JPS5946121B2 - オンドホシヨウスイシヨウハツシンキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度に対する周波数変化を補償した水晶発振器
に関するものである。

・一般に水晶振動子を用いた発振器の発振周波数
の温度特性は良好のものであるがさらにその温度特性を
よくするために従来様々の回路が用いられている。

第１図はその１例を示すものであって、同図においては
発振回路１が水晶振動子２と組合られて安定化電源回路
５に接続されて発振を行いこの発振周波数は温度により
その出力電圧が変化する補償電圧発生回路３によって制
御される。

すなわち補償電圧発生回路３の出力と水晶振動子２との
間に図示のごとき可変容量ダイオード４をそなえ回路３
の電圧が温度によって変化するとその変化電圧は可変容
量ダイオード４の静電容量の変化となりこの静電容量の
変化が発振回路１の発振周波数の変化を補償するように
なっている。

しかしながらかくの如き温度補償発振器においては（イ
）水晶振動子の温度特性が個々に異なること、（ロ）水
晶振動子の等測定数や可変容量ダイオードの特性のバラ
ツキのため制御電圧と周波数変化の特定が一定にならな
いこと、（ハ）安定化電源に偏差があることなどのため
に、第１図のごとき回路をすべての水晶振動子にたいし
て所望の温度範囲で温度補償するためにはこれらの偏差
をすべて補償電圧発生回路で吸収する必要がある。

このため補償電圧発生回路の設計が複雑となりかつ構成
する部品定数が個々の発振器で異なるため標準化が困難
で多くの部品を準備する必要があるなど製造上好ましく
ない結果をまねいている。

本発明の目的はこれら前記温度補償水晶発振器の欠点を
改善するために有効な手段をあたえることにある。

本発明によれば印加する電圧によって周波数が制御でき
る水晶発振器と、該水晶発振器の発振周波数変化を補償
する前記電圧を発生する補償電圧発生回路と、該補償電
圧発生回路に定電圧を供給する安定化電源回路を含んで
なる温度補償水晶発振器において、前記安定化電源回路
の出力端子に等しい抵抗値をもつ第１および第２の抵抗
器の間に可変抵抗器を直列に接続し該可変抵抗器の両端
の電圧を前記補償電圧発生回路に入力し、前記補償電圧
発生回路は、固定抵抗とサーミスタの並列回路に固定抵
抗を直列接続した直列アームと、固定抵抗とサーミスタ
を直列接続した並列アームにより構成され、該補償電圧
発生回路の入力と出力の電圧比はある所定の温度で約０
．５となるように前記直列アームと並列アームのインピ
ーダンスを常に等しく保ちかつ、該直列アームの２個の
固定抵抗を可変することで、極点の異なった特性が得ら
れることを特徴とする温度補償水晶発振器が提案される
。

以下本発明にか＼る温度補償水晶発振器の実施例につい
て図面により詳細に説明する。

第２図は本発明にか＼る温度補償水晶発振器の１実施例
であって、安定化電源回路５の出力端子に３個の抵抗器
Ｒ８１，ＲＶ およびＲ８２を直列に接続し第１の抵
抗Ｒ８Ｉと第２の抵抗ＲＳ２とは等しい抵抗値を有し、
第３の抵抗はその抵抗値が可変できるようになってその
第３の抵抗器の両端が補償電圧発生回路の入力端子に接
続されている。

これら第１〜第３の抵抗器は補償電圧発生回路の入力イ
ンピーダンスよりも充分低い値に選ばれている。

なお第２図の回路においては補償電圧発生回路の定数を
ある温度Ｔ。

ＶＣオいてその入力と出力との比が常に０．５となるよ
うに選定されている。

この関係を第３図の回路例について説明する。

第３図においてＲ，、Ｒ２，Ｒ３は固定抵抗器ＲＴ１お
よびＲＴ２はサーミスタである。

ある温度Ｔｏでｖ２／ｖ、＝０．５を満足するためには
その温度において２８＝ｚＰとなるように各定数を選定
することで可能となる。

また抵抗Ｒ３、サーミスタＲＴ１．ＲＴ２の値を変える
ことな（抵抗Ｒ１およびＲ２の定数のみを変えることで
温度Ｔ。

でｖ２／Ｖ１＝０．５なる関係を満たし種々のφ（φ＝
ｖ２／ｖ１ ）の温度特性が実現できる。

この関係を第４図に示す。

すなわち、抵抗Ｒ１およびＲ２のみ可変することにより
温度Ｔ、、Ｔ２．Ｔ３・・・・・・に極点を有しかつ温
度Ｔ。

でφ−０，５を通過するφの温度特性が得られる。

この第３図の回路を第２図にあてはめて、Ｒ８Ｉ＝Ｒ８
２としたとき温度Ｔと電圧Ｖ。

との関係を示すと第５図のごとくなる。

すなわち温度Ｔ。で電圧Ｖ は常にＶ。

／２となり第３図の抵抗Ｒ，、Ｒ２を常にＺ８−ＺＰと
なるように可変することでＡ、 Ｂ、 Ｃのような特性
が得られ、且つ第２図の抵抗も、を可変することにより
各特性のφの振幅が可変できる。

この場合各特性の極点温度Ｔ１ｔ Ｔ０ｎ Ｔ３および
温度Ｔ。

におげルＶＤ＝ｖ。／２は変らない。

以上のごとき回路を用いて第６図に示すＡＴカット水晶
振動子を用いた発振器の周波数温度を行う場合について
説明する。

この説明にあたって発振器の周波数は可変容量ダイオー
ドに印加する電圧で制御できる形式であり且つ制御電圧
と周波数変化の関係はほぼ直線と仮定する。

第６図の曲線Ａの特性を補償するためにはまづ第３図の
抵抗Ｒ１およびＲ２を極温度が第６図の曲線Ａと同じに
なる値に選定する。

つぎに温度Ｔ。において電圧ＶＤとしてＶ。

／２を印加して発振器の周波数が公称周波数となるよう
に発振回路を調整する。

つぎに温度Ｔ、における周波数補償量△ｆＴ、が得られ
る電圧ＶＤ、を求めついで温度Ｔ、において電圧ＶＤ、
−ｂ″−得られるような抵抗Ｒｖの値を求める。

以上で求めた各定数を第２図の回路にあてはめると第７
図のように温度で周波数変化の少ない温度補償水晶発振
器が実現できる。

第６図の曲線Ｂ。Ｃの特性についても以上の方法と全く
同様にして温度補償を行うことができることは勿論であ
る。

また以上の説明においては温度Ｔ、において抵抗器の値
を求めたが任意の温度においてこの値を求めることも可
能でありまたこ＼においては水晶振動子の低温側の特性
を補償すや場合について説明したが高温側の特性、およ
び高温、低温両者の補償に有効な補償電圧発生回路を使
用する場合にも適用できることはいうまでもない。

以上の説明から明らかなように、本発明においては発振
器の公称周波数調整は一定温度Ｔ。

で使用する補償電圧発生回路に関係なく安定化電源回路
電圧の１７２をダイオードに印加して実施するために安
定化電源電圧の個々の偏差に関係なく容易にできる。

また周波数補償量は補償電圧発生回路の入力電圧で可変
できるため制御電圧に対する周波数変化量の異なる場合
でも水晶振動子の温度特性パターンのみで補償電圧発生
回路の定数が決定でき従って回路の標準化が極めて容易
となる。

この結果安定化電源電圧の偏差、水晶発振子の温度特性
や等測定数のバラツキや差異、可変容量ダイオードのバ
ラツキなどはすべて抵抗Ｒ１，Ｒ２ｊ馬、の調整だけで
吸収することができ回路の標準化が容易となるため製造
が極めて容易かつ経済的であり本発明の効果は甚だ大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度補償水晶発振器、第２図は本発明に
か＼る温度補償水晶発振器、第３図は第２図の発振器中
の補正電圧発生回路の具体的回路、第４図および第５図
は補償電圧発生回路の動作特性、第６図は補償しない場
合の水晶発振器の周波数温度特性、第７図は本発明にか
＼る温度補償水晶発振器の周波数温度特性である。 第２図にふ・いて２カー水晶振動子、４が可変容量ダイ
オード、６が補償電圧発生回路、Ｒｓｌ、およびＲ８２
がそれぞれ第１および第２の抵抗、Ｒｖが可変抵抗器で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 印加する電圧によって周波数が制御できる水晶発振
   器と、該水晶発振器の発振周波数変化を補償する前記電
   圧を発生する補償電圧発生回路と、該補償電圧発生回路
   に定電圧を供給する安定化電源回路を含んでなる温度補
   償水晶発振器において、前記安定化電源回路の出力端子
   に等しい抵抗値をもつ第１および第２の抵抗器の間に可
   変抵抗器を直列に接続し該可変抵抗器の両端の電圧を前
   記補償電圧発生回路に入力し、前記補償電圧発生回路は
   、固定抵抗とサーミスタの並列回路に固定抵抗を直列接
   続した直列アームと、固定抵抗とサーミスタを直列接続
   した並列アームにより構成され、該補償電圧発生回路の
   入力と出力の電圧比はある所定の温度で約０．５となる
   ように前記直列アームと並列アームのインピーダンスを
   常に等しく保ちかつ、該直列アームの２個の固定抵抗を
   可変することで、極点の異なった特性が得られることな
   特徴とする温度補償水晶発振器。