KR100290498B1 - 수정 발진기용 온도 보상 회로 및 그 제조 방법 - Google Patents

수정 발진기용 온도 보상 회로 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100290498B1
KR100290498B1 KR1019980706277A KR19980706277A KR100290498B1 KR 100290498 B1 KR100290498 B1 KR 100290498B1 KR 1019980706277 A KR1019980706277 A KR 1019980706277A KR 19980706277 A KR19980706277 A KR 19980706277A KR 100290498 B1 KR100290498 B1 KR 100290498B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
crystal oscillator
circuit
signal
memory
Prior art date
Application number
KR1019980706277A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990082540A (ko
Inventor
칼 이. 우제우다
제임스 에프. 카루바
리차드 엔. 슈틀리프
Original Assignee
지니 엠. 데이비스
씨티에스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/768,154 external-priority patent/US5760656A/en
Priority claimed from US08/901,892 external-priority patent/US5777524A/en
Application filed by 지니 엠. 데이비스, 씨티에스 코포레이션 filed Critical 지니 엠. 데이비스
Publication of KR19990082540A publication Critical patent/KR19990082540A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100290498B1 publication Critical patent/KR100290498B1/ko

Links

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
    • H03L1/025—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 and a memory for digitally storing correction values
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/366—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current
    • H03B5/368—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current the means being voltage variable capacitance diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
    • H03J7/02—Automatic frequency control
    • H03J7/04—Automatic frequency control where the frequency control is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element or where the nature of the frequency controlling element is not significant
    • H03J7/08—Automatic frequency control where the frequency control is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element or where the nature of the frequency controlling element is not significant using varactors, i.e. voltage variable reactive diodes
    • H03J7/12—Combination of automatic frequency control voltage with stabilised varactor supply voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • 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

Abstract

통신 장치(200)내에 이용된 수정 발진기 모듈(12)용 온도 보상(TC)회로(10). 통신 장치(200)의 현존 마이크로컨트롤러(210)는 TC 디지털 데이터(30)를 수정 발진기(18)에 제공하는데 이용된다. 이러한 방식에 의해, 수정 발진기 모듈(12)은 온-보드 메모리를 필요로하지 않기 때문에 실질적으로 비용이 줄어든다. TC 디지털 데이터(30)는 수정 발진기 주파수를 제어하는 D/A 컨버터내의 TC 신호(22)로 전환된다. 온도에 대한 무선 전압 조절기 변동을 보상하기 위해, 수정 발진기 모듈(12)은 특정으로 조절된 전압(36)을 D/A 컨버터에 제공하여 D/A 컨버터로부터의 TC 신호(22)가 본질적으로 전압 조절기(34)에서의 전압 변동을 보정하게 하는 온-보드 전압 조절기(34)를 포함한다.. 이와 같은 구성을 통해, 출력 주파수(20)의 안정성이 5ppm에서 대략 2ppm으로 향상된다.

Description

수정 발진기용 온도 보상 회로 및 그 제조 방법
수정 발진기는 통상적으로 무선 통신 장치의 기준 주파수 신호를 제공하는데 이용된다. 통상적으로, 온도 보상(TC) 회로는 수정 발진기내에 제공되어 광범위한 온도에 대해 주파수가 안정된 무선 통신을 제공한다. 이러한 보상 회로는 아날로그 또는 디지털 장치로 구성되며 온도에 대해 상대적으로 평탄한 주파수 출력을 제공하는데 이용된다. 통상적으로는, 가변 용량성 소자를 제공하여 발진기의 최종 주파수를 실질적으로 조정하게 된다. 이러한 용량성 소자로는 일반적으로 트림 커패시터(trim capacitor) 또는 인가된 DC 전압에 의해 제어되는 아날로그 버랙터(varactor) 형태이다. 이러한 커패시턴스를 조절함으로써, 사용자는 발진기를 원하는 최종 주파수로 조절주식회사파수 트림)할 수 있다. 일반적으로, 온도 보상된 수정 발진기는 온도에 대한 대략 5ppm의 주파수 안정도를 제공한다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 무선 통신 장치의 온도에 대한 동작 주파수의 편차는 기준 수정에만 의존하는 것이 아니고 온도에 민감한 관련 회로 소자에도 의존한다. 아날로그 버랙터는 온도에 따라 자체적으로 가변하며, 이는 수정 온도 편차에 따라 보상되는 외에도 인가 전압에 의해 제어되어야 한다. 그러므로, 버랙터는 상전압이 제공된 경우라도 온도에 대해 커패시턴스가 변화한다. 그러나, 상전압이 제공된 경우라도 전압 조절기가 온도에 대해 출력 전압을 변경하기 때문에, 상전압을 얻기가 어렵다. 버랙터 자체의 양호한 온도 성능을 위해서는 매우 안정된 조절 전압이 필요하다. 그러나, 이는 종종 선택 사항이 아닌 더욱 고가의 전압 조절 회로를 이용할 필요가 있다. 결과적으로, 비보상된 무선 통신 장치 회로로부터 수정 발진기로 외부의 온도에 민감한 전압이 제공되며, 예를 들면, D/A 변환기가 수정 발진기의 온도 성능에 악영향을 미친다. 또한, 무선국이 송수신하는 동안에 버랙터를 조절함으로써 동작 주파수를 변화시키고 통신을 두절시킬 수도 있다.
보다 간략한 회로로 온도 보상을 할 수 있고, 온도 보상값을 저장하기 위한 전용 메모리를 필요로 하지 않고, 보다 저렴한 소자를 보다 적게 사용할 수 있고, 수정 발진기 및 수정 발진기에 결합된 다른 회로 소자의 온도 보상을 제공하는 온도 보상된 기준 주파수 소스가 필요하다. 또한, 수정 발진기 및 다른 회로 소자의 온도 보상을 제어하는 저 단가, 소형, 저전류 드레인, 고 수율의 수정 발진기를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 무선 송신 사이의 수정 발진기의 주파수 조정을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 장치에 사용되는 수정 발진기에 관한 것으로, 특히 수정 발진기용 온도 보상 회로 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수정 발진기용 온도 보상 회로의 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 도 1의 회로의 양호한 실시예의 개략적 도면.
도 3은 본 발명의 온도 보상 회로를 사용하는 통신 장치의 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 온도 보상된 주파수 출력을 제공하는 방법의 흐름도.
도 1은 본 발명에 따른 실질적인 온도 보상 주파수 출력(20)을 제공하는 온도 보상 회로(10)을 도시한다. 이 회로(10)에서, 메모리(28)는 신호 생성기(32)를 통해 수정 발진기 모듈(12)로 온도 보상 디지털 데이타(30)를 제공하는데 사용된다. 양호하게는, 메모리(28)는 비용을 절감하는 무선 회로 보드(14) 상의 기존 장치이다. 신호 생성기(32)는 온도에 걸쳐 특성화된 전압 조절기(34)로부터의 조절된 전압(36)에 의해 통전된다. 양호하게는, 전압 조절기(34)는 온도 특징을 완화시키기 위해 수정 발진기 모듈(12)내에 위치한다. 신호 생성기(32)는 무선 회로 보드(14) 또는 수정 발진기 모듈(12) 상에 위치할 수 있다. 양호하게는, 신호 생성기(32)는 비용을 절감하는 무선 회로 보드(14) 상의 기존 장치이다. 무선 회로 보드(14) 상에 신호 생성기(32)를 가지게 되면 디지털 데이타(30)를 수용하기 위한 수정 발진기 모듈(12)상의 부가적인 입력-출력 핀이 필요하다.
통상적으로, 무선 회로는 온도 보상되지 않기 때문에 온도에 대해 에러를 유발하게 된다. 이는 온도 보상되지 않은 신호로 수정 발진기와 같은 온도에 민감한 장치를 구동하는 경우에 특히 명백하다. 예를 들면, 비특정된 전압 조절기에 의해 통전되고 온도 보상 신호로 수정 발진기를 구동하는 신호 생성기는 온도에 걸친 비특징화된 조절된 전압의 천이로 인해 에러가 유도된다. 종래 기술의 수정 발진기는 전압 조절기 및 온도에 걸쳐서 순차적으로 특정화되는 모듈내에 온도 보상 데이타를 갖는 메모리를 포함함으로써 이러한 문제점의 해결을 시도했다. 그러나, 이러한 접근법은 고가의 온-보드 주문형 집적 회로(ASIC) 메모리로 모든 구성 요소를 수용하기 위해 대형 모듈의 사용을 요한다.
본 발명은 비용을 절감하는 기존의 외장 메모리(28)을 사용하고, 수정 발진기(18) 및 관련 동조 회로(16)를 따라 온도에 걸쳐 특성화된 수정 발진기 모듈(12)내의 전압 조절기(34)로 신호 생성기(32)를 통전함에 의해 이러한 문제점을 해결한다. 이러한 방식으로, 본 발명은 더 이상 온-보드 ASIC를 요하지 않고, 특히, 순차적으로 개선된 온도 보상된 출력 주파수(20)가 얻어진다. 본 발명은 수정 발진기 모듈(12)용으로 개별 메모리 온-보드 대신에 무선국의 기존의 메모리(28)을 사용하면서, 신호 생성기(32)외에도 수정 발진기(18) 및 동조 회로(16)의 온도 보상을 제공하는 이점이 있다.
독립 디지털 보상 수정 발진기(18)에 있어서의 다른 문제점은, 온도 보상이 무선국이 송수신하는 동안에 온도 변화에 따라서 주파수를 변화시킨다는 것이다. 이로 인해 주파수가 천이되어 통신이 두절될 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 무선국으로 하여금 온도 보상 보정을 제공해야할 시기를 판단할 수 있도록 하였다. 보상은 무선국의 외장 메모리에 의존하기 때문에, 송신하는 동안에 무선국은 온도 변화를 억제할 수 있다. 이러한 방식으로, 송신시나 또는 수신시에 갑작스러운 주파수 변화가 제거된다.
수정 발진기(18)용 온도 보상 회로(10)는 수정 발진기(18)에 전기적으로 접속된 동조 회로(16)를 포함한다. 동조 회로(16)는 수정 발진기(18)에 접속되며 온도 보상 신호(22)에 응답하여 수정 발진기(18)의 출력 주파수(20)를 조정하는데 이용되는 리액티브 로드(reactive load)를 포함한다. 수정 발진기 모듈(12) 내의 온도 감지기(24)는 수정 발진기(18)의 주변 온도에 응답하여 온도 신호(26)를 제공한다. 메모리(28)는 온도 감지기(24)에 전기적으로 접속되어 있으며, 온도 신호(26)에 응답하여 소정의 디지털 데이터(30)를 제공하도록 프로그램 된다. 소정의 디지털 데이터는, 온도에 대하여 수정 발진기 모듈(12)의 주파수 편차의 함수로서 가변하도록 프로그램된다. 바람직하게는, 소정의 디지털 데이터(30)이 온도에 대한 동조 회로(16)의 리액턴스 변화와 전압 조절기의 전압 변화를 보상하기 위해서도 프로그램 된다.
전압 조절기(34)는 조절된 전압(36)으로 온도 감지기(24)에 전기적으로 접속되어 있다. 신호 생성기(32)는 메모리(28)에 전기적으로 접속되어 있다. 도시된 바와 같이, 신호 생성기(32)는 수정 발진기 모듈(12)내에 위치하거나 또는 무선 회로 보드(14)내에 위치한다. 신호 생성기(32)는 메모리(28)로부터의 소정의 디지털 신호(30)에 대응하는 온도 보상 신호(22)를 동조 회로(16)에 제공한다. 그러나, 온도 보상 신호(22)의 정확성이, 무선 전력 공급의 비보상 전압 조절기로부터 조정되지 않는 경우에는, 불리한 영향을 받게된다. 비보상 전압 조절기는, 신호 생성기(32)에 인가된 경우에 온도에 대한 전압 변화를 따르는 보상 신호를 유발하는 (V/℃)의존성을 가진다.
유익한 점으로는, 수정 발진기 모듈(12)의 특정 전압 조절기(34)가 신호 생성기(32)의 전원으로서 조절된 전압(36)을 제공한다는 것이다. 이러한 특정 정보는 발진기 모듈(12)에 제공된 정보로 취합된다. 사전 검사(preliminary testing)동안에, 발진기 모듈(12)이 온도에 대해 스위프(sweep)되듯이, 온도 감지기(24), 동조 회로(16), 및 전압 조절기(34) 데이터가 기록된다. 그런 다음, 이러한 데이터를 이용하여 신호 생성기에 필요한 보상 신호를 계산하며, 이러한 데이터를 최종 사용자 무선 통신 장치 제조업자의 발진기 모듈(12)에 제공한다. 수정 발진기 모듈(12)의 전압 조절기(34)는, 수정 발진기(18)가 자체및 동조 회로(16)를 따라서, 온도 특성화되기 때문에, 특정으로 조절된 전압(36)은 신호 생성기(32)에 전원을 공급하는데 유용하게 이용될 수 있다. 이러한 방식에 의해, 신호 생성기(32)로부터의 온도 보상 신호(22)는 근본적으로 온도에 대한 전압 조절기(34)의 전압 변화에 대해 보상된다. 이것은 온도 보상 회로(10)의 전체 온도 보상 성능을 개선시키며, 신호 생성기(32)로부터 생성된 보상 신호(22)는 발진기 모듈(12)에 제공된 특정된 정보로 인해 더 정확하다.
도 2는, 본 발명에 따른 도 1의 온도 보상 회로(10)의 양호한 실시예에 대한 개략적인 도면이다. 본 실시예는 동조 회로(16)에 접속된 주파수 트림 신호(38)를 포함한다. 주파수 트림 신호(38)에 응답하여, 동조 회로(16)는 수정 발진기(18)의 미약한 출력 주파수를 조정한다. 주파수 트림 신호(38)는 수정 발진기(12)로부터 외부적으로 제공되며, 통상적으로는 자동 주파수 제어(AFC) 회로를 통해서 제공된다. 신호 생성기(32)는 D/A 컨버터를 이용하여 가장 용이하게 제공된다. 그러나, 기타 유사한 회로를 이용할 수도 있다. 통상적으로, 이용된 D/A 컨버터는 무선 회로 보드(14)상에 위치한다. 그러나, 적절한 데이터 접속이 이루어지는 경우에는, 이것은 수정 발진기 모듈(12) 내에 위치할 수도 있다.
양호하게는, 신호 생성기(32)는 임시 무선 기능용으로 시간의 일부가 이용되고 나머지 시간은 온도 보상용으로 이용되는 무선 보드상에 존재하는 D/A 컨버터이다. 신호 생성기(32)는, D/A 컨버터가 무선국 태스크(task)를 수행하느라 번잡한 경우에 보상을 유지하기 위해서 적어도 하나의 래치된 출력 버퍼(latched output buffer)(도시되지 않음)를 보상 신호(22)로 제공한다. 실제로, D/A 컨버터는 무선국 기능과 수정 발진기에 온도 보상 신호를 제공하는 기능간에 멀리플렉스된다. 본 실시예에서의 무선국은, 무선국이 송신하지 않거나 또는 수신하지 않을 때에만, 온도 보상에서의 변동을 제공한다. 또한, 무선 보드상의 부가적인 D/A 컨버터 이용을 피할 수 있다.
종래기술에서, D/A 컨버터는 무선 전원 제공 전압 조절기(도시되지 않음)로부터 파워오프(power off)된다. 이와 달리, 본 발명의 놀랍고도 예기치 않은 이점은 수정 발진기 모듈(12)의 전압 조절기(34)로부터 D/A 컨버터를 대신에 파워오프시키는 것이다. 수정 발진기 모듈(12)의 온도 특정 조절된 전압으로부터 D/A 컨버터를 바이어스 오프시킴으로써 2ppm 이상의 출력 주파수(20)의 온도 안정성을 얻을 수 있다. D/A 컨버터는 수정 발진기 모듈(12)의 전압 조절기와는 떨어져 동작하기 때문에, D/A 컨버터가 비특정 무선 전원 제공 조절기로부터 바이어스 오프되는 경우보다, D/A 출력(온도 보상 신호(22))은 온도에 대해 훨씬 더 정확하다. 양호하게는, 수정 발진기 모듈(12)는 전압 조절기(34)의 조절된 전압(36)을 이용하여 D/A 컨버터(32)를 종래 기술의 무선 D/A 컨버터와 동일한 입력 임피던스로 바이어스함으로써 균일한 온도 보상을 유지한다. 상기 실시예에 대한 대안으로는, 수정 발진기 제조업자를 위해서 무선국 제조업자가 모든 무선국의 전원을 온도 특정화하는 것이다. 명확하게는, 이것은 본 발명이 매우 감소된 비용으로 유리하게 회피하고자 하는 고가의 복잡한 해결책이다.
온도 감지기(24)는 적어도 하나의 다이오드, 더미스터(thermistor), 또는 트랜지스터의 직렬 연결된 다이오드 스트링으로 제공될 수도 있다. 이것에 있어서, 다이오드 스트링은 최저의 비용이다. 통상적으로, 더미스터는 로트(lot)에서 로트 및 유닛(unit)에서 유닛간의 제조 내구성 차이를 갖는다. 그래서, 다이오드 스트링은 기하하적이고 현행 경향에 실질적으로 정확히 부합하도록 집적되고 제조될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 온도 감지기는 2 개의 집적된 다이오드를 포함한다. 다이오드는 집적되어 제조됨으로써 기하하적으로 그래서 현행 경향에 부합하며, 이는 다이오드 스트링에 반복적인 전압을 제공하는 이점을 가진다.
온도 감지기의 각 다이오드에 걸리는 전압은 대략
이다. 여기에서 q는 전자 전하, n은 실험적으로 결정된 지수 이상 계수, k는 볼쯔만 상수, T는 절대 온도, iD는 다이오드 전류, 및 io는 다이오드의 역포화전류를 각각 나타낸다. 본 발명의 온도 감지기는 2 개의 다이오드가 직렬 연결되어 있으며 2VD의 온도 신호를 발생시킨다. 동작시에, VD는 실내 온도에서 대략 0.6V이고 온도 감지기는 대략 4mV/℃의 온도 신호 민감도를 가지는 것으로서, 이는 본 발명에 이용된 집적된 제조 공정으로 인해 재생성이 높다.
온도 감지기의 다이오드는 근본적으로 (iD/Io)에 대해 고정비(fixed ratio)를 가진다. 유익하게는, 본 정보는 다이오드-다이오드 토대에서 온도 변화를 실질적으로 판정할 필요없이 매모리내에 영구적으로 저장될 수 있다. 대안으로서, 각 온도 감지기는 최종적인 정확성을 위해 온도에 대해 특정적일 수 있다. 그러나, 이것은 보다 많은 데이터 처리를 요하는 것이고, 본 발명의 2ppm 온도 안정성을 실현하는 데에는 필요하지 않다.
인지된 바와 같이, 다이오드 스트링 내의 다수의 다이오드는 증가된 온도 감도를 제공한다. 그러나, 고전위만이 다이오드 스트링내의 부가적인 다이오드를 지탱하기 때문에, 이것은 무선국의 이용 가능한 공급 전위에 대해 균형을 유지해야 한다. 도시된 저전위 전압 전원 실시예에 있어서, 2 개의 다이오드가 다이오드 스트링 내에 직렬 접속되어 있다.
동조 회로(16)는, 도시된 바와 같은 접속된 버랙터 다이오드와 같이, 수정 발진기(18)에 접속된 리액티브 로드에 의해 제공된다. 양호하게는, 수정 발진기는 당업계에는 공지된 콜핏(Colpitt) 디자인으로 이루어져 있다. 그러나, 다른 디자인을 마찬가지로 이용할 수도 있다. 버랙터 다이오드는 가변 리액턴스를 제공하는 저비용 방법을 제공한다. 그러나, 전압 가변 커패시터(VVC)와 같이 당업계에서 이용가능한 기타 동조 가능한 리액티브 로드 소자를 본 발명에 무리없이 이용할 수도 있다.
메모리(28)는 무선국 또는 통신 장치내에 배치된 현존하는 메모리 소자를 통해 제공되는 것이 가장 바람직하다. 가장 유익하게는, 메모리(28)는 이미 현존하는 무선국의 메인 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러이다. 그러나, 무선국 내에 이미 존재하든지 또는 별도로 제공되든지에 관계없이, 디지털 신호 처리기, PROM, EPROM, EEPROM, SRAM, DRAM, 디지털-아날로그 컨버터 등과 같은 기타 메모리 소자를 이용할 수도 있다.
현존하는 메모리 소자를 이용하면, 별도로 여분의 메모리 소자가 수정 발진기 모듈(12)내에 더 이상 필요하지 않아 비용이 절감되는 이점이 있다. 더구나, 아날로그 출력을 갖는 메모리 소자를 이용할 수 있는 경우에, 온-보드 D/A를 갖는 본 발명의 신호 생성기(32)를 제거할 수 있다. 그러나 이러한 경우에 있어서, 수정 발진기 모듈(12)의 전압 조절기로 메모리 소자를 구동하여 상술한 바의 온도 특정된 이점을 유지해야 한다는 것이다.
메모리(28)는, 온도에 대한 수정 발진기 모듈(12)의 주파수 편차의 역함수에 실질적으로 대응하는 소정의 디지털 데이터(30)로 프로그램된다. 바람직하게, AT-컷(AT-cut) 수정을 이용하는 수정 발진기(18)에 있어서, 상기 역함수는 3차 또는 그 이상 차수의 다항식 확장에 의해 특정 가능한 공지의 베크만 커브(Bechmann curve)에 해당한다. 베크만 커브를 특정하는 경우의 부가적인 정확성을 위해서는 4차 확장이 바람직하다. 그러나, 고차의 최적의 다항식(n≥7)은 더 높은 정확성을 제공한다.
동작시에, 베크만 커브의 다항식의 계수는 각 수정 발진기 모듈(12)에 대해서 계산되며, 이들 값은 메모리(28)내에 프로그램된다. 대안으로서, 메모리(28)는 이산 온도 범위에 대한 수정 발진기 모듈(12)의 실제 주파수 편차의 조사표로 프로그램되며, 이는 소집되어서 디지털 데이터(30)로서 신호 생성기(32)에 제공된다. 이러한 경우에, 조사표내의 디지털 데이터(30)는 온도 감지기(24)에 의해 메모리로 제공된 온도 신호(26)에 대응한다. 이러한 대안은 더 많은 공간을 필요로하지만, 마찬가지로 양호하게 작동한다.
부가된 이점으로서, 온도에 대한 전압 조절기(34)와 동조 회로(16)의 편차는 자동적으로 소정의 디지털 데이터(30)내에 삽입되며, 이는 수정 발진기 모듈(12)이 하나의 유닛으로서 온도 특정되기 때문이다. 메모리(28)는 베크만 커브의 역함수에 대응하는 디지털 데이터(30)를 신호 생성기(32)에 제공하여 수정 발진기 모듈(12)의 동조 회로(16)을 구동하기 위한 아날로그 온도 보상 신호(22)로 전환시킨다. 메모리(28)와 신호 생성기(32)는, 이들의 온도에 대한 편차가 중요하지 않기 때문에 온도 특정될 필요가 없다. 그러나, 이들을 수행하는데 방해되는 것은 본 발명에 없다.
본 발명의 이점은 수정 발진기 모듈 전압 조절기(34)와는 바이어스 오프되고 온도에 대해 전압이 가변적으로 특정되는 신호 생성기, 바람직하게는 D/A 컨버터를 포함한다는 것이다. 이러한 방식에 의해, D/A 컨버터로부터의 온도 보상 신호(22)는 전압 조절기(34)내의 전압 변화에 대해 본 발명에 따라서 근본적으로 보정된다. 놀랍게도, 수정 발진기 모듈 전압 조절기(34)로부터 D/A 컨버터를 바이어스 오프시킴으로써 주파수 안정성이 대략 5ppm에서 대략 2ppm으로 개선된다. 더구나, 수정 발진기 모듈(12)상에 주문형 집적회로 보상 회로를 이용하지 않고도 이러한 개선을 얻을 수 있기 때문에, 상당한 비용 절감이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 온도 보상된 회로를 포함하는 통신 장치(200)의 블럭도를 도시한다. 제1 실시예에서, 통신 장치(200)는 송수신기이다. 통신 장치(200)는 마이크로컨트롤러(210) 또는 마이크로프로세서의 제어로 동작하는 공지의 주파수 합성 2-방향 송수신기를 포함한다. 통신 장치(200)는 안테나(24)를 통해 RF를 수신하는 수신기(220)와 송신하는 송신기(23))을 포함한다. 안테나(240)는 안테나 스위치(250)에 의해 수신기(22)와 송신기(230)간에 적절히 절환된다. 또한 통신 장치(200)는, 마이크로컨트롤러(210)에 의해 제어되며 수신기 국부 발진기 신호(262)와 송신기 국부 발진기 신호(264)를 제공하는 공지의 위상 잠금 루프 합성기(260)를 포함한다. 온도 보상된 회로는 합성기(260)에는 기준 발진기 신호를 제공하고 마이크로컨트롤러(210)에는 온도 신호(280)을 제공하는 기준 발진기 모듈(300)을 포함한다. 마이크로컨트롤러(210)는 신호 생성기(292)를 통해 온도 보상 신호(290)를 기준 발진기 모듈(300)에 제공한다. 기준 발진기 신호(272)는 본 발명의 원리에 따라서 온도 보상된다.
도 4는 본 발명에 따른 온도 보상된 기준 주파수 출력을 제공하는 방법(400)의 흐름도를 도시한다. 이 방법(400)은 수정 발진기, 신호 생성기, 전압 조절기, 온도 감지기, 및 수정 발진기에 접속된 동조 회로로 이루어진 일 군에서 적어도 하나의 온도에 대한 편차에 대응하는 디지털 데이터로 프로그램된 메모리를 제공하는 제1 단계(402)를 포함한다. 제2 단계(404)는 전압 조절기로 온도 감지기를 구동하여 주변 온도에 대응하는 온도-종속 신호를 제공하는 단계를 포함한다. 제3 단계(406)는 온도-종속 신호를 메모리에 접속시켜 주변 온도에서 수정 발진기의 주파수 편차에 대응하는 디지털 데이터를 제공하는 단계를 포함한다. 메모리는 수정 발진기의 주파수 편차에 대응하는 소정의 디지털 데이터가 있는 조사표를 포함한다. 제4 단계(408)는 관련 무선 회로 보상 신호가 송신되지 않거나 수신되지 않는 경우에 디지털 데이터를 신호 생성기에 인가하여 온도 보상 신호를 수정 발진기의 동조 회로에 제공하는 단계를 포함한다. 마지막 단계(410)는 전압 조절기로부터 온도 특정되어 조절된 전압으로 신호 생성기를 바이어스시켜 조절된 전압의 변동이 디지털 데이터에서 보상되어 수정 발진기의 온도 보상을 개선시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 넓은 사상으로부터 벗어나지 않고도 당업계의 통상의 기술자에의해 선행하는 실시예의 재배치및 조합 뿐만 아니라 여러가지 변경과 대체물이 제조될 수 있다.

Claims (9)

  1. 수정 발진기(crystal oscillator)에 전기적으로 접속되어, 온도 보상 신호에 응답하여 상기 수정 발진기의 출력 주파수를 조정하는 동조 회로;
    상기 수정 발진기의 주변 온도에 응답하여 온도 신호를 제공하는 온도 감지기;
    상기 온도 감지기에 전기적으로 접속되어, 상기 온도 신호에 응답하여 온도에 대한 상기 수정 발진기와 상기 동조 회로의 편차 함수로서 변하도록 프로그램된 소정의 디지털 데이터를 제공하며, 관련 무선 회로가 송신하거나 수신하는 동안에 상기 제공된 소정의 디지털 데이터에 대한 변경을 금지시키는 메모리;
    상기 메모리에 전기적으로 접속되어, 상기 소정의 디지털 데이터에 대응하는 상기 온도 보상 신호를 상기 동조 회로로 제공하는 신호 생성기; 및
    조절된 전압을 상기 신호 생성기로 제공하며, 상기 온도 감지기에 전기적으로 접속된 전압 조절기
    를 포함하는 수정 발진기용 온도 보상 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 생성기는 상기 관련 무선 회로내에 존재하는 D/A 컨버터인 것을 특징으로 하는 수정 발진기용 온도 보상 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 D/A 컨버터는 래치된 온도 보상 신호를 상기 동조 회로에 제공하는 것과 무선 기능을 제공하는 것 사이에서 멀티플렉스된 것을 특징으로 하는 수정 발진기용 온도 보상 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 메모리는 상기 소정의 디지털 데이터에 대응하는 온도 보상 신호를 제공하며, 상기 신호 생성기를 바이패스하여 상기 동조 회로에 직접적으로 인가되는 아날로그 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 수정 발진기용 온도 보상 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 메모리는 상기 전압 조절기에 의해 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 수정 발진기용 온도 보상 회로.
  6. 송신기, 수신기 및 메모리와 온도 보상 회로를 갖는 통신 장치에 있어서,
    상기 메모리는 온도 신호에 응답하여 국부 발진기 회로의 소자의 온도에 대한 편차 함수로서 변하도록 프로그램된 소정의 디지털 데이터를 제공하도록 프로그램되며, 관련 무선 회로가 송신하거나 수신하는 동안에 상기 제공된 소정의 디지털 데이터에 대한 변경을 금지시키고;
    상기 메모리에는 상기 메모리로부터의 상기 소정의 디지털 데이터에 대응하는 온도 보상 신호를 상기 국부 발진기 회로에 제공하는 신호 생성기가 전기적으로 접속되고; 그리고
    국부 발진기 신호를 생성하기 위한 상기 국부 발진기 회로는 온도 종속 수정 발진기를 포함하고,
    상기 온도 종속 수정 발진기는,
    상기 수정 발진기에 전기적으로 접속되어, 상기 온도 보상 신호에 응답하여 상기 수정 발진기의 출력 주파수를 조정하는 동조 회로;
    상기 메모리에 전기적으로 접속되어 상기 수정 발진기의 주변 온도에 응답하여 온도 신호를 상기 메모리로 제공하는 온도 감지기; 및
    조절된 전압을 상기 신호 생성기에 제공하며, 상기 온도 감지기에 전기적으로 접속된 전압 조절기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소정의 디지털 데이터는 상기 온도 감지기, 상기 동조 회로, 상기 수정 발진기, 및 상기 전압 조절기로 이루어지는 일 군으로부터 선택된 상기 국부 발진기 회로의 적어도 하나의 소자의 온도에 대한 편차 함수로서 변하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 신호 생성기는 상기 관련 무선 회로내에 존재하는 D/A 컨버터인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 D/A 컨버터는 래치된 온도 보상 신호를 상기 동조 회로에 제공하는 것과 무선 기능을 제공하는 것 사이에서 멀티플렉스된 것을 특징으로 하는 통신 장치.
KR1019980706277A 1996-12-17 1997-11-25 수정 발진기용 온도 보상 회로 및 그 제조 방법 KR100290498B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/768,154 US5760656A (en) 1996-12-17 1996-12-17 Temperature compensation circuit for a crystal oscillator and associated circuitry
US8/768,154 1996-12-17
US08/901,892 US5777524A (en) 1997-07-29 1997-07-29 Temperature compensation circuit for a crystal oscillator and associated circuitry
US8/901,892 1997-07-29
PCT/US1997/021618 WO1998027652A1 (en) 1996-12-17 1997-11-25 Temperature compensation circuit for a crystal oscillator and method of providing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990082540A KR19990082540A (ko) 1999-11-25
KR100290498B1 true KR100290498B1 (ko) 2001-06-01

Family

ID=27118014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980706277A KR100290498B1 (ko) 1996-12-17 1997-11-25 수정 발진기용 온도 보상 회로 및 그 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0886921A4 (ko)
JP (1) JP2000507073A (ko)
KR (1) KR100290498B1 (ko)
CN (1) CN1211354A (ko)
WO (1) WO1998027652A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101124191B1 (ko) * 2007-10-30 2012-03-27 퀄컴 인코포레이티드 수정 발진기에 대한 온도 보상

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2335554B (en) * 1998-03-18 2002-01-16 Roke Manor Research Radio synchronisation system
JP2001267847A (ja) * 2000-03-17 2001-09-28 Asahi Kasei Microsystems Kk 温度補償型水晶発振器及び水晶発振器の温度補償方法
KR100457192B1 (ko) * 2002-06-17 2004-11-16 주식회사 팬택앤큐리텔 단말기 주파수 오차 보정 장치 및 방법
US7042301B2 (en) * 2002-10-15 2006-05-09 Marvell International Ltd. Crystal oscillator emulator
CN1771664B (zh) * 2003-04-11 2011-09-28 Nxp股份有限公司 用于检测振荡器晶体的温度的装置
US7417510B2 (en) * 2006-09-28 2008-08-26 Silicon Laboratories Inc. Direct digital interpolative synthesis
JP2009004918A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Sharp Corp 携帯通信端末及びその温度補償方法
JP2009060227A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Oki Electric Ind Co Ltd 無線受信装置、無線送信装置及び無線送受信装置
JP2011066733A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Mitsumi Electric Co Ltd スーパーヘテロダイン方式の受信装置及び受信方法、並びに受信装置用半導体集積回路
CN102025320B (zh) * 2010-11-25 2013-01-23 Tcl集团股份有限公司 一种提高wifi接入点频率稳定度的装置和方法
CN202270782U (zh) 2011-09-05 2012-06-13 浙江胜利工贸有限公司 金属材料校直机
CN103138700B (zh) * 2013-02-02 2015-12-02 浙江雅晶电子有限公司 一种晶振自动调频机
JP6572587B2 (ja) * 2015-03-27 2019-09-11 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器、および移動体
JP6569266B2 (ja) * 2015-03-27 2019-09-04 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器、および移動体
JP6623535B2 (ja) * 2015-03-27 2019-12-25 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器、および移動体
US10171090B2 (en) * 2015-03-27 2019-01-01 Seiko Epson Corporation Oscillator, electronic apparatus, and moving object
JP6638340B2 (ja) * 2015-11-12 2020-01-29 セイコーエプソン株式会社 回路装置、発振器、電子機器及び移動体

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4746879A (en) * 1986-08-28 1988-05-24 Ma John Y Digitally temperature compensated voltage-controlled oscillator
US5204975A (en) * 1989-10-12 1993-04-20 Seiko Epson Corporation Digitally-corrected temperature-compensated crystal oscillator having a correction-suspend control for communications service
US5081431A (en) * 1990-01-26 1992-01-14 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Digital temperature-compensated oscillator
JPH08288741A (ja) * 1995-04-14 1996-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水晶発振装置とその調整方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101124191B1 (ko) * 2007-10-30 2012-03-27 퀄컴 인코포레이티드 수정 발진기에 대한 온도 보상

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000507073A (ja) 2000-06-06
CN1211354A (zh) 1999-03-17
EP0886921A4 (en) 2000-03-08
KR19990082540A (ko) 1999-11-25
WO1998027652A1 (en) 1998-06-25
EP0886921A1 (en) 1998-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5777524A (en) Temperature compensation circuit for a crystal oscillator and associated circuitry
KR100290498B1 (ko) 수정 발진기용 온도 보상 회로 및 그 제조 방법
US5760656A (en) Temperature compensation circuit for a crystal oscillator and associated circuitry
US5659270A (en) Apparatus and method for a temperature-controlled frequency source using a programmable IC
US5473289A (en) Temperature compensated crystal oscillator
US7167058B2 (en) Temperature compensation for a variable frequency oscillator without reducing pull range
US7283006B2 (en) Voltage-controlled oscillator
JP3329468B2 (ja) 低電力温度補償水晶発振器
WO1996032775A1 (fr) Dispositif oscillateur a quartz et sa methode de reglage
KR20010062129A (ko) 온도 보상형 발진기, 온도 보상형 발진기의 제어방법 및무선 통신 장치
JP4745102B2 (ja) 基準電流制御回路、温度補償機能付き水晶発振器制御ｉｃ、水晶発振器および携帯電話機
JP2002513233A (ja) 水晶発振器のターンオン時間を最少にする装置および方法
KR19980042944A (ko) 디지털 온도 보상 발진기 및 그 제어 방법
US5999063A (en) Temperature-compensated crystal oscillator using square-law converter circuits for lower and higher temperature sides
US4011526A (en) Temperature compensated surface acoustic wave oscillator
FI98577C (fi) Oskillaattorin keskitaajuuden viritysmenetelmä
JPH0846427A (ja) 電圧制御型水晶発振器
JP4011198B2 (ja) 温度補償型水晶発振器
JP3272659B2 (ja) 周波数補正回路付温度補償型圧電発振器
JP2000183648A (ja) 周波数補正機能を有する圧電発振器
JP2001060828A (ja) 温度補償発振器
JP3141539B2 (ja) 無線機とその自動周波数調整方法
JPH1168461A (ja) 圧電発振回路
JPH06252642A (ja) デジタル制御温度補償型水晶発振器の周波数特性の制御回路
JPH11284435A (ja) 発振器及びその設定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee