JPH05315836A - Temperature compensation type crystal oscillator - Google Patents

Temperature compensation type crystal oscillator

Info

Publication number
JPH05315836A
JPH05315836A JP11634392A JP11634392A JPH05315836A JP H05315836 A JPH05315836 A JP H05315836A JP 11634392 A JP11634392 A JP 11634392A JP 11634392 A JP11634392 A JP 11634392A JP H05315836 A JPH05315836 A JP H05315836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal oscillator
resistor
frequency
voltage
peac
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11634392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fujio Tamura
富士夫 田村
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.)
Seiko Electronic Components Ltd
Original Assignee
Seiko Electronic Components Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Electronic Components Ltd filed Critical Seiko Electronic Components Ltd
Priority to JP11634392A priority Critical patent/JPH05315836A/en
Publication of JPH05315836A publication Critical patent/JPH05315836A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To adjust the oscillating frequency by utilizing a drive power supply of the crystal oscillator employing a PEAC element (floating electrode MDS capacitive element). CONSTITUTION:The oscillating frequency is varied by varying a voltage applied to a capacitive electrode of a PEAC element 13 via a 2nd resistor 11 in the crystal oscillator comprising the PEAC element 13, a Colpitz crystal oscillation circuit, a constant voltage source 20 driving an oscillation circuit section and an output circuit. One terminal of the 2nd resistor 11 connects to the drive power supply for the crystal oscillator or other power supply. The frequency is varied by varying the resistance of the 2nd resistor 11 or a voltage of other power supply connected to the 2nd resistor 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、携帯通信機などのよう
に高安定の周波数を必要とする装置の基準周波数信号を
発生する水晶発振器において、電圧可変容量素子、具体
的にはフローティング電極MOS容量素子を用いてその
周波数を調整する水晶発振器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage variable capacitance element, more specifically a floating electrode MOS, in a crystal oscillator for generating a reference frequency signal of a device requiring a highly stable frequency such as a portable communication device. The present invention relates to a crystal oscillator whose frequency is adjusted using a capacitive element.

【0002】[0002]

【従来の技術】フローティング電極MOS容量素子(以
下PEAC素子と称する)は薄いSiO2 膜中を流れる
トンネル電流により、フローティング電極に電子を注
入、注出し、該電極直下に形成される空乏層容量を変え
る素子である。該電極にトンネル電流が流れるに十分な
電界が印加されない限りは該電極中の電子の数は一定に
維持されるので、新たに電子を注入、注出しない限りP
EAC素子の静電容量は一定に保たれる。即ち、PEA
C素子はトリマコンデンサとして使うことができる。P
EAC素子の水晶発振器への応用の詳細は文献、「電気
的に周波数調整可能な水晶発振器の開発」(日本時計学
会誌 No.124)に開示されている。又、PEAC
素子の静電容量はバイアス電圧により変化するので、サ
ーミスタ等の感温素子を用い該バイアス電圧を周囲温度
により変わるようにすることにより水晶振動子を温度補
償することができる。
2. Description of the Related Art A floating electrode MOS capacitive element (hereinafter referred to as a PEAC element) is used to inject and pour out electrons into a floating electrode by a tunnel current flowing through a thin SiO 2 film, thereby depleting a depletion layer capacitance formed directly under the electrode. It is a changing element. The number of electrons in the electrode is kept constant unless a sufficient electric field is applied to the electrode so that a tunnel current flows.
The capacitance of the EAC element is kept constant. That is, PEA
The C element can be used as a trimmer capacitor. P
Details of the application of the EAC element to the crystal oscillator are disclosed in the literature, “Development of an electrically frequency-tunable crystal oscillator” (Journal of the Japan Society of Watchmaking, No. 124). Also, PEAC
Since the capacitance of the element changes depending on the bias voltage, the temperature of the crystal resonator can be compensated by using a temperature sensitive element such as a thermistor and changing the bias voltage depending on the ambient temperature.

【0003】PEAC素子の温度補償型水晶発振器の応
用に関する詳細は、特願昭61−123896号公報に
開示されている。水晶発振器の出力周波数を要求される
精度内に合わせ込むために、また、その後の変化をユー
ザが修正できるように、該水晶発振器は該PEAC素子
の電子注入端子に接続する周波数調整端子を持ってい
る。
The details of the application of the temperature-compensated crystal oscillator of the PEAC element are disclosed in Japanese Patent Application No. 61-123896. In order to adjust the output frequency of the crystal oscillator within the required accuracy and so that the user can correct the change thereafter, the crystal oscillator has a frequency adjustment terminal connected to the electron injection terminal of the PEAC element. There is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】SiO2 膜にトンネル
電流を流すには、1011V/m以上の電界を必要とす
る。該PEAC素子のフローティング電極下のSiO2
膜の厚さは100Å以上あるので、電子の注入・注出に
は10V以上の電圧を印加しなければならない。水晶発
振器は一般に5V以下の電圧で駆動されるので、PEA
C素子により発振周波数を調整するにはもう一つの電源
が必要となり、ユーザ自身が周波数調整をするのに不便
であるという欠点があった。
An electric field of 10 11 V / m or more is required to pass a tunnel current through the SiO 2 film. SiO 2 under the floating electrode of the PEAC element
Since the thickness of the film is 100 Å or more, it is necessary to apply a voltage of 10 V or more to inject and eject electrons. Since the crystal oscillator is generally driven by a voltage of 5 V or less, PEA
Another power source is required to adjust the oscillation frequency by the C element, which is disadvantageous for the user to adjust the frequency.

【0005】又、水晶発振器の周波数の経時変化を親局
の高安定の周波数信号を基準に自動補正するシステムに
事実上使用することができないという欠点があった。本
発明は、該PEAC素子を使う水晶発振器において、必
然的に生じる上記欠点を解決することを目的とする。
Further, there is a drawback in that it cannot be practically used in a system which automatically corrects a change in frequency of a crystal oscillator with time based on a highly stable frequency signal of a master station. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks that are inevitable in a crystal oscillator that uses the PEAC element.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明が上記目的を達成
するために採用した手段は、感温素子と抵抗からなる回
路網により一定電圧を分圧し、該分圧電圧を抵抗を介し
て、電圧可変容量素子に印加し水晶振動子の周波数温度
特性を補償する温度補償型水晶発振器において、前記電
圧可変容量素子と第2の周波数調整端子の間に、前記電
圧可変容量素子に直流電圧を印加するための抵抗を設け
ることを特徴とする温度補償型水晶発振器。
The means adopted by the present invention to achieve the above object is to divide a constant voltage by a circuit network composed of a temperature sensitive element and a resistor, and divide the divided voltage through a resistor. In a temperature-compensated crystal oscillator that is applied to a voltage variable capacitance element to compensate for the frequency-temperature characteristic of a crystal resonator, a DC voltage is applied to the voltage variable capacitance element between the voltage variable capacitance element and a second frequency adjustment terminal. A temperature-compensated crystal oscillator, which is provided with a resistance for

【0007】[0007]

【作用】本発明は、PEAC素子に印加されるバイアス
電圧を外部から変えることによって、該PEAC素子の
静電容量を変え、発振周波数を調整するものである。
The present invention is to adjust the oscillation frequency by changing the bias voltage applied to the PEAC element from the outside so as to change the capacitance of the PEAC element.

【0008】[0008]

【実施例】次に、本発明を実施例によって説明する。図
1は、本発明の実施例を示す。1はVdd端子、2はVss
端子で通常Vddに+5Vが印加される。3は出力端子、
4は第1の周波数調整端子(以下FA1端子と称する)
でPEAC素子13の電流注入注出端子に接続する。5
は第2の周波数調整端子(以下FA2端子と称する)で
抵抗11(R5 )を介して該PEAC素子の容量端子に
接続する。本実施例では発振回路はインバータ16(I
1 )と帰還抵抗12(Rf )により構成されるインバー
タ増幅器と水晶振動子15(X)によるコルピッツ型発
振回路である。インバータ16の出力はバッファ用イン
バータ17(I2 )に加えられる。インバータ16、1
7は定電圧源20(以下VR)により電源電圧Vddより
も低い一定の電圧(例えば2V)で駆動される。該イン
バータ17の出力はレベルシフタ19(LS)により信
号電圧がレベルアップされ、出力インバータ18
(I3 )に加えられる。
EXAMPLES Next, the present invention will be explained by examples. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. 1 is the V dd terminal, 2 is the V ss
Normally + 5V is applied to V dd at the terminals. 3 is an output terminal,
4 is a first frequency adjustment terminal (hereinafter referred to as FA1 terminal)
Is connected to the current injection / extraction terminal of the PEAC element 13. 5
Is a second frequency adjustment terminal (hereinafter referred to as FA2 terminal), and is connected to the capacitance terminal of the PEAC element through the resistor 11 (R 5 ). In this embodiment, the oscillator circuit is the inverter 16 (I
1 ) and a feedback resistor 12 (R f ) as an inverter amplifier and a crystal oscillator 15 (X) as a Colpitts oscillator circuit. The output of the inverter 16 is added to the buffer inverter 17 (I 2 ). Inverter 16, 1
7 is driven by a constant voltage source 20 (hereinafter VR) at a constant voltage (for example, 2 V) lower than the power supply voltage V dd . A signal voltage of the output of the inverter 17 is increased by a level shifter 19 (LS), and an output inverter 18
Added to (I 3 ).

【0009】最終的な出力信号は出力端子3を介して得
られる。21は金属ケースであり、水晶振動子を含む水
晶発振回路全体を収納する。本実施例では、抵抗6(R
1 )7(R2 ),8(R3 )およびサーミスタ9
(Rt )よりなる抵抗サーミスタ回路網が電位差Vdd
VRを分割し、抵抗10(R4 )を介してPEAC素子
の容量端子に印加する(PEAC素子の容量端子に印加
する電圧をバイアス電圧VBと称する)。PEAC素子
の静電容量はVB が大きくなると減少するので、発振周
波数が高くなる。
The final output signal is obtained via the output terminal 3. Reference numeral 21 denotes a metal case that houses the entire crystal oscillation circuit including the crystal oscillator. In this embodiment, the resistor 6 (R
1 ) 7 (R 2 ), 8 (R 3 ) and thermistor 9
The resistor thermistor network consisting of (R t ) has a potential difference V dd
VR is divided and applied to the capacitance terminal of the PEAC element via the resistor 10 (R 4 ) (the voltage applied to the capacitance terminal of the PEAC element is referred to as bias voltage V B ). Since the capacitance of the PEAC element decreases as V B increases, the oscillation frequency increases.

【0010】本実施例では温度が高くなると、サーミス
タ9の抵抗値が小さくなりPEAC素子に印加されるV
B は小さくなり、発振周波数を下げようとする。従っ
て、水晶振動子15の周波数温度特性が正であれば、こ
れは回路の発振周波数温度特性によって補償され、結果
として周波数温度特性が改善される。図2は、本発明の
実使用例を示している。端子1、2間に電圧E0 (例え
ば5V)が印加される。端子2、3間に負荷インピーダ
ンス23が接続する。端子4、1間にスイッチ25を介
して電圧E1 (13V以上)が印加される。スイッチ2
5をONにすることにより周波数を変える(本実施例で
は周波数が高くなる)。次に端子5、1間に可変抵抗器
26(R6 )を接続する。R6 の値を増減することによ
り、PEAC素子のバイアス電圧VB を変え、発振周波
数を変えることができる。
In this embodiment, as the temperature rises, the resistance value of the thermistor 9 decreases and the V applied to the PEAC element decreases.
B becomes smaller and tries to lower the oscillation frequency. Therefore, if the frequency temperature characteristic of the crystal unit 15 is positive, this is compensated by the oscillation frequency temperature characteristic of the circuit, and as a result, the frequency temperature characteristic is improved. FIG. 2 shows an example of actual use of the present invention. A voltage E 0 (for example, 5 V) is applied between the terminals 1 and 2. A load impedance 23 is connected between the terminals 2 and 3. A voltage E 1 ( 13 V or higher) is applied between the terminals 4 and 1 via the switch 25. Switch 2
The frequency is changed by turning 5 on (the frequency is increased in this embodiment). Next, the variable resistor 26 (R 6 ) is connected between the terminals 5 and 1. By increasing or decreasing the value of R 6 , the bias voltage V B of the PEAC element can be changed and the oscillation frequency can be changed.

【0011】図3は、本発明の他の実使用例を示してい
る。端子5、2間に電圧E2 が印加される。E2 を変え
ることにより発振周波数を変えることができる(本実施
例の場合E2 を大きくすると発振周波数は低下する)。
図4は、本実施例の周波数可変特性を示す図である。図
1において、端子5を端子1に接続し、R5 の値を39
0kΩを中心に±80kΩ(R5 =310〜470k
Ω)変えた時の発振周波数の変化を示している。水晶振
動子15の周波数温度特性のばらつきを補償して一定の
発振周波数温度特性を得るには該抵抗サーミスタ回路網
を構成する抵抗の値、R1 ,R2 ,R3 を種々選別す
る。本実施例においてはR1 は13kΩから91kΩの
範囲にある。従って、R5 =390±80kΩとする
と、+2.5〜+3.5×10-6、−3.5〜−4.5
×10-6の可変幅を得ることができる。これは、水晶発
振器の経時変化を調整するのに十分な量である。具体的
にはR5 =300kΩとし、R6 として200kΩの可
変抵抗器を用いればよい。
FIG. 3 shows another practical use example of the present invention. A voltage E 2 is applied between the terminals 5 and 2. The oscillation frequency can be changed by changing E 2 (in the case of the present embodiment, the oscillation frequency decreases when E 2 is increased).
FIG. 4 is a diagram showing the frequency variable characteristic of the present embodiment. In FIG. 1, terminal 5 is connected to terminal 1 and the value of R 5 is 39
Centering on 0 kΩ ± 80 kΩ (R 5 = 310 to 470 k
Ω) shows the change in oscillation frequency when changed. In order to obtain a constant oscillation frequency temperature characteristic by compensating the variation in the frequency temperature characteristic of the crystal unit 15, various values of resistances R 1 , R 2 and R 3 forming the resistance thermistor network are selected. In this embodiment, R 1 is in the range of 13 kΩ to 91 kΩ. Therefore, if R 5 = 390 ± 80 kΩ, then +2.5 to + 3.5 × 10 −6 , −3.5 to −4.5.
A variable width of × 10 -6 can be obtained. This is an amount sufficient to accommodate the aging of the crystal oscillator. Specifically, R 5 = 300 kΩ and a variable resistor of 200 kΩ may be used as R 6 .

【0012】次に、図5は本発明を説明するための従来
の回路図である。第2の周波数調整端子(FA2)5は
抵抗11’(R5 )と抵抗10(R4 )を介し、PEA
C素子13の容量端子に接続する。図6は、図5の回路
の周波数可変特性を示す図である。抵抗11’が直接抵
抗サーミスタ回路網に接続しているため、R5 による周
波数可変量はR1 に大きく影響される。例えば、R1
13kΩの時、ΔR=−50kΩで−2×10-6変化す
るのに比し、R1 =91kΩの時は−10×10-6も変
化する。これではユーザに適切な値を推奨することがで
きず非常に不便である。
Next, FIG. 5 is a conventional circuit diagram for explaining the present invention. The second frequency adjustment terminal (FA2) 5 is connected to the PEA via the resistor 11 ′ (R 5 ) and the resistor 10 (R 4 ).
It is connected to the capacitance terminal of the C element 13. FIG. 6 is a diagram showing frequency variable characteristics of the circuit of FIG. Since the resistor 11 'is connected directly to the resistor thermistor network, frequency variable amount of R 5 is greatly affected by the R 1. For example, R 1 =
In the case of 13 kΩ, ΔR = −50 kΩ changes −2 × 10 −6 , whereas in the case of R 1 = 91 kΩ, −10 × 10 −6 also changes. This is very inconvenient because it is not possible to recommend an appropriate value to the user.

【0013】以上のように、周波数調整用の抵抗11’
(R5 )は直接PEAC素子の容量電極に接続すべきで
あることが分かる。図7は、本発明の他の実施例を示し
ている。温度補償用素子として可変容量ダイオード1
3’を、周波数調整用素子として従来のトリマコンデン
サ13”を使用している。動作原理は図1の実施例と同
じである。
As described above, the resistor 11 'for frequency adjustment is used.
It can be seen that (R 5 ) should be directly connected to the capacitive electrode of the PEAC element. FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. Variable capacitance diode 1 as temperature compensation element
3'is a conventional trimmer capacitor 13 "used as a frequency adjusting element. The operating principle is the same as that of the embodiment of FIG.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば周波
数調整抵抗を直接PEAC素子の容量電極に接続するこ
とにより、温度補償用抵抗サーミスタ回路網の抵抗値に
よって可変幅のばらつきの小さな周波数可変特性を得る
ことができ、これによりユーザが該水晶発振器の経時変
化等による周波数の変化を補正するための条件を設定す
ることが楽になるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, by connecting the frequency adjusting resistor directly to the capacitive electrode of the PEAC element, the frequency with a small variation in the variable width depending on the resistance value of the temperature compensating thermistor network. A variable characteristic can be obtained, which makes it easier for a user to set a condition for correcting a frequency change due to a change with time of the crystal oscillator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の使用例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of use of the present invention.

【図3】本発明の他の使用例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing another example of use of the present invention.

【図4】本発明の実施例の周波数可変特性を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing frequency variable characteristics according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明を説明するための従来の回路図である。FIG. 5 is a conventional circuit diagram for explaining the present invention.

【図6】図5の回路の周波数可変特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing frequency variable characteristics of the circuit of FIG.

【図7】本発明の他の実施例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、4、5 端子 6、7、8、12 抵抗 9 サーミスタ 10 第1の抵抗 11 第2の抵抗 13 PEAC素子 13’可変容量ダイオード 14 コンデンサ 15 水晶振動子 16、17、18 インバータ 19 レベルシフタ 20 定電圧電源 21 ケース 22、24、27 電源 23 負荷 25 スイッチ 26 可変抵抗器 1, 2, 3, 4, 5 Terminals 6, 7, 8, 12 Resistance 9 Thermistor 10 First resistance 11 Second resistance 13 PEAC element 13 'Variable capacitance diode 14 Capacitor 15 Crystal oscillator 16, 17, 18 Inverter 19 Level Shifter 20 Constant Voltage Power Supply 21 Case 22, 24, 27 Power Supply 23 Load 25 Switch 26 Variable Resistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感温素子と抵抗からなる回路網により一
定電圧を分圧し、該分圧電圧を第1の抵抗を介して電圧
可変容量素子に印加し、水晶振動子の周波数温度特性を
補償する温度補償型水晶発振器において、前記電圧可変
容量素子に直流電圧を印加するための第2の抵抗を、前
記電圧可変容量素子と前記第1の抵抗との接続点に接続
したことを特徴とする温度補償型水晶発振器。
1. A constant voltage is divided by a circuit network including a temperature sensitive element and a resistor, and the divided voltage is applied to a voltage variable capacitance element via a first resistor to compensate for the frequency temperature characteristic of a crystal oscillator. In the temperature-compensated crystal oscillator described above, a second resistor for applying a DC voltage to the voltage variable capacitance element is connected to a connection point between the voltage variable capacitance element and the first resistor. Temperature compensated crystal oscillator.
JP11634392A 1992-05-08 1992-05-08 Temperature compensation type crystal oscillator Pending JPH05315836A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11634392A JPH05315836A (en) 1992-05-08 1992-05-08 Temperature compensation type crystal oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11634392A JPH05315836A (en) 1992-05-08 1992-05-08 Temperature compensation type crystal oscillator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05315836A true JPH05315836A (en) 1993-11-26

Family

ID=14684602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11634392A Pending JPH05315836A (en) 1992-05-08 1992-05-08 Temperature compensation type crystal oscillator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05315836A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0248589B1 (en) Temperature-compensated oscillator circuit
US5241286A (en) FET oscillator using voltage and temperature compensated amplifier
JP2001522185A5 (en)
EP0352695B1 (en) Quartz crystal oscillator with temperature-compensated frequency characteristics
US6734747B1 (en) Piezoelectric oscillator
US5528201A (en) Pierce crystal oscillator having reliable startup for integrated circuits
JPH01108801A (en) Temperature compensation type pizo- electric oscillator
US4112670A (en) Electronic timepiece
JP3332082B2 (en) High frequency variable attenuation circuit
US4051446A (en) Temperature compensating circuit for use with a crystal oscillator
JPS5895408A (en) Improved temperature compensating circuit
US6043720A (en) Oscillator frequency drift compensated by varying different biassing parameters
JPH05315836A (en) Temperature compensation type crystal oscillator
JP2002135051A (en) Piezoelectric oscillator
JPH0466402B2 (en)
JPH0846427A (en) Voltage controlled crystal oscillator
JP2002026658A (en) Quartz oscillator circuit
JPH08186442A (en) Temperature compensated crystal oscillator
JP2681303B2 (en) Piezoelectric oscillator
JP3235006B2 (en) Oscillation integrated circuit
JPH0533054Y2 (en)
JPH11251838A (en) Temperature compensating-type quartz oscillator
JP3874577B2 (en) Voltage controlled oscillator circuit
JP2000353918A (en) Piezoelectric oscillator
JPH06224635A (en) Temperature compensated crystal oscillator