JPH03219709A - 温度補償発振器 - 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】 （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補償して
一定の周波数を維持する温度補償発振器に間する。

（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、数ＭＨｚないし十数ＭＨｚ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４図に示すような略３次曲線状の温度特性を示し、そ
の特性は切断角度に応じて微細に変化し、変曲点は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、より安定なことを要求される
傾向にある。

このような要求を満たす水晶発振器としては水晶振動子
及び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、消費電力
も大きく、電源の投入時に周波数が安定になるまでに時
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。

また、水晶振動子にサーミスタ等の温度検出素子を接続
してそのリ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は上記恒温槽
を用いたものに比べて周波数安定度はｌＯ倍以玉悪くな
る。

このために、たとえば第５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。

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。

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。

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、たとえばバリキャ
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。

しかしながら従来のこのような発振器では回路を収納し
たケース内部の温度に応じて温度補償を行うようにして
いるので温度の変化に対する応答性が悪く正確な温度補
償は困難であった。また、水晶振動子のみならず半導体
のＰＮ接合を利用している電圧容量変換素子、たとえば
バリキャップも温度依存性が高いのでこの温度変化を無
視して補償を行っても正確な温度補償を行うことはでき
ない問題があった。

（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、容易に
正確な温度補償を行える高精度な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に応じて
温度補償回路から温度補償信号を得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、温度センサと電圧容量変換素子及び水晶振動子を相
互に熱的に橋絡させた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、デジタル温度補償発振回路
に適用した第１図に示すブロック図を参照して詳細に説
明する。

図中１１は、温度センサで、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。

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Ｅ　Ｐ　−ＲＯＭ　１３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。なお上記アナログ−デジタル
変換器１２、記憶素子１３及びデジタル−アナログ変換
器１４によって温度補償回路を構成する。

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。

しかして上記温度センサ１１と上記電圧容量変換素子１
５及び水晶振動子１６を相互に熱的に橋絡させるように
している。たとえば第２図に示すように水晶振動子１６
のケースの内部に電圧容量変換素子１５及び温度センサ
１１を収納して接着剤１８等で固着するようにしている
。

なお温度センサ１１と電圧容量変換素子１５及び水晶振
動子１６を熱的に橋絡させるためには、たとえば第３図
に示すように水晶振動子１６のケースの側面に温度セン
サ１１と電圧容量変換素子１５及び水晶振動子１６を接
着剤１８等で固着するようにしてもよい。

このような構成であれば、温度センサ１１、水晶振動子
１６及び電圧容量変換素子１５は相互に熱的に橋絡する
ようにしているので略同−温度に置くことができる。そ
して温度センサ１１は正確に水晶振動子１６及び電圧容
量変換素子１５の温度に追従することができ、それによ
って正確な温度補償を行なえる。したがって温度の上昇
および下降時に同一の補償特性を再現できるので再現性
も良好で大量生産にも適する。

なお、本発明は上記実施例に限定されろものではなく、
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
等を実行し、制御するために小型の中央演算処理装置（
以下ＣＰＵという）を設けて処理するようにしてもよい
。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば発振周波数の温度
補償を行う際に、温度センサと電圧容量変換素子及び水
晶振動子を相互に熱的に橋絡するようにしたので温度変
化に対する補償の応答性も良好で温度の下降及び上昇時
の再現性も優れ大量生産に適し、正確な温度補償が可能
な高性能の温度補償発振器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の上記実施例の要部の側面図、第３図は本発明の
他の実施例の要部の側面図、第４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５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 １４・・・・デジタル−アナログ変換器１５・・・・電
圧容量変換素子 １６・・・・水晶振動子 １７・・・・発振回路 第４図 第２［２］ シＷ、度（ご〕

Claims (1)

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に応じた温度補償信号を出力
   する温度補償回路と、 この温度補償回路の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、 上記温度センサと上記電圧容量変換素子及び水晶振動子
   を相互に熱的に橋絡させたことを特徴とする温度補償発
   振器。