JPS6261164B2 - - Google Patents
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- JPS6261164B2 JPS6261164B2 JP54130477A JP13047779A JPS6261164B2 JP S6261164 B2 JPS6261164 B2 JP S6261164B2 JP 54130477 A JP54130477 A JP 54130477A JP 13047779 A JP13047779 A JP 13047779A JP S6261164 B2 JPS6261164 B2 JP S6261164B2
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- Japan
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- circuit
- crystal resonator
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- XUFQPHANEAPEMJ-UHFFFAOYSA-N famotidine Chemical compound NC(N)=NC1=NC(CSCCC(N)=NS(N)(=O)=O)=CS1 XUFQPHANEAPEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は温度特性が近似的に2次曲線で与えら
れる水晶振動子の頂点温度の量産ばらつきを初期
調整する回路に関する。
れる水晶振動子の頂点温度の量産ばらつきを初期
調整する回路に関する。
まず、本発明の背景及び目的について述べる。
水晶発振式ウオツチ等の発振回路に用いられる音
叉型水晶振動子は第1図aに実線で示すような近
似的に2次曲線で与えられる発振周波数対温度特
性を有する。同図でθ0は放物線の頂点に相当す
る温度を表わす。(以下θ0を頂点温度と呼ぶ。)
第2図は時計用集積回路内に温度センサーを設け
て第1図に実線で示す温度特性を補正する場合の
温度検出部のブロツク図である。同図で、201
は温度センサー、202は比較器、203はカウ
ンタ及びデコーダ、204は201で得られたア
ナログの温度信号をデイジタル値に変換するため
の参照電位を与える参照電圧発生回路である。同
図の温度検出部の働きは、203を掃引すること
により信号213のレベルを順次変化させ信号2
12の反転を検出することにより203の掃引を
止めてアナログの温度信号211をデイジタル信
号214に変換することである。第2図の温度検
出回路を時計の歩度緩急に利用する場合、デイジ
タル信号214に応じて分周回路に論理緩急を施
す。この際、第1図に示す水晶振動子の温度特性
特に頂点温度θ0が設計値からずれると歩度の緩
急が正確に行われないという問題が生ずる。現在
量産されている音叉型水晶振動子の頂点温度は±
4℃程度のばらつきを含んでおり、これは正確な
歩度暖急を行う際に大きな支障を来たす。
水晶発振式ウオツチ等の発振回路に用いられる音
叉型水晶振動子は第1図aに実線で示すような近
似的に2次曲線で与えられる発振周波数対温度特
性を有する。同図でθ0は放物線の頂点に相当す
る温度を表わす。(以下θ0を頂点温度と呼ぶ。)
第2図は時計用集積回路内に温度センサーを設け
て第1図に実線で示す温度特性を補正する場合の
温度検出部のブロツク図である。同図で、201
は温度センサー、202は比較器、203はカウ
ンタ及びデコーダ、204は201で得られたア
ナログの温度信号をデイジタル値に変換するため
の参照電位を与える参照電圧発生回路である。同
図の温度検出部の働きは、203を掃引すること
により信号213のレベルを順次変化させ信号2
12の反転を検出することにより203の掃引を
止めてアナログの温度信号211をデイジタル信
号214に変換することである。第2図の温度検
出回路を時計の歩度緩急に利用する場合、デイジ
タル信号214に応じて分周回路に論理緩急を施
す。この際、第1図に示す水晶振動子の温度特性
特に頂点温度θ0が設計値からずれると歩度の緩
急が正確に行われないという問題が生ずる。現在
量産されている音叉型水晶振動子の頂点温度は±
4℃程度のばらつきを含んでおり、これは正確な
歩度暖急を行う際に大きな支障を来たす。
本発明の目的は、上述の欠点を除去し頂点温度
の量産ばらつきに起因する歩度暖急の誤差を十分
に小さな量に抑えることである。
の量産ばらつきに起因する歩度暖急の誤差を十分
に小さな量に抑えることである。
本発明は第2図の参照電圧発生回路204の部
分に頂点温度調整回路を設けるものである。第3
図に従来構成による第2図204の構成例を示
す。第3図の例では参照電位を与える節点が7
点、負電源電位を与える節点が1点設けられてい
る。同図で303乃至309は集積化された抵
抗、311は正電源、319は負電源、312乃
至318は参照電位を与える節点、319は負電
源電位を与える節点であり、321乃至328は
第2図203のカウンタの掃引によつて順次同時
に1個に限り導通するように設定されているアナ
ログ・スイツチ(例えばトランスミツシヨンゲー
ト、またはトランスフアーゲート)である。ま
た、入力端子331からは基準電位が供給され演
算増幅器301の働きにより節点315に該基準
電位が伝えられる。一方MOS電界効果トランジ
スタ(以下MOSFETと略記する。)302は節点
315が供給された基準電位となるように抵抗3
03乃至309に電流を流す。
分に頂点温度調整回路を設けるものである。第3
図に従来構成による第2図204の構成例を示
す。第3図の例では参照電位を与える節点が7
点、負電源電位を与える節点が1点設けられてい
る。同図で303乃至309は集積化された抵
抗、311は正電源、319は負電源、312乃
至318は参照電位を与える節点、319は負電
源電位を与える節点であり、321乃至328は
第2図203のカウンタの掃引によつて順次同時
に1個に限り導通するように設定されているアナ
ログ・スイツチ(例えばトランスミツシヨンゲー
ト、またはトランスフアーゲート)である。ま
た、入力端子331からは基準電位が供給され演
算増幅器301の働きにより節点315に該基準
電位が伝えられる。一方MOS電界効果トランジ
スタ(以下MOSFETと略記する。)302は節点
315が供給された基準電位となるように抵抗3
03乃至309に電流を流す。
以上の働きにより節点332には312乃至3
19のうち選択されている節点に相当する参照電
位が得られ、第2図202の比較器の入力端子へ
と伝えられる。節点312乃至318に生ずる参
照電位はそれぞれ温度に対応しており、例えば3
12が43℃、313が37℃、314が31℃、31
5が25℃、316が19℃、317が13℃、318
が7℃のようになる。時計の歩度調整を行う場
合、論理緩急は、第2図214のデイジタル値で
表わされた温度信号に従つて、あらかじめ定めら
れたリードオンリーメモリ(以下ROMと略記す
る。)の内容を読み出すことにより成される。こ
の際、緩急の度合いを与える前記ROMの内容は
例えば、頂点温度が25℃である水晶振動子に合わ
せて設定される。ところが、先にも述べたように
量産された水晶振動子の頂点温度には最大で±4
℃程度のばらつきが含まれている。頂点温度が設
計値(ROMにあらかじめ書き込まれている設定
値)からずれた場合の歩度緩急の誤差について第
1図a,bを用いて説明しよう。頂点温度の設計
値をθ0とする。
19のうち選択されている節点に相当する参照電
位が得られ、第2図202の比較器の入力端子へ
と伝えられる。節点312乃至318に生ずる参
照電位はそれぞれ温度に対応しており、例えば3
12が43℃、313が37℃、314が31℃、31
5が25℃、316が19℃、317が13℃、318
が7℃のようになる。時計の歩度調整を行う場
合、論理緩急は、第2図214のデイジタル値で
表わされた温度信号に従つて、あらかじめ定めら
れたリードオンリーメモリ(以下ROMと略記す
る。)の内容を読み出すことにより成される。こ
の際、緩急の度合いを与える前記ROMの内容は
例えば、頂点温度が25℃である水晶振動子に合わ
せて設定される。ところが、先にも述べたように
量産された水晶振動子の頂点温度には最大で±4
℃程度のばらつきが含まれている。頂点温度が設
計値(ROMにあらかじめ書き込まれている設定
値)からずれた場合の歩度緩急の誤差について第
1図a,bを用いて説明しよう。頂点温度の設計
値をθ0とする。
第1図aは頂点温度が設計値に等しい水晶振動
子に関するもので、実線は論理緩急を施さない場
合、点線は論理緩急を施した場合の温度特性であ
る。次に、用いる水晶振動子の頂点温度がθ1
(θ1≠θ0)であつたとする。この場合の温度
特性は第1図bのようになり誤つた緩急が施され
る結果となる。
子に関するもので、実線は論理緩急を施さない場
合、点線は論理緩急を施した場合の温度特性であ
る。次に、用いる水晶振動子の頂点温度がθ1
(θ1≠θ0)であつたとする。この場合の温度
特性は第1図bのようになり誤つた緩急が施され
る結果となる。
第1図bから明らかなように、頂点温度がθ1
―θ0だけずれることは温度センサーがθ1―θ
0だけ誤つて温度を検出することと等価である。
そこで、本発明では、頂点温度がθ1―θ0だけ
ずれた水晶振動子に対しては、第2図204の回
路で与えられる参照電位を温度に換算してθ1―
θ0に相当する分だけずらす働きをする微調整回
路を設ける。即ち、第3図において、設計時にお
ける各節点に対する温度設定が312―43℃、3
13―37℃、314―31℃、315―25℃、31
6―19℃、317―13℃、318―7℃であり、
これが頂点温度25℃の水晶振動子に合わせて設計
されたものであるとするとき、頂点温度27℃の水
晶振動子に対しては各節点に対応する温度が、3
12―45℃、313―39℃、314―33℃、31
5―27℃、316―21℃、317―15℃、318
―9℃となるように微調整を施す。
―θ0だけずれることは温度センサーがθ1―θ
0だけ誤つて温度を検出することと等価である。
そこで、本発明では、頂点温度がθ1―θ0だけ
ずれた水晶振動子に対しては、第2図204の回
路で与えられる参照電位を温度に換算してθ1―
θ0に相当する分だけずらす働きをする微調整回
路を設ける。即ち、第3図において、設計時にお
ける各節点に対する温度設定が312―43℃、3
13―37℃、314―31℃、315―25℃、31
6―19℃、317―13℃、318―7℃であり、
これが頂点温度25℃の水晶振動子に合わせて設計
されたものであるとするとき、頂点温度27℃の水
晶振動子に対しては各節点に対応する温度が、3
12―45℃、313―39℃、314―33℃、31
5―27℃、316―21℃、317―15℃、318
―9℃となるように微調整を施す。
第4図に本発明の頂点温度調整回路の実施例を
示す。同図は、水晶振動子の頂点温度を例えば21
℃、23℃、25℃、27℃のように4段階で調整する
場合の例である。第4図aにおいて、403〜4
09は集積化された抵抗、412〜418は各温
度に対応する節点、421〜428は第2図20
3のカウンタの掃引により順次同時に一個に限り
導通するように定められているアナログスイツチ
(例えばトランスミツシヨンゲートまたはトラン
スフアーゲート)、401は演算増幅器、402
はMOSFETであり、441は同図bに示す頂点
温度調整回路である。
示す。同図は、水晶振動子の頂点温度を例えば21
℃、23℃、25℃、27℃のように4段階で調整する
場合の例である。第4図aにおいて、403〜4
09は集積化された抵抗、412〜418は各温
度に対応する節点、421〜428は第2図20
3のカウンタの掃引により順次同時に一個に限り
導通するように定められているアナログスイツチ
(例えばトランスミツシヨンゲートまたはトラン
スフアーゲート)、401は演算増幅器、402
はMOSFETであり、441は同図bに示す頂点
温度調整回路である。
第4図bは、同図a441の働きを説明するも
のであり、455〜457は頂点温度調整用の集
積化された抵抗、451〜454は節点432の
基準電位を節点461〜464のうちプログラマ
ブル・リードオンリーメモリ(以下、PROMと略
記する。また、PROMとしてはヒユーズ、
FAMOSなどを用いる。)442に書き込まれて
指定されている節点に与えるためのアナログスイ
ツチ(例えば、トランスミツシヨンゲート、トラ
ンスフアーゲート)である。461〜464は第
3図の従来構成では節点315として一点に固定
されていたものである。節点461〜464は用
いる水晶振動子の頂点温度に応じて選択され、節
点432は頂点温度の設計値(例えば25℃)に対
応する基準電位に固定されている。
のであり、455〜457は頂点温度調整用の集
積化された抵抗、451〜454は節点432の
基準電位を節点461〜464のうちプログラマ
ブル・リードオンリーメモリ(以下、PROMと略
記する。また、PROMとしてはヒユーズ、
FAMOSなどを用いる。)442に書き込まれて
指定されている節点に与えるためのアナログスイ
ツチ(例えば、トランスミツシヨンゲート、トラ
ンスフアーゲート)である。461〜464は第
3図の従来構成では節点315として一点に固定
されていたものである。節点461〜464は用
いる水晶振動子の頂点温度に応じて選択され、節
点432は頂点温度の設計値(例えば25℃)に対
応する基準電位に固定されている。
ところで、本発明の回路では、頂点温度調整を
施した場合、この頂点温度から大きく離れた温度
は正確に検出されない。このことを次に説明し対
象としている温度範囲では上述の温度検出誤差が
実用上支障を来たさない程度の大きさであること
を確認しよう。
施した場合、この頂点温度から大きく離れた温度
は正確に検出されない。このことを次に説明し対
象としている温度範囲では上述の温度検出誤差が
実用上支障を来たさない程度の大きさであること
を確認しよう。
第4図で抵抗列403〜409の抵抗値は頂点
温度25℃の水晶振動子に合わせて設計されてお
り、節点461〜464はそれぞれ頂点温度が21
℃、23℃、25℃、27℃の水晶振動子を用いたとき
選択されるものとする。同図において節点418
とt℃に対応する節点との間の抵抗値をRt、2
度の温度に相当する抵抗値をr、25℃に対応する
節点の電位即ち432に与えられる基準電位をV
とすると、t℃に対応する節点の電位は次のよう
になる。
温度25℃の水晶振動子に合わせて設計されてお
り、節点461〜464はそれぞれ頂点温度が21
℃、23℃、25℃、27℃の水晶振動子を用いたとき
選択されるものとする。同図において節点418
とt℃に対応する節点との間の抵抗値をRt、2
度の温度に相当する抵抗値をr、25℃に対応する
節点の電位即ち432に与えられる基準電位をV
とすると、t℃に対応する節点の電位は次のよう
になる。
頂点温度が25℃のとき
23℃に対応する節点の電位
V・R25−r/R25 ……(1)
t℃に対応する節点の電位
V・Rt/R25 ……(2)
頂点温点が23℃のとき
23℃に対応する節点の電位
V・R25/R25+r〓V・R25−r/R25…
…(3) t―2℃に対応する節点の電位 V・Rt/R25+r〓V・Rt/R25−V・Rt
/R25・r/R25……(4) 実際に用いる水晶振動子の頂点温度が25℃から
2℃ずれた23℃であるとする場合、上述の例から
わかる様に23℃に対応する節点の電位はR25≫r
であるため頂点温度調整を施した後も正確に得ら
れる。しかし、任意の温度t℃に対応する電位は
必ずしも正確には得られない。
…(3) t―2℃に対応する節点の電位 V・Rt/R25+r〓V・Rt/R25−V・Rt
/R25・r/R25……(4) 実際に用いる水晶振動子の頂点温度が25℃から
2℃ずれた23℃であるとする場合、上述の例から
わかる様に23℃に対応する節点の電位はR25≫r
であるため頂点温度調整を施した後も正確に得ら
れる。しかし、任意の温度t℃に対応する電位は
必ずしも正確には得られない。
上述の例で、式(2)よりt―2℃に対応する節点
の電位は次のように表わされる。
の電位は次のように表わされる。
V・Rt/R25−V・r/R25 ……(5)
式(4)を式(5)と比較すると係数Rt/R25のために
頂点温度調整後の検出温度に誤差が生ずることが
わかる。本発明を時計の歩度緩急に応用する場合
対象とする温度範囲は−10℃〜50℃程度である。
第2図201の温度センサーとして集積化された
抵抗(例えばP-抵抗)を用いるとすると、第2
図211の温度信号は−10℃〜50℃において25℃
を中心として±20%程度変化する。従つて式(4)の
Rt/R25も±20%の範囲内に納まるものと考えて
よい。このとき検出温度に含まれる誤差の最大値
は2℃の頂点温度調整を施した場合0.4℃、4℃
の頂点温度調整を施した場合0.8℃であり、この
程度の検出誤差が時計の歩度に及ぼす影響は最悪
の場合常に−10℃の温度に放置した場合でも0.03
(秒/日)である。
頂点温度調整後の検出温度に誤差が生ずることが
わかる。本発明を時計の歩度緩急に応用する場合
対象とする温度範囲は−10℃〜50℃程度である。
第2図201の温度センサーとして集積化された
抵抗(例えばP-抵抗)を用いるとすると、第2
図211の温度信号は−10℃〜50℃において25℃
を中心として±20%程度変化する。従つて式(4)の
Rt/R25も±20%の範囲内に納まるものと考えて
よい。このとき検出温度に含まれる誤差の最大値
は2℃の頂点温度調整を施した場合0.4℃、4℃
の頂点温度調整を施した場合0.8℃であり、この
程度の検出誤差が時計の歩度に及ぼす影響は最悪
の場合常に−10℃の温度に放置した場合でも0.03
(秒/日)である。
なお、第4図の例のように頂点温度が4段階に
分類されている場合、必要なPROMのビツト数は
2である。一般に頂点温度の分類が2n-1+1乃
至2nの段階で成されている場合、必要なPROM
のビツト数はnである。また、第4図aでは
MOSFETにP型を用いているが、この代わりに
N型を用いて正電源・負電源を逆に接続しても本
発明に該当する。
分類されている場合、必要なPROMのビツト数は
2である。一般に頂点温度の分類が2n-1+1乃
至2nの段階で成されている場合、必要なPROM
のビツト数はnである。また、第4図aでは
MOSFETにP型を用いているが、この代わりに
N型を用いて正電源・負電源を逆に接続しても本
発明に該当する。
本発明は、時計用集積回路内に温度センサーを
設け、論理緩急を施すことにより水晶振動子に対
する温度補正を行う際に水晶振動子の頂点温度の
ばらつきに起因する歩度緩急の誤差を著しく減少
させる効果を有する。また、頂点温度調整のため
に付加する必要のある回路素子は、調整を2n-1
+1乃至n段階で行う場合、2n-1+1乃至2n個
のアナログスイツチ及びnビツトのPROMであ
り、頂点温度調整のために付加すべき素子の数が
少なく回路も簡単であるという利点を有する。
設け、論理緩急を施すことにより水晶振動子に対
する温度補正を行う際に水晶振動子の頂点温度の
ばらつきに起因する歩度緩急の誤差を著しく減少
させる効果を有する。また、頂点温度調整のため
に付加する必要のある回路素子は、調整を2n-1
+1乃至n段階で行う場合、2n-1+1乃至2n個
のアナログスイツチ及びnビツトのPROMであ
り、頂点温度調整のために付加すべき素子の数が
少なく回路も簡単であるという利点を有する。
第1図aは水晶振動子の温度特性及び論理緩急
を施した場合の補正された温度特性を示し、同図
bは水晶振動子の頂点温度のずれの様子を示す。
第2図は温度検出回路のブロツク図の一例であ
る。第3図は従来構成を示し、第4図a,bは本
発明の実施例を示す。
を施した場合の補正された温度特性を示し、同図
bは水晶振動子の頂点温度のずれの様子を示す。
第2図は温度検出回路のブロツク図の一例であ
る。第3図は従来構成を示し、第4図a,bは本
発明の実施例を示す。
Claims (1)
- 1 温度検出回路を用いることにより近似的な2
次曲線の温度特性を有する水晶振動子の温度補償
を行なう水晶振動子の温度補償回路において、前
記温度検出回路は、温度センサー201と、参照
電圧発生回路204と、該参照電圧発生回路が出
力する参照電圧のレベルを選択するカウンタ20
3と、前記温度センサーの出力と前記参照電圧と
を比較して前記カウンタの内容を設定する比較器
202とを備え、前記参照電圧発生回路は、複数
の第1抵抗403〜409を直列接続して成る第
1抵抗列と、該第1抵抗列の間に接続される調整
回路441と、該調整回路の出力電圧と基準電圧
とを入力する演算増幅器401と、該演算増幅器
により導通制御される前記第1抵抗列の電流源
MOSFET402とを有し、前記調整回路は、前
記第1抵抗に直列な複数の第2抵抗455〜45
7を直列接続して成る第2抵抗列と、該第2抵抗
列の各節点と前記演算増幅器との間に接続される
複数のアナログスイツチ451〜454と、該ア
ナログスイツチのオン・オフを記憶する記憶回路
442とを含み、前記水晶振動子の頂点温度に応
じて前記アナログスイツチのオン・オフを選択し
て成り、前記カウンタにより選択された前記第1
抵抗列の節点から前記参照電圧を供給することを
特徴とする水晶振動子の温度補償回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13047779A JPS5654110A (en) | 1979-10-09 | 1979-10-09 | Top temperature adjusting circuit for quartz oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13047779A JPS5654110A (en) | 1979-10-09 | 1979-10-09 | Top temperature adjusting circuit for quartz oscillator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5654110A JPS5654110A (en) | 1981-05-14 |
JPS6261164B2 true JPS6261164B2 (ja) | 1987-12-19 |
Family
ID=15035177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13047779A Granted JPS5654110A (en) | 1979-10-09 | 1979-10-09 | Top temperature adjusting circuit for quartz oscillator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5654110A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4861047B2 (ja) * | 2006-04-24 | 2012-01-25 | 株式会社東芝 | 電圧発生回路及びこれを備える半導体記憶装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5648706A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-02 | Seiko Epson Corp | Adjusting circuit for peak temperature of quartz oscillator |
-
1979
- 1979-10-09 JP JP13047779A patent/JPS5654110A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5648706A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-02 | Seiko Epson Corp | Adjusting circuit for peak temperature of quartz oscillator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5654110A (en) | 1981-05-14 |
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