JPS61125208A - 温度補償型水晶発振回路 - Google Patents

温度補償型水晶発振回路

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JPS61125208A
JPS61125208A JP59246846A JP24684684A JPS61125208A JP S61125208 A JPS61125208 A JP S61125208A JP 59246846 A JP59246846 A JP 59246846A JP 24684684 A JP24684684 A JP 24684684A JP S61125208 A JPS61125208 A JP S61125208A
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JP
Japan
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temperature
circuit
control voltage
compensation
crystal oscillator
Prior art date
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Pending
Application number
JP59246846A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Aota
青田 俊雄
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
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Publication of JPS61125208A publication Critical patent/JPS61125208A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • H03L1/02Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
    • H03L1/022Stabilisation 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
    • H03L1/023Stabilisation 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温度補償型水晶発振回路、特に水晶振動子を用
いた発振回路の温度補償を行う温度補償型水晶発振回路
に関するものである。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点]従来、
水晶振動子を用いて安定な周波数を得るための温度補償
型水晶発振回路として、例えば第8図図示の如きコルピ
ッツ発振回路4を用いたものがある。該コルピッツ発振
回路4は、水晶振動子Xが誘導性インピーダンスの場合
に発振するから、当該水晶振動子Xに直列に図示可変容
量ダイオ−t” V D 2を接続するようにし、当該
可変容量ダイオード■D2の両端に図示の如く感温素子
として例えばサーミスタT11.およびT11.を用い
て発生させた温度補償するための制御電圧V、を印加す
ることにより、温度補償した形の発振周波数信号を得て
いた。このように、温度補償する範囲の全体にわたって
前記サーミスタTH3およびT114を用いて発生させ
た制御電圧V、を可変容量ダイオ−1” V D、に印
加する形で温度補償を行っているため、温度補償する範
囲が前記サーミスタTH3およびT H,の感温特性に
依存してしまう。このため、例えば第9図図示(特公昭
47−34091号添付図面第10図と同一のもの、■
印:設計値(m=0.85)、点線:m=1)の如く特
に低い温度では前記サーミスタTH,およびTH,の感
温特性のバラツキが大きくなり、温度補償するための前
記制御電圧の発生に誤差が生じてしまい、広い温度範囲
例えば−30°Cないし→−70°Cの広い範囲にわた
って温度補償することが困難となってしまうという問題
点があった。
即ち、このような誤差を極力押さえようとすると夫々の
抵抗値を夫々の発振回路毎に選定してゆく方法をとるこ
ととなり、きわめて繁雑である。また、水晶振動子を一
定の温度に保持したのでは、温度を一定に保持するため
に電力を消費してしまい、低消費電力化を図れないとい
う問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、前記問題点を解決するために、高温域では可
変容量ダイオード等に印加する制御電圧を用いて温度補
償を行い、低温域では例えば前記可変容量ダイオード等
の合成リアクタンスを制御して温度補償すること等の構
成を採用することにより、温度補償された周波数信号を
得るようにしている。そのため、本発明の温度補償型水
晶発振回路は、水晶振動子を用いて発振さセる周波数の
温度による変化を補償する温度補償型水晶発振回路にお
いて、前記水晶振動子に対して感温素子と可変容量素子
とを少なくとも並列に接続したものを直列に接続してな
る当該水晶振動子の低温域における温度補償を行うリア
クタンス補償回路と、前記可変容量素子に対して前記水
晶振動子の周囲温度に対応した制御電圧を印加するよう
にしてなる当該水晶振動子の高温域における温度補償を
行う制御電圧発生回路とを少なくとも備えたことを特徴
としている。
〔実施例〕
以下図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は第1図図示
本発明の1実施例構成によって得られた周波数特性例、
第3図ないし第7図は第1図図示本発明の1実施例構成
の動作を説明する動作説明図を示す。
図中、1はリアクタンス補償回路、2は制御電圧発生回
路、3はコルピッツ発振回路、R,R,、R3は抵抗、
VD、 、VD、は可変容量ダイオード、T H、ない
しTH,はサーミスタ、C1ないしC1は容量、TR,
ないしTR3はトランジスタを表す。
第1図において、図中リアクタンス補償回路1は本発明
に係わるものであって低温域における温度補償を行うた
めのものであり、温度変化に伴い発生するサーミスタT
H,の直列抵抗の変化によってコルビック発振回路3の
リアクタンス分(容量)を補償して周波数を一定に保持
するためΦものである。また、図中制御電圧発生回路2
は本発明に係わるものであって高温域における温度補償
を行うためのものであり、温度変化に伴い発生するサー
ミスタTH,の直列抵抗の変化によってトランジスタT
 Rtのエミッタに発生させた制御電圧を可変容量ダイ
オードVD、に印加してコルピッツ発振回路3の容量を
補償して周波数を一定に保持するためのものである。更
に、図中容量C3ないしC1は本発明において中温域に
おける温度補償を行うためのものであり、温度が上昇す
るに伴い容量が減少する負の係数を有するものであって
コルピッツ発振回路3の温度補償を行うためのものであ
る。以上述べた低温域、中温域および高温域に対して温
度補償を担当する温度(°C)と周波数変動分Δf/f
との関係を示すと、夫々第2図図示ta+、(blおよ
び(C1の如き曲線となる。これらの曲線fat、(b
lおよびtc+を総合した形の曲線が、後述する第7図
図示温度補償曲線の如き3次曲線で表され、後述する第
3図図示ATカットの水晶振動子の温度と周波数変動分
へf/fとの関係を表す3次曲線を補償する形となるよ
うに生成されているため、結果として第7図図示+dl
の如く幅広い温度範囲例えば−30°Cないし+70°
Cの範囲に対して極めて周波数変動の少ない発振周波数
信号を得ることができる。以下構成および動作を順次詳
細に説明する。
第1図図中リアクタンス補償回路1は、可変容置ダイオ
ードVD1、サーミスタTH,、抵抗Rおよび容置c、
 、Cz とを図示の如く接続したものによって構成さ
れ、コルピッツ発振回路3を構成する水晶振動子Xとア
ースとの間に挿入される。
該構成を採用したリアクタンス補償回路1は、既述した
如く低温域で第3図図示ATカットの水晶振動子Xの温
度特性を補償するためのものであって、合成等価負荷容
量C,を求めると下式の如くなる。
(RIR)”   (1/(C++CJ)+1/C2)
”(RIR)” (R++R)”   1/(C++CJ )÷17C2
CI+CJ    ω”(CuCJ )CIR,=Rz
sexpB(1/T+−1/Tz) ・・” ” ” 
・12)ここで、R,はサーミスタT H、の内部抵抗
を表し、C4は可変容量ダイオードVD、の接合容量を
表す。上式(1)によって可変容量ダイオード■D1の
接合容置CJおよびサーミスタTH,の抵抗R3を周囲
温度に追従する形で変化するよう構成すれば、等価負荷
容量C4が変化し、第2図図示曲線fatの如くなる。
このため、低温域に関してコルピッツ発振回路3によっ
て発振される発振周波数を一定に保持するように制御す
ることができる。
次に、第1図図中制御電圧発生回路2は、サーミスタT
H2、トランジスタTR,、TIン、および抵抗R2、
R,等を図示の如く接続したものによって構成され、コ
ルピッツ発振回路3の周波数を制御するための可変容量
ダイオードVD、に印加する制御電圧を制御している。
該構成を採用した制御電圧発生回路2は、既述した如く
高温域で第3図図示ATカットの水晶振動子Xの温度特
性を補償するためのものであって、第2図図示曲線(C
1の如き特性を得るためのものである。詳述すると、前
記制御電圧■を第4図(ロ)図示の如き形で可変容量ダ
イオード■D1に印加すると、当該可変容量ダイオード
VD、の図示接合容量は第4図(イ)図示曲線の如く変
化する。ここで、高温域例えば+40’Cないし+70
゛Cの範囲内で温度補償をするために必要な容量の変化
と温度との関係を求めると、第5図(イ)図示曲線の如
くなる。そして、当該第5図(イ)図示曲線の如き容量
を発生させるための電圧を既述した第4図(イ)図示曲
線を用いて求めると、第5図(ロ)図示曲線の如くなる
。また、サーミスタTH,の温度T、(’ C)と抵抗
値との関係を表すと、第6図図示曲線の如くなる。従っ
て、第1図図示制御電圧発生回路2の如き構成を採用す
ると、第2図図示曲線(C1の如き温度と周波数変化分
Δf/fの関係が得られる。この際、抵抗R2および抵
抗R1の比を適宜選択していわゆるオフセントを設定し
、例えば第2図図示曲線(C1の如く40°C以上の温
度になった場合に、当該制御電圧発生回路2を稼働状態
にすることができる。
また、負の温度特性を有する図示容量C4ないしC1を
第1図図示の如く配置することによって、第2図図示曲
線fblの如く温度が上昇するに伴い周波数変動分Δf
/fの値が大きくなるように構成することができる。し
たがって、第1図図示実施例の場合における総合特性は
、第2図図示曲線(d)の如く温度に対して安定なもの
となる。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、高温域では可変容
量ダイオード等に印加する制御電圧を用いて温度補償を
行い、低温域では例えば前記可変容量ダイオード等の合
成リアクタンスを制御して温度補償すること等の構成を
採用しているため、広い温度範囲にわたって温度補償さ
れた発振周波数信号を得ることができる。特に、高温域
、中温域および低温域に分けた形で温度補償を行ってい
るため、あらゆる温度特性を有する水晶振動子に対して
温度補償を行うことができると共に、感温素子等のバラ
ツキ等に影響されることなく、しかも極めて安定な周波
数信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は第1図図示
本発明の1実施例構成によって得られた周波数特性例、
第3図ないし第7図は第1図図示本発明の1実施例構成
の動作を説明する動作説明図、第8図は従来の温度補償
型水晶発振回路、第9図は従来の周波数特性例を示す。 図中、1はリアクタンス補償回路、2は制御電圧発生回
路、3はコルピッツ発振回路、R,R2、R3は抵抗、
VD、 、VD2は可変容量ダイオード、T111ない
しTHaは勺−ミスタ、clないしC5は容量、TR,
ないしTR3はトランジスタを表す。 特許出願人  アルプス電気株式会社 代理人弁理士 森11:1  寛(外3名)−  1才
専繁 第9 m

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水晶振動子を用いて発振させる周波数の温度による変化
    を補償する温度補償型水晶発振回路において、前記水晶
    振動子に対して感温素子と可変容量素子とを少なくとも
    並列に接続したものを直列に接続してなる当該水晶振動
    子の低温域における温度補償を行うリアクタンス補償回
    路と、前記可変容量素子に対して前記水晶振動子の周囲
    温度に対応した制御電圧を印加するようにしてなる当該
    水晶振動子の高温域における温度補償を行う制御電圧発
    生回路とを少なくとも備えたことを特徴とする温度補償
    型水晶発振回路。
JP59246846A 1984-11-21 1984-11-21 温度補償型水晶発振回路 Pending JPS61125208A (ja)

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US06/800,055 US4607237A (en) 1984-11-21 1985-11-20 Temperature-compensated crystal oscillator circuit

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