JPH09284048A - Electronic device - Google Patents
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- JPH09284048A JPH09284048A JP9214296A JP9214296A JPH09284048A JP H09284048 A JPH09284048 A JP H09284048A JP 9214296 A JP9214296 A JP 9214296A JP 9214296 A JP9214296 A JP 9214296A JP H09284048 A JPH09284048 A JP H09284048A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話,自動車
電話等に利用されている。ディジタル型温度補償水晶発
振器及びその発振器に用いる電子回路(半導体集積回路
を含む)に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is used in mobile phones, car phones and the like. The present invention relates to a digital temperature-compensated crystal oscillator and an electronic circuit (including a semiconductor integrated circuit) used for the oscillator.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のディジタル型温度補償水晶発振器
については、「超音波TECHNO9月号1995年」
に詳しく説明されている。即ち、ディジタル型温度補償
水晶発振器(以下、ディジタルTCXOと略す)は、デ
ィジタル制御により、温度センサからの温度情報を基
に、周囲温度の変化に対して常に一定の発信周波数が得
られるように周波数制御した発振器である。温度センサ
の出力をA/O変換器によりディジタル情報に変換す
る。そのディジタルプログラマブルメモリに入力して、
その温度ディジタル情報に対応した温度補正用ディジタ
ル情報を出力する。さらに、その温度補正用ディジタル
情報をD/A変換器に入力して、温度補正用アナログ情
報に変換出力する。その温度補正用アナログ情報で電圧
制御型水晶発振器の周波数を制御する。2. Description of the Related Art For a conventional digital temperature-compensated crystal oscillator, see "Ultrasonic TECHNO September 1995".
Is described in detail. That is, a digital temperature-compensated crystal oscillator (hereinafter, abbreviated as digital TCXO) uses a digital control to generate a frequency so that a constant oscillation frequency can be always obtained based on temperature information from a temperature sensor. It is a controlled oscillator. The output of the temperature sensor is converted into digital information by an A / O converter. Input to the digital programmable memory,
The temperature correction digital information corresponding to the temperature digital information is output. Further, the digital information for temperature correction is input to the D / A converter and converted into analog information for temperature correction and output. The frequency compensation analog information controls the frequency of the voltage-controlled crystal oscillator.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のディジ
タル型TCXOでは、以下の課題があった。 (1) 温度補償にディジタル信号を用いているため
に、周波数変化が温度変化に対して不連続になる。又そ
の結果、その不連続的変化が原因で通信エラーが生ず
る。However, the conventional digital TCXO has the following problems. (1) Since the digital signal is used for temperature compensation, the frequency change becomes discontinuous with respect to the temperature change. As a result, a communication error occurs due to the discontinuous change.
【0004】(2) 携帯・自動車電話に求められる周
波数安定度±1.0×10-6を可能にするためにA/D
変換の分解能をあげる必要があり、これに付随してプロ
グラマブルメモリの容量が多くなる等の結果、補償シス
テムのコストが高い。 (3) 温度センサとしてサーミスタを用いた場合に
は、サーミスタでの消費電流が大きくなる、その結果、
携帯電話の電池寿命が短い。(2) A / D to enable frequency stability ± 1.0 × 10 -6 required for mobile phones and car phones
The resolution of the conversion needs to be increased, and the capacity of the programmable memory is increased accordingly, resulting in a high cost of the compensation system. (3) When a thermistor is used as the temperature sensor, the current consumption of the thermistor increases, and as a result,
The battery life of the mobile phone is short.
【0005】そこで、この発明の目的は、上記課題を解
決するためになされた。即ち、周波数が温度変化に対し
て連続的に補償され、低ビットのA/D変換器と低ビッ
トのプログラマブルメモリでも温度補償できる安価で、
かつ、電池寿命の長いディジタルTCXO及びそれに用
いる半導体集積回路を得ることである。Therefore, the object of the present invention was made to solve the above problems. That is, the frequency is continuously compensated for the temperature change, and the low bit A / D converter and the low bit programmable memory can compensate the temperature at a low cost.
Another object of the present invention is to obtain a digital TCXO having a long battery life and a semiconductor integrated circuit used therein.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段を用いた。温度センサのアナロ
グ出力にAC信号発生器からの出力を加える加算手段
と、その加算手段からのアナログ信号を入力して温度デ
ィジタル信号に変換出力するA/D変換器と、その温度
ディジタル信号を入力して、温度補償用ディジタル信号
を出力するプログラマブルメモリと、その温度補償用デ
ィジタル信号を入力して第1の温度補償用アナログ信号
に変換するA/D変換器と、その第1の温度補償用アナ
ログ信号を入力して第2の温度補償用アナログ信号を出
力する積分回路と、その第2温度補償用アナログ信号に
より周波数制御される電圧制御発信回路とから構成され
る電子装置とした。According to the present invention, the following means are used to solve the above-mentioned problems. Addition means for adding the output from the AC signal generator to the analog output of the temperature sensor, A / D converter for inputting the analog signal from the addition means and converting and outputting to the temperature digital signal, and inputting the temperature digital signal Then, a programmable memory for outputting a digital signal for temperature compensation, an A / D converter for inputting the digital signal for temperature compensation and converting it to a first analog signal for temperature compensation, and a first temperature compensation The electronic device is composed of an integrating circuit which inputs an analog signal and outputs a second temperature compensating analog signal, and a voltage control transmitting circuit whose frequency is controlled by the second temperature compensating analog signal.
【0007】[0007]
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明のディジタルTCXOの実施例
を示すシステムブロック図である。温度変化に対して一
次関数のアナログ電圧出力を出す温度センサ5と、温度
センサ5の出力とAC信号発生器6からの出力を加算す
る加算手段8と、加算手段8からの温度アナログ信号を
入力して温度ディジタル信号に変換出力するA/D変換
器4と、電圧制御型発振器(以下VCXOと略す)1の
発信周波数の温度特性を補償するためのデータ、砂綿、
温度ディジタル信号と温度補償ディジタル信号との関係
を記憶したプログラマブルメモリ3と、メモリ3からの
温度補償ディジタル信号を第1の温度補償アナログ信号
に変換出力するD/A変換器2と、D/A変換器2から
の第1の温度補償アナログ信号を時間的に平均して第2
の温度補償アナログ信号を出力する積分回路7と、積分
回路7の出力である第2の温度補償アナログ信号によ
り、発信周波数を制御される電圧制御発振器1とから構
成されている。図1のような構成にすることにより、発
振周波数の温度偏差(Δf/f)の温度依存性は図3の
ように、温度に対して不連続変化しない平滑化された特
性になる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system block diagram showing an embodiment of a digital TCXO of the present invention. A temperature sensor 5 that outputs an analog voltage output of a linear function with respect to a temperature change, an addition unit 8 that adds the output of the temperature sensor 5 and an output from the AC signal generator 6, and a temperature analog signal from the addition unit 8 are input. A / D converter 4 for converting and outputting to a temperature digital signal and data for compensating the temperature characteristic of the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator (hereinafter abbreviated as VCXO) 1, sandpaper,
A programmable memory 3 storing the relationship between the temperature digital signal and the temperature compensation digital signal, a D / A converter 2 for converting and outputting the temperature compensation digital signal from the memory 3 into a first temperature compensation analog signal, and a D / A The first temperature-compensated analog signal from the converter 2 is temporally averaged to obtain the second
Of the temperature-compensated analog signal, and the voltage-controlled oscillator 1 whose oscillation frequency is controlled by the second temperature-compensated analog signal output from the integrator circuit 7. With the configuration shown in FIG. 1, the temperature dependence of the temperature deviation (Δf / f) of the oscillation frequency has a smoothed characteristic that does not change discontinuously with respect to temperature, as shown in FIG.
【0008】本発明に用いるAC信号発生器からの出力
信号は、交流的に変化する信号であれば良い。好ましく
はきれいな三角か、ホワイトノイズ信号がよい。AC信
号発生器6にDC成分を含むには、加算手段8におい
て、DC0分を除く必要がある。加算手段8にDC成分
を除く機能がない場合には、加算手段8とAC信号発生
手段6との間に直流成分除去フィルタを設ければ良い。The output signal from the AC signal generator used in the present invention may be any signal that changes AC-wise. A clean triangle or a white noise signal is preferable. In order to include the DC component in the AC signal generator 6, the addition unit 8 needs to remove the DC component. If the adding means 8 does not have a function of removing the DC component, a DC component removing filter may be provided between the adding means 8 and the AC signal generating means 6.
【0009】図4は、本発明に用いた温度センサの電子
回路図である。温度センサ5は、ダイオードD1とD2
とを直列に接続し、そのダイオードに定電流源Icによ
り定電流を流した場合のダイオード両端での電圧降下を
出力電圧とした。図4の場合は、ダイオードを2個直列
接続した例である。1段当たり役2.3mv/℃の温度
であるために、複数段直列接続することにより、さら
に、温度感度を高くできる。温度センサ5の出力端子A
には、コンデンサCAが接続している。コンデンサCA
は、AC信号発生器6からの直流成分を削除し、かつ、
端子Aに交流成分のみ加算するために設けられている。
交流成分がセンサ出力に加算されて、端子AからA/D
変換器4に加算された信号が入る。図4に示した定電流
動作タイプの温度センサにおいては、定電流値を10μ
A以下に小さくできるために、電池寿命を長くすること
が可能となる。また、電池電圧変動に対しても温度出力
が安定しているために、温度精度を高く得ることができ
る。FIG. 4 is an electronic circuit diagram of the temperature sensor used in the present invention. The temperature sensor 5 includes diodes D1 and D2.
Is connected in series, and the voltage drop across the diode when a constant current is applied to the diode by the constant current source Ic is taken as the output voltage. In the case of FIG. 4, two diodes are connected in series. Since the temperature is 2.3 mv / ° C. per stage, the temperature sensitivity can be further increased by connecting a plurality of stages in series. Output terminal A of temperature sensor 5
A capacitor CA is connected to. Capacitor CA
Removes the DC component from the AC signal generator 6, and
It is provided to add only the AC component to the terminal A.
AC component is added to the sensor output, and A / D from terminal A
The added signal enters the converter 4. In the constant current operation type temperature sensor shown in FIG. 4, the constant current value is 10 μm.
Since it can be made smaller than A, the battery life can be extended. Further, since the temperature output is stable even when the battery voltage fluctuates, high temperature accuracy can be obtained.
【0010】また、図4のような温度センサは、半導体
集積回路で形成できる。従って、本発明のディジタルT
CXOを水晶を除き1チップの半導体集積回路で形成で
きる。特に、全回路をCMOS回路で構成することによ
り、より低消費電力動作が可能になる。The temperature sensor as shown in FIG. 4 can be formed by a semiconductor integrated circuit. Therefore, the digital T of the present invention
The CXO can be formed by a one-chip semiconductor integrated circuit except for crystal. In particular, by configuring all circuits with CMOS circuits, lower power consumption operation becomes possible.
【0011】図1に示したディジタルTCXOの場合、
積分回路によりVCXOへの信号がスムーズになる。従
って、従来のようにプログラマブルメモリのデータを非
常に多くして温度補償しないでも図3に示すような安定
した周波数特性を得ることができる。即ち、従来と同じ
温度補償レベルであれば、プログラマブルメモリの容量
は少なくても達成できる。従って、1チップに本発明の
温度補償システムを構成した場合には、従来より安く構
成することが可能になる。In the case of the digital TCXO shown in FIG.
The integrating circuit smoothes the signal to the VCXO. Therefore, it is possible to obtain a stable frequency characteristic as shown in FIG. 3 even if the temperature of the programmable memory is not so much increased as in the conventional case. That is, if the temperature compensation level is the same as the conventional one, it can be achieved even if the capacity of the programmable memory is small. Therefore, when the temperature compensation system according to the present invention is configured on one chip, the cost can be reduced more than ever.
【0012】[0012]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ディジ
タルTCXOにおいて、以下の降下を有する。 (1) 電圧制御型発振器の温度補償を温度変化に対し
て不連続点なく制御できる。As described above, the present invention has the following drop in the digital TCXO. (1) The temperature compensation of the voltage controlled oscillator can be controlled with respect to temperature changes without discontinuity.
【0013】(2) 低ビットのプログラマブルメモリ
で高精度のTCXOを構成できるために製造コストを低
くできる。 (3) 温度センサとして低消費電力で動作するダイオ
ード型センサを用いているために電池駆動システムの寿
命を長くすることができる。(2) Since the highly accurate TCXO can be constructed with a low bit programmable memory, the manufacturing cost can be reduced. (3) Since the diode type sensor that operates with low power consumption is used as the temperature sensor, the life of the battery drive system can be extended.
【図1】本発明のディジタルTCXOのシステムブロッ
ク図である。FIG. 1 is a system block diagram of a digital TCXO of the present invention.
【図2】従来のディジタルTCXOのシステムブロック
図であるFIG. 2 is a system block diagram of a conventional digital TCXO.
【図3】本発明のディジタルTCXOの温度特性図であ
る。FIG. 3 is a temperature characteristic diagram of the digital TCXO of the present invention.
【図4】本発明のディジタルTCXOの温度センサの電
子回路図である。FIG. 4 is an electronic circuit diagram of the temperature sensor of the digital TCXO of the present invention.
1 VCXO 2 D/A変換器 3 プログラマブルメモリ 4 A/D変換器 5 温度センサ 1 VCXO 2 D / A converter 3 Programmable memory 4 A / D converter 5 Temperature sensor
Claims (1)
生器からの出力を加える加算手段と、前記加算手段から
のアナログ信号を入力して温度ディジタル信号に変換出
力するA/D変換器と、前記温度ディジタル信号を入力
して、温度補償用ディジタル信号を出力するプログラマ
ブルメモリと、前記温度補償用ディジタル信号を入力し
て、第1の温度補償用アナログ信号に変換するD/A変
換器と、前記第1の温度補償用アナログ信号を入力し
て、第2の温度補償用アナログ信号を出力する積分回路
と、前記第2の温度補償用アナログ信号により周波数制
御される電圧制御型発信回路とから構成される電子装
置。1. An adding means for adding an output from an AC signal generator to an analog output of a temperature sensor, an A / D converter for inputting an analog signal from the adding means and converting and outputting to a temperature digital signal, A programmable memory for inputting a temperature digital signal and outputting a temperature compensating digital signal; a D / A converter for inputting the temperature compensating digital signal and converting it to a first temperature compensating analog signal; It is composed of an integrating circuit which inputs a first temperature compensating analog signal and outputs a second temperature compensating analog signal, and a voltage control type oscillation circuit whose frequency is controlled by the second temperature compensating analog signal. Electronic device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09214296A JP3396368B2 (en) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | Electronic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|
JPH09284048A true JPH09284048A (en) | 1997-10-31 |
JP3396368B2 JP3396368B2 (en) | 2003-04-14 |
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1996
- 1996-04-15 JP JP09214296A patent/JP3396368B2/en not_active Expired - Fee Related
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