JPH09153738A - 温度補償発振器 - Google Patents
温度補償発振器Info
- Publication number
- JPH09153738A JPH09153738A JP33617895A JP33617895A JPH09153738A JP H09153738 A JPH09153738 A JP H09153738A JP 33617895 A JP33617895 A JP 33617895A JP 33617895 A JP33617895 A JP 33617895A JP H09153738 A JPH09153738 A JP H09153738A
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- temperature
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Abstract
(57)【要約】
【課題】温度補償発振器が有する欠点を除去する為にな
されたものであって、精度の高い温度補償を行う温度補
償発振器を提供することを目的とする。 【解決手段】上述の目的を達成するため本発明に係わる
温度補償発振器は、圧電振動子、増幅器、可変容量素子
により構成する発振ループを備えた圧電発振器におい
て、前記可変容量素子に温度変化に伴う周波数変化を抑
制するような電圧を印加することによって温度補償を行
う手段として可変容量素子に印加する電圧ＶCを、温度
に対して３次関数的に変化する電圧としたことを特徴と
した温度補償発振器である。
されたものであって、精度の高い温度補償を行う温度補
償発振器を提供することを目的とする。 【解決手段】上述の目的を達成するため本発明に係わる
温度補償発振器は、圧電振動子、増幅器、可変容量素子
により構成する発振ループを備えた圧電発振器におい
て、前記可変容量素子に温度変化に伴う周波数変化を抑
制するような電圧を印加することによって温度補償を行
う手段として可変容量素子に印加する電圧ＶCを、温度
に対して３次関数的に変化する電圧としたことを特徴と
した温度補償発振器である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度補償手段を備
えた、例えば水晶を用いた圧電発振器に関するものであ
る。
えた、例えば水晶を用いた圧電発振器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】水晶振動子を周波数制御素子として用い
た水晶発振器は、水晶のもつ温度特性のため、周囲温度
の変化に応じて発振周波数が変化する。前記水晶振動子
のもつ周波数温度特性を補償するため、水晶振動子、増
幅器、可変容量素子により構成する発振ループの、前記
可変容量素子の両端に印加する電圧の変化量と発振周波
数の変化量が比例するような電圧制御水晶発振器を構成
し、可変容量素子に水晶発振器の周波数変化を抑制する
ような温度補償電圧を、発振ル−プの外部より印加する
ことで水晶発振器の温度補償を行う手段がある。尚、温
度補償電圧発生回路の出力電圧の変化に対応する周波数
の変化量は、可変容量素子の両端電圧の変化に対する容
量変化の感度および該可変容量素子の容量変化に対応す
る電圧制御水晶発振器の周波数変化の感度によって決定
される。該手法の温度補償水晶発振器において、可変容
量素子に印加する温度補償電圧は、従来、サーミスタと
抵抗を用いた回路網から発生させる手法や、特開平３ー
２９５０５に開示されているような指数関数電圧を合成
した手法がある。
た水晶発振器は、水晶のもつ温度特性のため、周囲温度
の変化に応じて発振周波数が変化する。前記水晶振動子
のもつ周波数温度特性を補償するため、水晶振動子、増
幅器、可変容量素子により構成する発振ループの、前記
可変容量素子の両端に印加する電圧の変化量と発振周波
数の変化量が比例するような電圧制御水晶発振器を構成
し、可変容量素子に水晶発振器の周波数変化を抑制する
ような温度補償電圧を、発振ル−プの外部より印加する
ことで水晶発振器の温度補償を行う手段がある。尚、温
度補償電圧発生回路の出力電圧の変化に対応する周波数
の変化量は、可変容量素子の両端電圧の変化に対する容
量変化の感度および該可変容量素子の容量変化に対応す
る電圧制御水晶発振器の周波数変化の感度によって決定
される。該手法の温度補償水晶発振器において、可変容
量素子に印加する温度補償電圧は、従来、サーミスタと
抵抗を用いた回路網から発生させる手法や、特開平３ー
２９５０５に開示されているような指数関数電圧を合成
した手法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水晶の
周波数温度特性は一般に温度に対して３次関数で表され
るため温度補償電圧も温度の変化量に対して３次関数で
発生するのが理想的だが、従来の手法では温度の変化量
に対して、可変容量素子の両端に印加する温度補償電圧
を指数関数電圧と１次関数電圧の加算により作り出して
いたため、より精度の高い温度補償を行うのは困難であ
るという欠点があった。
周波数温度特性は一般に温度に対して３次関数で表され
るため温度補償電圧も温度の変化量に対して３次関数で
発生するのが理想的だが、従来の手法では温度の変化量
に対して、可変容量素子の両端に印加する温度補償電圧
を指数関数電圧と１次関数電圧の加算により作り出して
いたため、より精度の高い温度補償を行うのは困難であ
るという欠点があった。
【０００４】本発明は上記温度補償発振器が有する欠点
を除去する為になされたものであって、精度の高い温度
補償を行う温度補償発振器を提供することを目的とす
る。
を除去する為になされたものであって、精度の高い温度
補償を行う温度補償発振器を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め本発明に係わる温度補償発振器は、圧電振動子、増幅
器、可変容量素子により構成する発振ループを備えた圧
電発振器において、前記可変容量素子に温度変化に伴う
周波数変化を抑制するような電圧を印加することによっ
て温度補償を行う手段として可変容量素子に印加する電
圧ＶCを、温度に対して３次関数的に変化する電圧
め本発明に係わる温度補償発振器は、圧電振動子、増幅
器、可変容量素子により構成する発振ループを備えた圧
電発振器において、前記可変容量素子に温度変化に伴う
周波数変化を抑制するような電圧を印加することによっ
て温度補償を行う手段として可変容量素子に印加する電
圧ＶCを、温度に対して３次関数的に変化する電圧
【０００６】
【数１】
【０００７】としたことを特徴とした温度補償発振器で
ある。
ある。
【０００８】また、前記可変容量素子に印加する温度補
償電圧としての３次関数電圧の３次項電圧を発生させる
手段が、周囲温度の変化に比例した電圧を出力する温度
センサと、対数増幅器と、３倍増幅器と、指数増幅器と
により構成した温度補償発振器である。
償電圧としての３次関数電圧の３次項電圧を発生させる
手段が、周囲温度の変化に比例した電圧を出力する温度
センサと、対数増幅器と、３倍増幅器と、指数増幅器と
により構成した温度補償発振器である。
【０００９】さらに、前記３次関数電圧の３次項電圧を
発生させるための対数増幅器、及び指数増幅器を、それ
ぞれ向きの反対な２つのダイオ−ドを接続することによ
り構成した温度補償発振器である。
発生させるための対数増幅器、及び指数増幅器を、それ
ぞれ向きの反対な２つのダイオ−ドを接続することによ
り構成した温度補償発振器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態例を示
す図面に基づいて詳細に説明する。
す図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の実施の一形態例を示す温度
補償発振器のブロック図である。圧電振動子、増幅器、
で構成する発振器７とバラクタダイオードなどの可変容
量素子８により構成する発振ループを備え、前記可変容
量素子８の両端に印加する電圧変化量と発振器の周波数
変化量が比例する電圧制御発振器９に温度補償電圧を印
可して温度補償を行う温度補償発振器において、前記可
変容量素子の両端に印加する電圧の発生回路を温度セン
サ１から出力する温度変化量に比例した電圧Ｖi(T)を入
力電圧とした３次項電圧を出力する対数増幅器２、３倍
増幅器３、指数増幅器４からなる回路の出力電圧と、１
次項電圧を出力する増幅器５の出力電圧とを加算器６で
加算することで３次関数電圧を発生させる構成としたも
のである。
補償発振器のブロック図である。圧電振動子、増幅器、
で構成する発振器７とバラクタダイオードなどの可変容
量素子８により構成する発振ループを備え、前記可変容
量素子８の両端に印加する電圧変化量と発振器の周波数
変化量が比例する電圧制御発振器９に温度補償電圧を印
可して温度補償を行う温度補償発振器において、前記可
変容量素子の両端に印加する電圧の発生回路を温度セン
サ１から出力する温度変化量に比例した電圧Ｖi(T)を入
力電圧とした３次項電圧を出力する対数増幅器２、３倍
増幅器３、指数増幅器４からなる回路の出力電圧と、１
次項電圧を出力する増幅器５の出力電圧とを加算器６で
加算することで３次関数電圧を発生させる構成としたも
のである。
【００１２】３次項電圧の発生は、対数増幅器の入力電
圧をｘ、指数増幅器の出力電圧をＶ0とすれば、入出力
電圧の関係が、
圧をｘ、指数増幅器の出力電圧をＶ0とすれば、入出力
電圧の関係が、
【００１３】
【数２】
【００１４】と示すことができる。
【００１５】従って、電圧制御水晶発振器に印可する温
度補償電圧は、可変容量素子の印加電圧をＶC、温度に
比例した温度センサの出力電圧をＶi(T)、定数をＡ1，
Ａ3としたとき、
度補償電圧は、可変容量素子の印加電圧をＶC、温度に
比例した温度センサの出力電圧をＶi(T)、定数をＡ1，
Ａ3としたとき、
【００１６】
【数３】
【００１７】となる。
【００１８】なお、図１において、電圧制御水晶発振器
を構成している可変容量ダイオ−ドのアノ−ド端子を基
準電圧（グランド）側に接続し、カソ−ド端子には温度
補償電圧ＶCとして基準電圧よりも高い電圧を印加する
ことにより可変容量素子の容量値を変化させ、圧電発振
器の発振周波数を変化することにより温度補償型圧電発
振器を構成している。
を構成している可変容量ダイオ−ドのアノ−ド端子を基
準電圧（グランド）側に接続し、カソ−ド端子には温度
補償電圧ＶCとして基準電圧よりも高い電圧を印加する
ことにより可変容量素子の容量値を変化させ、圧電発振
器の発振周波数を変化することにより温度補償型圧電発
振器を構成している。
【００１９】即ち、水晶発振器の発振周波数の変化は温
度変化に対して図３に示すような３次関数で表される特
性を示し、さらに電圧制御発振器の電圧周波数特性が図
４のように可変容量素子に印可する制御電圧に比例して
発振周波数が変化する特性をもつ場合、温度補償電圧を
図５のような、発振周波数を逆に変化させるよう温度補
償電圧を３次関数電圧とすることで発振回路の高精度な
温度補償が可能となる。
度変化に対して図３に示すような３次関数で表される特
性を示し、さらに電圧制御発振器の電圧周波数特性が図
４のように可変容量素子に印可する制御電圧に比例して
発振周波数が変化する特性をもつ場合、温度補償電圧を
図５のような、発振周波数を逆に変化させるよう温度補
償電圧を３次関数電圧とすることで発振回路の高精度な
温度補償が可能となる。
【００２０】図２は、本発明の３次関数電圧を発生させ
る温度補償回路一構成図を示しており、３次項電圧を発
生させるための対数増幅器、指数増幅器には、それぞれ
２つの向きが互いに逆方向に接続されたダイオ−ドが接
続されている。温度補償電圧発生回路に演算増幅器のバ
イアス電圧より高い電圧が入力されたとき、対数増幅器
のダイオ−ド30と指数増幅器のダイオ−ド32は順方向に
バイアス電圧がかかり、入出力電圧の関係は図５に示す
ように入力電圧と演算増幅器のバイアス電圧の差の３乗
に比例する。逆に、演算増幅器のバイアス電圧より低い
電圧が入力されると、対数増幅器のダイオ−ド31と指数
増幅器ダイオ−ド33が順方向のバイアスとなり、出力電
圧は入力電圧にたいして図５に示すように入力電圧と演
算増幅器のバイアス電圧の差の３乗に比例した特性とな
る。
る温度補償回路一構成図を示しており、３次項電圧を発
生させるための対数増幅器、指数増幅器には、それぞれ
２つの向きが互いに逆方向に接続されたダイオ−ドが接
続されている。温度補償電圧発生回路に演算増幅器のバ
イアス電圧より高い電圧が入力されたとき、対数増幅器
のダイオ−ド30と指数増幅器のダイオ−ド32は順方向に
バイアス電圧がかかり、入出力電圧の関係は図５に示す
ように入力電圧と演算増幅器のバイアス電圧の差の３乗
に比例する。逆に、演算増幅器のバイアス電圧より低い
電圧が入力されると、対数増幅器のダイオ−ド31と指数
増幅器ダイオ−ド33が順方向のバイアスとなり、出力電
圧は入力電圧にたいして図５に示すように入力電圧と演
算増幅器のバイアス電圧の差の３乗に比例した特性とな
る。
【００２１】よって、水晶発振器の周波数温度特性曲線
の変曲点温度で演算増幅器のバイアス電圧が電圧制御発
振器に印可する温度補償電圧と同じ電圧となるように温
度センサの出力電圧を調整することで、低温から高温ま
での温度補償電圧を出力することができる。
の変曲点温度で演算増幅器のバイアス電圧が電圧制御発
振器に印可する温度補償電圧と同じ電圧となるように温
度センサの出力電圧を調整することで、低温から高温ま
での温度補償電圧を出力することができる。
【００２２】また、増幅器を構成する電子部品が温度変
化を受けて特性が変化することもあるが、図２に示すよ
うに、指数増幅器の演算増幅器36の非反転端子に温度変
化量に比例した電圧をバイアス電圧として印加すること
により、温度変化に影響しないで３次関数の温度補償電
圧を発生することができる。
化を受けて特性が変化することもあるが、図２に示すよ
うに、指数増幅器の演算増幅器36の非反転端子に温度変
化量に比例した電圧をバイアス電圧として印加すること
により、温度変化に影響しないで３次関数の温度補償電
圧を発生することができる。
【００２３】また前記発振回路は水晶振動子を用いた温
度補償発振器を構成するものとしたが、タンタル酸リチ
ウム、ニオブ酸リチウム、四ほう酸リチウム、圧電セラ
ミックなどの圧電材料による共振子で構成した温度補償
発振器に適用してもよい。
度補償発振器を構成するものとしたが、タンタル酸リチ
ウム、ニオブ酸リチウム、四ほう酸リチウム、圧電セラ
ミックなどの圧電材料による共振子で構成した温度補償
発振器に適用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上説明した如く構成するもの
であるから、水晶発振器の周波数温度特性曲線が温度に
対して一般に３次関数で表されることから、電圧制御水
晶発振器の可変容量ダイオ−ドに印加する電圧変化量と
周波数変化量が比例するような電圧制御水晶発振器にお
いて、該電圧制御発振器の周波数温度特性を補償する温
度補償電圧を３次関数電圧としたことで、より高精度な
温度補償水晶発振器を実現するうえで著しい効果を発揮
する。
であるから、水晶発振器の周波数温度特性曲線が温度に
対して一般に３次関数で表されることから、電圧制御水
晶発振器の可変容量ダイオ−ドに印加する電圧変化量と
周波数変化量が比例するような電圧制御水晶発振器にお
いて、該電圧制御発振器の周波数温度特性を補償する温
度補償電圧を３次関数電圧としたことで、より高精度な
温度補償水晶発振器を実現するうえで著しい効果を発揮
する。
【図１】温度補償発振器のブロック図
【図２】温度補償電圧発生回路の一構成図
【図３】水晶発振器の周波数温度特性図
【図４】電圧制御発振器の可変容量ダイオ−ドの両端に
印加する電圧に対する発振周波数特性図
印加する電圧に対する発振周波数特性図
【図５】温度変化に対する温度補償回路の出力電圧特性
図
図
【図６】温度センサの出力電圧特性図
1…温度センサ 2…対数増幅器 3…３倍増幅器 4…指数増幅器 5,35…増幅器 6…加算器 7…水晶発振器 8…可変容量ダイオ−ド 9…電圧制御水晶発振器 21〜29…抵抗 30〜33…ダイオ−ド 34〜38…演算増幅器 39…電圧源
Claims (3)
- 【請求項１】圧電振動子、増幅器、可変容量素子により
構成する発振ループを備えた圧電発振器において、前記
可変容量素子に温度変化に伴う周波数変化を抑制するよ
うな電圧を印加することによって温度補償を行う手段と
して可変容量素子に印加する電圧ＶCを、温度に対して
３次関数的に変化する電圧 【数１】 としたことを特徴とする温度補償発振器。 - 【請求項２】前記可変容量素子に印加する温度補償電圧
としての３次関数電圧の３次項電圧を発生させる手段
が、周囲温度の変化に比例した電圧を出力する温度セン
サと、対数増幅器と、３倍増幅器と、指数増幅器とによ
りなることを特徴とした請求項１記載の温度補償発振
器。 - 【請求項３】前記３次関数電圧の３次項電圧を発生させ
るための対数増幅器、及び指数増幅器に、それぞれ向き
の反対な２つのダイオ−ドを接続したことを特徴とする
請求項１または請求項２記載の温度補償発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33617895A JPH09153738A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 温度補償発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33617895A JPH09153738A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 温度補償発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153738A true JPH09153738A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18296471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33617895A Pending JPH09153738A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 温度補償発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09153738A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309041A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Noritsu Koki Co Ltd | レーザ露光装置 |
| JP2008294622A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Mitsumi Electric Co Ltd | 水晶発振回路 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP33617895A patent/JPH09153738A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309041A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Noritsu Koki Co Ltd | レーザ露光装置 |
| JP2008294622A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Mitsumi Electric Co Ltd | 水晶発振回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |