JPH10290157A - Method and device for compensating temperature for crystal oscillation circuit - Google Patents

Method and device for compensating temperature for crystal oscillation circuit

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JPH10290157A
JPH10290157A JP9384697A JP9384697A JPH10290157A JP H10290157 A JPH10290157 A JP H10290157A JP 9384697 A JP9384697 A JP 9384697A JP 9384697 A JP9384697 A JP 9384697A JP H10290157 A JPH10290157 A JP H10290157A
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JP
Japan
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temperature
rank
crystal
temperature characteristic
chip
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Application number
JP9384697A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Shimanuki
正信 島貫
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Toshiba Corp
Toshiba Communication Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Communication Technology Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the method and device for compensating a temperature where component and manufacture management to match ranking of the temperature characteristic of a crystal oscillator is not required and temperature is surely compensated. SOLUTION: A rank discrimination terminal used to discriminate a temperature characteristic ranking of a crystal oscillator 101 is provided to a mount chip of the crystal oscillator 101. When the chip is mounted, a rank discrimination section 205 discriminates ranking of the crystal oscillator 101 through the rank discrimination terminal and a temperature discrimination section 203 discriminates the temperature based on a sensing signal from a temperature sensor 201. An arithmetic/control section 204 retrieves the temperature characteristic in a temperature characteristic memory 206 based on the discrimination ranking and the discrimination temperature and a control signal corresponding to a correction based on the discrimination temperature of the discrimination ranking is fed to a varactor element VC1 through a D/A converter circuit 209 to adjust the capacitance and to control the oscillated frequency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子を用い
た発振回路の発振周波数を安定化するための自動周波数
制御回路に関し、詳しくは、水晶振動子毎にその温度特
性を認識して発振周波数を制御することにより発振回路
の温度補償を確実に行うための温度補償方法及び装置の
改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic frequency control circuit for stabilizing the oscillation frequency of an oscillation circuit using a crystal oscillator, and more particularly, to an automatic frequency control circuit which recognizes the temperature characteristics of each crystal oscillator and The present invention relates to an improvement in a temperature compensation method and device for reliably performing temperature compensation of an oscillation circuit by controlling a frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】無線機に用いられる発振器の代表的なも
のとして、水晶振動子を発振源とする水晶発振器が知ら
れている。一般に、水晶発振器は、水晶振動子のカッテ
ィングの精度等により、温度対発振周波数の特性に関し
て例えば図6に示すようなばらつきを生じる。このよう
な水晶発振器X1,X2毎の温度特性のばらつきは、こ
れら水晶発振器X1,X2を含む発振回路の周波数の安
定化を妨げ、運用上の大きな支障となるのは言うまでも
ない。
2. Description of the Related Art As a typical oscillator used in a radio device, a crystal oscillator using a crystal oscillator as an oscillation source is known. In general, a crystal oscillator has a variation as shown in FIG. 6, for example, in temperature-oscillation frequency characteristics due to the accuracy of cutting of a crystal oscillator. Needless to say, such variations in the temperature characteristics of the crystal oscillators X1 and X2 hinder stabilization of the frequency of the oscillation circuit including the crystal oscillators X1 and X2.

【0003】そこで、水晶発振器の発振周波数を安定化
させるための最も一般的な方法としては、水晶振動子の
単品での特性改善を図る方法が考えられる。しかしなが
ら、この方法では、水晶振動子のカッティング精度を高
めるのにコストがかかり、希望に沿う特性改善を図るに
は製造コストの高騰を免れなかった。そこで、より現実
的な方法としては、その水晶発振器が実装される水晶発
振回路の温度特性により当該水晶発振器の発振周波数を
安定化させる方法があった。
Therefore, as the most general method for stabilizing the oscillation frequency of a crystal oscillator, a method for improving the characteristics of a single crystal resonator as a single product can be considered. However, according to this method, it is costly to increase the cutting accuracy of the crystal unit, and the production cost is inevitably increased to improve the characteristics as desired. Therefore, as a more realistic method, there has been a method of stabilizing the oscillation frequency of the crystal oscillator based on the temperature characteristics of the crystal oscillation circuit in which the crystal oscillator is mounted.

【0004】図7は、この方法を適用して成る従来の水
晶発振回路の回路構成を示したものである。この回路で
は、可変容量素子C2の容量変化により発振周波数の初
期調整を行った後、トランジスタTr、コンデンサC3,
C4,C1等の部品により水晶発振器101の温度特性を
打ち消すように発振回路定数や温度特性を決定するよう
にしている。
FIG. 7 shows a circuit configuration of a conventional crystal oscillation circuit to which this method is applied. In this circuit, after the initial adjustment of the oscillation frequency is performed by changing the capacitance of the variable capacitance element C2, the transistor Tr, the capacitor C3,
The oscillation circuit constants and the temperature characteristics are determined so that the temperature characteristics of the crystal oscillator 101 are canceled by components such as C4 and C1.

【0005】この水晶発振回路の場合、コンデンサC
2,C3,C4,C1等の各部品の温度特性を水晶発振器1
01の温度特性に合わせることが原則となる。もし間違
えて水晶発振器101の温度特性に合致しない部品を実
装してしまうと、該実装状態で改めて水晶発振器の10
1の温度試験をしないと温度特性が分からなくなる。し
かも、一度実装したチップ部品についてはその特性は全
く分からなかった。
In this crystal oscillation circuit, a capacitor C
The temperature characteristics of each component such as 2, C3, C4, C1, etc.
In principle, the temperature characteristics should be adjusted to 01. If a component that does not match the temperature characteristics of the crystal oscillator 101 is mounted by mistake, the crystal oscillator 10
If the temperature test is not performed, the temperature characteristics cannot be understood. Moreover, the characteristics of the once mounted chip component were not known at all.

【0006】換言すれば、この回路においては、水晶発
振器101の温度特性に合わせて適切な部品を実装しな
ければ正確な温度補償が望めない。このことは、水晶発
振器101と他の回路部品のランク合わせが不可欠であ
り、このランク合わせのためには各回路部品に水晶発振
器101のランクと照合するためのランク識別部を設け
る必要性があることを意味している。これにより、この
種の従来回路では、部品管理や製造管理が極めて煩雑な
ものとなっていた。
In other words, in this circuit, accurate temperature compensation cannot be expected unless suitable components are mounted in accordance with the temperature characteristics of the crystal oscillator 101. This means that rank matching between the crystal oscillator 101 and other circuit components is indispensable, and for this rank matching, it is necessary to provide each circuit component with a rank identification unit for collating with the rank of the crystal oscillator 101. Means that. As a result, in this type of conventional circuit, component management and manufacturing management are extremely complicated.

【0007】その他、水晶発振器の周波数制御の例とし
ては、TCXO(温度制御水晶発振器)のように、サー
ミスタやポジスタ等を用いて温度補償を行うものも知ら
れていた。しかしながら、この種の従来装置では、水晶
発振器の温度特性を判定しその温度特性毎に周波数を制
御するといった機能を有していなかった。
[0007] In addition, as an example of frequency control of a crystal oscillator, there has been known a device that performs temperature compensation using a thermistor, a posistor, or the like, such as a TCXO (temperature controlled crystal oscillator). However, this type of conventional device does not have a function of determining the temperature characteristics of the crystal oscillator and controlling the frequency for each temperature characteristic.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の水
晶発振器の自動周波数制御方法としては、・水晶発振器
と他の部品の温度特性に関するランク合わせを行って、
水晶発振器の温度特性のばらつきを打ち消すように回路
定数を決定する。
As described above, as a conventional automatic frequency control method for a crystal oscillator, there are the following methods.
The circuit constant is determined so as to cancel out the variation in the temperature characteristics of the crystal oscillator.

【0009】・TCXOのように、温度センサや回路の
温度特性で温度補償を行う。
[0010] Like TCXO, temperature compensation is performed using the temperature characteristics of a temperature sensor or a circuit.

【0010】等の方法が一般的であったが、前者の方法
では、水晶発振器の温度特性のばらつきに応じて回路部
品の温度特性を管理する必要性から部品管理、製造管理
が繁雑化し、後者の方法では水晶発振器の温度特性のば
らつきに対して製造方法、工程が複雑になるという問題
点があった。
In the former method, the necessity of managing the temperature characteristics of circuit components in accordance with the variation in the temperature characteristics of the crystal oscillator complicates parts management and manufacturing control, and the latter method requires the latter method. The method (1) has a problem that the manufacturing method and the process become complicated due to the variation in the temperature characteristics of the crystal oscillator.

【0011】本発明は上記問題点を除去し、水晶発振器
と他の回路部品の温度特性のランク合わせを不要にして
部品管理、製造管理を容易化すると共に、水晶発振器の
温度特性のばらつきに対しても温度補償を確実に行える
水晶発振回路の温度補償方法及び装置を提供することを
目的とする。
The present invention eliminates the above-mentioned problems, simplifies component management and manufacturing control by eliminating the need to rank the temperature characteristics of the crystal oscillator and other circuit components, and reduces variation in the temperature characteristics of the crystal oscillator. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for compensating temperature of a crystal oscillation circuit which can surely perform temperature compensation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、水晶振動子を実装したチップ上
に当該水晶振動子の温度特性ランクを示すランク判定端
子を設けると共に、前記チップを水晶発振回路に実装し
た状態で、前記ランク判定端子を通じて前記チップ内の
水晶振動子の温度特性ランクを判定し、該判定された温
度特性ランクに応じて前記水晶発振回路の発振周波数を
制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a chip having a crystal resonator mounted thereon is provided with a rank determination terminal indicating a temperature characteristic rank of the crystal resonator. In a state where the chip is mounted on the crystal oscillation circuit, a temperature characteristic rank of the crystal resonator in the chip is determined through the rank determination terminal, and an oscillation frequency of the crystal oscillation circuit is determined according to the determined temperature characteristic rank. It is characterized by controlling.

【0013】また、請求項2の発明は、上記請求項1の
発明において、温度に対する補正制御量の関係を温度特
性として前記温度特性ランク別に予め記憶しておくと共
に、前記温度特性ランクと共に温度を判定し、該判定さ
れたランク及び温度に対応する補正制御量を前記温度特
性から検索し、当該補正制御量に基づき前記水晶発振回
路内の可変容量素子の容量調整を行うことにより前記発
振周波数を制御することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the relationship between the correction control amount and the temperature is stored in advance as the temperature characteristic for each of the temperature characteristic ranks, and the temperature is stored together with the temperature characteristic rank. Determination, a correction control amount corresponding to the determined rank and temperature is searched from the temperature characteristic, and the oscillation frequency is adjusted by adjusting the capacity of the variable capacitance element in the crystal oscillation circuit based on the correction control amount. It is characterized by controlling.

【0014】また、請求項3の発明は、上記請求項1の
発明において、ランク判定端子は、前記チップのGND
端子に接続される複数の端子から成り、当該各端子と前
記GND端子間の接続パターンが当該チップ内の水晶振
動子の温度特性ランクと対応付けられていることを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the rank determination terminal is connected to the GND of the chip.
The semiconductor device is characterized by comprising a plurality of terminals connected to the terminals, wherein a connection pattern between each of the terminals and the GND terminal is associated with a temperature characteristic rank of a crystal unit in the chip.

【0015】また、請求項4の発明は上記請求項3の発
明においては、前記チップの実装時に前記ランク判定端
子にそれぞれ当接する複数の対面端子を設け、該対面端
子を通じて前記ランク判定端子の接続パターンを認識す
ることにより前記温度特性ランクの判定を行うことを特
徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, a plurality of facing terminals respectively contacting the rank determining terminals when the chip is mounted are provided, and the rank determining terminals are connected through the facing terminals. The temperature characteristic rank is determined by recognizing a pattern.

【0016】請求項5の発明は、水晶振動子を実装する
と共に、該実装した水晶振動子の温度特性ランクを示す
ランク判定端子を有する水晶振動子チップと、前記チッ
プを水晶発振回路に実装した状態で、前記ランク判定端
子を通じて前記チップ内の水晶振動子の温度特性ランク
を判定するランク判定手段と、前記ランク判定手段によ
り判定された温度特性ランクに応じて前記水晶発振回路
の発振周波数を制御する制御手段とを具備することを特
徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, a crystal resonator is mounted, a crystal resonator chip having a rank determination terminal indicating a temperature characteristic rank of the mounted crystal resonator, and the chip is mounted on a crystal oscillation circuit. In the state, the rank determining means for determining the temperature characteristic rank of the crystal unit in the chip through the rank determining terminal, and controlling the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit according to the temperature characteristic rank determined by the rank determining means. And control means for performing the control.

【0017】また、請求項6の発明は、上記請求項5の
発明において、温度を判定する温度判定手段と、温度に
対する補正制御量の関係を示す温度特性を前記温度特性
ランク別に記憶する温度特性記憶手段と、前記水晶発振
回路の発振周波数を調整する可変容量素子とを具備し、
前記制御手段は、前記ランク判定手段及び前記温度判定
手段により判定されたランク及び温度に対応する補正制
御量を前記温度特性から検索し、当該補正制御量に基づ
き前記可変容量素子の容量調整を行うことにより前記発
振周波数を制御することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, a temperature determining means for determining a temperature, and a temperature characteristic indicating a relationship of a correction control amount with respect to the temperature are stored for each of the temperature characteristic ranks. Storage means, comprising a variable capacitance element for adjusting the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit,
The control unit searches a correction control amount corresponding to the rank and the temperature determined by the rank determination unit and the temperature determination unit from the temperature characteristics, and adjusts the capacity of the variable capacitance element based on the correction control amount. The oscillation frequency is thereby controlled.

【0018】また、請求項7の発明は、上記請求項5の
発明において、ランク判定端子は、前記チップのGND
端子に接続される複数の端子から成り、当該各端子と前
記GND端子間の接続パターンが当該チップ内の水晶振
動子の温度特性ランクと対応付けられていることを特徴
とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the rank determination terminal is connected to the GND of the chip.
The semiconductor device is characterized by comprising a plurality of terminals connected to the terminals, wherein a connection pattern between each of the terminals and the GND terminal is associated with a temperature characteristic rank of a crystal unit in the chip.

【0019】また、請求項8の発明は、上記請求項7の
発明において、前記チップの実装時に前記ランク判定端
子にそれぞれ当接する複数の対面端子を設け、該対面端
子を通じて前記ランク判定端子の接続パターンを認識す
ることにより前記温度特性ランクの判定を行うことを特
徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, a plurality of facing terminals respectively contacting the rank determining terminals when mounting the chip, and connecting the rank determining terminals through the facing terminals. The temperature characteristic rank is determined by recognizing a pattern.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明
に係わる自動周波数制御回路の一実施の形態を示す回路
図であり、水晶発振回路部10と、この水晶発振回路部
10の発振周波数の温度補償を行う温度補償回路部20
により構成される。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an automatic frequency control circuit according to the present invention. A crystal oscillation circuit section 10 and a temperature compensation circuit section 20 for performing temperature compensation of the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit section 10 are shown.
It consists of.

【0021】水晶発振回路部10は、水晶振動子を用い
た水晶発振器101及びこの水晶発振器101の発振周
波数を調整するための可変容量素子VC1、VC2等を初
めとして、同図に示すような各回路素子を具備して構成
される。他方、温度補償回路部20は、温度センサ20
1、A/D変換回路(A/D)202、温度判定部20
3、演算/制御部204、ランク判定部205、温度特
性メモリ206、メモリ207、D/A変換回路(D/
A)208及び209を具備して構成される。
The crystal oscillation circuit section 10 includes a crystal oscillator 101 using a crystal oscillator and variable capacitance elements VC1 and VC2 for adjusting the oscillation frequency of the crystal oscillator 101, as shown in FIG. It comprises a circuit element. On the other hand, the temperature compensation circuit 20
1. A / D conversion circuit (A / D) 202, temperature determination unit 20
3, arithmetic / control unit 204, rank determination unit 205, temperature characteristic memory 206, memory 207, D / A conversion circuit (D / A
A) It comprises 208 and 209.

【0022】この自動周波数制御回路において、水晶発
振回路部10に実装される水晶発振器101は、例えば
図2(a)に示す様なチップ部品に水晶振動子を実装
し、かつ当該チップ上の所定位置に水晶振動子との接続
端子を形成した構成を基本とし、更に、該チップ上の別
の位置に、同図(b)及び(c)に示す如く、該水晶発
振器101内の水晶振動子の温度特性ランクを判定する
ためのランク判定端子101a,101b,101cを
設けて構成される。
In this automatic frequency control circuit, a crystal oscillator 101 mounted on a crystal oscillation circuit section 10 is formed by mounting a crystal oscillator on a chip component as shown in FIG. Based on a configuration in which a connection terminal for a crystal oscillator is formed at a position, and at another position on the chip, a crystal oscillator in the crystal oscillator 101 as shown in FIGS. Are provided with rank determination terminals 101a, 101b, and 101c for determining the temperature characteristic rank.

【0023】このランク判定端子101a,101b,
101cには、以下の如く、当該チップ内に実装された
水晶振動子の温度特性ランクが対応付けられている。例
えば、水晶発振器101はその中に実装される水晶振動
子のカッティング精度等にとって、水晶発振器101
(X1〜Xn)毎に、図3(a)に示すような温度特性
のばらつきを生じるのが一般的である。本発明では、こ
れら各水晶発振器101の温度特性を、同図(b)に示
す如く、A,B,…等にランク分けすると共に、当該各
水晶発振器101の実装チップ上の上記ランク判定端子
101a,101b,101cに対して、各々の水晶発
振器101の温度特性ランクに対応した加工を施す。具
体的には、図2(b)及び(c)に示す如く、チップ上
に、上記3つのランク判定端子101a,101b,1
01cが当該チップ上のGND端子に接続されたパター
ン線路を形成しておき、このパターン線路を、当該チッ
プ(水晶発振器101)の温度特性ランクに合わせたパ
ターンで切断する。
The rank determining terminals 101a, 101b,
101c is associated with the temperature characteristic rank of the crystal resonator mounted in the chip as described below. For example, the crystal oscillator 101 is used to improve the cutting accuracy of the crystal resonator mounted therein and the like.
In general, a variation in temperature characteristics as shown in FIG. 3A occurs for each of (X1 to Xn). In the present invention, the temperature characteristics of each of the crystal oscillators 101 are classified into A, B,... As shown in FIG. , 101b, and 101c are subjected to processing corresponding to the temperature characteristic rank of each crystal oscillator 101. Specifically, as shown in FIGS. 2B and 2C, the three rank determination terminals 101a, 101b, 1
01c forms a pattern line connected to the GND terminal on the chip, and cuts the pattern line with a pattern matching the temperature characteristic rank of the chip (crystal oscillator 101).

【0024】他方、ランク判定部205は、例えば図4
に示す如く、水晶発振器101の実装時、この水晶発振
器101上のランク判定端子101a,101b,10
1cにそれぞれ当設する3つの端子2051a,205
1b,2051cと、これら各端子2051a,205
1b,2051cにそれぞれ接続されるゲート回路20
52a,2052b,2052cを具備して構成され
る。
On the other hand, the rank determination unit 205
As shown in the figure, when the crystal oscillator 101 is mounted, the rank determination terminals 101a, 101b, 10
1c, three terminals 2051a, 205
1b, 2051c and these terminals 2051a, 205
Gate circuit 20 connected to each of 1b and 2051c
52a, 2052b, and 2052c.

【0025】かかる構成のランク判定部205では、上
記水晶発振器101の実装時、上記端子2051a,2
051b,2051cに当接するランク判定端子101
a,101b,101cがGND端子に接続されたもの
である時には、これら各端子2051a,2051b,
2051cに対応するゲート回路2052a,2052
b,2052cからレベル「0」に対応する出力を発生
し、また上記端子2051a,2051b,2051c
に当接するランク判定端子101a,101b,101
cがGND端子から遮断されたものである時には、これ
ら各端子2051a,2051b,2051cに対応す
るゲート回路2052a,2052b,2052cから
レベル「1」に対応する出力を発生する。
In the rank determining section 205 having such a configuration, when the crystal oscillator 101 is mounted, the terminals 2051a, 2051
Rank determination terminal 101 that comes into contact with 051b and 2051c
When a, 101b, and 101c are connected to the GND terminal, these terminals 2051a, 2051b,
Gate circuits 2052a and 2052 corresponding to 2051c
b, 2052c to generate an output corresponding to the level “0”, and to output the terminals 2051a, 2051b, 2051c.
Determination terminals 101a, 101b, 101 that come into contact with
When c is cut off from the GND terminal, an output corresponding to level "1" is generated from the gate circuits 2052a, 2052b, 2052c corresponding to these terminals 2051a, 2051b, 2051c.

【0026】これにより、ランク判定部205では、水
晶発振回路部10に実装された水晶発振器101上のラ
ンク判定端子101a,101b,101cを通じて例
えば図4(a)に示す(0,0,0)や、同図(b)に
示す(1,0,0)等の3ビットの出力を得ることがで
き、演算/制御部204は上記出力に基づき実装中の水
晶発振器101の温度特性ランクを判定することができ
る。
As a result, the rank determination unit 205, for example, shows (0, 0, 0) shown in FIG. 4A through the rank determination terminals 101a, 101b, and 101c on the crystal oscillator 101 mounted on the crystal oscillation circuit unit 10. Alternatively, a 3-bit output such as (1, 0, 0) shown in FIG. 2B can be obtained, and the arithmetic / control unit 204 determines the temperature characteristic rank of the crystal oscillator 101 being mounted based on the output. can do.

【0027】このように、本発明では、図2に示す構成
の水晶発振器101及び図4に示す構成のランク判定部
205を設けたことにより、水晶発振器101上のラン
ク判定端子101a,101b,101cに関するGN
D端子との接続パターンに応じて、3ビット分の数の温
度特性ランクの認識を実現している。
As described above, according to the present invention, by providing the crystal oscillator 101 having the configuration shown in FIG. 2 and the rank determination section 205 having the configuration shown in FIG. 4, the rank determination terminals 101a, 101b, and 101c on the crystal oscillator 101 are provided. About GN
According to the connection pattern with the D terminal, recognition of the temperature characteristic rank of three bits is realized.

【0028】また、本発明の自動周波数制御回路では、
上記水晶発振器101の温度特性ランクに関連して、温
度特性メモリ206に、温度に対する補正制御量の関係
を温度特性データとして温度特性ランク別に記憶してい
る。この温度特性データは、例えば、温度特性ランクA
の場合は、n℃で補正量αという具合に、水晶発振器1
01の温度特性ランク毎の温度対補正制御量を規定した
データである。
Also, in the automatic frequency control circuit of the present invention,
In relation to the temperature characteristic rank of the crystal oscillator 101, the relationship between the correction control amount and the temperature is stored in the temperature characteristic memory 206 as temperature characteristic data for each temperature characteristic rank. This temperature characteristic data is, for example, a temperature characteristic rank A
In the case of, the crystal oscillator 1
This is data defining the temperature versus the correction control amount for each temperature characteristic rank of No. 01.

【0029】演算/制御部204は、ランク判定部20
5から得たランク判定出力と温度判定部203により判
定された温度とに基づき温度特性メモリ206に記憶さ
れている温度特性データを検索し、例えば、判定ランク
がAで判定温度がn℃の場合には、この時の周波数安定
化に必要な上記補正量αに該当するデータを演算し、こ
れをD/A変換回路(D/A)208を通じて可変容量
素子VC1に印加することにより、上記補正量αを打ち
消すように当該VC1の容量を可変制御する。
The arithmetic / control unit 204 is provided with the rank judging unit 20
The temperature characteristic data stored in the temperature characteristic memory 206 is searched based on the rank determination output obtained from No. 5 and the temperature determined by the temperature determining unit 203. For example, when the determination rank is A and the determination temperature is n ° C. By calculating data corresponding to the correction amount α necessary for stabilizing the frequency at this time, and applying the calculated data to the variable capacitance element VC1 through the D / A conversion circuit (D / A) 208, The capacity of the VC1 is variably controlled so as to cancel the quantity α.

【0030】以下、図1における自動周波数制御回路の
動作についてより詳しく説明する。この回路において、
温度センサ201により周囲温度を検知し、その検知信
号をA/D変換回路(A/D)202によりアナログ信
号からデジタル信号に変換して温度判定部203に入力
する。温度判定部203は、上記温度センサ201の検
知信号からこの時の温度を判定し、該判定温度を演算/
制御部204に通知する。
Hereinafter, the operation of the automatic frequency control circuit in FIG. 1 will be described in more detail. In this circuit,
An ambient temperature is detected by a temperature sensor 201, and the detection signal is converted from an analog signal to a digital signal by an A / D conversion circuit (A / D) 202 and input to a temperature determination unit 203. The temperature determining unit 203 determines the temperature at this time from the detection signal of the temperature sensor 201, and calculates / determines the determined temperature.
Notify the control unit 204.

【0031】この温度判定部203での温度判定は、例
えば温度センサ201の特性テンプレートか、該温度セ
ンサ201の検知信号のΔV/ΔT値及び基準温度での
初期値から判定することができる。例えば、メモリ20
7に温度センサ201のΔV/ΔT値を保持し、かつ初
期値(例えば、25℃のセンサ値)をメモリすること
で、温度判定が可能となる。
The temperature judgment by the temperature judgment section 203 can be made, for example, from the characteristic template of the temperature sensor 201, the ΔV / ΔT value of the detection signal of the temperature sensor 201, and the initial value at the reference temperature. For example, the memory 20
7, the temperature determination can be performed by holding the ΔV / ΔT value of the temperature sensor 201 and storing an initial value (for example, a sensor value at 25 ° C.).

【0032】他方、ランク判定部205は、水晶発振器
101の実装チップ上のランク判定端子101a,10
1b,101cを通じ、上述した如くの方法により当該
水晶発振器101の温度特性ランクの判定を行い、該ラ
ンク判定結果を演算/制御部204に通知する。
On the other hand, the rank determining section 205 includes rank determining terminals 101a and 101a on the chip on which the crystal oscillator 101 is mounted.
Through 1b and 101c, the temperature characteristic rank of the crystal oscillator 101 is determined by the method described above, and the result of the rank determination is notified to the arithmetic / control unit 204.

【0033】ランク判定がなされかつ温度判定がなされ
た後、演算/制御部204は、上記判定温度に対応した
初期調整用の制御電圧データを生成し、これをD/A変
換回路(D/A)209を通じて可変容量素子VC2に
与えることにより、当該判定温度に対応する発振周波数
の初期調整を行う。
After the rank is determined and the temperature is determined, the arithmetic / control unit 204 generates control voltage data for initial adjustment corresponding to the determined temperature, and outputs the control voltage data to a D / A conversion circuit (D / A). ) By giving to the variable capacitance element VC2 through 209, the initial adjustment of the oscillation frequency corresponding to the determination temperature is performed.

【0034】次に、演算/制御部204は、温度特性メ
モリ206から上記判定ランクに対応する温度特性を特
定すると共に、この温度特性中の上記判定温度に対応す
る補正量を読み出して、該補正量に対応した水晶発振回
路の周波数補正制御に必要な電圧値データを演算する。
そして、このデータをD/A変換回路(D/A)208
によりアナログ信号に変換して可変容量素子VC1に供
給してその容量を可変調整することにより、発振周波数
を制御する。この制御により、この時に実装している水
晶発振器101の温度特性に従った周波数変動が打ち消
され、発振周波数の安定化が図られる。
Next, the arithmetic / control section 204 specifies the temperature characteristic corresponding to the above-mentioned judgment rank from the temperature characteristic memory 206, reads out the correction amount corresponding to the above-mentioned judgment temperature in this temperature characteristic, and reads out the correction amount. The voltage value data necessary for the frequency correction control of the crystal oscillation circuit corresponding to the amount is calculated.
Then, this data is converted to a D / A conversion circuit (D / A) 208.
To control the oscillation frequency by variably adjusting the capacitance by converting it into an analog signal and supplying it to the variable capacitance element VC1. By this control, the frequency fluctuation according to the temperature characteristic of the crystal oscillator 101 mounted at this time is canceled, and the oscillation frequency is stabilized.

【0035】図5は、図1における自動周波数制御回路
の変形例を示す回路図である。この変形例において、D
/A変換回路(D/A)301とGCA(ゲイン・コン
トロール・アンプ)302から成る部分以外は、図1に
示す回路構成と同じである。従って、当該変形例におい
ても、水晶発振器101を水晶発振回路部10に実装し
た状態でそのランク判定端子101a,101b,10
1cを通じて当該水晶発振器101の温度特性ランクを
判定し、この判定された温度特性ランクに応じて可変容
量素子VC1の容量調整を行うことにより発振周波数の
制御が行える。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a modification of the automatic frequency control circuit in FIG. In this variation, D
The circuit configuration is the same as that shown in FIG. 1 except for a portion including a / A conversion circuit (D / A) 301 and a GCA (gain control amplifier) 302. Therefore, also in this modification, in a state where the crystal oscillator 101 is mounted on the crystal oscillation circuit section 10, the rank determination terminals 101a, 101b, 10
1c, the temperature characteristic rank of the crystal oscillator 101 is determined, and the oscillation frequency can be controlled by adjusting the capacitance of the variable capacitance element VC1 according to the determined temperature characteristic rank.

【0036】更に、この変形例では、D/A変換回路
(D/A)301とGCA(ゲイン・コントロール・ア
ンプ)302から成る部分によりこの自動周波数制御回
路を実装して成る無線機の出力制御を行う。すなわち、
この変形例では、温度センサ201の検出信号に基づき
温度判定部203で温度判定した後、演算/制御部20
4がD/A変換回路(D/A)301を介して制御信号
を与え、GCA302のゲイン(VG)を変えることに
より、J端子での送信出力を制御する。今日の各種の無
線機においては、かかる構成によって成る送信出力制御
機能を備えたものもある。従って、この種の無線機で
は、当該送信出力制御機能に係わる既存の設備を利用
し、他にランク判定端子を設けた水晶発振器(チップ)
101や、ランク判定部205及び温度特性メモリ20
6等のわずかの回路を追加するだけで、極めて安価に本
発明に係わる温度補償機能を実現できる。
Further, in this modified example, the output control of a radio device equipped with this automatic frequency control circuit is implemented by a portion comprising a D / A conversion circuit (D / A) 301 and a GCA (gain control amplifier) 302. I do. That is,
In this modified example, after the temperature is determined by the temperature determination unit 203 based on the detection signal of the temperature sensor 201, the calculation / control unit 20
4 provides a control signal via a D / A conversion circuit (D / A) 301 and changes the gain (VG) of the GCA 302 to control the transmission output at the J terminal. Some of today's various wireless devices have a transmission output control function having such a configuration. Therefore, in this type of radio, a crystal oscillator (chip) using an existing facility related to the transmission output control function and additionally having a rank determination terminal is provided.
101, the rank determination unit 205 and the temperature characteristic memory 20
The temperature compensation function according to the present invention can be realized extremely inexpensively by adding only a few circuits such as 6.

【0037】なお、上記実施の形態においては、ランク
判定の対象として水晶発振器のみを想定しているが、水
晶発振器以外の周辺部品についてもランク判定可能に構
成し、該判定された部品のランクに応じて発振周波数を
制御する構成としても良い。
In the above-described embodiment, only the crystal oscillator is assumed as the object of the rank determination. However, the peripheral components other than the crystal oscillator can be ranked, and the rank of the determined component can be determined. The configuration may be such that the oscillation frequency is controlled accordingly.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水晶振動子の実装チップ上に該水晶振動子の温度特性ラ
ンクを示すランク判定端子を設け、該チップを発振回路
に実装した状態で上記ランク判定端子を通じて当該水晶
振動子の温度特性ランクを判定し、この判定された温度
特性ランクに応じて可変容量素子の容量調整を行うこと
により発振周波数を制御するようにしたため、特殊な温
度補正用コンデンサの種別と水晶振動子のランク合わせ
をする必要が無く、しかも水晶振動子のランクは実装し
た状態で識別できるようになる。これにより、本発明で
は、温度補償のための部品管理が実質的に不要になると
共に、部品の製造も簡単になり、安価な構成ながら確実
に温度補償が行えるという優れた利点を有する。
As described above, according to the present invention,
A rank determination terminal indicating a temperature characteristic rank of the crystal resonator is provided on a chip on which the crystal resonator is mounted, and the temperature characteristic rank of the crystal resonator is determined through the rank determination terminal while the chip is mounted on an oscillation circuit. Since the oscillation frequency is controlled by adjusting the capacitance of the variable capacitance element according to the determined temperature characteristic rank, it is not necessary to match the type of the special temperature correction capacitor and the rank of the crystal resonator. In addition, the rank of the crystal unit can be identified in a mounted state. As a result, the present invention has an excellent advantage that component management for temperature compensation is substantially unnecessary, components are easily manufactured, and temperature compensation can be reliably performed with an inexpensive configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる自動周波数制御回路の一実施の
形態を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an automatic frequency control circuit according to the present invention.

【図2】本発明で用いる水晶振動子実装チップの外観構
造を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an external structure of a crystal resonator mounting chip used in the present invention.

【図3】本発明で用いる水晶振動子の温度特性及びその
ランク分けを説明する図。
FIG. 3 is a view for explaining temperature characteristics of a quartz oscillator used in the present invention and its ranking.

【図4】本発明に係わる自動周波数制御回路のランク判
定部の回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a rank determination unit of the automatic frequency control circuit according to the present invention.

【図5】本発明に係わる自動周波数制御回路の変形例を
示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a modification of the automatic frequency control circuit according to the present invention.

【図6】水晶振動子における周波数対温度の特性のばら
つきを説明する図。
FIG. 6 is a view for explaining variation in frequency versus temperature characteristics in a crystal resonator.

【図7】従来の水晶発振回路での発振周波数制御機能の
構成を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an oscillation frequency control function in a conventional crystal oscillation circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 水晶発振回路部 101 水晶発振器 101a,101b,101c ランク判定端子 20 温度補償回路部 201 温度センサ 202 A/D変換回路(A/D) 203 温度判定部 204 演算/制御部 205 ランク判定部 2051a,2051b,2051c 端子 2052a,2052b,2052c ゲート回路 206 温度特性メモリ 207 メモリ 208,209,301 D/A変換回路(D/A) 302 GCA(ゲイン・コントロール・アンプ) Reference Signs List 10 crystal oscillation circuit section 101 crystal oscillator 101a, 101b, 101c rank determination terminal 20 temperature compensation circuit section 201 temperature sensor 202 A / D conversion circuit (A / D) 203 temperature determination section 204 calculation / control section 205 rank determination section 2051a, 2051b, 2051c Terminals 2052a, 2052b, 2052c Gate circuit 206 Temperature characteristic memory 207 Memory 208, 209, 301 D / A conversion circuit (D / A) 302 GCA (gain control amplifier)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水晶振動子を実装したチップ上に当該水
晶振動子の温度特性ランクを示すランク判定端子を設け
ると共に、前記チップを水晶発振回路に実装した状態
で、前記ランク判定端子を通じて前記チップ内の水晶振
動子の温度特性ランクを判定し、該判定された温度特性
ランクに応じて前記水晶発振回路の発振周波数を制御す
ることを特徴とする水晶発振回路の温度補償方法。
1. A chip having a crystal resonator mounted thereon is provided with a rank determination terminal indicating a temperature characteristic rank of the crystal resonator, and the chip mounted on a crystal oscillation circuit is connected to the chip through the rank determination terminal. A temperature compensation method for a crystal oscillation circuit, comprising: judging a temperature characteristic rank of a crystal resonator in the device; and controlling an oscillation frequency of the crystal oscillation circuit according to the determined temperature characteristic rank.
【請求項2】 温度に対する補正制御量の関係を温度特
性として前記温度特性ランク別に予め記憶しておくと共
に、前記温度特性ランクと共に温度を判定し、該判定さ
れたランク及び温度に対応する補正制御量を前記温度特
性から検索し、当該補正制御量に基づき前記水晶発振回
路内の可変容量素子の容量調整を行うことにより前記発
振周波数を制御することを特徴とする請求項1記載の水
晶発振回路の温度補償方法。
2. A relationship between a temperature and a correction control amount is stored in advance as a temperature characteristic for each temperature characteristic rank, a temperature is determined together with the temperature characteristic rank, and a correction control corresponding to the determined rank and temperature is performed. 2. The crystal oscillation circuit according to claim 1, wherein the oscillation frequency is controlled by retrieving an amount from the temperature characteristic and adjusting the capacitance of a variable capacitance element in the crystal oscillation circuit based on the correction control amount. Temperature compensation method.
【請求項3】 ランク判定端子は、前記チップのGND
端子に接続される複数の端子から成り、当該各端子と前
記GND端子間の接続パターンが当該チップ内の水晶振
動子の温度特性ランクと対応付けられていることを特徴
とする請求項1記載の水晶発振回路の温度補償方法。
3. The rank determination terminal is connected to the GND of the chip.
The terminal according to claim 1, comprising a plurality of terminals connected to the terminal, wherein a connection pattern between each terminal and the GND terminal is associated with a temperature characteristic rank of a crystal unit in the chip. Temperature compensation method for crystal oscillation circuit.
【請求項4】 前記チップの実装時に前記ランク判定端
子にそれぞれ当接する複数の対面端子を設け、該対面端
子を通じて前記ランク判定端子の接続パターンを認識す
ることにより前記温度特性ランクの判定を行うことを特
徴とする請求項3記載の水晶発振回路の温度補償方法。
4. A temperature characteristic rank is determined by providing a plurality of facing terminals respectively contacting the rank determining terminals when mounting the chip, and recognizing a connection pattern of the rank determining terminals through the facing terminals. 4. The temperature compensation method for a crystal oscillation circuit according to claim 3, wherein:
【請求項5】 水晶振動子を実装すると共に、該実装し
た水晶振動子の温度特性ランクを示すランク判定端子を
有する水晶振動子チップと、 前記チップを水晶発振回路に実装した状態で、前記ラン
ク判定端子を通じて前記チップ内の水晶振動子の温度特
性ランクを判定するランク判定手段と、 前記ランク判定手段により判定された温度特性ランクに
応じて前記水晶発振回路の発振周波数を制御する制御手
段とを具備することを特徴とする水晶発振回路の温度補
償装置。
5. A crystal resonator chip having a crystal resonator mounted thereon and having a rank determination terminal indicating a temperature characteristic rank of the mounted crystal resonator, and the chip mounted on a crystal oscillation circuit. Rank determining means for determining a temperature characteristic rank of the crystal unit in the chip through a determination terminal; andcontrol means for controlling an oscillation frequency of the crystal oscillation circuit according to the temperature characteristic rank determined by the rank determining means. A temperature compensation device for a crystal oscillation circuit, comprising:
【請求項6】 温度を判定する温度判定手段と、温度に
対する補正制御量の関係を示す温度特性を前記温度特性
ランク別に記憶する温度特性記憶手段と、前記水晶発振
回路の発振周波数を調整する可変容量素子とを具備し、
前記制御手段は、前記ランク判定手段及び前記温度判定
手段により判定されたランク及び温度に対応する補正制
御量を前記温度特性から検索し、当該補正制御量に基づ
き前記可変容量素子の容量調整を行うことにより前記発
振周波数を制御することを特徴とする請求項5記載の水
晶発振回路の温度補償装置。
6. A temperature determining means for determining a temperature, a temperature characteristic storing means for storing a temperature characteristic indicating a relationship between a temperature and a correction control amount for each temperature characteristic rank, and a variable for adjusting an oscillation frequency of the crystal oscillation circuit. A capacitive element,
The control unit searches a correction control amount corresponding to the rank and the temperature determined by the rank determination unit and the temperature determination unit from the temperature characteristics, and adjusts the capacity of the variable capacitance element based on the correction control amount. 6. The temperature compensation device for a crystal oscillation circuit according to claim 5, wherein the oscillation frequency is controlled by controlling the oscillation frequency.
【請求項7】 ランク判定端子は、前記チップのGND
端子に接続される複数の端子から成り、当該各端子と前
記GND端子間の接続パターンが当該チップ内の水晶振
動子の温度特性ランクと対応付けられていることを特徴
とする請求項5記載の水晶発振回路の温度補償装置。
7. The rank determination terminal is connected to the GND of the chip.
The terminal according to claim 5, comprising a plurality of terminals connected to the terminals, wherein a connection pattern between each of the terminals and the GND terminal is associated with a temperature characteristic rank of a crystal unit in the chip. Temperature compensation device for crystal oscillation circuit.
【請求項8】 前記チップの実装時に前記ランク判定端
子にそれぞれ当接する複数の対面端子を設け、該対面端
子を通じて前記ランク判定端子の接続パターンを認識す
ることにより前記温度特性ランクの判定を行うことを特
徴とする請求項7記載の水晶発振回路の温度補償装置。
8. A method for determining the temperature characteristic rank by providing a plurality of facing terminals respectively contacting the rank determining terminals when mounting the chip, and recognizing a connection pattern of the rank determining terminals through the facing terminals. The temperature compensation device for a crystal oscillation circuit according to claim 7, wherein:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002204127A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Kyocera Corp Method and device for adjusting temperature compensating crystal oscillator
US6888430B2 (en) 2000-04-05 2005-05-03 Infineon Technologies Ag Integrated radiofrequency circuit component having a trimming diode controlled by a trimming voltage provided by a D/A converter

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