JPS63309003A - スペクトル純度が高く、温度補償された可変圧電発振器 - Google Patents
スペクトル純度が高く、温度補償された可変圧電発振器Info
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- JPS63309003A JPS63309003A JP63120402A JP12040288A JPS63309003A JP S63309003 A JPS63309003 A JP S63309003A JP 63120402 A JP63120402 A JP 63120402A JP 12040288 A JP12040288 A JP 12040288A JP S63309003 A JPS63309003 A JP S63309003A
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- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 8
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
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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
- H03L1/022—Stabilisation 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
- H03L1/023—Stabilisation 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)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分前〕
本発明はスペクトル純度が高く、温度補償された可変圧
電発振器に関するものである。
電発振器に関するものである。
従来の温度補償された可変圧電発振器は温度補償回路と
、処理回路と、圧電共振子を含み、発振回路へ出力端子
が接続された移相回路とを備え、前記処理回路の第１の
入力端子は温度補償回路からの信号を受け、前記処理回
路の第２の入力端子は周波数制御信号を受ける。
、処理回路と、圧電共振子を含み、発振回路へ出力端子
が接続された移相回路とを備え、前記処理回路の第１の
入力端子は温度補償回路からの信号を受け、前記処理回
路の第２の入力端子は周波数制御信号を受ける。
圧電発振器の周波数安定度は極めて重要なパラメータで
ある。無線通信においては、時間基準は短期間はもちろ
ん、長期間にわたってできるだけ正確でなければならな
い。このことは、圧電発振器の出力周波数の嚢化ができ
るだけ小さくなければならないことを意味する。
ある。無線通信においては、時間基準は短期間はもちろ
ん、長期間にわたってできるだけ正確でなければならな
い。このことは、圧電発振器の出力周波数の嚢化ができ
るだけ小さくなければならないことを意味する。
理想的には、正弦波電圧は次式のように書かれる。
Ｖ（ｔ）−Ｖ ｓｉｎ ２ｙｒｆ ｔｏ
０ここで、■ は電圧の
振幅、ｆ は周波数である。しかし、実際にはその電圧
は、 Ｖ（ｔ）＝（Ｖ ＋ε（ｔ））ｓｉｎ（２πｆ を
十Δ（ｔ））となる。望ましくない現象のために、ε（
１）は振幅の変動を表し、Δ（１）は位相の変化すなわ
ち位相雑音を表す。
０ここで、■ は電圧の
振幅、ｆ は周波数である。しかし、実際にはその電圧
は、 Ｖ（ｔ）＝（Ｖ ＋ε（ｔ））ｓｉｎ（２πｆ を
十Δ（ｔ））となる。望ましくない現象のために、ε（
１）は振幅の変動を表し、Δ（１）は位相の変化すなわ
ち位相雑音を表す。
位相と周波数は関連しているから、周波数安定度と位相
雑音も関連する。
雑音も関連する。
基準発振器の位相が試験すべき発振器に自動的にロック
される方法で、低周波スペクトルアナライザを用いて位
相雑音を測定できる。搬送波に関連して周波数が高くな
った時にその位相雑音は減少する。
される方法で、低周波スペクトルアナライザを用いて位
相雑音を測定できる。搬送波に関連して周波数が高くな
った時にその位相雑音は減少する。
したがって、スペクトル純度が高い発振器は、できるだ
け低い搬送波に近い位相雑音を有する。
け低い搬送波に近い位相雑音を有する。
圧電発振器においては周波数変動をひき起す多くのパラ
メータである。それらのパラメータは温度、震動、衝撃
、加速度、圧力等である。それらの原因のうちで温度効
果は高い周波数変動をひき起す。
メータである。それらのパラメータは温度、震動、衝撃
、加速度、圧力等である。それらの原因のうちで温度効
果は高い周波数変動をひき起す。
低周波位相雑音スペクトルにおいては、熱雑音スペクト
ルがかなりの範囲に及ぶことが見出されている。
ルがかなりの範囲に及ぶことが見出されている。
本発明の目的は、補償回路の出力端子に熱雑音を無くす
濾波する手段を自゛する圧電発振器により前記諸欠点を
解消することである。
濾波する手段を自゛する圧電発振器により前記諸欠点を
解消することである。
本発明によるスペクトル純度が高く、温度補償された可
変圧電発振器は、温度補償回路と、処理回路と、圧電共
振子を有して周波数を制御する移相回路と、濾波する手
段とを備え、前記処理回路の第１の入力端子は温度補償
回路から来る信号を受け、前記処理回路の第２の入力端
子は周波数制御信号を受け、前記移相回路の入力端子は
処理回路の出力端子へ接続され、前記移相回路の出力端
子は発振回路の共振周波数に作用するようにその発振回
路へ接続され、前記濾波する手段は補償回路から来る熱
雑音を無くすために、補償回路の出力端子と処理回路の
第１の入力端子の間に設けられることを特徴とする。
変圧電発振器は、温度補償回路と、処理回路と、圧電共
振子を有して周波数を制御する移相回路と、濾波する手
段とを備え、前記処理回路の第１の入力端子は温度補償
回路から来る信号を受け、前記処理回路の第２の入力端
子は周波数制御信号を受け、前記移相回路の入力端子は
処理回路の出力端子へ接続され、前記移相回路の出力端
子は発振回路の共振周波数に作用するようにその発振回
路へ接続され、前記濾波する手段は補償回路から来る熱
雑音を無くすために、補償回路の出力端子と処理回路の
第１の入力端子の間に設けられることを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の発振器の完全な回路図を示す。
この回路図は４つの部分に分けることができる。
第１の部分は従来の種類の補償回路１である。この補償
回路１はサーミスタＲ３，Ｒ５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
４，Ｒ６，Ｒ７と、コンデンサＣ１とで構成される。こ
の温度補償回路１は温度変化によりひき起される周波数
のずれを減少させるために使用できる。ある与えられた
温度における出力周波数の変動を最少にするために抵抗
Ｒ１゜Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ７を手動で調節できる。
回路１はサーミスタＲ３，Ｒ５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
４，Ｒ６，Ｒ７と、コンデンサＣ１とで構成される。こ
の温度補償回路１は温度変化によりひき起される周波数
のずれを減少させるために使用できる。ある与えられた
温度における出力周波数の変動を最少にするために抵抗
Ｒ１゜Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ７を手動で調節できる。
その調節は、考えている温度範囲に対して設計されてい
る７１７’ｌＳ圧＋Ｖに従って行われる。その電源電圧
は自己インダクタンスコイルＬ１とコンデンサＣ７によ
り濾波される。
る７１７’ｌＳ圧＋Ｖに従って行われる。その電源電圧
は自己インダクタンスコイルＬ１とコンデンサＣ７によ
り濾波される。
第１図に示されている回路図の第２の部分は処理回路２
である。この処理回路は減算器として構成された演算増
幅器Ａ１で構成される。この演算増幅器の反転入力端子
へは周波数制ＯＩＩ電圧が抵抗Ｒ９を介して供給される
。抵抗Ｒ８を通じて帰還が行われる。非反転入力端子へ
補償回路の出力電圧がフィルタを介して供給される。第
１図の場合には、そのフィルタは、抵抗Ｒ１５とコンデ
ンサＣ６で構成された低域フィルタである。この低域フ
ィルタは、低周波においてサーミスタからの熱雑音の影
響を除去する。
である。この処理回路は減算器として構成された演算増
幅器Ａ１で構成される。この演算増幅器の反転入力端子
へは周波数制ＯＩＩ電圧が抵抗Ｒ９を介して供給される
。抵抗Ｒ８を通じて帰還が行われる。非反転入力端子へ
補償回路の出力電圧がフィルタを介して供給される。第
１図の場合には、そのフィルタは、抵抗Ｒ１５とコンデ
ンサＣ６で構成された低域フィルタである。この低域フ
ィルタは、低周波においてサーミスタからの熱雑音の影
響を除去する。
この処理回路による処理は、低域フィルタの遮断周波数
が低いために一層効率的である。種々の４ｐ１定により
、濾波の影響が約５Ｈｚの遮断周波数に効果があること
が示されている。
が低いために一層効率的である。種々の４ｐ１定により
、濾波の影響が約５Ｈｚの遮断周波数に効果があること
が示されている。
第１図に示されている回路図の第３の部分は、抵抗ＲＩ
Ｏを通じて与えられる演算増幅器Ａ１の直ＩＩ出力電圧
によりバイアスされる。バリキャップと呼ばれる可変容
量ダイオードＤ１で構成されている移相回路３である。
Ｏを通じて与えられる演算増幅器Ａ１の直ＩＩ出力電圧
によりバイアスされる。バリキャップと呼ばれる可変容
量ダイオードＤ１で構成されている移相回路３である。
その出力電圧は周波数側副を行う。
その可変容量ダイオードＤ１の端子における電圧が、自
己誘導コイルＬ２と、コンデンサＣ２と、抵抗Ｒ１１と
で構成されている並列共振回路へ供給される。圧電共振
子Ｙ１が並列共振回路（Ｒ１１，Ｌ２．Ｃ２）へ直列接
続される。並列共振回路（Ｒ１１，Ｌ２．Ｃ２）と圧電
共振子Ｙ１はパイロット周波数を発生する。
己誘導コイルＬ２と、コンデンサＣ２と、抵抗Ｒ１１と
で構成されている並列共振回路へ供給される。圧電共振
子Ｙ１が並列共振回路（Ｒ１１，Ｌ２．Ｃ２）へ直列接
続される。並列共振回路（Ｒ１１，Ｌ２．Ｃ２）と圧電
共振子Ｙ１はパイロット周波数を発生する。
第１図に示されている回路図の第４の部分はクラップ型
発振回路である。このクラップ型発振回路はたとえば圧
電共振子Ｙ１へ直列接続される。
発振回路である。このクラップ型発振回路はたとえば圧
電共振子Ｙ１へ直列接続される。
発振回路４はトランジスタＱ１を何する。このトランジ
スタのベースは抵抗Ｒ１２，Ｒ１３のブリッジによりバ
イアスされる。
スタのベースは抵抗Ｒ１２，Ｒ１３のブリッジによりバ
イアスされる。
容量ブリッジＣ３、Ｃ４はトランジスタＱ１のベースを
接地する。その容量ブリッジの中間点がトランジスタＱ
１のエミッタへ接続される。
接地する。その容量ブリッジの中間点がトランジスタＱ
１のエミッタへ接続される。
クラップ型発振回路の出力抵抗Ｒ１４の端子間に現れ、
結合コンデンサＣ５を介して出力される。
結合コンデンサＣ５を介して出力される。
第２図は、濾波回路を持たない従来の圧電発振器の位相
雑音の変化と周波数の関係を示すグラフである。位相雑
音は対数尺度で示され、ＤｂＣ／Ｈｚすなわちヘルツ当
りの副搬送波で表される。
雑音の変化と周波数の関係を示すグラフである。位相雑
音は対数尺度で示され、ＤｂＣ／Ｈｚすなわちヘルツ当
りの副搬送波で表される。
この位相雑音の表示は、基準発振器の位相が、試験すべ
き発振器に自動的にロックされるような方法により行わ
れた。この表示においては、ＯＨｚと１００Ｈｚの間で
位相雑音は急速に減少する。
き発振器に自動的にロックされるような方法により行わ
れた。この表示においては、ＯＨｚと１００Ｈｚの間で
位相雑音は急速に減少する。
その周波数範囲においては、カーブの勾配は周波数が１
０倍となるごとに一４０デシベルすなわち約ｆ−４であ
る。１００Ｈｚ以上では、カーブの勾配は周波数が１０
倍になるたびに一２０デシベルをこえない。
０倍となるごとに一４０デシベルすなわち約ｆ−４であ
る。１００Ｈｚ以上では、カーブの勾配は周波数が１０
倍になるたびに一２０デシベルをこえない。
第３図は、濾波回路を有する本発明の圧電発振器の周波
数の関数としての位相雑音を第２図と同様に示す。０〜
１００Ｈｚの周波数範囲では位Ｆ目雑音は従来の発信器
機よりはるかに低い。
数の関数としての位相雑音を第２図と同様に示す。０〜
１００Ｈｚの周波数範囲では位Ｆ目雑音は従来の発信器
機よりはるかに低い。
カーブの勾配は周波数が１０倍になるたびに一３０デシ
ベルをこえない。１００Ｈｚ以上では周波数は変化しな
い。補償回路からの熱雑音は位相雑音においては無（さ
れている。
ベルをこえない。１００Ｈｚ以上では周波数は変化しな
い。補償回路からの熱雑音は位相雑音においては無（さ
れている。
濾波回路は０〜１００Ｈｚにおいて著るしい利得を与え
る。たとえば、１０Ｈｚにおいては利得は１２デシベル
である。それらの結果は、たとえば抵抗Ｒ１５−１０に
オーム、コンデンサＣ６−２２μＦである低域フィルタ
で得られる。それらの回路素子の値に対応する遮断周波
数は０．７Ｈ２である。
る。たとえば、１０Ｈｚにおいては利得は１２デシベル
である。それらの結果は、たとえば抵抗Ｒ１５−１０に
オーム、コンデンサＣ６−２２μＦである低域フィルタ
で得られる。それらの回路素子の値に対応する遮断周波
数は０．７Ｈ２である。
第２１図は本発明の可変圧電発振器の回路図、第２図は
従来のｎ１変圧電発振器の周波数の関数としての位相雑
音を示すグラフ、第３図は本発明のロＪ変Ｉｉ：電発振
器の周波数の関数としての位相雑音を示すグラフである
。 １・・・補償回路、２・・・処理回路、３・・・移相回
路、４・・・発振回路、Ａ１・・・演算増幅器。
従来のｎ１変圧電発振器の周波数の関数としての位相雑
音を示すグラフ、第３図は本発明のロＪ変Ｉｉ：電発振
器の周波数の関数としての位相雑音を示すグラフである
。 １・・・補償回路、２・・・処理回路、３・・・移相回
路、４・・・発振回路、Ａ１・・・演算増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、温度補償回路と、処理回路と、圧電共振子を有して
周波数を制御する移相回路と、濾波する手段とを備え、
前記処理回路の第１の入力端子は温度補償回路から来る
信号を受け、前記処理回路の第２の入力端子は周波数制
御信号を受け、前記移相回路の入力端子は処理回路の出
力端子へ接続され、前記移相回路の出力端子は発振回路
の共振周波数に作用するようにその発振回路へ接続され
、前記濾波する手段は補償回路から来る熱雑音を無くす
ために、補償回路の出力端子と処理回路の第１の入力端
子の間に設けられることを特徴とするスペクトル純度が
高く、温度補償された可変圧電発振器。 ２、請求項１記載の可変圧電発振器において、熱雑音を
濾波する手段は低域フィルタで構成されることを特徴と
する可変圧電発振器。 ３、請求項２記載の可変圧電発振器において、低域フィ
ルタはＲＣ型であることを特徴とする可変圧電発振器。 ４、請求項２記載の可変圧電発振器において、低域フィ
ルタの遮断周波数は５Ｈｚより低いことを特徴とする可
変圧電発振器。 ５、請求項１記載の可変圧電発振器において、補償回路
はサーミスタおよび抵抗で構成されることを特徴とする
可変圧電発振器。 ６、請求項１記載の可変圧電発振器において、処理回路
は減算器として設けられた演算増幅器であることを特徴
とする可変圧電発振器。 ７、請求項１記載の可変圧電発振器において、移相回路
は可変容量ダイオードを含むことを特徴とする可変圧電
発振器。 ８、請求項１記載の可変圧電発振器において、発振回路
はクラップ型であることを特徴とする可変圧電発振器。 ９、請求項３記載の可変圧電発振器において、補償回路
はサーミスタと抵抗で構成され、処理回路は減算器とし
て設けられ、移相回路は可変容量ダイオードを含み、発
振回路はクラップ型であることを特徴とする可変圧電発
振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8707207 | 1987-05-22 | ||
| FR8707207A FR2615672B1 (fr) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | Oscillateur a resonateur piezo-electrique compense en temperature, a haute purete spectrale et commandable en frequence |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63309003A true JPS63309003A (ja) | 1988-12-16 |
Family
ID=9351342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63120402A Pending JPS63309003A (ja) | 1987-05-22 | 1988-05-17 | スペクトル純度が高く、温度補償された可変圧電発振器 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4833426A (ja) |
| EP (1) | EP0293279B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63309003A (ja) |
| AT (1) | ATE75083T1 (ja) |
| CA (1) | CA1302524C (ja) |
| DE (1) | DE3870034D1 (ja) |
| FR (1) | FR2615672B1 (ja) |
| IL (1) | IL86420A (ja) |
Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| US4978930A (en) * | 1989-07-18 | 1990-12-18 | At&E Corporation | Low voltage VCO temperature compensation |
| JPH0423505A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Nec Corp | 発振回路 |
| FI111574B (fi) * | 2001-10-12 | 2003-08-15 | Micro Analog Syst Oy | Integroitu lämpötilakompensoitu kideoskillaattoripiiri |
| JP4499457B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2010-07-07 | 日本電波工業株式会社 | 水晶発振器 |
| US7164325B2 (en) * | 2004-03-30 | 2007-01-16 | Qualcomm Incorporated | Temperature stabilized voltage controlled oscillator |
| JP4494387B2 (ja) * | 2006-10-30 | 2010-06-30 | 日本電波工業株式会社 | 水晶発振器 |
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| US8289094B2 (en) * | 2008-06-26 | 2012-10-16 | Freescale Semiconductor, Inc. | Voltage controlled oscillator (VCO) circuit with integrated compensation of thermally caused frequency drift |
| CN102075142A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-25 | 东莞市金振电子有限公司 | 高精密控温晶体振荡器 |
| CN115237177B (zh) * | 2022-08-03 | 2023-03-14 | 中国科学技术大学 | 一种基于主被动复合一体的宽频段温度噪声抑制方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4088968A (en) * | 1976-11-08 | 1978-05-09 | Rca Corporation | Frequency linearization and sensitivity equalization of a frequency modulated crystal oscillator |
| JPS5574222A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-04 | Nec Corp | Temperature compensation circuit for crystal oscillator |
| DE2936378A1 (de) * | 1979-09-08 | 1981-03-26 | Robert Bosch Gmbh, 70469 Stuttgart | Vorrichtung zur kompensation des frequenz-temperaturverlaufes eines schwingquarzes |
| JPS6097702A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-31 | Kinseki Kk | デイジタル温度補償圧電発振器の製造方法 |
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1987
- 1987-05-22 FR FR8707207A patent/FR2615672B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-05-04 DE DE8888401086T patent/DE3870034D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-04 AT AT88401086T patent/ATE75083T1/de active
- 1988-05-04 EP EP88401086A patent/EP0293279B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-16 US US07/194,440 patent/US4833426A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1988-05-19 CA CA000567237A patent/CA1302524C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| FR2615672A1 (fr) | 1988-11-25 |
| IL86420A0 (en) | 1988-11-15 |
| DE3870034D1 (de) | 1992-05-21 |
| CA1302524C (en) | 1992-06-02 |
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| EP0293279A1 (fr) | 1988-11-30 |
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