JPH03201806A - デジタル温度補償発振器 - Google Patents
デジタル温度補償発振器Info
- Publication number
- JPH03201806A JPH03201806A JP34400389A JP34400389A JPH03201806A JP H03201806 A JPH03201806 A JP H03201806A JP 34400389 A JP34400389 A JP 34400389A JP 34400389 A JP34400389 A JP 34400389A JP H03201806 A JPH03201806 A JP H03201806A
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- signal
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- Pending
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
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】
（発明の技術分野）
本発明は、温度変化による発振周波数の変化をデジタル
的に補償するデジタル温度補償発振器に係わり、特にデ
ジタル−アナログ変換器の改良に関する。
的に補償するデジタル温度補償発振器に係わり、特にデ
ジタル−アナログ変換器の改良に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
近時、周波数、時間等の基準として水晶発振器が広く用
いられている。ところで水晶発振器に用いる水晶振動子
は一般に温度係数を持ち、温度の変化によって周波数も
変化する。たとえば、′ＩＩ′ｉＭＨｚないし十数ＭＨ
ｚ程度の周波数で使用する一般的なＡＴカットの水晶振
動子は、第３図に示すような略３次曲線状の温度係数を
示し、その特性は切断角度に応して微細に変化し、変極
点は２５℃前後になる。
いられている。ところで水晶発振器に用いる水晶振動子
は一般に温度係数を持ち、温度の変化によって周波数も
変化する。たとえば、′ＩＩ′ｉＭＨｚないし十数ＭＨ
ｚ程度の周波数で使用する一般的なＡＴカットの水晶振
動子は、第３図に示すような略３次曲線状の温度係数を
示し、その特性は切断角度に応して微細に変化し、変極
点は２５℃前後になる。
一方、電子機器の高精度化がすすむにつれて水晶発振器
にあっても発振周波数は、より安定であることを要求さ
れる傾向にある。
にあっても発振周波数は、より安定であることを要求さ
れる傾向にある。
このような要求を満たず水晶発振器としては発振回路を
恒温槽に収納したものがある。しかしながら恒温槽を用
いたものでは形状が大型化し、消ｃｌ電力も大きく、電
源の投入時に周波数が安定化するまでに時間がかかり、
しかも部品は７０℃程度の比較的高温度にさらされるた
めに信頼性にも問題がある。
恒温槽に収納したものがある。しかしながら恒温槽を用
いたものでは形状が大型化し、消ｃｌ電力も大きく、電
源の投入時に周波数が安定化するまでに時間がかかり、
しかも部品は７０℃程度の比較的高温度にさらされるた
めに信頼性にも問題がある。
このために、水晶振動子にサーミスタ等の温度検出素子
を接続し−Ｃそのりアクタンスの変化によって温度補償
を行うものがある。しかしながらこのようなものでζよ
上記恒温槽を用′いたものに比へて周波数安定度は１０
倍以上悪くなる。
を接続し−Ｃそのりアクタンスの変化によって温度補償
を行うものがある。しかしながらこのようなものでζよ
上記恒温槽を用′いたものに比へて周波数安定度は１０
倍以上悪くなる。
このために、たとえは第４図に示すような構成のデジタ
ル温度補償発振器が知られている。
ル温度補償発振器が知られている。
この発振器では温度センサ１の検出出力をアナログ−デ
ジタル変換器２でデジタル変換し、このデジタル出力に
よって記憶素子、すなわちメモリ３のアドレスを選択し
てアクセスする。
ジタル変換器２でデジタル変換し、このデジタル出力に
よって記憶素子、すなわちメモリ３のアドレスを選択し
てアクセスする。
このメモリ３には予め温度変化による発振器の発振周波
数の変化を補償するためのデータを書き込んでおく。
数の変化を補償するためのデータを書き込んでおく。
そしてメモリ３の出力データをデジタル−アナログ変換
器４、たとえばＲ−２Ｒのラダー型のデジタル−アナロ
グ変換器を用いてアナログ信号に変換する。そしてこの
アナログ信号を電圧容量変換素子５、たとえはバリキャ
ップに印加してその静電容量を制御する。そしてこの電
圧容量変換素子５を発振回路７の水晶振動子６に接続し
、その発振周波数を微小に可変して温度補償を行う。
器４、たとえばＲ−２Ｒのラダー型のデジタル−アナロ
グ変換器を用いてアナログ信号に変換する。そしてこの
アナログ信号を電圧容量変換素子５、たとえはバリキャ
ップに印加してその静電容量を制御する。そしてこの電
圧容量変換素子５を発振回路７の水晶振動子６に接続し
、その発振周波数を微小に可変して温度補償を行う。
しかしながらこのようなものでは、Ｒ−２Ｒ型の変換器
を用いているので、高精度のアナログ変換を行うために
はデジタル−アナログ変換器として極めて高精度の多数
の抵抗を必要とし、それによってコストが高価で形状も
大型化し、実際には各抵抗の値のバラツキによって所望
の性能を得られない問題がある。
を用いているので、高精度のアナログ変換を行うために
はデジタル−アナログ変換器として極めて高精度の多数
の抵抗を必要とし、それによってコストが高価で形状も
大型化し、実際には各抵抗の値のバラツキによって所望
の性能を得られない問題がある。
（発明の目的）
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、形状が
小型で安価に高精度を得られるデジタル−アナログ変換
器を用いたデジタル温度補償発振器を提供することを目
的とするものである。
小型で安価に高精度を得られるデジタル−アナログ変換
器を用いたデジタル温度補償発振器を提供することを目
的とするものである。
（発明の概要）
本発明は、温度を検出する温度センサの検出値をデジタ
ル変換して記憶素子のアドレスを選択して予め格納した
温度補償データを読みだし、このデータをアナログ変換
して水晶発振回路の電圧容量変換素子に印加して周波数
を制御するものにおいて、上記デジタル変換はデジタル
信号の値に対応した時間幅のパルス信号を出力するパル
ス幅変調器の変調出力をローパス・フィルタで平滑する
ことを特徴とするものである。
ル変換して記憶素子のアドレスを選択して予め格納した
温度補償データを読みだし、このデータをアナログ変換
して水晶発振回路の電圧容量変換素子に印加して周波数
を制御するものにおいて、上記デジタル変換はデジタル
信号の値に対応した時間幅のパルス信号を出力するパル
ス幅変調器の変調出力をローパス・フィルタで平滑する
ことを特徴とするものである。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を、第１図に示すブロック図を
参煕して詳細に説明する。
参煕して詳細に説明する。
図中１１は、温度センサて、たとえば温度変化に応じて
抵抗値が変化するサーミスタである。そして１２は温度
センサ１１から検出温度に応じたアナログ信号の温度デ
ータを与えられるアナログ−デジタル変換器で、上記ア
ナログ信号を予め定めたビット数のデジタル信号の温度
データに変換する。
抵抗値が変化するサーミスタである。そして１２は温度
センサ１１から検出温度に応じたアナログ信号の温度デ
ータを与えられるアナログ−デジタル変換器で、上記ア
ナログ信号を予め定めたビット数のデジタル信号の温度
データに変換する。
そして、このデジタル化した温度データによって記憶素
子１３たとえばＥＰ−ＲＯＭのアドレスを選択する。こ
のＥＰ−ＲＯＭ１３の各アドレスには予め、上記温度デ
ータに対応した温度補償データを格納している。しかし
て選択したアドレスから読みだした温度補償データをデ
ジタル−アナログ変換器１４に与えてアナログ変換し、
この変換出力を電圧容量変換素子１５に印加してその静
電容量を制御する。
子１３たとえばＥＰ−ＲＯＭのアドレスを選択する。こ
のＥＰ−ＲＯＭ１３の各アドレスには予め、上記温度デ
ータに対応した温度補償データを格納している。しかし
て選択したアドレスから読みだした温度補償データをデ
ジタル−アナログ変換器１４に与えてアナログ変換し、
この変換出力を電圧容量変換素子１５に印加してその静
電容量を制御する。
そして上記、電圧容量変換素子１５は水晶発振器１７の
水晶振動子１６に接続してその発振周波数を微小に可変
し、温度変化による発振周波数の変化を補償する。
水晶振動子１６に接続してその発振周波数を微小に可変
し、温度変化による発振周波数の変化を補償する。
しかして上記デジタル−アナログ変換器１４は、デジタ
ル信号として与えられる上記温度補償デー夕を、その値
に対応した時間幅のパルス信号に変換するパルス幅変調
器１４Ａと、このパルス幅変調器１４Ａの出力を平滑し
て直流化するローパス・フィルタ１４Ｂとを設け、上記
デジタル信号をその値に応した直流信号に変換するよう
にしている。
ル信号として与えられる上記温度補償デー夕を、その値
に対応した時間幅のパルス信号に変換するパルス幅変調
器１４Ａと、このパルス幅変調器１４Ａの出力を平滑し
て直流化するローパス・フィルタ１４Ｂとを設け、上記
デジタル信号をその値に応した直流信号に変換するよう
にしている。
このような構成であれは、デジタル−アナログ変換器１
４はデジタル信号の値に応じた時間幅のパルス信号を得
るパルス幅変調器１４Ａと、この変調出力を平滑して直
流化するローパス・フィルタ１４Ｂとからなる。したが
って回路全体を比較的、簡単な構成の周知のデジタル回
路素子をもって実現することが可能であり、しかもこの
ような簡単な構成で極めて高精度を得ることができる。
４はデジタル信号の値に応じた時間幅のパルス信号を得
るパルス幅変調器１４Ａと、この変調出力を平滑して直
流化するローパス・フィルタ１４Ｂとからなる。したが
って回路全体を比較的、簡単な構成の周知のデジタル回
路素子をもって実現することが可能であり、しかもこの
ような簡単な構成で極めて高精度を得ることができる。
しかしてこのようなパルス幅変調を行うデジタル−アナ
ログ変換器は、変換速度の点に関しては、本質的にＲ−
２Ｒ型等の変換器よりも低速度である。しかしながら水
晶発振器の温度補償を行う場合には、たとえ温度変化の
激しい過酷な条件であっても、発振回路の特にその水晶
振動子の熱容量に比して上記デジタル−アナログ変換器
の変換速度は充分に短時間である。したがって、温度変
化による周波数の変化を充分な時間的余裕をもって正確
に補償することが可能で実用上充分な性能を得ることが
できる。
ログ変換器は、変換速度の点に関しては、本質的にＲ−
２Ｒ型等の変換器よりも低速度である。しかしながら水
晶発振器の温度補償を行う場合には、たとえ温度変化の
激しい過酷な条件であっても、発振回路の特にその水晶
振動子の熱容量に比して上記デジタル−アナログ変換器
の変換速度は充分に短時間である。したがって、温度変
化による周波数の変化を充分な時間的余裕をもって正確
に補償することが可能で実用上充分な性能を得ることが
できる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
たとえば記憶素子１３に対する温度補償データの書き込
み、読みだし及び読みだしたデータに対する所定の演算
等を制御するために小型の中央演算処理装置（以下ＣＰ
Ｕという）を設けて処理するようにしてもよい。
たとえば記憶素子１３に対する温度補償データの書き込
み、読みだし及び読みだしたデータに対する所定の演算
等を制御するために小型の中央演算処理装置（以下ＣＰ
Ｕという）を設けて処理するようにしてもよい。
第２図はこのような構成のデジタル温度補償発振器の一
例を示すブロック図で、ＣＰＵ２１によってアナログ−
デジタル変換器１２から取り込んだ温度データに応じて
対応する温度補償データを記憶素子１３から読み出す。
例を示すブロック図で、ＣＰＵ２１によってアナログ−
デジタル変換器１２から取り込んだ温度データに応じて
対応する温度補償データを記憶素子１３から読み出す。
そして上記温度補償データの値に応じたパルス幅のパル
ス信号をパルス幅変調器１４Ａで得てスイッチ２２を制
御する。
ス信号をパルス幅変調器１４Ａで得てスイッチ２２を制
御する。
このスイッチ２２の一方の接点には電源２３から一定電
圧を与え、他方の接点には基準電位な与える。そしてス
イッチ２２の選択出力はローパス・フィルタ１４Ｂで平
滑して直流化し、電圧容量変換素子１５に印加してその
静電容量を制御し、水晶発振器１７の発振周波数を微小
に可変し、温度変化による発振周波数の変化を補償する
。
圧を与え、他方の接点には基準電位な与える。そしてス
イッチ２２の選択出力はローパス・フィルタ１４Ｂで平
滑して直流化し、電圧容量変換素子１５に印加してその
静電容量を制御し、水晶発振器１７の発振周波数を微小
に可変し、温度変化による発振周波数の変化を補償する
。
なお、このようにＣＰＵ２１を設けた場合は、デジタル
−アナログ変換器１４のパルス幅変調器１４Ａは、たと
えばＣＰＵ２１のデジタル出力ボートをソフトウェア・
タイマで制御して実現でき、ハードウェアの構成も極め
て簡単になる。
−アナログ変換器１４のパルス幅変調器１４Ａは、たと
えばＣＰＵ２１のデジタル出力ボートをソフトウェア・
タイマで制御して実現でき、ハードウェアの構成も極め
て簡単になる。
また、ＣＰＵ２１に仮想的に水晶振動子１６の温度特性
のモデルを予め設定しておき、実際に使用する水晶振動
子１６と上記モデルの水晶振動子の温度特性の差分のみ
を記憶素子１３に記憶する構成としてもよい。このよう
にすれは記憶すべきデータ量を圧縮でき、記憶素子１３
に容量の小さいものを使用可能にできる。またこの場合
は、記憶素子１３から読み出したデータに対してＣＰＵ
２１で所定の演算を行って温度補償データの復元してパ
ルス幅変調器へ与えるようにすればよい。
のモデルを予め設定しておき、実際に使用する水晶振動
子１６と上記モデルの水晶振動子の温度特性の差分のみ
を記憶素子１３に記憶する構成としてもよい。このよう
にすれは記憶すべきデータ量を圧縮でき、記憶素子１３
に容量の小さいものを使用可能にできる。またこの場合
は、記憶素子１３から読み出したデータに対してＣＰＵ
２１で所定の演算を行って温度補償データの復元してパ
ルス幅変調器へ与えるようにすればよい。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によればデジタル的に温度
補償を行う際に、デジタル信号の値に応じたパルス幅の
パルス信号を出力するパルス幅変調器及びこの変調出力
を直流化するローパス・フィルタを設けるようにしたの
で簡単な構成で容易に高精度を得られ、コストも安価で
形状も小型にでき、正確な温度補償が可能な高性能のデ
ジタル温度補償発振器を提供することができる。
補償を行う際に、デジタル信号の値に応じたパルス幅の
パルス信号を出力するパルス幅変調器及びこの変調出力
を直流化するローパス・フィルタを設けるようにしたの
で簡単な構成で容易に高精度を得られ、コストも安価で
形状も小型にでき、正確な温度補償が可能な高性能のデ
ジタル温度補償発振器を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の他の実施例を示すブロック図第３図はＡＴカッ
トの厚み滑り水晶振動子の温度特性の一例を示す図、 第４図は従来のデジタル温度補償発振器の一例を示すブ
ロック図である。 １１・・・・温度センサ １２・・・・アナログ−デジタル変換器１３・・・・記
憶素子 ｌ ４ ・ ・ １４Ａ ・ １４Ｂ ・ ｌ ５ ・ ・ １６ ・ ・ １７ ・ ・ ・デジタル−アナログ変換器 ・パルス幅変調器 ・ローパス・フィルタ ・電圧容量変換素子 ・水晶振動子 ・発振回路 結１図 第２図
本発明の他の実施例を示すブロック図第３図はＡＴカッ
トの厚み滑り水晶振動子の温度特性の一例を示す図、 第４図は従来のデジタル温度補償発振器の一例を示すブ
ロック図である。 １１・・・・温度センサ １２・・・・アナログ−デジタル変換器１３・・・・記
憶素子 ｌ ４ ・ ・ １４Ａ ・ １４Ｂ ・ ｌ ５ ・ ・ １６ ・ ・ １７ ・ ・ ・デジタル−アナログ変換器 ・パルス幅変調器 ・ローパス・フィルタ ・電圧容量変換素子 ・水晶振動子 ・発振回路 結１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 温度を検出する温度センサと、 この温度センサの検出出力を検出値に応じた値のデジタ
ル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、 このアナログ−デジタル変換器のデジタル変換出力に対
応したアドレスを選択されて予め記憶した温度補償デー
タを出力する記憶素子と、 この記憶素子の出力データをアナログ信号に変換するデ
ジタル−アナログ変換器と、 このデジタル−アナログ変換器のアナログ変換出力に応
じて静電容量を制御される電圧容量変換素子と、 この電圧容量変換素子によって周波数を制御される水晶
振動子と、 この水晶振動子と共に発振器を構成する発振回路とを具
備するものにおいて、 上記デジタル−アナログ変換器はデジタル信号の値に対
応した時間幅のパルス信号を出力するパルス幅変調器と
、この変調器の出力を平滑して直流化するローパス・フ
ィルタとからなることを特徴とするデジタル温度補償発
振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34400389A JPH03201806A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | デジタル温度補償発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34400389A JPH03201806A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | デジタル温度補償発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201806A true JPH03201806A (ja) | 1991-09-03 |
Family
ID=18365911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34400389A Pending JPH03201806A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | デジタル温度補償発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03201806A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06303035A (ja) * | 1993-04-16 | 1994-10-28 | Citizen Watch Co Ltd | 温度補償型発振器の周波数調整方法および温度補償型発振器 |
| KR20000008954A (ko) * | 1998-07-20 | 2000-02-15 | 이형도 | 펄스폭변조방식의 전압제어형 온도보상 수정발진회로 |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP34400389A patent/JPH03201806A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06303035A (ja) * | 1993-04-16 | 1994-10-28 | Citizen Watch Co Ltd | 温度補償型発振器の周波数調整方法および温度補償型発振器 |
| KR20000008954A (ko) * | 1998-07-20 | 2000-02-15 | 이형도 | 펄스폭변조방식의 전압제어형 온도보상 수정발진회로 |
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