JPH11220327A - 発振器の温度補償回路 - Google Patents
発振器の温度補償回路Info
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- JPH11220327A JPH11220327A JP10307723A JP30772398A JPH11220327A JP H11220327 A JPH11220327 A JP H11220327A JP 10307723 A JP10307723 A JP 10307723A JP 30772398 A JP30772398 A JP 30772398A JP H11220327 A JPH11220327 A JP H11220327A
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- voltage
- crystal oscillator
- control signal
- compensation circuit
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L1/00—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
- H03L1/02—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
- H03L1/022—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature
- H03L1/023—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature by using voltage variable capacitance diodes
Abstract
(57)【要約】
【課題】動作温度範囲において出力周波数を安定させ
る。 【解決手段】 温度補償水晶発振器１０の動作温度範囲
は、低温、中温、及び高温領域に区分され、補償回路１
４は、各々の温度領域に対応した夫々の補償回路網１
８、１９、２０と、電圧源２８、２９、３０とを備えて
いる。３つの補償回路網１８〜２０の出力電圧を合算し
て発生された制御信号（６６）を、バッファ回路及び増
幅／レベルシフト回路を介して、電圧制御水晶発振器１
６に供給し、これにより発振周波数を制御する。各補償
回路網の出力電圧は、対応する温度領域の水晶振動子の
温度−周波数特性に反対方向に釣り合うよう設定され、
これにより、動作温度範囲の全域において出力周波数が
安定させる。
る。 【解決手段】 温度補償水晶発振器１０の動作温度範囲
は、低温、中温、及び高温領域に区分され、補償回路１
４は、各々の温度領域に対応した夫々の補償回路網１
８、１９、２０と、電圧源２８、２９、３０とを備えて
いる。３つの補償回路網１８〜２０の出力電圧を合算し
て発生された制御信号（６６）を、バッファ回路及び増
幅／レベルシフト回路を介して、電圧制御水晶発振器１
６に供給し、これにより発振周波数を制御する。各補償
回路網の出力電圧は、対応する温度領域の水晶振動子の
温度−周波数特性に反対方向に釣り合うよう設定され、
これにより、動作温度範囲の全域において出力周波数が
安定させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くは水晶発振器
に関し、より詳しくは、所望の温度範囲に亘って水晶発
振器の出力周波数を安定化するための補償回路を備えた
温度補償水晶発振器に関する。
に関し、より詳しくは、所望の温度範囲に亘って水晶発
振器の出力周波数を安定化するための補償回路を備えた
温度補償水晶発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】水晶発
振器は、安定した出力周波数を必要とする様々な用途に
広く用いられている。しかしながら、水晶発振器であっ
ても、その出力周波数は、発振器の周囲温度の関数とし
て変動する。図１に示したのは、温度補償を施していな
い典型的なＡＴ板水晶振動子の、周囲温度に対する周波
数を示したグラフである。図示の如く、周波数を表す曲
線６は、略々３次関数形状を有しており、３つの特徴的
な温度領域に区分することができる。即ち、この曲線６
の低温領域（−３５℃〜約＋１０℃）は、正勾配を有す
る直線部分と、曲線の勾配の正負が逆転する非直線部分
とを有する。この曲線６の中温領域（＋１０℃〜＋５０
℃）は、負勾配の直線部分をなしている。また、この曲
線６の高温領域（＋５０℃〜＋９０℃）は、正勾配の直
線部分と、曲線の勾配の正負が逆転する非直線部分とを
有する。更に、中温領域の＋２８℃の付近に、変曲点８
が存在している。
振器は、安定した出力周波数を必要とする様々な用途に
広く用いられている。しかしながら、水晶発振器であっ
ても、その出力周波数は、発振器の周囲温度の関数とし
て変動する。図１に示したのは、温度補償を施していな
い典型的なＡＴ板水晶振動子の、周囲温度に対する周波
数を示したグラフである。図示の如く、周波数を表す曲
線６は、略々３次関数形状を有しており、３つの特徴的
な温度領域に区分することができる。即ち、この曲線６
の低温領域（−３５℃〜約＋１０℃）は、正勾配を有す
る直線部分と、曲線の勾配の正負が逆転する非直線部分
とを有する。この曲線６の中温領域（＋１０℃〜＋５０
℃）は、負勾配の直線部分をなしている。また、この曲
線６の高温領域（＋５０℃〜＋９０℃）は、正勾配の直
線部分と、曲線の勾配の正負が逆転する非直線部分とを
有する。更に、中温領域の＋２８℃の付近に、変曲点８
が存在している。
【０００３】水晶振動子の周波数変動を補償するための
方法には様々なものがあり、それらのうちに、アナログ
回路を用いた方法がある。更に、そのようなアナログ方
式の補償方法のうちの１つに、抵抗−サーミスタ回路網
を用いたものがある。ＡＴ板水晶振動子を使用し、動作
温度範囲がその水晶振動子の特性曲線の両側の非直線部
分にまで及ぶような用途では、その動作温度範囲に含ま
れる全ての温度領域において補償を施すために、少なく
とも３個のサーミスタが必要である。また、その抵抗−
サーミスタ回路網に含まれている複数個の固定抵抗のト
リミング（抵抗値調節）または交換を行うことで、その
抵抗−サーミスタ回路網の出力特性を水晶振動子の特性
曲線に適合させるようにしている。
方法には様々なものがあり、それらのうちに、アナログ
回路を用いた方法がある。更に、そのようなアナログ方
式の補償方法のうちの１つに、抵抗−サーミスタ回路網
を用いたものがある。ＡＴ板水晶振動子を使用し、動作
温度範囲がその水晶振動子の特性曲線の両側の非直線部
分にまで及ぶような用途では、その動作温度範囲に含ま
れる全ての温度領域において補償を施すために、少なく
とも３個のサーミスタが必要である。また、その抵抗−
サーミスタ回路網に含まれている複数個の固定抵抗のト
リミング（抵抗値調節）または交換を行うことで、その
抵抗−サーミスタ回路網の出力特性を水晶振動子の特性
曲線に適合させるようにしている。
【０００４】この方法によれば、−４０℃〜＋８５℃の
温度範囲において約±１．０ｐｐｍ（ｐｐｍは１０-6を
表す）の周波数安定性を得ることができる。ただし、こ
の周波数安定性を達成するためには、使用する複数個の
抵抗を、許容誤差の小さい高精度抵抗としなければなら
ず、また、それら抵抗の抵抗値を、個々の発振器ごとに
算出した固有値に設定する必要がある。更には、サーミ
スタも、その勾配及び比が使用する水晶振動子に適合し
たものとする必要がある。これら電子部品の部品定数を
決定するためには、計算や計測を行う必要があり、更に
そのためには、発振器の試験を行い、電子部品を交換
し、また発振器の試験を行うということを反復して、そ
の発振器が所与の仕様に適合するように「すり寄せ」を
行うという、非常に時間のかかるプロセスが必要であ
る。この「すり寄せ」のプロセスを自動化しようとする
試みも、これまでに幾つかなされている。例えば、抵抗
のトリミングを行って水晶振動子に適合させるようにし
た方法があり、この方法は、中程度の周波数安定性が要
求される特定の用途において成功を納めているが、しか
しながらこの方法では、完全な自動化が困難であること
が分かっている。
温度範囲において約±１．０ｐｐｍ（ｐｐｍは１０-6を
表す）の周波数安定性を得ることができる。ただし、こ
の周波数安定性を達成するためには、使用する複数個の
抵抗を、許容誤差の小さい高精度抵抗としなければなら
ず、また、それら抵抗の抵抗値を、個々の発振器ごとに
算出した固有値に設定する必要がある。更には、サーミ
スタも、その勾配及び比が使用する水晶振動子に適合し
たものとする必要がある。これら電子部品の部品定数を
決定するためには、計算や計測を行う必要があり、更に
そのためには、発振器の試験を行い、電子部品を交換
し、また発振器の試験を行うということを反復して、そ
の発振器が所与の仕様に適合するように「すり寄せ」を
行うという、非常に時間のかかるプロセスが必要であ
る。この「すり寄せ」のプロセスを自動化しようとする
試みも、これまでに幾つかなされている。例えば、抵抗
のトリミングを行って水晶振動子に適合させるようにし
た方法があり、この方法は、中程度の周波数安定性が要
求される特定の用途において成功を納めているが、しか
しながらこの方法では、完全な自動化が困難であること
が分かっている。
【０００５】アナログ方式の別の方法として、抵抗−サ
ーミスタ回路網を用いた場合と同様にして、サーミスタ
−キャパシタ回路網を用いた方法がある。この方法で
は、１個または複数個の固定キャパシタの、温度変動時
の実効リアクタンスを調節するようにしている。この方
法によれば、低コストであるわりには良好な性能が得ら
れるため、この方法は、比較的狭い温度範囲において約
±２．５ｐｐｍほどの、中程度の周波数安定性を要する
民生品に採用されている。更に広い温度範囲で動作させ
ねばならない用途では、電子部品の部品定数をより高い
精度で水晶振動子に適合させる必要があるが、しかしな
がら水晶振動子の勾配に適合させることができないこと
と、電子部品自体の部品定数、許容誤差、及び安定性に
関する制約があることとが原因となって、高精度で適合
させることは困難となっている。アナログ方式の更に別
の方法として、複数個の乗算器を用いて、温度に正比例
した電圧信号の累乗信号を発生させるようにした方法が
あり、この方法では２乗の項及び３乗の項を表す信号を
発生させるようにしている。そして、それら信号に適切
な係数を乗じた後に加え合わせることで、補償を施そう
とする水晶振動子の特性曲線に適合した３次多項式を表
す信号を生成するようにしている。この信号生成プロセ
スにおいても、複数個の抵抗の抵抗値の選定またはトリ
ミングが必要とされるため、組立後の校正作業を行っ
て、１個または複数個の抵抗の交換または抵抗値調節を
実行しなければならない。
ーミスタ回路網を用いた場合と同様にして、サーミスタ
−キャパシタ回路網を用いた方法がある。この方法で
は、１個または複数個の固定キャパシタの、温度変動時
の実効リアクタンスを調節するようにしている。この方
法によれば、低コストであるわりには良好な性能が得ら
れるため、この方法は、比較的狭い温度範囲において約
±２．５ｐｐｍほどの、中程度の周波数安定性を要する
民生品に採用されている。更に広い温度範囲で動作させ
ねばならない用途では、電子部品の部品定数をより高い
精度で水晶振動子に適合させる必要があるが、しかしな
がら水晶振動子の勾配に適合させることができないこと
と、電子部品自体の部品定数、許容誤差、及び安定性に
関する制約があることとが原因となって、高精度で適合
させることは困難となっている。アナログ方式の更に別
の方法として、複数個の乗算器を用いて、温度に正比例
した電圧信号の累乗信号を発生させるようにした方法が
あり、この方法では２乗の項及び３乗の項を表す信号を
発生させるようにしている。そして、それら信号に適切
な係数を乗じた後に加え合わせることで、補償を施そう
とする水晶振動子の特性曲線に適合した３次多項式を表
す信号を生成するようにしている。この信号生成プロセ
スにおいても、複数個の抵抗の抵抗値の選定またはトリ
ミングが必要とされるため、組立後の校正作業を行っ
て、１個または複数個の抵抗の交換または抵抗値調節を
実行しなければならない。
【０００６】ディジタル方式の補償方法としては、ルッ
クアップ・テーブルを用いた方法がある。この方法にお
いては、所定の温度範囲における水晶振動子の特性曲線
の周波数変位量をルックアップ・テーブルに格納してお
く。また、ルックアップ・テーブルの個々の記憶位置に
格納するバイナリ・データには、温度増分量に対応した
補償量の値を含めておく。そして、動作範囲である前述
の所定温度範囲におけるリニア温度センサの出力をＡ／
Ｄコンバータでディジタル化する。このＡ／Ｄコンバー
タの出力に基づいて、不揮発性ＲＯＭに格納してある前
述のルックアップ・テーブルのアドレス指定を行う。更
に、こうして選択された、発振器の周囲温度に対応した
バイナリ・データの形の補償量の値を、Ｄ／Ａコンバー
タで電圧に変換し、その電圧を用いて水晶発振器の周波
数制御を行うようにしている。
クアップ・テーブルを用いた方法がある。この方法にお
いては、所定の温度範囲における水晶振動子の特性曲線
の周波数変位量をルックアップ・テーブルに格納してお
く。また、ルックアップ・テーブルの個々の記憶位置に
格納するバイナリ・データには、温度増分量に対応した
補償量の値を含めておく。そして、動作範囲である前述
の所定温度範囲におけるリニア温度センサの出力をＡ／
Ｄコンバータでディジタル化する。このＡ／Ｄコンバー
タの出力に基づいて、不揮発性ＲＯＭに格納してある前
述のルックアップ・テーブルのアドレス指定を行う。更
に、こうして選択された、発振器の周囲温度に対応した
バイナリ・データの形の補償量の値を、Ｄ／Ａコンバー
タで電圧に変換し、その電圧を用いて水晶発振器の周波
数制御を行うようにしている。
【０００７】この方法により達成可能な最終的な安定性
は、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータの分解能に
左右される。適切なシステム設計をするならば、ある程
度の広さの温度範囲において、ＡＴ板の水晶振動子のヒ
ステリシス及び再現性（約０．０５ｐｐｍ）よりも良好
な安定性を達成することができる。しかしながら、この
種のディジタル方式の補償システムはいずれも、変換プ
ロセスが離散ステップで行われるため、ある程度の量子
化ノイズを伴わざるを得ない。この量子化ノイズは、補
償量の値が更新されるたびに出力周波数が離散的に変化
する現象、即ちジャンプ現象として現れる。このジャン
プ現象は、コンバータの分解能を上昇させ、出力にフィ
ルタ処理を施すことにより軽減することができるが、た
だしシステムによっては、そのシステムの許容スレショ
ルド以下にまで低減することが非常に困難である。更に
は、フィードスルー及びディジタル・スイッチング素子
の結合に起因するスプリアス・ノイズも大きな問題とな
ることがある。
は、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータの分解能に
左右される。適切なシステム設計をするならば、ある程
度の広さの温度範囲において、ＡＴ板の水晶振動子のヒ
ステリシス及び再現性（約０．０５ｐｐｍ）よりも良好
な安定性を達成することができる。しかしながら、この
種のディジタル方式の補償システムはいずれも、変換プ
ロセスが離散ステップで行われるため、ある程度の量子
化ノイズを伴わざるを得ない。この量子化ノイズは、補
償量の値が更新されるたびに出力周波数が離散的に変化
する現象、即ちジャンプ現象として現れる。このジャン
プ現象は、コンバータの分解能を上昇させ、出力にフィ
ルタ処理を施すことにより軽減することができるが、た
だしシステムによっては、そのシステムの許容スレショ
ルド以下にまで低減することが非常に困難である。更に
は、フィードスルー及びディジタル・スイッチング素子
の結合に起因するスプリアス・ノイズも大きな問題とな
ることがある。
【０００８】ディジタル方式の別の補償方法として、マ
イクロコンピュータを用いた方法がある。この方法で
は、不揮発性プログラマブル・メモリの必要容量を大幅
に低減することができる。これは、補間法や曲線当ては
め法を採用することができるため、格納データの必要量
を大幅に低減することができるからである。特定用途向
け集積回路（ＡＳＩＣ）を用いてこの方法を実現できる
ようにしたものは、ある程度の成功を納めている。しか
しながら、様々な問題があるために、この方法を用いた
発振器は広く普及するに至っていない。
イクロコンピュータを用いた方法がある。この方法で
は、不揮発性プログラマブル・メモリの必要容量を大幅
に低減することができる。これは、補間法や曲線当ては
め法を採用することができるため、格納データの必要量
を大幅に低減することができるからである。特定用途向
け集積回路（ＡＳＩＣ）を用いてこの方法を実現できる
ようにしたものは、ある程度の成功を納めている。しか
しながら、様々な問題があるために、この方法を用いた
発振器は広く普及するに至っていない。
【０００９】マイクロコンピュータを用いた最近の補償
方法のうちには、水晶振動子の自己温度検出機能を利用
して、優れた精度及び再現性が得られるようにした方法
がある。この方法では水晶振動子を、同時に、基本振動
モードと３次高調波振動モードとの両方で動作させる。
この方法に使用する水晶振動子は、通常はＳＣカット水
晶振動子であるが、ＡＴカット水晶振動子を使用するこ
とも可能である。これら２つのモード間の見かけの角度
差は、３次高調波の周波数と基本周波数の３倍の周波数
との差を比較したときに、温度に高精度に比例した信号
となる。しかしながら、これらの発振器の周波数を温度
補償しようとすると、この温度に関連する信号の校正に
影響を及ぼしてしまうため、安定した出力周波数を発生
させるための外部的な手段を併用する必要がある。
方法のうちには、水晶振動子の自己温度検出機能を利用
して、優れた精度及び再現性が得られるようにした方法
がある。この方法では水晶振動子を、同時に、基本振動
モードと３次高調波振動モードとの両方で動作させる。
この方法に使用する水晶振動子は、通常はＳＣカット水
晶振動子であるが、ＡＴカット水晶振動子を使用するこ
とも可能である。これら２つのモード間の見かけの角度
差は、３次高調波の周波数と基本周波数の３倍の周波数
との差を比較したときに、温度に高精度に比例した信号
となる。しかしながら、これらの発振器の周波数を温度
補償しようとすると、この温度に関連する信号の校正に
影響を及ぼしてしまうため、安定した出力周波数を発生
させるための外部的な手段を併用する必要がある。
【００１０】水晶振動子の自己温度検出機能を利用して
マイクロコンピュータで制御するようにした温度補償水
晶発振器（ＴＣＸＯ）は、様々な温度補償発振器のうち
で最良の安定性を提供するものであり、これまでに報告
されているもののうちには、−５５℃〜＋８５℃の温度
範囲において０．０５ｐｐｍより更に良好な総合安定性
を達成したものもある。しかしながら、この種の発振器
は、構造が複雑であるため比較的高価であり、更に、デ
ジタル方式の補償システムに本来的に付随するノイズの
問題のうちの幾つかは、依然として未解決のままであ
る。従って本発明の目的は、所望の温度範囲において出
力周波数を高度に安定させることのできる低コストで高
性能の水晶発振器を提供することにある。本発明の更な
る目的は、出力周波数の調節が容易な水晶発振器を提供
することにある。本発明の更なる目的は、電子部品の部
品定数の調節や選定の作業を必要としない温度補償水晶
発振器を提供することにある。本発明の以上の目的及び
利点、並びに更なる目的及び利点については、添付図面
と共に以下の説明を参照することで、更に明瞭に理解す
ることができであろう。
マイクロコンピュータで制御するようにした温度補償水
晶発振器（ＴＣＸＯ）は、様々な温度補償発振器のうち
で最良の安定性を提供するものであり、これまでに報告
されているもののうちには、−５５℃〜＋８５℃の温度
範囲において０．０５ｐｐｍより更に良好な総合安定性
を達成したものもある。しかしながら、この種の発振器
は、構造が複雑であるため比較的高価であり、更に、デ
ジタル方式の補償システムに本来的に付随するノイズの
問題のうちの幾つかは、依然として未解決のままであ
る。従って本発明の目的は、所望の温度範囲において出
力周波数を高度に安定させることのできる低コストで高
性能の水晶発振器を提供することにある。本発明の更な
る目的は、出力周波数の調節が容易な水晶発振器を提供
することにある。本発明の更なる目的は、電子部品の部
品定数の調節や選定の作業を必要としない温度補償水晶
発振器を提供することにある。本発明の以上の目的及び
利点、並びに更なる目的及び利点については、添付図面
と共に以下の説明を参照することで、更に明瞭に理解す
ることができであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高温領
域、中温領域、及び低温領域を含む複数の温度領域から
成る所定温度範囲に亘って動作する電圧制御水晶発振器
の出力周波数を調節するための温度補償回路が提供され
る。電圧制御水晶発振器は、複数の温度領域に亘って共
振周波数が３次関数的に変化する水晶振動子を備えてい
る。この温度補償回路は、複数の固定電圧からなる固定
電圧群と電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じて制御
信号を発生する補償手段を備えたものとすることが好ま
しい。制御信号は、温度範囲において水晶振動子の３次
関数特性曲線に反対方向に釣り合った（反比例した）信
号である。この温度補償回路は更に、補償手段に電圧を
調節可能に供給することにより、電圧制御水晶発振器の
周波数調節のための制御信号を調節する手段を備えてお
り、これにより、電圧制御水晶発振器の出力周波数を温
度範囲の全域において実質的に安定させるようにしてい
る。
域、中温領域、及び低温領域を含む複数の温度領域から
成る所定温度範囲に亘って動作する電圧制御水晶発振器
の出力周波数を調節するための温度補償回路が提供され
る。電圧制御水晶発振器は、複数の温度領域に亘って共
振周波数が３次関数的に変化する水晶振動子を備えてい
る。この温度補償回路は、複数の固定電圧からなる固定
電圧群と電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じて制御
信号を発生する補償手段を備えたものとすることが好ま
しい。制御信号は、温度範囲において水晶振動子の３次
関数特性曲線に反対方向に釣り合った（反比例した）信
号である。この温度補償回路は更に、補償手段に電圧を
調節可能に供給することにより、電圧制御水晶発振器の
周波数調節のための制御信号を調節する手段を備えてお
り、これにより、電圧制御水晶発振器の出力周波数を温
度範囲の全域において実質的に安定させるようにしてい
る。
【００１２】本発明の別の局面によれば、高温領域、中
温領域、及び低温領域を含む複数の温度領域から成る所
定温度範囲に亘って動作する温度補償型水晶発振器が提
供される。この温度補償型水晶発振器は、水晶振動子を
備えた電圧制御水晶発振器と、該電圧制御水晶発振器の
周波数を調節するための電圧制御手段とを含んでいる。
水晶振動子の共振周波数は周囲温度の関数として変化
し、その変化は３次関数的である。この温度補償型水晶
発振器は、複数の固定電圧からなる固定電圧群と電圧制
御水晶発振器の周囲温度とに応じて制御信号を発生する
補償手段を備えたものとすることが好ましい。制御信号
は、複数の温度領域において水晶振動子の３次関数特性
曲線に略々反対方向に釣り合った信号である。この温度
補償発振器は更に、補償手段に電圧を調節可能に供給す
ることにより、電圧制御水晶発振器の周波数調節のため
の制御信号を調節する手段を備えており、以上によっ
て、電圧制御水晶発振器の出力周波数を対応する温度領
域において実質的に安定させるようにしている。
温領域、及び低温領域を含む複数の温度領域から成る所
定温度範囲に亘って動作する温度補償型水晶発振器が提
供される。この温度補償型水晶発振器は、水晶振動子を
備えた電圧制御水晶発振器と、該電圧制御水晶発振器の
周波数を調節するための電圧制御手段とを含んでいる。
水晶振動子の共振周波数は周囲温度の関数として変化
し、その変化は３次関数的である。この温度補償型水晶
発振器は、複数の固定電圧からなる固定電圧群と電圧制
御水晶発振器の周囲温度とに応じて制御信号を発生する
補償手段を備えたものとすることが好ましい。制御信号
は、複数の温度領域において水晶振動子の３次関数特性
曲線に略々反対方向に釣り合った信号である。この温度
補償発振器は更に、補償手段に電圧を調節可能に供給す
ることにより、電圧制御水晶発振器の周波数調節のため
の制御信号を調節する手段を備えており、以上によっ
て、電圧制御水晶発振器の出力周波数を対応する温度領
域において実質的に安定させるようにしている。
【００１３】本発明の更に別の局面によれば、電圧制御
水晶発振器に温度補償をすることにより、高温領域、低
温領域、及び中温領域を含む複数の温度領域から成る所
定温度範囲において実質的に安定した出力周波数を発生
させる方法が提供される。この方法は、複数の固定電圧
からなる固定電圧群と電圧制御水晶発振器の周囲温度と
に応じて制御信号を発生させるステップを含むものとす
ることが好ましい。制御信号は、複数の温度領域におい
て水晶振動子の３次関数特性曲線に略々反対方向に釣り
合う信号である。更に、制御信号を電圧制御水晶発振器
に供給すると共に電圧を調節することにより電圧制御水
晶発振器の周波数調節を行い、それによって、出力周波
数を複数の温度領域においてほぼ安定させるようにす
る。
水晶発振器に温度補償をすることにより、高温領域、低
温領域、及び中温領域を含む複数の温度領域から成る所
定温度範囲において実質的に安定した出力周波数を発生
させる方法が提供される。この方法は、複数の固定電圧
からなる固定電圧群と電圧制御水晶発振器の周囲温度と
に応じて制御信号を発生させるステップを含むものとす
ることが好ましい。制御信号は、複数の温度領域におい
て水晶振動子の３次関数特性曲線に略々反対方向に釣り
合う信号である。更に、制御信号を電圧制御水晶発振器
に供給すると共に電圧を調節することにより電圧制御水
晶発振器の周波数調節を行い、それによって、出力周波
数を複数の温度領域においてほぼ安定させるようにす
る。
【００１４】本発明の他の局面によれば、電圧制御水晶
発振器に温度補償を行って、高温領域、低温領域、及び
中温領域を含む複数の温度領域からなる所定温度範囲に
おいて実質的に安定した出力周波数を発生させる方法が
提供される。この方法は、第１電圧と電圧制御水晶発振
器の周囲温度とに応じて第１制御信号を発生させるステ
ップを含んでいる。第１制御信号は、水晶振動子の３次
関数特性曲線のうちの、複数の温度領域のいずれか１つ
の温度領域に対応した部分に略々反対方向に釣り合った
信号である。また、第２電圧と電圧制御水晶発振器の周
囲温度とに応じて第２制御信号を発生させる。第２制御
信号は、前記電圧制御水晶振動子の３次関数的特性曲線
のうちの、複数の温度領域の別の１つの温度領域に対応
した部分に略々反対方向に釣り合った信号である。ま
た、第３電圧と水晶発振器の周囲温度とに応じて第３制
御信号を発生させることが好ましい。第３制御信号は、
水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの、複数の温度
領域の更に別の１つの温度領域に対応した部分に略々釣
り合う（比例する）信号である。更に、第１制御信号と
第２制御信号と第３制御信号とを合算して合算制御信号
を発生させる。更にまた、合算制御信号を電圧制御水晶
発振器に供給する。そして、第１電圧と第２電圧と第３
電圧とを調節することにより、合算制御信号が電圧制御
水晶発振器の周波数調節を行うようにし、それによっ
て、出力周波数を前記所定温度範囲の全域においてほぼ
安定させるようにする。
発振器に温度補償を行って、高温領域、低温領域、及び
中温領域を含む複数の温度領域からなる所定温度範囲に
おいて実質的に安定した出力周波数を発生させる方法が
提供される。この方法は、第１電圧と電圧制御水晶発振
器の周囲温度とに応じて第１制御信号を発生させるステ
ップを含んでいる。第１制御信号は、水晶振動子の３次
関数特性曲線のうちの、複数の温度領域のいずれか１つ
の温度領域に対応した部分に略々反対方向に釣り合った
信号である。また、第２電圧と電圧制御水晶発振器の周
囲温度とに応じて第２制御信号を発生させる。第２制御
信号は、前記電圧制御水晶振動子の３次関数的特性曲線
のうちの、複数の温度領域の別の１つの温度領域に対応
した部分に略々反対方向に釣り合った信号である。ま
た、第３電圧と水晶発振器の周囲温度とに応じて第３制
御信号を発生させることが好ましい。第３制御信号は、
水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの、複数の温度
領域の更に別の１つの温度領域に対応した部分に略々釣
り合う（比例する）信号である。更に、第１制御信号と
第２制御信号と第３制御信号とを合算して合算制御信号
を発生させる。更にまた、合算制御信号を電圧制御水晶
発振器に供給する。そして、第１電圧と第２電圧と第３
電圧とを調節することにより、合算制御信号が電圧制御
水晶発振器の周波数調節を行うようにし、それによっ
て、出力周波数を前記所定温度範囲の全域においてほぼ
安定させるようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施例にかかる
温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）１０を示した図であ
り、この温度補償型水晶発振器１０は、補償回路１４と
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１６とを含んでいる。
補償回路１４が１７の位置に発生する電圧制御信号が、
電圧制御水晶発振器１６へ供給されるようにしてあり、
それによって、図１に示した動作温度範囲の全域におい
て、水晶振動子の周波数変動が補償されるようにしてあ
る。尚、電圧制御発振器１６それ自体は周知のものであ
るため、これについては詳細な説明はしない。
温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）１０を示した図であ
り、この温度補償型水晶発振器１０は、補償回路１４と
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１６とを含んでいる。
補償回路１４が１７の位置に発生する電圧制御信号が、
電圧制御水晶発振器１６へ供給されるようにしてあり、
それによって、図１に示した動作温度範囲の全域におい
て、水晶振動子の周波数変動が補償されるようにしてあ
る。尚、電圧制御発振器１６それ自体は周知のものであ
るため、これについては詳細な説明はしない。
【００１６】補償回路１４は、３組の回路網１８、１
９、２０を含んでおり、それら回路網は、夫々、高温領
域、中温領域、及び低温領域における水晶振動子２２の
周波数変動を補償するための補償回路網である。低温補
償回路網１８は、主として低温領域（約−３５℃〜＋１
０℃）における周波数変動を補償する。中温補償回路網
１９は、主として中温領域（約＋１０℃〜＋５０℃）に
おける周波数変動を補償する。高温補償回路網２０は、
主として高温領域（約＋５０℃〜＋９０℃）における周
波数変動を補償する。それら補償回路網１８〜２０は、
夫々、２４〜２６の位置に出力電圧を発生する。それら
出力電圧は、水晶振動子の特性曲線のうちの、それら回
路網に夫々対応した温度領域における周波数変動に反対
方向に釣り合った電圧である。例えば、２４と２６の位
置に発生される出力電圧は、夫々、図１に示した水晶振
動子の特性曲線のうちの高温領域と低温領域における、
その水晶振動子の周波数変動の勾配に反対方向に釣り合
った負勾配を有する電圧である。また、２５の位置に発
生される電圧は、その水晶振動子の特性曲線のうちの中
温領域における周波数変動の勾配に反対方向に釣り合っ
た正勾配を有する電圧である。従って、これら３つの出
力電圧信号２４、２５、２６を適切な比率で組み合せた
信号を用いることで、動作温度範囲の全域において水晶
振動子の固有のドリフトを相殺して補償することができ
る。
９、２０を含んでおり、それら回路網は、夫々、高温領
域、中温領域、及び低温領域における水晶振動子２２の
周波数変動を補償するための補償回路網である。低温補
償回路網１８は、主として低温領域（約−３５℃〜＋１
０℃）における周波数変動を補償する。中温補償回路網
１９は、主として中温領域（約＋１０℃〜＋５０℃）に
おける周波数変動を補償する。高温補償回路網２０は、
主として高温領域（約＋５０℃〜＋９０℃）における周
波数変動を補償する。それら補償回路網１８〜２０は、
夫々、２４〜２６の位置に出力電圧を発生する。それら
出力電圧は、水晶振動子の特性曲線のうちの、それら回
路網に夫々対応した温度領域における周波数変動に反対
方向に釣り合った電圧である。例えば、２４と２６の位
置に発生される出力電圧は、夫々、図１に示した水晶振
動子の特性曲線のうちの高温領域と低温領域における、
その水晶振動子の周波数変動の勾配に反対方向に釣り合
った負勾配を有する電圧である。また、２５の位置に発
生される電圧は、その水晶振動子の特性曲線のうちの中
温領域における周波数変動の勾配に反対方向に釣り合っ
た正勾配を有する電圧である。従って、これら３つの出
力電圧信号２４、２５、２６を適切な比率で組み合せた
信号を用いることで、動作温度範囲の全域において水晶
振動子の固有のドリフトを相殺して補償することができ
る。
【００１７】低温補償回路網１８、中温補償回路網１
９、及び高温補償回路網２０の夫々に対応した３つの電
圧源２８、２９、３０が備えられており、それら電圧源
２８〜３０は、互いに独立的に調節可能にしてある。こ
こで従来の方法と異なる点は、電圧源２８、２９、３０
の各々を互いに独立的に設定することで、２４、２５、
２６の位置における出力電圧を個別に調節することがで
き、そして、それら出力電圧を合算した制御信号で、水
晶振動子の周波数変動を補償することにより動作温度範
囲の全域において周波数変動の補償を可能にしているこ
とである。更には、電圧源２８、２９、３０の出力電圧
を個別に調節できるようにしたため、特定の水晶振動子
に適合させるための補償回路網１８、１９、２０の調節
が容易となっており、許容公差の小さな抵抗器を使用し
て高精度の調節を行うという方法を用いることなく補償
回路網の調節が行えるようになっている。また、先に説
明したように、これまでは水晶振動子に適合させるため
の必要な補償用の電圧を得るために、抵抗のトリミング
または抵抗の反復的な交換が必要であったのに対して、
この補償回路網１８、１９、２０の調節方法では、それ
らが不要となっている。
９、及び高温補償回路網２０の夫々に対応した３つの電
圧源２８、２９、３０が備えられており、それら電圧源
２８〜３０は、互いに独立的に調節可能にしてある。こ
こで従来の方法と異なる点は、電圧源２８、２９、３０
の各々を互いに独立的に設定することで、２４、２５、
２６の位置における出力電圧を個別に調節することがで
き、そして、それら出力電圧を合算した制御信号で、水
晶振動子の周波数変動を補償することにより動作温度範
囲の全域において周波数変動の補償を可能にしているこ
とである。更には、電圧源２８、２９、３０の出力電圧
を個別に調節できるようにしたため、特定の水晶振動子
に適合させるための補償回路網１８、１９、２０の調節
が容易となっており、許容公差の小さな抵抗器を使用し
て高精度の調節を行うという方法を用いることなく補償
回路網の調節が行えるようになっている。また、先に説
明したように、これまでは水晶振動子に適合させるため
の必要な補償用の電圧を得るために、抵抗のトリミング
または抵抗の反復的な交換が必要であったのに対して、
この補償回路網１８、１９、２０の調節方法では、それ
らが不要となっている。
【００１８】低温補償用の電圧源２８は、抵抗（Ｒ）３
４とサーミスタ３６とで構成された分圧器３２に接続さ
れている。サーミスタ３６は分圧器３２の下側の部分を
構成するように接続されており、このサーミスタ３６の
一方の端子３８がグラウンド４０に接続されている。サ
ーミスタ３６は負の温度係数を有するため、その抵抗値
は周囲温度が上昇するにつれて低下する。従って接続点
５６における電圧は、周囲温度が上昇するにつれて低下
する。中温補償用の電圧源２９は、抵抗（Ｒ）４４とサ
ーミスタ４６とで構成された分圧器４２に接続されてお
り、サーミスタ４６は負の温度係数を有する。サーミス
タ４６は分圧器４２の上側の部分を構成するように接続
され、また、抵抗４４は分圧器４２の下側の部分を構成
するように接続されており、この抵抗の一方の端子がグ
ラウンド４０に接続されている。従って接続点５７にお
ける電圧は、周囲温度が上昇するにつれて上昇する。高
温補償用の電圧源３０は、抵抗（Ｒ）５２とサーミスタ
５４とで構成された分圧器５０に接続されており、この
サーミスタ５４も負の温度係数を有する。サーミスタ５
４は分圧器５０の下側の部分を構成するように接続され
ており、このサーミスタ５４の一方の端子５５がグラウ
ンド４０に接続されている。従って接続点５８における
電圧は、周囲温度が上昇するにつれて低下する。
４とサーミスタ３６とで構成された分圧器３２に接続さ
れている。サーミスタ３６は分圧器３２の下側の部分を
構成するように接続されており、このサーミスタ３６の
一方の端子３８がグラウンド４０に接続されている。サ
ーミスタ３６は負の温度係数を有するため、その抵抗値
は周囲温度が上昇するにつれて低下する。従って接続点
５６における電圧は、周囲温度が上昇するにつれて低下
する。中温補償用の電圧源２９は、抵抗（Ｒ）４４とサ
ーミスタ４６とで構成された分圧器４２に接続されてお
り、サーミスタ４６は負の温度係数を有する。サーミス
タ４６は分圧器４２の上側の部分を構成するように接続
され、また、抵抗４４は分圧器４２の下側の部分を構成
するように接続されており、この抵抗の一方の端子がグ
ラウンド４０に接続されている。従って接続点５７にお
ける電圧は、周囲温度が上昇するにつれて上昇する。高
温補償用の電圧源３０は、抵抗（Ｒ）５２とサーミスタ
５４とで構成された分圧器５０に接続されており、この
サーミスタ５４も負の温度係数を有する。サーミスタ５
４は分圧器５０の下側の部分を構成するように接続され
ており、このサーミスタ５４の一方の端子５５がグラウ
ンド４０に接続されている。従って接続点５８における
電圧は、周囲温度が上昇するにつれて低下する。
【００１９】分圧器３２、４２、５０の各々の接続点５
６、５７、５８は、夫々に電圧フォロワ６０、６２、６
４に接続されており、それら電圧フォロワ６０〜６４
は、減衰した信号を出力するバッファとして機能するこ
とで、補償回路網１８、１９、２０が互いに干渉しない
ようにそれらを互いに分離している。電圧フォロワ６
０、６２、６４の夫々の出力は、夫々に抵抗６８、６
９、７０を介して接続点６６に接続されており、この接
続点６６においてそれら出力電圧が合算されるようにな
っている。接続点６６とグラウンド４０との間には抵抗
７２が接続されている。こうして合算された電圧は、電
圧フォロワ７４へ入力するようにしてあり、この電圧フ
ォロワ７４は、発振器１６からの影響を遮断するための
更なるバッファの機能を提供している。これに続く増幅
段７６は、電圧フォロワ７４の出力電圧を増幅すると共
に、それにオフセット電圧を加算する機能を果たしてい
る。より詳しくは、電圧フォロワ７４の出力電圧は、抵
抗８０を介して増幅器７８の反転入力へ入力している。
この増幅器７８の出力と反転入力との間に抵抗８２が接
続されている。更に、増幅器７８の非反転入力に、オフ
セット電圧８４が接続されている。以上のように、３つ
の出力電圧を合算した合算電圧からなる制御信号が、補
償回路１４の出力として１７の位置に発生するようにし
てあり、この制御信号は、図１に示した水晶振動子の特
性曲線に反対方向に釣り合った信号となる。この制御信
号により電圧制御発振器１６の周波数が調節されること
によって、所望の温度範囲の全域において水晶振動子の
周波数変動が補償される。
６、５７、５８は、夫々に電圧フォロワ６０、６２、６
４に接続されており、それら電圧フォロワ６０〜６４
は、減衰した信号を出力するバッファとして機能するこ
とで、補償回路網１８、１９、２０が互いに干渉しない
ようにそれらを互いに分離している。電圧フォロワ６
０、６２、６４の夫々の出力は、夫々に抵抗６８、６
９、７０を介して接続点６６に接続されており、この接
続点６６においてそれら出力電圧が合算されるようにな
っている。接続点６６とグラウンド４０との間には抵抗
７２が接続されている。こうして合算された電圧は、電
圧フォロワ７４へ入力するようにしてあり、この電圧フ
ォロワ７４は、発振器１６からの影響を遮断するための
更なるバッファの機能を提供している。これに続く増幅
段７６は、電圧フォロワ７４の出力電圧を増幅すると共
に、それにオフセット電圧を加算する機能を果たしてい
る。より詳しくは、電圧フォロワ７４の出力電圧は、抵
抗８０を介して増幅器７８の反転入力へ入力している。
この増幅器７８の出力と反転入力との間に抵抗８２が接
続されている。更に、増幅器７８の非反転入力に、オフ
セット電圧８４が接続されている。以上のように、３つ
の出力電圧を合算した合算電圧からなる制御信号が、補
償回路１４の出力として１７の位置に発生するようにし
てあり、この制御信号は、図１に示した水晶振動子の特
性曲線に反対方向に釣り合った信号となる。この制御信
号により電圧制御発振器１６の周波数が調節されること
によって、所望の温度範囲の全域において水晶振動子の
周波数変動が補償される。
【００２０】次に図３について説明する。図３に示した
のは本発明の１つの実施例であり、特定用途向け集積回
路（ＡＳＩＣ）９０を用いて構成したものである。尚、
図２の実施例に含まれているものと共通している電子部
品には、同一の参照番号を付してある。図示の如く、補
償回路網１８〜２０の夫々に対応した電圧源２８〜３０
の調節が、マイクロコンピュータ９２によって行われる
ようにしてあり、ただし、それらの調節が行われるの
は、校正プロセスにおいてである。マイクロコンピュー
タ９２は、クロック信号（ＣＬＫ）をポート９３から、
またデータ信号（Ｄ）をポート９４から、いずれもシリ
アル・リンクを介して送出する。ＡＳＩＣ９０上には、
シフトレジスタ（Ｓ．Ｒ．）９６とメモリ手段（ＭＥ
Ｍ．）９４とを組合せたものが、複数組設けられてお
り、マイクロコンピュータ９２が、それら組合せの各々
へ、クロック信号及びデータ信号を供給するようにして
ある。シフトレジスタ９６とメモリ手段９８とからな組
合せは、各々が独立的して、夫々の補償回路網１８〜２
０を調節するために必要な電圧を表すディジタル信号を
送出することができるよう構成されており、補償回路網
の調節は先に説明したようにして行われる。送出された
ディジタル信号は、夫々に対応したＤ／Ａコンバータ
（ＤＡＣ）１００によって、夫々に対応したアナログ信
号に変換され、このようにして得られたアナログ信号
は、電圧源２８、２９、３０（図２）の、低温補償電
圧、中温補償電圧、及び高温補償電圧を表している。ま
た、シフトレジスタ９６とメモリ手段９８との組合せの
各々を、ポート１０１、１０２、１０３、１０４、１０
５から送出するディジタル信号でイネーブルできるよう
にしてあり、これによって、校正プロセスを実行する際
に、個々のシフトレジスタへ、そのシフトレジスタに対
応したデータをロードできるようにしてある。同様に、
増幅器７８へ供給されているオフセット電圧８４も、基
準電圧（Ｖｒｅｆ）１０６も、上記した補償用の電圧源
２８〜３０の電圧を調節する方法と同じ方法で、マイク
ロコンピュータ９２が調節できるように構成されてい
る。
のは本発明の１つの実施例であり、特定用途向け集積回
路（ＡＳＩＣ）９０を用いて構成したものである。尚、
図２の実施例に含まれているものと共通している電子部
品には、同一の参照番号を付してある。図示の如く、補
償回路網１８〜２０の夫々に対応した電圧源２８〜３０
の調節が、マイクロコンピュータ９２によって行われる
ようにしてあり、ただし、それらの調節が行われるの
は、校正プロセスにおいてである。マイクロコンピュー
タ９２は、クロック信号（ＣＬＫ）をポート９３から、
またデータ信号（Ｄ）をポート９４から、いずれもシリ
アル・リンクを介して送出する。ＡＳＩＣ９０上には、
シフトレジスタ（Ｓ．Ｒ．）９６とメモリ手段（ＭＥ
Ｍ．）９４とを組合せたものが、複数組設けられてお
り、マイクロコンピュータ９２が、それら組合せの各々
へ、クロック信号及びデータ信号を供給するようにして
ある。シフトレジスタ９６とメモリ手段９８とからな組
合せは、各々が独立的して、夫々の補償回路網１８〜２
０を調節するために必要な電圧を表すディジタル信号を
送出することができるよう構成されており、補償回路網
の調節は先に説明したようにして行われる。送出された
ディジタル信号は、夫々に対応したＤ／Ａコンバータ
（ＤＡＣ）１００によって、夫々に対応したアナログ信
号に変換され、このようにして得られたアナログ信号
は、電圧源２８、２９、３０（図２）の、低温補償電
圧、中温補償電圧、及び高温補償電圧を表している。ま
た、シフトレジスタ９６とメモリ手段９８との組合せの
各々を、ポート１０１、１０２、１０３、１０４、１０
５から送出するディジタル信号でイネーブルできるよう
にしてあり、これによって、校正プロセスを実行する際
に、個々のシフトレジスタへ、そのシフトレジスタに対
応したデータをロードできるようにしてある。同様に、
増幅器７８へ供給されているオフセット電圧８４も、基
準電圧（Ｖｒｅｆ）１０６も、上記した補償用の電圧源
２８〜３０の電圧を調節する方法と同じ方法で、マイク
ロコンピュータ９２が調節できるように構成されてい
る。
【００２１】補償回路１４は、２１の位置に、電圧信号
である制御信号を出力しており、この制御信号はスイッ
チング手段１０８へ入力している。スイッチング手段１
０８は、補償回路１４に直列に接続した反転増幅器１１
０の切替を行うものであり、これによって補償回路１４
の出力電圧の極性を切り換えられるようにしてある。補
償回路１４の出力電圧であるこの制御信号は、抵抗１１
２を介して電圧制御発振器１６へ供給されている。電圧
制御発振器１６は、水晶振動子２２とバラクタ１１４と
を含んでおり、これらによって、この電圧制御発振器１
６の共振周波数を公知の方式で制御するようにしてあ
る。電圧制御発振器１６の出力信号は１１６の位置に発
生し、この出力信号はキャパシタ１１９に接続されてい
る。キャパシタ１１９は、その出力信号のうちからＤＣ
成分を除去する機能を果たしている。ＤＣ成分が除去さ
れた電圧制御発振器１６の出力信号が、ＮＡＮＤゲート
１２０の一方の入力１１８に接続されており、このＮＡ
ＮＤゲート１２０の他方の入力をロー状態にプルダウン
することにより、電圧制御発振器１６の出力をディスエ
ーブルできるようにしてある。
である制御信号を出力しており、この制御信号はスイッ
チング手段１０８へ入力している。スイッチング手段１
０８は、補償回路１４に直列に接続した反転増幅器１１
０の切替を行うものであり、これによって補償回路１４
の出力電圧の極性を切り換えられるようにしてある。補
償回路１４の出力電圧であるこの制御信号は、抵抗１１
２を介して電圧制御発振器１６へ供給されている。電圧
制御発振器１６は、水晶振動子２２とバラクタ１１４と
を含んでおり、これらによって、この電圧制御発振器１
６の共振周波数を公知の方式で制御するようにしてあ
る。電圧制御発振器１６の出力信号は１１６の位置に発
生し、この出力信号はキャパシタ１１９に接続されてい
る。キャパシタ１１９は、その出力信号のうちからＤＣ
成分を除去する機能を果たしている。ＤＣ成分が除去さ
れた電圧制御発振器１６の出力信号が、ＮＡＮＤゲート
１２０の一方の入力１１８に接続されており、このＮＡ
ＮＤゲート１２０の他方の入力をロー状態にプルダウン
することにより、電圧制御発振器１６の出力をディスエ
ーブルできるようにしてある。
【００２２】ＡＳＩＣ９０には、本発明の実施例にかか
るどのような発振器１０にも共通して用いられる電子部
品を組込んでおき、一方、分圧器３２、４２、５０や水
晶振動子２２等の、発振器の周波数や種類に応じて異な
る電子部品は、図４に示すように、回路板１２４上のＡ
ＳＩＣ９０に隣接した位置に搭載するようにするのがよ
い。この構成形態によれば、周波数の如何にかかわら
ず、どのような種類の発振器でも、同一のＡＳＩＣを用
いて構成することができる。更に、ＡＳＩＣ９０を用い
て発振器１０を構成することにより、発振器１０の製造
コストを低減することができる。また、図５に示したよ
うに、ＡＳＩＣを用いた発振器を何個も１枚の共通ボー
ド１２６上に構成して夫々の試験を済ませた上で、個々
に切り離すようにしてもよい。共通ボード１２６は、複
数の端子１３０を有するコネクタ１２８を備えており、
それら端子１３０は個々のＡＳＩＣに接続している。そ
して、この共通ボード１２６を試験ベッド（不図示）に
接続することにより、個々のＡＳＩＣの試験を行うこと
ができるように構成されている。
るどのような発振器１０にも共通して用いられる電子部
品を組込んでおき、一方、分圧器３２、４２、５０や水
晶振動子２２等の、発振器の周波数や種類に応じて異な
る電子部品は、図４に示すように、回路板１２４上のＡ
ＳＩＣ９０に隣接した位置に搭載するようにするのがよ
い。この構成形態によれば、周波数の如何にかかわら
ず、どのような種類の発振器でも、同一のＡＳＩＣを用
いて構成することができる。更に、ＡＳＩＣ９０を用い
て発振器１０を構成することにより、発振器１０の製造
コストを低減することができる。また、図５に示したよ
うに、ＡＳＩＣを用いた発振器を何個も１枚の共通ボー
ド１２６上に構成して夫々の試験を済ませた上で、個々
に切り離すようにしてもよい。共通ボード１２６は、複
数の端子１３０を有するコネクタ１２８を備えており、
それら端子１３０は個々のＡＳＩＣに接続している。そ
して、この共通ボード１２６を試験ベッド（不図示）に
接続することにより、個々のＡＳＩＣの試験を行うこと
ができるように構成されている。
【００２３】以上、本発明をその具体的な実施の形態に
即して図示し説明したが、当業者には容易に理解される
ように、その形態並びに細部構成は、本発明の概念及び
範囲から逸脱することなく、以上に例示した変更、省
略、及び付加、並びにその他の変更、省略、及び付加を
施し得るものである。
即して図示し説明したが、当業者には容易に理解される
ように、その形態並びに細部構成は、本発明の概念及び
範囲から逸脱することなく、以上に例示した変更、省
略、及び付加、並びにその他の変更、省略、及び付加を
施し得るものである。
【図１】補償を施していないＡＴ板の水晶振動子の周波
数が温度と共に変動するときの、その変動の３次関数曲
線を表したグラフである。
数が温度と共に変動するときの、その変動の３次関数曲
線を表したグラフである。
【図２】本発明の実施例にかかる温度補償回路を備えた
温度補償型水晶発振器の回路図である。
温度補償型水晶発振器の回路図である。
【図３】本発明の別の実施例にかかる温度補償型水晶発
振器の回路図である。
振器の回路図である。
【図４】図３の温度補償型水晶発振器の平面図である。
【図５】１枚の共通ボード上に図３の温度補償型水晶発
振器を複数形成したものの平面図である。
振器を複数形成したものの平面図である。
Claims (25)
- 【請求項１】 高温領域、中温領域、及び低温領域を含
む複数の温度領域から成る所定温度範囲に亘って動作す
る電圧制御水晶発振器であって、水晶振動子の共振周波
数が前記複数の温度領域に亘って３次関数的に変化する
電圧制御水晶発振器の出力周波数を温度補償するための
温度補償回路において、 第１電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数特性曲線のうちの前記複
数の温度領域のいずれか１つの温度領域に対応した部分
に略々釣り合う第１制御信号を発生する第１補償手段
と、 前記第１補償手段に前記第１電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第１制御信号を調節し、前記電圧制御
水晶発振器の周波数調節を行う第１手段とを備え、前記
電圧制御水晶発振器の出力周波数を、対応する温度領域
において実質的に安定させるようにしたことを特徴とす
る温度補償回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の温度補償回路において、
前記第１制御信号が、前記水晶振動子の３次関数的特性
曲線のうちの、前記中温領域に対応した部分にほぼ釣り
合った信号であることを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項３】 請求項２記載の温度補償回路において、
該回路はさらに、 第２電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
複数の温度領域の別の１つの温度領域に対応した部分に
略々釣り合う第２制御信号を発生する第２補償手段と、 前記第２補償手段に前記第２電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第２制御信号を調節する第２手段と、 前記第１制御信号と前記第２制御信号とを合算して前記
電圧制御水晶発振器の周波数調節を行う合算制御信号を
発生させる合算手段とを備え、前記電圧制御水晶発振器
の出力周波数を対応する温度領域において実質的に安定
させるようにしたことを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項４】 請求項３記載の温度補償回路において、
前記第２制御信号が、前記水晶振動子の３次関数的特性
曲線のうちの、前記高温領域に対応した部分に略々釣り
合う信号であることを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項５】 請求項２記載の温度補償回路において、
該回路はさらに、 第２電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
高温領域に対応した部分に略々釣り合う第２制御信号を
発生する第２補償手段と、 前記第２補償手段に前記第２電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第２制御信号を調節する第２手段と、 第３電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
低温領域に対応した部分に略々釣り合う第３制御信号を
発生する第３補償手段と、 前記第３補償手段に前記第３電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第３制御信号を調節する第３手段と、 前記第１制御信号と前記第２制御信号と前記第３制御信
号を合算して前記電圧制御水晶発振器の周波数調節を行
う合算制御信号を発生させる合算手段とを備え、前記電
圧制御水晶発振器の出力周波数を、前記複数の温度領域
において実質的に安定させるようにしたことを特徴とす
る温度補償回路。 - 【請求項６】 請求項１記載の温度補償回路において、
該回路はさらに、前記第１制御信号のゲインを増大させ
ると共に前記第１制御信号に電圧オフセットを加える増
幅手段を備えたことを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項７】 請求項１記載の温度補償回路において、
前記第１補償手段と前記電圧制御水晶発振器とを分離す
るための手段を備えたことを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項８】 請求項３記載の温度補償回路において、
前記第１補償手段と前記第２補償手段がそれぞれ、前記
第１制御信号と前記第２制御信号とを分離するための手
段を含んでいることを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項９】 請求項２記載の温度補償回路において、
前記第１補償手段が、抵抗とサーミスタとを直列に接続
して構成した分圧器を含んでおり、該分圧器は、前記抵
抗の一方の端子をグラウンドに接続するようにして前記
第１電圧とグラウンドとの間に接続されていることを特
徴とする温度補償回路。 - 【請求項１０】 請求項３記載の温度補償回路におい
て、前記第２補償手段が、抵抗とサーミスタとを直列に
接続して構成した分圧器を含んでおり、該分圧器は、前
記サーミスタの一方の端子をグラウンドに接続するよう
にして前記第２電圧とグラウンドとの間に接続されてい
ることを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項１１】 請求項５記載の温度補償回路におい
て、前記第３補償手段が、抵抗とサーミスタとを直列に
接続して構成した分圧器を含んでおり、該分圧器は、前
記サーミスタの一方の端子をグラウンドに接続するよう
にして前記第３電圧とグラウンドとの間に接続されてい
ることを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項１２】 請求項１記載の温度補償回路におい
て、前記第１制御信号が、前記水晶振動子の３次関数的
特性曲線のうちの前記複数の温度領域のいずれか１つの
温度領域に対応した部分に略々反対方向に釣り合う信号
であることを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項１３】 高温領域、中温領域、及び低温領域を
含む複数の温度領域から成る所定温度範囲に亘って動作
する温度補償型水晶発振器において、 前記複数の温度領域に亘って共振周波数が３次関数的に
変化する水晶振動子と、該水晶振動子の周波数を変化さ
せるための電圧調節手段とを備えた電圧制御水晶発振器
と、 第１電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
複数の温度領域のいずれか１つの温度領域に対応した部
分に略々釣り合う第１制御信号を発生する第１補償手段
と、 前記第１補償手段に前記第１電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第１制御信号を調節し、前記電圧制御
水晶発振器の周波数調節を行う第１手段とを備え、前記
電圧制御水晶発振器の出力周波数を対応する温度領域に
おいて実質的に安定させるようにしたことを特徴とする
温度補償型水晶発振器。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の温度補償型水晶発振
器において、前記第１制御信号が、前記水晶振動子の３
次関数的特性曲線のうちの前記中温領域に対応した部分
に略々釣り合う信号であることを特徴とする温度補償型
水晶発振器。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の温度補償型水晶発振
器において、該発振器はさらに、 第２電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
複数の温度領域の別の１つの温度領域に対応した部分に
略々釣り合う第２制御信号を発生する第２補償手段と、 前記第２補償手段に前記第２電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第２制御信号を調節する第２手段と、 前記第１制御信号と前記第２制御信号とを合算して前記
電圧制御水晶発振器の周波数調節を行う合算制御信号を
発生させる合算手段とを備え、前記電圧制御水晶発振器
の出力周波数を対応する温度領域において実質的に安定
させるようにしたことを特徴とする温度補償型水晶発振
器。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の温度補償型水晶発振
器において、前記第２制御信号が、前記水晶振動子の３
次関数的特性曲線のうちの前記高温領域に対応した部分
に略々釣り合う信号であることを特徴とする温度補償型
水晶発振器。 - 【請求項１７】 請求項１４記載の温度補償型水晶発振
器において、該発振器はさらに、 第２電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
高温領域に対応した部分に略々釣り合う第２制御信号を
発生する第２補償手段と、 前記第２補償手段に前記第２電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第２制御信号を調節する第２手段と、 第３電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
低温領域に対応した部分に略々釣り合う第３制御信号を
発生する第３補償手段と、 前記第３補償手段に前記第３電圧を調節可能に供給する
ことによって前記第３制御信号を調節する第３手段と、 前記第１制御信号と前記第２制御信号と前記第３制御信
号を合算して前記電圧制御水晶発振器の周波数調節を行
う合算制御信号を発生させる合算手段とを備え、前記電
圧制御水晶発振器の出力周波数を前記複数の温度領域に
おいて実質的に安定させるようにしたことを特徴とする
温度補償型水晶発振器。 - 【請求項１８】 請求項１３記載の温度補償型水晶発振
器において、前記電圧調節手段がバラクタであることを
特徴とする温度補償型水晶発振器。 - 【請求項１９】 請求項１３記載の温度補償型水晶発振
器において、該発振器はさらに、前記第１制御信号のゲ
インを増大させると共に前記第１制御信号に電圧オフセ
ットを加える増幅手段を備えることを特徴とする温度補
償型水晶発振器。 - 【請求項２０】 請求項１４記載の温度補償型水晶発振
器において、前記第１補償手段が、抵抗とサーミスタと
を直列に接続して構成した分圧器を含んでおり、該分圧
器は、前記抵抗の一方の端子をグラウンドに接続するよ
うにして前記第１電圧とグラウンドとの間に接続されて
いることを特徴とする温度補償型水晶発振器。 - 【請求項２１】 請求項１５記載の温度補償型水晶発振
器において、前記第２補償手段が、抵抗とサーミスタと
を直列に接続して構成した分圧器を含んでおり、該分圧
器は、前記サーミスタの一方の端子をグラウンドに接続
するようにして前記第２電圧とグラウンドとの間に接続
されていることを特徴とする温度補償型水晶発振器。 - 【請求項２２】 請求項１７記載の温度補償型水晶発振
器において、前記第３補償手段が、抵抗とサーミスタと
を直列に接続して構成した分圧器を含んでおり、該分圧
器は、前記サーミスタの一方の端子をグラウンドに接続
するように前記第３電圧とグラウンドとの間に接続され
ていることを特徴とする温度補償型水晶発振器。 - 【請求項２３】 電圧制御水晶発振器を温度補償して、
高温領域、低温領域、及び中温領域を含む複数の温度領
域から成る所定温度範囲において実質的に安定した出力
周波数を発生させる方法において、 電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じて、
水晶振動子の３次関数特性曲線のうちの前記複数の温度
領域のいずれか１つの温度領域に対応した部分に略々釣
り合う制御信号を発生させるステップと、 前記制御信号を前記電圧制御水晶発振器に供給するステ
ップと、 前記電圧を調節して前記電圧制御水晶発振器の周波数調
節を行い、それによって、出力周波数を、前記複数の温
度領域のいずれか１つの温度領域において実質的に安定
させるステップとを含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項２４】 電圧制御水晶発振器を温度補償して、
高温領域、低温領域、及び中温領域を含む複数の温度領
域から成る所定温度範囲において実質的に安定した出力
周波数を発生させる方法において、 第１電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記複数
の温度領域のいずれか１つの温度領域に対応した部分に
略々釣り合う第１制御信号を発生させるステップと、 第２電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
複数の温度領域の別の１つの温度領域に対応した部分に
略々釣り合う第２制御信号を発生させるステップと、 前記第１制御信号と前記第２制御信号とを合算して合算
制御信号を発生させるステップと、 前記合算制御信号を前記電圧制御水晶発振器に供給する
ステップと、 前記第１電圧を調節することで前記電圧制御水晶発振器
の周波数調節を行い、出力周波数を前記複数の温度領域
のいずれか１つの温度領域において実質的に安定させる
ステップと、 前記第２電圧を調節することで前記電圧制御水晶発振器
の周波数調節を行い、出力周波数を前記複数の温度領域
の別の１つの温度領域において実質的に安定させるステ
ップとを含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項２５】 請求項２４記載の方法において、該方
法はさらに、 第３電圧と前記電圧制御水晶発振器の周囲温度とに応じ
て、前記水晶振動子の３次関数的特性曲線のうちの前記
複数の温度領域の第３の温度領域に対応した部分に略々
釣り合う第３制御信号を発生させるステップと、 前記第１制御信号と前記第２制御信号と前記第３制御信
号とを合算して合算制御信号を発生させるステップと、 前記第３電圧を調節することで前記電圧制御水晶発振器
の周波数調節を行い、出力周波数を前記複数の温度領域
の第３の温度領域において実質的に安定させるステップ
とを含んでいることを特徴とする方法。
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