JPH10135738A - 温度補償型水晶発振器 - Google Patents
温度補償型水晶発振器Info
- Publication number
- JPH10135738A JPH10135738A JP33069297A JP33069297A JPH10135738A JP H10135738 A JPH10135738 A JP H10135738A JP 33069297 A JP33069297 A JP 33069297A JP 33069297 A JP33069297 A JP 33069297A JP H10135738 A JPH10135738 A JP H10135738A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- capacitor
- characteristic
- circuit
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路構成が簡単で、実用性の高い、且つ安価
な温度補償型水晶発振器を提供する。 【解決手段】 温度を横軸、周波数を縦軸とし、基準温
度及び当該基準温度における周波数を原点とする座標に
対して、周波数温度特性の極大値、極小値が第２象限、
第４象限となる３次の曲線特性を有するＡＴカットされ
た水晶振動子ｘに、サーミスタTHと抵抗R とコンデンサ
C1、C2とからなる温度補償回路Z を直列に接続して成る
温度補償型水晶発振器において、前記温度補償回路Z
は、サーミスタTHと抵抗R から成る並列回路1 、該並列
回路1 に直列接続してなる第１のコンデンサC1、並列回
路1 及び第１のコンデンサC1から成るサーミスタ補償回
路部2に、並列接続された負の温度特性を有する第２の
コンデンサC2から成り、前記サーミス補償回路部2 によ
り３次の曲線特性の極大値を補正して原点中心に略対象
性を有する３次の曲線特性に変換し、前記第２のコンデ
ンサC2により所定温度領域での傾きを略水平化した温度
補償型水晶発振器である。
な温度補償型水晶発振器を提供する。 【解決手段】 温度を横軸、周波数を縦軸とし、基準温
度及び当該基準温度における周波数を原点とする座標に
対して、周波数温度特性の極大値、極小値が第２象限、
第４象限となる３次の曲線特性を有するＡＴカットされ
た水晶振動子ｘに、サーミスタTHと抵抗R とコンデンサ
C1、C2とからなる温度補償回路Z を直列に接続して成る
温度補償型水晶発振器において、前記温度補償回路Z
は、サーミスタTHと抵抗R から成る並列回路1 、該並列
回路1 に直列接続してなる第１のコンデンサC1、並列回
路1 及び第１のコンデンサC1から成るサーミスタ補償回
路部2に、並列接続された負の温度特性を有する第２の
コンデンサC2から成り、前記サーミス補償回路部2 によ
り３次の曲線特性の極大値を補正して原点中心に略対象
性を有する３次の曲線特性に変換し、前記第２のコンデ
ンサC2により所定温度領域での傾きを略水平化した温度
補償型水晶発振器である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１つの温度補償回
路を具備した水晶振動子を用いた温度補償型水晶発振器
に関するものである。
路を具備した水晶振動子を用いた温度補償型水晶発振器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】温度補償型水晶発振器は、通信機器、特
に携帯用電話、車載用電話などの基準発振源などに広く
使用されている。
に携帯用電話、車載用電話などの基準発振源などに広く
使用されている。
【０００３】従来、周波数−温度特性（単に、温度特性
という）が３次曲線を有する水晶振動子を、温度に対し
て周波数が略一定とする温度補償型水晶発振器は、図４
に示す構成を作用していた。即ち、水晶振動子の一端
に、負の温度係数を有する温度補償用コンデンサＣ11、
Ｃ12を接続していた。尚、図４において、ＣＴはトリマ
ーコンデンサであり、Ｙは発振用トランジスタ、抵抗、
コンデンサからなる発振回路部である。
という）が３次曲線を有する水晶振動子を、温度に対し
て周波数が略一定とする温度補償型水晶発振器は、図４
に示す構成を作用していた。即ち、水晶振動子の一端
に、負の温度係数を有する温度補償用コンデンサＣ11、
Ｃ12を接続していた。尚、図４において、ＣＴはトリマ
ーコンデンサであり、Ｙは発振用トランジスタ、抵抗、
コンデンサからなる発振回路部である。
【０００４】図４に示す温度補償型水晶発振器では、温
度補償用コンデンサＣ11、Ｃ12の直線的な容量の変化を
利用して、３次の温度特性の水晶振動子Ｘを補正し、狭
い領域の温度範囲、例えば−１０℃〜＋６０℃で周波数
の変動率を±２．５ｐｐｍとしていた。
度補償用コンデンサＣ11、Ｃ12の直線的な容量の変化を
利用して、３次の温度特性の水晶振動子Ｘを補正し、狭
い領域の温度範囲、例えば−１０℃〜＋６０℃で周波数
の変動率を±２．５ｐｐｍとしていた。
【０００５】また、サーミスタ、コンデンサ、抵抗を組
み合わせて温度補償回路を構成して、この温度補償回路
を、３次の温度特性の水晶振動子Ｘに接続して、より広
い温度範囲、例えば−３０℃〜＋７０℃で温度補償を行
うことも既に提案されている（例えば特公昭６４−１９
６９号参照）。
み合わせて温度補償回路を構成して、この温度補償回路
を、３次の温度特性の水晶振動子Ｘに接続して、より広
い温度範囲、例えば−３０℃〜＋７０℃で温度補償を行
うことも既に提案されている（例えば特公昭６４−１９
６９号参照）。
【０００６】ところで、３次曲線の温度特性を有するＭ
Ｈｚ帯の水晶振動子Ｘは、形状によって、温度特性にば
らつきが発生する。そして、図６に示すように０℃付近
と５０℃付近に周波数変動のピーク（極大値、極小値）
が存在する水晶振動子Ｘは、最も安価であり、安価な水
晶発振器を達成する上で、利用価値が高いものである。
Ｈｚ帯の水晶振動子Ｘは、形状によって、温度特性にば
らつきが発生する。そして、図６に示すように０℃付近
と５０℃付近に周波数変動のピーク（極大値、極小値）
が存在する水晶振動子Ｘは、最も安価であり、安価な水
晶発振器を達成する上で、利用価値が高いものである。
【０００７】このような水晶振動子Ｘは、図５に示すよ
うな高温領域温度補償回路部を簡略化した温度補償型水
晶発振回路が提案されていた（実開昭６３−１５６１０
９号）。
うな高温領域温度補償回路部を簡略化した温度補償型水
晶発振回路が提案されていた（実開昭６３−１５６１０
９号）。
【０００８】尚、図５において、Ｚ1 は、コンデンサＣ
21、Ｃ22、抵抗Ｒ21、サーミスタＴＨ21からなる低温領
域温度補償回路部、Ｚ2 は負の温度係数をもつ温度補償
用コンデンサＣ24からなる高温領域温度補償回路部であ
り、Ｙは発振回路部である。
21、Ｃ22、抵抗Ｒ21、サーミスタＴＨ21からなる低温領
域温度補償回路部、Ｚ2 は負の温度係数をもつ温度補償
用コンデンサＣ24からなる高温領域温度補償回路部であ
り、Ｙは発振回路部である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、２５℃を基準周波数として、０℃での極大値が第Ｉ
Ｉ象限、＋５０℃での極小値が値第ＩＶ象限に存在する
温度特性を有する３次の温度特性の水晶振動子Ｘは、そ
の３次曲線にける原点中心の対象性、即ちΔｆ（０°）
＋Δｆ（５０°）＝０が理想的であるが、一般には｜Δ
ｆ（０°）｜＜｜Δｆ（５０°）｜の非対象性の特性と
なってしまう。この傾向は水晶振動子Ｘの発振周波数が
低くなる程顕著となる。
に、２５℃を基準周波数として、０℃での極大値が第Ｉ
Ｉ象限、＋５０℃での極小値が値第ＩＶ象限に存在する
温度特性を有する３次の温度特性の水晶振動子Ｘは、そ
の３次曲線にける原点中心の対象性、即ちΔｆ（０°）
＋Δｆ（５０°）＝０が理想的であるが、一般には｜Δ
ｆ（０°）｜＜｜Δｆ（５０°）｜の非対象性の特性と
なってしまう。この傾向は水晶振動子Ｘの発振周波数が
低くなる程顕著となる。
【００１０】例えば図６に示すように、短冊状の周波数
が１２．８ＭＨｚのＡＴカットされた水晶振動子Ｘで
は、｜Δｆ（０°）｜−｜Δｆ（５０°）｜≦−２ｐｐ
ｍ、周波数が１９．２ＭＨｚのＡＴカットされた水晶振
動子Ｘでは、｜Δｆ（０°）｜−｜Δｆ（５０°）｜≦
−１ｐｐｍとなる。尚、図６において、実線が１２．８
ＭＨｚの水晶振動子の温度特性であり、点線は１９．２
ＭＨｚの水晶振動子の温度特性である。
が１２．８ＭＨｚのＡＴカットされた水晶振動子Ｘで
は、｜Δｆ（０°）｜−｜Δｆ（５０°）｜≦−２ｐｐ
ｍ、周波数が１９．２ＭＨｚのＡＴカットされた水晶振
動子Ｘでは、｜Δｆ（０°）｜−｜Δｆ（５０°）｜≦
−１ｐｐｍとなる。尚、図６において、実線が１２．８
ＭＨｚの水晶振動子の温度特性であり、点線は１９．２
ＭＨｚの水晶振動子の温度特性である。
【００１１】このように非対象性が存在するため、図５
に示すような温度補償回路でもって低温側の周波数特性
の極大値を小さくするように低温領域温度補償回路部Ｚ
1 で低温補償を行うと、低温領域温度補償回路部Ｚ1 と
直列に配置された負の温度係数をもつコンデンサＣ
24で、さらに非対象性が増幅される結果となり、充分な
温度補償ができないという問題点があった。
に示すような温度補償回路でもって低温側の周波数特性
の極大値を小さくするように低温領域温度補償回路部Ｚ
1 で低温補償を行うと、低温領域温度補償回路部Ｚ1 と
直列に配置された負の温度係数をもつコンデンサＣ
24で、さらに非対象性が増幅される結果となり、充分な
温度補償ができないという問題点があった。
【００１２】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、図５に示す負の温度係数を
もつコンデンサＣ24を排除して、実質的に１つの温度補
償回路で、負の温度係数をもつコンデンサによる非対象
性の助長を低減し、基準温度付近で周波数変動が非常に
少ない温度補償型水晶発振器を提供するものである。
たものであり、その目的は、図５に示す負の温度係数を
もつコンデンサＣ24を排除して、実質的に１つの温度補
償回路で、負の温度係数をもつコンデンサによる非対象
性の助長を低減し、基準温度付近で周波数変動が非常に
少ない温度補償型水晶発振器を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、温度を
横軸、周波数を縦軸とし、基準温度及び当該基準温度に
おける周波数を原点とする座標に対して、周波数温度特
性の極大値、極小値が第２象限、第４象限となる３次の
曲線特性を有するＡＴカットされた水晶振動子に、サー
ミスタと抵抗とコンデンサとからなる温度補償回路を直
列に接続して成る温度補償型水晶発振器において、前記
温度補償回路は、サーミスタと抵抗を並列した回路部に
対して第１のコンデンサを直列に接続したサーミスタ補
償回路部に、負の温度特性を有する第２のコンデンサを
並列接続して成り、前記サーミス補償回路部により前記
水晶振動子の３次の曲線特性の極大値を補正して原点中
心に略対象性を有する３次の曲線特性に変換し、前記第
２のコンデンサにより前記変換した３次の曲線特性の所
定温度領域での傾きを略水平化したことを特徴とする温
度補償型水晶発振器である。
横軸、周波数を縦軸とし、基準温度及び当該基準温度に
おける周波数を原点とする座標に対して、周波数温度特
性の極大値、極小値が第２象限、第４象限となる３次の
曲線特性を有するＡＴカットされた水晶振動子に、サー
ミスタと抵抗とコンデンサとからなる温度補償回路を直
列に接続して成る温度補償型水晶発振器において、前記
温度補償回路は、サーミスタと抵抗を並列した回路部に
対して第１のコンデンサを直列に接続したサーミスタ補
償回路部に、負の温度特性を有する第２のコンデンサを
並列接続して成り、前記サーミス補償回路部により前記
水晶振動子の３次の曲線特性の極大値を補正して原点中
心に略対象性を有する３次の曲線特性に変換し、前記第
２のコンデンサにより前記変換した３次の曲線特性の所
定温度領域での傾きを略水平化したことを特徴とする温
度補償型水晶発振器である。
【００１４】
【作用】本発明の温度補償回路は、抵抗、サーミスタか
ら成る並列回路に対して、第１のコンデンサが直列的に
接続してサーミスタ補償回路部を構成し、このサーミス
タ補償回路部２に、負の温度係数を有する第２のコンデ
ンサを並列的に接続して構成されている。これにより、
水晶振動子Ｘが有する非対象性の３次の温度特性は、サ
ーミスタ補償回路部で低温領域に存在する極大値を大き
くするように補償され、３次の温度特性に概略対象性を
持たせるようにする。そして、並列に接続された負の温
度係数を有する第２のコンデンサによって、この概略対
象性を有する３次の温度特性を例えば−１０℃〜＋６０
℃の範囲で等分に補償するようにしている。その結果と
して、非対象性の３次温度曲線を有する水晶振動子Ｘで
あっても、その非象性特性の助長を抑えることができ、
基準温度周囲に周囲の温度領域で周波数変動を平坦化す
ることができる。例えば−１０℃〜＋６０℃の範囲にお
いて、発振周波数の変化（Δｆ／ｆ）を±２．５ｐｐｍ
以内に温度補償することができる温度補償型水晶発振器
となる。
ら成る並列回路に対して、第１のコンデンサが直列的に
接続してサーミスタ補償回路部を構成し、このサーミス
タ補償回路部２に、負の温度係数を有する第２のコンデ
ンサを並列的に接続して構成されている。これにより、
水晶振動子Ｘが有する非対象性の３次の温度特性は、サ
ーミスタ補償回路部で低温領域に存在する極大値を大き
くするように補償され、３次の温度特性に概略対象性を
持たせるようにする。そして、並列に接続された負の温
度係数を有する第２のコンデンサによって、この概略対
象性を有する３次の温度特性を例えば−１０℃〜＋６０
℃の範囲で等分に補償するようにしている。その結果と
して、非対象性の３次温度曲線を有する水晶振動子Ｘで
あっても、その非象性特性の助長を抑えることができ、
基準温度周囲に周囲の温度領域で周波数変動を平坦化す
ることができる。例えば−１０℃〜＋６０℃の範囲にお
いて、発振周波数の変化（Δｆ／ｆ）を±２．５ｐｐｍ
以内に温度補償することができる温度補償型水晶発振器
となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の温度補償型水晶発
振器を図面に基づいて詳説する。図１は本発明の温度補
償型水晶発振器の回路図であり、Ｘは水晶振動子、ＣＴ
はトリマーコンデンサ、Ｃ1 〜Ｃ7 はコンデンサ、Ｒ、
Ｒ1 〜Ｒ4 は抵抗、ＴＨはサーミスタ、Ｔ1 はトランジ
スタである。
振器を図面に基づいて詳説する。図１は本発明の温度補
償型水晶発振器の回路図であり、Ｘは水晶振動子、ＣＴ
はトリマーコンデンサ、Ｃ1 〜Ｃ7 はコンデンサ、Ｒ、
Ｒ1 〜Ｒ4 は抵抗、ＴＨはサーミスタ、Ｔ1 はトランジ
スタである。
【００１６】温度補償型水晶発振器は、図１に示すよう
な回路構成となっており、水晶振動子Ｘの一端にトリマ
ーコンデンサＣＴ、負の温度係数を有するコンデンサＣ
3 が接続されている。また、水晶振動子Ｘの他端に温度
補償回路Ｚに接続されている。さらに温度補償回路Ｚに
トランジスタＴ1 、抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 、コンデンサＣ4〜
Ｃ7 から成る発振回路部Ｙが接続されている。
な回路構成となっており、水晶振動子Ｘの一端にトリマ
ーコンデンサＣＴ、負の温度係数を有するコンデンサＣ
3 が接続されている。また、水晶振動子Ｘの他端に温度
補償回路Ｚに接続されている。さらに温度補償回路Ｚに
トランジスタＴ1 、抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 、コンデンサＣ4〜
Ｃ7 から成る発振回路部Ｙが接続されている。
【００１７】水晶振動子Ｘは、厚みすべり振動モードを
有するＡＴカットされた振動子であり、図６に示すよう
に例えば２５℃を基準周波数として、０℃で第ＩＩ象
限、＋５０℃で第ＩＶ象限を通る３次の温度特性を有す
るものである。しかも、基準温度２５℃から±２５℃離
れた０℃及び５０℃の周波数変動率の絶対値が夫々相違
して、３次の温度特性上、非対象性の特性を有する汎用
的なものであり、安価な水晶振動子である。
有するＡＴカットされた振動子であり、図６に示すよう
に例えば２５℃を基準周波数として、０℃で第ＩＩ象
限、＋５０℃で第ＩＶ象限を通る３次の温度特性を有す
るものである。しかも、基準温度２５℃から±２５℃離
れた０℃及び５０℃の周波数変動率の絶対値が夫々相違
して、３次の温度特性上、非対象性の特性を有する汎用
的なものであり、安価な水晶振動子である。
【００１８】温度補償回路Ｚは、第１のコンデンサ
Ｃ1 、抵抗Ｒ、サーミスタＴＨ、負の温度係数を有する
第２のコンデンサＣ2 からなる。具体的には、サーミス
タＴＨと抵抗Ｒとの並列回路部１に、直列に第１のコン
デンサＣ1 を接続し（接続した状態の回路をサーミスタ
補償回路部２という）、さらに、このサーミスタ補償回
路部２に負の温度係数を有する第２のコンデンサＣ2 を
並列的に接続して構成されている。
Ｃ1 、抵抗Ｒ、サーミスタＴＨ、負の温度係数を有する
第２のコンデンサＣ2 からなる。具体的には、サーミス
タＴＨと抵抗Ｒとの並列回路部１に、直列に第１のコン
デンサＣ1 を接続し（接続した状態の回路をサーミスタ
補償回路部２という）、さらに、このサーミスタ補償回
路部２に負の温度係数を有する第２のコンデンサＣ2 を
並列的に接続して構成されている。
【００１９】発振回路部Ｙは、発振用トランジスタ
Ｔ1 、抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 、コンデンサＣ4〜Ｃ7 からなる
構成されている。
Ｔ1 、抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 、コンデンサＣ4〜Ｃ7 からなる
構成されている。
【００２０】このような構成により、汎用性が高い水晶
振動子Ｘ（温度特性が０℃で第ＩＩ象限、＋５０℃で第
ＩＶ象限を通る温度特性を有する３次の曲線を有し、非
対象性であるもの）を、例えば−１０℃〜＋６０℃の温
度範囲において周波数変動を非常に小さくするための温
度補償動作は、次の２つの処理により行われる。まず、
温度補償回路Ｚのサーミスタ補償回路部２によって、水
晶振動子Ｘの非対象性３次の温度特性を補正して、例え
ば、−１０℃〜＋６０℃の温度範囲で基準温度を原点と
して対象性の有する３次の特性に変換する。つぎに、主
に、このサーミスタ補償回路部２に並列接続した負の温
度係数を有する第２のコンデンサＣ2 によって−１０℃
〜＋６０℃の温度範囲を等分に補正を行う。即ち、サー
ミスタ補償回路部２とは、サーミスタＴＨと抵抗Ｒとが
並列的に接続されていることから低温領域の周波数変動
を持ち上げる低温補償として動作する。その結果、温度
特性が０℃で第ＩＩ象限での周波数変動を大きくして、
例えば−１０℃〜＋６０℃の温度範囲で第ＩＩ象限、第
ＩＶ象限を通る３次の曲線に対象性を持たせることがで
きる。また、負の温度係数を有する第２のコンデンサＣ
2 の−１０℃〜＋６０℃の温度範囲で該略直線的な傾き
を利用して、上述の略対象性を有するように変換した３
次の温度特性の所定温度範囲、例えば−１０℃〜＋６０
℃を等分に補正して、その結果、この温度領域で傾きを
略水平化した特性に変換する。これにより、温度補償型
水晶発振器の発振周波数を、−１０℃〜＋６０℃の温度
範囲で±２．５ｐｐｍ以内に安定させることができる。
振動子Ｘ（温度特性が０℃で第ＩＩ象限、＋５０℃で第
ＩＶ象限を通る温度特性を有する３次の曲線を有し、非
対象性であるもの）を、例えば−１０℃〜＋６０℃の温
度範囲において周波数変動を非常に小さくするための温
度補償動作は、次の２つの処理により行われる。まず、
温度補償回路Ｚのサーミスタ補償回路部２によって、水
晶振動子Ｘの非対象性３次の温度特性を補正して、例え
ば、−１０℃〜＋６０℃の温度範囲で基準温度を原点と
して対象性の有する３次の特性に変換する。つぎに、主
に、このサーミスタ補償回路部２に並列接続した負の温
度係数を有する第２のコンデンサＣ2 によって−１０℃
〜＋６０℃の温度範囲を等分に補正を行う。即ち、サー
ミスタ補償回路部２とは、サーミスタＴＨと抵抗Ｒとが
並列的に接続されていることから低温領域の周波数変動
を持ち上げる低温補償として動作する。その結果、温度
特性が０℃で第ＩＩ象限での周波数変動を大きくして、
例えば−１０℃〜＋６０℃の温度範囲で第ＩＩ象限、第
ＩＶ象限を通る３次の曲線に対象性を持たせることがで
きる。また、負の温度係数を有する第２のコンデンサＣ
2 の−１０℃〜＋６０℃の温度範囲で該略直線的な傾き
を利用して、上述の略対象性を有するように変換した３
次の温度特性の所定温度範囲、例えば−１０℃〜＋６０
℃を等分に補正して、その結果、この温度領域で傾きを
略水平化した特性に変換する。これにより、温度補償型
水晶発振器の発振周波数を、−１０℃〜＋６０℃の温度
範囲で±２．５ｐｐｍ以内に安定させることができる。
【００２１】水晶振動子Ｘを等価回路で考えると、図２
に示すように、容量Ｃｘ、インダクタンス成分Ｌ、抵抗
成分Ｒが夫々直列に接続されて、さらに並列容量成分Ｃ
0 が付加されている。
に示すように、容量Ｃｘ、インダクタンス成分Ｌ、抵抗
成分Ｒが夫々直列に接続されて、さらに並列容量成分Ｃ
0 が付加されている。
【００２２】このような周波数偏差（Δｆ／ｆ）を水晶
振動子Ｘに対する全体の負荷容量ＣＬなどから求める
と、 Ｘ1 ＝１／２πｆＣ1 （Ｔ） Ｘ2 ＝１／２πｆＣ2 （Ｔ） Ａ＝ＴＨ（Ｔ）・Ｒ／（ＴＨ（Ｔ）＋Ｒ） Ｒ0 ＝Ａ・Ｘ2 2 ／（Ａ2 ＋（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）2 ） Ｘ0 ＝Ｘ2 ・（Ａ2 ＋Ｘ1 ・Ｘ2 ＋Ｘ1 2 ）／（Ａ2 ＋（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）2 ） ∴Ｃ0 （Ｔ）＝１／２πｆ・Ｘ0 ・・・ ＣＬ（Ｔ）＝１／（１／Ｃ0 （Ｔ）＋１／Ｃ6 ＋１／（ＣＴ＋Ｃ3 ）・・ 尚、上述の式において、 Ｘ1 ：コンデンサＣ1 のリアクタンス Ｘ2 ：コンデンサＣ2 のリアクタンス Ａ ：サーミスタＴＨと抵抗Ｒの合成抵抗 Ｒ0 ：並列−直列変換した時の抵抗成分 Ｘ0 ：並列−直列変換した時のリアクタンス成分 Ｃ0 （Ｔ）：リアクタンスＸO の容量 ＣＬ（Ｔ）：全体のＣＬ容量 を示す。
振動子Ｘに対する全体の負荷容量ＣＬなどから求める
と、 Ｘ1 ＝１／２πｆＣ1 （Ｔ） Ｘ2 ＝１／２πｆＣ2 （Ｔ） Ａ＝ＴＨ（Ｔ）・Ｒ／（ＴＨ（Ｔ）＋Ｒ） Ｒ0 ＝Ａ・Ｘ2 2 ／（Ａ2 ＋（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）2 ） Ｘ0 ＝Ｘ2 ・（Ａ2 ＋Ｘ1 ・Ｘ2 ＋Ｘ1 2 ）／（Ａ2 ＋（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）2 ） ∴Ｃ0 （Ｔ）＝１／２πｆ・Ｘ0 ・・・ ＣＬ（Ｔ）＝１／（１／Ｃ0 （Ｔ）＋１／Ｃ6 ＋１／（ＣＴ＋Ｃ3 ）・・ 尚、上述の式において、 Ｘ1 ：コンデンサＣ1 のリアクタンス Ｘ2 ：コンデンサＣ2 のリアクタンス Ａ ：サーミスタＴＨと抵抗Ｒの合成抵抗 Ｒ0 ：並列−直列変換した時の抵抗成分 Ｘ0 ：並列−直列変換した時のリアクタンス成分 Ｃ0 （Ｔ）：リアクタンスＸO の容量 ＣＬ（Ｔ）：全体のＣＬ容量 を示す。
【００２３】ここで、水晶振動子Ｘの直列容量成分Ｃｘ
と並列容量成分Ｃ0 と全負荷容量ＣＬとの関係は、 Δｆ／ｆ＝Ｃｘ／２（Ｃ0 ＋ＣＬ（Ｔ））・・・で表
される。
と並列容量成分Ｃ0 と全負荷容量ＣＬとの関係は、 Δｆ／ｆ＝Ｃｘ／２（Ｃ0 ＋ＣＬ（Ｔ））・・・で表
される。
【００２４】式は温度の関数であり、式のＣＬ
（Ｔ）に代入すれば、周波数偏差（Δｆ／ｆ）を求める
ことができる。
（Ｔ）に代入すれば、周波数偏差（Δｆ／ｆ）を求める
ことができる。
【００２５】この式、式に対応の数値を種々変化さ
せて、周波数偏差（Δｆ／ｆ）を求めると、表１のよう
になる。尚、水晶振動子Ｘの定数として、Ｃ0 ＝１．５
ｐＦ、Ｃｘ＝９ｍｐＦ、回路定数として、コンデンサＣ
1 ＝３３ｐＦ、コンデンサＣ2 ＝３３ｐＦ、コンデンサ
Ｃ3 ＝２３ｐＦ、トリマーコンデンサＣＴ＝３．５ｐ
Ｆ、サーミスタＴＨの定数ＴＨ＝４０Ω、Ｂ定数ＢＬ＝
２７．０、各コンデンサＣ1 〜Ｃ4 の温度係数としてＣ
1 ＝０、Ｃ2 ＝−１０００ｐｐｍ／℃、Ｃ3 ＝−１００
０ｐｐｍ／℃、Ｃ4 ＝０に設定し、さらに抵抗Ｒを８０
０Ω、１０００Ω、１２００Ω、１５００Ω、２０００
Ω、２２００Ωに変化させた。
せて、周波数偏差（Δｆ／ｆ）を求めると、表１のよう
になる。尚、水晶振動子Ｘの定数として、Ｃ0 ＝１．５
ｐＦ、Ｃｘ＝９ｍｐＦ、回路定数として、コンデンサＣ
1 ＝３３ｐＦ、コンデンサＣ2 ＝３３ｐＦ、コンデンサ
Ｃ3 ＝２３ｐＦ、トリマーコンデンサＣＴ＝３．５ｐ
Ｆ、サーミスタＴＨの定数ＴＨ＝４０Ω、Ｂ定数ＢＬ＝
２７．０、各コンデンサＣ1 〜Ｃ4 の温度係数としてＣ
1 ＝０、Ｃ2 ＝−１０００ｐｐｍ／℃、Ｃ3 ＝−１００
０ｐｐｍ／℃、Ｃ4 ＝０に設定し、さらに抵抗Ｒを８０
０Ω、１０００Ω、１２００Ω、１５００Ω、２０００
Ω、２２００Ωに変化させた。
【００２６】
【表１】
【００２７】この表１を特性図として表したものが図３
の線Ａ群である。
の線Ａ群である。
【００２８】図３において、サーミスタＴＨと抵抗Ｒと
の並列回路部１の抵抗Ｒを８００〜２２００Ωの間で変
化させても、＋５０℃、＋６０℃ではほとんど影響が生
じないことを示す。一方、−１０℃、０℃では抵抗Ｒに
よって周波数偏差が変化することを示す。このことは、
抵抗Ｒを含むサーミス回路部２によって、低温側領域の
周波数を持ち上げるように働くことが理解できる。
の並列回路部１の抵抗Ｒを８００〜２２００Ωの間で変
化させても、＋５０℃、＋６０℃ではほとんど影響が生
じないことを示す。一方、−１０℃、０℃では抵抗Ｒに
よって周波数偏差が変化することを示す。このことは、
抵抗Ｒを含むサーミス回路部２によって、低温側領域の
周波数を持ち上げるように働くことが理解できる。
【００２９】今、抵抗Ｒを１５００Ωの時には、＋５０
℃では各コンデンサＣ2 、Ｃ3 の温度係数によって、＋
３．７５ｐｐｍの周波数を持ち上げられる。０℃ではコ
ンデンサＣ2 、Ｃ3 及びサーミスタＴＨによって−１．
９２ｐｐｍ周波数を下げられる。この差、＋３．７５−
１．９２＝＋１．８３ｐｐｍだけ＋５０℃の方が持ち上
げられることになる。
℃では各コンデンサＣ2 、Ｃ3 の温度係数によって、＋
３．７５ｐｐｍの周波数を持ち上げられる。０℃ではコ
ンデンサＣ2 、Ｃ3 及びサーミスタＴＨによって−１．
９２ｐｐｍ周波数を下げられる。この差、＋３．７５−
１．９２＝＋１．８３ｐｐｍだけ＋５０℃の方が持ち上
げられることになる。
【００３０】図３の線Ｂのように水晶振動子Ｘの温度特
性は０℃と５０℃では非対象性となっているため、この
非対象性の温度特性を補うのに、本発明のように非対象
性の補償量を有する温度補償回路Ｚは極めて有用とな
る。
性は０℃と５０℃では非対象性となっているため、この
非対象性の温度特性を補うのに、本発明のように非対象
性の補償量を有する温度補償回路Ｚは極めて有用とな
る。
【００３１】尚、図３の線Ｃは、水晶振動子Ｘの線Ｂに
示す周波数特性を補償した後の特性を示す。
示す周波数特性を補償した後の特性を示す。
【００３２】本発明の温度補償回路Ｚの回路を構成する
にあたり、まず、水晶振動子Ｘの固有温度特性を調べ、
その３次の温度曲線の非対象性を把握する。次に、この
非対象性をキャンセルして、所定温度範囲で基準温度を
原点に対象性の３次特性が得られるような抵抗Ｒを決め
る。その後、所定温度範囲、例えば−１０℃〜＋６０℃
での水晶振動子Ｘの温度特性の傾きに応じて、使用する
負の温度係数のコンデンサＣ2 の特性、実際には、コン
デンサＣ3 の特性を考慮して設定して、所定温度範囲、
例えば−１０℃〜＋６０℃の発振周波数を概略水平化さ
せる。これより、所定温度範囲において、温度に依存す
ることなく周波数が安定した温度補償型水晶発振器を構
成することができる。
にあたり、まず、水晶振動子Ｘの固有温度特性を調べ、
その３次の温度曲線の非対象性を把握する。次に、この
非対象性をキャンセルして、所定温度範囲で基準温度を
原点に対象性の３次特性が得られるような抵抗Ｒを決め
る。その後、所定温度範囲、例えば−１０℃〜＋６０℃
での水晶振動子Ｘの温度特性の傾きに応じて、使用する
負の温度係数のコンデンサＣ2 の特性、実際には、コン
デンサＣ3 の特性を考慮して設定して、所定温度範囲、
例えば−１０℃〜＋６０℃の発振周波数を概略水平化さ
せる。これより、所定温度範囲において、温度に依存す
ることなく周波数が安定した温度補償型水晶発振器を構
成することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上、本発明によれば、サーミスタ補償
回路部に並列に負の温度係数を有するコンデンサを接続
した温度補償回路が水晶振動子に直列接続されている。
従って、水晶振動子の３次の温度特性が低温、例えば０
℃と高温（例えば５０℃）とで非対象性であったとして
も、実用性の高い温度範囲でこの非対象特性を補正し
て、温度補償を行うことができるため、汎用性の水晶振
動子に対して実用性の高い温度範囲、例えば−１０℃〜
＋６０℃の範囲で、温度特性を±２．５ｐｐｍ以内に抑
えることができる。しかも、従来の高温領域補償回路部
を排除することができるため、回路構成が簡単な温度補
償型水晶発振器となる。
回路部に並列に負の温度係数を有するコンデンサを接続
した温度補償回路が水晶振動子に直列接続されている。
従って、水晶振動子の３次の温度特性が低温、例えば０
℃と高温（例えば５０℃）とで非対象性であったとして
も、実用性の高い温度範囲でこの非対象特性を補正し
て、温度補償を行うことができるため、汎用性の水晶振
動子に対して実用性の高い温度範囲、例えば−１０℃〜
＋６０℃の範囲で、温度特性を±２．５ｐｐｍ以内に抑
えることができる。しかも、従来の高温領域補償回路部
を排除することができるため、回路構成が簡単な温度補
償型水晶発振器となる。
【図１】本発明の温度補償型水晶発振器の回路図であ
る。
る。
【図２】水晶振動子の等価回路図である。
【図３】本発明の温度補償型水晶発振器における温度補
償の一例を示す特性図であり、線Ａは補償前の水晶振動
子の温度特性であり、線Ｂは補償量を示す特性であり、
線Ｃは補償後の水晶振動子の温度特性である。
償の一例を示す特性図であり、線Ａは補償前の水晶振動
子の温度特性であり、線Ｂは補償量を示す特性であり、
線Ｃは補償後の水晶振動子の温度特性である。
【図４】従来の温度補償型水晶発振器の回路図である。
【図５】従来の温度補償型水晶発振器の他の回路図であ
る。
る。
【図６】一般的な水晶振動子の温度特性を示す特性図で
ある。
ある。
Ｘ・・・・・水晶振動子 Ｙ・・・・・発振回路 Ｚ・・・・・温度補償回路 １・・・・・並列回路 ２・・・・・サーミスタ補償回路 Ｒ・・・・抵抗 Ｃ2 、Ｃ3 ・・・負の温度係数を有するコンデンサ Ｃ1 、Ｃ4 〜Ｃ6 ・・・コンデンサ ＣＴ・・・・トリマーコンデンサ ＴＨ・・・・サーミスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 温度を横軸、周波数を縦軸とし、基準温
度及び当該基準温度における周波数を原点とする座標に
対して、周波数温度特性の極大値、極小値が第２象限、
第４象限となる３次の曲線特性を有するＡＴカットされ
た水晶振動子に、サーミスタと抵抗とコンデンサとから
なる温度補償回路を直列に接続して成る温度補償型水晶
発振器において、 前記温度補償回路は、サーミスタと抵抗を並列した回路
部に対して第１のコンデンサを直列に接続したサーミス
タ補償回路部に、負の温度特性を有する第２のコンデン
サを並列接続して成り、 前記サーミス補償回路部により前記水晶振動子の３次の
曲線特性の極大値を補正して原点中心に略対象性を有す
る３次の曲線特性に変換し、前記第２のコンデンサによ
り前記変換した３次の曲線特性の所定温度領域での傾き
を略水平化したことを特徴とする温度補償型水晶発振
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330692A JP3020906B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 温度補償型水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330692A JP3020906B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 温度補償型水晶発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135738A true JPH10135738A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3020906B2 JP3020906B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18235513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9330692A Expired - Fee Related JP3020906B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 温度補償型水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3020906B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031533A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-31 | Microstone Corp | ジャイロセンサ |
| CN113405452A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-09-17 | 中航西安飞机工业集团股份有限公司 | 一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法 |
| DE112010004935B4 (de) | 2009-12-21 | 2024-03-28 | Continental Automotive Systems, Inc. | Verfahren zur Aufrechterhaltung von Kommunikationsverbindungen, Computer-nutzbares Medium sowie Modul zur Verfolgung eines gestohlenen Fahrzeuges |
-
1997
- 1997-12-01 JP JP9330692A patent/JP3020906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031533A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-31 | Microstone Corp | ジャイロセンサ |
| DE112010004935B4 (de) | 2009-12-21 | 2024-03-28 | Continental Automotive Systems, Inc. | Verfahren zur Aufrechterhaltung von Kommunikationsverbindungen, Computer-nutzbares Medium sowie Modul zur Verfolgung eines gestohlenen Fahrzeuges |
| CN113405452A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-09-17 | 中航西安飞机工业集团股份有限公司 | 一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3020906B2 (ja) | 2000-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3283493B2 (ja) | 高安定度圧電発振器 | |
| JP3020906B2 (ja) | 温度補償型水晶発振器 | |
| EP1777808A1 (en) | High frequency Colpitts oscillation circuit | |
| JPS6355806B2 (ja) | ||
| JPH10294617A (ja) | 温度補償水晶発振器 | |
| JP2006114974A (ja) | 直線的周波数制御が可能な電圧制御型圧電発振器 | |
| JP2580660Y2 (ja) | 温度補償型水晶発振回路 | |
| JPH077214U (ja) | 温度補償型水晶発振器 | |
| JP2564387Y2 (ja) | 温度補償型水晶発振器 | |
| JPH051128Y2 (ja) | ||
| JP2605629Y2 (ja) | 温度補償型水晶発振器 | |
| JP6232220B2 (ja) | 発振回路の調整方法 | |
| JPH10284939A (ja) | 温度補償水晶発振器 | |
| JPH09199941A (ja) | 温度補償型水晶発振器 | |
| JP2917154B2 (ja) | 温度補償型の水晶発振器 | |
| JPH0411377Y2 (ja) | ||
| JP2000082922A (ja) | 圧電発振器 | |
| JPH0416490Y2 (ja) | ||
| JPH02122706A (ja) | オーバトーン用発振回路 | |
| JP2019186883A (ja) | 温度補償水晶発振器 | |
| JPH11298245A (ja) | 温度補償型水晶発振器 | |
| JP2001111343A (ja) | 温度補償圧電発振器 | |
| JP2956985B2 (ja) | 水晶発振器の駆動回路 | |
| JPS5934166Y2 (ja) | 水晶発振回路 | |
| JPS6260843B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |