JPS6264103A - Oscillation circuit - Google Patents

Oscillation circuit

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Publication number
JPS6264103A
JPS6264103A JP20331085A JP20331085A JPS6264103A JP S6264103 A JPS6264103 A JP S6264103A JP 20331085 A JP20331085 A JP 20331085A JP 20331085 A JP20331085 A JP 20331085A JP S6264103 A JPS6264103 A JP S6264103A
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JP
Japan
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inductance
oscillation
frequency
oscillation circuit
circuit
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Application number
JP20331085A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Miura
三浦 澄
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an oscillation circuit suppressing the fluctuation of an oscillation frequency due to the variation in the inductance element value by connecting an inductance expanding the oscillating frequency region in series with a crystal oscillator and connecting a capacitor in parallel with the series connection. CONSTITUTION:When a data fed to a terminal In is at a low level, a potential at a terminal P1 is higher and the capacitance of a varactor diode D is small. A transistor (TR) 2, capacitors C20, C30, C40, a diode D and a crystal oscillator X form a Colpitz osillation circuit and the oscillation frequency is controlled in response to the level at the terminal IN. In inserting an inductance L10 to the crystal oscillator, the oscillating frequency is set widely and if the inductance L10 itself is fluctuated, the oscillating frequency is changed. Thus, a temperature compensation capacitor C10 having a proper temperature coefficient is connected in parallel with the inserted inductance L10. Thus, the fluctuation of the oscillated frequency is prevented independently of the selection of a type of material of a core used for the inserted inductance L10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は水晶振動子を用いた発振回路に係り。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] This invention relates to an oscillation circuit using a crystal resonator.

特に温度変化番と起因する発振周波数の変動を抑え得る
発振回路に関する。
In particular, the present invention relates to an oscillation circuit that can suppress fluctuations in oscillation frequency caused by temperature changes.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

水晶振動子を帰還経路中に有する発振回路において1発
振間波数範囲を拡大するために上記水晶振動子に対し直
列にインダクタンスを接続する。
In an oscillation circuit having a crystal resonator in the feedback path, an inductance is connected in series to the crystal resonator in order to expand the wave number range between one oscillation.

この場合1発振周波数範囲が拡大される一方において、
上記挿入インダクタンスが変動すると1発振回路の発振
周波数が不安定となる。これに対処するため、この発明
では、上記挿入インダクタンスに対し並列にコンデンサ
を接続し1発振周波数範凹の拡大を発振周波数の浮動を
供なずに行ない得る。
In this case, while the oscillation frequency range is expanded,
When the insertion inductance changes, the oscillation frequency of the single oscillation circuit becomes unstable. To deal with this, in the present invention, a capacitor is connected in parallel to the insertion inductance, so that the oscillation frequency range can be expanded by one without floating the oscillation frequency.

〔発明の技術的背吹とその問題点〕[Technical drawbacks of the invention and its problems]

一般に、データ伝送における同波数シフトキーイグ変調
(Frequency 5hift Keyirxf 
: FSK)は変調度に応じて信号対雑音比が向上する
等の利点を有してあり、双方向CATV等のデータ通信
手段として用いられる。
Generally, frequency shift keying modulation (Frequency 5hift Keyirxf) in data transmission is commonly used.
: FSK) has the advantage of improving the signal-to-noise ratio depending on the degree of modulation, and is used as a data communication means such as bidirectional CATV.

水晶撮動子は、共振点のごく近傍においては第2図に示
すような等何回路で示される。この等何回路のインピー
ダンス2は1次式で示される。
In the vicinity of the resonance point, the crystal camera is represented by an equal number of circuits as shown in FIG. The impedance 2 of this equal circuit is expressed by a linear equation.

Z−R+jX           ・・・・・・・・
・  (1)ここで  1′パ。=1//耳I    
 ・・・・・・ (4)上記の式で示されるインピーダ
ンス2の絶対値1z1゜及び位相ψは +z+ =/FツK”      ・−−−−−(5)
ψ=jan−’(X/B)     −−−−−−(6
)の関係があり、ここでX=oとなる周波数が共振周波
数(ωr)9反共振周波数u7pであり上記第(3)式
を考慮すると。
Z-R+jX・・・・・・・・・
・ (1) Here 1'pa. =1//ear I
...... (4) The absolute value 1z1° and phase ψ of impedance 2 shown in the above formula are +z+ =/FtsuK” ・−−−−−−(5)
ψ=jan−'(X/B) −−−−−−(6
), where the frequency at which X=o is the resonant frequency (ωr)9 anti-resonant frequency u7p, and considering the above equation (3).

Lur ”F LIJo =21    ・・・・・・
(7)W、L9ω。f「四しζ   ・・・・・・ (
8)第3図は、水晶振動子のりアクタンス特性を示す特
性図であり、同図から判るように、共振周波数I)Jf
と反共振周波数との間ではりアクタンスはインダクタン
ス性を呈し、その他の周波数では容量性を呈する。
Lur “F LIJo =21 ・・・・・・
(7) W, L9ω. f ``four ζ ...... (
8) Figure 3 is a characteristic diagram showing the actance characteristics of a crystal resonator, and as can be seen from the figure, the resonance frequency I) Jf
The beam actance exhibits inductance between and the anti-resonance frequency, and exhibits capacitance at other frequencies.

一方、水晶振動子を用いた発振回路の等価回路は第4図
のように表わされ、この場合1発振回路の発振条件は次
式で示される。
On the other hand, the equivalent circuit of an oscillation circuit using a crystal resonator is shown in FIG. 4, and in this case, the oscillation conditions for one oscillation circuit are expressed by the following equation.

IRI =l几L1        ・・・・・・ (
9)jX= −jXL        ・・・・・・ 
α燵通常、水晶振勧子を用いた発振器では1回路側のり
アクタンスは容量性であるので水晶I反動子は共振周波
数CJ/、)と反共振周波数uJpとの間のインダクタ
ンス性の周波数領域で動作することになる。
IRI=l几L1・・・・・・(
9) jX= −jXL ・・・・・・
Normally, in an oscillator using a crystal oscillator, the reaction actance on the first circuit side is capacitive, so the crystal I reaction element is in the inductive frequency region between the resonant frequency CJ/,) and the anti-resonant frequency uJp. It will work.

回路が発振動作を行なっているとき回路側のりアクタン
スが+jXt = 1/ jwcL とすると動作周波
数は上記第(3)式及び第Ql)式を用いて動作周波数
を求めると。
When the circuit performs an oscillation operation, the actance on the circuit side is +jXt = 1/ jwcL, and the operating frequency is calculated using the above equations (3) and Ql.

なる関係を得る。obtain a relationship.

但し  、==C・/e。However, ==C/e.

ここで、広い周波数可変量を得るために水晶振動子に直
列lこコイルLを挿入すると、直列に接続されたコイル
とを含めた水晶振動子側のインピーダンスZ′は z′=几’+jX’        ・・・・・・ (
1BR= B             ・・−・・・
 αjx’−x+田L       ・・・・・・ I
となり、共振周波数近傍では付加したインダクタンスL
は次式の負性のコンデンサCaを挿入したことと等価と
考えることができる。
Here, if a series coil L is inserted in the crystal resonator in order to obtain a wide range of frequency variation, the impedance Z' on the crystal resonator side including the series-connected coils will be z'=几'+jX'・・・・・・ (
1BR=B...
αjx'-x+田L ・・・・・・ I
Therefore, near the resonance frequency, the added inductance L
can be considered to be equivalent to inserting a negative capacitor Ca of the following formula.

このため1発振条件を考慮しインダクタンスを付加した
時の動作周波数には なる関係を得る。
Therefore, considering the single oscillation condition, a relationship is obtained that corresponds to the operating frequency when an inductance is added.

このように上記の如く水晶振動子に直列にインダクタン
スを付加することにより反共振周波数(uJp)は変化
しないが、共振周波数(鵠)が低くなり実質的に反共振
周波数と共振周波数との周波数間隔が広まり発振範囲が
広まる。
In this way, by adding an inductance in series to the crystal resonator as described above, the anti-resonant frequency (uJp) does not change, but the resonant frequency (uJp) becomes lower and the frequency interval between the anti-resonant frequency and the resonant frequency becomes substantially lower. expands and the oscillation range widens.

第5図は水晶振動子に挿入したインダクタンス値りによ
って発振周波数範囲が広がることを示す特性図であり、
同図から判るように挿入インダクタンスによって発振周
波数範囲の拡大が図れる。
Figure 5 is a characteristic diagram showing that the oscillation frequency range is expanded depending on the inductance value inserted in the crystal resonator.
As can be seen from the figure, the oscillation frequency range can be expanded by inserting inductance.

しかし、このように発振周波数範囲は上記インダクタン
スの挿入により拡大される一方において。
However, while the oscillation frequency range is thus expanded by the insertion of the inductance.

上記インダクタンス値が変動すると発振同波数が変動す
る。このためF8にデータ伝送等に用いた場合データ誤
まりを発生するとともに雑音発生の原因ともなる。
When the inductance value changes, the oscillation wave number changes. For this reason, when F8 is used for data transmission, data errors occur and noise is also generated.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上記の点に鑑み、水晶振動子を用いた発振回
路において発振周波数の変動を抑えた発振回路を提供す
ることを目的とする。
In view of the above points, it is an object of the present invention to provide an oscillation circuit using a crystal resonator in which fluctuations in oscillation frequency are suppressed.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図は、この発明に係る発振回路の一実施例を示す回
路図であり、 FSKデーメ、伝送に用いられる発振回
路の例を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an oscillation circuit according to the present invention, and shows an example of an oscillation circuit used for FSK transmission.

第1図において、データ入力端子には、伝送データが印
加され、この伝送データのレベル値に応じてスイッチン
グトランジスタTrxがスイッチングを行なう。いま、
上記端子INに加わるデータのレベルが高レベルのとき
、上記トランジスタTrは導通し、抵抗もと抵抗鳥の接
続点P1には電源電圧中Bを抵抗馬と鳥で分圧した電圧
が発生する。
In FIG. 1, transmission data is applied to the data input terminal, and the switching transistor Trx performs switching according to the level value of the transmission data. now,
When the level of data applied to the terminal IN is at a high level, the transistor Tr becomes conductive, and a voltage obtained by dividing the power supply voltage B by the resistor and the resistor is generated at the connection point P1 between the resistor and the resistor.

また、上記端子Δのレベルが低レベルのときは上記トラ
ンジスタ’I’rtは遮断状態にあり、上記接続点P1
には電源電圧中Bを馬:(亀子Rs + R4)で分圧
した電圧が加わる。
Furthermore, when the level of the terminal Δ is low, the transistor 'I'rt is in a cutoff state, and the connection point P1
A voltage obtained by dividing B in the power supply voltage by (Kameko Rs + R4) is applied to .

即ち、伝送データが高レベルのときに対し、低レベルの
ときの方が上記端子P1の電位は高くなり。
That is, the potential of the terminal P1 is higher when the transmission data is at a low level than when it is at a high level.

バラクタダイオードDの容量値は小さくなる。The capacitance value of varactor diode D becomes smaller.

トランジスタTr2.コンデンサC,、、Cおe C4
1>は、上記バラクタダイオードD及び水晶振動子Xと
あいまりコルピッツ発振回路を形成し、上記端子INの
レベルに応じて発振周波数が制御される。なお。
Transistor Tr2. Capacitor C, , C e C4
1> forms a Colpitts oscillation circuit together with the varactor diode D and the crystal resonator X, and the oscillation frequency is controlled according to the level of the terminal IN. In addition.

コンデンサC,は直流分が阻され1発振出力は出力端子
OUTより出力される。また上記トランジスタTrzに
対しては抵抗R6,几1.R6がバイアス抵抗として機
能する。
The capacitor C blocks the DC component and one oscillation output is output from the output terminal OUT. Further, for the transistor Trz, a resistor R6, a resistor 1. R6 functions as a bias resistor.

上記した発振回路において、インダクタンスL1.は、
前述したように。水晶振動子を用いた発振回路の一振周
波数範囲を拡大するために挿入された素子であるが、こ
のインダクタンスL16のインダクタンス値の変化、特
に温度依存性の変化に対して発振周波数の変動が顕著と
なる。
In the above oscillation circuit, the inductance L1. teeth,
As previously mentioned. This element was inserted to expand the single oscillation frequency range of an oscillation circuit using a crystal resonator, but the oscillation frequency fluctuates significantly with changes in the inductance value of this inductance L16, especially temperature-dependent changes. becomes.

このように、水晶振動子にインダクタンスL、。を挿入
することに諸り発振周波数の同波数は広範囲に設定され
得るが、上記挿入インダクタンスL1゜の値によりてど
のように周波数が変化するかを第6図に示す。同図にお
いては1発振回路の中心周波数に対する変化周波数量の
変化特性を挿入インダクタンスL0の値を、パラメータ
に示す。同特性図から判るように、挿入インダクタンス
の値が増加すると可変周波数域が拡大される。挿入イン
ダクタンス値L1゜の増大にともない発振周波数範囲は
広域化されるが、このインダクタンス自体が変動すると
発振周波数が変化する。このため、温度変化により発振
回路の発蚤局波数が変動しないようにすることが技術課
題とされる。
In this way, there is an inductance L in the crystal oscillator. Although the same wave number of the oscillation frequency can be set over a wide range by inserting the oscillation frequency, FIG. 6 shows how the frequency changes depending on the value of the insertion inductance L1°. In the same figure, the value of the insertion inductance L0 is shown as a parameter for the change characteristic of the amount of change frequency with respect to the center frequency of one oscillation circuit. As can be seen from the characteristic diagram, as the value of the insertion inductance increases, the variable frequency range is expanded. As the insertion inductance value L1° increases, the oscillation frequency range becomes wider, but if this inductance itself changes, the oscillation frequency changes. Therefore, it is a technical issue to prevent the oscillation frequency of the oscillation circuit from changing due to temperature changes.

この実施にあっては、上記第1図中に示す発振周波数拡
大に供する挿入インダクタンスLl11に対し並列にコ
ンデンサC1゜を接続することにより発振周波数を温度
変化によらず一定にする。
In this implementation, the oscillation frequency is kept constant regardless of temperature changes by connecting a capacitor C1° in parallel to the insertion inductance Ll11 shown in FIG. 1, which serves to expand the oscillation frequency.

以下に上記挿入インダクタンスによる温度補償動作につ
いて説明する。上記第1図において、挿入インダクタン
スL0と、これに対して並列接続したコンデンサC1゜
とで形成されるインピーダンス2は。
The temperature compensation operation using the insertion inductance will be explained below. In FIG. 1, the impedance 2 formed by the insertion inductance L0 and the capacitor C1° connected in parallel with it is.

(x>ulLc ) このインピーダンス2の温度係数α2を求める。(x>ulLc) The temperature coefficient α2 of this impedance 2 is determined.

上記インピーダンス2を温度を示す変数Tで全微分する
と。
When the above impedance 2 is totally differentiated with respect to the variable T indicating temperature.

なる関係を得る。obtain a relationship.

また、上記第餞式より の関係を得る。ここで、上記挿入インダクタンスL1゜
自体の1.変係数をαL1゜、温度補償コンデンサC1
゜の温度係数をαc1゜とすると、それぞれの係数は次
式%式% 上記第α$弐〜第q式を用いて、上述したインピーダン
ス2の温度係数α2を求めると。
Also, we obtain the relationship from the above equation. Here, the insertion inductance L1° itself is 1. The coefficient of variation is αL1°, the temperature compensation capacitor C1
Assuming that the temperature coefficient of ° is αc1°, each coefficient is calculated using the following formula % Formula % The temperature coefficient α2 of the impedance 2 described above is determined using the above α$2 to qth equations.

を得る。get.

この第(ハ)式で なる関係を有する温度係数を接続コンデンサC8゜が満
足すると、上記挿入インダクタンスの@度変化による発
振周波数は媛和される。
When the connected capacitor C8.degree. satisfies the temperature coefficient having the relationship expressed by equation (c), the oscillation frequency due to the degree change of the insertion inductance is moderated.

即ち、挿入インダクタンスL、。に用いるコアの材質の
選定等によらず、上記インダクタンスLヵに並列に接続
するコンデンサC1゜の接続により上記発振回路の発振
周波数の変動が防止される。このため。
That is, the insertion inductance L. Regardless of the selection of the material of the core used for the oscillation circuit, fluctuations in the oscillation frequency of the oscillation circuit can be prevented by connecting the capacitor C1° in parallel with the inductance L. For this reason.

上記第1図に示す発振回路を中心間波数の安定度が要求
されるFM変調器、FSKデータ伝送等に適用した場合
にその誤動作が防止される。
When the oscillation circuit shown in FIG. 1 is applied to an FM modulator, FSK data transmission, etc. that require center-to-center wave number stability, malfunctions can be prevented.

第7図は第1図に示すこの発明の実施例において発振周
波数範凹拡大のための挿入インダクタンスL1゜に温度
補償コンデンサCI。を接続した場合の温度補正特性を
示す。同図中、4.線は温度補償コンデンサC1゜を挿
入した場合の温度特性を示す。この特性図から判るよう
に、温度補償コンデンサC1゜を接続していない場合の
破線で示す温度補償を行なわない場合の温度特性に比べ
、上記コンデンサCIGによる温度補償がなされている
場合の発振周波数の温度変化は緩やかになり発振周波数
の温度依存性が改善される。
FIG. 7 shows a temperature compensation capacitor CI inserted into the inductance L1° for expanding the oscillation frequency range in the embodiment of the invention shown in FIG. This shows the temperature compensation characteristics when connected. In the figure, 4. The line shows the temperature characteristics when a temperature compensation capacitor C1° is inserted. As can be seen from this characteristic diagram, the oscillation frequency is lower when temperature compensation is performed using capacitor CIG, compared to the temperature characteristics when temperature compensation is not performed, as shown by the broken line, when temperature compensation capacitor C1° is not connected. Temperature changes become gentler, and the temperature dependence of the oscillation frequency is improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、この発明によれば、水晶振動子を用
いた発振回路において発振周波数範囲を拡大する挿入イ
ンダクタンスの温度変化吟によりその素子値が変動して
も発振局波数の変動を抑止することができる発振1c!
]路を提供し得るものである。
As described above, according to the present invention, in an oscillation circuit using a crystal resonator, fluctuations in the oscillation local wave number can be suppressed even if the element value changes due to temperature changes in the inserted inductance that expands the oscillation frequency range. Oscillation 1c that can be done!
].

なお、この発明は水晶振動子を用いた発振回路の発振同
波数域を拡大するためにインダクタンスを挿入した発振
回路に広く一般的に適用されるものであり1発振回路形
態はコルピッツ発振回路に限らず、水晶振動子を用いた
発振回路に広く適用し得るものである。
Note that this invention is widely and generally applied to oscillation circuits in which an inductance is inserted to expand the oscillation frequency range of an oscillation circuit using a crystal resonator, and the single oscillation circuit form is limited to Colpitts oscillation circuits. First, it can be widely applied to oscillation circuits using crystal resonators.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明に係る発振回路の一′4施例を示す
回路図、第2図及び第4図は水晶振動子の等化回路図、
第3図、第5図及び第6図は水晶振動子の特性を示す特
性図、第7図はこの発明の実施例に係る発振回路の特性
図である。 ×1・・・・氷山J矢J用’J、L+o・・・・イ〉タ
フタン人、リ ・ °バクククク狼(ド、D+o・・・
・コンデン乞イ\を里メ、ヤlに   吸q 旺  %
  /+、石(4七お1人 第1図 第2図 第3図 s 4 閃 第5図
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an oscillation circuit according to the present invention, FIGS. 2 and 4 are equalization circuit diagrams of a crystal resonator,
3, 5, and 6 are characteristic diagrams showing the characteristics of a crystal resonator, and FIG. 7 is a characteristic diagram of an oscillation circuit according to an embodiment of the present invention. ×1...Iceberg J Arrow J 'J, L+o...I〉Taftan, Li ・ °Bakukuku Wolf (Do, D+o...
・I want to suck condensate to my wife and have sex %
/+, stone (47 1 person Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 s 4 Sen Fig. 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 水晶振動子を帰還経路中に有する発振回路において、 発振周波数域を拡大するインダクタンスを前記水晶振動
子に直列接続し、かつ、このインダクタンスに並列にコ
ンデンサを接続し、前記インダクタンスの素子値の変動
による発振周波数の変動を抑止したことを特徴とする発
振回路。
[Scope of Claims] In an oscillation circuit having a crystal resonator in a feedback path, an inductance for expanding the oscillation frequency range is connected in series with the crystal resonator, a capacitor is connected in parallel to this inductance, and the inductance An oscillation circuit characterized in that fluctuations in oscillation frequency due to fluctuations in element values are suppressed.
JP20331085A 1985-09-17 1985-09-17 Oscillation circuit Pending JPS6264103A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300695A (en) * 2006-04-27 2007-11-15 Kawamoto Pump Mfg Co Ltd Pump control board

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