JPH1155035A - Method and device for correcting temperature of oscillation circuit - Google Patents
Method and device for correcting temperature of oscillation circuitInfo
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- JPH1155035A JPH1155035A JP9210491A JP21049197A JPH1155035A JP H1155035 A JPH1155035 A JP H1155035A JP 9210491 A JP9210491 A JP 9210491A JP 21049197 A JP21049197 A JP 21049197A JP H1155035 A JPH1155035 A JP H1155035A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子時計、タイ
マ、プログラム温度調節器あるいは送信機などの安定な
発振を必要とする各種機器に用いられる発振回路の温度
による発振周波数の変動を補正するための方法および装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to correcting fluctuations in oscillation frequency due to the temperature of an oscillation circuit used in various devices requiring stable oscillation, such as an electronic timepiece, a timer, a program temperature controller or a transmitter. Method and apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】発振回路の発振出力は、基準となるクロ
ックを生成するために用いられ、かかる基準クロックに
基づいて、時間の計測などが行われることになるが、温
度の影響を受け易い発振素子、例えば水晶振動子を用い
た発振回路では、周囲の温度変化によって発振周波数が
変動するために、安定な発振精度が要求される場合に
は、温度変化による発振周波数の変動を補正する必要が
あり、従来、かかる発振回路の温度補正は、例えば、次
のようにして行われている。2. Description of the Related Art The oscillation output of an oscillation circuit is used to generate a reference clock, and time measurement and the like are performed based on the reference clock. In an oscillation circuit using an element, for example, a crystal oscillator, the oscillation frequency fluctuates due to a change in ambient temperature. Therefore, when stable oscillation accuracy is required, it is necessary to correct the fluctuation in the oscillation frequency due to a temperature change. Conventionally, such temperature correction of the oscillation circuit is performed, for example, as follows.
【０００３】すなわち、水晶振動子を含む発振回路自体
を恒温槽に入れる方法、周囲温度の変化に対して発振周
波数の変動が少ない温度特性の良好な水晶振動子を使用
する方法、あるいは、周囲温度を検出して回路的に水晶
振動子の共振点を可変する方法、さらには、周囲温度の
上昇によって発振周波数が増加する正の温度定数を有す
る水晶振動子と周囲温度の上昇によって発振周波数が低
下する負の温度定数を有する水晶振動子とを併用して補
正する方法などがある。[0003] That is, a method of putting an oscillation circuit itself including a crystal oscillator in a constant temperature bath, a method of using a crystal oscillator having a good temperature characteristic with a small variation in oscillation frequency with respect to a change in ambient temperature, or a method of using an ambient temperature. A method that detects the resonance frequency of the crystal unit in a circuit, and furthermore, the oscillation frequency increases as the ambient temperature rises, and the oscillation frequency decreases as the ambient temperature rises. There is a method of performing correction in combination with a quartz oscillator having a negative temperature constant.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発振回
路を恒温槽に入れる方法では、実装スペースが大きくな
り、コストが非常に高くつき、また、温度特性の良好の
水晶振動子を使用する方法では、水晶振動子自体が非常
に高価であり、さらに、周囲温度を検出して回路的に水
晶振動子の共振点を可変する方法では、共振点を可変す
るためのバリキャプダイオードや制御回路からの補正用
のデジタルデータをアナログデータに変換してバリキャ
プダイオードに与える高精度のＤ／Ａコンバータなどが
必要となってコストが高くつき、さらに、正および負の
温度定数の水晶振動子を併用する方法では、温度定数の
絶対値が等しい水晶振動子を併用する必要があり、水晶
振動子自体が非常に高価になるといった難点がある。However, in the method in which the oscillation circuit is placed in a constant temperature bath, the mounting space is large, the cost is very high, and in the method using a crystal resonator having good temperature characteristics, The crystal resonator itself is very expensive, and the method of detecting the ambient temperature and varying the resonance point of the crystal resonator in a circuit manner requires correction from a varicap diode or control circuit to vary the resonance point. A high-precision D / A converter for converting digital data for use into analog data and applying it to a varicap diode is required, which increases the cost, and also uses a crystal oscillator having both positive and negative temperature constants In such a case, it is necessary to use a quartz oscillator having the same absolute value of the temperature constant, and the quartz oscillator itself is very expensive.
【０００５】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、比較的安価に、温度変化による発振周波数の
変動を補正できるようにすることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to make it possible to compensate for a change in oscillation frequency due to a temperature change at a relatively low cost.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.
【０００７】すなわち、本発明は、温度変化による発振
回路の発振周波数の変動を補正する方法であって、前記
発振回路の発振素子の温度を検出し、検出された温度お
よび前記発振素子の温度特性データに基づいて、検出さ
れた温度に対応する発振周波数を算出し、前記発振回路
の発振出力を分周して基準となるクロックを生成するた
めの分周比を、前記算出した発振周波数に応じて可変す
るものである。That is, the present invention is a method for correcting fluctuations in the oscillation frequency of an oscillation circuit due to a change in temperature, comprising detecting the temperature of the oscillation element of the oscillation circuit, and detecting the detected temperature and the temperature characteristics of the oscillation element. An oscillation frequency corresponding to the detected temperature is calculated based on the data, and a frequency division ratio for generating a reference clock by dividing the oscillation output of the oscillation circuit is determined according to the calculated oscillation frequency. Is variable.
【０００８】また、本発明は、温度変化による発振回路
の発振周波数の変動を補正する装置であって、前記発振
回路の発振素子の温度を検出する温度検出手段と、検出
された温度および前記発振素子の温度特性データに基づ
いて、検出された温度に対応する発振周波数を算出する
発振周波数算出手段と、算出された発振周波数に応じた
分周比で、前記発振回路の発振出力を分周して基準とな
るクロックを生成する分周手段とを備えている。The present invention also relates to a device for correcting a change in the oscillation frequency of an oscillation circuit due to a temperature change, wherein the temperature detection means detects a temperature of an oscillation element of the oscillation circuit; Oscillation frequency calculation means for calculating an oscillation frequency corresponding to the detected temperature based on the temperature characteristic data of the element, and dividing the oscillation output of the oscillation circuit by a division ratio according to the calculated oscillation frequency. Frequency dividing means for generating a reference clock.
【０００９】また、本発明の温度補正装置では、前記発
振素子が水晶振動子である。Further, in the temperature correction device according to the present invention, the oscillation element is a quartz oscillator.
【００１０】さらに、本発明の温度補正装置では、分周
手段の分周比を、発振周波数の変動に拘わらず、前記基
準となるクロックの周期が、一定となる分周比としてい
る。Further, in the temperature correction device according to the present invention, the frequency dividing ratio of the frequency dividing means is set to be the frequency dividing ratio at which the reference clock cycle is constant regardless of the fluctuation of the oscillation frequency.
【００１１】また、本発明の温度補正装置では、前記温
度特性データは、前記発振素子の既知の温度定数と、予
め計測された前記発振回路の発振周波数およびそのとき
の発振素子の温度により得られるものである。In the temperature correction device according to the present invention, the temperature characteristic data is obtained from a known temperature constant of the oscillation element, a previously measured oscillation frequency of the oscillation circuit, and a temperature of the oscillation element at that time. Things.
【００１２】本発明の温度補正方法によれば、発振回路
の発振素子の温度を検出し、発振素子の温度特性データ
に基づいて、検出された温度に対応する発振周波数を算
出し、発振回路の発振出力を分周する分周比を、算出し
た発振周波数に応じて可変するので、温度変化による発
振周波数の変動を補正するように分周比を可変すること
により、基準となるクロックを、温度変化に拘わらず、
一定の周期にすることができ、しかも、高価な水晶振動
子や恒温層などを使用することなく、比較的安価に温度
変化による発振周波数の変動を補正できることになる。According to the temperature correction method of the present invention, the temperature of the oscillation element of the oscillation circuit is detected, and the oscillation frequency corresponding to the detected temperature is calculated based on the temperature characteristic data of the oscillation element. The frequency division ratio for dividing the oscillation output is varied according to the calculated oscillation frequency.Therefore, by changing the frequency division ratio so as to correct the fluctuation of the oscillation frequency due to the temperature change, the reference clock can be set to the temperature. Regardless of the change,
It is possible to make the cycle constant, and it is possible to compensate for the fluctuation of the oscillation frequency due to the temperature change relatively inexpensively without using an expensive quartz oscillator or a constant temperature layer.
【００１３】本発明の温度補正装置によれば、温度検出
手段によって発振回路の発振素子、例えば水晶振動子の
温度を検出し、発振周波数算出手段で水晶振動子の温度
特性データに基づいて、検出された温度に対応する発振
周波数を算出し、分周手段で算出された発振周波数に応
じた分周比で、発振回路の発振出力を分周して基準とな
るクロックを生成するので、温度変化による発振周波数
の変動を補正するような分周比で分周することにより、
基準となるクロックを、温度変化に拘わらず、一定の周
期にすることができ、しかも、高価な水晶振動子や恒温
層などを使用することなく、比較的安価に温度変化によ
る発振周波数の変動を補正できることになる。According to the temperature compensating device of the present invention, the temperature detecting means detects the temperature of the oscillating element of the oscillation circuit, for example, the crystal oscillator, and the oscillation frequency calculating means detects the temperature based on the temperature characteristic data of the crystal oscillator. The oscillation frequency corresponding to the calculated temperature is calculated, and the reference clock is generated by dividing the oscillation output of the oscillation circuit by the division ratio according to the oscillation frequency calculated by the frequency dividing means. By dividing by a division ratio that corrects the fluctuation of the oscillation frequency due to
The reference clock can be set to a constant period regardless of the temperature change, and the oscillation frequency fluctuation due to the temperature change can be relatively inexpensively reduced without using an expensive crystal oscillator or constant temperature layer. It can be corrected.
【００１４】また、分周手段の分周比は、発振周波数の
変動に拘わらず、前記基準となるクロックの周期が、一
定となる分周比であるので、発振周波数の変動による基
準クロックの変動を補正できることになる。Further, the frequency division ratio of the frequency dividing means is such that the period of the reference clock is a constant frequency division ratio regardless of the fluctuation of the oscillation frequency. Can be corrected.
【００１５】さらに、発振素子の温度特性データは、発
振素子の既知の温度定数と、予め計測された前記発振回
路の発振周波数およびそのときの発振素子の温度に基づ
いて得られるものであり、工場での校正時などに、前記
発振回路の発振周波数および発振素子の温度を計測して
おくことにより、発振素子の温度特性データが得られる
ことになる。Further, the temperature characteristic data of the oscillation element is obtained based on a known temperature constant of the oscillation element, the oscillation frequency of the oscillation circuit measured in advance, and the temperature of the oscillation element at that time. By measuring the oscillating frequency of the oscillating circuit and the temperature of the oscillating element at the time of the calibration, the temperature characteristic data of the oscillating element can be obtained.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１７】図１は、本発明の一つの実施の形態に係る
発振回路の温度補正装置が内蔵された機器としてのプロ
グラム温度調節器を用いたシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a system using a program temperature controller as a device having a built-in temperature compensation device for an oscillation circuit according to one embodiment of the present invention.
【００１８】プログラム温度調節器１は、例えば図２に
示されるように、実行時間ｔ1〜ｔ4および目標温度
Ｔ1，Ｔ2を設定することにより、折れ線による任意のプ
ログラムを設定できるものであり、この設定されたプロ
グラムに従って温度制御を行うものである。The program temperature controller 1 can set an arbitrary program by a broken line by setting the execution times t 1 to t 4 and the target temperatures T 1 and T 2 as shown in FIG. 2, for example. The temperature is controlled according to the set program.
【００１９】このプログラム温度調節器１は、制御対象
である電気炉２の温度を温度センサ３で計測し、上述の
ようにして設定されたプログラムに従って目標温度にな
るようにヒータ４の通電を制御するものであり、温度セ
ンサ３の入力が与えられる入力回路５と、入力回路５の
出力および後述の温度検出手段としてのダイオード６の
出力を、Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路７と、現在温度
や設定温度などを表示する表示回路８と、上述の目標温
度Ｔ1，Ｔ2などを設定する設定回路９と、発振素子とし
ての水晶振動子１０を備えた発振回路１１と、後述のよ
うに、温度による発振回路１１の発振周波数の変動を補
正するとともに、温度センサ３の入力および設定回路９
の設定に基づいて、制御出力を増幅回路１２に与えるマ
イクロコンピュータ１３と、各部に電源を供給する電源
回路１４とを備えている。The program temperature controller 1 measures the temperature of the electric furnace 2 to be controlled by the temperature sensor 3 and controls the energization of the heater 4 so as to reach the target temperature according to the program set as described above. An input circuit 5 to which an input of the temperature sensor 3 is provided, an A / D conversion circuit 7 for performing an A / D conversion of an output of the input circuit 5 and an output of a diode 6 as a temperature detecting means described later, A display circuit 8 for displaying a current temperature, a set temperature, and the like; a setting circuit 9 for setting the above-described target temperatures T 1 , T 2, etc .; an oscillation circuit 11 having a crystal oscillator 10 as an oscillation element; As described above, the fluctuation of the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 due to the temperature is corrected, and the input and the setting circuit 9 of the temperature sensor 3 are corrected.
And a power supply circuit 14 for supplying power to each unit.
【００２０】マイクロコンピュータ１３は、発振回路１
１の発振出力を分周して基準クロックを生成する分周比
が可変のカウンタを内蔵しており、この基準クロックに
基づいて、設定された上述の実行時間ｔ1〜ｔ4の計測な
どを行って設定されたプログラムに従った温度制御を行
うものである。The microcomputer 13 includes the oscillation circuit 1
A counter having a variable dividing ratio for dividing the oscillation output of 1 to generate a reference clock is built-in, and based on this reference clock, measurement of the set execution times t 1 to t 4 described above is performed. The temperature is controlled in accordance with the set program.
【００２１】この実行時間ｔ1〜ｔ4は、時間精度が要求
されるのに対して、水晶振動子１０を用いた発振回路１
１の発振周波数は、周囲温度の変化によって変動するの
で、それに基づく基準クロックの周期も変動することに
なる。The execution times t 1 to t 4 require time precision, whereas the oscillation circuit 1 using the crystal unit 10
Since the oscillation frequency of 1 fluctuates due to a change in ambient temperature, the cycle of the reference clock based on the fluctuation also fluctuates.
【００２２】そこで、この実施の形態では、周囲温度の
変化による発振回路１１の発振周波数の変動を、次のよ
うにして補正している。Therefore, in this embodiment, the fluctuation of the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 due to the change of the ambient temperature is corrected as follows.
【００２３】図３は、水晶振動子の周囲の温度変化に対
する発振周波数の変化を示す特性図であり、この図３に
示されるように、周囲の温度の変化に応じて、一定の温
度定数（傾き）で変化し、しかも、発振回路のパターン
の浮遊容量やコンデンサのバラツキなどによって、同一
種類の水晶振動子であっても、Ｘｔａｌ１〜３に示され
るように、ある温度Ｔａにおける発振周波数ｆ１〜ｆ３
がバラツクことになる。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in the oscillating frequency with respect to a change in the temperature around the crystal resonator. As shown in FIG. 3, a constant temperature constant ( (Slope), and because of the stray capacitance of the pattern of the oscillation circuit and the variation of the capacitor, the oscillation frequencies f1 to f1 at a certain temperature Ta as shown in Xtal1 to Xtal3 even for the same type of crystal resonator. f3
Will vary.
【００２４】一定の温度定数は、既知であるので、ある
温度における発振周波数が計測できれば、その水晶振動
子の温度と発振周波数との関係を示す温度特性データと
しての一次式が決定できることになり、この一次式に基
づいて、任意の温度における発振周波数を算出できるこ
とになる。Since the constant temperature constant is known, if the oscillation frequency at a certain temperature can be measured, a linear equation as temperature characteristic data indicating the relationship between the temperature of the crystal unit and the oscillation frequency can be determined. The oscillation frequency at an arbitrary temperature can be calculated based on the linear equation.
【００２５】したがって、水晶振動子１０の温度を検出
し、その温度に対応する発振周波数を、前記一次式によ
って算出し、その発振周波数に応じて発振出力の分周比
を、基準クロックの周期が一定になるように可変すれ
ば、温度変化による発振周波数の変動が補正された周期
が一定の基準クロックが得られることになる。Therefore, the temperature of the crystal unit 10 is detected, the oscillation frequency corresponding to the temperature is calculated by the above-mentioned linear expression, and the frequency division ratio of the oscillation output is determined according to the oscillation frequency. If the frequency is varied so as to be constant, a reference clock having a constant cycle in which the fluctuation of the oscillation frequency due to the temperature change is corrected can be obtained.
【００２６】このため、この実施の形態では、予め前記
一次式を算出するために、工場における校正時に、発振
回路１１の発振周波数を正確に計測するとともに、その
ときの水晶振動子１０の温度を温度検出手段としてのダ
イオード６によって検出し、上述のように、温度特性デ
ータとしての一次式を決定するものである。この温度検
出手段としてのダイオード６は、水晶振動子１０に近接
配置されて周囲温度に対応した水晶振動子１０の温度を
検出するものである。For this reason, in this embodiment, in order to calculate the above-mentioned linear expression in advance, at the time of calibration at a factory, the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 is accurately measured, and the temperature of the crystal unit 10 at that time is measured. The temperature is detected by the diode 6 as the temperature detecting means, and as described above, a linear expression is determined as the temperature characteristic data. The diode 6 as the temperature detecting means is disposed close to the crystal unit 10 and detects the temperature of the crystal unit 10 corresponding to the ambient temperature.
【００２７】この実施の形態では、工場における校正時
には、図４に示されるように、プログラム温度調節器１
の発振回路１１の原発振出力を、校正用機器１５に与
え、校正用機器１５では、一定期間、例えば１秒間ハイ
レベルとなる正確なゲート信号を生成し、このゲート信
号とプログラム温度調節器１からの原発振出力とをアン
ドゲート１６に入力し、このアンドゲート１６の出力
を、高精度のカウンタ１７で計数し、その計数出力を、
プログラム温度調節器１のマイクロコンピュータ１３に
出力するものである。In this embodiment, at the time of calibration at the factory, as shown in FIG.
The original oscillation output of the oscillation circuit 11 is supplied to the calibration device 15, which generates an accurate gate signal that is at a high level for a certain period of time, for example, one second, and this gate signal and the program temperature controller 1. Is input to an AND gate 16, the output of the AND gate 16 is counted by a high-precision counter 17, and the counted output is
This is output to the microcomputer 13 of the program temperature controller 1.
【００２８】すなわち、１秒間の原発振クロックの数を
正確に計数、つまり、原発振周波数を正確に計測してマ
イクロコンピュータ１３に与えるのである。なお、本発
明の他の実施の形態として、正確なゲート信号をプログ
ラム温度調節器１に与えて、プログラム温度調節器１側
で原発振周波数を計測してもよい。That is, the number of original oscillation clocks per second is accurately counted, that is, the original oscillation frequency is accurately measured and given to the microcomputer 13. As another embodiment of the present invention, an accurate gate signal may be given to the program temperature controller 1 so that the program temperature controller 1 measures the original oscillation frequency.
【００２９】また、マイクロコンピュータ１３は、校正
用機器１５からの計数値を取り込むと同時に、その時の
水晶振動子１０の温度を、温度検出手段としてのダイオ
ード６の出力として取り込み、この検出された温度、計
測された発振周波数および既知の温度定数から水晶振動
子の温度特性データとしての一次式を決定するのであ
る。The microcomputer 13 takes in the count value from the calibration device 15 and, at the same time, takes in the temperature of the crystal unit 10 at that time as the output of the diode 6 as a temperature detecting means. From the measured oscillation frequency and the known temperature constant, a linear expression is determined as the temperature characteristic data of the crystal resonator.
【００３０】例えば、図５の特性図に示されるように、
校正時に検出された水晶振動子１０の温度をＴa、計測
された発振周波数をｆｍとし、既知の温度定数をａ＝Δ
ｆ／ΔＴとすると、温度特性の一次式ｆ（Ｔ）＝ａＴ＋
ｂは、ｆｍ＝ａＴa＋ｂとなり、ｂ＝ｆｍ−ａＴaとな
る。For example, as shown in the characteristic diagram of FIG.
The temperature of the crystal oscillator 10 which is detected during calibration T a, the measured oscillation frequency is fm, the known temperature constant a = delta
Assuming that f / ΔT, a linear equation of temperature characteristic f (T) = aT +
b is, fm = aT a + b becomes, the b = fm-aT a.
【００３１】したがって、温度特性の一次式は、 となる。Therefore, the linear expression of the temperature characteristic is: Becomes
【００３２】この校正時の温度Ｔaおよび計測された発
振周波数ｆｍは、発振周波数算出手段としてのマイクロ
コンピュータ１３のＲＯＭあるいは不揮発性メモリに格
納される。The temperature T a and the measured oscillation frequency fm at the time of calibration are stored in the ROM or the nonvolatile memory of the microcomputer 13 as an oscillation frequency calculation means.
【００３３】以上のようにして工場での校正が終わった
後には、ユーザの温度制御システムにおいて、マイクロ
コンピュータ１３は、一定の周期で水晶振動子１０の検
出温度を取り込み、例えば、検出温度が、上述の図５に
おいて、Ｔ1になったとすると、上記温度特性の一次式
ｆ（Ｔ）＝ａ（Ｔ−Ｔa）＋ｆｍのＴにＴ1を代入して発
振周波数ｆ（Ｔ）を算出し、算出したｆ（Ｔ）に応じて
分周比を変更し、分周された基準クロックの周期が一定
となるようにしている。After the calibration at the factory has been completed as described above, in the user's temperature control system, the microcomputer 13 takes in the detected temperature of the crystal unit 10 at a constant cycle, and for example, the detected temperature is In FIG. 5 described above, if T 1 is reached, the oscillation frequency f (T) is calculated by substituting T 1 for T of the linear equation f (T) = a (T−T a ) + fm of the temperature characteristic. The frequency division ratio is changed according to the calculated f (T) so that the period of the frequency-divided reference clock becomes constant.
【００３４】例えば、校正時の検出温度Ｔaにおいて、
計測された発振周波数ｆｍ＝１０００Ｈｚで周期１秒の
基準クロックを得るための分周比が１０００であって、
マイクロコンピュータ１３内蔵の分周手段としてのカウ
ンタで１／１０００の分周を行っていたとする。[0034] For example, in the detection temperature T a at the time of calibration,
A frequency division ratio for obtaining a reference clock having a measured oscillation frequency fm = 1000 Hz and a cycle of 1 second is 1000,
It is assumed that the frequency division of 1/1000 has been performed by a counter as frequency dividing means built in the microcomputer 13.
【００３５】その状態で周囲温度が変化して検出温度が
Ｔ1になり、上述の温度特性の一次式によって算出され
る発振周波数ｆ（Ｔ）が、９９０Ｈｚになったとする
と、マイクロコンピュータ１３は、１秒の周期の基準ク
ロックを得るために、内蔵のカウンタの分周比を、次式
で算出される９９０に変更し、マイクロコンピュータ１
３内蔵のカウンタで１／９９０の分周を行って基準クロ
ックを生成するものである。[0035] becomes T 1 detected temperature is ambient temperature changes in this state, the oscillation frequency f (T) is calculated by a linear expression of the temperature characteristic of the above, assuming that becomes 990Hz, the microcomputer 13, In order to obtain a reference clock having a period of one second, the dividing ratio of the built-in counter is changed to 990 calculated by the following equation, and the microcomputer 1
The reference clock is generated by dividing the frequency of 1/990 with a built-in counter.
【００３６】基準クロックの周期＝分周比×（１／一次
式で算出された発振周波数） 以上のようにして、予め発振周波数とその時の水晶振動
子１０の温度を検出して温度特性データとしての一次式
を求めておき、以後は、一定の周期で水晶振動子１０の
温度を検出し、その温度に対応する発振周波数を前記一
次式で算出し、その算出した発振周波数に応じて分周比
を可変するので、温度によって発振回路１１の発振周波
数が変動しても分周比の可変によってその変動が補正さ
れて一定周期の基準クロックが得られることになる。Reference clock cycle = division ratio × (1 / oscillation frequency calculated by linear expression) As described above, the oscillation frequency and the temperature of the crystal unit 10 at that time are detected in advance and used as temperature characteristic data. Then, the temperature of the crystal unit 10 is detected at a constant period, the oscillation frequency corresponding to the temperature is calculated by the above-described linear expression, and the frequency is divided according to the calculated oscillation frequency. Since the ratio is varied, even if the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 varies depending on the temperature, the variation is corrected by varying the frequency division ratio, and a reference clock having a constant cycle can be obtained.
【００３７】特に、水晶振動子１０の温度検出の周期
を、短くすることにより、誤差の累積を抑えて、より高
い時間精度が得られることになる。In particular, by shortening the cycle of detecting the temperature of the crystal unit 10, accumulation of errors can be suppressed and higher time accuracy can be obtained.
【００３８】しかも、高価な水晶振動子や実装スペース
を必要とする恒温槽などを用いることなく、比較的安価
な構成で高精度の補正が可能となる。Further, high-precision correction can be performed with a relatively inexpensive configuration without using an expensive quartz oscillator or a thermostat that requires a mounting space.
【００３９】さらに、工場のおいて、発振周波数を正確
に調整する従来の校正に比べて、発振周波数を正確に計
測するだけでよく、校正作業が容易である。Further, in the factory, only the oscillation frequency needs to be measured accurately, and the calibration work is easier than in the conventional calibration for adjusting the oscillation frequency accurately.
【００４０】また、本発明の他の実施の形態として、図
６に示されるように、発振回路１１にトリマコンデンサ
１８を設け、このトリマコンデンサ１８によって、発振
回路のパターンの浮遊容量やコンデンサのバラツキなど
に起因する図３に示される発振周波数のバラツキを補正
し、例えば、予め原点を通る特性、すなわち、図３のＸ
ｔａｌ２の特性に調整しておくことにより、温度特性デ
ータとしての一次式は、既知の温度定数ａによって、ｆ
（Ｔ）＝ａＴとして求められることになり、この場合に
は、上述の実施の形態ように、工場で正確な発振周波数
を計測する必要がなく、水晶振動子１０の温度を検出
し、その検出温度を前記一次式に代入することにより、
その温度における発振周波数が得られることになり、こ
の発振周波数に応じて、上述の実施の形態と同様に分周
比を可変すればよい。As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, a trimmer capacitor 18 is provided in the oscillation circuit 11, and the trimmer capacitor 18 causes the stray capacitance of the pattern of the oscillation circuit and the variation of the capacitor. The variation of the oscillation frequency shown in FIG. 3 caused by the above is corrected, for example, the characteristic passing through the origin in advance, that is, X in FIG.
By adjusting the characteristic to tal2, the linear expression as the temperature characteristic data is expressed by f
(T) = aT. In this case, it is not necessary to measure an accurate oscillation frequency at the factory as in the above-described embodiment, and the temperature of the crystal unit 10 is detected and the detection is performed. By substituting the temperature into the linear equation,
An oscillation frequency at that temperature is obtained, and the frequency division ratio may be varied according to the oscillation frequency as in the above-described embodiment.
【００４１】上述の各実施の形態では、発振素子として
水晶振動子を用いたけれども、本発明は、水晶振動子に
限らず、温度の影響を受け易い他の発振素子、例えばセ
ラミック振動子などを用いた発振回路にも同様に適用で
きるものである。In each of the above-described embodiments, a quartz oscillator is used as an oscillation element. However, the present invention is not limited to a quartz oscillator, and other oscillation elements that are easily affected by temperature, such as a ceramic oscillator, may be used. The same can be applied to the oscillation circuit used.
【００４２】上述の実施の形態では、温度調節器に適用
したけれども、本発明は、温度調節器に限らず、電子時
計、タイマあるいは送信機などの発振回路を備える他の
機器にも適用できるのは勿論である。In the above embodiment, the present invention is applied to a temperature controller. However, the present invention is not limited to the temperature controller but can be applied to other devices having an oscillation circuit such as an electronic timepiece, a timer, or a transmitter. Of course.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発振回路
の発振素子の温度を検出し、発振素子の温度特性データ
に基づいて、検出された温度に対応する発振周波数を算
出し、発振回路の発振出力を分周する分周比を、算出し
た発振周波数に応じて可変するので、温度変化による発
振周波数の変動を補正するように分周比を可変すること
により、基準となるクロックを、温度変化に拘わらず、
一定の周期にすることができ、しかも、高価な水晶振動
子や恒温層などを使用することなく、比較的安価に温度
変化による発振周波数の変動を補正できることになる。As described above, according to the present invention, the temperature of the oscillation element of the oscillation circuit is detected, and the oscillation frequency corresponding to the detected temperature is calculated based on the temperature characteristic data of the oscillation element. Since the division ratio for dividing the oscillation output of the circuit is varied according to the calculated oscillation frequency, the reference clock can be changed by varying the division ratio so as to correct the fluctuation of the oscillation frequency due to the temperature change. , Regardless of temperature changes,
It is possible to make the cycle constant, and it is possible to compensate for the fluctuation of the oscillation frequency due to the temperature change relatively inexpensively without using an expensive quartz oscillator or a constant temperature layer.
【００４４】また、分周比は、発振周波数の変動に拘わ
らず、基準となるクロックの周期が、一定となる分周比
であるので、発振周波数の変動による基準クロックの変
動を補正できることになる。Further, since the frequency division ratio is a frequency division ratio in which the period of the reference clock is constant regardless of the fluctuation of the oscillation frequency, the fluctuation of the reference clock due to the fluctuation of the oscillation frequency can be corrected. .
【００４５】さらに、発振素子の温度特性データは、発
振素子の既知の温度定数と、予め計測された前記発振回
路の発振周波数およびそのときの発振素子の温度に基づ
いて得られるものであり、工場での校正時などに、前記
発振回路の発振周波数および発振素子の温度を計測して
おくことにより、発振素子の温度特性データが得られる
ことになる。Further, the temperature characteristic data of the oscillation element is obtained based on the known temperature constant of the oscillation element, the oscillation frequency of the oscillation circuit measured in advance, and the temperature of the oscillation element at that time. By measuring the oscillating frequency of the oscillating circuit and the temperature of the oscillating element at the time of the calibration, the temperature characteristic data of the oscillating element can be obtained.
【図１】本発明に係るプログラム温度調節器を用いたシ
ステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a system using a program temperature controller according to the present invention.
【図２】図１の温度調節器のプログラム制御の一例を示
す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of program control of the temperature controller of FIG. 1;
【図３】水晶振動子の温度と発振周波数との関係を示す
特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a temperature of a crystal resonator and an oscillation frequency.
【図４】工場のおける校正時の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram at the time of calibration in a factory.
【図５】水晶振動子の温度特性図である。FIG. 5 is a temperature characteristic diagram of the crystal resonator.
【図６】本発明の他の実施の形態のプログラム温度調節
器のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a program temperature controller according to another embodiment of the present invention.
１ プログラム温度調節器 ６ ダイオード（温度検出手段） １０ 水晶振動子 １１ 発振回路 １３ マイクロコンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Program temperature controller 6 Diode (temperature detection means) 10 Crystal oscillator 11 Oscillation circuit 13 Microcomputer
Claims (5)
変動を補正する方法であって、 前記発振回路の発振素子の温度を検出し、 検出された温度および前記発振素子の温度特性データに
基づいて、検出された温度に対応する発振周波数を算出
し、 前記発振回路の発振出力を分周して基準となるクロック
を生成するための分周比を、前記算出した発振周波数に
応じて可変することを特徴とする発振回路の温度補正方
法。1. A method for correcting a change in an oscillation frequency of an oscillation circuit due to a temperature change, comprising detecting a temperature of an oscillation element of the oscillation circuit, and detecting a temperature of the oscillation element and a temperature characteristic data of the oscillation element. Calculating an oscillation frequency corresponding to the detected temperature, and varying a frequency division ratio for generating a reference clock by dividing the oscillation output of the oscillation circuit in accordance with the calculated oscillation frequency. A temperature correction method for an oscillation circuit, comprising:
変動を補正する装置であって、 前記発振回路の発振素子の温度を検出する温度検出手段
と、 検出された温度および前記発振素子の温度特性データに
基づいて、検出された温度に対応する発振周波数を算出
する発振周波数算出手段と、 算出された発振周波数に応じた分周比で、前記発振回路
の発振出力を分周して基準となるクロックを生成する分
周手段と、 を備えることを特徴とする発振回路の温度補正装置。2. An apparatus for correcting a change in an oscillation frequency of an oscillation circuit due to a temperature change, comprising: a temperature detection unit for detecting a temperature of an oscillation element of the oscillation circuit; and a temperature characteristic of the detected temperature and a temperature characteristic of the oscillation element. An oscillating frequency calculating means for calculating an oscillating frequency corresponding to the detected temperature based on the data; and dividing the oscillating output of the oscillating circuit by a frequency dividing ratio corresponding to the calculated oscillating frequency to become a reference. A frequency correcting means for generating a clock, comprising: a temperature correcting device for an oscillation circuit.
２記載の発振回路の温度補正装置。3. The temperature compensation device for an oscillation circuit according to claim 2, wherein said oscillation element is a quartz oscillator.
変動に拘わらず、前記基準となるクロックの周期が、一
定となる分周比である請求項２または３記載の発振回路
の温度補正装置。4. The oscillation circuit according to claim 2, wherein a frequency division ratio of said frequency dividing means is a frequency division ratio at which a period of said reference clock becomes constant irrespective of fluctuation of an oscillation frequency. Temperature correction device.
既知の温度定数と、予め計測された前記発振回路の発振
周波数およびそのときの前記発振素子の温度に基づいて
得られるものである請求項２ないし４のいずれかに記載
の発振回路の温度補正装置。5. The temperature characteristic data is obtained based on a known temperature constant of the oscillation element, a previously measured oscillation frequency of the oscillation circuit, and a temperature of the oscillation element at that time. 5. The temperature correction device for an oscillation circuit according to any one of 2 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210491A JPH1155035A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Method and device for correcting temperature of oscillation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210491A JPH1155035A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Method and device for correcting temperature of oscillation circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1155035A true JPH1155035A (en) | 1999-02-26 |
Family
ID=16590237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9210491A Pending JPH1155035A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Method and device for correcting temperature of oscillation circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1155035A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011150492A (en) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Radio communication system |
| JP2011163885A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | Frequency response characteristic measurement method of piezoelectric vibrator and piezoelectric vibrator measurement instrument |
| JP2011196747A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Seiko Epson Corp | System and method for measuring frequency temperature characteristic of piezoelectric oscillator |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210491A patent/JPH1155035A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011150492A (en) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Radio communication system |
| JP2011163885A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | Frequency response characteristic measurement method of piezoelectric vibrator and piezoelectric vibrator measurement instrument |
| JP2011196747A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Seiko Epson Corp | System and method for measuring frequency temperature characteristic of piezoelectric oscillator |
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