JPH0418805A - 多周波デジタル温度補償発振器 - 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、デジタル記憶素子に記憶Ｃた温度補償データ
に基ついて複数の発振周波数で温度補償を行う多周波テ
シタル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か広く用
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。たとえは、数ＭＨｚないし＋Ｆｔ、ＭＨｚ程
度の周波数で使用する一般的なＡ　Ｔカットの水晶振動
子は、たとえは第３図に示すように略：３次曲線状の温
度係数を示し、その特性は切断角度に応じて微細に変化
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。

このような要求を満たす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、消費電力も大きく、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。

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フ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、たとえば第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。

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てデジタル変換し、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
て記憶したデータを読み出す。

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、たとえはハリキャ
ップζこ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、単一の発振周波数を
得ることを目的としているために複数の発振周波数を選
択的に得る場合には複数組のデジタル温度補償発振器を
必要とし形状も大型化１＝、コストも高価になり、合理
的でない。

（発明の目的） 本発明は、１記の事情に鑑みてなされたもので、複数の
発振周波数を選択的に出力することができ各発振出力に
対してデジタル的に温度補償を行う多周波デジタル温度
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、温度センサの検出信号をデジタル変換した値
に対応するアドレスから予めデジタル記憶素子に記憶し
た温度補償データを読みだしてアナログ変換して水晶発
振器の水晶振動子（こ接続した電圧容量変換素子に印加
して温度変化による水晶発振器の発振周波数の変化を補
償するものにおいて、複数の水晶振動子を振動子選択回
路によ）て選択的に発振させるとともに、この振動子選
択回路の選択動作に対応して上記デジタル記憶素子の対
応する温度補償データを選択する記憶素子選択回路を設
け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、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、周知のコルピッツ型等の発振回路で複数の
水晶振動子１２ａ、１２ｂ、・・　１２ｎから振動子選
択回路１３で選択した一つの水晶振動子１２の共振周波
数で発振するものである。

振動子選択回路１３は直流信号Ｖｃｃにより各水晶振動
子１２ａ、１２ｂ、・・　１２ｎにそれぞれ直列に介挿
したダイオードを選択的に導通させて上記発振回路１１
に接続するとともに上記直流信号Ｖｃｃを記憶素子選択
回路１４へ与える。

そして上記憶素子選択回路１４は記憶素子１５から上記
振動子選択回路１３て選択した水晶振動子１２に対応す
る温度補償データを格納したブロックを選択する。記憶
素子Ｉ５は」−記水晶振動子１２ａ、１２ｔ）、・・、
１２ｒ）に対応して１１個のフロ・ツク＃ａ、＃ｂ・・
・＃ｎに分割し、それぞれに対応する温度補償データを
格納し・でいる。そして上記振動子選択回路１３から与
えられる直流信号Ｖｃｃによって選択された水晶振動子
１２（こ対応する温度補償データを格納し・たブロック
を選択する。

一方記憶素子１５には上記水晶振動子１２の温度を測定
する温度センサ１６の検出信号をアナａクーデジタル変
換器１７でデジタル変換してアｊ・レス信号として与え
る。すなわち記憶素子１５は水晶振動子１２に応して選
択されたブロックから温度センサ１６の検出温度に応し
た温度補償データを出力する。

そしてこの温度補償データをデジタル−アナログ変換器
１８でアナログ変換して電圧容量変換素子１９に印加し
てその静電容量を制御し、発振回路１１の発振周波数を
微細に可変して温度補償を行う。

したがって各水晶振動子１２ａ、１２ｂ、　　・・１２
ｎに対応した温度補償データを記憶素子１５の各フロッ
クに記憶しておくのでそれぞれの水晶振動子１２に適正
な温度補償データを与えることができ正確な温度補償を
行うことができる。

このような構成であれは、振動子選択回路１３て選択し
た水晶振動子１２は発振回路１１に接続され当該水晶振
動子１２の共振周波数で発振するとともに、この選択動
作に対応して記せ素子１５の対応する温度補償データを
格納したブロックを選択する。

そして温度セッサ１６の検出信号をアナログ−デジタル
変換器１７てデジタル変換して記憶素子１５へ与えて検
出温度に対応する温度補償データを読み出す。そしてこ
の温度補償データをデジタル−アナログ変換器１８てア
ナログ変換して電圧容量変換素子１８に印加して上記水
晶振動子１２の共振周波数を微細に可変して温度補償を
行うようにしている。

したがって、複数のデジタル温度補償発振器を各別に設
けるものに比して温度センサ１６、アナログ−デジタル
変換器１７、デジタル−アナログ変換器１８、発振回路
１１等を共用できそれによって全体の構成も簡単でコス
トも安価になる利点がある。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
たとえば個々の水晶振動子１２に対応する温度補償デー
タを各個に用意することなく、平均的な温度補償データ
を基準データとして用意し、個々の水晶振動子はこの基
準データからの偏差だけを記憶するようにしてもよい。

このようにすれは記せ素子の一定の容量に対してより精
密な温度補償データを用意することができる。

なおこのように基準データを用いて温度補償を行う場合
、個々の水晶振動子の温度特性の差異は第３図に示すよ
うな切断角度のばらつきに起因するものが支配的である
。しかしてこのような切断角度のほらつきによる温度特
性の誤差は基準データに対して、たとえは第２図に示す
ように略−次間数となる。したかって記憶素子に予め基
準データを記憶しておけは、個々の水晶振動子に対して
は上記誤差分として、その温度特性に対応する一次閏数
の定数のみを与えることで温度補償を行うことができ、
記憶素子に格納するデータ量を著しく少なくすることが
できる。

（゛発明の効果） 以上詳述し・たように、本発明によれは構成も簡単で複
数の周波数を選択的に温度補償して出力することかでき
コストも安価な多周波デジタル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
本発明の他の実施例の周波数の偏差を説明するグラフ、 第３図は厚み滑り水晶振動子の温度特性を示すグラフ、 第４図は従来のデジタル温度補償発振器の一例を示すフ
ロック図である。 １１　・ １２　・ 】　３　・ １４　・ １５　・ １６　・ ｌ　７　・ １８　・ １９　・ 発振回路 水晶振動子 振動子選択回路 記憶素子選択回路 記憶素子 温度センサ アナログ−デジタル変換器 テジタルーアナログ変換器 電圧容看変換素子 図面のｊン謙 第１図 第２図 ５１１度（Ｃ０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 温度センサの検出信号をデジタル変換した値に対応する
   アドレスから予めデジタル記憶素子に記憶した温度補償
   データを読みだしてアナログ変換して水晶発振器の水晶
   振動子に接続した電圧容量変換素子に印加して温度変化
   による水晶発振器の発振周波数の変化を補償するものに
   おいて、複数の水晶振動子を選択的に発振させる振動子
   選択回路と、 この振動子選択回路の選択動作に対応して上記デジタル
   記憶素子の対応する温度補償データを選択する記憶素子
   選択回路とを具備することを特徴とする多周波デジタル
   温度補償発振器。