JPS6223123Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6223123Y2 JPS6223123Y2 JP1980006944U JP694480U JPS6223123Y2 JP S6223123 Y2 JPS6223123 Y2 JP S6223123Y2 JP 1980006944 U JP1980006944 U JP 1980006944U JP 694480 U JP694480 U JP 694480U JP S6223123 Y2 JPS6223123 Y2 JP S6223123Y2
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- Japan
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- temperature
- piezoelectric oscillator
- voltage
- ambient temperature
- oscillator
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- Expired
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- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、周囲温度の変化に対して発振周波数
を安定に制御することのできる温度補償型の圧電
発振器に関する。
を安定に制御することのできる温度補償型の圧電
発振器に関する。
従来より、周囲温度の変化に対する発振周波数
の変動を低減することのできる圧電発振器とし
て、第１図の系統図に示されるような形式の温度
補償型圧電発振器が実用化されている。第１図に
おいて、１００は基準電圧発生部、２００は基準
電圧発生部１００の基準電圧を基に電圧制御圧電
発振部３００内の電圧制御可変容量素子（可変容
量ダイオード）に印加すべき制御電圧に変換する
制御電圧変換部、３００は圧電発振子、増幅素子
および上述の電圧制御可変容量素子を含む電圧制
御圧電発振部である。この第１図の回路におい
て、電圧制御圧電発振部３００の発振周波数の温
度特性は主として圧電発振部３００内の圧電発振
子の温度特性によつて左右される。一例として第
２図のような発振周波数−温度特性をもつ圧電発
振子の場合にはその発振周波数−温度特性補償の
ために圧電発振部３００内の電圧制御可変容量素
子に印加されるべき制御電圧の温度特性に、第３
図ａのような特性を必要とする。従来、第３図ａ
のような特性は複数次の曲線で近似することによ
り得ていた。第４図に第３図ａの特性を得るため
の従来の制御電圧変換部２００の構成の一例を示
す。第４図において、２０１，２０２，２０３は
それぞれ抵抗器、２０４，２０５，２０６はそれ
ぞれ感熱抵抗素子であるサーミスタを示す。しか
しながら、圧電発振子の製造ロツト、その他によ
るバラツキや電圧制御圧電発振部３００の使用部
品の製造ムラ等により、温度−周波数特性が変つ
てしまうので、これに対応して温度対電圧特性も
第３図のａからｂ、またはｃのように変えねばな
らなくなる。このような特性の変化に対応して制
御電圧を得るには、その特性ごとに第４図の制御
電圧変換部の回路の抵抗やサーミスタ等の素子値
を選定せねばならない。このような素子値の決定
には、複雑な計算が必要となり、一般的にはこの
計算に電算機が用いられる。そのために、この種
の温度補償型圧電発振器の設計費は大きくなり、
かつ製品の標準化が困難となり、結果として価格
が増大し、量産化ができないという欠点があつ
た。また、制御電圧変換部の素子数が多いことも
コストアツプの一原因となり小型化にも適してい
ない。さらに良好な補償特性を得るために直線性
の良好な高価な電圧制御可変容量素子を必要とす
ることもコストアツプの一原因となつていた。
の変動を低減することのできる圧電発振器とし
て、第１図の系統図に示されるような形式の温度
補償型圧電発振器が実用化されている。第１図に
おいて、１００は基準電圧発生部、２００は基準
電圧発生部１００の基準電圧を基に電圧制御圧電
発振部３００内の電圧制御可変容量素子（可変容
量ダイオード）に印加すべき制御電圧に変換する
制御電圧変換部、３００は圧電発振子、増幅素子
および上述の電圧制御可変容量素子を含む電圧制
御圧電発振部である。この第１図の回路におい
て、電圧制御圧電発振部３００の発振周波数の温
度特性は主として圧電発振部３００内の圧電発振
子の温度特性によつて左右される。一例として第
２図のような発振周波数−温度特性をもつ圧電発
振子の場合にはその発振周波数−温度特性補償の
ために圧電発振部３００内の電圧制御可変容量素
子に印加されるべき制御電圧の温度特性に、第３
図ａのような特性を必要とする。従来、第３図ａ
のような特性は複数次の曲線で近似することによ
り得ていた。第４図に第３図ａの特性を得るため
の従来の制御電圧変換部２００の構成の一例を示
す。第４図において、２０１，２０２，２０３は
それぞれ抵抗器、２０４，２０５，２０６はそれ
ぞれ感熱抵抗素子であるサーミスタを示す。しか
しながら、圧電発振子の製造ロツト、その他によ
るバラツキや電圧制御圧電発振部３００の使用部
品の製造ムラ等により、温度−周波数特性が変つ
てしまうので、これに対応して温度対電圧特性も
第３図のａからｂ、またはｃのように変えねばな
らなくなる。このような特性の変化に対応して制
御電圧を得るには、その特性ごとに第４図の制御
電圧変換部の回路の抵抗やサーミスタ等の素子値
を選定せねばならない。このような素子値の決定
には、複雑な計算が必要となり、一般的にはこの
計算に電算機が用いられる。そのために、この種
の温度補償型圧電発振器の設計費は大きくなり、
かつ製品の標準化が困難となり、結果として価格
が増大し、量産化ができないという欠点があつ
た。また、制御電圧変換部の素子数が多いことも
コストアツプの一原因となり小型化にも適してい
ない。さらに良好な補償特性を得るために直線性
の良好な高価な電圧制御可変容量素子を必要とす
ることもコストアツプの一原因となつていた。
本考案の目的は、上記欠点を除去することにあ
る。
る。
本考案によれば、圧電発振子を有する圧電発振
回路と該圧電発振回路の周囲温度変化による発振
周波数変化を補償する温度補償回路とから構成さ
れた温度補償型圧電発振器において、上記温度補
償回路が、感熱抵抗素子と固定抵抗素とを有して
基準電圧を入力として周囲温度上昇に追従して電
圧値が増加するような周囲温度依存電圧を出力す
る温度依存電圧発生部と、論理素子を有し上記温
度依存電圧発生部からの周囲温度依存電圧が予め
設定されたある周囲温度に対応する電圧より小さ
いか大きいかによつて上記論理素子の出力インピ
ーダンスが変化するように構成された論理回路
と、上記論理素子の出力端と上記圧電発振子との
間に接続された固定容量素子とを含むことを特徴
とする温度補償型圧電発振器が得られる。
回路と該圧電発振回路の周囲温度変化による発振
周波数変化を補償する温度補償回路とから構成さ
れた温度補償型圧電発振器において、上記温度補
償回路が、感熱抵抗素子と固定抵抗素とを有して
基準電圧を入力として周囲温度上昇に追従して電
圧値が増加するような周囲温度依存電圧を出力す
る温度依存電圧発生部と、論理素子を有し上記温
度依存電圧発生部からの周囲温度依存電圧が予め
設定されたある周囲温度に対応する電圧より小さ
いか大きいかによつて上記論理素子の出力インピ
ーダンスが変化するように構成された論理回路
と、上記論理素子の出力端と上記圧電発振子との
間に接続された固定容量素子とを含むことを特徴
とする温度補償型圧電発振器が得られる。
本考案に従えば、感熱抵抗素子を１つ使用する
だけでよくしかも直線上の良好な高価な電圧制御
可変容量素子を全く使用しないですむので、素子
値の決定が極めて容易で、かつ設計の標準化とコ
ストダウンが可能で、かつ小型の温度補償型圧電
発振器が実現できる。
だけでよくしかも直線上の良好な高価な電圧制御
可変容量素子を全く使用しないですむので、素子
値の決定が極めて容易で、かつ設計の標準化とコ
ストダウンが可能で、かつ小型の温度補償型圧電
発振器が実現できる。
次に図面を参照して本考案の実施例の説明す
る。
る。
第５図に示した本考案の一実施例において、水
晶発振子３８と増幅素子３７とを有する圧電発振
回路４００を除いた部分が温度補償回路である。
この温度補償回路は、感熱抵抗素子であるサーミ
スタ２３と固定抵抗素子２２とを有し基準電圧発
生部１００からの安定化された基準電圧を入力と
して周囲温度上昇に追従して電圧値が増加するよ
うな周囲温度依存電圧を出力する温度依存電圧発
生部５００と、ナンド（NAND）ゲート３０，３
１を有し温度依存電圧発生部５００からの周囲温
度依存電圧が増加して予め設定されたある周囲温
度に対応する電圧以上になるとナンドゲート３
０，３１の出力インピーダンスが低下するように
構成された論理回路６００と、ナンドゲート３
０，３１の出力端と水晶発振子３８との間に接続
された固定容量素子３２，３３とを含む。なお、
図において、OUTはこの圧電発振器の出力端
子、Ｇはアース端子、＋Ｂは正の電源電圧が与え
られる端子である。
晶発振子３８と増幅素子３７とを有する圧電発振
回路４００を除いた部分が温度補償回路である。
この温度補償回路は、感熱抵抗素子であるサーミ
スタ２３と固定抵抗素子２２とを有し基準電圧発
生部１００からの安定化された基準電圧を入力と
して周囲温度上昇に追従して電圧値が増加するよ
うな周囲温度依存電圧を出力する温度依存電圧発
生部５００と、ナンド（NAND）ゲート３０，３
１を有し温度依存電圧発生部５００からの周囲温
度依存電圧が増加して予め設定されたある周囲温
度に対応する電圧以上になるとナンドゲート３
０，３１の出力インピーダンスが低下するように
構成された論理回路６００と、ナンドゲート３
０，３１の出力端と水晶発振子３８との間に接続
された固定容量素子３２，３３とを含む。なお、
図において、OUTはこの圧電発振器の出力端
子、Ｇはアース端子、＋Ｂは正の電源電圧が与え
られる端子である。
周囲温度依存電圧は、論理回路６００に加えら
れ、設定されたある温度でナンドゲート３０，３
１の出力インピーダンス変化によつて水晶発振子
３８の負荷容量を変化させることができ、結果と
して発振周波数をある温度点において制御する。
従つて、発振周波数が周囲温度に依存して変化
し、もし、ある温度から発振周波数が希望する周
波数範囲の外にずれるような場合には、その温度
点における温度依存電圧によつて上記論理回路６
００のナンドゲート３０，３１の出力インピーダ
ンスが変化するように回路定数を選定しておくこ
とによつて、発振周波数を希望周波数範囲内に制
御することができる。以下、第５図の動作をより
詳細に説明する。
れ、設定されたある温度でナンドゲート３０，３
１の出力インピーダンス変化によつて水晶発振子
３８の負荷容量を変化させることができ、結果と
して発振周波数をある温度点において制御する。
従つて、発振周波数が周囲温度に依存して変化
し、もし、ある温度から発振周波数が希望する周
波数範囲の外にずれるような場合には、その温度
点における温度依存電圧によつて上記論理回路６
００のナンドゲート３０，３１の出力インピーダ
ンスが変化するように回路定数を選定しておくこ
とによつて、発振周波数を希望周波数範囲内に制
御することができる。以下、第５図の動作をより
詳細に説明する。
＋Ｂ端子に与えられる正の電源電圧は、定電圧
ダイオード２１により一定の基準電圧に変えられ
て、抵抗器２２並びにサーミスタ２３により周囲
温度依存電圧に変換される。そしてこの電圧は、
抵抗器２４，２５並びに抵抗器２６，２７によつ
てそれぞれ分圧され、抵抗器２９，２８を介して
ナンドゲート３１，３０にそれぞれ印加される。
一方ナンドゲート３０，３１の他の入力端子には
安定な基準電圧によつて、ハイレベルの電圧が加
えられている為、前記印加された入力電圧が増加
していつてスレツシユホールド電圧以上になる
と、ナンドゲート３０，３１の出力インピーダン
スは低下し、水晶発振子３８の負荷容量の一部と
しての固定容量素子３２，３３の影響が大きくな
り、等価的に水晶発振子３８の負荷容量は大きく
なる。従つて、発振器の発振周波数を下げること
が可能である。
ダイオード２１により一定の基準電圧に変えられ
て、抵抗器２２並びにサーミスタ２３により周囲
温度依存電圧に変換される。そしてこの電圧は、
抵抗器２４，２５並びに抵抗器２６，２７によつ
てそれぞれ分圧され、抵抗器２９，２８を介して
ナンドゲート３１，３０にそれぞれ印加される。
一方ナンドゲート３０，３１の他の入力端子には
安定な基準電圧によつて、ハイレベルの電圧が加
えられている為、前記印加された入力電圧が増加
していつてスレツシユホールド電圧以上になる
と、ナンドゲート３０，３１の出力インピーダン
スは低下し、水晶発振子３８の負荷容量の一部と
しての固定容量素子３２，３３の影響が大きくな
り、等価的に水晶発振子３８の負荷容量は大きく
なる。従つて、発振器の発振周波数を下げること
が可能である。
第６図ＡにAT板の水晶発振子の周波数温度特
性の一例を示す。この様な特性を温度補償するた
めには、第６図Ｂに示す様な周波数変化を温度補
償回路で生じさせる必要がある。
性の一例を示す。この様な特性を温度補償するた
めには、第６図Ｂに示す様な周波数変化を温度補
償回路で生じさせる必要がある。
この為には第５図の、抵抗器２４，２５の比率
ならびに抵抗器２６，２７の比率を適当に選ぶ必
要がある。すなわち、第６図の温度範囲T1の低
温領域でナンドゲート３０が急激なインピーダン
ス変化を生ずるように抵抗器２６，２７を設定す
る必要があり、第６図の温度範囲T3の高温領域
でナンドゲート３１が急激な出力インピーダンス
変化を生ずるように抵抗器２４，２５を設定する
必要がある。第７図に第６図の発振器の温度特性
の一例を示す。なお、第２図のような周波数温度
特性をもつ水晶発振子の場合には、上述の温度補
償回路において、第６図Ａのような周波数変化を
生ぜしめればよい。この際、ナンドゲート３０及
び３１の代りに、温度依存電圧発生部５００から
の周波温度依存電圧が増加していつて予め定めら
れたスレツシユホールド電圧以上になると出力イ
ンピーダンスが高くなる論理素子、例えば、アン
ドゲートを用いればよい。また、ナンドゲート３
０，３１の代りにインバータを用いても上記同様
の動作をさせることが可能である。
ならびに抵抗器２６，２７の比率を適当に選ぶ必
要がある。すなわち、第６図の温度範囲T1の低
温領域でナンドゲート３０が急激なインピーダン
ス変化を生ずるように抵抗器２６，２７を設定す
る必要があり、第６図の温度範囲T3の高温領域
でナンドゲート３１が急激な出力インピーダンス
変化を生ずるように抵抗器２４，２５を設定する
必要がある。第７図に第６図の発振器の温度特性
の一例を示す。なお、第２図のような周波数温度
特性をもつ水晶発振子の場合には、上述の温度補
償回路において、第６図Ａのような周波数変化を
生ぜしめればよい。この際、ナンドゲート３０及
び３１の代りに、温度依存電圧発生部５００から
の周波温度依存電圧が増加していつて予め定めら
れたスレツシユホールド電圧以上になると出力イ
ンピーダンスが高くなる論理素子、例えば、アン
ドゲートを用いればよい。また、ナンドゲート３
０，３１の代りにインバータを用いても上記同様
の動作をさせることが可能である。
第８図に、本考案による圧電発振器の他の実施
例を示す。この実施例では第５図の圧電発振回路
４００もナンドゲート５１，５２を用いて構成し
ており、混成IC等に適した構成としている。
例を示す。この実施例では第５図の圧電発振回路
４００もナンドゲート５１，５２を用いて構成し
ており、混成IC等に適した構成としている。
第１図は従来の温度補償型圧電発振器のブロツ
ク図、第２図は圧電発振子の発振周波数−温度特
性を示す図、第３図は第２図の特性を補償するの
に必要な制御電圧−温度特性を示す図、第４図は
第１図の制御電圧変換部２００の構成の一例を示
す回路図、第５図は本考案の一実施例を示す回路
図、第６図は第５図の動作を説明するために用い
た周波数変化−温度特性図、第７図は第６図の発
振器によつて得られた周波数変化率−周囲温度特
性を示す図、８図は本考案による他の実施例を示
す回路図である。 １００……基準電圧発生部、４００……圧電発
振回路、５００……温度依存電圧発生部、６００
……論理回路、３０，３１……ナンドゲート、３
２，３３……固定容量素子、３８……水晶発振
子。
ク図、第２図は圧電発振子の発振周波数−温度特
性を示す図、第３図は第２図の特性を補償するの
に必要な制御電圧−温度特性を示す図、第４図は
第１図の制御電圧変換部２００の構成の一例を示
す回路図、第５図は本考案の一実施例を示す回路
図、第６図は第５図の動作を説明するために用い
た周波数変化−温度特性図、第７図は第６図の発
振器によつて得られた周波数変化率−周囲温度特
性を示す図、８図は本考案による他の実施例を示
す回路図である。 １００……基準電圧発生部、４００……圧電発
振回路、５００……温度依存電圧発生部、６００
……論理回路、３０，３１……ナンドゲート、３
２，３３……固定容量素子、３８……水晶発振
子。
Claims (1)
- 圧電発振子を有する圧電発振回路と該圧電発振
回路の周囲温度変化による発振周波数変化を補償
する温度補償回路とから構成された温度補償型圧
電発振器において、上記温度補償回路が、感熱抵
抗素子と固定抵抗素子とを有し基準電圧を入力と
して周囲温度上昇に追従して電圧値が増加するよ
うな周囲温度依存電圧を出力する温度依存電圧発
生部と、論理素子を有し上記温度依存電圧発生部
からの周囲温度依存電圧が予め設定されたある周
囲温度に対応する電圧より小さいか大きいかによ
つて上記論理素子の出力インピーダンスが変化す
るように構成された論理回路と、上記論理素子の
出力端と上記圧電発振子との間に接続された固定
容量素子とを含むことを特徴とする温度補償型圧
電発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980006944U JPS6223123Y2 (ja) | 1980-01-25 | 1980-01-25 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980006944U JPS6223123Y2 (ja) | 1980-01-25 | 1980-01-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56111512U JPS56111512U (ja) | 1981-08-28 |
| JPS6223123Y2 true JPS6223123Y2 (ja) | 1987-06-12 |
Family
ID=29603605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980006944U Expired JPS6223123Y2 (ja) | 1980-01-25 | 1980-01-25 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223123Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54154247A (en) * | 1978-05-26 | 1979-12-05 | Nec Corp | Temperature compensating type piezoelectric oscillator |
-
1980
- 1980-01-25 JP JP1980006944U patent/JPS6223123Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54154247A (en) * | 1978-05-26 | 1979-12-05 | Nec Corp | Temperature compensating type piezoelectric oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56111512U (ja) | 1981-08-28 |
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