100 according to the present embodiment shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The adjusting device 100 of the present modification corresponds to the temperature detecting unit 40 having a plurality of temperature sensors, and the first adjusting unit 110 and the second adjusting unit 130 adjust the output signals of different temperature sensors. FIG. 6 shows an example in which the temperature detection unit 40 has a first temperature sensor 42 and a second temperature sensor 44 that detect the temperature of the oscillator 30, respectively.

この場合、第1調整部110は、第1温度センサ42の出力を調整する。第1調整部110は、第1温度センサ42の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を調整する。第1調整部110は、第1温度センサ42の少なくともオフセットを調整することが望ましい。また、第1調整部110は、第1温度センサ42の検出感度およびオフセットを調整することがより望ましい。なお、第1温度補償部120は、図5で説明したように、第1調整部110が調整して出力する信号に応じて、第1温度補償信号を出力する。   In this case, the first adjustment unit 110 adjusts the output of the first temperature sensor 42. The first adjustment unit 110 adjusts at least one of the detection sensitivity and the offset of the first temperature sensor 42. It is desirable that the first adjusting unit 110 adjust at least the offset of the first temperature sensor 42. Further, it is more preferable that the first adjustment unit 110 adjusts the detection sensitivity and the offset of the first temperature sensor 42. In addition, the 1st temperature compensation part 120 outputs a 1st temperature compensation signal according to the signal which the 1st adjustment part 110 adjusted and outputs, as demonstrated in FIG.

また、第2調整部130は、第2温度センサ44の出力を調整する。第2調整部130は、第2温度センサ44の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を調整する。第2調整部130は、第2温度センサ44の検出感度およびオフセットを調整することが望ましい。第2温度補償部140は、図5で説明したように、第2調整部130が調整して出力する信号に応じて、第2温度補償信号を出力する。   In addition, the second adjustment unit 130 adjusts the output of the second temperature sensor 44. The second adjustment unit 130 adjusts at least one of the detection sensitivity and the offset of the second temperature sensor 44. The second adjustment unit 130 preferably adjusts the detection sensitivity and the offset of the second temperature sensor 44. The second temperature compensating unit 140 outputs the second temperature compensating signal according to the signal adjusted and output by the second adjusting unit 130, as described in FIG.

以上のように、本変形例の調整装置100は、異なる温度センサの出力に基づき、第1温度補償信号および第2温度補償信号を生成して出力する。これにより、調整装置100は、第1温度補償信号および第2温度補償信号の生成を独立に実行することができ、設計自由度を増加させることができる。また、調整装置100は、温度センサの負荷を増加させることを防止するので、温度検出信号のS/Nが低減することを防止して、高精度に発振器30の温度特性を補償することができる。   As described above, the adjusting device 100 of the present modified example generates and outputs the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal based on the outputs of the different temperature sensors. As a result, the adjustment apparatus 100 can independently generate the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal, and can increase the degree of freedom in design. Further, since the adjusting device 100 prevents the load of the temperature sensor from increasing, it is possible to prevent the S / N of the temperature detection signal from decreasing and compensate the temperature characteristic of the oscillator 30 with high accuracy. .

本実施形態に係る調整装置100は、第1温度補償部120が5つの生成回路を有する例を説明したが、これに限定されることはなく、1または複数の生成回路を有してよい。同様に、調整装置100は、第2温度補償部140が7つの補償回路を有する例を説明したが、これに限定されることはなく、1または複数の補償回路を有してよい。また、以上の本実施形態に係る調整装置100は、外部の参照電圧発生部50から参照電圧を受け取ることを説明したが、これに代えて、内部に参照電圧発生部50が設けられてもよい。   Although the adjustment device 100 according to the present embodiment has described the example in which the first temperature compensation unit 120 has five generation circuits, the present invention is not limited to this, and may have one or a plurality of generation circuits. Similarly, in the adjusting device 100, the example in which the second temperature compensating unit 140 has seven compensating circuits has been described, but the present invention is not limited to this, and may have one or more compensating circuits. Further, although the adjusting device 100 according to the present embodiment described above receives the reference voltage from the external reference voltage generating unit 50, the reference voltage generating unit 50 may be provided inside instead of this. .

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。   Although the present invention has been described using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such modifications 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 execution order of each process such as operation, procedure, step, and step in the device, system, program, and method shown in the claims, the specification, and the drawings is, in particular, “before” or “prior to”. It should be noted that the output of the previous process can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. The operation flow in the claims, the specification, and the drawings is described using “first,” “next,” and the like for convenience, but it is essential that the operations are performed in this order. Not a thing.

10 振動子、20 発振回路、30 発振器、40 温度検出部、42 第1温度センサ、44 第2温度センサ、50 参照電圧発生部、100 調整装置、110 第1調整部、120 第1温度補償部、121 第0成分生成回路、122 第1成分生成回路、123 第3成分生成回路、124 第4成分生成回路、125 第5成分生成回路、130 第2調整部、140 第2温度補償部、141 第1範囲補償回路、142 第2範囲補償回路、143 第3範囲補償回路、144 第4範囲補償回路、145 第5範囲補償回路、146 第6範囲補償回路、147 第7範囲補償回路、150 加算部、1000 発振装置 10 oscillator, 20 oscillator circuit, 30 oscillator, 40 temperature detecting unit, 42 first temperature sensor, 44 second temperature sensor, 50 reference voltage generating unit, 100 adjusting device, 110 first adjusting unit, 120 first temperature compensating unit , 121 0th component generation circuit, 122 1st component generation circuit, 123 3rd component generation circuit, 124 4th component generation circuit, 125 5th component generation circuit, 130 2nd adjustment part, 140 2nd temperature compensation part, 141 First range compensation circuit, 142 second range compensation circuit, 143 third range compensation circuit, 144 fourth range compensation circuit, 145 fifth range compensation circuit, 146 sixth range compensation circuit, 147 seventh range compensation circuit, 150 addition Section, 1000 oscillators

Claims (14)

発振器の制御電圧を調整する調整装置であって、
前記発振器の温度を検出する第1温度センサと、
前記発振器の温度を検出する第2温度センサと、
前記第1温度センサの出力の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を調整する第1調整部と、
前記第1調整力に応じて、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性を有する信号を第1温度補償信号として出力する第1温度補償部と、
前記第2温度センサの出力の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を前記第1調整部とは独立に調整する第2調整部と、
前記第2調整力に応じて、前記第1温度補償部で用いる次数よりも高い次数の温度電圧特性を有する信号を第2温度補償信号として出力する第2温度補償部と、
前記第1温度補償信号および前記第2温度補償信号を加算して前記制御電圧を出力する加算部と、
を備える調整装置。
An adjusting device for adjusting a control voltage of an oscillator,
A first temperature sensor for detecting the temperature of the oscillator;
A second temperature sensor for detecting the temperature of the oscillator;
A first adjusting unit for adjusting at least one of a detection sensitivity and an offset of the output of the first temperature sensor ;
Depending on the output of the first adjusting portion, a first temperature compensation unit for outputting a reference temperature signal with the n-order temperature-voltage characteristics and the origin as a first temperature compensation signal,
A second adjustment unit that adjusts at least one of the detection sensitivity and the offset of the output of the second temperature sensor independently of the first adjustment unit;
Depending on the output of the second adjusting unit, a second temperature compensating unit for outputting a signal having the number of temperature-voltage characteristics higher than the order used in the first temperature compensating section as a second temperature compensation signal,
An adding unit that adds the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal and outputs the control voltage;
Adjusting device.
発振器の制御電圧を調整する調整装置であって、An adjusting device for adjusting a control voltage of an oscillator,
温度検出部の出力のオフセットを調整する第1調整部と、  A first adjusting unit for adjusting an output offset of the temperature detecting unit;
前記第1調整部が調整した前記温度検出部の出力に応じて、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性を有する信号を第1温度補償信号として出力する第1温度補償部と、  A first temperature compensating unit that outputs a signal having an nth-order temperature-voltage characteristic with a reference temperature as an origin, as a first temperature compensating signal, according to the output of the temperature detecting unit adjusted by the first adjusting unit;
前記温度検出部の出力のオフセットを前記第1調整部とは独立に調整する第2調整部と、  A second adjusting unit for adjusting the offset of the output of the temperature detecting unit independently of the first adjusting unit;
前記第2調整部が調整した前記温度検出部の出力に応じて、前記第1温度補償部で用いる次数よりも高い次数の温度電圧特性を有する信号を第2温度補償信号として出力する第2温度補償部と、  A second temperature that outputs a signal having a temperature-voltage characteristic of an order higher than the order used by the first temperature compensating unit as a second temperature compensating signal according to the output of the temperature detecting unit adjusted by the second adjusting unit. Compensation section,
前記第1温度補償信号および前記第2温度補償信号を加算して前記制御電圧を出力する加算部と、  An adding unit that adds the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal and outputs the control voltage;
を備える調整装置。  Adjusting device.
前記温度検出部は、前記発振器の温度を検出する第1温度センサを有し、
前記第1調整部および前記第2調整部は、前記第1温度センサの出力をそれぞれ調整する、請求項に記載の調整装置。
The temperature detection unit has a first temperature sensor for detecting the temperature of the oscillator,
The adjustment device according to claim 2 , wherein the first adjustment unit and the second adjustment unit each adjust the output of the first temperature sensor.
前記温度検出部は、前記発振器の温度をそれぞれ検出する第1温度センサおよび第2温度センサを有し、
前記第1調整部は、前記第1温度センサの出力を調整し、
前記第2調整部は、前記第2温度センサの出力を調整する、請求項に記載の調整装置。
The temperature detector includes a first temperature sensor and a second temperature sensor that detect the temperature of the oscillator,
The first adjusting unit adjusts the output of the first temperature sensor,
The adjustment device according to claim 2 , wherein the second adjustment unit adjusts an output of the second temperature sensor.
前記第1調整部は、調整量のうち少なくとも一部が外部から調整可能な請求項1からのいずれか一項に記載の調整装置。 The said 1st adjustment part is an adjustment device as described in any one of Claim 1 to 4 which can adjust at least one part of the adjustment amount from the outside. 前記第2調整部は、調整量のうち少なくとも一部が外部から調整可能な請求項1からのいずれか一項に記載の調整装置。 The second adjustment unit, at least a portion of the adjustment amount adjustment device according to any one of the 5 adjustable Claim 1 from the outside. 前記第1温度補償部は、第1温度から第2温度までの温度範囲において、前記発振器を温度補償するための前記第1温度補償信号を出力する、請求項1からのいずれか一項に記載の調整装置。 The first temperature compensating unit, in a temperature range from the first temperature to a second temperature, and outputs a first temperature compensation signal for temperature compensating the oscillator, to any one of claims 1 to 6 The described adjusting device. 前記第1温度補償部は、3次の温度電圧特性を有する信号を生成する生成回路を有する
請求項1または2に記載の調整装置。
The first temperature compensating unit, the adjusting device according to claim 1 or 2 having a generation circuit for generating a signal having a third order temperature-voltage characteristics.
前記第1温度補償部は、互いに異なる次数の温度電圧特性を有する信号を生成する複数の生成回路を有し、
前記複数の生成回路のうち一の生成回路は、3次の温度電圧特性を有する信号を出力する、請求項1または2に記載の調整装置。
The first temperature compensation unit includes a plurality of generation circuits that generate signals having temperature-voltage characteristics of different orders,
One generation circuit of the plurality of generator outputs a signal having a third order temperature voltage characteristic adjustment device according to claim 1 or 2.
前記第2温度補償部は、前記第1温度から前記第2温度の間の少なくとも一部の温度範囲において、前記発振器を温度補償するための前記第2温度補償信号を出力する、請求項に記載の調整装置。 The second temperature compensating unit, at least part of the temperature range between the first temperature of the second temperature, and outputs a second temperature compensation signal for temperature compensating the oscillator, to claim 7 The described adjusting device. 前記第2温度補償部は、
前記第1温度から前記第2温度の間において、互いに異なる温度範囲毎に、前記発振器を温度補償するための信号を出力する複数の補償回路を有し、
前記複数の補償回路がそれぞれ出力する信号を、前記第2温度補償信号として出力する、請求項10に記載の調整装置。
The second temperature compensation unit,
A plurality of compensating circuits for outputting a signal for compensating the temperature of the oscillator for each temperature range different from each other between the first temperature and the second temperature,
The adjusting device according to claim 10 , wherein signals output by the plurality of compensation circuits are output as the second temperature compensation signals.
発振器の制御電圧を調整する調整方法であって、
第1温度センサの出力の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を第1調整することと、
前記第1調整した前記第1温度センサの出力に応じて、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性を有する信号を第1温度補償信号として出力することと、
第2温度センサの出力の検出感度およびオフセットの少なくとも一方を前記第1調整とは独立に第2調整することと、
前記第2調整した前記第2温度センサの出力に応じて、前記第1温度補償信号で用いる次数よりも高い次数の温度電圧特性を有する信号を第2温度補償信号として出力することと、
前記第1温度補償信号および前記第2温度補償信号を加算して前記制御電圧を出力することと、
を備える調整方法。
A method of adjusting the control voltage of an oscillator, comprising:
First adjusting at least one of the detection sensitivity and the offset of the output of the first temperature sensor ;
And outputting according to the output of the first adjusted the first temperature sensor, the reference temperature signal with the n-order temperature-voltage characteristics and the origin as a first temperature compensation signal,
Second adjusting at least one of the detection sensitivity and the offset of the output of the second temperature sensor independently of the first adjustment;
And outputting a signal having the second adjusted according to the output of the second temperature sensor, the temperature-voltage characteristic of the higher order than the order used in the first temperature compensation signal as a second temperature compensation signal,
Outputting the control voltage by adding the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal;
Adjustment method comprising.
発振器の制御電圧を調整する調整方法であって、A method of adjusting the control voltage of an oscillator, comprising:
温度検出部の出力のオフセットを第1調整することと、  First adjusting the offset of the output of the temperature detector,
前記第1調整した前記温度検出部の出力に応じて、基準温度を原点としたn次の温度電圧特性を有する信号を第1温度補償信号として出力することと、  Outputting a signal having an nth-order temperature-voltage characteristic with a reference temperature as an origin, as a first temperature compensation signal, in accordance with the output of the first adjusted temperature detection unit;
前記温度検出部の出力のオフセットを前記第1調整とは独立に第2調整することと、  Secondly adjusting the offset of the output of the temperature detector independently of the first adjustment;
前記第2調整した前記温度検出部の出力に応じて、前記第1温度補償信号で用いる次数よりも高い次数の温度電圧特性を有する信号を第2温度補償信号として出力することと、  Outputting a signal having a temperature-voltage characteristic of an order higher than the order used in the first temperature compensation signal as a second temperature compensation signal according to the output of the second adjusted temperature detection unit;
前記第1温度補償信号および前記第2温度補償信号を加算して前記制御電圧を出力することと、  Outputting the control voltage by adding the first temperature compensation signal and the second temperature compensation signal;
を備える調整方法。  Adjustment method comprising.
振動子を有する発振器と、
前記振動子の温度を検出する温度検出部と、
請求項1から11のいずれか一項に記載の調整装置と、
前記調整装置が出力する制御電圧に応じた周波数で、前記発振器を発振させる発振回路と、
を備える発振装置。
An oscillator having a vibrator,
A temperature detector for detecting the temperature of the vibrator,
An adjusting device according to any one of claims 1 to 11 ,
An oscillation circuit that oscillates the oscillator at a frequency according to the control voltage output by the adjustment device,
An oscillating device.
JP2016105242A 2016-05-26 2016-05-26 Adjusting device, adjusting method, and oscillating device Active JP6680615B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016105242A JP6680615B2 (en) 2016-05-26 2016-05-26 Adjusting device, adjusting method, and oscillating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016105242A JP6680615B2 (en) 2016-05-26 2016-05-26 Adjusting device, adjusting method, and oscillating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017212637A JP2017212637A (en) 2017-11-30
JP6680615B2 true JP6680615B2 (en) 2020-04-15

Family

ID=60475693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016105242A Active JP6680615B2 (en) 2016-05-26 2016-05-26 Adjusting device, adjusting method, and oscillating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6680615B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7367350B2 (en) * 2019-06-21 2023-10-24 セイコーエプソン株式会社 Circuit devices, oscillators, electronic equipment and mobile objects
JPWO2021009956A1 (en) * 2019-07-17 2021-01-21
CN115276565B (en) * 2022-09-29 2023-04-18 成都世源频控技术股份有限公司 High-stability meter-attached quartz crystal oscillator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017212637A (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5893924B2 (en) Oscillator
JP5839884B2 (en) Temperature compensated crystal oscillator
TWI558094B (en) Oscillator device
JP5780045B2 (en) Oscillator
JP6680615B2 (en) Adjusting device, adjusting method, and oscillating device
JP2007104162A (en) Manufacturing method of crystal oscillator, and crystal oscillator
JP6377192B2 (en) Temperature compensated crystal oscillator
JP2013143601A (en) Oscillation device
US10193557B2 (en) Oscillation control apparatus and oscillation apparatus
JP6339252B2 (en) Oscillation control device and oscillation device
TWI449323B (en) Calibration circuit of a frequency generator and compensation circuit thereof
JP2014197746A (en) Crystal oscillator
US11356057B2 (en) Temperature control circuit, oscillation control circuit, and temperature control method
JP2012216963A (en) Function generation circuit, control signal generation method, and curve fitting method
JP7393744B2 (en) Oscillator, temperature compensation circuit, and temperature compensation method
JP6513927B2 (en) Oscillator and calibration method therefor
JP5556928B2 (en) Temperature compensated voltage generation circuit, temperature compensated oscillation circuit
WO2021140695A1 (en) Oscillator, temperature compensation circuit, and temperature compensation method
JP2015056728A (en) Oscillator
WO2020067341A1 (en) Temperature compensation circuit and temperature compensation crystal oscillator
WO2020066672A1 (en) Temperature compensation circuit and temperature compensated crystal oscillator
JP5549925B2 (en) Piezoelectric oscillator offset circuit, piezoelectric oscillator, and piezoelectric oscillator temperature compensation method
JP2011160038A (en) Method for manufacturing temperature compensation type oscillation circuit, and the temperature compensation type oscillation circuit
JP2019186883A (en) Temperature compensation crystal oscillator
JP2010081303A (en) Temperature characteristic compensation method and temperature characteristic compensation circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190129

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191016

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191029

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191226

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: 20200317

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6680615

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150