JPH02203605A

JPH02203605A - 温度補償水晶発振器

Info

Publication number: JPH02203605A
Application number: JP24863388A
Authority: JP
Inventors: Takashi Uchida; 剛史内田
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1990-08-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、湿度補償水晶発振器（以下、温度補償発振器
とする）を利用分野とし、特に恒温槽と電圧制御又は直
接方式による温度補償を併用した温度補償発振器に関す
る、（発明の背景）温度補償発振器は水晶振動子に起因した周波数温度特性
（以下、温度特性とする）を？１１１償して安定な周波
数を供給することから、動的環境下等での使用が頻繁で
ある。特に高安定度の要求されろ場合には恒温槽を使用
して発振回路の動作温度−定にする方式が採用されろ。

（従来例）第３図はこの種の一従来例を説明する温度？ｌｎ償発振
器の概略図である。

発振回路１は水晶振動子２を発振子として例えば図示し
ないコルピッツ回路網を形成してなる。

水晶振動子２は例えばＡＴカットの厚みすべり振動子か
らなる。このようなものでは、水晶振動子を主因として
、その高度特性を第４図に示したような常温付近に変曲
点をもつ三次曲線とする。

恒温槽３は例えば図示ｊ７ない熱部に熱線４等が巻回さ
れろ。恒温槽内にはサーミスタ等の感温素子５が設置さ
れる。そして、感温素子５の検出する槽内温度により、
制御回路６が動作して槽内瀦度を一定にする。槽内温度
は周波数変化の最も少ない例えば温度特性の極小値（約
７０℃付近）に設定される。したがって、このようなも
のでは温度特性の極小値付近での発振周波数を規格周波
数とし、その周波数安定度をｌｐｐｍ以内とした高安定
な周波数を供給する。

（従来技術の欠点）しかしながら、上記構成の温度補償発振器では恒温槽を
使用するため、その消費電力が嵩んで例えば移動用の場
合には長時間駆吻が困難となる。

また、周囲温度例えば−４０〜８５℃で±１ｐｐｆｆＩ
以内とｊ７た場合であっても、実際には±２ｐＤｍ以内
でよい場合もある（この場合には恒温槽による消費電力
の無駄になる。）。また、最低及び最ＩＮ温度側で使用
する頻度は少ない。したがって、恒温槽を使用して制御
回路を厳格にする設計上のメリットが少ない問題があっ
た。また、恒温槽の槽内温度は規格温度範囲の上限より
高く設定されるので、周囲温度が槽内温度以上になった
場合には発振回路の温度特性を補償できず、異常環境の
場合には問題を生ずる虞があった。

なお、恒温槽を使用することなく温度補償するものとし
て例えば第５図に示す電圧制御型がある。

すなわち、図示しない抵抗・サーミスタの直並列回路網
からなる補償電圧発生回路７により、発振回路１の温度
特性とは逆特性となる補償電圧を、水晶ｍ動子３に接続
した電圧可変容量ダイオード８（ζ印加して補償するも
のである。しかし、この場合には基本的に全く逆特性と
なる補償電圧を得ることは不可能で、周波数安定度を１
ｐｐ＋ｉ以内にするのは困難であった。

（発明の目的）本発明は消費電力を小さくして良好な温度特性を得るこ
とのできる温度補償発振器を提供することを目的とする
。

（解決手段）本発明は、発振回路の規格内温度領域を複数の領域に分
割して各領域を恒温槽と電圧制卸又は直接方式により選
択的に補償したことを解決手段とする。以下、本発明の
一実施例を説明する。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を説明する温度補償発振器の
概略図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を
付与してその説明は簡略する。

温度補償発振器は電圧制御型とした発振回路１を恒温槽
３に収容してなる。

発振回路１は前述同様にＡＴカットの水晶振動子２を発
振子として例えば図示しないコルピッツ回路網を形成し
、その温度特性を常温付近に変曲点をもつ三次曲線とす
る（第２図曲線イ）。そして、温度特性の極小値（７０
℃）における発振周波数を基準周波ａ　ｔ　ｔｓとする
。発振回路１には補償電圧発生回＃７と電圧可変容量素
子（例えばダイオード）８とからなる温度補償回路を接
続して前述した電圧制御型とする。そして、規格温度範
囲例えば−４０〜８５℃では、発振回路１の温度特性と
は逆特性とする補償電圧（第２図の曲線口）が可変容量
素子８に印加されるように設定する。

恒温槽３は例えば図示しない熱部に熱１１ｉ１４等を巻
回して槽内に感温素子５が設置されろ。そして、ｆ１４
１１ｊ回路６により、周囲温度例えば−１０〜６０℃の
範囲における槽内温度を撓小値として一定になるように
設定される。

このようなものでは、規格温度範囲を例えば４０〜８５
℃とした場合（以下、第１規格温度Δｔ１とする）は、
その温度範囲内にて発振回路１の温度特性を±２ｐｐａ
ｎ以内に補償した温度変性を得る（第２図の曲線ハ）。

特に、−１０〜６０℃の範囲（以下、第２規格濶度Δ１
１）では、恒温槽により、温度特性を±ｌｐｐｍ以内と
する。

したがって、通常は使用頻度の高い第２規格２品度の安
定度をｔｐｐｍ以内とし、仮ゆに第２規格温度外となっ
ても２ｐｐｍ以内に補償するので実用上の問題はない。

そして、必要に応じて周波数安定度を切換えられるので
、恒温槽による消費電力を少なくできろ。また、周囲温
度が槽内温度以上になっても、温度補償回路が補償する
ので、第１規格温度を槽内温度以上に設定でき、以上環
境の場合都合がよい。

（他の事項）なお、上実施例では、補償電圧は第１規格温度Δｔ、内
にても補償電圧を供給したが、発振周波数は恒温槽に制
御されるのでその間供給電圧を停止してもよい。また、
恒温槽を常時使用する場合はその間の周囲１品度に応答
する回路網は不要としてもよい。また、補償電圧発生回
路７は恒温槽内に収容したが、恒温槽外に配置して補償
電圧を供給するようにしてもよい。

また、温度補償回路は電圧制柿型としたが、電圧可変容
量ダイオードを使用することなく、例えばサーミスタ・
コンデンサ・抵抗からなる直接方式としてもよい。

また、発振回路を恒温槽内に収容するとしたが、基本的
には発振回路の温度特性を決定する水晶振動子等のみを
収容したてもよい。

また、実施例では、第２規格瀧度Δｔ、を特に恒温槽、
第２規格温度外を電圧制御により補償したが、要は規格
温度領域を複数の領域に分割し、各領域を必要に応じて
恒温槽・電圧制御、直接方式、あるいはそれらの組合せ
によ補償すればよいものである。

（発明の効果）本発明は、発振回路の規格内温度領域を複数の領域に分
割して各領域を恒温槽と電圧制御又は直接方式により選
択的に補償しなので、消費電力を小さくして良好な温度
特性を得ることのでき、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する温度補償発振器の
概略図である。第２図は本発明の一実施例の作用を説明
する温度特性図である。第３図は従来例を説明する温度補償発振器の概略図、第
４図は発振回路の温度特性図、第５は他の従来例を説明
する温度補償発振器の概略図である。１発振回路、２、水晶振動子、３・・・恒温槽、４熱線
、５・・感温素子、６・・制御回路、７　補償電圧発生
回路、８　電圧可変容量ダイオード。第４１！１第５１！Ｉ平成２−年゛３月２日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発振回路の規格内温度領域における周波数温度特
性を補償した温度補償水晶発振器において、前記規格内
温度領域を複数の領域に分割して各領域を恒温槽と電圧
制御により選択的に補償したことを特徴とする温度補償
水晶発振器。
（２）発振回路の規格内温度領域における周波数湿度特
性を補償した温度補償水晶発振器において、前記規格内
温度領域を複数の領域に分割して各領域を恒温槽と直接
方式により選択的に補償したことを特徴とする温度補償
水晶発振器。