JP6680615B2 - Adjusting device, adjusting method, and oscillating device - Google Patents
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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,
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.
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
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
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
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
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
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T0において基準周波数f0となる振動子10は、T0−ΔTからT0+ΔTの温度範囲において、f0−f1からf0+f1の範囲で発振周波数が変動する。即ち、基準温度T0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
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fB(T)と、曲線A上の周波数fA(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
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−f0)であり、A3、A1、およびA0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。
ここで、発振器30の制御電圧をVC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VC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。
なお、B3、B1、およびB0は係数であり、この場合、調整装置100は、A3=−α・B3、A1=−α・B1、およびA0=−α・B0となるように、制御電圧VCを調整する。
Note that B 3 , B 1 , and B 0 are coefficients, and in this case, the adjusting
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VC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
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
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VCは、(数5)式のように示される。
一方、振動子10の変曲点T0にばらつきが生じた場合、当該ばらつきの温度をΔT0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VCは、(数7)式のように示すことができる。
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T0が28℃の場合の温度特性の一例を示し、点線は、変曲点T0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T0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
図3の例のように、変曲点T0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T0のずれが生じると、調整装置100が(数3)式に示す制御電圧VC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VC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
なお、このように振動子10の変曲点T0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VCは、(数9)式のように示される。
ここで、(数8)式は、次式のように展開して変形できる。
(数10)式と(数4)式とを比較することにより、変曲点T0のずれが、温度センサの出力Vtsens(T)に−a・ΔT0の項を生じさせることがわかる。即ち、振動子10の変曲点T0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T0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
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。
(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VCにΔaに応じた変動が生じてしまうことがわかる。
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VCの一例を示す。図3の横軸は温度、縦軸は制御電圧VC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VC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VC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VC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VC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
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VC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
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・ΔT0を調整することにより、振動子10の変曲点のばらつきΔT0を調整する。
The
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
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ΔT0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
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
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
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
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
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
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・ΔT0を調整して、振動子10の変曲点のばらつきΔT0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
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
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ΔT0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
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
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
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
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
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VC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VCとして発振回路20に供給してよい。
The
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ΔT0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ΔT0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
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ΔT0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
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VC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
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
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
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
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
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
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
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)
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、
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、
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.
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2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2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.
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.
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.
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.
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.
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