JPH05183337A - デジタル制御形温度補償水晶発振器 - Google Patents

デジタル制御形温度補償水晶発振器

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JPH05183337A
JPH05183337A JP35829691A JP35829691A JPH05183337A JP H05183337 A JPH05183337 A JP H05183337A JP 35829691 A JP35829691 A JP 35829691A JP 35829691 A JP35829691 A JP 35829691A JP H05183337 A JPH05183337 A JP H05183337A
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JP
Japan
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temperature
temperature compensation
crystal oscillator
frequency
voltage
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JP35829691A
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English (en)
Inventor
Masa Onishi
雅 大西
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Kenwood KK
Original Assignee
Kenwood KK
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Publication date
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Publication of JPH05183337A publication Critical patent/JPH05183337A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数温度特性の許容偏差を最小にしたデジ
タル制御形温度補償水晶発振器を提供すること。 【構成】 温度検出器1によって検出した温度情報がア
ドレスデータに変換され、周波数温度特性において周波
数偏差が最小になるように設定された温度補償データが
格納されたメモリ3の読み出しアドレス指定が変換され
たアドレスデータによって行われ、メモリから読み出さ
れた温度補償データがD/A変換器によって温度補償電
圧に変換され、変換された温度補償電圧によって電圧制
御水晶発振器の発振周波数が制御されるデジタル制御形
温度補償水晶発振器において、D/A変換器4Aの変換
特性を電圧制御水晶発振器の発振周波数が温度補償デー
タに対してリニアに変化する変換特性に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は周波数温度特性を改善し
たデジタル制御形温度補償水晶発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のデジタル制御形温度補償水晶発振
器は図5に示すように、温度検出器1の温度検出出力を
変換回路2によってアドレスデータに変換し、変換回路
2からの出力アドレスデータによって、温度補償データ
を格納したROM等のメモリ3の読み出しアドレス指定
を変換回路2からの出力アドレスデータによって行い、
メモリ3から温度補償データを読み出して、読み出した
温度補償データをD/A変換器4によってアナログ電圧
に変換し、変換アナログ電圧を温度補償電圧(発振周波
数制御電圧)として電圧制御水晶発振器5に印加し、電
圧制御水晶発振器5の発振周波数の温度補償を行ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常、変換回路2の出
力は検出温度に比例しており、かつ精度良く温度補正す
るためにメモリ3に格納されている温度補償データは温
度補償後のデジタル制御形温度補償水晶発振器の周波数
温度特性が最適、すなわち周波数偏差が最小になるよう
決定されており、温度に対応したアドレスに格納されて
いる。一方、D/A変換器は直線性が重要とされ、従来
においては直線性の良いD/A変換器が用いられてい
る。
【0004】しかし、その後段の電圧制御水晶発振器5
の特性は一般に非線形であり、D/A変換器の温度補償
データ対周波数の関係も図6の一点鎖線に示すように非
線形である。すなわち、図6に示すように温度補償デー
タが小さい部分aでは温度補償データがLSBで〃1〃
変わる毎の周波数変化量は大きく、温度補償データが大
きい部分bではLSBで〃1〃変わる毎の周波数変化量
は小さい。これは電圧制御水晶発振器5内の可変容量ダ
イオード51の電圧対静電容量特性が図7に示すように
非線形であること、また水晶振動子52の負荷容量対発
振周波数特性が図8に示すように非線形であることから
生ずる。
【0005】一般に電圧制御水晶発振器に用いられる水
晶振動子52はATカットが多く、温度範囲を広くとる
ためカット角を変えて補償周波数の範囲を大きくとるの
が普通である。例えば図9に示す一般化した周波数温度
特性の斜線部が用いられる。
【0006】このような温度特性を持つ水晶振動子52
を補償するためには、広い制御範囲が必要であり、電圧
制御水晶発振器の温度補償電圧の高低差も大きくなり、
電圧制御水晶発振器の非直線性から温度補償電圧の高い
電圧と低い電圧とでは温度補償データがLSBで〃1〃
変わる毎の周波数変化が異なることになる。
【0007】この1例は図10に示す如くである。温度
補償電圧が一定の場合の周波数温度特性は図10(a)
に示す如くであって、これを補償するために温度に対応
させた最適の温度補償データによって図10(b)に示
す如く図10(a)の特性と逆の特性を形成して温度補
償する場合、メモリ3からの温度補償データを変換特性
がリニアなD/A変換器でD/A変換した温度補償電圧
で補正される。このとき図6の一点鎖線からも判るよう
に、温度補償電圧の低いところでは周波数はaだけ変化
し、高いところでは周波数bだけ変化することになり、
この結果デジタル制御形温度補水晶発振器の許容周波数
偏差は図10(c)に示すように最大で図6の周波数の
変化aに対応して周波数aとなり、最小で図6の周波数
の変化に対応して周波数bとなって、最大偏差は周波数
aによって許容周波数偏差が決まってしまうという問題
点があった。
【0008】本発明は周波数温度特性の許容偏差を最小
にしたデジタル制御形温度補償水晶発振器を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のデジタル制御形
温度補償水晶発振器は、温度情報を検出する温度検出手
段と、検出された温度情報をアドレスデータに変換する
変換手段と、周波数温度特性において周波数偏差が最小
になるように設定された温度補償データが格納されかつ
変換手段からの出力アドレスデータによってアドレス指
定されるメモリと、メモリから読み出された温度補償デ
ータを温度補償電圧に変換するD/A変換器と、D/A
変換器によって変換された温度補償電圧が発振周波数制
御電圧として印加される電圧制御水晶発振器とからなる
デジタル制御形温度補償水晶発振器において、D/A変
換器の変換特性を電圧制御水晶発振器の発振周波数が温
度補償データに対してリニアに変化する変換特性に設定
したことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明のデジタル制御形温度補償水晶発振器に
よれば、D/A変換器の変換特性は電圧制御水晶発振器
の発振周波数が温度補償データに対してリニアに変化す
るために、温度補償データがLSBで〃1〃変化したと
きに対する周波数変化が補償電圧の高低にかかわらず一
定となり、周波数温度特性の許容範囲が小さくなる。
【0011】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。図1は
本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。本実
施例のデジタル制御形温度補償水晶発振器は、温度検出
器1の温度検出出力を変換回路2によってアドレスデー
タに変換し、変換回路2で変換したアドレスデータによ
って、温度補償データを格納したメモリ3のアドレス指
定を行い、メモリ3から温度補償データを読み出して、
読み出した温度補償データをD/A変換器4Aによって
アナログ電圧に変換し、変換アナログ電圧を温度補償電
圧として電圧制御水晶発振器5に印加し、電圧制御水晶
発振器5の発振周波数の温度補償を行うように構成して
ある。
【0012】D/A変換器4Aの変換特性は後段の電圧
制御水晶発振器5の周波数温度特性が考慮して、電圧制
御水晶発振器5の発振周波数がメモリ3から出力される
温度補償データに対してリニアに変化するように構成し
てある。ここで、精度良く温度補正するためにメモリ3
に格納されている温度補償データは温度補償後のデジタ
ル制御形温度補償水晶発振器の周波数温度特性が最適、
すなわち周波数偏差が最小になるよう決定されており、
温度に対応したアドレスに格納されていることは前記の
とおりである。
【0013】例えばD/A変換器4Aは、図2に示すよ
うに16ビットの場合で例示すれば、直列接続された抵
抗R1〜R16と、メモリ3からの4ビットの温度補償デ
ータを16ビットにデコードするデコーダDと、一端が
共通接続され、かつ多端が抵抗R1〜R16の一端にそれ
ぞれ各別に接続されてデコーダDのデコード出力でオン
オフが各別に制御されるスイッチS1〜S16と、スイッ
チS1〜S16の共通接続点の電圧を増幅するボルテージ
フォロワAとからなる抵抗分割方式のD/A変換器で構
成してあって、後段の電圧制御水晶発振器5の周波数温
度特性を考慮して、電圧制御水晶発振器5の発振周波数
がメモリ3から出力されるデータに対してリニアに変化
するように抵抗R1〜R16の抵抗値がそれぞれ設定して
ある。
【0014】上記のように構成した本実施例のデジタル
制御形温度補償水晶発振器は、温度検出器1の温度検出
出力はアドレス変換回路2によってアドレスデータに変
換され、このアドレスデータによって温度補償データを
格納したメモリ3のアドレス指定がされ、メモリ3から
温度補償データが読み出されて、読み出された温度補償
データがD/A変換器4Aによってアナログ電圧に変換
される。
【0015】この変換されたアナログ電圧が温度補償電
圧として電圧制御水晶発振器5に印加される。しかる
に、D/A変換器4Aは電圧制御水晶発振器5の周波数
温度特性が考慮されて、電圧制御水晶発振器5の発振周
波数がメモリ3から出力される温度補償データに対して
リニアに変化するように構成されているため、電圧制御
水晶発振器5の発振周波数はメモリ3から出力される温
度補償データに対してリニアに変化する。
【0016】この結果、D/A変換器4Aを用いたとき
温度補償データ対周波数特性は図6において直線で示す
如く、温度補償データ対周波数の特性は直線となる。そ
こで、温度補償電圧が一定の場合の周波数温度特性は図
3(a)に示す如く、図10(a)に示す周波数温度特
性と同一の特性に対して、これを補償するために温度に
対応させた最適の温度補償データに設定することによっ
て図3(b)に示す如く図3(a)の特性と逆の特性を
形成して温度補償した場合、温度補償電圧の低いところ
で温度補償データがLSBで〃1〃だけ変化したとき周
波数はcだけ変化し、高いところでも周波数cだけ変化
することになり、この結果デジタル制御形温度補水晶発
振器の許容周波数偏差は図3(c)に示すように最大お
よび最小で周波数cとなって、図10に示す場合よりも
小さくなる。
【0017】次に本発明の他の実施例に付いて説明す
る。図4は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図
である。本他の実施例においては、図5に示した従来例
の構成においてD/A変換器4と電圧制御発振器5との
間に、折線近似で図6において破線で示すように、図6
の一点鎖線で示す特性を打ち消しD/A変換器4を含
み、デジタル制御形温度補償水晶発振器の周波数温度特
性が直線となる特性に構成した等化器6を挿入して、D
/A変換されたアナログ信号を等化器6によって非線形
変換し、周波数制御電圧として電圧制御発振器5に印加
する。
【0018】したがって、本他の実施例の場合において
も、等化器6にとって電圧制御水晶発振器5の発振周波
数がメモリ3から出力される温度補償データに対してリ
ニアに変化するように構成されているため、前記一実施
例の場合と同様に温度補償データを温度に対応させた最
適の温度補償データに設定することによって、図3
(b)に示す如く図3(a)の特性と逆の特性を形成し
て温度補償した場合、温度補償電圧の低いところで温度
補償データがLSBで〃1〃だけ変化したとき周波数は
cだけ変化し、高いところでも周波数cだけ変化するこ
とになり、この結果デジタル制御形温度補水晶発振器の
許容周波数偏差は図3(c)に示すように最大および最
小で周波数cとなって、図10に示す場合よりも小さく
なる。
【0019】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、D/
A変換器の変換特性を電圧制御水晶発振器の発振周波数
が温度補償データに対してリニアに変化する変換特性に
設定したために、温度補償データがLSBで〃1〃変化
したときに対する周波数変化が補償電圧の高低にかかわ
らず一定となって、周波数温度特性の許容範囲が小さく
なる効果がある。したがってさらに、温度補償精度を高
めるためにはD/A変換器のビット数を増加させること
によって対応することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の一実施例におけるD/A変換器の構成
を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施例の作用の説明に供する模式特
性図である。
【図4】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図5】従来例の構成を示すブロック図である。
【図6】D/Aの変換特性図である。
【図7】電圧対可変容量ダイオードの特性図である。
【図8】水晶振動子の負荷容量対発振周波数特性図であ
る。
【図9】カット角をパラメータとするATカット水晶振
動子の周波数温度特性図である。
【図10】従来例の作用の説明に供する模式特性図であ
る。
【符号の説明】
1 温度検出器 2 変換回路 3 メモリ 4A D/A変換器 5 電圧制御水晶発振器 6 等化器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度情報を検出する温度検出手段と、検
    出された温度情報をアドレスデータに変換する変換手段
    と、周波数温度特性において周波数偏差が最小になるよ
    うに設定された温度補償データが格納されかつ変換手段
    からの出力アドレスデータによって読み出しアドレス指
    定されるメモリと、メモリから読み出された温度補償デ
    ータを温度補償電圧に変換するD/A変換器と、D/A
    変換器によって変換された温度補償電圧が発振周波数制
    御電圧として印加される電圧制御水晶発振器とからなる
    デジタル制御形温度補償水晶発振器において、D/A変
    換器の変換特性を電圧制御水晶発振器の発振周波数が温
    度補償データに対してリニアに変化する変換特性に設定
    したことを特徴とするデジタル制御形温度補償水晶発振
    器。
JP35829691A 1991-12-27 1991-12-27 デジタル制御形温度補償水晶発振器 Pending JPH05183337A (ja)

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JP (1) JPH05183337A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7274238B2 (en) 2002-07-09 2007-09-25 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Digital circuit having delay circuit for adjustment of clock signal timing
JP2016134738A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器及び移動体
JP2016144125A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器及び移動体

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6218828A (ja) * 1985-07-18 1987-01-27 Nec Corp 温度補償型圧電発振器

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