JP7393744B2 - 発振器、温度補償回路、及び温度補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、発振器、温度補償回路、及び温度補償方法に関する。

引用文献１には、温度検出回路からの温度情報に対応して関数発生回路により温度補償電圧を電圧制御発振回路に加えて得られる温度補償水晶発振器において、温度補償水晶発振器で得られない温度補償誤差を補正するため、該温度検出回路からの温度情報をＡ／Ｄ変換器の情報に応じて、予め温度補償水晶発振器で得られなかった温度補償誤差のデータを記憶したメモリ回路の出力をＤ／Ａ変換器でアナログ信号に変換した出力電圧と、温度補償水晶発振器の該関数発生回路の出力電圧と、を加算回路に入力して得られた補償電圧を該電圧制御発振回路に入力して補償する温度補償水晶発振器が開示されている。この温度補償水晶発振器は、高精度の温度補償を実現しながら発振器自体を小型化している。

特開２０００－３４１０４０号公報

引用文献１に記載された水晶振動素子は、周波数温度特性を有しており、その勾配（傾き）、つまり、単位温度あたりの発振周波数についても変化する性質を有している。近年、単位温度あたりの発振周波数が変化する率又は割合を低減させ、発振周波数の精度を向上させることが求められている。

従来の発振器は、周波数温度特性を補正した結果として、単位温度あたりの発振周波数の変化率についても低減させていた。しかしながら、このような間接的な補正方法では、単位温度あたりの発振周波数の変化率の大小にかかわらず、平均して又は全体的に、周波数温度特性を補正しているので、単位温度あたりの周波数の変化率の低減はわずかであり、単位温度当たりの発振周波数の精度は低かった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的の１つは単位温度あたりの発振周波数の精度を向上させることのできる発振器、温度補償回路、及び温度補償方法を提供することである。

本発明の一側面に係る発振器は、振動素子と、振動素子の温度を検出する温度検出回路と、温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、振動素子の周波数温度配特性を補正する第１温度補償部であって、次数ｍは、補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される、第１温度補償部と、温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近位関数とを用い、補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償部であって、次数ｎは、さらに補正された周波数温度特性における、第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される、第２温度補償部と、を備える。

本発明の他の側面に係る温度補償回路は、振動素子を含む発振器の温度補償回路であって、振動素子の温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、振動素子の周波数温度配特性を補正する第１温度補償部であって、次数ｍは、補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される、第１温度補償部と、振動素子の温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近位関数とを用い、補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償部であって、次数ｎは、さらに補正された周波数温度特性における、第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される、第２温度補償部と、を備える。

本発明の他の側面に係る温度補償方法は、振動素子を含む発振器の温度補償方法であって、振動素子の温度を検出するステップと、温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、振動素子の周波数温度配特性を補正する第１温度補償ステップであって、次数ｍは、補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される、第１温度補償ステップと、温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近位関数とを用い、補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償ステップであって、次数ｎは、さらに補正された周波数温度特性における、第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される、第２温度補償ステップと、を含む。

本発明によれば、単位温度あたりの発振周波数の精度を向上させることができる。

図１は、一実施形態における発振器の概略構成を例示するブロック図である。 図２は、振動素子の周波数温度特性を例示するグラフである。 図３は、振動素子の周波数温度特性における変動成分を例示するグラフである。 図４は、多項式近似関数を用いて補正した周波数温度特性を例示するグラフである。 図５は、図４に示す周波数温度特性の一部を拡大するグラフである。 図６は、多項式近似関数を用いて補正した周波数温度勾配特性を例示するグラフである。 図７は、図６に示す周波数温度勾配特性の一部を拡大するグラフである。 図８は、３次及び５次の多項式近似関数を用いて補正した周波数温度特性を例示するグラフである。 図９は、図８に示す周波数温度特性の一部を拡大するグラフである。 図１０は、多項式近似関数を用いてさらに補正した周波数温度特性を例示するグラフである。 図１１は、多項式近似関数を用いてさらに補正した周波数温度勾配特性を例示するグラフである。 図１２は、一実施形態における発振器の温度補償方法を例示するフローチャートである。 図１３は、一実施形態の変形例における発振器の概略構成を例示するブロック図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。さらに、本発明の技術的範囲は、当該実施形態に限定して解するべきではない。

［実施形態］
まず、図１を参照しつつ、一実施形態に従う発振器の構成について説明する。図１は、一実施形態における発振器１００の概略構成を例示するブロック図である。

図１に示すように、発振器１００は、温度検出回路１０と、第１温度補償部２０と、第２温度補償部３０と、加算回路４０と、発振制御回路５０と、を備える。発振器１００は、例えば、振動素子５１が水晶振動素子である場合、振動素子５１の発振周波数における温度特性を補償する温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。

振動素子５１は、ＡＴカット型の水晶片（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｂｌａｎｋ）を含む。ＡＴカット型の水晶片は、人工水晶（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ）の結晶軸（Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ａｘｅｓ）であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうち、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に３５度１５分±１分３０秒回転させた軸をそれぞれＹ’軸及びＺ’軸とした場合、Ｘ軸及びＺ’軸によって特定される面と平行な面を主面として切り出されたものである。

ＡＴカット水晶片を用いた水晶振動素子は、広い温度範囲で高い周波数安定性を有する。また、ＡＴカット水晶振動素子は、経時変化特性にも優れている上、低コストで製造することが可能である。さらに、ＡＴカット水晶振動素子は、厚みすべり振動モード（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｓｈｅａｒ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ）を主振動として用いる。

振動素子５１は、一組の励振電極を含む。この一組の励振電極の間に交番電界が印加される。これにより、厚みすべり振動モードによって水晶片の振動部が所定の発振周波数で振動し、該振動に伴う共振特性が得られる。

一般に、振動素子はその温度に応じて発振周波数が変化する性質を有しており、この性質は、「周波数温度特性」又は単に温度特性と呼ばれている。周波数温度特性は、その精度を示す指標として、振動素子の温度に対する発振周波数の変化率が用いられている。

以下において、特に明記する場合を除き、振動素子５１は水晶振動素子であり、発振器１００は温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）である例を用いて説明する。

温度検出回路１０は、振動素子５１の温度、より詳細には、振動素子５１の周辺雰囲気の温度を検出するように構成されている。温度検出回路１０は、例えば温度センサを含み、温度センサが検出した温度に対応する、アナログの電気信号を出力する。温度検出回路１０の出力信号は、第１温度補償部２０と第２温度補償部３０とに入力される。

前述したように、振動素子は周波数温度特性を有している。振動素子がこの周波数温度特性を有することで、振動素子は、その勾配（傾き）、つまり、単位温度あたりの発振周波数も変化する性質を有している。近年、単位温度あたりの発振周波数が変化する率又は割合を低減させ、発振周波数の精度を向上させることが求められている。本出願では、この性質を「周波数温度勾配特性」といい、その精度を示す指標として、振動素子の温度に対する、単位温度あたりの発振周波数の変化率を用いる。

ここで、図２及び図３を参照しつつ、振動素子の周波数温度特性について説明する。図２は、振動素子５１の周波数温度特性を例示するグラフである。図３は、振動素子５１の周波数温度特性における変動成分を例示するグラフである。図２及び図３において、横軸は温度検出回路１０が検出する振動素子５１の温度であり、単位は［℃］である。縦軸は発振周波数の周波数変化率（ｄｆ／ｆ）であり、単位は［ｐｐｂ］である。また、図３において、振動素子５１の周波数温度特性を実線で示し、周波数温度特性のうちの多項式近似関数で表される成分を破線で示す。

振動素子５１がＡＴカット水晶振動素子である場合、図２に示すように、振動素子５１の周波数温度特性は、略３次関数のように変化することが知られている。一方、振動素子５１の周波数温度特性は、周波数変動又は周波数飛び、振動素子５１の構成部材による変動等により、多項式近似関数で表すことができない変動成分を含んでいる。

すなわち、振動素子５１の周波数温度特性を振動素子５１の温度ｔを独立変数とする関数と捉えると、振動素子５１の周波数温度特性ｆｘ（ｔ）は、例えば、多項式近似関数ｆｘ１（ｔ）と、変動成分ｆｘ２（ｔ）とを用いて以下の式（１）のように表される。
ｆｘ（ｔ）＝ｆｘ１（ｔ）＋ｆｘ２（ｔ） …（１）
但し、である。

図３に示すように、実線で示す周波数温度特性ｆｘ（ｔ）は、ある温度まで多項式近似関数ｆｘ１（ｔ）と略同一である。しかし、特に、高い温度範囲において、変動成分ｆｘ２（ｔ）の影響が強くなり、周波数温度特性ｆｘ（ｔ）は、破線で示す多項式近似関数ｆｘ１（ｔ）との差が大きくなる。

従来、多項式近似関数ｆｘ１（ｔ）を用いて振動素子５１の周波数温度特性ｆｘ（ｔ）を補正する場合、変動成分ｆｘ２（ｔ）を考慮して高い次数の多項式近似関数ｆｘ１（ｔ）を採用していた。これにより、周波数温度特性ｆｘ（ｔ）と多項式近似関数ｆｘ１（ｔ）との差が小さくなり、周波数温度特性の精度を向上させていた。

ここで、図４から図７を参照しつつ、多項式近似関数を用いた振動素子の周波数温度特性の補正について説明する。図４は、多項式近似関数を用いて補正した周波数温度特性を例示するグラフである。図５は、図４に示す周波数温度特性の一部を拡大するグラフである。図６は、多項式近似関数を用いて補正した周波数温度勾配特性を例示するグラフである。図７は、図６に示す周波数温度勾配特性の一部を拡大するグラフである。図４から図７において、横軸は温度検出回路１０が検出する振動素子５１の温度であり、単位は［℃］である。図４及び図５において、縦軸は発振周波数の周波数変化率（ｄｆ／ｆ）であり、単位は［ｐｐｂ］である。また、図６及び図７において、縦軸は発振周波数の単位温度あたりの周波数変化率（ｄｆ／ｆ）であり、単位は［ｐｐｂ／℃］である。

図４に示すように、３次から８次の多項式近似関数のいずれを用いて補正する場合でも、補正後の発振周波数の変化率は、－４０［℃］から７５［℃］の温度範囲で、約±５００［ｐｐｂ］を達成する。一方、一部の温度範囲、例えば７５［℃］以上の温度範囲では、－４０［℃］から７５［℃］の温度範囲と比較して、補正後の発振周波数の変化率は大きくなっている。

図５に示すように、低次の多項式近似関数、例えば、３次の多項式近似関数を用いて補正する場合、７５［℃］から８５［℃］の温度範囲で、約±７５０［ｐｐｂ］である。一方、高次の多項式近似関数、例えば、８次の多項式近似関数を用いて補正する場合、７５［℃］から８５［℃］の温度範囲で、約±７００［ｐｐｂ］である。このように、より高い次数の多項式近似関数を用いて補正した方が、周波数温度特性の精度を向上させる点で有利である。

しかしながら、高次の多項式近似関数を用いて補正すると、補正後の周波数温度勾配はその精度が低くなる傾向にある。すなわち、図６及び図７に示すように、高次の多項式近似関数、例えば、８次の多項式近似関数を用いて補正する場合、７５［℃］から８５［℃］の温度範囲で、約±７０［ｐｐｂ／℃］に達しており、より低い次数の多項式近似関数を用いて補正した方が、周波数温度勾配の精度が高くなっている。

このように、多項式近似関数の次数を高くすることによって、周波数温度特性の精度を向上させようとする場合、補正後の周波数温度特性は、直線性が低下する、つまり、単位温度当たりの発振周波数の変化率が大きくなってしまう。そのため、単位温度当たりの発振周波数の低減はわずかであり、その精度は低くなる。

図１の説明に戻り、本実施形態の第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０は、振動素子５１の温度に対する発振周波数の変化率ではなく、単位温度当たり発振周波数の変化率を低減させるように構成されている。詳細については後述するが、第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０において、振動素子５１の周波数温度特性を補正に用いる多項式近似関数の次数は、単位温度当たり発振周波数の変化率に注目して設定されている。

第１温度補償部２０は、振動素子５１の温度と後述する次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とに基づいて、振動素子５１の周波数温度特性を補正するように構成されている。具体的には、第１温度補償部２０は、Ａ／Ｄコンバータ２１と、信号生成回路２２と、メモリ２３と、Ｄ／Ａコンバータ２４、とを備える。

Ａ／Ｄコンバータ２１は、アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成されている。Ａ／Ｄコンバータ２１は、温度検出回路１０から入力される温度に対応する電気信号を検出された温度のデジタル値である温度データに変換し、出力する。

信号生成回路２２は、この温度データから、振動素子５１の周波数温度特性を補正するための第１温度補償信号を生成するように構成されている。本実施形態では、第１温度補償信号は、デジタル信号である。信号生成回路２２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）等のプロセッサを含んで構成される。

より詳細には、信号生成回路２２は、温度データと次数ｍの多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）とから振動素子５１の周波数温度特性の近似値を算出し、当該近似値に対応する信号を第１温度補償信号として生成する。

次数ｍの多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）は、温度を独立変数とするｍ次関数であり、振動素子５１の周波数温度特性を近似した多項式である。次数ｍの多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）は、例えば、ｍ個の係数ｂ０、ｂ１、ｂ２、…、ｂｍを用いて以下の式（２）のように表される。
ｆｃ１_ｍ（ｔ）＝ｂ０ｔ^０＋ｂ１ｔ＋ｂ２ｔ^２＋…＋ｂｍｔ^ｍ …（２）

メモリ２３は、プログラムやデータ等を記憶するように構成されている。メモリ２３は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、及び／又はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成される。メモリ２３は、次数ｍの多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）をあらかじめ記憶している。メモリ２３に記憶された次数ｍの多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）は、信号生成回路２２によって読み出し可能になっている。

ここで、図８及び図９を参照しつつ、多項式近似関数の次数の設定について説明する。図８は、３次及び５次の多項式近似関数を用いて補正した周波数温度特性を例示するグラフである。図９は、図８に示す周波数温度特性の一部を拡大するグラフである。図８及び図９において、横軸は温度検出回路１０が検出する振動素子５１の温度であり、縦軸は発振周波数の周波数変化率（ｄｆ／ｆ）である。また、図８及び図９において、５次の多項式近似関数を用いて補正した周波数温度特性を実線で示し、３次の多項式近似関数を用いて補正した周波数温度特性を破線で示す。

図８に示すように、実線で示す、５次の多項式近似関数を用いて補正した温度周波数特性と、破線で示す、３次の多項式近似関数を用いて補正した温度周波数特性とを比較すると、５次の多項式近似関数を用いて補正した温度周波数特性の方が、一見すると発振周波数の変化率が小さくなっている。

所定の温度範囲、例えば、第１温度ｔ１と当該第１温度ｔ１より高い第２温度ｔ２との間の温度範囲に注目すると、図９に示すように、破線で示す、３次の多項式近似関数を用いて補正した温度周波数特性は、実線で示す、５次の多項式近似関数を用いて補正した温度周波数特性と比較して、直線性が高い、つまり、単位温度当たりの発振周波数の変化率が小さくなっている。

すなわち、図９のグラフは、３次の多項式近似関数ｆｃ１_３（ｔ）を用いて補正した周波数温度特性ｆｅ１_３（ｔ）とし、５次の多項式近似関数ｆｃ１_５（ｔ）を用いて補正した周波数温度特性ｆｅ１_５（ｔ）とする場合、周波数温度特性ｆｅ１_３（ｔ）における、第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率と差の絶対値｜ｆｅ１_３（ｔ２）－ｆｅ１_３（ｔ１）｜は、周波数温度特性ｆｅ１_５（ｔ）における、第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率と差の絶対値｜ｆｅ１_５（ｔ２）－ｆｅ１_５（ｔ１）｜より小さい（｜ｆｅ１_３（ｔ２）－ｆｅ１_３（ｔ１）｜＜｜ｆｅ１_５（ｔ２）－ｆｅ１_５（ｔ１）｜）ことを示している。

以上の比較を複数の次数について繰り返し行い、例えば、補正後の周波数温度特性における第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率と差の絶対値が最も小さいものを、第１温度補償部２０の多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍとして導き出すことが可能となる。

このように、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍが、補正された周波数温度特性における、第１温度ｔ１より高い第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定されることにより、第１温度ｔ１と第２温度ｔ２との間における発振周波数の変化率に基づいて次数ｍを設定することが可能となるので、単位温度当たりの発振周波数の変化率を低減させる、次数ｍの多項式近似関数を用いることができる。従って、発振周波数の変化率を低減するように設定されていた従来の近似関数と比較して、振動素子５１の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

また、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍは、補正された周波数温度特性における、前述した差の絶対値に加え、第２温度の発振周波数の変化率の絶対値｜ｆｅ１_ｍ（ｔ２）｜に基づいて設定されてもよい。例えば、図９に示す例の場合、３次の多項式近似関数ｆｃ１_３（ｔ）を用いて補正した周波数温度特性ｆｅ１_３（ｔ）における、第２温度の発振周波数の変化率の絶対値｜ｆｅ１_３（ｔ２）｜は、５次の多項式近似関数ｆｃ１_５（ｔ）を用いて補正した周波数温度特性ｆｅ１_５（ｔ）における、第２温度の発振周波数の変化率の絶対値｜ｆｅ１_３（ｔ２）｜より大きい（｜ｆｅ１_３（ｔ２）｜＞｜ｆｅ１_５（ｔ２）｜）。

以上の比較を複数の次数について繰り返し行い、例えば、補正された周波数温度特性における第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率と差の絶対値が小さく、かつ、補正された周波数温度特性における第２温度ｔ２の発振周波数の変化率が大きいものを、第１温度補償部２０の多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍとして導き出すことが可能となる。なお、差の絶対値に基づく次数ｍと、第２温度の発振周波数の変化率に基づく次数ｍとが異なる場合、要求される仕様を満たすように、いずれか一方を優先して設定する。差の絶対値に基づく次数ｍと、第２温度の発振周波数の変化率に基づく次数ｍとが異なっていて、両方とも使用を満たす場合には、差の絶対値に基づく次数ｍを優先して設定する。

このように、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍが、補正された周波数温度特性における、前述した差の絶対値と、第２温度の発振周波数の変化率の絶対値に基づいて設定されることにより、単位温度当たりの発振周波数の変化率をさらに低減させる、次数ｍの多項式近似関数を用いることができる。

図１の説明に戻り、Ｄ／Ａコンバータ２４は、デジタル信号をアナログ信号に変換するように構成されている。Ｄ／Ａコンバータ２４は、信号生成回路２２から入力される、デジタルデータである第１温度補償信号をアナログの電気信号に変換し、出力する。

第２温度補償部３０は、振動素子５１の温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近似関数とに基づいて、第１温度補償部２０によって補正された周波数温度特性を、さらに補正するように構成されている。なお、第２温度補償部３０の構成は、前述した第１温度補償部２０の構成と類似しているため、第１温度補償部２０と類似の構成について類似の符号を付し、その説明を適宜省略する。

第２温度補償部３０は、Ａ／Ｄコンバータ３１と、信号生成回路３２と、メモリ３３と、Ｄ／Ａコンバータ３４、とを備える。Ａ／Ｄコンバータ３１は、温度検出回路１０から入力される温度に対応する電気信号を検出された温度のデジタル値である温度データに変換して出力する。信号生成回路３２は、この温度データから、補正された周波数温度特性をさらに補正するための第２温度補償信号を生成するように構成されている。信号生成回路３２は、例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）等のプロセッサを含んで構成される。

より詳細には、信号生成回路３２は、温度データと次数ｎの多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）とから、補正された周波数温度特性の近似値を算出し、当該近似値に対応する信号を第２温度補償信号として生成する。

次数ｎの多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）は、温度を独立変数とするｎ次関数であり、補正された周波数温度特性を近似した多項式である。次数ｎの多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）は、例えば、ｎ個の係数ｃ０、ｃ１、ｃ２、…、ｃｎを用いて以下の式（３）のように表される。
ｆｃ２_ｎ（ｔ）＝ｃ０ｔ^０＋ｃ１ｔ＋ｃ２ｔ^２＋…＋ｃｎｔ^ｎ …（３）

メモリ３３は、例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及び／又はＲＡＭ等から構成される。メモリ３３は、次数ｎの多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）をあらかじめ記憶している。メモリ３３に記憶された次数ｎの多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）は、信号生成回路３２によって読み出し可能になっている。

ここで、図１０及び図１１を参照しつつ、多項式近似関数を用いた振動素子の周波数温度特性のさらなる補正について説明する。図１０は、多項式近似関数を用いてさらに補正した周波数温度特性を例示するグラフである。図１１は、多項式近似関数を用いてさらに補正した周波数温度勾配特性を例示するグラフである。図１０及び図１１において、横軸は温度検出回路１０が検出する振動素子５１の温度であり、単位は［℃］である。図１０において、縦軸は発振周波数の周波数変化率（ｄｆ／ｆ）であり、単位は［ｐｐｂ］である。また、図１１において、縦軸は発振周波数の単位温度あたりの周波数変化率（ｄｆ／ｆ）であり、単位は［ｐｐｂ／℃］である。なお、図１０及び図１１では、３次の多項式近似関数ｆｃ１_３（ｔ）を用いて補正された周波数温度特性を、多項式近似関数を用いてさらに補正する場合を示す。

図１０に示すように、３次から９次の多項式近似関数のいずれを用いてさらに補正する場合でも、さらに補正した後の発振周波数の変化率は、－４０［℃］から７５［℃］の温度範囲で、約±１５［ｐｐｂ］を達成する。一方、一部の温度範囲、例えば７５［℃］以上の温度範囲では、－４０［℃］から７５［℃］の温度範囲と比較して、補正後の発振周波数の変化率は大きくなっている。

実際に、図１１に示すように、単位温度当たりの発振周波数の変化率は、７５［℃］以上の温度範囲で大きくなっているものの、より低い次数の多項式近似関数を用いてさらに補正した場合、周波数温度勾配の精度が高くなっている。例えば、次数４の多項式近似関数を用いてさらに補正すると、約±０．２［ｐｐｂ／℃］を達成する。

第２温度補償部３０の多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）の次数ｎは、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍと同様に、さらに補正された周波数温度特性における、第１温度ｔ１より高い第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される。これにより、第１温度ｔ１と第２温度ｔ２との間における発振周波数の変化率に基づいて次数ｎを設定することが可能となるので、単位温度当たりの発振周波数の変化率を低減させる、次数ｎの多項式近似関数を用いることができる。従って、発振周波数の変化率を低減するように設定されていた従来の近似関数と比較して、振動素子５１の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

また、多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）の次数ｎは、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍと同様に、さらに補正された周波数温度特性における、前述した差の絶対値と、第２温度の発振周波数の変化率の絶対値に基づいて設定されてもよい。これにより、単位温度当たりの発振周波数の変化率をさらに低減させる、次数ｎの多項式近似関数を用いることができる。なお、次数ｍと同様に、差の絶対値に基づく次数ｎと、第２温度の発振周波数の変化率に基づく次数ｎとが異なる場合、要求される仕様を満たすように、いずれか一方を優先して設定する。差の絶対値に基づく次数ｎと、第２温度の発振周波数の変化率に基づく次数ｎとが異なっていて、両方とも使用を満たす場合には、差の絶対値に基づく次数ｎを優先して設定する。

前述したように振動素子５１が水晶振動素子である場合、次数ｍ及び次数ｎは、それぞれ、３以上であることが好ましい。これにより、図６及び図１１に示すように、単位温度当たりの発振周波数の変化率を容易に低減させることができる。一方、振動素子５１が表面波（ＳＡＷ）振動を主振動とする表面波振動モードである場合や、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動素子である場合等、次数ｍ及び次数ｎは、それぞれ、１又は２が好ましいことがある。

図４及び図１０に示すように、補正された周波数温度特性とさらに補正された周波数温度特性とにおいて、発振周波数の変化率は、高温の温度範囲で大きく変動している。よって、次数ｍ及び次数ｎを設定する際の温度範囲、つまり、第１温度ｔ１と第２温度ｔ２とをこの温度範囲に設定することで、発振周波数の変化率の変動が大きい範囲に基づいて、次数ｍ及び次数ｎを設定することができる。

例えば、第１温度ｔ１は７５［℃］であり、第２温度ｔ２は１０５［℃］であることが好ましい。これにより、発振周波数の変化率の変動が顕著である７５［℃］から１０５［℃］の温度範囲で、振動素子５１の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

また、例えば、第１温度ｔ１は８５［℃］であり、第２温度ｔ２は１０５［℃］であることが好ましい。これにより、発振周波数の変化率の変動が顕著である８５［℃］から１０５［℃］の温度範囲で、振動素子５１の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

本実施形態では、第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０が、ともにデジタル回路である例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０のうちの少なくとも一方は、アナログ回路であってもよい。また、第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０が周波数温度特性を補正する方法は、多項式近似関数を用いる限り、例えば、直接型、間接型、恒温槽を用いる方式等、様々なものを用いることができる。

図１の説明に戻り、加算回路４０は、第１温度補償部２０から入力される第１温度補償信号と、第２温度補償部３０から入力される第２温度補償信号とを加算するように構成されている。加算回路４０は、加算した信号（以下、「加算温度補償信号」という）を出力する。なお、第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０がデジタル回路である場合、第１温度補償部２０はＤ／Ａコンバータ２４を省略し、第２温度補償部３０はＤ／Ａコンバータ３４を省略することで、信号生成回路２２が出力するデジタルデータの第１温度補償信号と、信号生成回路３２が出力するデジタルデータの第２温度補償信号とが、加算回路４０に入力されてもよい。この場合、加算回路４０は加算器を含んで構成されてもよい。

発振制御回路５０は、振動素子５１の発振周波数を制御するように構成されている。発振制御回路５０は、例えば、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ－Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）で構成される。発振制御回路５０は、電圧を振動素子５１に印加することで、振動素子５１の発振周波数を制御する。発振制御回路５０は、加算回路４０から入力される加算温度補償信号に基づく電圧を、振動素子５１に印加する。これにより、振動素子５１の発振周波数は、加算温度補償信号によって補正された周波数に制御され、振動素子５１の周波数温度特性及び周波数温度勾配特性が補償される。

次に、図１２を参照しつつ、一実施形態に従う発振器の温度補償方法について説明する。図１２は、一実施形態における発振器１００の温度補償方法を例示するフローチャートである。

図１２に示すように、最初に、発振器１００は、第１温度補償部２０が使用する次数ｍの多項式近似関数を設定する（Ｓ１０１）。この設定では、例えば、－４０［℃］から８５［℃］、あるいは、－４０［℃］から１０５［℃］等の所定の温度範囲について、補正する前の振動素子５１の発振周波数における周波数温度特性を計測する。そして、計測した所定の温度範囲の周波数温度特性を近似する多項式近似関数の次数ｍ及び各項の係数を決定する。次数ｍについては、前述したように、補正された周波数温度特性における、第１温度ｔ１より高い第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて、設定される。設定された次数ｍの多項式近似関数は、第１温度補償部２０のメモリ２３に記憶される。なお、前述した所定の温度範囲において、所定温度ごと、例えば１［℃］ごとに、次数ｍの多項式近似関数を用いて近似値を算出しておき、算出した各近似値をテーブル形式で保持してもよい。この場合、メモリ２３は、次数ｍの多項式近似関数に代えて、又はこれとともに、所定温度ごとの近似値テーブルを記憶してもよい。このようにして、振動素子５１の周波数温度特性に対し、次数ｍの多項式近似関数を用いた温度補償が可能になる。

次に、発振器１００は、第２温度補償部３０が使用する次数ｎの多項式近似関数を設定する（Ｓ２０２）。この設定では、例えば、前述した所定の温度範囲について、ステップＳ１０１で設定された次数ｍの多項式近似関数を用いて補正された周波数温度特性を計測する。そして、測定した周波数温度特性を近似する多項式近似関数の次数ｎ及び各項の係数を決定する。次数ｎについては、前述したように、さらに補正された周波数温度特性における、第１温度ｔ１より高い第２温度ｔ２の発振周波数の変化率と第１温度ｔ１の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて、設定される。設定された次数ｎの多項式近似関数は、第２温度補償部３０のメモリ３３に記憶される。なお、前述した所定の温度範囲において、所定温度ごと、例えば１［℃］ごとに、次数ｎの多項式近似関数を用いて近似値を算出しておき、算出した各近似値をテーブル形式で保持してもよい。この場合、メモリ３３は、次数ｎの多項式近似関数に代えて、又はこれとともに、所定温度ごとの近似値テーブルを記憶してもよい。このようにして、次数ｍの多項式近似関数を用いて補正された周波数温度特性に対し、次数ｎの多項式近似関数を用いたさらなる温度補償又は再温度補償が可能になる。

ステップＳ１０２及びステップＳ２０２は、例えば、発振器１００を運用又は使用する前の処理であり、発振器１００の製造者等が発振器１００を用いて行われることが一般的である。一方、ステップＳ２０２後は、例えば、発振器１００を運用又は使用する処理であり、発振器１００の利用者等が発振器１００を用いて行われることが一般的である。すなわち、ステップＳ２０２の後、温度検出回路１０は、振動素子５１の温度を検出する（Ｓ２０３）。前述したように、検出された温度は、第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０に出力される。

次に、第１温度補償部２０は、ステップＳ２０３で検出された温度と、メモリ２３に記憶された次数ｍの多項式近似関数とを用い、振動素子５１の周波数温度特性を補正する（Ｓ２０４）。具体的には、信号生成回路２２は、温度検出回路１０から入力された温度と次数ｍの多項式近似関数とから、近似値を算出する。次いで、信号生成回路２２は、算出した近似値に対応する第１温度補償信号を生成する。そして、信号生成回路２２は、生成した第１温度補償信号を加算回路４０に出力する。

次に、第２温度補償部３０は、ステップＳ２０３で検出された温度と、メモリ３３に記憶された次数ｎの多項式近似関数とを用い、補正された周波数温度特性をさらに補正する（Ｓ２０５）。具体的には、信号生成回路３２は、温度検出回路１０から入力された温度と次数ｎの多項式近似関数とから、近似値を算出する。次いで、信号生成回路３２は、算出した近似値に対応する第２温度補償信号を生成する。そして、信号生成回路３２は、生成した第２温度補償信号を加算回路４０に出力する。

第１温度補償信号と第２温度補償信号とは、加算回路４０によって加算され、発振制御回路５０に供給される。これにより、温度検出回路１０によって検出された振動素子５１の温度における周波数温度特性が補正される。

ステップＳ２０５の後、発振器１００は、所定の条件を満たすまで、ステップＳ２０３からステップＳ２０５を繰り返す。所定の条件は、例えば、利用者等の操作により、初期化又は再設定が指示された場合等である。この場合、発振器１００は、ステップＳ２０３ではなく、ステップＳ２０１に戻って、新たに、次数ｍの多項式近似関数及び次数ｎの多項式近似関数を再設定することが可能となる。

（変形例）
次に、図１３を参照しつつ、一実施形態に従う発振器の変形例について説明する。なお、図１に示した発振器と同一又は類似の構成について同一又は類似の符号を付し、その説明を適宜省略する。また、同様の構成による同様の作用効果については、逐次言及しない。

図１３は、一実施形態の変形例における発振器１００Ａの概略構成を例示するブロック図である。

図１３に示す発振器１００Ａは、第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０を備えていない点で、図１に示した発振器１００と相違する。すなわち、発振器１００Ａは、図示を省略するが、前述した温度検出回路１０、第２温度補償部３０、加算回路４０、及び、振動素子５１を含む発振制御回路５０を備える。

一方、温度補償回路６０は、前述した第１温度補償部２０と、第２温度補償部３０とを備える。温度補償回路６０は、例えばワンチップ、つまり、１つの集積回路（ＩＣ）で構成されている。また、温度補償回路６０は、前述した第１温度補償部２０及び第２温度補償部３０と同様に、振動素子５１の周波数温度勾配特性を補正するように構成されている。

すなわち、第１温度補償部２０のＡ／Ｄコンバータ２１には、外部から振動素子５１の温度を示すアナログの電気信号が入力され、第１温度補償部２０の信号生成回路２２は、この温度と次数ｍの多項式近似関数とから第１温度補償信号を生成する。そして、第１温度補償部２０のＤ／Ａコンバータ２４は、アナログの第１温度補償信号を発振器１００Ａに出力する。

すなわち、第１温度補償部２０のＡ／Ｄコンバータ２１には、外部から振動素子５１の温度を示すアナログの電気信号が入力され、第１温度補償部２０の信号生成回路２２は、この温度と次数ｍの多項式近似関数とから第１温度補償信号を生成する。そして、第１温度補償部２０のＤ／Ａコンバータ２４は、アナログの第１温度補償信号を発振器１００Ａに出力する。

発振器１００Ａは、温度補償回路６０から供給された第１温度補償信号及び第２温度補償信号に基づいて、振動素子５１の周波数温度特性及び周波数温度勾配特性を補正する。

以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。本発明の一実施形態に従う発振器及び温度補償回路によれば、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍが、補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される。これにより、第１温度と第２温度との間における発振周波数の変化率に基づいて次数ｍを設定することが可能となるので、単位温度当たりの発振周波数の変化率を低減させる、次数ｍの多項式近似関数を用いることができる。また、多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）の次数ｎは、さらに補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される。これにより、第１温度と第２温度との間における発振周波数の変化率に基づいて次数ｎを設定することが可能となるので、単位温度当たりの発振周波数の変化率を低減させる、次数ｎの多項式近似関数を用いることができる。従って、発振周波数の変化率を低減するように設定されていた従来の近似関数と比較して、振動素子の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

また、前述した発振器及び温度補償回路において、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍが、補正された周波数温度特性における、前述した差の絶対値と、第２温度の発振周波数の変化率の絶対値に基づいて設定される。これにより、単位温度当たりの発振周波数の変化率をさらに低減させる、次数ｍの多項式近似関数を用いることができる。また、多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）の次数ｎは、さらに補正された周波数温度特性における、前述した差の絶対値と、第２温度の発振周波数の変化率の絶対値に基づいて設定される。これにより、単位温度当たりの発振周波数の変化率をさらに低減させる、次数ｎの多項式近似関数を用いることができる。

また、前述した発振器及び温度補償回路において、第１温度は７５［℃］であり、第２温度は１０５［℃］である。これにより、発振周波数の変化率の変動が顕著である７５［℃］から１０５［℃］の温度範囲で、振動素子の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

また、前述した発振器及び温度補償回路において、第１温度ｔ１は８５［℃］であり、第２温度ｔ２は１０５［℃］である。これにより、発振周波数の変化率の変動が顕著である８５［℃］から１０５［℃］の温度範囲で、振動素子５１の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

また、本発明の一実施形態に従う温度補償方法によれば、多項式近似関数ｆｃ１_ｍ（ｔ）の次数ｍが、補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される。これにより、第１温度と第２温度との間における発振周波数の変化率に基づいて次数ｍを設定することが可能となるので、単位温度当たりの発振周波数の変化率を低減させる、次数ｍの多項式近似関数を用いることができる。また、多項式近似関数ｆｃ２_ｎ（ｔ）の次数ｎは、さらに補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値に基づいて設定される。これにより、第１温度と第２温度との間における発振周波数の変化率に基づいて次数ｎを設定することが可能となるので、単位温度当たりの発振周波数の変化率を低減させる、次数ｎの多項式近似関数を用いることができる。従って、発振周波数の変化率を低減するように設定されていた従来の近似関数と比較して、振動素子の周波数温度勾配特性の精度を向上させることができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０…温度検出回路、２０…第１温度補償部、２１…Ａ／Ｄコンバータ、２２…信号生成回路、２３…メモリ、２４…Ｄ／Ａコンバータ、３０…第２温度補償部、３１…Ａ／Ｄコンバータ、３２…信号生成回路、３３…メモリ、３４…Ｄ／Ａコンバータ、４０…加算回路、５０…発振制御回路、５１…振動素子、６０…温度補償回路、１００，１００Ａ…発振器。

Claims (10)

1. 振動素子と、
   前記振動素子の温度を検出する温度検出回路と、
   前記温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記振動素子の周波数温度特性を補正する第１温度補償部であって、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｍが設定される、第１温度補償部と、
   前記温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償部であって、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｎが設定される、第２温度補償部と、を備える、
   発振器。
2. 振動素子と、
   前記振動素子の温度を検出する温度検出回路と、
   前記温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記振動素子の周波数温度特性を補正する第１温度補償部であって、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｍ、および、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率の絶対値が比較され、比較された前記変化率の絶対値が最も大きいときの前記次数ｍのうちいずれか一方が設定される、第１温度補償部と、
   前記温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償部であって、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｎ、および、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率の絶対値が比較され、比較された前記変化率の絶対値が最も大きいときの前記次数ｎのうちいずれか一方が設定される、第２温度補償部と、を備える、
   発振器。
3. 前記第１温度は７５℃であり、前記第２温度は１０５℃である、
   請求項１又は２に記載の発振器。
4. 前記第１温度は８５℃であり、前記第２温度は１０５℃である、
   請求項１又は２に記載の発振器。
5. 振動素子を含む発振器の温度補償回路であって、
   前記振動素子の温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記振動素子の周波数温度特性を補正する第１温度補償部であって、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｍが設定される、第１温度補償部と、
   前記振動素子の温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償部であって、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｎが設定される、第２温度補償部と、を備える、
   温度補償回路。
6. 振動素子を含む発振器の温度補償回路であって、
   前記振動素子の温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記振動素子の周波数温度配特性を補正する第１温度補償部であって、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｍ、および、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率の絶対値が比較され、比較された前記変化率の絶対値が最も大きいときの前記次数ｍのうちいずれか一方が設定される、第１温度補償部と、
   前記温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償部であって、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｎ、および、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率の絶対値が比較され、比較された前記変化率の絶対値が最も大きいときの前記次数ｎのうちいずれか一方が設定される、第２温度補償部と、を備える、
   温度補償回路。
7. 前記第１温度は７５℃であり、前記第２温度は１０５℃である、
   請求項５又は６に記載の温度補償回路。
8. 前記第１温度は８５℃であり、前記第２温度は１０５℃である、
   請求項５又は６に記載の温度補償回路。
9. 振動素子を含む発振器の温度補償方法であって、
   前記振動素子の温度を検出するステップと、
   前記温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記振動素子の周波数温度配特性を補正する第１温度補償ステップであって、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｍが設定される、第１温度補償ステップと、
   前記温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近位関数とを用い、前記補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償ステップであって、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｎが設定される、第２温度補償ステップと、を含む、
   温度補償方法。
10. 振動素子を含む発振器の温度補償方法であって、
    前記振動素子の温度を検出するステップと、
    前記振動素子の温度と次数ｍ（ｍは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記振動素子の周波数温度特性を補正する第１温度補償ステップであって、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、第１温度より高い第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｍ、および、複数の前記次数ｍについて、前記補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率の絶対値が比較され、比較された前記変化率の絶対値が最も大きいときの前記次数ｍのうちいずれか一方が設定される、第１温度補償ステップと、
    前記温度と次数ｎ（ｎは正の整数）の多項式近似関数とを用い、前記補正された周波数温度特性をさらに補正する第２温度補償ステップであって、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率と前記第１温度の発振周波数の変化率との差の絶対値が比較され、比較された前記差の絶対値が最も小さいときの前記次数ｎ、および、複数の前記次数ｎについて、前記さらに補正された周波数温度特性における、前記第２温度の発振周波数の変化率の絶対値が比較され、比較された前記変化率の絶対値が最も大きいときの前記次数ｎのうちいずれか一方が設定される、第２温度補償ステップと、を含む、
    温度補償方法。

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