JPS6230523B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6230523B2 JPS6230523B2 JP55170581A JP17058180A JPS6230523B2 JP S6230523 B2 JPS6230523 B2 JP S6230523B2 JP 55170581 A JP55170581 A JP 55170581A JP 17058180 A JP17058180 A JP 17058180A JP S6230523 B2 JPS6230523 B2 JP S6230523B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- oscillation
- crystal resonator
- crystal
- circuit
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- Expired
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 35
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 28
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 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
- H03L1/028—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only of generators comprising piezoelectric resonators
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
この発明は、温度補償を行なつた水晶発振回路
に関するものである。 従来、この種装置として第１図に示すものであ
つた。図において、１はサーミスタ、抵抗等によ
る低温補償部、２はサーミスタ、抵抗等による高
温補償部、３，４，５は補償回路用のバイアス抵
抗、６は雑音等を防ぐコンデンサ、７は可変容量
ダイオード、８は結合コンデンサ、９はコンデン
サ、１０はコンデンサ９に並列に結続される可変
コンデンサ、１１は水晶振動子、１２は発振用ト
ランジスタ、１３，１４はトランジスタ１２のバ
イアス抵抗、１５，１６はトランジスタ１２等に
よつて発振回路を構成する帰還コンデンサ、１７
はエミツタ抵抗、１８はコレクタ抵抗、１９は結
合コンデンサ、２０は負荷である。 次に動作について説明する。第２図は水晶振動
子の温度変化に対する一般的なATカツトの水晶
振動子の単体の周波数温度偏差である。第２図の
ように周波数温度偏差は３次曲線をえがくため、
−10℃以下および＋60℃以上において、発振周波
数は希望する周波数から大幅に変化する。このた
め温度補償により、使用できる温度範囲を広げた
回路が、第１図に示した温度補償水晶発振回路で
ある。 第１図において、水晶振動子の製作偏差は可変
コンデンサ１０の値を変化することにより調整で
きる。したがつて、このコンデンサ１０に並列あ
るいは直列に新たなコンデンサを挿入することに
より、発振周波数が変えられる。そこで、可変容
量ダイオード７と結合コンデンサ８とを並列に可
変コンデンサ１０に接続し、可変容量ダイオード
７の直流バイアス電圧を温度変化に対してコント
ロールすれば、広い温度変化に対して周波数偏差
を小さくできる。可変容量ダイオード７はカソー
ドーアノード間のバイアス電圧を上げれば容量は
少なくなり、電圧を下げれば容量は多くなる。 いま、水晶振動子１１の内部のインダクタンス
をＬ、内部直列コンデンサをCxとし、発振器側
のすべての容量を等価的にCoとすれば、発振周
波数は
に関するものである。 従来、この種装置として第１図に示すものであ
つた。図において、１はサーミスタ、抵抗等によ
る低温補償部、２はサーミスタ、抵抗等による高
温補償部、３，４，５は補償回路用のバイアス抵
抗、６は雑音等を防ぐコンデンサ、７は可変容量
ダイオード、８は結合コンデンサ、９はコンデン
サ、１０はコンデンサ９に並列に結続される可変
コンデンサ、１１は水晶振動子、１２は発振用ト
ランジスタ、１３，１４はトランジスタ１２のバ
イアス抵抗、１５，１６はトランジスタ１２等に
よつて発振回路を構成する帰還コンデンサ、１７
はエミツタ抵抗、１８はコレクタ抵抗、１９は結
合コンデンサ、２０は負荷である。 次に動作について説明する。第２図は水晶振動
子の温度変化に対する一般的なATカツトの水晶
振動子の単体の周波数温度偏差である。第２図の
ように周波数温度偏差は３次曲線をえがくため、
−10℃以下および＋60℃以上において、発振周波
数は希望する周波数から大幅に変化する。このた
め温度補償により、使用できる温度範囲を広げた
回路が、第１図に示した温度補償水晶発振回路で
ある。 第１図において、水晶振動子の製作偏差は可変
コンデンサ１０の値を変化することにより調整で
きる。したがつて、このコンデンサ１０に並列あ
るいは直列に新たなコンデンサを挿入することに
より、発振周波数が変えられる。そこで、可変容
量ダイオード７と結合コンデンサ８とを並列に可
変コンデンサ１０に接続し、可変容量ダイオード
７の直流バイアス電圧を温度変化に対してコント
ロールすれば、広い温度変化に対して周波数偏差
を小さくできる。可変容量ダイオード７はカソー
ドーアノード間のバイアス電圧を上げれば容量は
少なくなり、電圧を下げれば容量は多くなる。 いま、水晶振動子１１の内部のインダクタンス
をＬ、内部直列コンデンサをCxとし、発振器側
のすべての容量を等価的にCoとすれば、発振周
波数は
【式】（ただしCx≪
Co）
でほぼ決定される。ここでCoが多くなればｆは
下がり、逆にCoが少なくなればｆは上がる。す
なわち、可変容量ダイオード７のバイアス電圧を
下げればｆは下がり、バイアス電圧を上げればｆ
は上がる。低温補償部１において温度に対して負
持性のサーミスタ等を使用すれば、可変容量ダイ
オード７のバイアス電圧は上がり、ｆを上げるこ
とができる。一方、高温においては、高温補償部
２により、可変容量ダイオード７のバイアス電圧
を下げるよう、温度に対して正特性のサーミスタ
（すなわちポジスタ）あるいは負特性のサーミス
タとトランジスタ回路等により補償を行なえばｆ
を下げることができる。 以上のように、水晶振動子の温度変化に対する
周波数偏差の３次曲線に合わせて、低温側、高温
側を補償すれば、広範囲な温度変化に対して発振
周波数の補償が可能となる。 従来の温度補償型水晶発振回路は以上のように
構成されているので、低温側、高温側に対してバ
ランスよく調整するには、補償回路が独立してな
いため各素子の値を決定するための調整がしにく
い。また、可変容量ダイオードを用いるため、電
源電圧変化を小さくする必要がある。さらに、水
晶振動子に多くの素子が接続され、発振出力レベ
ル、雑音等が悪化するとともに、回路が複雑であ
りコストが高いという欠点もあつた。 この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので低温時にはポジスタ
により水晶振動子を加熱し、高温時にはサーミス
タにより、トランジスタ発振回路における入力側
への帰還信号のレベルを調整する構成として、温
度による調整を除き、部品点数を減らし、電気特
性が低下することのないよう考慮した水晶発振回
路を提供することを目的としている。 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第３図において、１２は発振用トランジス
タ、１３，１４はトランジスタ１２のバイアス抵
抗、１５，１６は発振トランジスタ１２とともに
発振回路を構成する帰還コンデンサ、１７はエミ
ツタ抵抗、１８はコレクタ抵抗、１９は結合コン
デンサ、２０は発振出力が供給される負荷であ
る。１１は水晶振動子、９，１０はそれぞれ水晶
振動子１１に接続された発振周波数微調整用の固
定コンデンサと可変コンデンサ、１は低温補償
部、２４は低温時ヒータの働きをするポジスタ、
２５は水晶振動子１１とポジスタ２４を密着させ
るカバー、２は高温補償部、２２は高温補償を行
なうサーミスタで、帰還コンデンサ１５，１６お
よびエミツタ抵抗１７からなる信号帰還回路２７
の上記エミツタ抵抗１７に並列接続されている。
２３はサーミスタ２２と直列に接続され、過度の
補償を防ぐ抵抗である。 第３図において、低温補償部１は、温度に対し
て正特性を示すポジスタ２４による発熱体と、ポ
ジスタ２４に密着された水晶振動子１１と、カバ
ー２５により構成される。第２図の水晶振動子の
周波数温度偏差曲線において、たとえば−10℃以
下では図の３次曲線に示されるように、周波数は
急激に下がる。この温度領域をポジスタ２４によ
り希望する温度まで水晶振動子１１を温めれば、
発振周波数偏差がおさえられる。ポジスタ２４に
温度に対して対数的な正の温度係数を有するもの
を使用すれば、−30℃等の低温に対し抵抗は極少
となり、電源Vccからの電圧により大きな電流が
流れ発熱して水晶振動子１１を温め、低温の温度
補償を行なう。 カバー２５はポジスタ２４の発熱を能率よく水
晶振動子１１に伝えるために、ポジスタ２４と水
晶振動子１１とを密着させるとともに、外気への
放熱を防ぐものである。ポジスタ２４は抵抗値が
温度により対数的に変化するため、きわめて短時
間に低温域において水晶振動子１１を温めること
ができ、また、自己発熱によりある温度で熱平衡
が保たれ、一定の温度となる。外気の温度が上昇
した場合、たとえば０℃以上ではポジスタの抵抗
が大きくなり、ほとんど電流が流れなくなり発熱
しない。したがつて、低温以外ではこの低温補償
部１は何ら動作することはなく、高温で水晶振動
子１１へ影響を与えることはない。 なお、ポジスタ２４は水晶振動子１１を加熱す
るためのものであるから、水晶振動子１１の近傍
に配置すればよく、必ずしも、水晶振動子１１に
密着させなくてよいことはいうまでもない。 一方高温域においては、第２図の水晶振動子の
周波数温度偏差曲線の＋60℃以上では、図の３次
曲線に示されるように、周波数は正の傾きとなり
急激に変化する。この温度領域をサーミスタ２２
によつて発振トランジスタ１２のエミツタ抵抗を
変えることにより、温度補償ができる。トランジ
スタ１２のエミツタ抵抗の値を小さくすることに
より、ベース側への帰還信号のレベルを調整し
て、発振周波数を下げることができる。サーミス
タ２２は一般に温度に対して対数的な負の温度係
数をもつため、エミツタ抵抗１７とサーミスタ２
２と過補償を防ぐ抵抗２３とを組み合せると、高
温域にのみ水晶振動子の温度偏差を回路側で補償
できる。 このようにして、低温側は低温補償部１によ
り、高温側は高温補償部２により、それぞれ希望
する発振周波数偏差に広い温度範囲において補償
できる。 以上のように、この発明によれば、水晶振動子
の温度周波数偏差の補償を、低温側はポジスタの
発熱により温めて行なうため、とくに水晶振動子
の製作時、低温側の周波数偏差を水晶振動子に対
して設定する必要がなく、高温側も少ない部品点
数で補償が行なえる。また、低、高温部の補償が
独立してなされているため、精度が高く、しかも
安価で信頼性の高いものが得られる効果がある。
下がり、逆にCoが少なくなればｆは上がる。す
なわち、可変容量ダイオード７のバイアス電圧を
下げればｆは下がり、バイアス電圧を上げればｆ
は上がる。低温補償部１において温度に対して負
持性のサーミスタ等を使用すれば、可変容量ダイ
オード７のバイアス電圧は上がり、ｆを上げるこ
とができる。一方、高温においては、高温補償部
２により、可変容量ダイオード７のバイアス電圧
を下げるよう、温度に対して正特性のサーミスタ
（すなわちポジスタ）あるいは負特性のサーミス
タとトランジスタ回路等により補償を行なえばｆ
を下げることができる。 以上のように、水晶振動子の温度変化に対する
周波数偏差の３次曲線に合わせて、低温側、高温
側を補償すれば、広範囲な温度変化に対して発振
周波数の補償が可能となる。 従来の温度補償型水晶発振回路は以上のように
構成されているので、低温側、高温側に対してバ
ランスよく調整するには、補償回路が独立してな
いため各素子の値を決定するための調整がしにく
い。また、可変容量ダイオードを用いるため、電
源電圧変化を小さくする必要がある。さらに、水
晶振動子に多くの素子が接続され、発振出力レベ
ル、雑音等が悪化するとともに、回路が複雑であ
りコストが高いという欠点もあつた。 この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので低温時にはポジスタ
により水晶振動子を加熱し、高温時にはサーミス
タにより、トランジスタ発振回路における入力側
への帰還信号のレベルを調整する構成として、温
度による調整を除き、部品点数を減らし、電気特
性が低下することのないよう考慮した水晶発振回
路を提供することを目的としている。 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第３図において、１２は発振用トランジス
タ、１３，１４はトランジスタ１２のバイアス抵
抗、１５，１６は発振トランジスタ１２とともに
発振回路を構成する帰還コンデンサ、１７はエミ
ツタ抵抗、１８はコレクタ抵抗、１９は結合コン
デンサ、２０は発振出力が供給される負荷であ
る。１１は水晶振動子、９，１０はそれぞれ水晶
振動子１１に接続された発振周波数微調整用の固
定コンデンサと可変コンデンサ、１は低温補償
部、２４は低温時ヒータの働きをするポジスタ、
２５は水晶振動子１１とポジスタ２４を密着させ
るカバー、２は高温補償部、２２は高温補償を行
なうサーミスタで、帰還コンデンサ１５，１６お
よびエミツタ抵抗１７からなる信号帰還回路２７
の上記エミツタ抵抗１７に並列接続されている。
２３はサーミスタ２２と直列に接続され、過度の
補償を防ぐ抵抗である。 第３図において、低温補償部１は、温度に対し
て正特性を示すポジスタ２４による発熱体と、ポ
ジスタ２４に密着された水晶振動子１１と、カバ
ー２５により構成される。第２図の水晶振動子の
周波数温度偏差曲線において、たとえば−10℃以
下では図の３次曲線に示されるように、周波数は
急激に下がる。この温度領域をポジスタ２４によ
り希望する温度まで水晶振動子１１を温めれば、
発振周波数偏差がおさえられる。ポジスタ２４に
温度に対して対数的な正の温度係数を有するもの
を使用すれば、−30℃等の低温に対し抵抗は極少
となり、電源Vccからの電圧により大きな電流が
流れ発熱して水晶振動子１１を温め、低温の温度
補償を行なう。 カバー２５はポジスタ２４の発熱を能率よく水
晶振動子１１に伝えるために、ポジスタ２４と水
晶振動子１１とを密着させるとともに、外気への
放熱を防ぐものである。ポジスタ２４は抵抗値が
温度により対数的に変化するため、きわめて短時
間に低温域において水晶振動子１１を温めること
ができ、また、自己発熱によりある温度で熱平衡
が保たれ、一定の温度となる。外気の温度が上昇
した場合、たとえば０℃以上ではポジスタの抵抗
が大きくなり、ほとんど電流が流れなくなり発熱
しない。したがつて、低温以外ではこの低温補償
部１は何ら動作することはなく、高温で水晶振動
子１１へ影響を与えることはない。 なお、ポジスタ２４は水晶振動子１１を加熱す
るためのものであるから、水晶振動子１１の近傍
に配置すればよく、必ずしも、水晶振動子１１に
密着させなくてよいことはいうまでもない。 一方高温域においては、第２図の水晶振動子の
周波数温度偏差曲線の＋60℃以上では、図の３次
曲線に示されるように、周波数は正の傾きとなり
急激に変化する。この温度領域をサーミスタ２２
によつて発振トランジスタ１２のエミツタ抵抗を
変えることにより、温度補償ができる。トランジ
スタ１２のエミツタ抵抗の値を小さくすることに
より、ベース側への帰還信号のレベルを調整し
て、発振周波数を下げることができる。サーミス
タ２２は一般に温度に対して対数的な負の温度係
数をもつため、エミツタ抵抗１７とサーミスタ２
２と過補償を防ぐ抵抗２３とを組み合せると、高
温域にのみ水晶振動子の温度偏差を回路側で補償
できる。 このようにして、低温側は低温補償部１によ
り、高温側は高温補償部２により、それぞれ希望
する発振周波数偏差に広い温度範囲において補償
できる。 以上のように、この発明によれば、水晶振動子
の温度周波数偏差の補償を、低温側はポジスタの
発熱により温めて行なうため、とくに水晶振動子
の製作時、低温側の周波数偏差を水晶振動子に対
して設定する必要がなく、高温側も少ない部品点
数で補償が行なえる。また、低、高温部の補償が
独立してなされているため、精度が高く、しかも
安価で信頼性の高いものが得られる効果がある。
第１図は従来の水晶発振回路の回路図、第２図
は一般的なATカツト水晶振動子の周波数温度偏
差曲線図、第３図はこの発明の一実施例による水
晶発振回路の回路図である。 １……低温補償部、２……高温補償部、１１…
…水晶振動子、１２……発振用トランジスタ、２
２……サーミスタ、２４……ポジスタ、２７……
信号帰還回路。なお、図中、同一符号は同一、ま
たは相当部分を示す。
は一般的なATカツト水晶振動子の周波数温度偏
差曲線図、第３図はこの発明の一実施例による水
晶発振回路の回路図である。 １……低温補償部、２……高温補償部、１１…
…水晶振動子、１２……発振用トランジスタ、２
２……サーミスタ、２４……ポジスタ、２７……
信号帰還回路。なお、図中、同一符号は同一、ま
たは相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 発振用トランジスタと、この発振用トランジ
スタに接続された水晶振動子とを含む発振回路、
上記水晶振動子の近傍に配置され、電源側からの
給電により発熱して低温時に上記水晶振動子を加
熱するポジスタ、および発振回路における信号帰
還回路に接続され、高温時に帰還信号のレベルを
調整して発振周波数を低下させるサーミスタを備
えてなる水晶発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17058180A JPS5793702A (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Quartz oscillating circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17058180A JPS5793702A (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Quartz oscillating circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5793702A JPS5793702A (en) | 1982-06-10 |
| JPS6230523B2 true JPS6230523B2 (ja) | 1987-07-02 |
Family
ID=15907480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17058180A Granted JPS5793702A (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Quartz oscillating circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5793702A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5967010U (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-07 | 日本電気株式会社 | 弾性表面波発振器の温度特性補償回路 |
| JPS59169210A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Nec Corp | 積層型広帯域圧電発振器 |
| JPS59156003A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-05 | Nec Corp | 温度補償圧電発振器 |
| JPS59156002A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-05 | Nec Corp | 温度補償圧電発振器 |
| JPS63314004A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-22 | Nec Corp | デイジタル温度制御，補償圧電発振回路 |
| JP2010028335A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Epson Toyocom Corp | コルピッツ型発振回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54847A (en) * | 1977-05-16 | 1979-01-06 | Gen Electric | Temperature compensator |
-
1980
- 1980-12-02 JP JP17058180A patent/JPS5793702A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54847A (en) * | 1977-05-16 | 1979-01-06 | Gen Electric | Temperature compensator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5793702A (en) | 1982-06-10 |
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