JPS6362924B2 - - Google Patents

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JPS6362924B2
JPS6362924B2 JP57149476A JP14947682A JPS6362924B2 JP S6362924 B2 JPS6362924 B2 JP S6362924B2 JP 57149476 A JP57149476 A JP 57149476A JP 14947682 A JP14947682 A JP 14947682A JP S6362924 B2 JPS6362924 B2 JP S6362924B2
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • H03L1/02Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/20Compensating for effects of temperature changes other than those to be measured, e.g. changes in ambient temperature
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic
    • G05F1/463Sources providing an output which depends on temperature

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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は電気回路の温度補償に係り、特にマイ
クロ波帯で用いられる高安定帰還型誘電体発振器
の発振周波数安定回路に利用して好適な制御電圧
発生回路に関する。
(b) 従来技術と問題点 マイクロ波帯で使用する帰還型誘電体発振器の
発振周波数は周囲温度により変化するが、ゲート
バイアスによつても変化するので、ゲートバイア
スを電圧制御することにより発振周波数の温度補
償が可能である。電圧制御により温度補償を行な
う場合は、通常用いられる方法は、温度補償を行
ないたい電気回路の温度特性をあらかじめ測定
し、その温度特性に応じた制御電圧発生回路を選
択するという手順がとられている。
この方法は、温度特性が一定している電気回路
においては、個々に補償回路を調整する必要はな
く、実用上問題はないが、温度特性が個々に不規
即な分布傾向にあるとか、あるいはその傾斜特性
が一定でないような電気回路の場合は、前記制御
電圧発生回路の選択手順が非常に煩雑になるとい
う欠点があつた。
(c) 発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、所要の温度特
性に合わせた制御電圧を得るための調整段階にお
いて、常温での設定値に何ら影響を及ぼすことな
く、低温あるいは高温にて所要の制御電圧を任意
に、かつ独立して設定可能で、温度補償の必要な
回路の温度特性を測定する時点で、その温度補償
に必要な制御電圧が得られる制御電圧発生回路を
提供することを目的とする。
(d) 発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、発振器の発
振周波数が変化する端子に接続され、温度補償を
行う制御電圧発生回路であつて、温度変化により
基準電圧に対し正又は負に変化する温度センサ1
の出力電圧を、負電圧入力時に出力電圧が変化す
る理想ダイオード回路21と、正電圧入力時に出
力電圧が変化する理想ダイオード回路22とにそ
れぞれ分岐入力し、前記各理想ダイオード回路2
1,22の出力を、第1オペアンプ32と第2オ
ペアンプ33の各反転入力端子にそれぞれ所要の
抵抗を介して分岐入力し、かつ前記第2オペアン
プ33の出力と、前記第1オペアンプ32の出力
電圧をオフセツトする電圧設定回路34の出力と
を、前記第1オペアンプ32の反転入力端子にそ
れぞれ所要の抵抗を介して接続し、前記第1オペ
アンプ32の出力電圧を制御することを特徴とす
る制御電圧発生回路を提供することにより達成さ
れる。
(e) 発明の実施例 以下本発明の実施例を図面によつて詳述する。
第1図は本発明による制御電圧発生回路の回路
図、第2図は第1図の回路の部分的動作特性及び
部分的回路図であつてa図は温度センサの動作特
性、b図は理想ダイオード回路の動作特性、c図
は電圧コントロール回路の部分回路図、d図は電
圧コントロール回路の部分動作特性である。第3
図は本発明による制御電圧発生回路の制御電圧可
変範囲の動作特性を示す。
図において、1は温度センサである。温度セン
サ1は感温抵抗素子11、可変抵抗12、抵抗1
3〜15ダイオード16と17で構成されてい
る。
2は理想ダイオード回路を示し大別して、負電
圧入力時に出力電圧が変化する理想ダイオード回
路21と正電圧入力時に出力電圧が変化する理想
ダイオード回路22とにわかれ、理想ダイオード
回路21は抵抗211と212、ダイオード21
3と214、オペアンプ215からなりたち、同
様に理想ダイオード回路22は抵抗221と22
2、ダイオード223と224、オペアンプ22
5からなりたつている。
3は電圧コントロール回路である。電圧コント
ロール回路3は大別して抵抗分割回路31、第1
オペアンプ32、第2オペアンプ33及び電圧設
定回路34にて構成され、更に抵抗分割回路31
は抵抗R1〜R4にてなり、第1オペアンプ32は
オペアンプ321と抵抗Rf、同様に第2オペア
ンプ33はオペアンプ331と抵抗R5〜R6とか
らなり、電圧設定回路34は可変抵抗VR1及び抵
抗R7とからそれぞれ構成されている。e0は温度
センサ1の出力電圧、e1とe2はそれぞれ理想ダイ
オード回路21と22の出力電圧、e3は電圧設定
回路34の出力電圧、e4は第1オペアンプ32の
出力電圧で本発明の制御電圧を示している。
第1図において、温度センサ1は抵抗14と1
5の開放端にそれぞれ直流電圧−V1と+V1を印
加し、温度変化により抵抗値の変化する感温抵抗
素子11の特性を利用し、可変抵抗12と抵抗1
3を組合わせて、第2図aに示す温度センサの動
作特性図のように、温度センサの出力電圧e0を常
温において基準電圧のOVに設定し、常温より高
温側にて負電圧、低温側にて正電圧特性をもたせ
た公知の正、負2電源による感温電圧発生器であ
る。
又、理想ダイオード回路2の動作特性は第2図
bに示すように、実線で示す特性は負電圧入力時
に出力電圧e1がOV乃至正電圧に変化し、正電圧
入力時に出力電圧e1がOVになる理想ダイオード
回路21の動作特性で、破線で示す特性は正電圧
入力時に出力電圧e2がOV乃至負電圧に変化し、
負電圧入力時に出力電圧e2がOVになる理想ダイ
オード回路22の動作特性であつて、理想ダイオ
ード回路21と共に公知の理想ダイオード回路で
ある。
第1オペアンプ32は本実施例の場合は反転入
力増幅器であり、第2オペアンプ33は極性反転
回路である。電圧設定回路は可変抵抗VR1の開放
端に直流正電圧+V2を印加し、これを可変抵抗
VR1で分圧して電圧設定回路を構成している。
しかして温度センサ1の出力電圧e0を、理想ダ
イオード回路21と22に分岐入力し、本実施例
の場合は理想ダイオード回路21の出力電圧e1
第1オペアンプ32と第2オペアンプ33の各反
転入力端子に、それぞれ抵抗R1とR2を介して分
岐入力し、同様に、理想ダイオード回路22の出
力電圧e2を、第1オペアンプ32と第2オペアン
プ33の各反転入力端子にそれぞれ抵抗R3とR4
を介して分岐入力し、かつ第2オペアンプ33の
出力電圧と第1オペアンプ32の出力電圧e4をオ
フセツトするための電圧設定回路34の出力電圧
e3とを、第1オペアンプ32の反転入力端子にそ
れぞれ抵抗R6とR7を介して接続している。
第2図cの電圧コントロール回路の部分回路図
は第1図の電圧コントロール回路3の考察を簡単
にするために、理想ダイオード回路21の出力電
圧e1の作用だけに関係する回路を示したものであ
つて、第1オペアンプ32の出力電圧e4はオペア
ンプの理論より e4=(R5/R2 Rf/R6−Rf/R1)e1=(R5/R2R6−1/
R1)Rfe1 ……(1) にて求められる。すなわち(1)式はR1とR2の選び
方によりe4の値は正又は負にe1に比例して変化し
得ることが分る。第2図dは(1)式のe1とe4の関係
をグラフに表したものである。
従つて第1図に示す電圧コントロール回路3の
出力電圧e4を綜合的に求めると、 e4=(R5/R2R6−1/R1)Rfe1+(R5/R4R6
1/R3)Rfe2−Rf/R7e3=K1e+K2e2+K3e3……(2) 但し K1=(R5/R2R6−1/R1)Rf、K2
(R5/R4R6−1/R3)Rf、K3=Rf/R7……(3) 第2図aより基準温度(常温)より高温であれ
ばe0<Oとなつて第2図bよりe1>O e2=Oと
なるので(2)式に代入すると e4=K1e1+K3e3 ……(4) (3)式のK1の値はR1とR2の選び方により正、負
又は零とすることが出来る。すなわち高温側の制
御電圧はR1とR2によつて極性を含めて調整出来
る。
同様に基準温度(常温)以下であればe0>Oと
なりe1=O e2<Oとなるから(2)式に代入して e4=K2e2+K3e3 ……(5) すなわち制御電圧e4の調整は(3)式のK2の値に
より極性を含めてR3とR4によつて行なうことが
できる。
一方(2)式第3項は温度に関係しない項であつ
て、基準温度e0=Oかつe1=e2Oのときにおいて、
可変抵抗VR1の調整により制御電圧e4を所望の値
に設定することができる。
以上により第1図の回路は基準温度、高温、低
温の3つの温度点でそれぞれ独立して制御電圧を
調整できる。第3図は(2)式の制御電圧e4の温度に
対する可変範囲をグラフに示したものであつて特
性が2次傾斜曲線を示すのは感温抵抗素子11の
温度特性が直線的でないために生ずるものであつ
て、素子の選択や可変抵抗12により可変設定で
きる。
尚通常抵抗R1,R2の一部及び抵抗R3,R4の一
部を可変抵抗とすれば調整が簡単に出来ることは
云うまでもない。又温度センサの基準電圧OVは
常温時に設定するとしたが特定温度でも設定し得
る。
第4図はマイクロ波帯で用いられる高安定帰還
形誘電体発振器に本発明の制御電圧発生回路を使
用した発振周波数特性の一例であつて、従来の温
度傾斜特性の拡がりが約1〜16%の範囲に圧縮さ
れていることが分る。
第5図は正電圧特性の温度補償回路で、第1図
の他の実施例を示す。図において、第1図との対
応部位にあるものには同一の符号を付してその重
複説明を省略する。
第5図において4は温度センサである。温度セ
ンサ4はシリコンダイオード41と抵抗42〜4
5からなり、温度センサ出力端子をP、比較電圧
出力端子をQにて示す。5は電圧コントロール回
路で抵抗分割回路51は抵抗Ra〜Rdと可変抵抗
VRa〜VRbにて構成されている。
しかして第1図の場合と異なる点は、温度セン
サ4の電源が正電圧+Vの1電源で、回路も抵抗
とシリコンダイオードによつて簡易構成され、シ
リコンダイオード41の温度特性を利用して、ブ
リツヂ回路に構成された抵抗42〜45を調整す
ることにより、温度センサ出力端子Pと比較電圧
出力端子Qとの間に、湿度変化により基準電圧に
対し正又は負に変化する温度センサ4の出力電圧
e0を得ている。
従つて理想ダイオード回路21と22のそれぞ
れのオペアンプ215と225及び第1オペアン
プ32のオペアンプ321並びに第2オペアンプ
33のオペアンプ331の各+側入力端子には前
記の比較電圧出力端子Qが接続されている。又抵
抗分割回路51には制御電圧の設定を容易にする
ため可変抵抗VRaとVRbが採用されている。
尚温度センサ電源を正電圧の1電源としたが、
負電圧でも容易に実施し得る。
(f) 発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明の制御電圧
発生回路によれば、温度補償を必要とする電気回
路の、温度特性測定時に直接温度補償を行なう事
が可能で、低温と高温で各1回の温度特性を確認
するだけで低温、高温での温度補償は相互に影響
することなく実施でき、しかも常温設定値に対し
てもまつたく影響を及ぼさない制御電圧発生回路
である。従来の電圧制御電気回路の温度補償の煩
雑な手順も簡素化され、しかも電気回路の温度傾
斜が不規則な分布傾向であつても、自由に温度補
償を行なうことが可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による制御電圧発生回路の回路
図、第2図は第1図の部分的動作特性及び部分的
回路図であつてa図は温度センサの動作特性、b
図は理想ダイオード回路の動作特性、c図は電圧
コントロール回路の部分回路図、d図はc図の動
作特性である。第3図は第1図回路の制御電圧発
生可変範囲の動作特性、第4図は本制御電圧発生
回路を利用したマイクロ波発振周波数温度特性の
実例データ、第5図は他の実施例による制御電圧
発生回路回路図を示す。 図において1と4は温度センサ、3と5は電圧
コントロール回路、21は負電圧入力時に出力電
圧が変化する理想ダイオード回路、22は正電圧
入力時に出力電圧が変化する理想ダイオード回
路、32は第1のオペアンプ、33は第2のオペ
アンプ、34は電圧設定回路、R1〜R7及びRa
Rd及びRfは抵抗、VR1及びVRa,VRbは可変抵
抗、e0は温度センサの出力電圧、e1とe2はそれぞ
れ理想ダイオード回路21と22の出力電圧、e3
は電圧設定回路34の出力電圧、e4は第1オペア
ンプ32の出力電圧で本発明の制御電圧を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 発振器の発振周波数が変化する端子に接続さ
    れ、温度補償を行う制御電圧発生回路であつて、
    温度変化により基準電圧に対し正又は負に変化す
    る温度センサ1の出力電圧を、負電圧入力時に出
    力電圧が変化する理想ダイオード回路21と、正
    電圧入力時に出力電圧が変化する理想ダイオード
    回路22とにそれぞれ分岐入力し、前記各理想ダ
    イオード回路21,22の出力を、第1オペアン
    プ32と第2オペアンプ33の各反転入力端子に
    それぞれ所要の抵抗を介して分岐入力し、かつ前
    記第2オペアンプ33の出力と、前記第1オペア
    ンプ32の出力電圧をオフセツトする電圧設定回
    路34の出力とを、前記第1オペアンプ32の反
    転入力端子にそれぞれ所要の抵抗を介して接続
    し、前記第1オペアンプ32の出力電圧を制御す
    ることを特徴とする制御電圧発生回路。
JP57149476A 1982-08-27 1982-08-27 制御電圧発生回路 Granted JPS5939105A (ja)

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JP57149476A JPS5939105A (ja) 1982-08-27 1982-08-27 制御電圧発生回路
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EP83304936A EP0104770B1 (en) 1982-08-27 1983-08-25 Temperature-dependent voltage generator circuitry
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JPS5939105A JPS5939105A (ja) 1984-03-03
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EP (1) EP0104770B1 (ja)
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