JPH09199941A - 温度補償型水晶発振器 - Google Patents
温度補償型水晶発振器Info
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- JPH09199941A JPH09199941A JP2329396A JP2329396A JPH09199941A JP H09199941 A JPH09199941 A JP H09199941A JP 2329396 A JP2329396 A JP 2329396A JP 2329396 A JP2329396 A JP 2329396A JP H09199941 A JPH09199941 A JP H09199941A
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- parallel
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Abstract
(57)【要約】
【課題】サーミスタとコンデンサを並列接続した回路に
よって温度補償を行う形式の直列型温度補償発振器にお
いては高温部にて周波数温度特性が急激に立ち上がり、
例えば９５℃まで温度補償を行うことは極めて困難であ
った。本発明は上記課題を解決するためにになされたも
のであって高温部補償手段を提供することを目的とす
る。 【解決手段】サーミスタとコンデンサとの並列回路から
なる補償回路を水晶振動子および増幅器に直列に接続し
た温度補償型水晶発信器において、前記補償回路の前記
サーミスタとして直列又は並列に複数接続したことを特
徴とする。
よって温度補償を行う形式の直列型温度補償発振器にお
いては高温部にて周波数温度特性が急激に立ち上がり、
例えば９５℃まで温度補償を行うことは極めて困難であ
った。本発明は上記課題を解決するためにになされたも
のであって高温部補償手段を提供することを目的とす
る。 【解決手段】サーミスタとコンデンサとの並列回路から
なる補償回路を水晶振動子および増幅器に直列に接続し
た温度補償型水晶発信器において、前記補償回路の前記
サーミスタとして直列又は並列に複数接続したことを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は温度補償型水晶発振
器に関し、特に高温側又は低温側あるいは高温側及び低
温側の補償温度範囲を広げたことを特徴とする温度補償
型水晶発振器関する。
器に関し、特に高温側又は低温側あるいは高温側及び低
温側の補償温度範囲を広げたことを特徴とする温度補償
型水晶発振器関する。
【０００２】
【従来の技術】温度補償型発振器は各種の機器に用いら
れているが、中でも携帯電話に代表される無線機の分野
の使用量がここ数年来、急激に増大している。温度補償
型発振器には数種類の補償方法があるが、小型化、低コ
スト化、低消費電力化および調整法が容易等の特徴か
ら、水晶に補償回路が直列に入る補償方法（以下、直接
型温度補償発振器と云う）が大半を占めている。直接型
温度補償発振器に関しては特公昭６４−１９６９に詳細
に記述されているので、ここでは簡単に説明する。基本
的には図５（ａ）に示すようにサーミスタ（負の温度特
性を有する感温素子）とコンデンサを並列接続した回路
を補償回路とするもので、この補償回路をそれと等価な
直列回路に変換すると図（ｂ）が得られる。Ｒｓ（Ｔ）
とＣｓ（Ｔ）は夫々温度Ｔに於ける等価直列抵抗と等価
直列容量であって以下に示す式（１）、（２）で表され
る。即ちコンデンサＣｐおよびＣｓ（Ｔ）によるリアク
タンスを
れているが、中でも携帯電話に代表される無線機の分野
の使用量がここ数年来、急激に増大している。温度補償
型発振器には数種類の補償方法があるが、小型化、低コ
スト化、低消費電力化および調整法が容易等の特徴か
ら、水晶に補償回路が直列に入る補償方法（以下、直接
型温度補償発振器と云う）が大半を占めている。直接型
温度補償発振器に関しては特公昭６４−１９６９に詳細
に記述されているので、ここでは簡単に説明する。基本
的には図５（ａ）に示すようにサーミスタ（負の温度特
性を有する感温素子）とコンデンサを並列接続した回路
を補償回路とするもので、この補償回路をそれと等価な
直列回路に変換すると図（ｂ）が得られる。Ｒｓ（Ｔ）
とＣｓ（Ｔ）は夫々温度Ｔに於ける等価直列抵抗と等価
直列容量であって以下に示す式（１）、（２）で表され
る。即ちコンデンサＣｐおよびＣｓ（Ｔ）によるリアク
タンスを
【０００３】
【数１】
【０００４】で表せば
【０００５】
【数２】
【０００６】基準温度は２５℃近辺に選ぶのが一般的で
あるので２５℃とし、サーミスタＲｐ（Ｔ）の基準温度
における抵抗値をＲｐ０としてこれで式１および式２を
基準化すると次の式３および式４が得られる。
あるので２５℃とし、サーミスタＲｐ（Ｔ）の基準温度
における抵抗値をＲｐ０としてこれで式１および式２を
基準化すると次の式３および式４が得られる。
【０００７】
【数３】
【０００８】式３、４による計算結果を図５（ｃ）に式
３を点線で、式４を実線で示す。図５（ａ）を発振ルー
プに入れて得られる温度補償効果を図５（ｃ）を用いて
考察すると、等価抵抗部分は発振周波数と直接関係ない
ので等価リアクタンス部分Ｘｓ（Ｔ）の変化の度合いが
発振周波数に影響するのでＸｓ（Ｔ）／Ｘｐの曲線にだ
け注目すればよい。
３を点線で、式４を実線で示す。図５（ａ）を発振ルー
プに入れて得られる温度補償効果を図５（ｃ）を用いて
考察すると、等価抵抗部分は発振周波数と直接関係ない
ので等価リアクタンス部分Ｘｓ（Ｔ）の変化の度合いが
発振周波数に影響するのでＸｓ（Ｔ）／Ｘｐの曲線にだ
け注目すればよい。
【０００９】図５（ｃ）は、サーミスタの抵抗を基準温
度における抵抗値Ｒｐ０で基準化したβ（Ｔ）を横軸に
とり、並列容量値Ｘｐで基準化したＸｓ（Ｔ）／Ｘｐと
Ｒｐ０で基準化したＲｓ（Ｔ）／Ｒｐ０を縦軸にした図
であるが、温度の目安としては横軸の右側が温度が低
く、左側が温度が高いことを示している。図５（ｃ）中
ではｂをパラメータとして描いているが、１０近くの値
のｂが低温部の温度補償に適し、また０．１近辺の値の
ｂが高温部の温度補償に適していることが分かる。ま
た、高、低温の温度補償はこれを同時に、しかも互いに
独立して行い得ることも知られている。図６（ａ）に高
温部と低温部を備えた直接型温度補償発振器の回路構成
を補償部分に重点を置いて示している。低温部の補償回
路は改良した図６（ｂ）の回路を用いるの場合が多い。
図６（ｂ）は抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨ１を並列接続
し、これにコンデンサＣ３を直列接続した直列腕にコン
デンサＣ１を並列接続した回路である。
度における抵抗値Ｒｐ０で基準化したβ（Ｔ）を横軸に
とり、並列容量値Ｘｐで基準化したＸｓ（Ｔ）／Ｘｐと
Ｒｐ０で基準化したＲｓ（Ｔ）／Ｒｐ０を縦軸にした図
であるが、温度の目安としては横軸の右側が温度が低
く、左側が温度が高いことを示している。図５（ｃ）中
ではｂをパラメータとして描いているが、１０近くの値
のｂが低温部の温度補償に適し、また０．１近辺の値の
ｂが高温部の温度補償に適していることが分かる。ま
た、高、低温の温度補償はこれを同時に、しかも互いに
独立して行い得ることも知られている。図６（ａ）に高
温部と低温部を備えた直接型温度補償発振器の回路構成
を補償部分に重点を置いて示している。低温部の補償回
路は改良した図６（ｂ）の回路を用いるの場合が多い。
図６（ｂ）は抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨ１を並列接続
し、これにコンデンサＣ３を直列接続した直列腕にコン
デンサＣ１を並列接続した回路である。
【００１０】図６（ａ）の直接型温度補償発振器の低温
部を図６（ｂ）で置換した発振回路の各補償部の定数の
一例を挙げると、水晶振動子は周波数１４ＭＨｚ、容量
比２２０、水晶静電容量１．９ｐＦであり、低温補償部
はサーミスタの常温値４０Ω、Ｂ定数２７５０OK、Ｒ１
（１８００Ω）、Ｃ１（４５ｐＦ）、Ｃ３（２２０ｐ
Ｆ）であり、高温部はサーミスタの常温値３ｋΩ、Ｂ定
数４１００OK、Ｒ２（３０Ω）、Ｃ２（４２ｐＦ）とし
た。この時の直接型温度補償発振器の温度特性を図７に
示す。横軸に温度をとり、縦軸に２５℃の周波数ｆ25か
らの変化を中心周波数で基準化した量即ち、（ｆ−
ｆ25）／ｆ0（以下、ｄｆ／ｆ0で表す）をｐｐｍで表し
ている。この図から明らかなように８０℃近辺より高温
側で周波数は急激に立ち上がる傾向がある。これを補償
するため発振部に温度係数を有する容量を用いる場合が
多い。
部を図６（ｂ）で置換した発振回路の各補償部の定数の
一例を挙げると、水晶振動子は周波数１４ＭＨｚ、容量
比２２０、水晶静電容量１．９ｐＦであり、低温補償部
はサーミスタの常温値４０Ω、Ｂ定数２７５０OK、Ｒ１
（１８００Ω）、Ｃ１（４５ｐＦ）、Ｃ３（２２０ｐ
Ｆ）であり、高温部はサーミスタの常温値３ｋΩ、Ｂ定
数４１００OK、Ｒ２（３０Ω）、Ｃ２（４２ｐＦ）とし
た。この時の直接型温度補償発振器の温度特性を図７に
示す。横軸に温度をとり、縦軸に２５℃の周波数ｆ25か
らの変化を中心周波数で基準化した量即ち、（ｆ−
ｆ25）／ｆ0（以下、ｄｆ／ｆ0で表す）をｐｐｍで表し
ている。この図から明らかなように８０℃近辺より高温
側で周波数は急激に立ち上がる傾向がある。これを補償
するため発振部に温度係数を有する容量を用いる場合が
多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の直
列型温度補償回路の高温部において周波数温度特性が急
激に立ち上がる傾向にあり、高温側を広範囲、例えば９
５℃、まで広げることは極めて困難であった。また、低
温度領域においても、例えば−３０℃以下では補償効果
が及ばず、同様に周波数が急激に低下し、所望の安定度
を逸脱する。本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、より高い温度又はより低い温度領域に
も効果がある温部補償手段を提供することを目的とす
る。
列型温度補償回路の高温部において周波数温度特性が急
激に立ち上がる傾向にあり、高温側を広範囲、例えば９
５℃、まで広げることは極めて困難であった。また、低
温度領域においても、例えば−３０℃以下では補償効果
が及ばず、同様に周波数が急激に低下し、所望の安定度
を逸脱する。本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、より高い温度又はより低い温度領域に
も効果がある温部補償手段を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】サーミスタとコンデンサ
との並列回路を補償回路として水晶振動子及び増幅器に
直列に接続した温度補償型水晶発信器において、前記高
温補償回路のサーミスタとして複数のサーミスタを直列
又は並列に接続して直列型温度補償発信器を構成する。
との並列回路を補償回路として水晶振動子及び増幅器に
直列に接続した温度補償型水晶発信器において、前記高
温補償回路のサーミスタとして複数のサーミスタを直列
又は並列に接続して直列型温度補償発信器を構成する。
【００１３】また、サーミスタとコンデンサとの並列回
路からなる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサ
との並列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増
幅器に直列に接続した温度補償型水晶発信器において、
前記高温補償部のサーミスタとして複数のサーミスタを
直列に接続して直列型温度補償発信器を構成する。
路からなる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサ
との並列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増
幅器に直列に接続した温度補償型水晶発信器において、
前記高温補償部のサーミスタとして複数のサーミスタを
直列に接続して直列型温度補償発信器を構成する。
【００１４】更に、サーミスタとコンデンサとの並列回
路からなる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサ
との並列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増
幅器に直列に接続した温度補償型水晶発信器において、
前記高温補償部を複数の負の温度特性を持つサーミスタ
を並列に接続し少なくとも１以上のサーミスタを直列に
接続し、更に少なくとも１以上のと抵抗と直列に接続し
た直列腕にコンデンサを並列接続して直列型温度補償発
信器を構成する。
路からなる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサ
との並列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増
幅器に直列に接続した温度補償型水晶発信器において、
前記高温補償部を複数の負の温度特性を持つサーミスタ
を並列に接続し少なくとも１以上のサーミスタを直列に
接続し、更に少なくとも１以上のと抵抗と直列に接続し
た直列腕にコンデンサを並列接続して直列型温度補償発
信器を構成する。
【００１５】更に、サーミスタとコンデンサとの並列回
路からなる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサ
との並列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増
幅器に直列に接続した温度補償型水晶発信器において、
前記低温補償部を複数の負の温度特性を持つサーミスタ
を並列に接続し少なくとも１以上のと抵抗とコンデンサ
とを並列に接続して直列型温度補償発信器を構成する。
路からなる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサ
との並列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増
幅器に直列に接続した温度補償型水晶発信器において、
前記低温補償部を複数の負の温度特性を持つサーミスタ
を並列に接続し少なくとも１以上のと抵抗とコンデンサ
とを並列に接続して直列型温度補償発信器を構成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。
形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】特公昭６４−１９６９では高温部と低温部
を分離し、数式を用いて解析的に補償定数を導出してい
るが、数年前より温度範囲は広く周波数安定度の厳しい
水晶発振器の要求が多くなり、これを実現するためには
部品点数も多く且つ、トランジスタ等の非線形部品、配
線パターン等の浮遊容量および各定数値のバラツキ等も
考慮に入れて各補償定数を求める必要があり、最近では
コンピュータを用い各補償定数の初期値を与え、シミュ
レーションで所定温度範囲内で周波数偏差を最小にする
ような各補償定数を得る方法が一般的である。このよう
な計算をすることで発振部の負性抵抗とロスとなる水晶
を含めた補償部の抵抗分を求めることが出来、所定温度
範囲内で発振余裕度も確認することができる。
を分離し、数式を用いて解析的に補償定数を導出してい
るが、数年前より温度範囲は広く周波数安定度の厳しい
水晶発振器の要求が多くなり、これを実現するためには
部品点数も多く且つ、トランジスタ等の非線形部品、配
線パターン等の浮遊容量および各定数値のバラツキ等も
考慮に入れて各補償定数を求める必要があり、最近では
コンピュータを用い各補償定数の初期値を与え、シミュ
レーションで所定温度範囲内で周波数偏差を最小にする
ような各補償定数を得る方法が一般的である。このよう
な計算をすることで発振部の負性抵抗とロスとなる水晶
を含めた補償部の抵抗分を求めることが出来、所定温度
範囲内で発振余裕度も確認することができる。
【００１８】直列型温度補償回路で高温側、特に８５℃
〜９５℃で補償が困難である理由は高温部用サーミスタ
ＴＨ２の抵抗値に関しバラツキを抑え、環境条件にも安
定的であり、且つ大きな抵抗値を得ることが難しいため
である。現状では高温用サーミスタＴＨ２に用いる定数
値としては常温抵抗値３ｋΩ、Ｂ定数４１００OKであり
高温になるにつれ抵抗値が下がり８０℃近辺では約３５
０Ωとなり補償効果が減少する。またサーミスタの温度
傾斜を決めるＢ定数の改善も進んでいない。即ち、より
高温部で補償効果を得るためには例えば、サーミスタの
Ｂ定数として４１００OKであって常温の抵抗値が３ｋΩ
より大きいものが必要であるが、現状においては入手不
能である。上記の点を改善するため、図１（ａ）に示す
ように抵抗Ｒ２にサーミスタＴＨ２とＴＨ３を直列に接
続した直列腕に並列に容量Ｃ２を接続した回路とし、等
価的にサーミスタ抵抗値を大きくした。この時２つのサ
ーミスタの定数は同じものでも異なっているものでもよ
い。一例として同一のサーミスタを２個直列に接続した
図１（ａ）の回路の温度特性を特公昭６４−１９６９に
倣って、β（Ｔ）を横軸にとり、縦軸にＸｓ（Ｔ）／Ｘ
ｐをとり、ｂをパラメータとして図示した。Ｃ２を一定
とした場合、サーミスタが１個の場合がｂ＝０．１で２
個の場合がｂ＝０．０５に相当する。
〜９５℃で補償が困難である理由は高温部用サーミスタ
ＴＨ２の抵抗値に関しバラツキを抑え、環境条件にも安
定的であり、且つ大きな抵抗値を得ることが難しいため
である。現状では高温用サーミスタＴＨ２に用いる定数
値としては常温抵抗値３ｋΩ、Ｂ定数４１００OKであり
高温になるにつれ抵抗値が下がり８０℃近辺では約３５
０Ωとなり補償効果が減少する。またサーミスタの温度
傾斜を決めるＢ定数の改善も進んでいない。即ち、より
高温部で補償効果を得るためには例えば、サーミスタの
Ｂ定数として４１００OKであって常温の抵抗値が３ｋΩ
より大きいものが必要であるが、現状においては入手不
能である。上記の点を改善するため、図１（ａ）に示す
ように抵抗Ｒ２にサーミスタＴＨ２とＴＨ３を直列に接
続した直列腕に並列に容量Ｃ２を接続した回路とし、等
価的にサーミスタ抵抗値を大きくした。この時２つのサ
ーミスタの定数は同じものでも異なっているものでもよ
い。一例として同一のサーミスタを２個直列に接続した
図１（ａ）の回路の温度特性を特公昭６４−１９６９に
倣って、β（Ｔ）を横軸にとり、縦軸にＸｓ（Ｔ）／Ｘ
ｐをとり、ｂをパラメータとして図示した。Ｃ２を一定
とした場合、サーミスタが１個の場合がｂ＝０．１で２
個の場合がｂ＝０．０５に相当する。
【００１９】図１（ｂ）を参照して明らかなようにｂ＝
０．０５の図はｂ＝０．１の図を横軸のβ（Ｔ）の小さ
い方へシフトさせた特性となっており、より高温側の補
償に適していることがわかる。原理的には図１（ｂ）を
用いて説明できるが高温側の広い範囲に亘って周波数温
度特性を調べるにはコンピュータのシミュレーション結
果をグラフ化すると分かり易い。一例として、図１
（ａ）の高温部補償回路で２個のサーミスタＴＨ２とＴ
Ｈ３の定数値を同一、例えば常温値３ｋΩ、Ｂ定数４１
００OKとし、他の回路定数は図７の特性を求めた回路と
同じ補償定数を初期値に選び逐次収斂させて所定の温度
範囲で最適値をもとめる手法をとる。
０．０５の図はｂ＝０．１の図を横軸のβ（Ｔ）の小さ
い方へシフトさせた特性となっており、より高温側の補
償に適していることがわかる。原理的には図１（ｂ）を
用いて説明できるが高温側の広い範囲に亘って周波数温
度特性を調べるにはコンピュータのシミュレーション結
果をグラフ化すると分かり易い。一例として、図１
（ａ）の高温部補償回路で２個のサーミスタＴＨ２とＴ
Ｈ３の定数値を同一、例えば常温値３ｋΩ、Ｂ定数４１
００OKとし、他の回路定数は図７の特性を求めた回路と
同じ補償定数を初期値に選び逐次収斂させて所定の温度
範囲で最適値をもとめる手法をとる。
【００２０】直接型温度補償発振器は上述したように温
度の高温部と低温部とをほぼ独立して補償できるのでシ
ミュレーションで最適値を求める時に容易である。補償
部の各定数を変化させた場合、周波数温度特性にどう影
響するかを簡単に説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は全て
横軸に温度をとり、縦軸にｄｆ／ｆ0をｐｐｍで表示し
ている。図２（ａ）と（ｂ）は高温部の補償定数を変化
させた場合の周波数の変化量を示しており、図２（ａ）
は図６（ａ）の高温部の並列容量Ｃ２を初期値より約１
％、２％増やした場合が夫々曲線Ａ、Ｂであり、約１
％、２％減らした場合が夫々曲線Ｃ、Ｄである。また、
図２（ｂ）はサーミスタの直列抵抗Ｒ２を初期値より約
１５％および３０％増やした場合が夫々曲線Ａ、Ｂであ
り、約２４％、３９％減らした場合が夫々曲線Ｃ、Ｄで
ある。
度の高温部と低温部とをほぼ独立して補償できるのでシ
ミュレーションで最適値を求める時に容易である。補償
部の各定数を変化させた場合、周波数温度特性にどう影
響するかを簡単に説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は全て
横軸に温度をとり、縦軸にｄｆ／ｆ0をｐｐｍで表示し
ている。図２（ａ）と（ｂ）は高温部の補償定数を変化
させた場合の周波数の変化量を示しており、図２（ａ）
は図６（ａ）の高温部の並列容量Ｃ２を初期値より約１
％、２％増やした場合が夫々曲線Ａ、Ｂであり、約１
％、２％減らした場合が夫々曲線Ｃ、Ｄである。また、
図２（ｂ）はサーミスタの直列抵抗Ｒ２を初期値より約
１５％および３０％増やした場合が夫々曲線Ａ、Ｂであ
り、約２４％、３９％減らした場合が夫々曲線Ｃ、Ｄで
ある。
【００２１】また、図２（ｃ）と（ｄ）は低温部の補償
定数を変化させた場合の周波数の変化量を示しており、
図２（ｃ）は図６（ｂ）の並列容量Ｃ１を初期値より約
１０％、２３％、３６％減らした場合の図を夫々Ａ，
Ｂ，Ｃに示す。容量値を増やした場合は横軸に対し対称
な図となる。図２（ｄ）は直列容量Ｃ３を初期値より約
１０％、２０％増やすした場合が夫々曲線Ａ、Ｂとなり
なり、１０％減らした場合が曲線Ｃとなる。図２より高
温補償部と低温補償部は互いに独立して調整できること
が確認できる。
定数を変化させた場合の周波数の変化量を示しており、
図２（ｃ）は図６（ｂ）の並列容量Ｃ１を初期値より約
１０％、２３％、３６％減らした場合の図を夫々Ａ，
Ｂ，Ｃに示す。容量値を増やした場合は横軸に対し対称
な図となる。図２（ｄ）は直列容量Ｃ３を初期値より約
１０％、２０％増やすした場合が夫々曲線Ａ、Ｂとなり
なり、１０％減らした場合が曲線Ｃとなる。図２より高
温補償部と低温補償部は互いに独立して調整できること
が確認できる。
【００２２】図７の温度特性を持つ直列型温度補償発振
器の高温部及び低温部の上述した補償定数を初期値とし
て用い、高温部のサーミスタＴＨ２をサーミスタを２個
直列に接続したＴＨ２＋ＴＨ３で置換したの回路に関し
所定温度範囲内で周波数温度特性を最小になるようにシ
ミュレーションで求めた。図２に低温部の補償方法を示
したのはサーミスタＴＨ２を２個のサーミスタＴＨ２＋
ＴＨ３で置換すると低温部の周波数温度特性まで影響
し、再補償が必要となるからである。当然、高温部はサ
ーミスタの置換により再補償が必須であるのは云うまで
もない。所定温度範囲内の補償結果が図３に示す周波数
温度特性であり、本図より−３０℃から９０℃に亘って
±０．５ｐｐｍが実現出来ることが明らかになった。実
際の水晶発振器を試作したが上記とほぼ同様な結果が得
られシミュレーションの正しさが確認できた。
器の高温部及び低温部の上述した補償定数を初期値とし
て用い、高温部のサーミスタＴＨ２をサーミスタを２個
直列に接続したＴＨ２＋ＴＨ３で置換したの回路に関し
所定温度範囲内で周波数温度特性を最小になるようにシ
ミュレーションで求めた。図２に低温部の補償方法を示
したのはサーミスタＴＨ２を２個のサーミスタＴＨ２＋
ＴＨ３で置換すると低温部の周波数温度特性まで影響
し、再補償が必要となるからである。当然、高温部はサ
ーミスタの置換により再補償が必須であるのは云うまで
もない。所定温度範囲内の補償結果が図３に示す周波数
温度特性であり、本図より−３０℃から９０℃に亘って
±０．５ｐｐｍが実現出来ることが明らかになった。実
際の水晶発振器を試作したが上記とほぼ同様な結果が得
られシミュレーションの正しさが確認できた。
【００２３】図１（ａ）の高温部補償回路のサーミスタ
ＴＨ２とＴＨ３とを同一として計算したが、異なった定
数を用いてもよいのは当然である。更に、図４（ａ）に
示すようにサーミスタＴＨ２とサーミスタＴＨ４の並列
回路にサーミスタＴＨ３を直列接続し更に、抵抗Ｒ２を
直列に接続した直列腕にコンデンサを並列に接続した回
路として高温度領域で周波数偏差を微細に補償すること
も出来る。更に、図４（ｂ）に示すようにサーミスタＴ
Ｈ２〜ＴＨｎを直列に接続し更に、抵抗Ｒ２を直列接続
した直列腕にコンデンサＣ２を並列接続した回路を高温
補償部に用いても良好な周波数温度特性が得られること
は云うまでもない。また、上記説明では高温補償につい
てのみ述べたが低温部についてはサーミスタを複数並列
に接続することにより、常温のサーミスタ抵抗値を小さ
くすれば、温度補償効果を奏する領域をより低温に移行
させることができる。
ＴＨ２とＴＨ３とを同一として計算したが、異なった定
数を用いてもよいのは当然である。更に、図４（ａ）に
示すようにサーミスタＴＨ２とサーミスタＴＨ４の並列
回路にサーミスタＴＨ３を直列接続し更に、抵抗Ｒ２を
直列に接続した直列腕にコンデンサを並列に接続した回
路として高温度領域で周波数偏差を微細に補償すること
も出来る。更に、図４（ｂ）に示すようにサーミスタＴ
Ｈ２〜ＴＨｎを直列に接続し更に、抵抗Ｒ２を直列接続
した直列腕にコンデンサＣ２を並列接続した回路を高温
補償部に用いても良好な周波数温度特性が得られること
は云うまでもない。また、上記説明では高温補償につい
てのみ述べたが低温部についてはサーミスタを複数並列
に接続することにより、常温のサーミスタ抵抗値を小さ
くすれば、温度補償効果を奏する領域をより低温に移行
させることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上記述したように従来技術では極めて
困難であった高温部８０℃から９５℃の温度補償が容易
に行えるようになり、従来は他の方法による大型、高コ
ストの温度補償発信器を小型、低コスト、低消費電力で
ある直接型温度補償発信器で容易に製作できるようにな
った効果きわめて大きい。また、同様に低温部において
もサーミスタを並列接続することによって、より低い温
度領域を補償することが可能となる。
困難であった高温部８０℃から９５℃の温度補償が容易
に行えるようになり、従来は他の方法による大型、高コ
ストの温度補償発信器を小型、低コスト、低消費電力で
ある直接型温度補償発信器で容易に製作できるようにな
った効果きわめて大きい。また、同様に低温部において
もサーミスタを並列接続することによって、より低い温
度領域を補償することが可能となる。
【図１】（ａ）は本発明に係る高温部補償回路の一例を
示す図で、（ｂ）は温度特性を示す図である。
示す図で、（ｂ）は温度特性を示す図である。
【図２】（ａ）は高温部補償回路の並列容量を変化させ
た時の周波数温度特性を示す図、（ｂ）は高温部補償回
路の直列抵抗を変化させた時の周波数温度特性を示す
図、（ｃ）は低温部補償回路の並列容量を変化させた時
の周波数温度特性を示す図および（ｄ）は低温部補償回
路の直列抵抗を変化させた時の周波数温度特性を示す図
である。
た時の周波数温度特性を示す図、（ｂ）は高温部補償回
路の直列抵抗を変化させた時の周波数温度特性を示す
図、（ｃ）は低温部補償回路の並列容量を変化させた時
の周波数温度特性を示す図および（ｄ）は低温部補償回
路の直列抵抗を変化させた時の周波数温度特性を示す図
である。
【図３】は本発明の高温部補償回路を用いてＡＴカット
水晶振動子を温度補償した発信器の周波数温度特性を示
す図である。
水晶振動子を温度補償した発信器の周波数温度特性を示
す図である。
【図４】（ａ）は本発明の他の一実施例で感温素子とし
てサーミスタを３個用いた例を示す図、（ｂ）は本発明
の一実施例でサーミスタをｎ個用いた例を示す図であ
る。
てサーミスタを３個用いた例を示す図、（ｂ）は本発明
の一実施例でサーミスタをｎ個用いた例を示す図であ
る。
【図５】（ａ）は従来の温度補償回路を示す図で、
（ｂ）はそれの変換回路を示す図、（ｃ）は温度特性を
示す図である。
（ｂ）はそれの変換回路を示す図、（ｃ）は温度特性を
示す図である。
【図６】（ａ）は従来の直列型温度補償発信器を示す
図、（ｂ）は低温部補償回路の他の例示す図である。
図、（ｂ）は低温部補償回路の他の例示す図である。
【図７】は従来の直列型補償回路を用いた水晶発振器の
周波数温度特性の一例を示す図である。
周波数温度特性の一例を示す図である。
【符号の説明】 Ｒ１、Ｒ２……抵抗器 Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３……コンデンサ ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４・・Ｔｈｎ……サーミ
スタ
スタ
Claims (4)
- 【請求項１】サーミスタとコンデンサとの並列回路を補
償回路として水晶振動子及び増幅器に直列に接続した温
度補償型水晶発信器において、前記高温補償回路のサー
ミスタとして複数のサーミスタを直列又は並列に接続し
たことを特徴とする温度補償型水晶発信器。 - 【請求項２】サーミスタとコンデンサとの並列回路から
なる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサとの並
列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増幅器に
直列に接続した温度補償型水晶発信器において、前記高
温補償部のサーミスタとして複数のサーミスタを直列に
接続したことを特徴とする温度補償型水晶発信器。 - 【請求項３】サーミスタとコンデンサとの並列回路から
なる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサとの並
列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増幅器に
直列に接続した温度補償型水晶発信器において、前記高
温補償部を複数の負の温度特性を持つサーミスタを並列
に接続し少なくとも１以上のサーミスタを直列に接続
し、更に少なくとも１以上のと抵抗と直列に接続した直
列腕にコンデンサを並列接続したことを特徴とする温度
補償型水晶発信器。 - 【請求項４】サーミスタとコンデンサとの並列回路から
なる低温補償部と同じくサーミスタとコンデンサとの並
列回路からなる高温補償部とを水晶振動子及び増幅器に
直列に接続した温度補償型水晶発信器において、前記低
温補償部を複数の負の温度特性を持つサーミスタを並列
に接続し少なくとも１以上のと抵抗とコンデンサとを並
列に接続したことを特徴とする温度補償型水晶発信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329396A JPH09199941A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 温度補償型水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329396A JPH09199941A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 温度補償型水晶発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199941A true JPH09199941A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=12106572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2329396A Pending JPH09199941A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 温度補償型水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199941A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013062462A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Mitsubishi Electric Lighting Corp | 定電流回路及び発光ダイオード駆動定電流回路 |
| JP2016103747A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | 水晶振動子 |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP2329396A patent/JPH09199941A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013062462A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Mitsubishi Electric Lighting Corp | 定電流回路及び発光ダイオード駆動定電流回路 |
| JP2016103747A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | 水晶振動子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040928 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041026 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |