JPH0461522B2 - - Google Patents

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JPH0461522B2
JPH0461522B2 JP57197821A JP19782182A JPH0461522B2 JP H0461522 B2 JPH0461522 B2 JP H0461522B2 JP 57197821 A JP57197821 A JP 57197821A JP 19782182 A JP19782182 A JP 19782182A JP H0461522 B2 JPH0461522 B2 JP H0461522B2
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JP
Japan
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resistor
transistor
thermistor
temperature
voltage
Prior art date
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Application number
JP57197821A
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English (en)
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JPS5895408A (ja
Inventor
Jakobasu Uandaguraafu Johanesu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ERIKUSON JII II MOOBIRU KOMYUNIKEESHONZU Inc
Original Assignee
ERIKUSON JII II MOOBIRU KOMYUNIKEESHONZU Inc
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Publication date
Application filed by ERIKUSON JII II MOOBIRU KOMYUNIKEESHONZU Inc filed Critical ERIKUSON JII II MOOBIRU KOMYUNIKEESHONZU Inc
Publication of JPS5895408A publication Critical patent/JPS5895408A/ja
Publication of JPH0461522B2 publication Critical patent/JPH0461522B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • H03L1/02Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
    • H03L1/022Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature
    • H03L1/023Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature by using voltage variable capacitance diodes

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度補償回路に関し、特に、クリスタ
ル発振器の電圧可変キヤパシタ(バリキヤツプ・
ダイオード)に温度補償電圧を供給する温度補償
回路に関する。
圧電クリスタルを用いる発振器は比較的安定な
周波数を有しているが、クリスタルは温度変化に
対して敏感である。たとえば、温度が特定の温度
(たとえば0℃)以下に下るにつれてクリスタル
の発振周波数は下る。温度が特定の温度(0℃)
以上に上昇するにつれてクリスタルの発振周波数
は下り、その後発振周波数が上る。
本発明の一面に従つて簡略に述べると、本発明
は、トランジスタに接続されたサーミスタと抵抗
とを持つ低温度路を有し、温度が特定温度以下に
下ると第1の方向に変化する補償電圧を供給する
改良温度補償回路を提供する。この補償電圧は、
特定温度以下でのクリスタルの発振周波数の低下
を補償するために、クリスタル発振器の電圧可変
キヤパシタに印加される。温度が特定温度よりも
上ると、同様に第1の方向に変化する補償電圧を
トランジスタから供給する。温度がさらに高くな
ると、トランジスタは飽和し補償電圧の変化を止
める。さらに高い温度に対しては、トランジスタ
に第2のサーミスタを接続して、第2の方向に変
化する補償電圧を供給している。
本発明の要旨は、特許請求の範囲に具体的に明
確に記載されているが、本発明の構成、作用なら
びに効果は、添付の図面ならびに以下の説明から
一層よく理解されよう。
本発明の種々の回路を説明するまえに、第4図
に破線で示した曲線を参照する。この曲線は、代
表的なクリスタルの発振周波数の変化を温度の関
数として示した一例である。図示するように、特
定の温度(0℃)に関して、温度がそれより低く
なると部分40で示されるようにクリスタルの発
振周波数が下る。温度が0℃より高くなると、部
分41で示されるようにクリスタルの発振周波数
は同様に低くなる。この発振周波数は約+40℃で
極小点に達する。さらに温度が高くなると、クリ
スタルの発振周波数は部分42で示されるように
高くなる。したがつて、クリスタルが比較的広い
温度範囲(たとえば、−30℃から+60℃)にわた
つて動作する場合に、クリスタルによつて制御さ
れる発振器が比較的安定な周波数を有するように
クリスタルの発振周波数の変化を補償するなんら
かの手段が必要となることがわかる。本発明の実
施例は、第4図の破線で示された変化と逆に、す
なわち反対に変化する電圧をつくることによつて
このような補償を提供するものである。当該技術
で知られているように、このような電圧変化はク
リスタル発振器回路に接続された電圧可変キヤパ
シタ(たとえば、バリキヤツプ・ダイオード)に
印加され、クリスタルの発振周波数変化を補正し
補償するようにバリキヤツプ・ダイオードの容量
を変化させている。従つて、発振器の発振周波数
はかなり広い温度範囲にわたつて比較的安定に保
持できる。
第1図は本発明の補償回路の一部分を示し、低
温度ならびに中温度範囲での温度補償電圧を供給
するものである。この回路は、基準端子または接
地端子11に対して、直流電圧B+を端子10に
印加する適当な電源を含む。サーミスタRTと通
常の抵抗R1とが端子10および11間の低温度
範囲直列回路内に接続されている。当該技術で知
られているように、サーミスタRTは温度に対し
て逆に変化する抵抗特性を有している。従つて、
温度が下がるとサーミスタRTの抵抗が増加し、
また温度が上るとサーミスタRTの抵抗が減少す
る。第2の中温度範囲直列回路が端子10および
11間に接続されている。この回路は、抵抗R
5,NPNトランジスタQ1のコレクタ・エミツ
タ電極、ならびに抵抗R3を含む。抵抗R4は、
サーミスタRTと抵抗R1との接続点をトランジ
スタQ1の制御電極又はベースに接続している。
バイアス抵抗R2が端子10とトランジスタQ1
のエミツタとの間に接続されている。出力端子1
2はトランジスタQ1のコレクタに接続されて、
端子11に対して出力電圧Vputを導き出す。
第2図は、第1図に示す回路の動作を説明する
曲線を示す。低温度、例えば−40℃においてサー
ミスタRTは比較的高い抵抗を有するので、RT
と抵抗器R1によつて作られるトランジスタQ1
のベース電圧は、抵抗器R2及びR3によつて作
られるエミツタのバイアス電圧より低く、トラン
ジスタQ1はカツトオフ状態にある。従つてコレ
クタ電流は殆ど流れず、負荷抵抗R5における電
圧降下を無視しうるので、出力電圧Vputは電源電
圧にほぼ等しい。
温度が上昇してサーミスタRTの抵抗が減少
し、トランジスタQ1のベース電圧がエミツタの
バイアス電圧より高くなるとトランジスタQ1は
導通を開始し、負荷抵抗R5における電圧降下に
より出力電圧Vputは第2図の曲線部分20のよう
に降下する。この状態ではトランジスタQ1の入
力抵抗は極めて高く、ベース電流は微小であるか
ら、抵抗器R4における電圧降下を無視でき、サ
ーミスタRTと抵抗器R1との接続点の電圧をそ
のままベース電圧とみなして差し支えない。
温度がさらに上昇すると出力電圧Vputは引き続
き降下を続け、コレクタ・ベース間電圧が減少す
る。その結果、ある所定温度に達するとトランジ
スタQ1は飽和して、コレクタ電流がその以上増
加しなくなる。この状態では、出力電圧Vputは温
度に無関係に、抵抗器群R2,R3,R5の抵抗
値によつて実質的に定まるある低い値を維持す
る。第2図の曲線部分21はこの状態を示してい
る。従つて抵抗器群R2,R3,R5の抵抗値を
適当に選ぶことによつて、飽和点21の値を定め
ることができる。
トランジスタQ1が飽和すると入力抵抗は顕著
に低下して、ベース・コレクタ間の電圧が逆転し
た状態では比較的大きいベース電流が流れる。ベ
ース電流は抵抗器R4に電圧降下を生じさせると
ともに、エミツタに流れ込んでエミツタ電圧を上
昇させる。またこの状態ではコレクタ・エミツタ
間の電圧降下は無視しうる値になつているから、
ベース電流により押し上げられたエミツタ電圧は
ほとんどそのまま出力電圧Vputとして現れる。
すなわち第2図の曲線部分21を越えてさらに
温度が上昇すると、ベース電圧の上昇に引きずら
れる形で出力電圧Vputは再び上昇に転じる。そし
て電源電圧からベース・エミツタ間電圧降下VBE
を差し引いた値に向かつて、第2図の曲線22な
いし23に示すように飽和傾向を伴いつつ漸近的
に近づく。この飽和傾向は、主としてベース電流
の抵抗器R4における電圧降下と、トランジスタ
Q1の入力抵抗がサーミスタRTの抵抗値とほぼ
同程度になることによるものであり、曲線22に
示すように抵抗器R4の抵抗値が大きい程強く現
れる。従つて抵抗器R4の値を適当に選ぶことに
より、飽和点21より高温側の曲線の形状を定め
ることができる。
第2図に示す曲線と第4図の破線の部分40お
よび41とを比較すれば、低温度および中温度範
囲の補償電圧が与えられていることがわかる。こ
の補償電圧は比較的簡単な回路で与えられてお
り、たとえば、高温度範囲で周波数安定性がさし
て重要でない発振器のような種々の用途に適して
いる。
中温度および低温度と共に高温度に於いても、
さらに周波数安定性を必要とする用途において
は、本発明の好ましい一実施例を示す第3図の回
路が好適な補償電圧を与える。第3図は第1図と
類似し、その対応する部分には同一の参照数字を
付してある。第3図では、さらに、高温度回路が
設けられ、この高温度回路はトランジスタQ1の
コレクタと基準端子11との間に接続された直流
回路により成る。この回路は、抵抗R6、第2の
サーミスタRT1および抵抗R7を含む。出力端
子12は抵抗R6とサーミスタRT1との接続点
に接続されている。第3図の回路の動作を第4図
の実線で示す電圧曲線を参照して説明する。低温
度および中温度においての動作は、第1図の回路
の動作と同様であつて、第2図の部分20,21
および22に対応する部分20′,21′および2
2′によつて示されている。しかし、温度が上り
つづけると、第2のサーミスタRT1の大きさが
かなり減少し、その結果、出力電圧が第4図に示
す曲線の部分23で示されるように減少する。第
4図の実線で示す補償電圧曲線と第4図の破線で
示す周波数変化曲線との比較は、温度によるクリ
スタルの周波数変化に対する第3図の回路の温度
補償効果を説明している。
当業者にとつてNPNトランジスタの代りに
PNPタイプトランジスタを使用できることは理
解されよう。第5および6図はPNPトランジス
タQ2を用いた回路図を示す。第5図は第1図と
同様もしくは類似であつて低温度および中温度範
囲での補償電圧を与えている。第6図は第3図と
類似であつて低温度、中温度および高温度範囲で
の補償電圧を与えている。
以上、クリスタル発振器等の電圧可変キヤパシ
タに用いられる新規な改良温度補償回路を説明し
た。限られた数の実施例を説明したが、変形例を
つくることは当業者にとつて理解できよう。たと
えば、サーミスタおよび抵抗の厳密な特性および
大きさは特定の要求に合致するように変化させる
ことができる。抵抗R4の代りに、トランジスタ
のベースと、サーミスタRTと抵抗R1との接続
点との間を直接接続することができる。このよう
な変形においては、回路動作の要求に従つてサー
ミスタRTと端子10との間に抵抗を直列に挿入
してもよい。トランジスタQ1およびQ2の代わ
りに他のタイプの半導体デバイスを使用すること
もできる。しかし、トランジスタが飽和するとベ
ース電圧がコレクタ電圧を変化させることができ
るので、このように飽和するトランジスタを用い
るのが好ましい。したがつて、本発明を特定の実
施例を参照して説明したが、本発明の精神あるい
は特許請求の範囲から逸脱することなく種々の変
形をなし得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の中の中・低温域温度補償回路
の説明図、第2図は第1図の回路の動作を例示す
る特性図、第3図は本発明の第1の実施例の回路
図、第4図は第3図の回路の動作を例示する特性
図、そして、第5図は、第1図と同様の回路であ
るが異なつたタイプのトランジスタを用いた回路
図、第6図は本発明の第2の実施例の回路図であ
り、第3図と同様の回路であるが異なつたタイプ
のトランジスタを用いた回路である。 RT,RT1……サーミスタ、R1〜R7……
抵抗、Q1……NPNトランジスタ、Q2……
PNPトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 a 各々正および負の直流電圧に接続される
    第1および第2の端子と、 b 前記第1および第2の端子間に順次直列接続
    された第1のサーミスタおよび第1の抵抗と、 c 前記第1および第2の端子間に順次直列接続
    された第5の抵抗、NPNトランジスタのコレ
    クタ・エミツタ路および第3の抵抗と、 d 前記トランジスタのベースと、前記第1のサ
    ーミスタと第1の抵抗との接続点との間に接続
    された所定のインピーダンスの第4の抵抗と、 e 前記第1の端子と前記トランジスタのエミツ
    タとの間に接続された第2の抵抗とを有し、 f 前記第1のサーミスタは、温度が上昇すると
    その抵抗値を減少して前記トランジスタのコレ
    クタ電圧を下げ、所定温度以上では前記トラン
    ジスタを飽和させるとともに、ベース電圧の上
    昇に従つてコレクタ電圧を上げ、更に、 g 前記トランジスタのコレクタと前記第2の端
    子との間に直列接続された第6の抵抗、第2の
    サーミスタおよび第7の抵抗を含む付加直列回
    路を有し、第2のサーミスタの抵抗は温度の増
    加とともに減少し、 h その結果、該付加直列回路から導き出される
    出力電圧が、温度の増加とともに一旦減少し、
    次いで上昇し、再度減少する温度補償回路。 2 a 各々正および負の直流電圧に接続される
    第1および第2の端子と、 b 前記第1および第2の端子間に順次直列接続
    された第1の抵抗および第1のサーミスタと、 c 前記第1および第2の端子間に順次直列接続
    された第3の抵抗、PNPトランジスタのエミ
    ツタ・コレクタ路および第5の抵抗と、 d 前記トランジスタのベースと、前記第1の抵
    抗と前記第1のサーミスタとの接続点との間に
    接続された所定のインピーダンスの第4の抵抗
    と、 e 前記第2の端子と前記トランジスタのエミツ
    タとの間に接続された第2の抵抗とを有し、 f 前記第1のサーミスタは、温度が上昇すると
    その抵抗値を減少して前記トランジスタのコレ
    クタ電圧を上げ、所定温度以上では前記トラン
    ジスタを飽和させるとともに、ベース電圧の低
    下に従つてコレクタ電圧を下げ、更に、 g 前記トランジスタのコレクタと前記第1の端
    子との間に直列接続された第6の抵抗、第2の
    サーミスタおよび第7の抵抗を含む付加直列回
    路を有し、第2のサーミスタの抵抗は温度の増
    加とともに減少し、 h その結果、該付加直列回路から導き出される
    出力電圧が、温度の増加とともに一旦減少し、
    次いで上昇し、再度減少する温度補償回路。
JP57197821A 1981-11-12 1982-11-12 改良温度補償回路 Granted JPS5895408A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/320,424 US4456892A (en) 1981-11-12 1981-11-12 Temperature compensating circuit for use with crystal oscillators and the like
US320424 1989-03-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5895408A JPS5895408A (ja) 1983-06-07
JPH0461522B2 true JPH0461522B2 (ja) 1992-10-01

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ID=23246374

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