JPS59223008A - 温度補償発振器 - Google Patents
温度補償発振器Info
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- JPS59223008A JPS59223008A JP9568283A JP9568283A JPS59223008A JP S59223008 A JPS59223008 A JP S59223008A JP 9568283 A JP9568283 A JP 9568283A JP 9568283 A JP9568283 A JP 9568283A JP S59223008 A JPS59223008 A JP S59223008A
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- Japan
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電圧制御による温匪補償を施した圧電発振器に
係り、特に生産性が高く大量生産に適した圧電発振器の
温度補償方法に関する。 。
係り、特に生産性が高く大量生産に適した圧電発振器の
温度補償方法に関する。 。
一般に圧電振動子の温度周波数特性による周波数変化を
補償すべく、温度に対して周波数安定度を高めた電圧制
御方式の温度補償発振器が広く知られている。この電圧
制御による温度補償方法の概要はサーミスタ等の感温素
子を使用して周囲温度による補償電圧を発生し、この補
償電圧を圧電振動子に接続した可変容量ダイオード等の
電圧容量変換素子に印加して電圧振動子の負荷容量を変
化させ、圧電振動子の温度変化による周波数変化を補償
する方法である。
補償すべく、温度に対して周波数安定度を高めた電圧制
御方式の温度補償発振器が広く知られている。この電圧
制御による温度補償方法の概要はサーミスタ等の感温素
子を使用して周囲温度による補償電圧を発生し、この補
償電圧を圧電振動子に接続した可変容量ダイオード等の
電圧容量変換素子に印加して電圧振動子の負荷容量を変
化させ、圧電振動子の温度変化による周波数変化を補償
する方法である。
第１図はこの電圧制御による温度補償発振器の従来の回
路例である。
路例である。
”１は図示しない安定化電源回路からの供給電圧を受は
周囲温度によりその抵抗値が変化する感温抵抗素子を含
んだ温度補償電圧発生回路〈以下単にＴＣＮという。〉
であり、例へは並列接続されたサーミスタと抵抗に対し
直列に抵抗を接続した温度検出部と、単なる固定抵抗と
の並列回路とか・らなる。２は前記ＴＣＮの出力電圧が
印加され、この印加電圧により容量値が変化し圧電振動
子の温度変化による周波数変動分を補正する可変容量ダ
イオ、−ド及び、前記可変容量ダイオードの感度調整コ
ンデンサ、周波数調整コンデンサ等を含んだ圧電発振器
の発振周波数制御部である。
周囲温度によりその抵抗値が変化する感温抵抗素子を含
んだ温度補償電圧発生回路〈以下単にＴＣＮという。〉
であり、例へは並列接続されたサーミスタと抵抗に対し
直列に抵抗を接続した温度検出部と、単なる固定抵抗と
の並列回路とか・らなる。２は前記ＴＣＮの出力電圧が
印加され、この印加電圧により容量値が変化し圧電振動
子の温度変化による周波数変動分を補正する可変容量ダ
イオ、−ド及び、前記可変容量ダイオードの感度調整コ
ンデンサ、周波数調整コンデンサ等を含んだ圧電発振器
の発振周波数制御部である。
３は前記圧電撮動子、トランジスタ、ブリーダ抵抗等か
らなる一般のコルピッツ発振回路である。
らなる一般のコルピッツ発振回路である。
ところで、このような温度補償発振器を設計する場合に
は次の問題点がある。
は次の問題点がある。
即ち、圧電振動子の温度による周波数変動分を補正すべ
くＴＣＮの出力電圧をこの可変容量ダイオードに印加し
なければならないので、ＴＣＮの抵抗サーミスタの定数
選定には複雑な計算が必要となる。又、振動周波数等同
一仕様で製造された圧電振動子でも、それぞれの温度周
波数特性はバラつきがあるので各振動子ごとにＴ’ＣＮ
の各定数も又、それぞれ個々に選定しなければならない
。従ってこの種の温度補償発振器を製作する場合には多
大な時間を必要とするばかりでなくＴＣＮの相互の互換
性もなく又、在庫品としてこのＴＣＮをストックするこ
ともできないので生産性が悪く大量生産に不向きである
。
くＴＣＮの出力電圧をこの可変容量ダイオードに印加し
なければならないので、ＴＣＮの抵抗サーミスタの定数
選定には複雑な計算が必要となる。又、振動周波数等同
一仕様で製造された圧電振動子でも、それぞれの温度周
波数特性はバラつきがあるので各振動子ごとにＴ’ＣＮ
の各定数も又、それぞれ個々に選定しなければならない
。従ってこの種の温度補償発振器を製作する場合には多
大な時間を必要とするばかりでなくＴＣＮの相互の互換
性もなく又、在庫品としてこのＴＣＮをストックするこ
ともできないので生産性が悪く大量生産に不向きである
。
以上により、本発明はなされたものであり、生産性が高
くかつ大量生産に適した温度補償方法を採用した温度補
償圧電発振器を提供することを目的とし、その特徴とす
るところは、ＴＣＮの温度出力電圧特性が入力電圧を制
御することにより変化することに着目し、所定の温度で
はＴＣＮの入力電圧の大きさにかかわらず電圧容量変換
素子に印加される電圧が一定でかつ所定の温度以外では
入力電圧の大きさにより変化する温度出力電圧特性に基
ずく電圧が前記電圧容量変換素子に印加されるようにし
たことである。
くかつ大量生産に適した温度補償方法を採用した温度補
償圧電発振器を提供することを目的とし、その特徴とす
るところは、ＴＣＮの温度出力電圧特性が入力電圧を制
御することにより変化することに着目し、所定の温度で
はＴＣＮの入力電圧の大きさにかかわらず電圧容量変換
素子に印加される電圧が一定でかつ所定の温度以外では
入力電圧の大きさにより変化する温度出力電圧特性に基
ずく電圧が前記電圧容量変換素子に印加されるようにし
たことである。
ところで、本発明者は第１図に示したＴＣＮの入力電圧
Ｖ＋を変化させたときの温度に対する出力電圧■０の変
化について実験したのでその実験結果である、入力電圧
■ｉをパラメータとしたときの温度出力電圧特性を第２
図に示ず。尚、Ｖａ１ｖｂ１■Ｃ（ただしＶａ＞ｖｂ＞
Ｖｃ＞）はＴＯＮの入力電圧Ｖｉであり、横軸は温度ｔ
、縦軸は出力電圧ＶＯである。
Ｖ＋を変化させたときの温度に対する出力電圧■０の変
化について実験したのでその実験結果である、入力電圧
■ｉをパラメータとしたときの温度出力電圧特性を第２
図に示ず。尚、Ｖａ１ｖｂ１■Ｃ（ただしＶａ＞ｖｂ＞
Ｖｃ＞）はＴＯＮの入力電圧Ｖｉであり、横軸は温度ｔ
、縦軸は出力電圧ＶＯである。
この温度出力電圧特性図から明らかなようにＴＣＮの温
度出力電圧特性は入力電圧Ｖｔが小さいときは出力電圧
ＶＯも小さく、入力電圧■１が大きいときは出力電圧ｖ
Ｏも大きく、さらに温度が高（なるのに伴い入力電圧Ｖ
ｉが大きい方が温度変化量△■０は大きい。
度出力電圧特性は入力電圧Ｖｔが小さいときは出力電圧
ＶＯも小さく、入力電圧■１が大きいときは出力電圧ｖ
Ｏも大きく、さらに温度が高（なるのに伴い入力電圧Ｖ
ｉが大きい方が温度変化量△■０は大きい。
（尚、このことはサーミスタと抵抗との直列回路におい
て、回路端子間電圧を増せば増す程温度上昇に伴う抵抗
端子間の電圧増加分も増大することは論理的にも理解さ
れる。）即ち、このことは入力電圧Ｖｉを変化させるこ
とにより、温度出力電圧特性の傾き（温度変化量△ｔに
対する出力電圧変化量ΔＶの比△Ｖ ｏ ／△ｔ）を制
御できることを意味する従って、このことを利用するこ
とにより、抵抗サーミスタの定数の定められた一つのＴ
ＣＮからすくなくとも複数の傾きをもった温度出力−電
圧特性を作り出すことが可能である。
て、回路端子間電圧を増せば増す程温度上昇に伴う抵抗
端子間の電圧増加分も増大することは論理的にも理解さ
れる。）即ち、このことは入力電圧Ｖｉを変化させるこ
とにより、温度出力電圧特性の傾き（温度変化量△ｔに
対する出力電圧変化量ΔＶの比△Ｖ ｏ ／△ｔ）を制
御できることを意味する従って、このことを利用するこ
とにより、抵抗サーミスタの定数の定められた一つのＴ
ＣＮからすくなくとも複数の傾きをもった温度出力−電
圧特性を作り出すことが可能である。
しかし、前記第２図の温度−出力型特性からも指摘され
るように、入力電圧Ｖｉを変化させると常温における出
力、電圧ｖＯも変動してしまうので、単に入力電圧Ｖｉ
を変化させただけでは定数の定められた一つのＴＣＮに
より多数の圧電発振器の温度補償を施してやることはで
きない。即ち、本発明の温度補償方法に従う圧電発振器
は所定の温度、例へば常温２５℃では所定の発振周波数
を得るように設計された圧電発振器について適用される
ものである。可変容量ダイオードに印加される電圧は第
３図に示すように常温ではＴＣＮの入力電圧Ｖｉの変化
にかかわらず一定の電圧が印加され、常温以外では入力
電圧■ｉの変化により得られるＴＣＮの温度出力電圧特
性による電圧Ｖｄが印加されなければならないからであ
る。
るように、入力電圧Ｖｉを変化させると常温における出
力、電圧ｖＯも変動してしまうので、単に入力電圧Ｖｉ
を変化させただけでは定数の定められた一つのＴＣＮに
より多数の圧電発振器の温度補償を施してやることはで
きない。即ち、本発明の温度補償方法に従う圧電発振器
は所定の温度、例へば常温２５℃では所定の発振周波数
を得るように設計された圧電発振器について適用される
ものである。可変容量ダイオードに印加される電圧は第
３図に示すように常温ではＴＣＮの入力電圧Ｖｉの変化
にかかわらず一定の電圧が印加され、常温以外では入力
電圧■ｉの変化により得られるＴＣＮの温度出力電圧特
性による電圧Ｖｄが印加されなければならないからであ
る。
以下、この条件を満足すべく本発明による温度補償方法
の一回路例を第４図により説明する。４は前記したサー
ミスタと抵抗とからなる温度検出部Ｒｔと固定抵抗Ｒと
からなるＴＣＮであり、ＲｖはこのＴ ＣＮ ４に図示
しない定電圧源から供給される電圧を制御する可変抵抗
であり、Ｒａ、Ｒｂは前記ＴＣＮ４の温度検出部Ｒｔと
固定抵抗Ｒの所定温度における抵抗値ＲＡとＲＢとの比
ＲＡ／ＲＢと同じ比を有する抵抗であり、ＶＤは可変容
量ダイオード、Ｘは圧電振動子である。
の一回路例を第４図により説明する。４は前記したサー
ミスタと抵抗とからなる温度検出部Ｒｔと固定抵抗Ｒと
からなるＴＣＮであり、ＲｖはこのＴ ＣＮ ４に図示
しない定電圧源から供給される電圧を制御する可変抵抗
であり、Ｒａ、Ｒｂは前記ＴＣＮ４の温度検出部Ｒｔと
固定抵抗Ｒの所定温度における抵抗値ＲＡとＲＢとの比
ＲＡ／ＲＢと同じ比を有する抵抗であり、ＶＤは可変容
量ダイオード、Ｘは圧電振動子である。
従って、この構成の温度補償回路の可変容量ダイオード
ＶＤのアノード及びカソードに印加される電圧ＶＤａ、
ＶＤｋはそれぞれＶ２ Ｖｌ −Ｖ２ 及びＶ １−− Ｒｂ ＲＡ＋ＲＢ Ｒａ＋Ｒｂとなる。但し、
Ｖｌは定電圧源からの供給電圧であり■２は可変抵抗Ｒ
ＶによるＴＣＮ４の入力電圧である。
ＶＤのアノード及びカソードに印加される電圧ＶＤａ、
ＶＤｋはそれぞれＶ２ Ｖｌ −Ｖ２ 及びＶ １−− Ｒｂ ＲＡ＋ＲＢ Ｒａ＋Ｒｂとなる。但し、
Ｖｌは定電圧源からの供給電圧であり■２は可変抵抗Ｒ
ＶによるＴＣＮ４の入力電圧である。
ところで、今所定温度におけるＴＣＮの入力電圧Ｖ２を
可変抵抗ＲＶを変化し、入力電圧をＶ２ Ｖ２°とした
ときの可変容量ダイオードＶＤのアノード電圧の変化量
ΔＶＤａ４まｅ △ＶＤａ＝ −（Ｖ２−Ｖ２’ ）−１ＲＡ＋ＲＢ となり、又カンード電圧の変化量△ＶＤｋｂ △ＶＤｋ＝ −（Ｖ２−Ｖ２° ）・２Ｒａ＋Ｒｂ となる。
可変抵抗ＲＶを変化し、入力電圧をＶ２ Ｖ２°とした
ときの可変容量ダイオードＶＤのアノード電圧の変化量
ΔＶＤａ４まｅ △ＶＤａ＝ −（Ｖ２−Ｖ２’ ）−１ＲＡ＋ＲＢ となり、又カンード電圧の変化量△ＶＤｋｂ △ＶＤｋ＝ −（Ｖ２−Ｖ２° ）・２Ｒａ＋Ｒｂ となる。
従って、可変容堡ダイオードＶＤのアノード電圧変化量
△ＶＤａとカソード電圧変化量ＶＤｋとの変化すが等し
ければ、入力電圧Ｖｉが変化しても可変容量ダイオード
ＶＤに印加される電圧は一定になるので、圧電振動子の
発振周波数に変化はない。故に１式゛と２式とからΔＶ
Ｄａ−ΔＶＤｋを満足する回路条件は ＲＤ Ｒｂ −から ＲＡ＋ＲＢ Ｒａ＋Ｒｂ ＲＢ／ＲＡ Ｒｂ／Ｒａ 即ち、ＲＡ：ＲＢ−Ｒａ ：Ｒｂ−（３）従って（３）
式を満足する抵抗比になるように抵抗Ｒａ、Ｒｂを選択
してやれば、所定温度においては、ＴＣＮに加わる入力
電圧を変化させても可変容量ダイオードＶＤに印加され
る電圧は一定となる。故に、所定温度以外では入力電圧
Ｖｉによって決定される傾き△Ｖ○／Δｔをもった温度
比ノｊ電圧特性に基ずく電圧が可変容量ダイオードＶＤ
に印加されることとなぞので、この温度補償回路の出力
特性は第３図の如くなる。
△ＶＤａとカソード電圧変化量ＶＤｋとの変化すが等し
ければ、入力電圧Ｖｉが変化しても可変容量ダイオード
ＶＤに印加される電圧は一定になるので、圧電振動子の
発振周波数に変化はない。故に１式゛と２式とからΔＶ
Ｄａ−ΔＶＤｋを満足する回路条件は ＲＤ Ｒｂ −から ＲＡ＋ＲＢ Ｒａ＋Ｒｂ ＲＢ／ＲＡ Ｒｂ／Ｒａ 即ち、ＲＡ：ＲＢ−Ｒａ ：Ｒｂ−（３）従って（３）
式を満足する抵抗比になるように抵抗Ｒａ、Ｒｂを選択
してやれば、所定温度においては、ＴＣＮに加わる入力
電圧を変化させても可変容量ダイオードＶＤに印加され
る電圧は一定となる。故に、所定温度以外では入力電圧
Ｖｉによって決定される傾き△Ｖ○／Δｔをもった温度
比ノｊ電圧特性に基ずく電圧が可変容量ダイオードＶＤ
に印加されることとなぞので、この温度補償回路の出力
特性は第３図の如くなる。
従って、本発明による温度補償方法に基ずく温度補償回
路によれば、ＴＣＮの入力電圧を制御する可変抵抗ＲＶ
を調整することにより、可変容量ダイオードに印加され
る温度−電圧特性を調整できるので、ＴＣＮを構成する
サーミスター抵抗の定数選定には、それぞれ個個の圧電
振動子に対して複雑な計綽をする必要がなく、基準の圧
電振動子について各定数を選定したＴＣＮを各圧電振動
に適用できる。
路によれば、ＴＣＮの入力電圧を制御する可変抵抗ＲＶ
を調整することにより、可変容量ダイオードに印加され
る温度−電圧特性を調整できるので、ＴＣＮを構成する
サーミスター抵抗の定数選定には、それぞれ個個の圧電
振動子に対して複雑な計綽をする必要がなく、基準の圧
電振動子について各定数を選定したＴＣＮを各圧電振動
に適用できる。
尚、第４図の回路ではＴＣＮの出力電圧を可変容量ダイ
オードの′アノード側に印加した例であるが、第５図の
回路に示したようにＴＣＮの出力電圧をカソード側に印
加しても同、じ効果を得ることができる。
オードの′アノード側に印加した例であるが、第５図の
回路に示したようにＴＣＮの出力電圧をカソード側に印
加しても同、じ効果を得ることができる。
第６図は本発明による温度補償圧電発振器であり、先に
示した第１図と比較し温度補償回路を除いて同様構成で
ある。
示した第１図と比較し温度補償回路を除いて同様構成で
ある。
以上説明したように本発明は圧電振動子の温度による周
波数変動分を補償すべく接続された電圧容量変換素子に
印加される電圧をＴＣＮの入力電圧を制御することによ
り得られる温度出力電圧特性に基ずく電圧とし、かつ所
定の温度では前記ＴＣＮの入力電圧に゛かかわらず一定
の出力電圧が前記可変容量ダイオードに印加されるよう
な温度補償方法を採用したので、生産性が高くかつ大量
生産に適し温度補償発振器を提供できる。
波数変動分を補償すべく接続された電圧容量変換素子に
印加される電圧をＴＣＮの入力電圧を制御することによ
り得られる温度出力電圧特性に基ずく電圧とし、かつ所
定の温度では前記ＴＣＮの入力電圧に゛かかわらず一定
の出力電圧が前記可変容量ダイオードに印加されるよう
な温度補償方法を採用したので、生産性が高くかつ大量
生産に適し温度補償発振器を提供できる。
第１図は従来の温度補償発振器の回路例であり、第２図
は従来の温度補償回路の入力電圧をパラメータとしたと
きの温度出力電圧特性図であり、第３図は本発明の温度
補償回路の入力電圧をパラメータとしたときの可変容量
ダイオードに印加される温度電圧特性図であり、第４図
は本発明の温度補償方法を説明する温度補償回路図であ
り、第５図は本発明の温度補償方法を示す仙の温度補償
回路図であり、第６図（ま本発明の温度補償回路を採用
した電圧制御による温度補償発振器の回路図である。１
．４・・・温度補償電圧発生回路、２・・・発振周波数
制御部、３・・・コルピッツ発振回路。 ＄１１困 第＋１２
は従来の温度補償回路の入力電圧をパラメータとしたと
きの温度出力電圧特性図であり、第３図は本発明の温度
補償回路の入力電圧をパラメータとしたときの可変容量
ダイオードに印加される温度電圧特性図であり、第４図
は本発明の温度補償方法を説明する温度補償回路図であ
り、第５図は本発明の温度補償方法を示す仙の温度補償
回路図であり、第６図（ま本発明の温度補償回路を採用
した電圧制御による温度補償発振器の回路図である。１
．４・・・温度補償電圧発生回路、２・・・発振周波数
制御部、３・・・コルピッツ発振回路。 ＄１１困 第＋１２
Claims (1)
- 湿度補償回路の出力電圧を電圧容量変換素子に印加する
ことにより、この電圧容（６）変換素子に接続した圧電
振動子の湿度による周波数変動分を補償した温度補償発
振器において、前記温度補償回路の入力電圧を制御して
この温度？ｉＩｉ償回路の温度出力電圧特性を変化させ
、かつ、所定の温度にては前記入力電圧の大きさにかか
わらず一定の電圧が前記電圧容量変換素子に印加される
ようにしたことを特徴とする温度補償発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9568283A JPS59223008A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 温度補償発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9568283A JPS59223008A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 温度補償発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59223008A true JPS59223008A (ja) | 1984-12-14 |
Family
ID=14144263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9568283A Pending JPS59223008A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 温度補償発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59223008A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195902A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-29 | Yaesu Musen Co Ltd | 可変周波数水晶発振回路 |
| CN107134995A (zh) * | 2016-02-29 | 2017-09-05 | 日本电波工业株式会社 | 附恒温槽的晶体振荡器 |
-
1983
- 1983-06-01 JP JP9568283A patent/JPS59223008A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195902A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-29 | Yaesu Musen Co Ltd | 可変周波数水晶発振回路 |
| CN107134995A (zh) * | 2016-02-29 | 2017-09-05 | 日本电波工业株式会社 | 附恒温槽的晶体振荡器 |
| JP2017157953A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 日本電波工業株式会社 | 恒温槽付水晶発振器 |
| CN107134995B (zh) * | 2016-02-29 | 2021-11-02 | 日本电波工业株式会社 | 附恒温槽的晶体振荡器 |
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