KR100526219B1 - 함수발생회로, 수정발진장치 및 수정발진장치의 조정방법 - Google Patents
함수발생회로, 수정발진장치 및 수정발진장치의 조정방법 Download PDFInfo
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Abstract
온도보상기능부설 수정발진장치는 주위온도에 의존하지 않는 소정전압을 출력하는 정전압회로(12)와, 주위온도에 비례한 전압을 출력하는 온도센서회로(13)와, 정전압회로(12)로부터의 정전압출력과 온도센서회로(13)로부터의 온도에 비례한 전압출력을 받고, 주위온도영역의 전체영역에 걸쳐 수정진동자의 온도특성을 보상하기 위한 음의 3차 곡선을 연속한 직선을 이용하여 절선 근사를 행하는 제어전압 Vc를 생성하는 제어회로(14)를 구비하고 있다. 또 제어전압 Vc에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 VCXO(15)와, 제어회로(14)가 출력하는 제어전압 Vc에 대하여 VCXO(15)가 출력하는 발진주파수를 최적화하기 위해 이 제어전압 Vc의 온도특성을 보상하는 온도보상용 파라미터를 기억하는 ROM/RAM 회로(16)를 구비하고 있다.
Description
본 발명은 수정발진장치로부터 출력되는 발진주파수의 온도의존성을 보상하는 제어신호를 생성하는 함수발생회로, 이 함수발생회로를 이용한 수정발진장치 및 그 조정방법에 관한 것이다.
최근 휴대형 전자기기의 수요가 비약적으로 신장하고 있고, 이 전자기기에는 기준 클록신호를 생성하기 위한 소형이면서 고정밀도인 수정발진장치가 필수적이다.
수정발진장치에 있어서의 수정발진기의 발진주파수는 수정발진기에 이용되는 수정진동자에 기인하는 3차 및 1차 성분을 갖는 온도특성을 갖고 있다. 즉 도 26의 (a)에 도시된 바와 같이 횡축에 주위온도 Ta, 종축에 발진주파수 f를 취하면, 온도보상을 행하지 않는 경우의 수정발진기의 발진주파수 f는 그 특성이 극대값과 극소값 사이에서 10ppm∼30ppm 정도의 편차를 갖는 대략 3차 곡선(101)이 된다. 또 본 출원에서는 주위온도 Ta를 -30℃∼+80℃정도로 하고 있다. 따라서 도 26의 (b)에 도시된 바와 같이 횡축에 주위온도 Ta, 종축에 제어전압 Vc를 취하면 이상적인 제어전압곡선(102)을 생성하고, 수정발진기에 인가하면 도 26의 (c)에 도시된 바와 같이 df/dTa = 0이 되어 발진주파수 f는 실질적으로 온도에 의존하지 않게 된다.
온도보상방법에는 예를 들면 수정발진기에 주파수 조정소자인 버랙터 다이오드(varactor diode, = 가변용량 다이오드)를 접속하고, 이 버랙터 다이오드에 수정발진기의 온도특성을 보상하는 3차 및 1차의 온도특성을 갖는 제어전압을 인가하여 발진주파수의 온도특성을 안정시키는 방법이 있다.
실제로는 도 26의 (b)에 도시된 이상적인 온도특성을 갖는 제어전압 Vc를 발생시키는 것은 기술적으로 어렵고, 일반적으로는 의사적인 3차 온도특성을 갖는 제어전압을 여러가지 방법으로 발생시켜 발진주파수의 온도보상을 행하고 있다.
이하 일본국 특개평 8-288741호 공보에 개시되어 있는 종래의 온도보상기능부설 수정발진장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 27은 종래의 온도보상기능부설 수정발진장치의 기능블록구성을 도시한다. 이 수정발진장치의 온도보상방법은 수정발진기에 있어서의 3차 및 1차의 온도특성을 복수의 온도영역으로 분할하여, 분할한 온도영역마다 온도의 함수인 전압을 온도직선으로 하여 절선 근사(polygonal line approximation)를 행하고 있다.
구체적으로는 도 27에 도시된 메모리회로(111)에, 분할한 각 온도영역과 이 온도영역에서의 온도직선의 온도계수(비례계수)와 온도직선의 상온에 있어서의 전압값을 각 전압직선 영역마다 기억시켜 두고, 온도센서회로(112)가 검출한 주위온도에 대응하는 전압직선 데이터를 메모리회로(111)로부터 선택적으로 판독한다. 증폭회로(113)는 판독된 제어전압 데이터에 기초하여 소정의 제어전압을 생성하고, 생성한 제어전압을 전압제어 수정발진기(114)에 인가함으로써 발진주파수의 온도보상을 행하여 발진주파수를 안정화시키고 있다.
또 도 28의 (a)에 도시된 바와 같이 온도센서회로(112)에 있어서, A/D 변환을 이용하여 절선 근사를 행하고 있기 때문에 도 28의 (c)에 도시된 바와 같이 하나의 온도영역에서 다른 온도영역으로 이동할 때 일시적으로 전압직선이 불연속으로 되는 주파수 점프가 생긴다. 이 주파수 점프를 해소하기 위해 증폭회로(113)와 전압제어 수정발진기(114) 사이에 샘플홀드회로(115)를 삽입하여, 주파수변화를 시간적으로 순조롭게 하고 있다.
그러나 상기 종래의 온도보상기능부설 수정발진장치는 온도보상용 제어전압을 생성하기 위한 절선 근사에 A/D 변환을 이용하고 있기 때문에, 양자화 노이즈가 발생하여, 주파수 점프로부터 원리적으로 벗어날 수 없다. 또 클록신호 생성회로가 필요하게 되어 클록노이즈가 혼입되는 문제나, 샘플홀드회로(115)의 시상수에 의해 전원기동시에 발진주파수가 안정될 때까지 시간이 걸린다는 문제점을 갖고 있다.
또 온도특성을 측정하고 조정할 때 이산적으로 주위온도를 변화시키면서 수정발진장치의 발진주파수의 온도특성을 측정하여, 이 수정발진장치의 온도보상을 행하기 때문에 조정자체에 오차가 생기게 된다. 이 오차를 줄이기 위해 온도영역의 분할수를 늘릴 필요가 있어 메모리회로(111)의 메모리량이 증대된다는 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 제어전압 자체에 주파수 점프(frequency skip)를 없애도록 하는 것과 아울러, 온도보상의 조정을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치를 도시한 기능블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 전압제어 수정발진회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 정전압회로와 온도센서회로를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 정전압회로를 도시한 상세회로도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 온도센서회로를 도시한 상세회로도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 정전압회로와 온도센서회로를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 정전압회로를 도시한 상세회로도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 온도센서회로를 도시한 상세회로도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 온도센서회로를 도시한 상세회로도이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 제어회로를 도시한 상세회로도이다.
도 11의 (a)∼(c)는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 제어전압을 이용하여 전압제어 수정발진회로의 발진주파수를 보상하는 형태를 도시하며, 도 11의 (a)는 온도보상전의 발진주파수의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 11의 (b)는 제어회로가 출력하는 온도보상용 제어전압의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 11의 (c)는 제어전압을 전압제어 수정발진회로에 인가한 경우의 발진주파수와 기준주파수의 차의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 절선 근사를 이용하여 온도보상을 행하는 제어전압의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 ROM/RAM 회로를 도시한 상세회로도이다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 ROM/RAM 회로의 RAM 데이터입력시의 타이밍챠트이다.
도 15는 본 발명의 제 1 실시예의 제 1 변형예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 제어회로를 도시한 상세회로도이다.
도 16의 (a)∼(c)는 본 발명의 제 1 실시예의 제 2 변형예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 제어전압을 이용하여 전압제어 수정발진회로의 발진주파수를 보상하는 형태를 도시하며, 도 16의 (a)는 온도보상전의 발진주파수의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 16의 (b)는 제어회로가 출력하는 온도보상용 제어전압의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 16의 (c)는 제어전압을 전압제어 수정발진회로에 인가한 경우의 발진주파수와 기준주파수의 차의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 17의 (a)∼(c)는 본 발명의 제 1 실시예의 제 3 변형예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 제어전압을 이용하여 전압제어 수정발진회로의 발진주파수를 보상하는 형태를 도시하며, 도 17의 (a)는 온도보상전의 발진주파수의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 17의 (b)는 제어회로가 출력하는 온도보상용 제어전압의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 17의 (c)는 제어전압을 전압제어 수정발진회로에 인가한 경우의 발진주파수와 기준주파수의 차의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 제어회로의 여러가지의 제어회로방식에 의한 메모리 소요량의 비교를 나타낸 일람표이다.
도 19의 (a)는 온도보상전의 발진주파수의 3차 온도계수가 다른 경우의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 19의 (b)는 본 발명의 제 1 실시예의 제 4 변형예에 관한 수정발진장치에 있어서의 제어회로에서 출력되는 제어전압의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 20의 (a)∼(c)는 본 발명의 제 1 실시예의 제 4 변형예에 관한 수정발진장치에 있어서의 제어회로로부터 출력되는 제어전압의 생성방법을 나타낸 그래프이다.
도 21의 (a)는 본 발명의 제 1 실시예의 제 4 변형예에 관한 수정발진장치에 있어서의 제어회로로부터 출력되는 제어전압과 수정진동자 고유의 이상적인 제어전압의 각 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 21의 (b)는 이상제어전압과 근사제어전압의 차를 나타낸 그래프이다.
도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 온도보상용 함수발생회로를 도시한 기능블록도이다.
도 23의 (a)∼(d)는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 온도보상용 파라미터 및 변이점 온도를 조정함으로써 제어전압이 변화하는 형태를 설명한 그래프이다.
도 24는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 발진주파수의 조정방법을 설명하기 위한 기능블록도이다.
도 25는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치의 조정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 26의 (a)∼(c)는 이상적인 온도보상기능부설 수정발진장치의 조정방법을 설명한 그래프를 도시하며, 도 26의 (a)는 온도보상전의 발진주파수의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 26의 (b)는 온도보상용 제어전압의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이고, 도 26의 (c)는 온도보상후의 발진주파수와 기준주파수의 차의 주위온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 27은 종래의 온도보상기능부설 수정발진장치를 도시한 기능블록도이다.
도 28의 (a)∼(c)는 종래의 온도보상기능부설 수정발진장치의 온도보상방법을 설명한 그래프이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 원리적으로 주파수 점프가 생기지 않는 아날로그회로만을 이용하여 온도보상용 제어전압을 생성하는 것이다.
본 발명에 관한 함수발생회로는 주위온도에 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와, 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와, 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도를 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로를 구비하며, 제어신호를 온도의 함수로서 생성하는 함수발생회로에 있어서, 제어회로는 주위온도가 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 1 변화율로 변화하는 제 1 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 제 1 제어신호와 연속하고 또한 온도에 의존하지 않은 소정값인 제 2 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 제 2 제어신호와 연속하고 또 온도상승에 비례하여 제 2 변화율로 변화하는 제 3 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 제 3 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않은 소정값인 제 4 제어신호를 출력하며, 주위온도가 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 제 4 제어신호와 연속하고 온도의 상승에 비례하여 제 1 변화율과 동일극성의 제 3 변화율로 변화하는 제 5 제어신호를 출력한다.
본 발명의 함수발생회로에 의하면, 주위온도에 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와, 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와, 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 저온측에서 고온측의 온도영역까지의 전체영역에 걸쳐 연속하여 제어신호를 생성하는 제어회로를 구비하고 있기 때문에, 주위온도를 5개의 영역으로 분할하더라도 영역의 경계근방에서 주파수 점프가 발생하지 않으므로 근사오차가 작고 양호한 근사를 행할 수 있다. 또 아날로그회로만으로 구성되어 있기 때문에 디지털회로와 같이 클록생성회로를 필요로 하지 않으므로 클록노이즈가 혼입되는 일도 없다.
또 주위온도가 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 1 변화율로 변화하는 제 1 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 온도에 비례하여 제 2 변화율로 변화하는 제 3 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 온도에 비례하고 제 1 변화율과 동일극성의 제 3 변화율로 변화하는 제 5 제어신호를 출력하기 때문에 양(+)의 3차 성분을 갖는 온도함수에 대하여 5개의 직선으로 된 절선 근사를 이용하여 이 온도함수를 보상할 수 있다. 이에 따라 근사에 이용하는 직선의 개수가 5개로 비교적 적더라도 충분한 근사를 행할 수 있기 때문에, 절선 근사용 직선 비례계수 및 상수 등의 조정파라미터의 조합수가 감소되므로 보상대상이 되는 개개의 온도함수에 대하여 행하는 조정이 용이해진다.
본 발명의 함수발생회로에 있어서, 아날로그신호가 전압신호이고, 제 1 및 제 3 변화율이 음(-)의 변화율이고, 제 2 변화율이 양(+)의 변화율인 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 양의 3차 성분을 갖는 온도함수에 대하여 5개의 직선으로 된 절선 근사를 이용하여 그 온도함수를 확실히 보상할 수 있고, 또 이 전압신호를 전압제어에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 전압제어 수정발진회로의 제어신호로서 이용하면 주위온도의 온도의존성을 무시할 수 있을 정도의 원하는 발진주파수를 확실히 얻을 수 있다.
본 발명의 함수발생회로에 있어서, 제 1 제어신호, 제 2 제어신호, 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호에 있어서의 수정진동자의 주위온도에 대응하는 온도특성을 나타내는 그래프상에서, 제 1 제어신호와 제 5 제어신호가 그래프에서의 수정진동자의 발진주파수의 변이점 온도와 이 변이점 온도에 있어서의 제 3 제어신호의 값에 의해 결정되는 좌표점에 대하여 점대칭성을 갖고, 제 2 제어신호와 제 4 제어신호가 좌표점에 대하여 점대칭성을 갖고, 제 3 제어신호가 좌표점에 대하여 점대칭성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 절선 근사용 직선의 비례계수 및 상수 등의 조정파라미터의 조합수가 더욱 감소되므로 보상대상이 되는 개개의 온도함수에 대하여 한층 용이하게 조정할 수 있게 된다.
본 발명의 함수발생회로는 주위온도가 제 1 온도영역일 때에는 제 1 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 수정진동자에 있어서의 발진주파수의 온도특성의 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 1 비의 값을 갖고, 이 제 1 비의 값을 제어회로에 출력하고, 주위온도가 제 2 온도영역일 때에는 제 2 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 2 비의 값을 갖고, 해당 제 2 비의 값을 제어회로에 출력하며, 주위온도가 제 3 온도영역일 때에는 제 3 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 3 비의 값을 갖고, 이 제 3 비의 값을 제어회로에 출력하고, 주위온도가 제 4 온도영역일 때에는 제 4 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 4 비의 값을 갖고, 이 제 4 비의 값을 제어회로에 출력하며, 주위온도가 제 5 온도영역일 때에는 제 5 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 5 비의 값을 갖고, 이 제 5 비의 값을 제어회로에 출력하는 것과 아울러, 제 1 비의 값, 제 2 비의 값, 제 3 비의 값, 제 4 비의 값 및 제 5 비의 값을 기억하는 기억수단을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 수정진동자의 3차 온도계수를 조정할 때 직선의 비례계수에 대응하는 회로상수 및 직선의 상수에 대응하는 회로상수를 일괄해서 설정할 수 있기 때문에 수정진동자의 AT 컷의 절단각에 기인하는 3차 및 1차의 온도계수의 편차조정과 발진주파수의 절대값의 편차조정을 용이하고 확실히 행할 수 있다.
본 발명의 함수발생회로에 있어서, 제어회로는 컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 비례하여 감소하는 제 1 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 1 NPN 트랜지스터와, 컬렉터에 전원전압이 인가되고 주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 2 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 2 NPN 트랜지스터와, 컬렉터에 전원전압이 인가되고 주위온도에 비례하여 증가하는 제 3 전기신호가 베이스에 입력되고 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 3 NPN 트랜지스터와, 컬렉터와 베이스가 제 1 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 2 전류원의 출력측에 접속되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 4 NPN 트랜지스터와, 제 4 NPN 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 접속되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 1 PNP 트랜지스터와, 주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 4 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되어 컬렉터가 접지된 제 2 PNP 트랜지스터와, 주위온도에 비례하여 감소하는 제 5 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 3 PNP 트랜지스터와, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되어 컬렉터와 베이스가 제 3 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 4 전류원의 입력측에 접속된 제 4 PNP 트랜지스터를 갖고, 제 4 NPN 트랜지스터는 컬렉터에 제 1 전기신호, 제 2 전기신호 및 제 3 전기신호중 최대전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 6 전기신호로서 출력하고, 제 4 PNP 트랜지스터는 컬렉터에 제 4 전기신호, 제 5 전기신호 및 제 6 전기신호중 최소전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 7 전기신호로서 출력하고, 제 7 전기신호를 제어신호로서 출력하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 아날로그신호만으로 제어신호를 확실하게 생성할 수 있다.
본 발명의 함수발생회로에 있어서, 제 1 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 1 저항이 직렬로 접속되고, 제 2 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 2 저항이 직렬로 접속되고, 제 3 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 3 저항이 직렬로 접속되며, 제 4 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 4 저항이 직렬로 접속되며, 제 1 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 5 저항이 직렬로 접속되고, 제 2 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 6 저항이 직렬로 접속되고, 제 3 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 7 저항이 직렬로 접속되며, 제 4 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 8 저항이 직렬로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 제어신호에 있어서의 온도영역경계의 각 접속점이 순조롭게 접속되기 때문에 절선 근사이더라도 절선의 접속점에서의 근사오차가 작아진다.
본 발명에 관한 수정발진장치는 주위온도에 의존하지 않은 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와, 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와, 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로와, 제어회로로부터의 제어신호를 받아 이 제어신호에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 수정발진회로를 구비하며, 제어회로는 주위온도가 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 감소하는 제 1 제어신호를 출력하며, 주위온도가 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 제 1 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 제 2 제어신호와 연속하고 온도의 상승에 비례하여 증가하는 제 3 제어신호를 출력하며, 주위온도가 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 제 3 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 제 4 제어신호와 연속하고 온도의 상승에 비례하여 감소하는 제 5 제어신호를 출력함으로써 수정발진회로로부터 출력되는 발진주파수의 온도의존성을 보상한다.
본 발명의 수정발진장치에 의하면, 주위온도에 의존하지 않은 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와, 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와, 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받고, 저온측에서 고온측의 온도영역까지의 전체영역에 걸쳐 연속하여 제어신호를 생성하는 제어회로를 구비하고 있기 때문에, 주위온도를 5개의 영역으로 분할하더라도 영역의 경계근방에서 주파수 점프가 발생하지 않으므로 양호한 근사를 행할 수 있다. 또 주위온도가 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승과 함께 감소하는 제 1 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 온도에 비례하는 제 3 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승과 함께 감소하는 제 5 제어신호를 출력하기 때문에 양의 3차 성분을 갖는 온도함수에 대하여 5개의 직선으로 된 절선 근사를 이용하여 해당 온도함수를 보상할 수 있다.
본 발명의 수정발진장치에 있어서, 제 1 제어신호, 제 2 제어신호, 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호에 있어서의 수정진동자의 주위온도에 대응하는 온도특성을 나타내는 그래프상에서, 제 1 제어신호와 제 5 제어신호는 그래프에 있어서의 수정진동자의 발진주파수의 변이점 온도와 이 변이점 온도에 있어서의 제 3 제어신호의 값에 의해 결정되는 좌표점에 대하여 점대칭성을 갖고, 제 2 제어신호와 제 4 제어신호가 좌표점에 대하여 점대칭성을 갖고, 제 3 제어신호는 좌표점에 대하여 점대칭성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 절선 근사용 직선의 비례계수 및 상수 등의 조정파라미터의 조합수가 더욱 감소되므로 보상대상이 되는 개개의 온도함수에 대하여 한층 용이하게 조정할 수 있게 된다.
본 발명의 수정발진장치에 있어서, 주위온도가 제 1 온도영역일 때에는 제 1 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 수정진동자에 있어서의 발진주파수의 온도특성의 3차 계수의 관계를 규정하는 제 1 비의 값을 갖고, 이 제 1 비의 값을 제어회로에 출력하고, 주위온도가 제 2 온도영역일 때에는 제 2 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 2 비의 값을 갖고, 이 제 2 비의 값을 제어회로에 출력하며, 주위온도가 제 3 온도영역일 때에는 제 3 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 3 비의 값을 갖고, 이 제 3 비의 값을 제어회로에 출력하고, 주위온도가 제 4 온도영역일 때에는 제 4 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 4 비의 값을 갖고, 이 제 4 비의 값을 제어회로에 출력하고, 주위온도가 제 5 온도영역일 때에는 제 5 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 3차 계수와의 관계를 규정하는 제 5 비의 값을 갖고, 이 제 5 비의 값을 제어회로에 출력하는 것과 아울러, 제 1 비의 값, 제 2 비의 값, 제 3 비의 값, 제 4 비의 값 및 제 5 비의 값을 기억하는 기억수단을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 수정진동자의 3차 온도계수를 조정할 때 직선의 비례계수에 대응하는 회로상수 및 직선의 상수에 대응하는 회로상수를 일괄해서 설정할 수 있기 때문에 수정진동자의 AT 컷의 절단각에 기인하는 3차 및 1차의 온도계수의 편차조정과 발진주파수의 절대값의 편차조정을 용이하고 확실하게 행할 수 있다.
본 발명의 수정발진장치에 있어서, 제어회로는 컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 비례하여 감소하는 제 1 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 1 NPN 트랜지스터와, 컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 2 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 2 NPN 트랜지스터와, 컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 비례하여 증가하는 제 3 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 3 NPN 트랜지스터와, 컬렉터와 베이스가 제 1 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 2 전류원의 출력측에 접속되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 4 NPN 트랜지스터와, 제 4 NPN 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 접속되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 1 PNP 트랜지스터와, 주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 4 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 2 PNP 트랜지스터와, 주위온도에 비례하여 감소하는 제 5 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 3 PNP 트랜지스터와, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터와 베이스가 제 3 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 4 전류원의 입력측에 접속된 제 4 PNP 트랜지스터를 갖고, 제 4 NPN 트랜지스터는 컬렉터에 제 1 전기신호, 제 2 전기신호 및 제 3 전기신호 중 최대전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 6 전기신호로서 출력하고, 제 4 PNP 트랜지스터는 컬렉터에 제 4 전기신호, 제 5 전기신호 및 제 6 전기신호 중 최소전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 7 전기신호로서 출력하고, 제 7 전기신호를 제어신호로서 출력하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 아날로그신호만으로 확실히 제어신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 수정발진장치에 있어서, 제 1 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 1 저항이 직렬로 접속되고, 제 2 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 2 저항이 직렬로 접속되며, 제 3 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 3 저항이 직렬로 접속되고, 제 4 NPN 트랜지스터의 이미터와 제 1 전류원 사이에 제 4 저항이 직렬로 접속되며, 제 1 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 5 저항이 직렬로 접속되고, 제 2 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 6 저항이 직렬로 접속되며, 제 3 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 7 저항이 직렬로 접속되고, 제 4 PNP 트랜지스터의 이미터와 제 3 전류원 사이에 제 8 저항이 직렬로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 제어신호에 있어서의 온도영역경계의 각 접속점이 순조롭게 접속되기 때문에 절선 근사라도 절선의 접속점에서의 근사오차가 작아진다.
본 발명의 수정발진장치는 제어회로로부터 출력되는 제 1부터 제 5까지의 각 제어신호에 있어서의 수정발진회로의 발진주파수의 온도의존성을 보상하는 각 파라미터를 제어신호마다 변화시키면서 기억할 수 있는 RAM 회로와, 각 파라미터중 최적화된 파라미터를 제어신호마다 기억하는 프로그램 가능한 ROM 회로를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 외부로부터 입력된 제어신호마다의 RAM 회로의 데이터를 적당히 변화시키면서 제어신호를 조정하여 최적의 제어신호특성을 검출할 수 있는 것과 아울러, 검출된 최적데이터를 PROM 회로에 기입한 후에 실사용조건하에서 최적데이터를 판독하고, 주위온도에 대응한 제어신호를 확실히 출력시킬 수 있다.
본 발명의 수정발진장치는 제어회로가 출력하는 각 제어신호를 수정발진회로의 발진주파수의 온도의존성이 갖는 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도에 각각 대응하고 독립적으로 최적화하는 최적화수단을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 개개의 수정진동자의 발진주파수의 온도의존성에 대하여 확실히 대응할 수 있기 때문에 온도보상의 근사특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 수정발진장치의 조정방법은 주위온도에 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와, 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와, 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로와, 제어회로로부터의 제어신호를 받고, 이 제어신호에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 수정발진회로와, 제어회로로부터 출력되는 제 1부터 제 5까지의 각 제어신호에 있어서의 수정발진회로의 발진주파수의 온도의존성을 보상하는 각 파라미터를 제어신호마다 변화시키면서 기억하는 RAM 회로와, 각 파라미터중 최적화된 파라미터를 제어신호마다 기억하는 프로그램 가능한 ROM 회로를 구비하고, 제어회로는 주위온도가 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 감소하는 제 1 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 제 1 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 제 2 제어신호와 연속하고 온도상승에 비례하여 증가하는 제 3 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 제 3 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하고, 주위온도가 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 제 4 제어신호와 연속하고 온도상승에 비례하여 감소하는 제 5 제어신호를 출력하는 수정발진장치의 조정방법에 있어서, 수정발진장치를 제 1 온도영역에서 제 5 온도영역까지 연속하여 변화하는 온도하에 방치하고, 수정발진회로가 출력하는 발진주파수의 온도변동이 거의 0이 되도록 수정발진회로의 온도특성중 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도에 각각 대응하는 제어신호의 파라미터를 산출하여 고유파라미터를 결정하는 고유파라미터 결정공정과, 제어회로가 출력하는 제어신호의 초기온도특성을 측정한 후 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도에 각각 대응하는 제어신호의 파라미터를 산출하여 초기파라미터를 결정하는 초기파라미터 결정공정과, RAM 회로에 보유되어 있는 온도보상용 파라미터에 대응하는 데이터를 변경하여 초기온도특성의 변화량을 측정함으로써 온도보상용 파라미터에 대응하는 데이터에 있어서의 1단위당 제어신호의 변화량을 구하는 것과 아울러, 초기파라미터와 고유파라미터의 차를 구한 후 1단위당 제어신호의 변화량에 기초하여 차가 작아지도록 제어신호의 최적화 파라미터를 결정하고, 이 최적화 파라미터를 ROM 회로에 기입하는 최적화 파라미터 기입공정을 구비한다.
본 발명의 수정발진장치의 조정방법에 의하면, 수정발진장치를 제 1 온도영역부터 제 5 온도영역까지 연속하여 변화하는 온도하에 방치하고, 수정발진회로가 출력하는 발진주파수의 온도변동이 거의 O이 되도록 제어신호의 고유파라미터를 결정하는 것과 아울러, 제어신호의 초기파라미터를 결정한 후 RAM 회로에 보유되어 있는 온도보상용 파라미터에 대응하는 데이터를 변경하여 초기온도특성의 변화량을 측정함으로써 온도보상용 파라미터에 대응하는 데이터에 있어서의 1단위당 제어신호의 변화량을 구하는 것과 아울러, 초기파라미터와 고유파라미터의 차를 구한 후, 1단위당 제어신호의 변화량에 기초하여 이 차가 작아지도록 제어신호의 최적화 파라미터를 결정하고 있기 때문에 수정진동자의 AT 컷각의 편차, 발진주파수의 변위점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차의 편차 또는 변이점 온도의 편차에 대해서도 수정발진장치마다 용이하고 확실하게 조정할 수 있다. 또 주위온도를 5개의 영역으로 분할하고, 5개의 직선을 이용한 절선 근사를 행하고 있기 때문에 온도특성 보상용 파라미터의 수가 적어진다. 이로 인하여 RAM 회로 및 ROM 회로의 회로규모를 작게 할 수 있으므로 장치의 소형화가 용이하게 된다.
( 제 1 실시예 )
본 발명의 제 1 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치의 기능블록구성을 도시한다. 도 1에 도시한 온도보상기능부설 수정발진장치(=TCXO)(10)는 예를 들면 휴대전화기의 기준클록신호를 생성하기 위한 발진기로서, 전체온도범위에서 발진주파수의 주파수변동이 ±2.5ppm 이하가 되는 안정된 주파수 정밀도가 요구된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 온도보상기능부설 수정발진장치(10)에는 주위온도에 의존하지 않는 소정의 전압값을 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로로서의 정전압회로(12)와, 주위온도에 비례한 전압값을 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로로서의 온도센서회로(13)와, 정전압회로(12)로부터의 정전압출력과 온도센서회로(13)로부터의 온도에 비례한 전압출력을 받아 주위온도의 전체온도영역을 5개로 구분한 온도영역마다 온도와 대응한 전압을 출력하는 제 3 아날로그신호 생성회로(17)와, 제 3 아날로그신호 생성회로(17)로부터의 출력을 받아, 주위온도의 전체온도영역에 걸쳐 수정진동자의 온도특성을 보상하기 위한 음의 3차 곡선을 연속한 직선을 이용하여 절선 근사를 행하는 제어전압 Vc를 생성하는 제어회로(14)와, 제어회로(14)로부터의 제어전압 Vc를 받아 이 제어전압 Vc에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 전압제어 수정발진회로(이하, VCXO라 약칭함)(15)와, 제어회로(14)가 출력하는 제어전압 Vc에 대하여 VCXO(15)가 출력하는 발진주파수를 최적화하기 위해 제어전압 Vc의 온도특성을 보상하는 온도보상용 파라미터를 기억하는 ROM/RAM 회로(16)를 구비한다.
여기에서 주위온도는 VCXO(15)의 온도라도 되고 수정발진장치(10)의 온도라도 된다.
도 2는 본 실시예에 관한 VCXO(15)의 구체예로서 주지의 회로구성을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이 제어전압 Vc가 입력되는 입력단자(21)에는 바이어스저항(22)을 개재시킨 수정진동자(23)의 한쪽 단자가 접속되어 있다. 바이어스저항(22)과 수정진동자(23) 사이에는 캐소드측 단자가 접속되고 애노드측 단자가 접지된 버랙터 다이오드(24)가 설치되어 있고, 제어전압 Vc의 변동에 의해 버랙터 다이오드(24)의 용량이 변화함으로써 수정진동자(23)의 발진주파수가 변화된다. 수정진동자(23)의 다른쪽 단자에는 콜피츠형 수정발진회로(25)가 접속되고 이 콜피츠형 수정발진회로(25)의 발진출력 fout이 출력단자(26)에 출력된다.
이하 본 발명에 관한 정전압회로(12)와 온도센서회로(13)를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에서의 정전압회로(12)와 온도센서회로(13)로 이루어지고, 주위온도 Ta의 상승에 비례하여 전압값이 감소하는 제 1 제어전압 y1 또는 제 5 제어전압 y5를 생성하여 출력하는 단조감소 전압생성회로(3O)의 회로구성을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이 단조감소 전압생성회로(30)는 정전압회로(31)와, 온도센서회로로서의 밴드 갭 레퍼런스회로(32)와, 전류미러회로(33)로 구성되어 있고, 밴드 갭 레퍼런스회로(32)에 있어서 주위온도 Ta에 의존하지 않는 약 1.25V의 기준전압 V0을 발생시켜 이 기준전압 V0에 기초하여 정전압회로(31)에 있어서 정전류 I0을 생성한다.
또 밴드 갭 레퍼런스회로(32)에 있어서 주위온도 Ta에 의존하는 전류 ITO을 생성하는 것과 아울러, 전류미러회로(33)에 있어서 주위온도 Ta에 비례하는 전류 IT를 생성하고, 정전압회로(31)와 전류미러회로(33)의 접속부로부터 정전류 I0과, 주위온도 Ta에 비례하는 전류 IT와의 차전류 I0 -IT를 인출하고, 저항(34)을 이용하여 전류전압변환을 행하고, 주위온도 Ta의 상승에 따라 감소하는 전압인 제 1 제어전압 y1 또는 제 5 제어전압 y5를 생성한다. 여기에서 제 1 제어전압 y1 또는 제 5 제어전압 y5의 절대값은 정전압회로(31)에 있어서의 전원전압 Vcc가 인가되는 저항(31a)의 저항값을 각각 조정하여 설정된다.
도 4는 도 3에 도시된 정전압회로(31)의 다른 회로구성예를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이 정전압회로(31)는 밴드 갭 레퍼런스회로(32)로부터의 출력전압인 주위온도 Ta에 의존하지 않는 기준전압 V0이 정상단자에 입력되는 연산증폭기(311)와, 베이스에 연산증폭기(311)의 출력을 받고, 이미터가 연산증폭기(311)의 역상단자 및 저항(31a)과 접속된 NPN 트랜지스터(312)와, 컬렉터가 NPN 트랜지스터(312)의 컬렉터와 접속된 PNP 트랜지스터(313)와, 일단이 NPN 트랜지스터(312)의 이미터와 접속되고 타단이 접지된 저항(31a)을 갖고 있다. PNP 트랜지스터(315)로부터 PNP 트랜지스터(316)를 통해 흐르는 전류 I00이 저항(31a)에 흘러 주위온도 Ta에 의존하지 않는 기준전압 V0을 생성하고, 즉 PNP 트랜지스터(313)의 베이스의 전위 Vbc가 주위온도 Ta에 의존하지 않는 정전류 I0의 생성에 기여한다.
또 정전압회로(31)는 도 1에 도시된 ROM/RAM 회로(16)와 접속되어 있고, 복수의 온도보상용 파라미터의 조정을 가능하게 하고 있다. 예를 들면 ROM/RAM 회로(16)로부터 변이점 온도를 결정하는 5비트신호 Ti가 입력되면 이 5비트신호 Ti의 변화에 대응할 수 있도록 베이스전압 Vbc가 각 베이스에 공통으로 인가되는 5개의 PNP 트랜지스터(315)와, NPN 트랜지스터(312)의 이미터로의 전류귀환을 위한 5개의 PNP 트랜지스터(316)와, 5비트신호 Ti에 의해 각각 개폐되는 스위칭용 5개의 NPN 트랜지스터(317)를 추가로 갖고 있다.
도 5는 도 3에 도시된 밴드 갭 레퍼런스회로(32) 및 전류미러회로(33)의 다른 회로구성예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이 밴드 갭 레퍼런스회로(32)는 베이스가 서로 접속된 1쌍의 PNP 트랜지스터(321, 322)와, PNP 트랜지스터(321)의 컬렉터와 베이스에 병렬로 접속되고, 베이스가 서로 접속된 4개의 NPN 트랜지스터(323, 324, 325, 326)와, NPN 트랜지스터(323, 324, 325, 326)의 베이스를 공유하고, PNP 트랜지스터(322)의 컬렉터와 저항(327)을 통해 접속된 NPN 트랜지스터(328)와, 일단이 4개의 NPN 트랜지스터(323, 324, 325, 326)의 공통 이미터와 접속되고 타단이 접지된 저항(329)을 갖고 있다. 1쌍의 PNP 트랜지스터(321, 322)의 베이스전압 Vbt는 주위온도 Ta에 비례하여 증가하는 전류전달을 위한 전압이다.
또 도 5에 도시한 전류미러회로(33)는 도 1에 도시된 ROM/RAM 회로(16)와 접속되어 있고, 온도보상용 파라미터의 조정을 가능하게 하고 있다. 예를 들면 ROM/RAM 회로(16)로부터 제 1 제어전압 y1의 상수항에 상당하는 4비트신호 b1 또는 제 5 제어전압 y5의 상수항에 상당하는 4비트신호 b5가 입력되면, 이 4비트신호 b1 또 는 b5의 변화에 대응할 수 있도록 정전압회로(31)로부터의 베이스전압 Vbc가 서로 공유하는 베이스에 인가되는 4개의 PNP 트랜지스터(331)와, 정전류 I0를 전달하기 위한 4개의 PNP 트랜지스터(332)와, 4개의 PNP 트랜지스터(332)와 각각 병렬로 접속되고 4비트신호 b1 또는 b5에 의해 각각 개폐되는 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(333)를 구비한다. 또 서로 공유하는 베이스에 밴드 갭 레퍼런스회로(32)로부터의 온도에 의존하는 베이스전압 Vbt가 인가되는 4개의 PNP 트랜지스터(334)와, 4개의 PNP 트랜지스터(334)와 각각 병렬로 접속되고, 전류를 미러 반전하여 흡수하기 위한 4조의 전류미러회로를 구성하는 8개의 NPN 트랜지스터(335)와, 4조의 NPN 트랜지스터(335)와 병렬로 접속되고 제 1 제어전압 y1의 비례계수에 상당하는 4비트신호 a1 또는 제 5 제어전압 y5의 비례계수에 상당하는 4비트신호 a5를 받고 이 신호에 의해 각각 개폐되는 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(336)를 갖고 있다. 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(333) 중 온(ON)이 되는 트랜지스터수가 4비트신호 b1 또는 b5에 의해 변경되면 정전류 I0이 증감하는 것과 아울러, 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(336) 중 온이 되는 트랜지스터수가 4비트신호 a1 또는 a5에 의해 변경되면 온도에 의존하는 전류 IT가 증감하므로, 그 결과 제 1 제어전압 y1 또는 제 5 제어전압 y5를 결정하는 출력전류량 I0 -IT가 증감한다.
도 6은 도 1에서의 정전압회로(12)와 온도센서회로(13)로 이루어지고, 주위온도 Ta의 상승에 비례하여 전압값이 증가하는 제 3 제어전압 y3을 생성하여 출력하는 단조증가 전압생성회로(40)의 회로구성의 상세를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이 단조증가 전압생성회로(40)는 정전압회로(41)와 온도센서회로로서의 밴드 갭 레퍼런스회로(42)와 전류미러회로(43)로 구성되어 있고, 밴드 갭 레퍼런스회로(42)에서 주위온도 Ta에 의존하지 않는 약 1.25V의 기준전압 VO를 발생시켜 이 기준전압 VO에 기초하여 정전압회로(41)에서 정전류 I0을 생성한다.
또 밴드 갭 레퍼런스회로(42)에 있어서 주위온도 Ta에 의존하는 전류 ITO를 생성하는 것과 아울러, 전류미러회로(43)에 있어서 주위온도 Ta에 비례하는 전류 IT를 생성하고, 정전압회로(41)와 전류미러회로(43) 사이로부터 주위온도 Ta에 비례하는 전류 IT와 정전류 I0의 차전류 IT -I0을 인출하고, 저항(44)을 이용하여 전류전압변환을 행하고, 주위온도 Ta에 비례하는 전압인 제 3 제어전압 y3을 생성한다. 여기에서 상온에서의 제 3 제어전압 y3의 변위점온도에서의 기준주파수를 부여하는 전압과의 전압차는 정전압회로(41) 내의 저항(41a)의 저항값을 조정하여 설정된다.
도 7은 정전압회로(41)의 회로구성의 상세를 도시한다. 도 7에서 도 4에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여함으로써 설명을 생략한다. 여기에서 정전압회로(41)와 정전압회로(31)는 물론 회로상수가 다르다.
도 8은 밴드 갭 레퍼런스회로(42) 및 전류미러회로(43)의 회로구성의 상세를 도시한다. 도 8에서의 밴드 갭 레퍼런스회로(42)는 도 5에 도시된 밴드 갭 레퍼런스회로(32)와 동일한 구성이기 때문에 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여함으로써 설명을 생략한다. 도 8에서 전류미러회로(43)는 도 1에 도시된 ROM/RAM 회로(16)와 접속되어 있고, 온도보상용 파라미터의 조정을 가능하게 하고 있다. 예를 들면 ROM/RAM 회로(16)로부터 제 3 제어전압 y3의 비례계수에 상당하는 4비트신호 a3이 입력되면 이 4비트신호 a3의 변화에 대응할 수 있도록 밴드 갭 레퍼런스회로(42)로부터 입력되고, 온도의존성을 갖는 베이스전압 Vbt가 서로 공유하는 베이스에 인가되는 4개의 PNP 트랜지스터(431)와, 주위온도 Ta에 비례하는 전류 IT를 전달하기 위한 4개의 PNP 트랜지스터(432)와, 4개의 PNP 트랜지스터(432)와 각각 병렬로 접속되고 4비트신호 a3에 의해 각각 개폐되는 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(433)를 구비한다. 또 서로 공유하는 베이스에 정전압회로(41)로부터 입력되는 베이스전압 Vbc가 인가되는 4개의 PNP 트랜지스터(434)와, 4개의 PNP 트랜지스터(434)와 각각 병렬로 접속되고 전류를 미러반전하여 흡수하기 위한 4조의 전류미러회로를 구성하는 8개의 NPN 트랜지스터(435)와, 4조의 NPN 트랜지스터(435)와 병렬로 접속되고 4비트신호 a3에 의해 각각 개폐되는 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(436)를 갖고 있다. 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(433) 중 온이 되는 트랜지스터수와, 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(436) 중 온이 되는 트랜지스터수가 4비트신호 a3에 의해 변경되면 제 3 제어전압 y3을 결정하는 출력전류량 IT -I0이 증감한다.
도 9는 도 1에서의 정전압회로(12)와 온도센서회로(13)로 이루어지며, 주위온도 Ta에 의존하지 않는 제 2 제어전압 y2 및 제 4 제어전압 y4를 생성하여 출력하는 정전압생성회로의 회로구성의 일부를 도시한다. 정전압생성회로는 정전압회로(도시생략)와 온도센서회로로서의 밴드 갭 레퍼런스회로(42A)와 전류미러회로(43A)로 구성되어 있다. 정전압회로의 회로구성은 도 7에 도시된 정전압회로(41)와 같은 구성으로 한다. 도 9에서의 밴드 갭 레퍼런스회로(42A)는 도 8에 도시된 밴드 갭 레퍼런스회로(42)와 동일한 구성이기 때문에 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여함으로써 설명을 생략한다.
또 도 9에 도시한 전류미러회로(43A)는 도 1에 도시된 ROM/RAM 회로(16)와 접속되어 있고, 온도보상용 파라미터의 조정을 가능하게 하고 있다. 예를 들면 ROM/RAM 회로(16)로부터 제 4 제어전압 y4의 상수항에 상당하는 4비트신호 b4가 입력되면, 이 4비트신호 b4의 변화에 대응할 수 있도록 정전압회로로부터 입력되는 베이스전압 Vbc가 서로 공유하는 베이스에 인가되는 4개의 PNP 트랜지스터(431)와, 정전류 I0을 전달하기 위한 4개의 PNP 트랜지스터(432)와, 4개의 PNP 트랜지스터(432)와 각각 병렬로 접속되고 4비트신호 b4에 의해 각각 개폐되는 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(433)를 구비하고 있다. 또 서로 공유하는 베이스에 정전압회로로부터 입력되는 베이스전압 Vbc가 인가되는 4개의 PNP 트랜지스터(434)와, 4개의 PNP 트랜지스터(434)와 각각 병렬로 접속되고 정전류 I0을 미러반전하여 흡수하기 위한 4조의 전류미러회로를 구성하는 8개의 NPN 트랜지스터(435)와, 4조의 NPN 트랜지스터(435)와 병렬로 접속되고 4비트신호 b2에 의해 각각 개폐되는 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(436)를 갖고 있다. 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(433) 중 온이 되는 트랜지스터수가 4비트신호 b4에 의해 변경되면 제 4 제어전압 y4를 결정하는 전류량이 증감하는 것과 아울러, 스위칭용의 4개의 NPN 트랜지스터(436) 중 온이 되는 트랜지스터수가 4비트신호 b2에 의해 변경되면 제 2 제어전압 y2를 결정하는 전류량이 증감한다.
이하 본 발명에 관한 제어회로(14)를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 10은 도 1에서의 제어회로(14)의 회로구성의 상세를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이 VCXO(15)의 온도보상용 제어전압 Vc를 생성하는 제어회로(14)는 도 1에서의 정전압회로(12) 및 온도센서회로(13)에 의해 생성되는 제 1 제어전압 y1, 제 2 제어전압 y2 및 제 3 제어전압 y3이 입력되고, 그 중의 최대전압값을 선택하여 제 6 제어전압 y6으로서 출력하는 MAX 회로(14a)와, 도 1에서의 정전압회로(12) 및 온도센서회로(13)에 의해 생성되는 제 4 제어전압 y4 및 제 5 제어전압 y5 및 MAX 회로(14a)로부터의 제 6 제어전압 y6이 입력되고, 그 중의 최소전압값을 선택하여 제 7 제어전압 y7로서 출력하는 MIN 회로(14b)로 구성된다. 제 7 제어전압 y7이, 즉 온도보상용의 제어전압 Vc가 된다.
MAX 회로(14a)는 컬렉터에 전원전압 Vcc가 인가되고 베이스에 제 1 제어전압 y1이 인가되고 이미터가 제 1 정전류원 I1의 입력측에 접속된 제 1 NPN 트랜지스터 Q1과, 컬렉터에 전원전압 Vcc가 인가되고 베이스에 제 2 제어전압 y2가 인가되고 이미터가 제 1 정전류원 I1의 입력측에 접속된 제 2 NPN 트랜지스터 Q2와, 컬렉터에 전원전압 Vcc가 인가되고 베이스에 제 3 제어전압 y3이 인가되고 이미터가 제 1 정전류원 I1의 입력측에 접속된 제 3 NPN 트랜지스터 Q3과, 컬렉터와 베이스가 제 1 정전류원 I1의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 2 정전류원 I2의 출력측에 접속되고, 이미터가 제 1 정전류원 I1의 입력측에 접속되고 컬렉터에 제 1 제어전압 y1, 제 2 제어전압 y2 및 제 3 제어전압 y3 중 최대전압값을 선택하여 제 6 제어전압 y6으로서 출력하는 제 4 NPN 트랜지스터 Q7로 구성된다.
MIN 회로(14b)는 베이스가 제 4 NPN 트랜지스터 Q7의 컬렉터에 접속되고, 이미터가 제 3 정전류원 I3의 출력측에 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 1 PNP 트랜지스터 Q6과, 베이스에 제 4 제어전압 y4가 인가되고, 이미터가 제 3 정전류원 I3의 출력측에 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 2 PNP 트랜지스터 Q4와, 베이스에 제 5 제어전압 y5가 인가되고, 이미터가 제 3 정전류원 I3의 출력측에 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 3 PNP 트랜지스터 Q5와, 이미터가 제 3 정전류원 I3의 출력측에 접속되고, 컬렉터와 베이스가 제 3 정전류원 I3의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 4 정전류원 I4의 입력측에 접속되고, 컬렉터에 제 4 제어전압 y4, 제 5 제어전압 y5 및 제 6 제어전압 y6 중 최소전압값을 선택하여 제 7 제어전압 y7로서 출력하는 제 4 PNP 트랜지스터 Q8로 구성된다.
이상과 같이 구성된 MAX 회로(14a) 및 NIN 회로(14b)의 동작을 설명한다.
MAX 회로(14a)에서의 제 1 NPN 트랜지스터 Q1, 제 2 NPN 트랜지스터 Q2 및 제 3 NPN 트랜지스터 Q3은 컬렉터와 이미터를 서로 공유하고, 제 2 정전류원 I2는 제 4 NPN 트랜지스터 Q7을 통해 제 1 정전류원 I1로 흐르고, 전류값 I2가 I1/2로 설정되어 있기 때문에, 전류값 I1의 나머지 전류값 I1/2는 이들 제 1 NPN 트랜지스터 Q1, 제 2 NPN 트랜지스터 Q2 및 제 3 NPN 트랜지스터 Q3 중 베이스에 최대전압값이 인가되는 트랜지스터에 흐르게 된다. 그 결과 제 4 NPN 트랜지스터 Q7의 베이스와 이미터 사이의 전위차와 제 1 NPN 트랜지스터 Q1, 제 2 NPN 트랜지스터 Q2 및 제 3 NPN 트랜지스터 Q3 중 최대전압값이 인가된 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이의 전위차는 같게 되기 때문에 제 4 NPN 트랜지스터 Q7의 컬렉터·베이스 공통의 전압값은 제 1 제어전압 y1, 제 2 제어전압 y2 및 제 3 제어전압 y3 중 최대전압값과 같게 된다.
또 MIN 회로(14b)에서의 제 1 PNP 트랜지스터 Q6, 제 2 PNP 트랜지스터 Q4 및 제 3 PNP 트랜지스터 Q5는 이미터가 서로 공유되고, 컬렉터가 어느것이나 접지되어 있기 때문에, 제 4 PNP 트랜지스터 Q8의 컬렉터 ·베이스 공통의 전압은 제 1 PNP 트랜지스터 Q6, 제 2 PNP 트랜지스터 Q4 및 제 3 PNP 트랜지스터 Q5 중 최소전압값과 같게 된다.
이와 같이 본 실시예에 관한 VCXO(15)의 온도보상용 제어전압 Vc를 생성하는 제어회로(14)에 의하면 복수의 간단한 바이폴라회로를 이용하여 제어전압 Vc로서의 제 7 제어전압 y7을 연속한 직선형상으로 변화하는 5개의 제어전압군으로서 출력함으로써 온도보상특성의 절선 근사를 행할 수 있다.
또 온도보상용 제어전압 Vc를 생성하는 함수발생회로로서의 정전압회로(12), 온도센서회로(13) 및 제어회로(14)는 어느것이나 아날로그회로만으로 이루어지기 때문에, 원리적으로 양자 노이즈가 발생하지 않으므로 절선의 접속부에서 주파수 점프가 생기지 않는다. 게다가 이 함수발생회로 자체에 클록생성회로를 필요로 하지 않기 때문에 클록노이즈도 혼입되는 일이 없다.
또 MAX 회로(14a)와 MIN 회로(14b)의 접속순서는 MAX 회로(14a)의 출력을 MIN 회로(14b)가 받도록 하였지만, 반대라도 된다. 즉 제 3 제어전압 y3, 제 4 제어전압 y4 및 제 5 제어전압 y5를 MIN 회로(14b)에 입력하고, 그 출력값을 제 6 제어전압 y6으로 한다. 이 제 6 제어전압 y6, 제 1 제어전압 y1 및 제 2 제어전압 y2를 MAX 회로(14a)에 입력하고, MAX 회로(14a)의 출력신호를 제어회로의 출력신호인 제 7 제어전압 y7로 하면 된다.
이하 도 1에서의 함수발생회로로서의 정전압회로(12), 온도센서회로(13) 및 제어회로(14)에 의해서 생성되는 온도보상용 제어전압 Vc를 그래프 및 수식을 이용하여 설명한다.
도 11의 (a)∼(c)는 온도보상용 제어전압 Vc를 이용하여 VCXO(15)의 발진주파수 f가 보상되는 형태로서, 도 11의 (a)는 온도보상을 행하지 않는 경우의 VCXO(15)가 출력하는 발진주파수 f의 주위온도 Ta 의존성을 나타내며, f0은 사양서에 의해 결정되는, 예를 들면 휴대전화의 기준주파수이다. 도 11의 (b)는 제어회로(14)가 출력하는 온도보상용 제어전압 Vc(= 제 7 제어전압 y7)의 주위온도 Ta 의존성을 나타내며, 도 11의 (c)는 제어전압 Vc를 VCXO(15)에 인가한 경우의 이 VCXO(15)의 발진주파수 f와 기준주파수 f0의 차 △f의 온도의존성을 나타낸다.
도 12는 도 11의 (b)의 상세를 도시하며, 제 1 온도영역(T0 ≤Ta < T1)에서의 제 1 제어전압 y1, 제 2 온도영역(T1 ≤Ta < T2 )에서의 제 2 제어전압 y2, 제 3 온도영역(T2 ≤Ta < T3 )에서의 제 3 제어전압 y3, 제 4 온도영역(T3 ≤Ta < T4 )에서의 제 4 제어전압 y4 및 제 5 온도영역(T4 ≤Ta ≤T5)에서의 제 5 제어전압 y5를 각각 도시한 절선 형상의 직선군을 나타낸다. 도 12에 도시된 바와 같이, X축에 주위온도 Ta를 취하고, Y축에 제어전압 Vc를 취하고, 제어전압 Vc의 중심온도를 Ti, 중심온도 Ti에서의 기준주파수를 인가하는 전압과의 전압차를 로 하고 있다.
이하에 y1∼y5의 각 1차 함수식을 나타낸다.
여기에서 중심온도 Ti는 수정진동자의 변이점 온도에 대응하고, 일반적인 수정진동자에서는 약 25℃이다.
이하 도 10에서의 MAX 회로(14a) 및 MIN 회로(14b)에 기초하여 제 6 제어전압 y6과 제 1∼제 3 제어전압 y1, y2, y3의 관계 및 제 7 제어전압 y7, 즉 제어전압 Vc와 제 4∼제 6 제어전압 y4, y5, y6의 관계를 설명한다.
MAX 회로(14a)에서 제 1 NPN 트랜지스터 Q1의 이미터전류를 IEQ1, 제 2 NPN 트랜지스터 Q2의 이미터전류를 IEQ2, 제 3 NPN 트랜지스터 Q3의 이미터전류를 IEQ3 및 제 4 NPN 트랜지스터 Q7의 이미터전류를 IEQ7로 하면,
의 관계가 성립한다.
또 각 NPN 트랜지스터에는,
(단, ISN은 NPN 트랜지스터의 역방향 포화전류이고, q는 전자의 전하량이고, k는 볼트만상수이고, T는 절대온도이고, V1은 각 NPN 트랜지스터의 공통이미터전위임)
따라서 수학식 7∼1O을 수학식 6에 대입하여, y6에 대하여 풀면 제 6 제어전압 y6과 제 1∼제 3 제어전압 y1, y2, y3과의 관계식인 다음의 수학식 11을 얻을 수 있다.
마찬가지로 MIN 회로(14b)에서 제 1 PNP 트랜지스터 Q6의 이미터전류를 IEQ6,제 2 PNP 트랜지스터 Q4의 이미터전류를 IEQ4, 제 3 PNP 트랜지스터 Q5의 이미터전류를 IEQ5 및 제 4 PNP 트랜지스터 Q8의 이미터전류를 IEQ8로 하면,
의 관계가 성립한다.
또 각 PNP 트랜지스터에는,
(단, Isp는 PNP 트랜지스터의 역방향 포화전류이고, q는 전자의 전하량이고, k는 볼트만상수이고, T는 절대온도이며, V2는 각 PNP 트랜지스터의 공통이미터전위임)
따라서 수학식 13∼16을 수학식 12에 대입하여, y7에 대하여 풀면 제 7 제어전압 y7과 제 4∼제 6 제어전압 y4, y5, y6과의 관계식인 다음의 수학식 17을 얻을 수 있다.
또 수학식 11에 있어서의 제 6 제어전압 y6을 수학식 17에 대입하면 원하는 수학식 18을 얻을 수 있다.
이하 도 1에 도시된 본 실시예에 있어서의 ROM/RAM 회로(16)의 구체예를 설명하기로 한다.
도 13은 본 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 ROM/ RAM 회로의 회로구성을 도시하며, 도 13에 도시된 바와 같이, 예를 들면 직렬로 접속된 4개의 플립플롭으로 된 직렬데이터 입력부로서의 RAM 데이터 입력회로(161)와, 이 RAM 데이터입력회로(161)의 출력데이터를 받아, 1비트마다 기억하는 4개의 프로그램 가능한 ROM으로 된 PROM 회로(162)와, 외부로부터의 선택신호 SEL을 받아, RAM 데이터 입력회로(161)로부터의 출력데이터 및 PROM 회로(162)로부터의 출력데이터를 선택하는 스위치회로(163)로 구성된다. 여기에서 ROM/RAM 회로(16)의 출력데이터는 예를 들면 도 5에 도시된 전류미러회로(33)에 4비트신호(a1) 등으로서 출력된다. 또 ROM/RAM 회로(16)는 4비트데이터에 대응할 수 있도록 구성되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 후술하는 온도보상용 파라미터의 수에 맞추어 비트수를 정하면 된다.
도 14에 도시한 RAM 데이터 입력시의 타이밍챠트에 기초하여 ROM/RAM 회로(16)의 동작을 설명한다.
우선 도 13에 도시한 PROM 회로(162)에 원하는 데이터를 기입하려면 RAM 데이터 입력회로(161)에서의 동작 인에이블신호인 C/E 신호를 온으로 하여 데이터 입력을 가능하게 하는 것과 아울러, PROM 회로(162)에서의 판독기입신호 W/R을 기입모드로 설정한다. 클록신호 CLK의 상승에 맞추어 RAM 데이터 입력회로(161)에 예를 들면 1, 1, 0, 1로 된 직렬데이터를 데이터 입력단자 DATA로부터 차례로 입력하면, 도 14에 도시된 바와 같이 제 1 플립플롭의 출력단자 OUT1에 제 1 출력데이터의 1이 출력되고, 제 2 플립플롭의 출력단자 OUT2에 제 2 출력데이터의 0이 출력되고, 제 3 플립플롭의 출력단자 OUT3에 제 3 출력데이터의 1이 출력되고, 제 4 플립플롭의 출력단자 OUT4에 제 4 출력데이터의 1이 출력된다. 다음으로 도 13에 도시한 PROM 회로(162)에 있어서, 제 1 출력데이터는 PROM1에, 제 2 출력데이터는 PROM2에, 제 3 출력데이터는 PROM3에, 제 4 출력데이터는 PROM4에 각각 저장된다.
RAM 데이터 입력회로(161)에 입력된 데이터를 그대로 출력하려면 스위치회로(163)에서의 선택신호 SEL을 스루측에 설정하면 되고, 또 PROM 회로(162)에 저장된 데이터를 판독하려면 스위치회로(163)에서의 선택신호 SEL을 PROM 측에 설정하면 된다.
( 제 1 실시예의 제 1 변형예 )
이하 본 발명의 제 1 실시예의 제 1 변형예를 도면에 기초하여 설명하기로 한다.
도 15는 제 1 실시예의 제 1 변형예에 관한 수정발진장치의 제어회로의 회로구성을 도시한다. 도 15에서 도 10에 도시한 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여함으로써 설명을 생략한다. 도 15에 도시한 제어회로(14)는 도 1에 서의 정전압회로(12) 및 온도센서회로(13)에 의해 생성되는 제 1 제어전압 y1, 제 2 제어전압 y2 및 제 3 제어전압 y3이 입력되고, 그 중의 최대전압값을 선택하여 제 6 제어전압 y6으로서 출력하는 MAX 회로(14c)와, 도 1에서의 정전압회로(12) 및 온도센서회로(13)에 의해 생성되는 제 4 제어전압 y4 및 제 5 제어전압 y5 및 MAX 회로(14a)로부터의 제 6 제어전압 y6이 입력되고, 그 중의 최소전압값을 선택하여 제 7 제어전압 y7로서 출력하는 MIN 회로(14d)로 구성된다.
MAX 회로(14c)에는 제 1 NPN 트랜지스터 Q1의 이미터와 제 1 정전류원 I1 사이에 제 1 저항 R1이 직렬로 접속되고, 제 2 NPN 트랜지스터 Q2의 이미터와 제 1 정전류원 I1 사이에 제 2 저항 R2가 직렬로 접속되고, 제 3 NPN 트랜지스터 Q3의 이미터와 제 1 정전류원 I1 사이에 제 3 저항 R3이 직렬로 접속되고, 제 4 NPN 트랜지스터 Q7의 이미터와 제 1 정전류원 I0 사이에 제 4 저항 R7이 직렬로 접속되어 있다.
마찬가지로 MIN 회로(14d)에는 제 1 PNP 트랜지스터 Q6의 이미터와 제 3 정전류원 I3 사이에 제 5 저항 R6이 직렬로 접속되고, 제 2 PNP 트랜지스터 Q4의 이미터와 제 3 정전류원 I3 사이에 제 6 저항 R4가 직렬로 접속되고, 제 3 PNP 트랜지스터 Q5의 이미터와 제 3 정전류원 사이에 제 7 저항 R5가 직렬로 접속되고, 제 4 PNP 트랜지스터 Q8의 이미터와 제 3 정전류원 I3 사이에 제 8 저항 R8이 직렬로 접속되어 있다.
본 변형예에 의하면 MAX 회로(14c)에서의 각 NPN 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q7)의 이미터에는 각각 저항이 직렬로 접속되고, MIN 회로(14d)에서의 각 PNP 트랜지스터(Q6, Q4, Q5, Q8)의 이미터에는 각각 저항이 직렬로 접속되어 있기 때문에, 도 12에서의 제어전압 Vc에서의 각 온도영역의 접속점이 순조롭게 접속된다. 일반적으로 절선을 이용한 3차 함수 근사에 있어서는 온도보상후의 발진주파수 f와 수정진동자의 기준주파수 f0의 차인 근사오차 △f(=f-f'0)는 절선끼리의 접속부에서 최대가 되지만, 각 온도영역의 접속점이 순조롭게 접속되기 때문에 근사오차를 작게 할 수 있다.
( 제 1 실시예의 제 2 변형예 )
이하 본 발명의 제 1 실시예의 제 2 변형예를 도면에 기초하여 설명하기로 한다.
도 16은 제 1 실시예의 제 2 변형예에 관한 수정발진장치의 제어회로를 이용한 발진주파수의 온도의존성을 도시하며, 도 16의 (a)는 온도보상전의 발진주파수의 온도의존성을 나타내며, 도 16의 (b)는 본 변형예에 관한 제어회로에 의해 생성되는 VCXO의 온도보상용 제어전압 Vc의 온도의존성을 나타내며, 도 16의 (c)는 이 제어전압 Vc를 이용하여 온도보상된 발진주파수 f와 기준주파수 f0의 오차성분으로 이루어지는 차 △f의 온도의존성을 나타낸다.
본 변형예의 특징으로서 각 온도영역의 경계에서 서로 접속하는 제어전압끼리를 온도변화에 대응하여 아날로그적으로 서서히 변동시켜 자연스럽게 접속시킴으로써 더욱 3차 함수에 가까운 제어전압을 생성하기 때문에 발진주파수 오차 △f가 작아진다.
또 도 17에 도시된 바와 같이 주위온도 Ta를 T0 ≤Ta < T1, T1 ≤Ta < T2 및 T2 ≤Ta ≤T3으로 된 3가지 영역으로 분할하고, 3개의 제어전압으로 된 직선 y11, y12, y13만을 이용하였다고 해도 각 접속점 근방을 아날로그적으로 순조롭게 접속시킴으로써 5개의 직선군 y1∼y5를 이용하여 근사를 행하는 것과 동일한 효과를 갖게 하는 것이 가능해진다.
후술하는 바와 같이 온도보상의 조정방법에 있어서, 절선 근사에 이용하는 직선의 개수를 적게 하는 것은 ROM/RAM 회로의 메모리용량을 작게 할 수 있는 중요한 요인이 된다.
( 제 1 실시예의 제 3 변형예 )
이하 본 발명의 제 1 실시예의 제 3 변형예를 설명하기로 한다.
도 11의 (a)에 도시한 바와 같이 본 변형예는 수정진동자의 발진주파수 f의 온도특성이 변이점 온도 Ti를 중심으로 하여 저온측과 고온측에 있어서 점대칭인 것을 이용하고, 변이점 온도 Ti를 중심으로 하여 저온측과 고온측이 점대칭이 되는 제어전압 Vc군을 생성하는 것을 특징으로 한다.
즉 상술한 제 1∼제 5 제어전압 y1∼y5를 나타내는 수학식 1∼5 중 수학식 1의 비례계수 a1과 수학식 5의 비례계수 a5가 같고, 수학식 1의 상수 b1과 수학식 5의 상수 b5가 같고, 수학식 2의 상수 b2와 수학식 4의 상수 b4가 같다.
이와 같이 하면 제어회로(14)의 저온측과 고온측의 온도특성을 결정하는 하나의 내부소자의 회로상수를 다른 내부소자의 회로상수에 대한 소정비율로 설계할 수 있기 때문에 ROM/RAM 회로(16)의 메모리량을 대폭 줄일 수 있다.
여기에서 수정진동자의 온도보상용 제어전압 Vc를 하기의 3차함수로서 나타내기로 한다.
(단, 는 음의 3차 온도계수이고, 는 1차 온도계수이고, 는 변이점 온도에 있어서의 기준주파수를 주는 전압과의 전압차를 나타내는 상수이고, T는 절대온도이고, Ti는 3차 함수의 변곡점이 되는 변이점 온도이다. )
도 18은 여러가지 제어회로방식에 의한 ROM/RAM 회로에서의 메모리의 소요량을 비교한 일람을 나타낸다. 제어전압에 있어서의 온도보상용 파라미터의 조정을 3차 온도특성의 파라미터 로만 한정하면 제 1∼제 5 제어전압 y1∼y5의 각 온도보상용 파라미터를 각각 독립적으로 조정하고, 소정온도범위에서 ±2.5ppm의 발진주파수 f의 안정도를 얻기 위해서는 상술한 수학식 1∼5에 있어서, 비례계수 a1, a3, a5에 각 4비트를 필요로 하고, 상수 b1, b5에 각 4비트를 필요로 하며, 상수 b2, b4
에 각 2비트를 필요로 하기 때문에 합계 24비트의 D/A 컨버터가 필요하게 된다.
그러나 본 변형예와 같이 저온측과 고온측에 대칭성을 갖게 하면 a1 = a5, b1 = b5, b2 = b4이기 때문에 상수 a5, b5, b4의 조정비트가 불필요하게 되므로 합계 14비트의 D/A 컨버터로 조정이 가능해진다.
( 제 1 실시예의 제 4 변형예 )
이하 본 발명의 제 1 실시예의 제 4 변형예를 도면에 기초하여 설명하기로 한다.
도 19는 제 1 실시예의 제 4 변형예에 관한 수정발진장치의 제어회로에서 출력되는 제어전압의 온도의존성을 도시하며, 도 19의 (a)는 수정진동자의 발진주파수에 있어서의 3차 온도계수 가 다른 경우의 3차 곡선 f1, f2, f3을 나타내며, 도 19의 (b)는 각각 대응하는 3차 곡선을 보상하기 위한 제어전압 Vc1, Vc2, Vc3을 나타낸다.
본 변형예는 온도에 대하여 절선 형상으로 변화하는 제어전압군인 제 1∼제 5 제어전압 y1∼y5의 온도특성의 온도계수(비례계수)에 소정의 비율을 갖게 하도록 한다.
이로 인하여 제어회로(14)의 회로상수 등의 여러가지 파라미터를 결정할 때에 하나의 내부소자의 파라미터를 다른 내부소자의 파라미터에 대한 소정비율을 이용하여 설계할 수 있기 때문에 ROM/RAM 회로(16)의 메모리량을 대폭 줄일 수 있다.
이하 구체적으로 3차 온도계수 와 각 제어전압 y1∼y5의 근사오차를 최소로 하는 최적비율을 도출한다. 수정진동자마다의 고유 제어전압을 이상제어전압 Vci로 하면 수학식 19는 하기의 수학식 20이 된다.
수정발진장치의 동작온도범위를 T0으로 하고, 이상제어전압 Vci를 이하에 나타낸 수학식 21∼23의 3점을 각각 통과하여 수학식 25에 나타낸 1차 함수 Vci1과 수학식 26에 나타낸 3차 함수 Vci3으로 분리하여 3차 함수 Vci3에 대하여 절선 근사를 행한다.
1차 함수 Vci1과 3차 함수 Vci3을 도 20에 도시한다. 도 20의 (a)에서 직선 1이 1차 함수 Vci1을 나타내며, 곡선 2가 3차 함수 Vci3을 나타내며, 도 20의 (b)는 1차 함수 Vci1만을 나타내며, 도 20의 (c)는 본 발명에 있어서의 5개의 제어전압을 나타내는 직선군 y1∼y5를 이용하여 곡선 2로 나타낸 3차 함수 Vci3에 대하여 절선 근사를 행하는 형태를 나타낸다.
여기에서 절선 근사의 근사오차가 가장 작아지는 것은 제 1 온도영역(Ti - T0 ≤T < Ti - 0.755T0)에 있어서는, 제 1 제어전압 y1이,
이 되는 경우이고,
제 2 온도영역(Ti - 0.755T0 ≤T < Ti - 0.398T0)에 있어서는 제 2 제어전압 y2가,
이 되는 경우이고,
제 3 온도영역(Ti - 0.398T0 ≤T < Ti + 0.398T0)에 있어서는 제 3 제어전압 y3이,
이 되는 경우이고,
제 4 온도영역(Ti + 0.398T0 ≤T < Ti + 0.755T0)에 있어서는, 제 4 제어전압 y4가,
이 되는 경우이고,
제 5 온도영역(Ti + 0.755T0 ≤T ≤Ti + T0)에 있어서는, 제 5 제어전압 y5가,
이 되는 경우이다.
도 21의 (a)는 수학식 26으로 나타낸 3차 함수 Vci3 및 수학식 27로 나타낸 제 1 제어전압 y1, 수학식 29로 나타낸 제 2 제어전압 y2, 수학식 31로 나타낸 제 3 제어전압 y3, 수학식 33으로 나타낸 제 4 제어전압 y4 및 수학식 35로 나타낸 제 5 제어전압 y5를 각각 도시한 것이며, 도 21의 (b)는 도 21의 (a)에서의 이상제어전압 Vci3과, 제어전압군 y1∼y5를 이용하여 절선 근사를 행한 경우의 제어전압인 근사제어전압 Vcp와의 차 △Vc를 나타낸다.
이하에서 좌변에 근사제어전압 Vcp의 계수를 정리하고, 우변에 이상제어전압 Vci의 계수를 정리하면 수학식 27과 수학식 28의 계수 및 수학식 35와 수학식 36의 계수를 각각 비교하여,
과,
수학식 31과 수학식 32의 계수를 비교하여,
와,
수학식 29와 수학식 30의 계수 및 수학식 33과 수학식 34의 계수를 각각 비교하여,
을 얻는다.
이들 수학식 37∼수학식 40을 변형하면 3차 온도계수 와 절선 근사용 각 직선의 비례계수 사이의 원하는 관계식인 다음의 수학식 41∼수학식 47을 얻을 수 있다.
여기에서 본 변형예에 있어서의 주위온도 Ta는 예를 들면 변이점 온도를 25℃로 하고 또 T0을 60도로 하면 -35℃∼ + 85℃가 된다.
이와 같이 이상제어전압 Vci의 3차 계수 가 수정진동자마다 다르다고 해도 a1/, a3/, a5/, b1/, b2/, b4/, b5/의 비의 값에 변화가 없는 것을 알 수 있다.
따라서 본 변형예에 의하면 도 18에 도시된 바와 같이 직선의 비례계수 a1, a3, a5 및 직선의 상수 b1, b2, b4, b5에 각각 수학식 41∼47에 나타낸 비의 값을 갖게 함으로써 수정진동자의 3차 온도계수 를 조정할 때 직선의 비례계수 a1, a3, a5에 대응하는 회로상수 및 직선의 상수 b1, b2, b4, b5에 대응하는 회로상수를 일괄해서 설정할 수 있고, 합계 6비트의 D/A 컨버터로 조정할 수 있다. 이런 이유로 ROM/RAM 회로(16)의 메모리용량이 작더라도 수정진동자의 AT 컷의 절단각에 기인하는 3차 및 1차의 온도계수의 편차조정과 발진주파수의 절대값의 편차조정을 확실히 행할 수 있다.
( 제 2 실시예 )
이하 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에 있어서의 온도보상용 함수발생회로의 기능블록구성을 도시한 것이다. 도 22에 도시된 바와 같이 제 1 실시예에 있어서의 제어회로(14)와 동일구성으로서, 정전압회로(12) 및 온도센서회로(13)의 출력을 받아, 수학식 19에 나타낸 온도보상용 제어전압 Vc에서 소정온도범위내에서 3차 온도특성 파라미터 에 대응하는 3차 제어전압 Vc를 생성하는 MAX/MIN 회로(14A)와, 온도센서회로(13)의 출력을 받아, 수학식 19에 나타낸 온도보상용 제어전압 Vc에서 소정온도범위내에서 1차의 온도특성 파라미터 에 대응한 1차 제어전압 Vc를 생성하는 1차 온도특성 생성회로(17)와, 정전압회로(12)의 출력을 받아, 수학식 19에 도시한 온도보상용 제어전압 Vc에서 소정온도범위내에서 0차 온도특성 파라미터 에 대응한, 즉 소정온도범위내에서 온도에 의존하지 않는 0차 제어전압 Vc를 생성하는 0차 온도특성 생성회로(18)와, 온도센서회로(13)의 출력을 받아, 수학식 19에 나타낸 변이점 온도 Ti의 값을 조정하고, MAX/MIN 회로(14A) 및 1차 온도특성회로(17)에 출력하는 Ti 조정회로(19)로 구성된다.
본 실시예에 관한 VCX0의 온도보상용 제어전압 Vc를 생성하는 함수발생회로에 의하면, 주위온도 Ta를 5개의 영역으로 분할하고, 각 영역마다 1차 함수를 이용한 절선 근사를 행하는 MAX/MIN 회로(14A)로부터의 출력전압 Vc와, 온도보상용 파라미터의 1차 특성을 조정하는 1차 온도특성 생성회로(17)로부터의 출력전압 Vc와, 온도보상용 파라미터의 0차 특성, 즉 주위온도 Ta에 의존하지 않는 변이점 온도에 있어서의 기준주파수를 부여하는 전압과의 전압차를 조정하는 O차 온도특성 생성회로(18)로부터의 출력전압 Vc와의 합을 구하여 제어전압 Vc를 생성하고 있기 때문에, 주위온도 Ta의 전체 온도영역에 걸쳐 수정진동자의 발진주파수의 온도보상을 확실히 행할 수 있다.
도 23은 온도보상용 파라미터 , , 및 변이점 온도 Ti를 조정함으로써 제어전압 Vc가 변화하는 형태를 설명하는 그래프이다. 도 23의 (a)는 3차 온도특성 파라미터 에 의한 변화의 형태를 나타내며, 도 23의 (b)는 1차 온도특성 파라미터 에 의한 변화의 형태를 나타내며, 도 23의 (c)는 0차 온도특성 파라미터 , 즉 변이점 온도에 있어서의 기준주파수를 주는 전압과의 전압차에 의한 변화의 형태를 나타내며, 도 23의 (d)는 변이점 온도 Ti에 의한 변화의 형태를 나타낸다.
도 23의 (a)에 도시된 바와 같이 3차 온도특성 파라미터 를 변경하면 극소점, 극대점의 절대값은 작아지고, 또 도 23의 (b)에 도시된 바와 같이 1차 온도특성 파라미터 를 변경하면 변이점 온도(= 변곡점) Ti를 중심으로 온도특성이 회전한다. 또 도 23의 (c)에 도시된 바와 같이 0차 온도특성 파라미터 를 변경하면 소위 y절편이 이동한다. 또 도 23의 (d)에 도시된 바와 같이 변이점 온도 Ti를 변경하면 특성그래프는 X축방향으로 이동한다.
( 제 3 실시예 )
이하 본 발명의 제 3 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 24는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치에서의 발진주파수의 조정방법을 설명하기 위한 기능블록구성을 도시한다. 도 24에서 도 1에 도시한 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여함으로써 설명을 생략한다. 여기에서 정전압회로(12), 온도센서회로(13), 제어회로(14), VCXO(15) 및 최적화수단으로서의 ROM/RAM 회로(16)의 각 회로의 구성은 제 1 실시예와 같다. 또 도 24에 도시된 바와 같이 본 실시예에 관한 온도보상기능부설 수정발진장치(10A)는 제어회로(14)와 VCXO(15) 사이를 개폐하기 위한 스위치 SW1을 구비하고 있다.
일반적으로 VCXO(15)에 탑재되어 있는 수정진동자는 수정진동자마다 그 AT 컷각, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도 Ti에 편차를 갖고 있기 때문에 출하시에는 장치마다 VCXO(15)의 발진주파수가 ±2.5ppm에 들어오도록 조정할 필요가 있다.
따라서 본 수정발진장치는 제어회로(14)와 VCXO(15) 사이에 스위치 SW1을 갖고 있기 때문에 외부로부터 입력되는 온도보상용 파라미터를 포함하는 데이터를 외부데이터 입력단자 DATA로부터 ROM/RAM 회로(16)에 있어서의 RAM 데이터 입력회로(161)에 입력하고, 이 RAM 데이터 입력회로(161)의 데이터를 이용하여 제어전압 Vc를 조정하여 최적의 제어전압특성을 발견하기 위한 RAM 모드와, 이 RAM 모드에 의해 선택된 데이터를 ROM/RAM 회로(16)의 ROM부에 기입하고, 실사용조건으로 ROM 데이터를 판독하며, 주위온도 Ta에 대응한 제어전압 Vc를 출력하는 ROM 모드에 확실히 대응할 수 있다.
이하 상기와 같이 구성된 온도보상기능부설 수정발진장치(10A)의 발진주파수 조정방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 25는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 수정발진장치의 조정방법의 흐름도를 도시한다.
우선 고유제어전압 측정공정 ST1에 있어서, 도 24에 도시한 스위치 SW1을 개방하는 것과 아울러, PLL 회로(51)의 한쪽 입력단자와 VCXO(15)의 출력단자 fout를 접속하고, 다른쪽 입력단자에 주위온도에 의존하지 않는 소정주파수 f0을 입력하고, 출력단자 fout로부터의 발진주파수 f와 소정주파수 f0이 같게 되도록 외부제어전압 Vcext를 조정한다. 그 후 조정대상이 되는 수정발진장치(10A)를 항온조에 넣은 후 저온으로부터 고온까지 주위온도를 변화시키면서 그 때의 외부제어전압 Vcext를 측정하고, VCXO(15)의 발진주파수 f의 온도변동이 0이 되는 이상적인 제어전압인 고유제어전압 Vc0을 구한다.
다음으로 고유파라미터 결정공정 ST2에서 고유제어전압 Vc0의 온도특성으로부터 수정진동자의 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도에 대응하는 제어신호의 파라미터를 산출하고, 각각
0,
0,
0 및 Ti0이 되는 고유파라미터를 결정한다.
다음으로 초기 제어전압특성 측정공정 ST3에서 스위치 SW2를 개방하고 또 스위치 SW1을 단락시키는 것과 아울러, RAM 모드로 설정한 후 제어회로(14)의 초기제어전압 Vc1의 온도특성과, RAM에 입력되는 각 파라미터에 대응한 데이터를 변경한 경우의 초기제어전압 Vc1의 온도특성의 변화를 측정한다.
다음으로 초기파라미터 결정공정 ST4에서 초기제어전압 Vc1의 온도특성에 기초하여 수정진동자의 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이온도에 대응하는 초기제어전압 Vc1의 초기온도보상용 파라미터를 산출하여 각각
1,
1,
1 및 Ti1로 한다.
다음으로 온도보상용 파라미터 변화량 산출공정 ST5에서 RAM 데이터로서의 각 파라미터의 1비트분의 변화량을 계산하여 각각 △, △, △및 △Ti로 한다.
다음으로 고유파라미터 ·초기파라미터 차이산출공정 ST6에서
0,
0,
0 및 Ti0과,
1,
1,
1 및 Ti1 사이의 각각 대응하는 파라미터의 차를 산출한다.
다음으로 최적화 파라미터 결정공정 ST7에서 온도보상용 파라미터 변화량 산출공정 ST5에서 산출된 △, △, △및 △Ti에 기초하여 고유파라미터 ·초기파라미터 차이산출공정 ST6에서 산출된 각 파라미터의 차가 0에 가깝도록 최적화 파라미터를 결정한다.
다음으로 발진주파수특성 확인공정 ST8에서, 결정된 최적화 파라미터를 PROM 회로(162)에 기입하고, ROM 모드로 설정한 후 다시 조정대상의 수정발진장치(10A)를 항온조에 넣고, 발진주파수 f의 온도특성을 측정하여 온도의존성이 소정범위에 들어 있는지의 여부를 확인한다. 소정범위를 넘은 경우에는 상류공정중 적당한 공정까지 찾아올라가 다시 조정하면 된다.
이와 같이 본 실시예에 의하면 수정진동자에 있어서의 AT 컷각의 편차, 발진주파수의 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 차의 편차 및 변이점 온도의 편차에 대하여 발진주파수의 온도의존성을 소정범위내에 넣는 조정이 용이하고 확실히 실현된다.
또 퍼스널 컴퓨터 등을 이용하여 고유제어전압 측정공정 ST1, 고유파라미터 결정공정 ST2, 초기제어전압특성 측정공정 ST3, 초기파라미터 결정공정 ST4, 온도보상용 파라미터 변화량 산출공정 ST5, 고유파라미터·초기파라미터 차이산출공정 ST6, 최적화 파라미터 결정공정 ST7 및 발진주파수 특성확인공정 ST8의 각 공정을 자동화할 수 있으므로 개개의 수정진동자에 맞춘 최적화 파라미터의 ROM으로의 기입과, 그 후의 ROM 데이터를 이용한 발진주파수의 확인공정의 자동화에 의해 수정발진장치의 조정공정 전체의 대폭적인 시간단축과 고정밀도화가 가능해진다.
Claims (33)
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와,주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와,주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어정보를 기억하는 기억수단과,상기 제 1 아날로그신호 생성회로 및 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 각 출력신호와 상기 기억수단으로부터의 상기 제어정보를 받아, 상기 5개의 온도영역의 제 1 제어신호, 제 2 제어신호, 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 생성하여 출력하는 제 3 아날로그신호 생성회로와,상기 제 1부터 제 5까지의 각 제어신호를 받아, 받은 각 제어신호로부터 온도함수로서의 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로를 구비한 함수발생회로로서,상기 기억수단은,상기 제어정보로서, 상기 제 1 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 수정진동자에서의 발진주파수의 온도특성의 3차계수와의 관계를 규정하는 제 1비의 값과,상기 제 2 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 2비의 값과,상기 제 3 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 3비의 값과,상기 제 4 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 4비의 값과,상기 제 5 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 5비의 값을 갖고,상기 제어회로는,주위온도가 상기 제 1 온도영역, 제 2 온도영역 또는 제 3 온도영역에 있을 때에는, 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호 중의 어느 하나를 선택하고, 또한, 각 온도경계 및 그 근방에서 자연스럽게 연속되는 신호를, 또는 주위온도가 상기 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역에 있을 때에는, 적어도 상기 제 3 제어신호를 포함하는 신호, 상기 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호 중 어느 하나를 선택하고, 또한, 각 온도경계 및 그 근방에서 자연스럽게 연속하는 신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제어회로는,컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 비례하여 감소하는 제 1 전기신호가 베이스에 입력되며, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 1 NPN 트랜지스터와,컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 2 전기신호가 베이스에 입력되며, 상기 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 2 NPN 트랜지스터와,컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 비례하여 증가하는 제 3 전기신호가 베이스에 입력되며, 상기 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 3 NPN 트랜지스터와,컬렉터와 베이스가 상기 제 1 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 2 전류원의 출력측에 접속되고, 상기 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 4 NPN 트랜지스터와,상기 제 4 NPN 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 접속되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되며, 컬렉터가 접지된 제 1 PNP 트랜지스터와,주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 4 전기신호가 베이스에 입력되고, 상기 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되며, 컬렉터가 접지된 제 2 PNP 트랜지스터와,주위온도에 비례하여 감소하는 제 5 전기신호가 베이스에 입력되고, 상기 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되며, 컬렉터가 접지된 제 3 PNP 트랜지스터와,상기 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터와 베이스가 상기 제 3 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 4 전류원의 입력측에 접속된 제 4 PNP 트랜지스터를 갖고,상기 제 4 NPN 트랜지스터는, 컬렉터에 상기 제 1 전기신호, 상기 제 2 전기신호 및 상기 제 3 전기신호 중 최대전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 6 전기신호로서 출력하고,상기 제 4 PNP 트랜지스터는, 컬렉터에 상기 제 4 전기신호, 상기 제 5 전기신호 및 상기 제 6 전기신호중 최소전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 7 전기신호로서 출력하고, 상기 제 7 전기신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 5항에 있어서,상기 제 1 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 1 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 2 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 2 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 3 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 3 저항이 직렬로 접속되며,상기 제 4 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 4 저항이 직렬로 접속되며,상기 제 1 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 5 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 2 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 6 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 3 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 7 저항이 직렬로 접속되며,상기 제 4 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 8 저항이 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와,주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와,주위온도가 취할 수 있는 범위가, 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어정보를 기억하는 기억수단과,상기 제 1 아날로그신호 생성회로 및 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 각 출력신호와 상기 기억수단으로부터의 상기 제어정보를 받아, 상기 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제 1 제어신호, 제 2 제어신호, 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 생성하여 출력하는 제 3 아날로그신호 생성회로와,상기 제 1부터 제 5까지의 각 제어신호를 받아, 받은 각 제어신호로부터 온도 함수로서의 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로와,상기 제어회로로부터의 제어신호를 받아, 받은 제어신호에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 수정발진회로를 구비하며,상기 기억수단은,상기 제어정보로서, 상기 제 1 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 수정진동자에서의 발진주파수의 온도특성의 3차계수와의 관계를 규정하는 제 1비의 값과,상기 제 2 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 2비의 값과,상기 제 3 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 3비의 값과,상기 제 4 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 상수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 4비의 값과,상기 제 5 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 5비의 값을 갖고,상기 제어회로는,주위온도가, 상기 제 1 온도영역, 제 2 온도영역 또는 제 3 온도영역에 있을 때에는, 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호 중 어느 하나를 선택하고, 또, 온도경계 및 그 근방에서 자연스럽게 연속하는 신호 또는 주위온도가 상기 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역에 있을 때에는, 적어도 상기 제 3 제어신호를 포함하는 신호, 상기 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호 중 어느 하나를 선택하고, 또한, 각 온도경계 및 그 근방에서 자연스럽게 연속하는 신호를 상기 제어신호로서 출력함으로써 상기 수정발진회로로부터 출력되는 발진주파수의 온도의존성을 보상하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
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- 삭제
- 제 7항에 있어서,상기 제어회로는,컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 비례하여 감소하는 제 1 전기신호가 베이스에 입력되고, 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 1 NPN 트랜지스터와,컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 2 전기신호가 베이스에 입력되고, 상기 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 2 NPN 트랜지스터와,컬렉터에 전원전압이 인가되고, 주위온도에 비례하여 증가하는 제 3 전기신호가 베이스에 입력되고, 상기 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 3 NPN 트랜지스터와,컬렉터와 베이스가 상기 제 1 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 2 전류원의 출력측에 접속되고, 상기 제 1 전류원의 입력측에 이미터가 접속된 제 4 NPN 트랜지스터와,상기 제 4 NPN 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 접속되고, 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 1 PNP 트랜지스터와,주위온도에 의존하지 않고 소정값을 유지하는 제 4 전기신호가 베이스에 입력되고, 상기 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 2 PNP 트랜지스터와,주위온도에 비례하여 감소하는 제 5 전기신호가 베이스에 입력되고, 상기 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터가 접지된 제 3 PNP 트랜지스터와,상기 제 3 전류원의 출력측에 이미터가 접속되고, 컬렉터와 베이스가 상기 제 3 전류원의 2분의 1의 전류값을 갖는 제 4 전류원의 입력측에 접속된 제 4 PNP 트랜지스터를 갖고,상기 제 4 NPN 트랜지스터는 컬렉터에 상기 제 1 전기신호, 상기 제 2 전기신호 및 상기 제 3 전기신호 중 최대전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 6 전기신호로서 출력하고,상기 제 4 PNP 트랜지스터는 컬렉터에 상기 제 4 전기신호, 상기 제 5 전기신호 및 상기 제 6 전기신호 중 최소전압값을 갖는 전기신호를 선택하여 제 7 전기신호로서 출력하고, 상기 제 7 전기신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 제 10항에 있어서,상기 제 1 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 1 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 2 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 2 저항이 직렬로 접속되며,상기 제 3 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 3 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 4 NPN 트랜지스터의 이미터와 상기 제 1 전류원 사이에 제 4 저항이 직렬로 접속되며,상기 제 1 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 5 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 2 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 6 저항이 직렬로 접속되며,상기 제 3 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 7 저항이 직렬로 접속되고,상기 제 4 PNP 트랜지스터의 이미터와 상기 제 3 전류원 사이에 제 8 저항이 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 제 7항에 있어서,상기 기억수단은 RAM 회로 및 ROM 회로로서,상기 RAM 회로는 상기 제어회로로부터 출력되는 상기 제 1부터 제 5까지의 각 제어신호에 있어서의 상기 수정발진회로의 발진주파수의 온도의존성을 보상하는 각 파라미터를 제어신호마다 변화시키면서 기억하고,상기 ROM 회로는 상기 각 파라미터중 최적화된 파라미터를 제어신호마다 기억하는 프로그램 가능한 ROM 회로인 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 제 7항에 있어서,상기 제어회로가 출력하는 각 제어신호를 상기 수정발진회로의 발진주파수의 온도의존성이 갖는 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도에 각각 대응하고 독립적으로 최적화하는 최적화수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와, 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와, 상기 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 상기 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받고, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로와, 상기 제어회로로부터의 제어신호를 받고, 이 제어신호에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 수정발진회로와, 상기 제어회로로부터 출력되는 상기 제 1부터 제 5까지의 각 제어신호에 있어서의 상기 수정발진회로의 발진주파수의 온도의존성을 보상하는 각 파라미터를 제어신호마다 변화시키면서 기억하는 RAM 회로와, 상기 각 파라미터중 최적화된 파라미터를 제어신호마다 기억하는 프로그램 가능한 ROM 회로를 구비하고, 상기 제어회로는 주위온도가 상기 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 감소하는 제 1 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 1 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 2 제어신호와 연속하고 온도상승에 비례하여 증가하는 제 3 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 3 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 4 제어신호와 연속하고 온도상승에 비례하여 감소하는 제 5 제어신호를 출력하는 수정발진장치의 조정방법에 있어서,상기 수정발진장치를 상기 제 1 온도영역에서 제 5 온도영역까지 연속하여 변화하는 온도하에 방치하고, 상기 수정발진회로가 출력하는 발진주파수의 온도변동이 거의 0이 되도록 상기 수정발진회로의 온도특성중 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도에 각각 대응하는 제어신호의 파라미터를 산출하여 고유파라미터를 결정하는 고유파라미터 결정공정과,상기 제어회로가 출력하는 제어신호의 초기온도특성을 측정한 후 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점 온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점 온도에 각각 대응하는 제어신호의 파라미터를 산출하여 초기파라미터를 결정하는 초기파라미터 결정공정과,상기 RAM 회로에 보유되어 있는 온도보상용 파라미터에 대응하는 데이터를 변경하여 상기 초기온도특성의 변화량을 측정함으로써 상기 온도보상용 파라미터에 대응하는 데이터에 있어서의 1단위당 제어신호의 변화량을 구하는 것과 아울러, 상기 초기파라미터와 상기 고유파라미터의 차를 구한 후 상기 1단위당 제어신호의 변화량에 기초하여 상기 차가 작아지도록 제어신호의 최적화 파라미터를 결정하고, 이 최적화 파라미터를 상기 ROM 회로에 기입하는 최적화 파라미터 기입공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치의 조정방법.
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와, 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와, 상기 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 상기 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로와, 상기 제어회로로부터의 제어신호를 받아, 이 제어신호에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 수정발진회로와, 상기 제어회로로부터 출력되는 상기 제 1부터 제 5 까지의 각 제어신호에서의 상기 수정발진회로의 발진주파수의 온도의존성을 보상하는 각 파라미터를 제어신호마다 변화시키면서 기억하는 RAM 회로와, 상기 각 파라미터 중 최적화된 파라미터를 제어신호마다 기억하는 프로그램 가능한 ROM 회로를 구비하고, 상기 제어회로는 주위온도가 상기 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 감소하는 제 1 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 1 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 2 제어신호와 연속하고 온도의 상승에 비례하여 증가하는 제 3 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 3 제어신호와 연속하고 온도에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하고, 주위온도가 상기 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 상기 제 4 제어신호와 연속하고 온도의 상승에 비례하여 감소하는 제 5 제어신호를 출력하는 수정발진장치의 조정방법에 있어서,상기 수정발진장치를 상기 제 1 온도영역에서 제 5 온도영역까지 연속하여 변화하는 온도하에 방치하고, 상기 수정발진회로가 출력하는 발진주파수의 온도변동이 거의 0이 되는 고유제어전압을 구하는 고유제어전압 측정공정과,상기 고유제어전압의 온도특성으로부터 수정진동자의 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점온도에 각각 대응하는 제어신호의 파라미터를 산출하여 고유파라미터를 결정하는 고유파라미터 결정공정과,상기 RAM 회로에 입력되어 유지되는 온도보상용 파라미터를 변경하면서, 상기 제어회로에서의 초기 제어전압의 온도특성을 측정하는 초기 제어전압 특성 측정공정과,상기 초기 제어전압의 상기 온도특성에 기초하여 수정진동자의 3차 온도계수, 1차 온도계수, 변이점온도에 있어서의 기준주파수와의 주파수차 및 변이점온도에 각각 대응하는 제어신호의 파라미터를 산출하여 초기 파라미터를 결정하는 초기 파라미터 결정공정과,상기 RAM 회로에 유지되어 있는 온도보상용 파라미터의 비트변화량을 계산하는 온도보상용 파라미터변화량 산출공정과,상기 고유파라미터와 상기 초기파라미터와의 차를 구하는 차이산출공정과,상기 비트변화량에 기초하여 상기 차가 0에 가까워지도록 최적화 파라미터를 결정하는 최적화 파라미터 결정공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치의 조정방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제어회로는,상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 받아, 상기 제 1 온도영역, 제 2 온도영역 및 제 3 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호중 최대값을 출력하는 MAX 회로와,상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 받아, 상기 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호중 최소값을 출력하는 MIN 회로를 갖고,상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 1항에 있어서,상기 제어회로는,3개의 입력단자를 갖는 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호가 각각 입력되고, 상기 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 1 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MAX 회로와,3개의 입력단자를 갖는 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호가 각각 입력되고, 상기 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 2 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MIN 회로를 갖고,상기 MIN 회로의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 1항에 있어서,상기 제어회로는,상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 받아, 상기 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호중 최소값을 출력하는 MIN 회로와,상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 받아, 상기 제 1 온도영역 및 제 2 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 MIN 회로로부터의 출력신호중 최대값을 출력하는 MAX 회로를 갖고,상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 1항에 있어서,상기 제어회로는,3개의 입력단자를 갖는 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호가 각각 입력되고, 상기 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 1 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MIN 회로와,3개의 입력단자를 갖는 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 MIN 회로로부터의 출력신호가 각각 입력되고, 상기 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 2 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MAX 회로를 갖고,상기 MAX 회로의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 1항에 있어서,상기 기억수단은,동작인에이블신호가 허가상태일 때 입력된 직렬데이터를 클록신호에 기초하여 복수의 병렬데이터로서 변환하고, 변환한 병렬데이터를 출력하는 RAM 데이터 입력회로와,판독기입 제어신호가 기입상태일때 입력된 상기 병렬데이터를 유지하는 데이터 기억회로를 갖고, 상기 판독기입 제어신호가 판독상태일 때 상기 데이터 기억회로에 유지된 병렬데이터를 출력하는 PROM 회로와,입력된 선택신호에 기초하여 상기 RAM 데이터 입력회로로부터의 병렬데이터와 상기 PROM 회로로부터의 병렬데이터를 선택하여 출력하는 스위치회로를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 7항에 있어서,상기 제어회로는,상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 받아, 상기 제 1 온도영역, 제 2 온도영역 및 제 3 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호중 최대값을 출력하는 MAX 회로와,상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 받아, 상기 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호중 최소값을 출력하는 MIN 회로를 갖고,상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 제 7항에 있어서,상기 제어회로는,3개의 입력단자를 갖는 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호가 각각 입력되고, 상기 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 1 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MAX 회로와,3개의 입력단자를 갖는 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호가 각각 입력되고, 상기 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 2 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 4 제어신호, 제 5 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MIN 회로를 갖고,상기 MIN 회로의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 제 7항에 있어서,상기 제어회로는,상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 받아, 상기 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호중 최소값을 출력하는 MIN 회로와,상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 받아, 상기 제 1 온도영역 및 제 2 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 MIN 회로로부터의 출력신호중 최대값을 출력하는 MAX 회로를 갖고,상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 제 7항에 있어서,상기 제어회로는,3개의 입력단자를 갖는 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호가 각각 입력되고, 상기 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 1 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MIN 회로와,3개의 입력단자를 갖는 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 MIN 회로로부터의 출력신호가 각각 입력되고, 상기 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 2 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MAX 회로를 갖고,상기 MAX 회로의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 제 7항에 있어서,상기 기억수단은,동작 인에이블신호가 허가상태일 때 입력된 직렬데이터를 클록신호에 기초하여 복수의 병렬데이터로서 변환하고, 변환한 병렬데이터를 출력하는 RAM 데이터 입력회로와,판독기입 제어신호가 기입상태일 때 입력된 상기 병렬데이터를 유지하는 데이터 기억회로를 갖고, 상기 판독기입 제어신호가 판독상태일 때 상기 데이터기억회로에 유지된 병렬데이터를 출력하는 PROM 회로와,입력된 선택신호에 기초하여 상기 RAM 데이터 입력회로로부터의 병렬데이터와 상기 PROM 회로로부터의 병렬데이터를 선택하여 출력하는 스위치회로를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와,주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와,상기 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 상기 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로를 구비하며,상기 제어신호를 온도의 함수로서 생성하는 함수발생회로에 있어서,상기 제어회로는,주위온도가 상기 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 1 변화율로 변화하는 제 1 제어신호를 출력하는 제 1 제어신호 발생회로와, 주위온도가 상기 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하는 제 2 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 2 변화율로 변화하는 제 3 제어신호를 출력하는 제 3 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하는 제 4 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 3 변화율로 변화하는 제 5 제어신호를 출력하는 제 5 제어신호 발생회로와,상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 받아, 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호중 최대값인 최대값신호를 출력하는 최대값신호 출력회로와,상기 최대값신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 받아, 상기 최대값신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호중 최소값인 최소값신호를 출력하는 최소값신호 출력회로를 갖고,상기 최소값신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와,주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호생성회로와,상기 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 상기 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로를 구비하며,상기 제어신호를 온도의 함수로서 생성하는 함수발생회로에 있어서,상기 제어회로는,주위온도가 상기 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 1 변화율로 변화하는 제 1 제어신호를 출력하는 제 1 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하는 제 2 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 2 변화율로 변화하는 제 3 제어신호를 출력하는 제 3 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하는 제 4 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 3 변화율로 변화하는 제 5 제어신호를 출력하는 제 5 제어신호 발생회로와,상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 받아, 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호중 최소값인 최소값신호를 출력하는 최소값신호 출력회로와,상기 최소값신호, 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호를 받아, 상기 최소값신호, 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호중 최대값인 최대값신호를 출력하는 최대값신호 출력회로를 갖고,상기 최대값신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와,주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와,상기 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 상기 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로와,상기 제어회로로부터의 제어신호를 받아, 이 제어신호에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 수정발진회로를 구비하며,상기 제어회로는,주위온도가 상기 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 1 변화율로 변화하는 제 1 제어신호를 출력하는 제 1 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하는 제 2 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 2 변화율로 변화하는 제 3 제어신호를 출력하는 제 3 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하는 제 4 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 3 변화율로 변화하는 제 5 제어신호를 출력하는 제 5 제어신호 발생회로와,상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 받아, 상기 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호중 최대값인 최대값신호를 출력하는 최대값신호 출력회로와,상기 최대값신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 받아, 상기 최대값신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호중 최소값인 최소값신호를 출력하는 최소값신호 출력회로를 갖고,상기 최소값신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 주위온도에 거의 의존하지 않는 소정의 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와,주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와,상기 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 상기 제 2 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호를 받아, 주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역, 제 3 온도영역, 제 4 온도영역 및 제 5 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 5개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로와,상기 제어회로로부터의 제어신호를 받아, 이 제어신호에 의해 발진주파수가 소정값으로 제어되는 수정발진회로를 구비하며,상기 제어회로는,주위온도가 상기 제 1 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 1 변화율로 변화하는 제 1 제어신호를 출력하는 제 1 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 2 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 2 제어신호를 출력하는 제 2 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 3 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 2 변화율로 변화하는 제 3 제어신호를 출력하는 제 3 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 4 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 의존하지 않는 소정값인 제 4 제어신호를 출력하는 제 4 제어신호 발생회로와,주위온도가 상기 제 5 온도영역일 때에는 출력값이 온도의 상승에 비례하여 제 3 변화율로 변화하는 제 5 제어신호를 출력하는 제 5 제어신호 발생회로와,상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호를 받아, 상기 제 3 제어신호, 제 4 제어신호 및 제 5 제어신호중 최소값인 최소값신호를 출력하는 최소값신호 출력회로와,상기 최소값신호, 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호를 받아, 상기 최소값신호, 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호중 최대값인 최대값신호를 출력하는 최대값신호 출력회로를 갖고,상기 최대값신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 수정발진장치.
- 주위온도에 의존한 아날로그신호를 생성하여 출력하는 제 1 아날로그신호 생성회로와,주위온도가 취할 수 있는 범위가 저온측에서 고온측에 걸쳐 연속하는 제 1 온도영역, 제 2 온도영역 및 제 3 온도영역으로 차례로 분할되어 이루어지는 3개의 온도영역의 각각에 대응하는 제어정보를 기억하는 기억수단과,상기 제 1 아날로그신호 생성회로로부터의 출력신호와 상기 기억수단으로부터의 상기 제어정보를 받아, 상기 3개의 온도영역의 각각에 대응하는 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 생성하여 출력하는 제 2 아날로그신호 생성회로와,상기 제 1부터 제 3 까지의 각 제어신호를 받아, 받은 각 제어신호로부터 온도의 함수로서의 제어신호를 생성하여 출력하는 제어회로를 구비한 함수발생회로에 있어서,상기 기억수단은,상기 제어정보로서 상기 제 1 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와, 수정진동자에 있어서의 발진주파수의 온도특성의 3차계수의 관계를 규정하는 제 1비의 값과,상기 제 2 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 2비의 값과,상기 제 3 제어신호의 생성에 이용되는 온도와 출력값 사이의 비례계수와 상기 3차계수의 관계를 규정하는 제 3비의 값을 갖고,상기 제어회로는,상기 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호를 받고, 상기 제 1 온도영역 및 제 2 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호중 최대값을 출력하는 MAX 회로와,상기 제 3 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 받아, 상기 제 3 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 3 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호중 최소값을 출력하는 MIN 회로를 갖고,상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 30항에 있어서,상기 제어회로는,2개의 입력단자를 갖는 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호가 각각 입력되고, 상기 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 1 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MAX 회로와,2개의 입력단자를 갖는 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 3 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호가 각각 입력되고, 상기 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 2 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 3 제어신호 및 상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MIN 회로를 갖고,상기 MIN 회로의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 30항에 있어서,상기 제어회로는,상기 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 받아, 상기 제 2 온도영역 및 제 3 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호중 최소값을 출력하는 MIN 회로와,상기 제 1 제어신호 및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 받아, 상기 제 1 온도영역에서의 하나의 온도에 있어서 상기 제 1 제어신호 및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호중 최대값을 출력하는 MAX 회로를 갖고,상기 MAX 회로로부터의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
- 제 30항에 있어서,상기 제어회로는,2개의 입력단자를 갖는 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호가 각각 입력되고, 상기 제 1 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 1 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 2 제어신호 및 제 3 제어신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MIN 회로와,2개의 입력단자를 갖는 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자에 상기 제 1 제어신호 및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호가 각각 입력되고, 상기 제 2 차동증폭회로의 각 입력단자로부터 이 제 2 차동증폭회로를 구성하는 트랜지스터회로의 공통접속부까지의 각 저항값에 기초하여 상기 제 1 제어신호 및 상기 MIN 회로로부터의 출력신호를 분할한 신호와 대응하는 신호를 출력하는 MAX 회로를 갖고,상기 MAX 회로의 출력신호를 상기 제어신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 함수발생회로.
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