JPH01108801A - 温度補償型圧電発振器 - Google Patents
温度補償型圧電発振器Info
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- JPH01108801A JPH01108801A JP63245873A JP24587388A JPH01108801A JP H01108801 A JPH01108801 A JP H01108801A JP 63245873 A JP63245873 A JP 63245873A JP 24587388 A JP24587388 A JP 24587388A JP H01108801 A JPH01108801 A JP H01108801A
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- JP
- Japan
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- oscillator
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L1/00—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L1/00—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
- H03L1/02—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
- H03L1/022—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature
- H03L1/023—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature by using voltage variable capacitance diodes
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、温度補償型圧電発振器、すなわち、温度に応
じて周波数を調整する装置を備える圧電発振器に関する
ものである。
じて周波数を調整する装置を備える圧電発振器に関する
ものである。
従来の技術
標準的な圧電発振器と同様に、温度補償型発振器は、発
振用のピエゾ電気共振器を備える回路を介して出力が人
力に接続されている増幅器によって構成されている。こ
の装置の利得は、自己発振条件を満たすために、１より
大きい。この場合は、周波数の補償は、可変容量ダイオ
ードのように両端に印加される電圧に応じて容量が変化
する素子をピエゾ電気共振器と直列に接続して、温度を
感知する素子を含む補償回路により可変容量ダイオード
に印加すべき電圧（すなわち、補償電圧）を発生させる
ことによって、実現される。
振用のピエゾ電気共振器を備える回路を介して出力が人
力に接続されている増幅器によって構成されている。こ
の装置の利得は、自己発振条件を満たすために、１より
大きい。この場合は、周波数の補償は、可変容量ダイオ
ードのように両端に印加される電圧に応じて容量が変化
する素子をピエゾ電気共振器と直列に接続して、温度を
感知する素子を含む補償回路により可変容量ダイオード
に印加すべき電圧（すなわち、補償電圧）を発生させる
ことによって、実現される。
発明が解決しようとする課題
温度補償装置によって、どのような温度でも、発振器の
出力でほぼ安定した周波数を得ることができる。しかし
、圧電発振器は、経年劣化現象を呈する。すなわち、そ
の発振周波数は、時間につれて変化する。従って、時間
の関数として発振器を再設定することが必要である。こ
の再設定は、ピエゾ電気共振器と直列なインピーダンス
を変更して、発振器の定格周波数を得ることからなる。
出力でほぼ安定した周波数を得ることができる。しかし
、圧電発振器は、経年劣化現象を呈する。すなわち、そ
の発振周波数は、時間につれて変化する。従って、時間
の関数として発振器を再設定することが必要である。こ
の再設定は、ピエゾ電気共振器と直列なインピーダンス
を変更して、発振器の定格周波数を得ることからなる。
可変容量ダイオードを使用する場合には、再設定操作は
、その両端間の電圧を変更することからなる。この再設
定によって、温度補償が変更される。
、その両端間の電圧を変更することからなる。この再設
定によって、温度補償が変更される。
例えば、第１図に概略的に示した例では、温度補償型圧
電発振器中で使用される再設定回路は、一端がアースさ
れた抵抗Ｒの他端と電源電圧ＶＡとの間に直列に接続さ
れた電位差計Ｐ０によって形成されている。ポテンショ
メータＰ８の可変端子は、抵抗Ｒ′ を介して、可変容
量ダイオードＤのカソードに接続されている。また、、
この例では、可変容量ダイオードＤのアノードは、温度
に応じて周波数を調整するための回路ＣＴに接続されて
いる。公知の方法では、可変容量ダイオードは、ピエゾ
電気共振器Ｐと増幅器Ａに直列に接続されている。その
増幅器の出力は、可変容量ダイオードＤのアノードに接
続してループになっている。
電発振器中で使用される再設定回路は、一端がアースさ
れた抵抗Ｒの他端と電源電圧ＶＡとの間に直列に接続さ
れた電位差計Ｐ０によって形成されている。ポテンショ
メータＰ８の可変端子は、抵抗Ｒ′ を介して、可変容
量ダイオードＤのカソードに接続されている。また、、
この例では、可変容量ダイオードＤのアノードは、温度
に応じて周波数を調整するための回路ＣＴに接続されて
いる。公知の方法では、可変容量ダイオードは、ピエゾ
電気共振器Ｐと増幅器Ａに直列に接続されている。その
増幅器の出力は、可変容量ダイオードＤのアノードに接
続してループになっている。
従って、ポテンショメータが発振器の周波数を再設定す
るために変化させられる時、可変容量ダイオードのバイ
アス電圧も変更される。第２図Ａ及び第２図已に図示し
たように、可変容量ダイオードの容量／電圧特性曲線は
、そのバイアス電圧の関数として直線的に周波数が変化
していない。従って、バイアス電圧の変化の結果として
、伝達関数の勾配Ｐ。が変化して、勾配Ｐ１となる。こ
の勾配の変化とは、第３図に図示した、定格周波数Ｆｏ
での±５Ｘ１０−’の範囲の周波数再設定のための補正
曲線の回転を意味する。また、可変容量ダイオードの温
度係数は、バイアス電圧（第２図Ｃ）に応じて変化する
。従って、補正曲線の回転効果を増大させる。
るために変化させられる時、可変容量ダイオードのバイ
アス電圧も変更される。第２図Ａ及び第２図已に図示し
たように、可変容量ダイオードの容量／電圧特性曲線は
、そのバイアス電圧の関数として直線的に周波数が変化
していない。従って、バイアス電圧の変化の結果として
、伝達関数の勾配Ｐ。が変化して、勾配Ｐ１となる。こ
の勾配の変化とは、第３図に図示した、定格周波数Ｆｏ
での±５Ｘ１０−’の範囲の周波数再設定のための補正
曲線の回転を意味する。また、可変容量ダイオードの温
度係数は、バイアス電圧（第２図Ｃ）に応じて変化する
。従って、補正曲線の回転効果を増大させる。
第３図において、Ｆｏでの直線ａは、時刻Ｔ０での理想
的な補正を示す。曲線す及びｂ・は、±５Ｘ１０−’Ｆ
、の周波数ドリフトに対する正もしくは負の再設定の後
の発振器の発振周波数を示す。
的な補正を示す。曲線す及びｂ・は、±５Ｘ１０−’Ｆ
、の周波数ドリフトに対する正もしくは負の再設定の後
の発振器の発振周波数を示す。
この補正曲線の歪みは、多くの問題を生じる。特に、発
振器が、仕様によって規定された特性を越えることがあ
るからである。
振器が、仕様によって規定された特性を越えることがあ
るからである。
そこで、本発明の目的はこれらの欠点を解消することで
ある。
ある。
課題を解決するための手段
本発明によるならば、可変容量素子と直列接続されたピ
エゾ電気共振器を介して出力が入力に接続されてループ
を構成する増幅器からなる発振回路と、温度に応じて周
波数を調整するために補償電圧を出力する周波数調整回
路と、時間と共に変化する再設定電圧を出力する周波数
修正回路とを備える温度補償型圧電発振器において、温
度に応じて周波数を調整する上記周波数調整回路が、利
得が上記周波数修正回路によって供給される再設定電圧
に応じて変化する装置を介して、上記可変容量素子の端
子の１つに接続されていることを特徴とする発振器であ
る。
エゾ電気共振器を介して出力が入力に接続されてループ
を構成する増幅器からなる発振回路と、温度に応じて周
波数を調整するために補償電圧を出力する周波数調整回
路と、時間と共に変化する再設定電圧を出力する周波数
修正回路とを備える温度補償型圧電発振器において、温
度に応じて周波数を調整する上記周波数調整回路が、利
得が上記周波数修正回路によって供給される再設定電圧
に応じて変化する装置を介して、上記可変容量素子の端
子の１つに接続されていることを特徴とする発振器であ
る。
・好ましい実施態様によると、利得が再設定電圧に応じ
て変化する装置は、負帰還用抵抗を備え、その反転入力
に再設定電圧を受け、その非反転入力に補償電圧を受け
る演算増幅器からなる。
て変化する装置は、負帰還用抵抗を備え、その反転入力
に再設定電圧を受け、その非反転入力に補償電圧を受け
る演算増幅器からなる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して
行う以下の実施例の説明によって明らかになろう。なお
、説明を簡単にするために、添付図面において同じ構成
要素には同じ参照番号を付した。
行う以下の実施例の説明によって明らかになろう。なお
、説明を簡単にするために、添付図面において同じ構成
要素には同じ参照番号を付した。
実施例
第４図は、本発明による温度補償型発振器を示すもので
ある。この発振器は、公知の態様で、増幅器Ａを含み、
この増幅器の出力Ｓは、可変容量ダイオードＤと直列に
接続されたピエゾ電気共振器Ｐを介して、増幅器の人力
にフィードバックされている。本発明によると、温度補
償電圧Ｖ。は、利得が再設定電圧に応じて変化する装置
を介して可変容量ダイオードのカソードに印加されてい
る。
ある。この発振器は、公知の態様で、増幅器Ａを含み、
この増幅器の出力Ｓは、可変容量ダイオードＤと直列に
接続されたピエゾ電気共振器Ｐを介して、増幅器の人力
にフィードバックされている。本発明によると、温度補
償電圧Ｖ。は、利得が再設定電圧に応じて変化する装置
を介して可変容量ダイオードのカソードに印加されてい
る。
この再設定電圧は、時間の経過につれて変化する。
さらに詳細には、この装置は、演算増幅器Ａ１を備え、
その非反転入力が、温度に応じた周波数調整回路ＣＴか
らの温度補償電圧Ｖｃを受ける。また、演算増幅器ＡＩ
の反転入力は、再設定に応じた電圧を受ける。この電圧
は、分圧器ブリッジによって与えられる。従って、この
反転入力は、抵抗Ｒ３を介して電源電圧ＶＡに接続され
ている。
その非反転入力が、温度に応じた周波数調整回路ＣＴか
らの温度補償電圧Ｖｃを受ける。また、演算増幅器ＡＩ
の反転入力は、再設定に応じた電圧を受ける。この電圧
は、分圧器ブリッジによって与えられる。従って、この
反転入力は、抵抗Ｒ３を介して電源電圧ＶＡに接続され
ている。
さらに、この反転入力は、抵抗Ｒ２と可変抵抗Ｒ３を介
してアースに接続されている。また、演算増幅器Ａ１は
、その出力とその反転入力との間に負帰還用抵抗Ｒ４が
接続されている。更に、演算増幅器Ａ１は、抵抗Ｒ５を
介して可変容量ダイオードＤのカソードに接続されてい
る。上記の回路では、演算増幅器Ａ１の出力電圧Ｖｓは
、以下の式によって算出される： また、再設定電圧は、一般に、抵抗Ｒ１の抵抗値を変化
させることによって得られる。この抵抗は、装置の外部
にあり、その変化は所定の装置によって決定される。
してアースに接続されている。また、演算増幅器Ａ１は
、その出力とその反転入力との間に負帰還用抵抗Ｒ４が
接続されている。更に、演算増幅器Ａ１は、抵抗Ｒ５を
介して可変容量ダイオードＤのカソードに接続されてい
る。上記の回路では、演算増幅器Ａ１の出力電圧Ｖｓは
、以下の式によって算出される： また、再設定電圧は、一般に、抵抗Ｒ１の抵抗値を変化
させることによって得られる。この抵抗は、装置の外部
にあり、その変化は所定の装置によって決定される。
上記の回路では、抵抗値は、反復計算されて、印加され
るのが望ましい補正に応じて利得を調節する。実際、温
度補償型発振器では、周波数をシフトさせ、それによっ
て、多年にわたり製品の再設定を可能にしている。従っ
て、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗値は、以下の式から算
出される：２５℃で、定格周波数Ｆ。の場合： Ｖ ＳｌからＶＳ２に再設定した後： 上記式において、Ｒ・１は、再設定後の抵抗Ｒ１の抵抗
値である。
るのが望ましい補正に応じて利得を調節する。実際、温
度補償型発振器では、周波数をシフトさせ、それによっ
て、多年にわたり製品の再設定を可能にしている。従っ
て、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗値は、以下の式から算
出される：２５℃で、定格周波数Ｆ。の場合： Ｖ ＳｌからＶＳ２に再設定した後： 上記式において、Ｒ・１は、再設定後の抵抗Ｒ１の抵抗
値である。
また、温度の関数としてピエゾ電気共振器のドリフトを
示す曲線と再設定による補正特性の回転を示す曲線（第
３図）を観察するだけで、最大レベルがピエゾ電気共振
器の反転点に対応するのがわかる。従って、ピエゾ電気
共振器の反転点は、校正点として使用される。これによ
って、問題とする温度で必要な電圧を示す、もう１組の
以下の式が与えられる： 反転点で、定格周波数Ｆ。の場合： 反転点で、再設定（Ｖ Ｓ ３− Ｖ Ｓ ４ ）後：
Ｒ１とその変化した値Ｒ’＋の数値が与えられるので、
４つの式からなるこの連立方程式を解いて、所定の構成
での出力電圧Ｖ ５１、ＶＳ２、ＶＳ３、ＶＳ４を算出
して、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の数値を得ることができる。電
圧ＶＳ２及びＶＳａは同じ周波数シフトを与える電圧で
あり、電圧ＶＳＩ及びＶ Ｓ ３は、定格周波数Ｆ０を
得るために必要とされる電圧である。
示す曲線と再設定による補正特性の回転を示す曲線（第
３図）を観察するだけで、最大レベルがピエゾ電気共振
器の反転点に対応するのがわかる。従って、ピエゾ電気
共振器の反転点は、校正点として使用される。これによ
って、問題とする温度で必要な電圧を示す、もう１組の
以下の式が与えられる： 反転点で、定格周波数Ｆ。の場合： 反転点で、再設定（Ｖ Ｓ ３− Ｖ Ｓ ４ ）後：
Ｒ１とその変化した値Ｒ’＋の数値が与えられるので、
４つの式からなるこの連立方程式を解いて、所定の構成
での出力電圧Ｖ ５１、ＶＳ２、ＶＳ３、ＶＳ４を算出
して、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の数値を得ることができる。電
圧ＶＳ２及びＶＳａは同じ周波数シフトを与える電圧で
あり、電圧ＶＳＩ及びＶ Ｓ ３は、定格周波数Ｆ０を
得るために必要とされる電圧である。
上記の回路では、第５図に示した、温度の関数である周
波数変化曲線が得られる。この曲線から、周波数Ｆ。は
再設定の後でさえほぼ同じように温度変化することがわ
かる。
波数変化曲線が得られる。この曲線から、周波数Ｆ。は
再設定の後でさえほぼ同じように温度変化することがわ
かる。
第１図は、従来技術による温度補償型発振器の概略図で
あり、 第２図Ａは、可変容量ダイオードの容量／電圧特性曲線
を示し、 第２図Ｂは、第１図の発振器の周波数／電圧特性曲線を
示し、 第２図Ｃは、そのバイアス電圧の関数としての可変容量
ダイオードの温度係数の変化を示し、第３図は、第１図
の発振器で得られる、長い時間の経年劣化後の時刻Ｔ０
における周波数補正曲線を示し、 第４図は、本発明による温度補償型発振器の概略図であ
り、 第５図は、本発明の発振器によって得られる温度の関数
としての周波数補正曲線を示す。 （主な参照番号） Ａ・・・増幅器 Ａ＋・・・演算増幅器Ｄ・・・可
変容最ダイオード ＣＴ・・・温度に応じて周波数を調整する回路Ｐ、・・
・ポテンショメータ ＲＳＲ−１ＲＩＳＲ２、Ｒ５、Ｒ４、Ｒ３・・・抵抗Ｖ
、・・・電源電圧
あり、 第２図Ａは、可変容量ダイオードの容量／電圧特性曲線
を示し、 第２図Ｂは、第１図の発振器の周波数／電圧特性曲線を
示し、 第２図Ｃは、そのバイアス電圧の関数としての可変容量
ダイオードの温度係数の変化を示し、第３図は、第１図
の発振器で得られる、長い時間の経年劣化後の時刻Ｔ０
における周波数補正曲線を示し、 第４図は、本発明による温度補償型発振器の概略図であ
り、 第５図は、本発明の発振器によって得られる温度の関数
としての周波数補正曲線を示す。 （主な参照番号） Ａ・・・増幅器 Ａ＋・・・演算増幅器Ｄ・・・可
変容最ダイオード ＣＴ・・・温度に応じて周波数を調整する回路Ｐ、・・
・ポテンショメータ ＲＳＲ−１ＲＩＳＲ２、Ｒ５、Ｒ４、Ｒ３・・・抵抗Ｖ
、・・・電源電圧
Claims (3)
- （１）可変容量素子と直列接続されたピエゾ電気共振器
を介して出力が入力に接続されてループを構成する増幅
器からなる発振回路と、温度に応じて周波数を調整する
ために補償電圧を出力する周波数調整回路と、時間と共
に変化する再設定電圧を出力する周波数修正回路とを備
える温度補償型圧電発振器において、温度に応じて周波
数を調整する上記周波数調整回路が、利得が上記周波数
修正回路によって供給される再設定電圧に応じて変化す
る装置を介して、上記可変容量素子の端子に１つに接続
されていることを特徴とする発振器。 - （２）利得が再設定電圧に応じて変化する上記装置は、
負帰還用抵抗を備え、その反転入力に再設定電圧を受け
、その非反転入力に補償電圧を受ける演算増幅器によっ
て形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発
振器。 - （３）上記再設定電圧は、分割器として設けられ、可変
抵抗を備える抵抗ブリッジによって生成されることを特
徴とする請求項２に記載の発振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8713454A FR2621187A1 (fr) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Oscillateur piezoelectrique compense en temperature |
| FR8713454 | 1987-09-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108801A true JPH01108801A (ja) | 1989-04-26 |
Family
ID=9355333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63245873A Pending JPH01108801A (ja) | 1987-09-29 | 1988-09-29 | 温度補償型圧電発振器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4851791A (ja) |
| EP (1) | EP0310490B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01108801A (ja) |
| CA (1) | CA1294336C (ja) |
| DE (1) | DE3854178T2 (ja) |
| FR (1) | FR2621187A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5113416A (en) * | 1990-10-26 | 1992-05-12 | Ericsson Ge Mobile Communications Holding, Inc. | Digital radio frequency compensation |
| JP2626432B2 (ja) * | 1992-12-07 | 1997-07-02 | 日本電気株式会社 | 発振回路 |
| EP0727876B1 (en) * | 1993-01-25 | 2004-07-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | A temperature compensated crystal oscillator |
| US5428319A (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-27 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for providing a modified temperature compensation signal in a TCXO circuit |
| US5495208A (en) * | 1994-04-04 | 1996-02-27 | Motorola, Inc. | Wide band tunable and modulatable reference oscillator |
| MY115728A (en) * | 1996-04-03 | 2003-08-30 | Motorola Inc | Voltage controlled oscillator |
| JP3233059B2 (ja) * | 1997-03-07 | 2001-11-26 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ |
| US6621341B1 (en) * | 2000-05-22 | 2003-09-16 | Acuson Corporation | Diagnostic medical ultrasound systems having a method and circuitry for front-end gain control |
| JP3593963B2 (ja) * | 2000-08-29 | 2004-11-24 | セイコーエプソン株式会社 | 電圧制御発振器、電圧制御発振器用ｉｃチップ、抵抗調整装置及び抵抗調整方法 |
| US6570461B1 (en) | 2001-11-21 | 2003-05-27 | Cts Corporation | Trim effect compensation circuit |
| DE102008018671B4 (de) | 2008-04-14 | 2023-07-06 | Volkswagen Ag | Berührungsdetektionseinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
| JP2010130141A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Epson Toyocom Corp | 電圧制御型温度補償圧電発振器 |
| WO2010073213A2 (en) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Nxp B.V. | Circuit for compensating influence of temperature on a resonator |
| WO2014158035A1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Rakon Limited | A resonator with an integrated temperature sensor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2284219A1 (fr) * | 1974-09-06 | 1976-04-02 | Cepe | Oscillateur a cristal compense en temperature |
| CA1010121A (en) * | 1975-03-20 | 1977-05-10 | Allistair Towle | Stabilized crystal controlled oscillator |
| JPS5574222A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-04 | Nec Corp | Temperature compensation circuit for crystal oscillator |
-
1987
- 1987-09-29 FR FR8713454A patent/FR2621187A1/fr active Granted
-
1988
- 1988-09-26 US US07/249,325 patent/US4851791A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-27 DE DE3854178T patent/DE3854178T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-27 EP EP88402430A patent/EP0310490B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-28 CA CA000578747A patent/CA1294336C/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-29 JP JP63245873A patent/JPH01108801A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3854178T2 (de) | 1995-12-14 |
| DE3854178D1 (de) | 1995-08-24 |
| FR2621187A1 (fr) | 1989-03-31 |
| FR2621187B1 (ja) | 1995-04-21 |
| EP0310490B1 (fr) | 1995-07-19 |
| EP0310490A1 (fr) | 1989-04-05 |
| US4851791A (en) | 1989-07-25 |
| CA1294336C (fr) | 1992-01-14 |
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