JPH10308630A - ディジタル温度補償発振器およびその温度補償方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ディジタル温度補償発振器に関
し、特に、Ａ／Ｄ変換器の構造をクリスタル発振器の周
波数偏差特性に適合するようにＡ／Ｄ変換器の構造を改
善したディジタル温度補償発振器を提供する。 【解決手段】 本発明によるディジタル温度補償発振器
は、周辺温度を感知して電圧を出力する温度センサー
と、前記温度センサーからの出力電圧をディジタルデー
タに変換するために、温度による周波数偏差の変化率に
応じた抵抗値の抵抗器を連結して、前記各抵抗器間に該
当電圧にディジタルコードを対応させる非線形Ａ／Ｄ変
換器と、ディジタル信号をレス信号として入力し、アド
レスに蓄積されたデータを出力するメモリと、ディジタ
ルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、ア
ナログ信号に従ってキャパシタンス値が変わるバラクタ
ーダイオードを備えて、クリスタルの周波数偏差特性に
適合した最適の非線形Ａ／Ｄ変換器を使用することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波信号を発生
する電圧制御発振器（ＶＣＯ）の安定度のために基準信
号源として用いるディジタル温度補償発振器（Digital
Temperature-compensated Oscillator：ＤＴＣＸＯ）に
関し、特に、ディジタル温度補償発振器に用いられるア
ナログ−ディジタル変換器の構造をクリスタル発振器の
周波数偏差特性に適合するようにアナログ−ディジタル
変換器の構造を改善したディジタル温度補償発振器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な技術に係る従来の技術の構成
は、図５に示されており、図５は従来のディジタル温度
補償発振器の一実施例を例示したブロック図である。

【０００３】図５を参照すれば、従来のディジタル温度
補償発振器は周辺温度によってその出力電圧が変わる温
度センサー１１と、前記温度センサー１１からのアナロ
グ出力電圧をディジタル信号に変換するアナログ−ディ
ジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器と記す。）１２と、前
記Ａ／Ｄ変換器１２から出力されるディジタル信号をア
ドレス信号として入力して、相応するアドレスに書き込
まれ、蓄積されているディジタルデータを出力するメモ
リ１３と、前記メモリ１３から出力される前記ディジタ
ルデータをアナログ信号に変換するディジタル−アナロ
グ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と記す。）１４と、前記Ａ
／Ｄ変換器１４から出力される前記アナログ信号に応じ
てキャパシタンス（静電容量）値が可変するバラクター
ダイオード（可変容量ダイオード）１５と、前記バラク
ターダイオード１５のキャパシタンス値に応じて可変す
る発振周波数を発生するクリスタル（水晶振動子）発振
器１６を備えている。

【０００４】このように構成された従来のディジタル温
度補償発振器の動作を図５に基づき詳細に説明する。

【０００５】図５は、従来のディジタル温度補償発振器
の一実施例を示すブロック図であって、前記構成による
動作を以下に説明する。

【０００６】前記メモリ１３はＲＯＭ（Read Only Memo
ry）であって、周辺温度に応じてクリスタル発振器１６
の温度特性を補償するためのデータを蓄積しており、線
形特性を有するＡ／Ｄ変換器１２は前記温度センサー１
１から出力される周辺温度に相応したアナログ出力電圧
を、前記メモリ１３内の前記周辺温度に適合するクリス
タル発振器の設定データが蓄積されているアドレス値に
変換する。さらに、前記Ａ／Ｄ変換器１２から出力され
るアドレス値によって前記メモリ１３から読み出された
温度補償のためのディジタルデータ（設定データ）は、
Ｄ／Ａ変換器１４によりアナログ信号（電圧）に変換さ
れる。そして、前記Ｄ／Ａ変換器１４から出力されたア
ナログ電圧がバラクターダイオード１５に印加される
と、前記バラクターダイオード１５は入力電圧に相応し
てキャパシタンスを変化させ、前記クリスタル発振器１
６の発振条件を変化させクリスタルの温度特性を適切に
補償する。

【０００７】図６は、温度変化に対するクリスタルの発
振周波数の設定周波数からの偏差（以下周波数偏差とい
う。）を模式的に示したものである。図６に示すよう
に、一般に電気的発振条件一定の下ではクリスタルの発
振周波数が温度変化に従って変化するが周波数偏差は温
度に対して線形的には変化しない。温度領域（ａ），
（ｃ），（ｅ）では殊に温度変化に対する周波数偏差の
変化率が大きいが、領域（ｂ），（ｄ）では温度変化に
対する周波数偏差の変化率が比較的小さい。したがっ
て、周波数偏差が常に一定範囲内におさまるためには周
波数偏差の変化率がより大きな温度領域（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）ではより細かい温度分解能（step）がＡ
／Ｄ変換時に必要となる。

【０００８】図７は、ディジタル温度補償発振器におい
て、従来のＡ／Ｄ変換器のアナログ入力電圧と出力ディ
ジタルデータ（コード）の関係を示すグラフである。

【０００９】一般的には従来の線形特性を有するＡ／Ｄ
変換器は図７に示すように入力電圧に対して線形的な変
換特性を有する。すなわち前記Ａ／Ｄ変換器内の基準電
圧が前記Ａ／Ｄ変換の量子化ビット数に応じた数の電圧
に等間隔に分配されて比較用基準電圧が提供されている
ために、アナログ入力電圧を線形的にディジタル値に量
子化する。そのため、周波数偏差の温度変化特性が非線
形であるにもかかわらず等間隔（線形）の量子化レベル
を基準にＡ／Ｄ変換処理することになるため周波数偏差
に対する温度分解能が一様でなくなり結果的に温度補償
の誤差が増大することとなる。

【００１０】このような従来技術においては、クリスタ
ルの周波数特性の温度依存性が非線形的であるにもかか
わらず、Ａ／Ｄ変換器が線形的な特性を有するため、温
度補償に最適なＡ／Ｄ変換器を提供できず、周波数偏差
の変化率が小さいところでは必要以上な程度にまで温度
分解能を小さくし、逆に周波数偏差の変化率の大きいと
ころでは必要な温度分解能が得られずに温度特性を悪化
させる場合もあるという問題点があり、結果的にディジ
タル温度補償発振器に適用するＡ／Ｄ変換器の量子化効
率が低下するという問題点があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決し、Ａ／Ｄ変換の量子化効率を改善点し発振周波
数の温度補償特性を向上させるために案出したものであ
る。

【００１２】従って、本発明の目的はＡ／Ｄ変換器の構
造をクリスタルの周波数偏差特性に適合するよう構造が
改善された最適なＡ／Ｄ変換器を用いて上記温度補償特
性を向上させたディジタル温度補償発振器を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の本発明の目的を達
成するための技術的手段として、本発明によるＡ／Ｄ変
換器の構造を改善したディジタル温度補償発振器（Digi
tal Temperature-compensated Oscillator：ＤＴＣＸ
Ｏ）は、周辺温度を感知して該周辺温度に相応するアナ
ログ電圧を出力する温度センサーと、基準電圧の両端子
に（２^N −１）個の抵抗器を直列に連結し、温度変化に
対する発振周波数偏差の変化率が小さい温度領域に相当
する電圧領域で大きい抵抗値の抵抗器を配置し、温度変
化に対する発振周波数偏差の変化率が大きい温度領域に
相当する電圧領域で小さい抵抗値の抵抗器を配置して、
前記基準電圧および前記各抵抗器の相互接続点の電圧を
比較用基準電圧として発生させ、前記温度センサーから
の前記アナログ電圧に相応したＮビットのディジタル信
号を出力する非線形アナログ−ディジタル変換器と、前
記アナログ−ディジタル変換器から出力される前記ディ
ジタル信号をアドレス信号として入力し、相応するアド
レスに蓄積された温度補償のためのディジタルデータを
出力するメモリと、前記メモリから出力される前記ディ
ジタルデータをアナログ信号に変換するディジタル−ア
ナログ変換器と、前記ディジタル−アナログ変換器から
出力される前記アナログ信号に応じてキャパシタンス
（静電容量）値が変化する可変容量素子と、前記バラク
ターダイオードの前記キャパシタンス値の変化に応じて
発振周波数が変化しうるクリスタル発振器を備えたこと
を特徴とし、クリスタルの発振周波数偏差の温度依存特
性に適合した温度補償を具備したクリスタル発振器を実
現することができる。

【００１４】更に、このような技術的な課題を達成する
ための別の技術的な手段として、本発明によるディジタ
ル温度補償方法は、温度センサーが周辺温度を感知して
該周辺温度に相応するアナログ電圧を出力する第１段階
と、前記温度センサーからの前記アナログ電圧を相応し
たディジタル信号にアナログ−ディジタル変換して出力
する第２段階と、前記アナログ−ディジタル変換器から
出力される前記ディジタル信号を ＲＯＭがアドレス信
号として入力し、相応するアドレスに蓄積された温度補
償のためのディジタルデータを出力する第３段階と、前
記ＲＯＭから出力される前記ディジタルデータをディジ
タル−アナログ変換器がアナログ信号に変換する第４段
階と、前記ディジタル−アナログ変換器から出力される
前記アナログ信号に応じてバラクターダイオード（可変
容量素子）のキャパシタンス（静電容量）値を変化させ
る第５段階と、前記バラクターダイオードの前記キャパ
シタンス値の変化に応じてクリスタル発振器を制御する
第６手段とを備えたことを含むスタル発振器の温度補償
方法において、温度変化に対する発振周波数偏差の変化
率が小さい温度領域に相当する電圧領域で大きい温度分
解能を有し、温度変化に対する前記発振周波数偏差の変
化率が大きい温度領域に相当する電圧領域で小さい前記
温度分解能を有するための比較用基準電圧を発生させる
ことによりＮビットの比較用量子化レベルを備えた前記
アナログ−ディジタル変換を行うことを特徴とするクリ
スタル発振器の温度補償方法によって、クリスタルの発
振周波数偏差の温度特性に適合する最適な温度補償方法
を提供することができる

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるＡ／Ｄ変換器
の構造を改善したディジタル温度補償発振器の構成を図
１を参照して説明する。図１は、本発明によるディジタ
ル温度補償発振器の一実施例を示すブロック図である。

【００１６】図１において、温度センサー４１はクリス
タル発振器周辺の温度およびその変化を感知しそれに相
応してアナログ電圧を出力する。

【００１７】温度センサーとしてたとえば周辺温度に対
し線形的なアナログ電圧を出力する白金測温抵抗体や熱
電対等を使用した場合には電圧出力をそのまま周辺温度
に対応させることができる。

【００１８】非線形特性を有するＡ／Ｄ変換器４２は前
記温度センサーのアナログ出力電圧を、前記メモリ４３
内の前記周辺温度に相応する設定データが蓄積されてい
るアドレス値を有するディジタルデータに変換する。

【００１９】前記非線形Ａ／Ｄ変換器４２は前記アナロ
グ電圧を入力して必要な量子化レベルのディジタルデー
タを出力するものであるが本実施例ではその量子化のた
めのビット数をＮとする。ただしＮは１以上の整数であ
る。前記非線形Ａ／Ｄ変換器はその内部に基準電圧を有
する。すなわち、図６を参照すると、前記基準電圧両端
に（２^N−１） 個の抵抗器を直列に連結し、発振周波数
偏差の温度変化率が小さい領域（ｂ）、（ｄ）に相当す
る電圧領域でより大きい抵抗値の抵抗器を配置し、逆に
周波数偏差の温度変化率が大きい領域（ａ）、（ｃ）、
（ｅ）に相当する電圧領域でより小さい抵抗値の抵抗器
を配置する。

【００２０】したがって、前記基準電圧および前記各抵
抗器の相互接続点の各電圧（以下比較用基準電圧とい
う。）がクリスタルの発振周波数偏差の非線形的な温度
依存性に対応して不等間隔に配列（非線形配列）するこ
とになり、クリスタルの発振条件の設定に関して適切な
温度分解能を有する非線形Ａ／Ｄ変換を提供することが
できる。前記非線形Ａ／Ｄ変換器のより具体的な動作に
ついては別の実施例に基づいてのちに詳述する。

【００２１】前記非線形Ａ／Ｄ変換器から出力されるデ
ィジタル信号は周辺温度を指定するものであって、該デ
ィジタル信号は前記周辺温度に相応するアドレス信号と
してメモリ４３に入力される。前記メモリは特定のクリ
スタル発振器４６の温度特性を補償するための設定デー
タを各周辺温度に対応して蓄積しており、前記アドレス
信号の入力に応じて、前記アドレス値によって指定され
たアドレスに蓄積されている前記周辺温度に相応した前
記設定データをディジタルデータとして出力し、Ｄ／Ａ
変換器４４によりアナログ信号（電圧）に変換する。

【００２２】さらに、バラクターダイオード（可変容量
ダイオード）４５は入力した前記アナログ信号電圧に応
じてキャパシタンス（静電容量）値が変化することによ
りクリスタル発振器４６の発振（共振）条件の設定値を
変化させる。その結果、クリスタル発振器の発振が適切
に制御され、予め設定された発振周波数からの周波数偏
差が抑制されて周辺温度の変化に対して安定した発振が
実現される。

【００２３】したがって、本発明のクリスタル発振器
は、同一のビット数を有する従来の線形Ａ／Ｄ変換器を
用いたクリスタル発振器と比較してより適切な温度分解
能が設定されるため温度変化に対する発振周波数の変動
を効率よく抑制することができる。

【００２４】前記メモリとしてＥＰＲＯＭ（Erasable P
rogrammable ROM）を用いると紫外線または電気的手段
により該当内容を消去し、新しいプログラムを記録する
ことができ、更に、前記メモリとしてＰＲＯＭ（Progam
mable ROM）を用いると製造過程では内容が書き込まれ
ずに使用者が必要に応じてプログラミングすることがで
きる。したがって、特定のクリスタル発振器の発振周波
数特性に適合する新しい設定データを各周辺温度に相応
したディジタルコードに対応させて入力することができ
る。

【００２５】すなわち、前記発振器に使用する特定のク
リスタルの発振周波数を一定値に保持するために必要な
バラクタダイオードの制御に関する固有の設定データ
を、各温度別に前記メモリにアドレスを指定して書き込
むことにより、アドレスの指定によって発振（共振）条
件を設定しクリスタル発振を制御することを可能とな
る。

【００２６】したがって、周辺温度が変化した場合には
これに相応した温度データが温度センサから前記非線形
Ａ／Ｄ変換器を介して適切なアドレスを指定することに
より、温度補償が改善されたディジタル温度補償発振器
が実現される。

【００２７】また、温度センサーとして周辺温度に対し
て非線形な出力特性を有するものを使用した場合には、
該出力特性をも考慮した非線形Ａ／Ｄ変換器を使用すれ
ばよい。

【００２８】図２は、本発明によるディジタル温度補償
発振器において、３ビット出力型の非線形Ａ／Ｄ変換器
の一実施例を示す回路図である。

【００２９】非線形Ａ／Ｄ変換器の量子化ビット数は３
ビット（Ｎ＝３）であって比較用基準電圧は以下の構成
により発生する。

【００３０】基準電圧の接地端子に第１抵抗器（抵抗値
Ｒ）の一端を、さらに該第１抵抗器の他端に第２抵抗器
（抵抗値２Ｒ）、第３抵抗器（抵抗値Ｒ）、第４抵抗器
（抵抗値Ｒ）、第５抵抗器（抵抗値Ｒ）、第６抵抗器
（抵抗値２Ｒ）、第７抵抗器（抵抗値Ｒ）を順次直列に
連結して該第７抵抗の端部を前記基準電圧の入力端子に
接続することによって、前記基準電圧が前記各抵抗器の
前記各抵抗値に対応して不等間隔に分配される。

【００３１】さらに、前記接地端子と第１抵抗器の端部
の接続点にディジタルコード０００に対応する第１アナ
ログスイッチを連結し、第１抵抗器と第２抵抗器の接続
点にディジタルコード００１に対応する第２アナログス
イッチを連結し、第２抵抗器と第３抵抗器の接続点にデ
ィジタルコード０１０に対応する第３アナログスイッチ
を連結し、第３抵抗器と第４抵抗器の接続点にディジタ
ルコード０１１に対応する第４アナログスイッチを連結
し、第４抵抗器と第５抵抗器の接続点にディジタルコー
ド１００に対応する第５アナログスイッチを連結し、第
５抵抗器と第６抵抗器の接続点にディジタルコード１０
１に対応する第６アナログスイッチを連結し、第６抵抗
器と第７抵抗器の接続点にディジタルコード１１０に対
応する第７アナログスイッチを連結し、第７抵抗器と前
記基準電圧入力端子の接続点にディジタルコード１１１
に対応する第８アナログスイッチを連結する。ここでデ
ィジタルコードは３ビットの２進数で表記した。

【００３２】前記各アナログスイッチは対応する各ディ
ジタルコードの入力に相応して開閉動作を行い所定の非
線形特性を有する比較用基準電圧を出力する。

【００３３】図３は、図２に図示した本実施例による非
線形Ａ／Ｄ変換器の入力電圧と出力ディジタルデータの
関係を示すグラフである。入力電圧は前記基準電圧で規
格化（基準電圧＝１）したものを図示している。図によ
れば図６に示すクリスタル発振器の周波数偏差特性の温
度変化率が大きい領域（ａ）、（ｃ）、（ｅ）において
は温度分解能すなわち量子化レベルのステップを細かく
設定する。その一方で、温度変化率が比較的小さい領域
（ｂ）、（ｄ）においては温度分解能を粗く設定するこ
とによって限られた３ビット（８レベル）のディジタル
データを適切に使い分け、クリスタル発振器の非線形温
度特性を適切に補償することができる。

【００３４】すなわち、図３と図７とを図６を参照しつ
つ比較すると、たとえば温度領域（ｃ）では従来の線形
Ａ／Ｄ変換器を使用した場合（図７）にはほぼ２ステッ
プの温度分解能であるのに対し、本発明の非線形Ａ／Ｄ
変換器を使用した場合（図３）には同領域にほぼ３ステ
ップの温度分解能があり周波数偏差の温度変化率が大き
い領域で量子化レベルのステップを小さく設定して温度
分解能を向上させ周波数偏差の増大をより詳細にわたっ
て抑制する。

【００３５】これに対し温度領域（ｂ）では従来の線形
Ａ／Ｄ変換器を使用した場合にはほぼ１．５ステップの
温度分解能であるのに対し、本発明の非線形Ａ／Ｄ変換
器を使用した場合（図３）にはほぼ１ステップの温度分
解能に抑えられており周波数偏差の温度変化率が小さい
領域で量子化レベルのステップを大きく設定して温度分
解能を相対的に低下させることにより周波数偏差の必要
以上の制御を抑制する。

【００３６】以上のようにクリスタル発振器の非線形温
度特性を適切に補償することにより同一ビット数、同一
動作温度範囲の条件の下では従来のＡ／Ｄ変換器に比べ
て本発明の非線形Ａ／Ｄ変換器が温度に依存しないより
安定した周波数偏差特性を提供することが可能である。
さらに、同一の周波数偏差値を要求した場合には同一量
子化ビット数で制御可能な動作温度範囲をより広く設定
することができる。

【００３７】図４は、本発明によるディジタル温度補償
発振器において、さらにビット数が多い非線形Ａ／Ｄ変
換器の場合、即ち、比較用基準電圧領域をより細分化し
た実施例の場合の入力電圧と出力されるディジタルコー
ド間の関係の一例を示すグラフである。なお、図４では
データコード数が多いので簡単のため各電圧ステップの
表示を省略して平滑化して表示し、また図６に対応する
各電圧領域内では温度変化率（傾き）を一定としている
がより細分化された設定が可能である。

【００３８】前実施例でも説明したように電圧領域
（ａ），（ｃ），（ｅ）で傾きを大きくし、領域
（ｂ），（ｄ）で傾きを小さく設定しているため折れ線
関係のＡ／Ｄ変換特性を有する。

【００３９】すなわち、周波数偏差の温度変化率がさほ
ど大きくない温度領域で非線形Ａ／Ｄ変換器の温度分解
能（resolution）を相対的に大きくし、温度変化率が大
きい温度領域では非線形Ａ／Ｄ変換器の温度分解能を相
対的に小さくすることにより、Ａ／Ｄ変換特性を詳細に
わたり改善し温度補償特性をさらに効率的に向上させる
ようにするものである。

【００４０】本発明に基づいたディジタル温度補償方法
は、温度センサーが周辺温度およびその変化を感知して
相応するアナログ電圧を出力する第１段階と、温度変化
に対する発振周波数偏差の変化率が小さい温度領域に相
当する電圧領域で大きい温度分解能（量子化ステップ）
を有し、温度変化に対する発振周波数偏差の変化率が大
きい温度領域に相当する電圧領域で小さい温度分解能
（量子化ステップ）を有するための比較用基準電圧を備
え、前記温度センサーからの前記アナログ電圧に相応し
たＮビットのディジタル信号を出力する第２段階と、前
記非線形Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタルデータ
を相応するアドレス信号として入力して該当アドレスに
蓄積された設定データを出力する第３段階と、出力され
る前記設定データをＤ／Ａ変換器がアナログ信号に変換
する第４段階と、前記Ｄ／Ａ変換器から出力されるアナ
ログ信号に応じてバラクターダイオードのキャパシタン
ス値を変化させる第５段階と、前記バラクターダイオー
ドのキャパシタンス値の変化に応じてクリスタル発振器
の設定が変化し振周波数が制御されて発振する第６段階
を含み構成される。

【００４１】上記各段階における動作および作用につい
ては既に前記実施例において説明したので省略する。な
お、第２段階においては前記温度センサーの出力電圧を
非線形特性を有する非線形Ａ／Ｄ変換器によりディジタ
ルデータに変換し、周波数偏差の温度変化率が小さい領
域では温度分解能（量子化ステップ）が大きく、周波数
偏差の温度変化率が大きい領域では温度分解能が小さい
ディジタルデータを出力することを特徴とする。

【００４２】本発明のディジタル温度補償方法によれ
ば、周波数偏差の温度変化率が大きい領域で量子化ステ
ップを小さく設定して温度分解能を向上させ周波数偏差
の増大をより詳細にわたって抑制する。また、周波数偏
差の温度変化率が小さい領域で量子化ステップを大きく
設定して温度分解能を相対的に低下させることにより周
波数偏差の必要以上の制御を抑制する。

【００４３】以上の作用によりクリスタル発振器の非線
形温度特性を適切に補償することが可能になり、温度に
依存しないより安定した周波数偏差特性を提供すること
ができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、Ａ／Ｄ変換器の構造を
クリスタルの発振周波数偏差の温度特性に適合したＡ／
Ｄ変換特性を有する非線形Ａ／Ｄ変換器を用いることに
より、Ａ／Ｄ変換器の量子化ビット数（レベル数）を増
加させずにより多くの量子化ビット数を有する従来の線
形Ａ／Ｄ変換器に匹敵する温度分解能を有する温度補償
を実現することができる。

【００４５】したがって、ディジタル温度補償発振器に
適用されるＡ／Ｄ変換器の効率が改善され、Ａ／Ｄ変換
器の小型化のみならずメモリ領域の節約やメモリの小型
化が可能になるという効果を有する。

【００４６】更に、本発明による別の効果は、Ａ／Ｄ変
換器の内部構造を大幅に変更せずに、比較用基準電圧用
の抵抗器の構成の変更のみで電圧のスケーリングを行う
ことができるという効果を有する。

【００４７】また個々のクリスタル発振器の温度特性に
最適に適合した量子化レベルを有する非線形Ａ／Ｄ変換
器の設計、変更および温度補償のための設定データのメ
モリへの書き込み、書き変えが容易に実現可能であっ
て、省コスト化も可能になるという効果をさらに有す
る。

【００４８】以上の説明は単に本発明の実施例に係る説
明に過ぎなく、本発明はその構成と技術的思想の範囲内
で多様な変更および改造が可能である。

【００４９】更に、本発明の技術分野における通常の知
識を有する者であれば、前記ディジタル温度補償発振器
において非線形Ａ／Ｄ変換器の構造は、前記実施例に限
らず、任意の量子化ビット数に変更可能であることは容
易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディジタル温度補償発振器の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】本発明によるディジタル温度補償発振器におい
て、非線形Ａ／Ｄ変換器の一実施例を示す回路図であ
る。

【図３】本発明によるディジタル温度補償発振器におい
て、非線形Ａ／Ｄ変換器の一実施例の入力電圧と出力デ
ィジタルデータ間の関係を示すグラフである。

【図４】本発明によるディジタル温度補償発振器におい
て、ビット数が多い非線形Ａ／Ｄ変換器の場合の入力電
圧と出力ディジタルデータ間の関係を示すグラフであ
る。

【図５】従来のディジタル温度補償発振器一実施例を示
すブロック図である。

【図６】クリスタル発振器の周波数偏差の温度特性を示
すグラフである。

【図７】ディジタル温度補償発振器において、従来の線
形Ａ／Ｄ変換器の入力電圧と出力ディジタルデータ間の
線形的関係を示すグラフである。

【符号の説明】

４１ 温度センサー ４２ Ａ／Ｄ変換器 ４３ メモリ ４４ Ｄ／Ａ変換器 ４５ バラクターダイオード ４６ クリスタル発振器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ−ディジタル変換器の構造を改
   善したディジタル温度補償発振器であって、 周辺温度を感知して該周辺温度に相応するアナログ電圧
   を出力する温度センサーと、 基準電圧の両端子に（２^N−１）個の抵抗器を直列に連
   結し、温度変化に対する発振周波数偏差の変化率が小さ
   い温度領域に相当する電圧領域に大きい抵抗値の抵抗器
   を配置し、温度変化に対する前記発振周波数偏差の変化
   率が大きい温度領域に相当する電圧領域に小さい抵抗値
   の抵抗器を配置して、前記基準電圧および前記各抵抗器
   の相互接続点の電圧を比較用基準電圧として発生させ、
   前記温度センサーからの前記アナログ電圧に相応したＮ
   ビットのディジタル信号を出力する非線形アナログ−デ
   ィジタル変換器と、 前記アナログ−ディジタル変換器から出力される前記デ
   ィジタル信号をアドレス信号として入力し、相応するア
   ドレスに蓄積された温度補償のためのディジタルデータ
   を出力するメモリと、 前記メモリから出力される前記ディジタルデータをアナ
   ログ信号に変換するディジタル−アナログ変換器と、 前記ディジタル−アナログ変換器から出力される前記ア
   ナログ信号に応じてキャパシタンス値が変化する可変容
   量素子と、 前記可変容量素子に接続され前記キャパシタンス値の変
   化に応じて発振条件の設定が変化し発振周波数が制御さ
   れるクリスタル発振器を備えたことを特徴とするディジ
   タル温度補償発振器。
2. 【請求項２】 前記アナログ−ディジタル変換器が３ビ
   ットのディジタル出力を備え、 基準電圧の接地端子に抵抗値Ｒの第１抵抗器の一端を接
   続し、該第１抵抗器の他端に抵抗値２Ｒの第２抵抗器、
   抵抗値Ｒの第３抵抗器、抵抗値Ｒの第４抵抗器、抵抗値
   Ｒの第５抵抗器、抵抗値２Ｒの第６抵抗器、および抵抗
   値Ｒの第７抵抗器を順次直列に連結し、該第７抵抗器の
   他端を前記基準電圧端子に接続し、 前記接地端子と前記第１抵抗器の接続点にディジタルコ
   ード０００に対応する第１アナログスイッチを連結し、
   前記第１抵抗器と前記第２抵抗器の接続点にディジタル
   コード００１に対応する第２アナログスイッチを連結
   し、前記第２抵抗器と前記第３抵抗器の接続点にディジ
   タルコード０１０に対応する第３アナログスイッチを連
   結し、前記第３抵抗器と前記第４抵抗器の接続点にディ
   ジタルコード０１１に対応する第４アナログスイッチを
   連結し、前記第４抵抗器と前記第５抵抗器の接続点にデ
   ィジタルコード１００に対応する第５アナログスイッチ
   を連結し、前記第５抵抗器と前記第６抵抗器の接続点に
   ディジタルコード１０１に対応する第６アナログスイッ
   チを連結し、前記第６抵抗器と前記第７抵抗器の接続点
   にディジタルコード１１０に対応する第７アナログスイ
   ッチを連結し、前記第７抵抗器と前記基準電圧端子の接
   続点にディジタルコード１１１に対応する第８アナログ
   スイッチを連結することを特徴とする請求項１記載のデ
   ィジタル温度補償発振器。
3. 【請求項３】 前記メモリは、紫外線または電気的に蓄
   積内容を消去し、新しいプログラムを記録することがで
   きるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）である
   ことを特徴とする請求項１記載のディジタル温度補償発
   振器。
4. 【請求項４】 前記メモリは、製造過程で内容が書き込
   まれず、使用者が必要によってプログラミングすること
   ができるＰＲＯＭ（Programmable ROM）であることを特
   徴とする請求項１記載のディジタル温度補償発振器。
5. 【請求項５】 温度センサーが周辺温度を感知して該周
   辺温度に相応するアナログ電圧を出力する第１段階と、 前記温度センサーからの前記アナログ電圧を相応したデ
   ィジタル信号にアナログ−ディジタル変換して出力する
   第２段階と、 前記アナログ−ディジタル変換により出力される前記デ
   ィジタル信号をＲＯＭにアドレス信号として入力し、相
   応するアドレスに蓄積された温度補償のためのディジタ
   ルデータを出力する第３段階と、 前記ＲＯＭから出力される前記ディジタルデータをディ
   ジタル−アナログ変換によりアナログ信号に変換する第
   ４段階と、 前記ディジタル−アナログ変換により出力される前記ア
   ナログ信号に応じて可変容量素子のキャパシタンスを変
   化させる第５段階と、 前記可変容量素子の前記キャパシタンス値の変化に応じ
   てクリスタル発振器の設定を変化させ発振周波数を制御
   する第６段階とを備えたことを含んで構成されるクリス
   タル発振器の温度補償方法において、 温度変化に対する発振周波数偏差の変化率が小さい温度
   領域に相当する電圧領域で大きい温度分解能を有し、温
   度変化に対する前記発振周波数偏差の変化率が大きい温
   度領域に相当する電圧領域で小さい前記温度分解能を有
   するための比較用基準電圧を発生させることによりＮビ
   ットの量子化レベルを有する前記アナログ−ディジタル
   変換を行うことを特徴とするクリスタル発振器の温度補
   償方法。