JPH11251837A - 水晶発振器の温度補償用電圧発生回路 - Google Patents
水晶発振器の温度補償用電圧発生回路Info
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- JPH11251837A JPH11251837A JP6388298A JP6388298A JPH11251837A JP H11251837 A JPH11251837 A JP H11251837A JP 6388298 A JP6388298 A JP 6388298A JP 6388298 A JP6388298 A JP 6388298A JP H11251837 A JPH11251837 A JP H11251837A
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Abstract
温度に対してS字型を示すような電圧を、一定電圧から
発生する回路の簡単な設計を目的とする。 【構成】 回路7を主に低温側の補償電圧発生回路、回
路8を主に高温側の補償電圧発生回路とする。回路7と
回路8を必要に応じてそれぞれ多段接続し、目的とする
S字型曲線の低温部、高温部に一致するように抵抗値を
決定する。また、全体の電圧変化幅と一致するように設
計した増幅回路を回路7と、回路8の中間部または中間
部と後部に設置する。抵抗器 5,6,13,14を用
いて微調整を行い、更にS字型曲線に近似させるように
する。本方法によって設計した補償回路を図9に示す。
図9では回路7を2段、回路8を1段、増幅回路を回路
7と回路8の中間のみに用い、微調整用の抵抗器は用い
ていない。
Description
補償回路は構成が複雑で調整が困難である。本発明は3
個以上の感温素子を用いる場合でも同一定格の感温素子
を用いることが出来ること、回路も同一構成の回路を複
数段用いることにより単純化されており、目的とする特
性の曲率に併せて段数を設定すれば良い。これらの特徴
により、回路定数の決定は計算機による自動設計に適し
ている。また、増幅回路は絶縁増幅器と低倍率の増幅度
を持つ増幅器の組み合わせを選べば良く、出力電圧が飽
和しない限り、増幅回路は中間に置く一段のみでよい。
曲線を示すことはよく知られている。TCXOは電圧容
量可変素子を用いて水晶発振器の温度特性を補償する。
電圧容量可変素子を制御する電圧を発生する補償電圧発
生回路の精度がTCXOの性能を決定する要素の一つで
ある。補償電圧発生回路が出力すべき電圧は、補償を目
的とする温度範囲ではS字型の変化をするといえる。こ
の横軸に温度Tをとってグラフに表したS字型曲線を目
的曲線と名付けてVTOで表し、図1に示す。
回路8の2種類である。回路7と回路8は全く等しい形
状をしている。しかし図2の回路7は、機能的には、図
2中の3で示すサ−ミスタ抵抗RTと図2中の4で示す
抵抗R2Sの並列回路に直列接続されたサ−ミスタ抵抗
1と図2中1の抵抗R1Sの直列回路の両端から出力電
圧VTSを取り出す回路である。一方、図3の回路8
は、サ−ミスタ抵抗11と図中14で示す抵抗R2Pの
直列回路に直列接続された、サ−ミスタ抵抗9と図中1
0の抵抗R1P の並列回路の両端から出力電圧VTP
を取り出す回路である。回路7の抵抗5のR3Sと抵抗
6のR4Sおよび回路8の抵抗13のR3Pと抵抗14の
R4Pはそれぞれ出力電圧の温度特性を調整するための
抵抗である。
とおくと、温度特性VTSは下に凸なる形状を示す。ま
た、回路7の出力電圧VTSに極小値を与える温度Tmi
nにおけるサ−ミスタの抵抗値RSTminと抵抗2の
R1S、抵抗4のR2Sとの間には簡単な関係式
の変化が最大となる温度TkとTkのときのサ−ミスタ
抵抗RTkを用いて、回路7においても最大値を与える
抵抗2即ちR1Sが
ができる。
下に凸なる部分よりもさらに下に凸なる出力電圧が得ら
れない場合は、回路7を従属接続し、減衰した分は増幅
回路で増幅する。段数を重ねても極値を示す温度に変化
はない。
=∞、抵抗14のR4P=0と置くと、出力電圧の温度
特性VTPは上に凸なる形状を示す。この上に凸なる曲
線を、回路7に用いたと同じ手法で設計する。
路15,回路8、または回路8の従属接続の全回路を従
属接続すれば、増幅回路が絶縁増幅器として働き、全体
の温度特性VTは各々の特性の積となる。増幅回路は中
間にまとめて1個とするか、飽和を考慮して中間15と
後段16の2個とする。これを図4に示す。
3の抵抗13のR3P、抵抗14のR4Pを用いて出力特
性VTを目的曲線にさらに近似させる。まず抵抗5の値
を∞から小さくすることにより、高温域の特性は殆どそ
のままで低温域の特性を下げる効果がある。ただし、値
を小さくしすぎると高温側の電圧も下げることになる。
これを図5に示す。
と、低温域の特性は殆どそのままで高温域の特性を下げ
る効果がある。ただし、値を大きくしすぎると高温側の
ビ−クを下げることになる。これを図6に示す。
することにより、高温域の特性は殆どそのままで低温域
の電圧を上げる効果がある。ただし、値を大きくしすぎ
ると高温側の特性を上昇させることになる。これを図7
に示す。
くと、低温域の特性は殆どそのままで高温域の電圧を上
げる効果がある。ただし、値を大きくしすぎると低温側
の温度特性上昇を招くことになる。これを図8に示す。
示す。この例では回路7と回路8はそれぞれ2段と1段
を使用しており、温度特性調整用の抵抗は使用していな
い。また、増幅回路も回路7と回路8の中間に置くだけ
になっている。
の温度特性のを図10に示す。目的曲線VTOを図中の
△印で、設計値を実線で、実験値を○印でそれぞれ示
す。【[0016]回路中の可変容量ダイオ−ドによっ
て周波数を可変にしている電圧制御水晶発振器に、図9
の回路を組み込んで得られた周波数偏差△f/fのグラフ
を図10に示す。図中□印で示す補償電圧発生回路なし
の温度特性と比較すると、×印で示すように補償回路が
特性の改善に顕著な効果を上げていることがわかる。こ
こで、グラフの縦軸の単位は[ppm]である。 【数1】RTmin=R1S・R2S
の回路7
の回路8
続図
数偏差を測定した結果
8感温素子サ−ミスタ抵抗 [Ω] 2 抵抗R1S [Ω] 4 抵抗R2S [Ω] 5 抵抗R3S [Ω] 6 抵抗R4S [Ω] 7 主として低温側を補償する基本回路 8 主として高温側を補償する基本回路 10 抵抗R1P [Ω] 12 抵抗R2P [Ω] 13 抵抗R3P [Ω] 14 抵抗R4P [Ω] 15,16 18,22 8.6 [kΩ] 20,24 13.7 [kΩ] 25 増幅度 2.55 のOP AMP 27 54.1 [kΩ] 29 3.8 [kΩ] T 温度 [゜C] E 電源電圧[V] VTS 補償回路7の出力電圧 [V] VTP 補償回路7の出力電圧 [V] VT 補償回路全体の出力電圧 [V]
スタと抵抗の並列回路の、サーミスタと直列に抵抗を挿
入することによって温度−制御電圧の高温側により良く
近似させる曲率を得る回路、およびサーミスタと抵抗の
直列回路と並列に抵抗を挿入することによって温度−制
御電圧の低温側により良く近似させる曲率を得る回路。 ─────────────────────────────────────────────────────
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 感温素子であるサ−ミスタと抵抗の並列回路と直列回路
を直列接続した回路の接続点から出力を取り出す回路を
基本として、1段又は複数段カスケ−ド接続した当該回
路と、サ−ミスタと抵抗の直列回路と並列回路を直列接
続した回路の接続点から出力を取り出す回路を基本とし
て、1段又は複数段カスケ−ド接続した当該回路との
間、または両端またはそのすべてに増幅回路を挿入する
ことを特徴とする補償電圧発生回路。 【請求項1】 周波数温度特性が3次曲線を示す水晶
発振器に、発振周波数を可変にする電圧容量可変素子に
対して、温度特性を打ち消すような補償電圧を加えるこ
とによってほぼ一定な周波数を得るような回路にあっ
て、 サ−ミスタと抵抗の並列回路と直列回路を直列接
続した回路の直列回路の側から出力を取り出す回路を基
本として、1段又は複数段カスケ−ド接続した回路と、
サ−ミスタと抵抗の直列回路と並列回路を直列接続した
回路の並列回路側から出力を取り出す回路を基本とし
て、1段又は複数段カスケ−ド接続した回路を作成し、
前者の回路と後者の回路の中間、または中間と終端に増
幅器を挿入してこれらを全てカスケ−ド接続することを
特徴とする回路。 【請求項2】 【請求項1】に記した2種類の回路に共通して、サ−ミ
スタと抵抗の並列回路の、サ−ミスタと直列に抵抗を挿
入することによって温度−制御電圧の高温側により良く
近似させる曲率を得る回路、およびサ−ミスタと抵抗の
直列回路と並列に抵抗を挿入することによって温度−制
御電圧の低温側により良く近似させる曲率を得る回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10063882A JP3005897B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 水晶発振器の温度補償用電圧発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10063882A JP3005897B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 水晶発振器の温度補償用電圧発生回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11251837A true JPH11251837A (ja) | 1999-09-17 |
JP3005897B2 JP3005897B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=13242113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10063882A Expired - Fee Related JP3005897B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 水晶発振器の温度補償用電圧発生回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3005897B2 (ja) |
-
1998
- 1998-03-02 JP JP10063882A patent/JP3005897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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