JPH09223929A - 温度補償型圧電発振器 - Google Patents

温度補償型圧電発振器

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JPH09223929A JP8030903A JP3090396A JPH09223929A JP H09223929 A JPH09223929 A JP H09223929A JP 8030903 A JP8030903 A JP 8030903A JP 3090396 A JP3090396 A JP 3090396A JP H09223929 A JPH09223929 A JP H09223929A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲温度の変化に対して安定した発振周波
数の信号を容易にかつ安価に得られ、さらに、小型化さ
れた温度補償型圧電発振器を提供する。 【解決手段】 温度補償型圧電発振器１０は、安定化電
源回路１と、安定化電源回路１から出力される出力電圧
Ｖ１が入力される温度補償回路２と、温度補償回路２か
ら出力される出力電圧Ｖ２が入力される電圧制御発振回
路３と、安定化電源回路１の出力電圧Ｖ１および電圧制
御発振回路３から出力される高周波数信号が入力される
緩衝増幅回路４とから構成されている。そして、温度補
償回路２ａは、抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１に直列接続さ
れたＮＴＣサーミスタＴｈと、この抵抗器Ｒ１とＮＴＣ
サーミスタＴｈの直列回路と並列接続する抵抗器Ｒ２
と、抵抗器Ｒ３，Ｒ４から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度補償型圧電発
振器に関し、詳しくは携帯型のセルラー無線機の端末等
に用いられる温度補償型圧電発振器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＧＴカット水晶振動子を用いた圧電発振
器は一般に知られており、ここで用いられる水晶振動子
には、周囲温度の変化により共振周波数が変化する、つ
まり、周波数温度係数（Temperature Coefficient of F
requency：ＴＣＦ 以下ＴＣＦという）が存在する。そ
して、この圧電発振器が携帯型のセルラー無線機の端末
に用いられる場合、ＴＣＦが−２０℃〜＋６０℃の温度
範囲で±１．０ｐｐｍ〜±２．５ｐｐｍの安定度である
ことが求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような要求を満足
するために、従来は、大量に生産されたＧＴカット水晶
振動子の中から、所定の温度安定度を有する水晶振動子
が選別されて使用されていたが、水晶振動子の選別に多
大の労力と時間を必要とするため、コスト高となってい
た。
【０００４】これを解決する手段として、例えば特開平
７−９９４１１号に示されるように、温度補償用コンデ
ンサを用いて水晶振動子のＴＣＦを回路的に補償する水
晶発振回路がある。特開平７−９９４１１号に示される
水晶発振回路は、正あるいは負のどちらか一方のＴＣＦ
を有するＧＴカット水晶振動子について補償するもので
ある。そのため、この水晶発振回路を用いる場合は、正
または負のそれぞれのＴＣＦに対応した回路基板を準備
し、水晶振動子のＴＣＦが正か負かを確認して、正また
は負のＴＣＦに対応した回路基板に搭載する。しかし、
正または負のＴＣＦに対応した回路基板をそれぞれ準備
しなければならず、コスト高で生産性が良くなく、ま
た、前記温度補償用コンデンサで、正の静電容量温度係
数を有する温度補償用コンデンサは、種類も少なく、高
価であり、実用的でない。
【０００５】したがって、本発明の目的は、前記従来の
問題点を解消するためになされたものであり、周囲温度
の変化に対して安定した発振周波数の信号を容易にかつ
安価に得られ、さらに、小型化された温度補償型圧電発
振器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、周波数温度係数がほぼ直線的に変化する
圧電振動子を用いた温度補償型圧電発振器において、入
力電圧を安定化して出力する安定化電源回路と、前記安
定化電源回路から出力される電圧を入力し、周囲温度に
応じた電圧に変換し出力する温度補償回路と、前記温度
補償回路から出力される電圧を入力し、入力された電圧
に応じて、圧電振動子の発振周波数を変化させて、高周
波数信号を出力する電圧制御発振回路と、前記電圧制御
発振回路から出力される高周波数信号を入力し、増幅
し、高周波数信号を出力する緩衝増幅回路とからなり、
前記温度補償回路は、１個のＮＴＣサーミスタの一端と
直列に抵抗器を接続し、この直列回路に並列に抵抗器を
接続し、前記ＮＴＣサーミスタの他端に、少なくとも２
つの抵抗器を接続して構成されることを特徴としてい
る。
【０００７】また、前記温度補償型圧電発振器におい
て、正の周波数温度係数を有する圧電振動子に対応した
温度補償回路、および、負の周波数温度係数を有する圧
電振動子に対応した温度補償回路を、同一の回路基板上
に設け、前記圧電振動子の周波数温度係数の正負に応じ
て、前記温度補償回路を選別して用いることを特徴とし
ている。
【０００８】これにより、温度補償回路が１個のＮＴＣ
サーミスタと数個の抵抗体で構成できるため、部品点数
が減少し、小型化およびコストダウンが達成される。
【０００９】また、ＴＣＦの正負に応じて２種類の回路
基板を準備する必要が無く、基板製造におけるコストダ
ウンが図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１において、温度補償型
圧電発振器１０は、安定化電源回路１と、安定化電源回
路１から出力される出力電圧Ｖ１が入力される温度補償
回路２と、温度補償回路２から出力される出力電圧Ｖ２
が入力される電圧制御発振回路３と、安定化電源回路１
の出力電圧Ｖ１および電圧制御発振回路３の出力信号が
入力される緩衝増幅回路４とから構成されている。
【００１１】次に、温度補償型圧電発振器１０を構成す
る各回路の構成および動作を図２を用いて説明する。安
定化電源回路１は、コンデンサＣ１，Ｃ２および３端子
レギュレータ５から構成されており、温度補償型圧電発
振器１０ａに印加された電圧Ｖccを安定化し、出力電圧
Ｖ１を出力する。
【００１２】温度補償回路２ａは、抵抗器Ｒ１と、抵抗
器Ｒ１に直列接続されたＮＴＣサーミスタＴｈと、この
抵抗器Ｒ１とＮＴＣサーミスタＴｈの直列回路と並列接
続する抵抗器Ｒ２と、抵抗器Ｒ３，Ｒ４から構成されて
おり、安定化電源回路１の出力電圧Ｖ１を、抵抗器Ｒ１
とＮＴＣサーミスタＴｈの直列回路、および、抵抗器Ｒ
２の一端に入力し、抵抗器Ｒ３で分圧し、分圧された電
圧を抵抗器Ｒ４で引き出して、温度補償回路２ａの出力
電圧Ｖ２として出力する。
【００１３】電圧制御発振回路３は、可変容量ダイオー
ドＶＣと、周波数微調用可変コンデンサＣ０と、周波数
温度係数がほぼ直線的に変化する圧電振動子としてＧＴ
カット水晶振動子Ｘ１と、直流カットコンデンサＣ３
と、高周波信号分割用コンデンサＣ４，Ｃ５と、抵抗器
Ｒ５，Ｒ６と、トランジスタＱ１とから構成されてお
り、温度補償回路２から入力される電圧Ｖ２に応じて、
可変容量ダイオードＶＣの静電容量を変化させ、静電容
量の変化により、ＧＴカット水晶振動子Ｘ１を含む共振
回路の共振周波数を変化させ、電圧制御発振回路３の発
振周波数を変化させて、トランジスタＱ１のコレクタか
ら高周波数信号を出力する。
【００１４】緩衝増幅回路４は、コンデンサＣ６，Ｃ
７，Ｃ８と、抵抗器Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９と、トランジスタ
Ｑ２とから構成されており、電圧制御発振回路３から出
力される高周波数信号をトランジスタＱ２のエミッタか
ら入力し、また一方で、安定化電源回路１の出力電圧Ｖ
１をトランジスタＱ２のコレクタの電源電圧として入力
し、トランジスタＱ２をベース接地型の増幅器として動
作させる。コンデンサＣ７はトランジスタＱ２のベース
の高周波数信号バイパス用として機能している。トラン
ジスタＱ２のベース接地型増幅器は、負荷の変動に対し
て周波数の変化をおさえ、直流カットコンデンサＣ８を
介して、出力端子ｏｕｔから緩衝増幅回路４の高周波出
力電圧Ｖ４を、温度補償型圧電発振器１０ａの出力電圧
として出力する。
【００１５】図２に示した温度補償型圧電発振器１０ａ
において、温度補償回路２ａは、ＧＴカット水晶振動子
Ｘ１が負のＴＣＦを有する場合に対応した回路構成とな
っている。次に、図３に、ＧＴカット水晶振動子Ｘ１が
正のＴＣＦを有する場合に対応した温度補償型圧電発振
器１０ｂの回路構成および動作を示す。ここで、安定化
電源回路１、電圧制御発振回路３、および、緩衝増幅回
路４の回路構成は、図２の温度補償型圧電発振器１０ａ
と同一であるため、同一番号を付し、説明を省略する。
【００１６】温度補償型圧電発振器１０ｂを構成する温
度補償回路２ｂは、抵抗器Ｒ１０と、この抵抗器Ｒ１０
と直列接続する抵抗器Ｒ１２，Ｒ１３、および、ＮＴＣ
サーミスタＴｈと、このＮＴＣサーミスタＴｈと直列接
続された抵抗器Ｒ１１とから構成されている。この、温
度補償回路２ｂに、安定化電源回路の出力電圧Ｖ１が入
力されると、抵抗器Ｒ１０と、ＮＴＣサーミスタＴｈ，
抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２を含む直列回路で分圧され、分圧
された電圧が抵抗器Ｒ１３から引き出され、温度補償回
路２ｂの出力電圧Ｖ２として出力される。
【００１７】図２、および、図３で示した温度補償型圧
電発振器１０ａ，１０ｂは、それぞれ、ＧＴカット水晶
振動子Ｘ１のＴＣＦが負に対応した回路，ＴＣＦが正に
対応した回路となっており、この場合、ＧＴカット水晶
振動子Ｘ１のＴＣＦの正負に応じて、温度補償型圧電発
振器を２種類準備する必要がある。しかし、上記温度補
償型圧電発振器１０ａ、１０ｂにおいて、構成が異なる
のは温度補償回路２ａ，２ｂのみであるため、温度補償
回路２ａ，２ｂを図４のように構成することもできる。
【００１８】図４に示す温度補償型圧電発振器１０ｃに
おいて、温度補償回路２ｃは、抵抗器Ｒ１およびＲ３
が、それぞれ、抵抗器Ｒ１０およびＲ１１の機能を兼
ね、破線で示した回路パターンａ（抵抗器Ｒ２，Ｒ４を
含む）が、図２で示したＧＴカット水晶振動子Ｘ１の負
のＴＣＦに対応し、二点鎖線で示した回路パターンｂ
（抵抗器Ｒ１２，Ｒ１３を含む）が、図３で示したＧＴ
カット水晶振動子Ｘ１の正のＴＣＦに対応している。例
えば、ＧＴカット水晶振動子のＴＣＦが負の場合、回路
パターンｂは不要であるため、パターンの配線をレーザ
ー等で焼き切るか、回路パターンｂ上の抵抗Ｒ１１，Ｒ
１２をレーザー等で切断し、断線させればよい。あるい
は、、抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２を図示しない回路基板上に
実装しなければよい。ＧＴカット水晶振動子のＴＣＦが
正の場合は、同様に回路パターンａを断線すればよい。
あるいは、抵抗器Ｒ２，Ｒ４を回路基板上に実装しなけ
ればよい。
【００１９】本実施の形態では、周波数温度係数（ＴＣ
Ｆ）がほぼ直線的に変化する圧電振動子として、ＧＴカ
ット水晶振動子を用いているが、ＴＣＦがほぼ直線的に
変化する圧電振動子であれば、特にＧＴカット水晶振動
子に限定するものではない。
【００２０】また、抵抗体やＮＴＣサーミスタは、チッ
プ型のものや、回路基板上に、抵抗ペーストを印刷・焼
成して形成したものや、蒸着やスパッタリングで形成し
た薄膜など、用途に応じて用いることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明による温度補償型
圧電発振器では、温度補償回路は、１個のＮＴＣサーミ
スタと、数個の抵抗体のみで構成されており、部品点数
の減少に伴いコストダウンされるとともに、回路基板の
占有面積も小さくなり、小型化も達成される。
【００２２】また、ＴＣＦの正負に応じて２種類の回路
基板を準備しなくてよく、基板製造におけるコストダウ
ンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器
の構造を示すブロック図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に係る温度補償型圧電
発振器の構造を示す回路図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る温度補償型圧電発
振器の構造を示す回路図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係る温度補償型
圧電発振器の構造を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 安定化電源回路 ２，２ａ，２ｂ，２ｃ 温度補償回路 ３ 電圧制御発振回路 ４ 緩衝増幅回路 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 温度補償型圧電発振器 Ｔｈ ＮＴＣサーミスタ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ
１３ 抵抗器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数温度係数がほぼ直線的に変化する
    圧電振動子を用いた温度補償型圧電発振器において、入
    力電圧を安定化して出力する安定化電源回路と、前記安
    定化電源回路から出力される電圧を入力し、周囲温度に
    応じた電圧に変換し出力する温度補償回路と、前記温度
    補償回路から出力される電圧を入力し、入力された電圧
    に応じて、圧電振動子の発振周波数を変化させて、高周
    波数信号を出力する電圧制御発振回路と、前記電圧制御
    発振回路から出力される高周波数信号を入力し、増幅
    し、高周波数信号を出力する緩衝増幅回路と、からな
    り、前記温度補償回路は、１個のＮＴＣサーミスタの一
    端と直列に抵抗器を接続し、この直列回路に並列に抵抗
    器を接続し、前記ＮＴＣサーミスタの他端に、少なくと
    も２つの抵抗器を接続して構成されることを特徴とする
    温度補償型圧電発振器。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の温度補償型圧電発振器に
    おいて、正の周波数温度係数を有する圧電振動子に対応
    した温度補償回路、および、負の周波数温度係数を有す
    る圧電振動子に対応した温度補償回路を、同一の回路基
    板上に設け、前記圧電振動子の周波数温度係数の正負に
    応じて、前記温度補償回路を選別して用いることを特徴
    とする温度補償型圧電発振器。
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