JPH0870218A - 温度補償水晶発振器 - Google Patents
温度補償水晶発振器Info
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- JPH0870218A JPH0870218A JP20377694A JP20377694A JPH0870218A JP H0870218 A JPH0870218 A JP H0870218A JP 20377694 A JP20377694 A JP 20377694A JP 20377694 A JP20377694 A JP 20377694A JP H0870218 A JPH0870218 A JP H0870218A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】消費電力が比較的小さく、小型化が可能な温度
補償水晶発振器を提供する。 【構成】周囲温度を感知して温度情報を提供する感温素
子５と、感温素子５が提供した温度情報をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器８と、Ａ／Ｄ変換器８によって
デジタル信号に変換された温度情報に対応して、予め格
納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ６と、
不揮発性メモリ６が出力したデジタル信号をアナログ電
圧に変換するＤ／Ａ変換器９と、Ｄ／Ａ変換器９によっ
てアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて発
振周波数を調整可能な発振回路４と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
補償水晶発振器を提供する。 【構成】周囲温度を感知して温度情報を提供する感温素
子５と、感温素子５が提供した温度情報をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器８と、Ａ／Ｄ変換器８によって
デジタル信号に変換された温度情報に対応して、予め格
納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ６と、
不揮発性メモリ６が出力したデジタル信号をアナログ電
圧に変換するＤ／Ａ変換器９と、Ｄ／Ａ変換器９によっ
てアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて発
振周波数を調整可能な発振回路４と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、温度補償水晶発振器に
関し、個々の水晶振動子の温度係数特性に簡単かつ忠実
に整合をとることにより高精度な温度補償を行い、安定
な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器に関す
る。
関し、個々の水晶振動子の温度係数特性に簡単かつ忠実
に整合をとることにより高精度な温度補償を行い、安定
な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に電圧制御された水晶発振器は非常
に正確であり、正確なクロック信号を必要とする電子回
路に使用される。しかし、このような水晶発振器におい
ても温度係数は存在し、より安定した発振周波数を得る
ためには高精度な温度補償が必要とされる。
に正確であり、正確なクロック信号を必要とする電子回
路に使用される。しかし、このような水晶発振器におい
ても温度係数は存在し、より安定した発振周波数を得る
ためには高精度な温度補償が必要とされる。
【０００３】しかるに従来は、図３に示すように、感温
素子３１が発する温度情報をＡ／Ｄ変換器３２でデジタ
ル信号に変換し、予め温度補償データ群を格納した不揮
発性メモリ３３から温度情報に応じた温度補償データを
出力し、温度補償データをＤ／Ａ変換器３４でアナログ
電圧に変換して水晶発振器３５に与えることにより、安
定な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器３６が
発表されている。
素子３１が発する温度情報をＡ／Ｄ変換器３２でデジタ
ル信号に変換し、予め温度補償データ群を格納した不揮
発性メモリ３３から温度情報に応じた温度補償データを
出力し、温度補償データをＤ／Ａ変換器３４でアナログ
電圧に変換して水晶発振器３５に与えることにより、安
定な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器３６が
発表されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の温度補償水晶発振器３６では、温度補償機能を備
えることで回路規模が大きくなり、それにより、当然な
がら消費電力が大きくなり、形状も大きくなるという問
題があった。
従来の温度補償水晶発振器３６では、温度補償機能を備
えることで回路規模が大きくなり、それにより、当然な
がら消費電力が大きくなり、形状も大きくなるという問
題があった。
【０００５】それゆえ、本発明の主たる目的は、消費電
力が比較的小さく、小型化が可能な温度補償水晶発振器
を提供することである。
力が比較的小さく、小型化が可能な温度補償水晶発振器
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、周囲温度を感知して温度情報を提供す
る感温素子と、該感温素子が提供した温度情報をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によ
ってデジタル信号に変換された温度情報に対応して、予
め格納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ
と、該不揮発性メモリが出力したデジタル信号をアナロ
グ電圧に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器によ
ってアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて
発振周波数を調整可能な発振回路と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
めに、本発明は、周囲温度を感知して温度情報を提供す
る感温素子と、該感温素子が提供した温度情報をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によ
ってデジタル信号に変換された温度情報に対応して、予
め格納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ
と、該不揮発性メモリが出力したデジタル信号をアナロ
グ電圧に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器によ
ってアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて
発振周波数を調整可能な発振回路と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
【０００７】また、直列データを並列データに変換する
直列・並列変換器を設けたことを特徴とする。
直列・並列変換器を設けたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記の構成によれば、感温素子、発振回路、不
揮発性メモリ、Ａ／Ｄ変換器、及びＤ／Ａ変換器を共通
の基板上に集積回路化したことにより、温度補償水晶発
振器内に搭載する部品点数を減らすことができる。
揮発性メモリ、Ａ／Ｄ変換器、及びＤ／Ａ変換器を共通
の基板上に集積回路化したことにより、温度補償水晶発
振器内に搭載する部品点数を減らすことができる。
【０００９】また、直列・並列変換器を設けたことによ
り、不揮発性メモリに温度補償データ群を書き込む場合
に直列データで入力でき、データ書き込み端子を１つに
減らすことができる。
り、不揮発性メモリに温度補償データ群を書き込む場合
に直列データで入力でき、データ書き込み端子を１つに
減らすことができる。
【００１０】
【実施例】図１には、本発明による温度補償水晶発振器
１の原理ないし基本的な実施例の構成図が示されてい
る。
１の原理ないし基本的な実施例の構成図が示されてい
る。
【００１１】当該温度補償水晶発振器１は、モノリシッ
クＩＣ２内に、水晶振動子３、電源回路のデカップリン
グコンデンサ（図示せず）、及び発振出力取出し用の結
合コンデンサ（図示せず）を除く、温度補償回路、及び
発振回路を集積回路化しており、モノリシックＩＣ２に
は、ＣＭＯＳ形ＩＣ、またはＣＭＯＳ形とバイポーラ形
を共有するＢｉ−ＣＭＯＳ形ＩＣなどを用いている。
クＩＣ２内に、水晶振動子３、電源回路のデカップリン
グコンデンサ（図示せず）、及び発振出力取出し用の結
合コンデンサ（図示せず）を除く、温度補償回路、及び
発振回路を集積回路化しており、モノリシックＩＣ２に
は、ＣＭＯＳ形ＩＣ、またはＣＭＯＳ形とバイポーラ形
を共有するＢｉ−ＣＭＯＳ形ＩＣなどを用いている。
【００１２】当該モノリシックＩＣ２の集積回路内にお
いて、発振回路４は、図２に示すように、ＣＭＯＳイン
バータ２１を用い、半導体の担体濃度が階段状に変化す
る超段階接合を形成してなる可変容量ダイオード２２に
よって、周波数可変する。
いて、発振回路４は、図２に示すように、ＣＭＯＳイン
バータ２１を用い、半導体の担体濃度が階段状に変化す
る超段階接合を形成してなる可変容量ダイオード２２に
よって、周波数可変する。
【００１３】ただし、発振回路４は例えば電圧に化体さ
れるなどした適当な形態の電気量による温度補償データ
に基づき、所定の周波数に向けて発振周波数を上下に調
整可能なものであればよく、バイポーラトランジスタの
コレクタ接地のコルピッツ回路でもよく、或いはＡＮ
Ｄ，ＮＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＲ等のゲートＩＣを用いても
よい。また、可変容量ダイオード２２の部分にはバイポ
ーラトランジスタのベース・エミッタ間を用いてもよ
く、或いは可変容量素子としてショットキー接合ダイオ
ードを設けてもよい。
れるなどした適当な形態の電気量による温度補償データ
に基づき、所定の周波数に向けて発振周波数を上下に調
整可能なものであればよく、バイポーラトランジスタの
コレクタ接地のコルピッツ回路でもよく、或いはＡＮ
Ｄ，ＮＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＲ等のゲートＩＣを用いても
よい。また、可変容量ダイオード２２の部分にはバイポ
ーラトランジスタのベース・エミッタ間を用いてもよ
く、或いは可変容量素子としてショットキー接合ダイオ
ードを設けてもよい。
【００１４】一方、実際の外部環境温度に応じて出力電
気量を可変する感温素子５としては、温度−電圧特性を
有する半導体のＰＮ接合部を形成してもよく、各々固有
の温度係数を有するニッケル、白金などの金属を膜形成
してもよい。
気量を可変する感温素子５としては、温度−電圧特性を
有する半導体のＰＮ接合部を形成してもよく、各々固有
の温度係数を有するニッケル、白金などの金属を膜形成
してもよい。
【００１５】そして、感温素子５と発振回路４の間に
は、不揮発性メモリ６としてプログラム可能なＰＲＯＭ
を用いる。ただし、不揮発性メモリ６は電気的にデータ
の消去が可能なＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｒ
ａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いてもよい。
は、不揮発性メモリ６としてプログラム可能なＰＲＯＭ
を用いる。ただし、不揮発性メモリ６は電気的にデータ
の消去が可能なＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｒ
ａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いてもよい。
【００１６】当該ＰＲＯＭ６には、予め各温度において
感温素子５が発するその時々の出力電気量に対して各々
最適な補正を施して、この最適化した温度補償データな
らば発振回路４が所定の周波数を発振し得るというデー
タ群が書き込まれている。
感温素子５が発するその時々の出力電気量に対して各々
最適な補正を施して、この最適化した温度補償データな
らば発振回路４が所定の周波数を発振し得るというデー
タ群が書き込まれている。
【００１７】この温度補償データの書き込む場合、まず
温度補償水晶発振器１全体を恒温槽にいれ、当該恒温槽
の温度を、例えば−２０℃〜８５℃間の５℃刻みの各温
度ポイントで安定化させる。すなわち、この温度ポイン
トの数２２個がＰＲＯＭ６のアドレスの数に等しい。そ
して、ある温度ポイントでの発振器４の発振周波数を外
部の周波数カウンタで測定し、その周波数が所定の周波
数になるように感温素子５の出力電気量を補正するデー
タをＰＲＯＭ６に送り、温度補償水晶発振器１全体が熱
平衡に達したら、ＰＲＯＭ６に書き込み制御信号を送っ
て、その温度ポイント（アドレス）でのデータをＰＲＯ
Ｍ６に書き込む。この作業を各温度ポイント毎に行うこ
とにより、各温度ポイント毎の感温素子５の出力電気量
に対して最適な温度補償データ群をＰＲＯＭ６に書き込
むことができる。むろん、このような温度補償データの
書き込み作業は、実際上コンピュータを用いることで自
動化することは容易である。
温度補償水晶発振器１全体を恒温槽にいれ、当該恒温槽
の温度を、例えば−２０℃〜８５℃間の５℃刻みの各温
度ポイントで安定化させる。すなわち、この温度ポイン
トの数２２個がＰＲＯＭ６のアドレスの数に等しい。そ
して、ある温度ポイントでの発振器４の発振周波数を外
部の周波数カウンタで測定し、その周波数が所定の周波
数になるように感温素子５の出力電気量を補正するデー
タをＰＲＯＭ６に送り、温度補償水晶発振器１全体が熱
平衡に達したら、ＰＲＯＭ６に書き込み制御信号を送っ
て、その温度ポイント（アドレス）でのデータをＰＲＯ
Ｍ６に書き込む。この作業を各温度ポイント毎に行うこ
とにより、各温度ポイント毎の感温素子５の出力電気量
に対して最適な温度補償データ群をＰＲＯＭ６に書き込
むことができる。むろん、このような温度補償データの
書き込み作業は、実際上コンピュータを用いることで自
動化することは容易である。
【００１８】なお、この温度補償データを何ビットにす
るかについては、発振回路４の可変電圧範囲と必要とす
る温度補償水晶発振器１の安定度によって決まるが、１
ｐｐｍレベルでの精度を必要とする温度補償水晶発振器
１においては、８〜１０ビット程度が必要となる。
るかについては、発振回路４の可変電圧範囲と必要とす
る温度補償水晶発振器１の安定度によって決まるが、１
ｐｐｍレベルでの精度を必要とする温度補償水晶発振器
１においては、８〜１０ビット程度が必要となる。
【００１９】また、当実施例においては、感温素子５か
ら温度情報が電圧に変換されて得られることを想定して
おり、したがって、ＰＲＯＭ６内のアドレス指定のため
に、電圧増幅する定振増幅器７と、温度情報をデジタル
データに変換するＡ／Ｄ変換器８とが感温素子５とＰＲ
ＯＭ６の間に設けられている。
ら温度情報が電圧に変換されて得られることを想定して
おり、したがって、ＰＲＯＭ６内のアドレス指定のため
に、電圧増幅する定振増幅器７と、温度情報をデジタル
データに変換するＡ／Ｄ変換器８とが感温素子５とＰＲ
ＯＭ６の間に設けられている。
【００２０】同様に、発振回路４は電圧次元でのデータ
により発振周波数の制御を受けることを想定しているた
め、ＰＲＯＭ６の出力するデジタルデータを電圧データ
に変換するＤ／Ａ変換器９がＰＲＯＭ６と発振回路４の
間に設けられている。
により発振周波数の制御を受けることを想定しているた
め、ＰＲＯＭ６の出力するデジタルデータを電圧データ
に変換するＤ／Ａ変換器９がＰＲＯＭ６と発振回路４の
間に設けられている。
【００２１】さらに、ＰＲＯＭ６には並列データ入出力
タイプを想定しているため、温度補償データの書き込む
場合に、直列データを並列データに変換する直列・並列
変換器１０がモノリシックＩＣ３内に設けられている。
これは、モノリシックＩＣ２のデータ書き込み端子１１
を直列にして１つに減らすことにより、ＩＣのパッケー
ジを小さくするためのものである。
タイプを想定しているため、温度補償データの書き込む
場合に、直列データを並列データに変換する直列・並列
変換器１０がモノリシックＩＣ３内に設けられている。
これは、モノリシックＩＣ２のデータ書き込み端子１１
を直列にして１つに減らすことにより、ＩＣのパッケー
ジを小さくするためのものである。
【００２２】いずれにしても、本発明の温度補償水晶発
振器１によれば、外部環境温度に応じて感温素子５が発
する出力電気量に対応する温度補償データをＰＲＯＭ６
が出力して発振回路４に与えることにより、極めて高精
度の温度補償を実現できる。しかも、個々の水晶振動子
３、或いは個々の感温素子５に温度係数曲線のバラツキ
があっても、これを吸収して高精度の温度補償をするこ
とができる。
振器１によれば、外部環境温度に応じて感温素子５が発
する出力電気量に対応する温度補償データをＰＲＯＭ６
が出力して発振回路４に与えることにより、極めて高精
度の温度補償を実現できる。しかも、個々の水晶振動子
３、或いは個々の感温素子５に温度係数曲線のバラツキ
があっても、これを吸収して高精度の温度補償をするこ
とができる。
【００２３】そして、ＣＭＯＳ形、或いはＢｉ−ＣＭＯ
Ｓ形のモノリシックＩＣ２に温度補償機能、及び発振回
路を集積回路化することにより、消費電力を小さくし、
小型化できることはもちろん、搭載する部品点数が減っ
て製品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能と
なる。
Ｓ形のモノリシックＩＣ２に温度補償機能、及び発振回
路を集積回路化することにより、消費電力を小さくし、
小型化できることはもちろん、搭載する部品点数が減っ
て製品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能と
なる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる温
度補償水晶発振器によれば、ＣＭＯＳ形、或いはＢｉ−
ＣＭＯＳ形のモノリシックＩＣに温度補償回路、及び発
振回路を集積回路化することにより、消費電力を小さく
し、小型化できることはもちろん、部品点数が減って製
品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能とな
る。
度補償水晶発振器によれば、ＣＭＯＳ形、或いはＢｉ−
ＣＭＯＳ形のモノリシックＩＣに温度補償回路、及び発
振回路を集積回路化することにより、消費電力を小さく
し、小型化できることはもちろん、部品点数が減って製
品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能とな
る。
【００２５】さらに、直列・並列変換器をモノリシック
ＩＣ内に設ければ、データ書き込み端子を直列にして１
つに減らすことでＩＣのパッケージを小さくでき、それ
に応じて、温度補償水晶発振器自体も小型化できる。
ＩＣ内に設ければ、データ書き込み端子を直列にして１
つに減らすことでＩＣのパッケージを小さくでき、それ
に応じて、温度補償水晶発振器自体も小型化できる。
【図１】本発明の実施例における温度補償水晶発振器を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例における発振回路の回路図であ
る。
る。
【図３】従来の温度補償水晶発振器を示す概略構成図で
ある。
ある。
１ 温度補償水晶発振器 ２ モノリシックＩＣ ４ 発振回路 ５ 感温素子 ６ 不揮発性メモリ（ＰＲＯＭ） ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ Ｄ／Ａ変換器
Claims (2)
- 【請求項１】周囲温度を感知して温度情報を提供する感
温素子と、該感温素子が提供した温度情報をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によって
デジタル信号に変換された温度情報に対応して、予め格
納した温度補償データを出力する不揮発性メモリと、該
不揮発性メモリが出力したデジタル信号をアナログ電圧
に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器によってア
ナログ電圧に変換された温度補償データに応じて発振周
波数を調整可能な発振回路と、を有し、 これらすべてを共通の基板上に集積回路化したことを特
徴とする温度補償水晶発振器。 - 【請求項２】前記不揮発性メモリに温度補償データ群を
書き込む場合に、直列データを並列データに変換する直
列・並列変換器を設けたことを特徴とする請求項１記載
の温度補償水晶発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20377694A JPH0870218A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 温度補償水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20377694A JPH0870218A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 温度補償水晶発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870218A true JPH0870218A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16479604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20377694A Pending JPH0870218A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 温度補償水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0870218A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304517B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-10-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for real time clock frequency error correction |
| JP2003152449A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Murata Mfg Co Ltd | デジタル制御温度補償水晶発振器およびそれを用いた電子装置 |
| AU2004201350B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-08-10 | Yugengaisha Panmedica | Less irritant or inflammatory glove and method for producing the same |
| JP2006318478A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Private Ltd | 低周波クロックの生成 |
| JP2010109828A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Kyocera Kinseki Corp | 発振器 |
| US8058933B2 (en) | 2005-09-21 | 2011-11-15 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Low frequency clock generation |
| CN107395202A (zh) * | 2017-07-02 | 2017-11-24 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种提升高速dac 工作稳定度的结构及方法 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP20377694A patent/JPH0870218A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304517B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-10-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for real time clock frequency error correction |
| JP2003152449A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Murata Mfg Co Ltd | デジタル制御温度補償水晶発振器およびそれを用いた電子装置 |
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| JP2010109828A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Kyocera Kinseki Corp | 発振器 |
| CN107395202A (zh) * | 2017-07-02 | 2017-11-24 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种提升高速dac 工作稳定度的结构及方法 |
| CN107395202B (zh) * | 2017-07-02 | 2020-11-27 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种提升高速dac工作稳定度的结构及方法 |
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