JPH03126306A - 無線通信機用のデジタル温度補償型圧電発振器の制御方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細説萌 〔産業上の利用分野］ 本発明は１周囲部度の変化に対して安定した周波数を発
振する温度補償発振器に関し、特にデジタル温度補償型
の圧電発振器に関する。

【従来の技術〕

従来のデジタル温度補償型圧電発振器は、第４図のブロ
ック構成図及びその動作を示す第５図のタイミングチャ
ートに示すように、温度センサ３１、温度−デジタル信
号変換回路３２．より構成される温度検出回路３３が、
周囲温度を検出し温度データｂ′を出力する。この温度
データｂ′を受けて、ＦＲＯＭ３４が、周波数制御量Ｃ
′を出力しそのデータをラッチ回路３５がタイミングコ
ントローラ３７からの周波数制御タイミングｅの信号に
同期して周波数制御信号ｆ′　（ｆ′ｆ’ｓ・・・ｆ′
。）として圧電発振回路４１へ出力する。圧電発振回路
４１は、その発振周波数を制御する手段の一例として容
量切換えスイッチ群Ａ′　（Ａ′＋　、Ａ′＊　、＝・
Ａ’　ｎ）と負荷容量制御用コンデンサ群Ｂ’（Ｂ′　
、、Ｂ’ｔ、・・Ｂ’、、）の直列回路を構成し、これ
を周波数制御信号ｆ′により制御する事により発振周波
数ｇが制御できる。そして温度に応じて発振周波数ｇ′
を制御する事で温度変化に対して安定した発振周波数ｇ
′が得られる。

［発明が解決しようとする課題１ しかし、従来のデジタル温度補償型圧電発振器は、一連
の動作のタイミングが圧電発振器独自に決められている
為、発振クロックを供給する外部電子機器たとえば、無
線通信機等が電波を受信あるいは送信する時等、精度の
高いクロックが必要な時に、圧電発振器側で発振周波数
制御（タイミングチャートでｈ′の時）が行なわれてし
まうと、ＦＭノイズあるいは、ＰＭノイズが発生しこれ
が無線通信機等にとって悪影響、たとえば受信感度の低
下や送信電波の周波数変動等につながる。又、発振周波
数の制御時に発生するＦＭノイズあるいはＰＭノイズを
小さ（するには、周波数制御量を小さくし、細かく温度
補償すれば良いわけであるが、制御データの量が多くな
り、又、周波数制御量の分解能を上げなくてはならず、
必然的に回路構成が複雑で微細なものとなり製造上限界
がある。

本発明は、上記問題点を解決するため、発振周波数制御
時に発生するＦＭノイズあるいはＰＭノイズの悪影響を
、クロックを供給する外部電子機器に与えないデジタル
温度補償型圧電発振器を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、周波数制御信号発生回路より出力される周波
数制御信号により発振周波数を制御されるデジタル温度
補償型圧電発振器において、周波数制御信号により圧電
発振回路の発振周波数を制御するタイミングが、デジタ
ル温度補償型圧電発振器の外部からの周波数制御タイミ
ング調節信号により調節される機能を有する事を特徴と
する。

又、本発明は、外部からの周波数制御タイミング調節信
号が、ある一定時間入力されなく周波数制御されない場
合、独自に周波数制御を行なう事を特徴とする。

［作　用１ 外部から、周波数制御をするタイミングをコントロール
する事ができる為、外部電子機器にとってＦＭノイズあ
るいはＰＭノイズの悪影響を避けたい時には、周波数制
御を行なわず、ＦＭノイズあるいはＰＭノイズがあって
も動作上影響しない時に周波数制御を行なう事ができる
。結果的に、発振周波数の精度を保ちながらＦＭノイズ
、ＰＭノイズの悪影響を避ける事ができる。

【実　施　例］ 以下に本発明の実施例を図面にもとずいて説明する。

第１図は、上記実施例のブロック構成図である０本図に
おいて、温度センサ１と温度−デジタル信号変換回路２
とにより、周囲温度を検出し、これをデジタル量として
出力する温度検出回路３を構成する。この温度検出回路
３から出力される温度データｂを周波数制御信号ｆ　（
ｆ、、ｆ、・・ｆ、）に変換する回路が、周波数側［和
信号発生回路６である。この回路６は、温度に対応する
周波数制御量Ｃを記憶している、読出し専用メモリ（Ｆ
ＲＯＭ）４と、周波数制御信号ｆを出力し、保持するラ
ッチ回路５とから構成される。タイミングコントローラ
７は、デジタル温度補償に必要な１から６までの各回路
が円滑に動作する様にタイミング信号を発生する回路で
ある０周波数制御量号ｆにより発振周波数を制御される
圧電発振回路１１は、容量切換えスイッチ群Ａ（Ａ、、
Ａｓ、・・・八〇）、負荷容量制御用コンデンサ群Ｂ　
（Ｂ、、Ｂ、、・・・Ｂ１１）、圧電振動子ＩＯ１等か
ら構成されている。ここで容量切換λスイッチ群Ａは、
周波数制御信号ｆを受けて動作し、これに直列接続され
ている負荷容量制御用コンデンサ群Ｂの合計容量が圧電
振動子ｌＯに対して増減制御され、結果的に温度変化に
対して安定した周波数を発振する様に制御される。その
発振周波数出力はｇである。

ここで、本発明の特徴とするところは、ＦＲＯＭ４から
ラッチ回路５がデータＣを受は取り、周波数制御信号ｆ
を容量切換えスイッチ群Ａへ出力する準備ができている
時に、出力準備完了信号ｅがタイミングコントローラに
出力され周波数制御信号ｆを出力して発振周波数を制御
するタイミングを、圧電発振器外部の電子機器から入力
される周波数制御タイミング調節信号ａのある信号状態
により調節できる事である。ここである信号状態とは、
信号が°Ｈ”レベルの時か、“Ｌ”レベルの時か、信号
がＬ”レベルから“°Ｈ°゛レベルに立上がった時か、
あるいは“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立下がった時
等の状態の事である。

ここで、たとえば圧電発振器の外部の電子機器としてペ
ージャ−を例に取り上げ更に詳細に説明する。

デジタル温度補償型圧電発振器は、ページャ−の局部発
振器あるいは信号処理回路のクロックとして使用される
。ベ−ジャーは、消費電力を少なくする為に数秒に１回
の間隔で、数十ミリ秒から数秒の受信動作をする間欠受
信を行なっている。

受信動作をしている間は、局部発振器あるいは信号処理
回路のクロックの周波数精度は安定している必要があり
、又、発振周波数を制御する時に発生するＦＭノイズあ
るいはＰＭノイズは避ける必要がある。そこで、受信動
作を行なっている時には発振周波数の制御を行なわず、
受信動作を停止している時（スタンバイ時）に発振周波
数の制御を行なう０周波数制御タイミング調節信号とし
ては、受信動作時には“Ｈ”レベル、受信動作停止時に
は°°Ｌ”レベルとなる信号を用い、受信動作が終了し
た直後、信号が“Ｈ”レベルからＬ”レベルに立下がる
エツジで圧電発振器が周波数制御を行なう様に構成すれ
ば良い。

以上の実施例を説明するタイミングチャートを第２図に
示す、ページャ−の受信動作が間欠動作していて、”Ｈ
”レベルの時受信、”Ｌ”レベルの時停止しているとす
る０周波数制御タイミング調節信号ａは、ページャ−の
間欠受信動作を表わす信号と同期しているとする。温度
データｂから周波数制御量ＣがＦＲＯＭにより出力され
る。この時に出力準備完了を表わす信号ｄが出力されい
つでも周波数制御を行なう事ができる事をタイミングコ
ントローラに知らせる。タイミングコントローラは、周
波数制御タイミング調節信号ａが“Ｈ”から“Ｌ”に立
下がるエツジを検出して、ページャ−が受信動作を終了
して停止状態になった事を知ると、ラッチ回路５に対し
て周波数制御信号ｆを出力させる信号（周波数制御タイ
ミング信号）ｅを出力する。ラッチ回路５は、この信号
ｅを受は取ると圧電発振回路１１に対して周波数制御信
号ｆを出力し発振周波数が温度に対して安定する様（中
心周波数に近づ（様に）に制御される。この周波数が制
御される瞬間りは１発振周波数出力ｇは、第２図に示さ
れる様に周波数や位相が変化しＦＭノイズ、ＰＭノイズ
を発生する。しかし、この時ページャ−は受信動作を行
なっていないので何ら悪影響は受けない。

更に、本発明の第２の特徴を第３図のタイミングチャー
トを実施例として説明する。

ページャ−が受信動作を停止し、更に間欠動作を解除し
ている状態で、ただし時計機能を維持し続ける為にクロ
ックを供給し続ける必要がある時を例としている。この
時は、周波数制御タイミング調節信号ａが出力されない
ので、周波数制御信号の出力が準備されていてその状態
を表わす信号ｄが出力されていても周波数制御はされな
い、その状態である一定時間続くとタイミングコントロ
ーラが独自で信号ｅを出力し、周波数制御を行なう、こ
の時、周囲温度を再測定し時間的に最も新しい温度デー
タを基に周波数制御を行なう事により、より正確な温度
補償が行なえる。ここで、ある一定時間とは、間欠受信
動作の間隔よりも長く、しかも温度補償せずに放置して
おくと周囲温度変化により発振周波数の精度が悪化して
しまう恐れがある時間（たとえば１０分間隔）に設定し
ておくのが好ましい、この様に、周波数制御タイミング
調節信号がある一定時間入力されな（でも発振周波数が
安定に維持され、特に時計機能へそのクロックが供給さ
れている場合には、積算の時刻精度が高（維持される。

さて、本発明の詳細な説明で用いた負荷容量制御用コン
デンサ群Ｂについて具体例を説明する。容量値として、
たとえばＢ、、Ｂ１．・・・Ｂ７をすべて１ｐＦ（ピコ
ファラッド、）と同じ容量値でも可能である。又、たと
えばＢ１がｌｐＦ、Ｂ＊が２．Ｆ、Ｂ、が４．Ｆ、Ｂ４
が８、Ｆ・・・Ｂ、が２ｎ−’　ｐ　Ｆと重み付けした
容量値としても可能で、この場合同じ容量値で構成した
場合に比べ周波数制御信号ｆ、容量切換えスイッチＡの
数が少なくて構成でき、回路構成が簡単で小型である。

又、重み付けした容量で構成した場合、容量切換えの瞬
間に生じるＦＭノイズ、ＰＭノイズの量は大きくなるが
、本発明の構成によりＦＭノイズ、ＰＭノイズは避けら
れる。

又１本発明の実施例では１周波数制御を負荷容量制御用
コンデンサ群で説明したが、バリキャップダイオード（
可変容量ダイオード）でも可能である。

又、周波数制御量を大きくし、又、温度検出分解能を粗
くして、粗い温度補償を行なっても、ＦＭノイズ、ＰＭ
ノイズは大きくなるが、そのノイズは外部電子機器とし
ては避けているので、ＰＲＯＭのデータ量（メモリ容量
）、及び温度データ量を少なくし、回路構成を簡単に構
成する事も可能である。

［発明の効果１ 本発明は、以上説明したように、圧電発振器の外部の電
子機器からの周波数制御タイミング調節信号により周波
数制御のタイミングを調節できる様に構成した事により
１周波数を制御する時に発生するＦＭノイズ、ＰＭノイ
ズの悪影響を避ける事ができ、外部の電子機器は安定し
た動作が保証される効果がある。特に外部電子機器が無
線通信機等の場合には受信感度の向上、送信電波の周波
数安定につながる。更に、ＦＭノイズ、ＰＭノイズの悪
影響を避ける構成により、周波数制御時のＦＭノイズ、
ＰＭノイズが大きくても良い事から、回路構成が簡単に
なり、扱うデータ量も少なくて良く、小型化、ＩＣ化、
高信頼性化に有利である。

更に、本発明の第２の構成で説明したように、周波数制
御タイミング調節信号がある一定時間入力されなくても
独自に温度補償する構成により、積算の周波数精度は高
く維持できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のデジタル温度補償型圧電発振器の一
実施例を示すブロック構成図。 第２図及び第３図は、本発明のデジタル温度補償型圧電
発振器の一実施例を示すタイミングチャート。 第４図は、従来のデジタル温度補償型圧電発振器を示す
ブロック構成図。 第５図は、従来のデジタル温度補償型圧電発振器を示す
タイミングチャートである。 ３　ｌ　・ ３２　・ ３３　・ ３４　・ ３５　・ ３６　・ ３７　・ ４０　・ ４１　・ ｂ、　　ｂ’ Ｃ、ｃ ｄ　・　・　・ ｅ　、　　ｅ 温度センサ 温度−デジタル信号変換回路 温度検出回路 ＲＯＭ ラッチ回路 周波数制御信号発生回路 タイミングコントローラ 圧電振動子 圧電発振回路 周波数制御タイミング調節 信号 温度データ 周波数制御量 出力準備完了信号 周波数制御タイミング信号 ｆ　（ｆｌ　、　ｆ２　、・・・　ｆｎ　）ｆ’　　（
ｆ’　　、、　　ｆ’　　２．　　・・・　ｆ’　　ｌ
ｌ　）・・・周波数制御信号 ｇ、ｇ′　・・・発振周波数出力 す、ｈ’　　・・・発振周波数が制御される瞬間Ａ　（
ＡＩ　、Ａ２．・・・Ａ１１） Ａ’　　（Ａ′１．Ａ’、、・・・Ａ″ｎ）・・・容量
切換えスイッチ群 Ｂ　（Ｂｌ　、　Ｂ２　、　・・・Ｂ−）Ｂ′　（Ｂ′
１．Ｂ’　ａ　、＝・Ｂ′ｏ）・・・負荷容量制御用コ
ンデンサ群 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）周囲温度を検出し、これをデジタル量として出力
   する温度検出回路と、この温度検出回路から出力される
   温度データを周波数制御信号に変換する周波数制御信号
   発生回路と、この周波数制御信号により発振周波数を制
   御される圧電発振回路とからなるデジタル温度補償型圧
   電発振器において、 前記周波数制御信号により前記圧電発振回路の発振周波
   数を制御するタイミングが、前記デジタル温度補償型圧
   電発振器の外部からの周波数制御タイミング調節信号に
   より調節される機能を有することを特徴とするデジタル
   温度補償型圧電発振器。
2. （２）前記周波数制御信号により前記圧電発振回路の発
   振周波数を制御するタイミングが、前記外部からの周波
   数制御タイミング調節信号により調節される機能におい
   て、前記外部からの周波数制御タイミング調節信号が、
   ある一定時間入力されなく周波数制御されない場合、独
   自に周波数制御を行なう構成である事を特徴とする請求
   項１記載のデジタル温度補償型圧電発振器。