KR20010009126A - 수정발진기의 온도보상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도센서에 의해 감지되는 데이터 중에서 일정간격 별로 포인트를 선정하여 데이터화함으로써 이피롬(EP-ROM)에 저장되는 데이터를 줄여서 IC의 소형화를 이룰 수 있도록 하는 수정발진기의 온도보상장치에 관한 것으로 특히, 수정발진기 주변의 온도에 따른 전압값을 출력하는 온도감지부; 상기 온도감지부에서 감지된 온도에 따라 커패시턴스가 변경되어 변경된 커패시턴스를 수정진동자로 제공하는 커패시터 회로부; 상기 온도감지부에서 감지할 수 있는 온도대역의 전구간을 소정등분하여 그에 대응하는 커패시턴스를 저장하는 메모리부; 상기 온도감지부에서 메모리부에 저장되지 않은 온도를 감지한 경우에 그에 대응하는 커패시턴스를 산출하는 연산부; 및 상기 연산부에서 산출된 커패시턴스가 수정진동자로 제공되도록 상기 커패시터 회로부의 커패시턴스를 변경시키는 제어신호를 출력하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수정발진기의 온도보상장치{Temperature compensation module of crystal oscillator}

본 발명은 수정발진기의 온도보상장치에 관한 것으로서 특히, 수정발진기 주변의 온도를 감지하고 그 결과에 따라 수정진동자의 커패시턴스를 디지털적으로 변경하여 온도보상을 수행하는 수정발진기의 온도보상장치에 관한 것이다.

일반적으로 수정발진기에서는 주위 온도에 따라 커패시턴스가 변경되어 온도를 보상하는 온도보상 회로부와, 상기 온도보상 회로부에서 제공되는 커패시턴스에 따라 소정의 주파수를 공진시키는 수정진동자와, 상기 수정진동자에서 공진된 주파수를 발진시키는 발진회로부를 포함하여 구성된다.

상기 온도보상 회로부는 서미스터, 고정저항 및 커패시터를 직렬 또는 병렬로 접속하여 이루어지는데, 원하는 주파수를 얻기 위하여 다수의 커패시터를 포함하는 커패시터 어레이(CAP-ARRAY)가 구비된다.

이때, 상기 어패시터 어레이의 입력단에는 커패시턴스를 결정하기 위한 수단으로서 온도보상장치가 구비된다.

도 1은 종래 기술에 의한 디지털 온도보상 수정발진기(D-TCXO)에 적용되는 온도보상장치의 구성을 나타내는 블록도로서, 도 1을 참조하면, 참조번호 11은 수정발진기 주변의 온도에 따른 전압값을 출력하는 온도센서를 나타내고, 12는 상기 온도센서(11)에서 출력되는 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 컨버터를 나타내고, 13은 상기 A/D 컨버터(12)의 출력신호에 따라 수정진동자의 커패시턴스를 변경하기 위한 제어신호를 출력하는 디지털 컨트롤러를 나타낸다.

또한, 참조번호 14는 상기 디지털 컨트롤러(13)의 제어신호에 따라 수정진동자의 커패시턴스를 변경하는 커패시터 어레이를 나타내고, 15는 상기 온도센서(11)에서 감지되는 온도에 따른 커패시턴스의 값을 저장하여 상기 디지털 컨트롤러(13)로 제공하는 이피롬(EP-ROM)을 나타낸다. 이때, 상기 이피롬(15)은 많은 데이터를 저장할 수 있도록 10비트(bit)를 사용한다.

상기와 같은 구성을 갖는 온도보상장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수정발진기의 동작이 시작되면 주위의 온도에 따라 수정진동자의 자체 커패시턴스가 미세하게 변동되어 발진주파수가 달라지게 된다. 결국, 원하는 발진주파수를 얻을 수 없게 된다. 상기와 같은 이유로 인해 수정진동자로 제공되는 커패시턴스를 달리하여 온도를 보상하게 된다.

상기 수정발진기의 동작이 이루어지는 동안에 상기 온도센서(11)는 주위의 온도를 감지하여 그에 따른 전압값을 출력한다. 상기 전압값은 A/D 컨버터(12)에서 디지털 신호로 변환되어 상기 디지털 컨트롤러(13)로 제공된다.

상기 디지털 컨트롤러(13)에서는 A/D 컨버터(12)로부터 입력된 전압값에 대응하는 커패시턴스 값을 상기 이피롬(15)으로 부터 읽어오고, 읽어온 커패시턴스가 수정진동자로 제공되도록 상기 커패시터 어레이(14)로 제어신호를 출력한다.

상기의 동작에 의해 커패시터 어레이(14)의 커패시턴스가 변경되면 그 커패시턴스는 수정진동자로 제공되어, 온도의 변화에 관계없이 상기 수정진동자에서 일정한 공진주파수가 출력되도록 한다.

즉, 주위의 온도가 올라가면 커패시터 어레이(14)의 커패시턴스가 커지도록 하여 수정진동자의 고온부 곡선을 떨어뜨려 주파수를 안정화시키고, 온도가 낮아지면 커패시터 어레이(14)의 커패시턴스가 작아지도록 하여 수정진동자의 저온부 곡선을 올려서 주파수를 안정화시키는 기능을 수행한다.

그런데, 종래 기술에 의한 수정발진기의 온도보상장치에서 이피롬(15)에는 온도센서(11)에서 감지되는 모든 온도데이터에 대응되는 커패시턴스가 1:1로 대응하도록 저장되어 있다. 따라서, 온도보상을 위한 이피롬(15)의 데이터량이 방대해져 이피롬의 사이즈가 커지게 되고, 그에 따라 IC의 소형화가 어렵게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 모든 데이터를 이피롬(15)에 저장하는 과정이 복잡해지기 때문에 수정발진기의 대량생산시 생산성을 저하시키는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 온도센서에 의해 감지되는 데이터 중에서 일정간격 별로 포인트를 선정하여 데이터화함으로써 이피롬(EP-ROM)에 저장되는 데이터를 줄여서 IC의 소형화를 이룰 수 있도록 하는 수정발진기의 온도보상장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 이피롬에 저장되지 않은 데이터에 대한 연산을 수행하는 연산부를 구비함으로써 데이터의 입출력을 간단히 하여 효율을 향상시킬 수 있는 수정발진기의 온도보상장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 온도보상장치의 구성을 나타내는 블록도,

도 2는 본 발명에 의한 수정발진기에 적용되는 온도보상장치의 구성을 나타내는 블록도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

21 : 온도센서 22 : A/D 컨버터

23 : 디지털 컨트롤러 24 : 커패시터 어레이

25 : 이피롬(EP-ROM) 26 : 연산부

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 수정발진기의 온도보상장치는, 수정발진기 주변의 온도에 따른 전압값을 출력하는 온도감지부; 상기 온도감지부에서 감지된 온도에 따라 커패시턴스가 변경되어 변경된 커패시턴스를 수정진동자로 제공하는 커패시터 회로부; 상기 온도감지부에서 감지할 수 있는 온도대역의 전구간을 소정등분하여 그에 대응하는 커패시턴스를 저장하는 메모리부; 상기 온도감지부에서 메모리부에 저장되지 않은 온도를 감지한 경우에 그에 대응하는 커패시턴스를 산출하는 연산부; 및 상기 연산부에서 산출된 커패시턴스가 수정진동자로 제공되도록 상기 커패시터 회로부의 커패시턴스를 변경시키는 제어신호를 출력하는 마이컴;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 메모리부는 온도감지부에서 감지할 수 있는 온도대역의 전구간을 32등분하고 그에 대응하는 커패시턴스를 저장하는 5비트(bit)의 이피롬(EP-ROM)을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 수정발진기에 적용되는 온도보상장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 참조번호 21은 수정발진기 주변의 온도에 따른 전압값을 출력하는 온도센서를 나타내고, 22는 상기 온도센서(21)에서 출력되는 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 컨버터를 나타내고, 23은 상기 A/D 컨버터(22)의 출력신호에 따라 수정진동자의 커패시턴스를 변경하기 위한 제어신호를 출력하는 디지털 컨트롤러를 나타낸다.

또한, 참조번호 24는 상기 디지털 컨트롤러(23)의 제어신호에 따라 수정진동자로 제공하는 커패시턴스를 변경하는 커패시터 어레이를 나타내고, 25는 상기 온도센서(21)에서 감지할 수 있는 온도대역의 전구간(-40℃ ∼ 125℃)을 32등분하여 그에 대응하는 32개의 커패시턴스를 저장하고 필요에 따라 상기 디지털 컨트롤러(13)로 제공하는 5비트의 이피롬(EP-ROM)을 나타내고, 26은 상기 온도센서(21)에서 이피롬(25)에 저장되지 않은 온도를 감지한 경우에 그에 대응하는 커패시턴스를 산출하는 연산부를 나타낸다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 온도보상장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

수정발진기의 동작이 이루어지는 동안에 상기 온도센서(21)는 주위의 온도를 감지하여 그에 따른 전압값을 출력하고, 그 출력된 전압값은 상기 A/D 컨버터(22)에서 디지털 신호로 변환되어 상기 디지털 컨트롤러(23)로 제공된다.

상기 디지털 컨트롤러(23)에서는 A/D 컨버터(22)로부터 입력된 전압값에 대응하는 커패시턴스가 상기 이피롬(25)에 저장되어 있는지를 확인하고, 저장되어 있는 경우에는 상기 이피롬(25)으로부터 읽어온다. 한편, 상기 A/D 컨버터(22)로부터 입력된 전압값에 대응하는 커패시턴스가 상기 이피롬(25)에 저장되어 있지 않은 경우에는 즉, 중간구간의 온도인 경우에는 상기 연산부(26)에서 입력된 전압값에 대응하는 커패시턴스를 산출한다. 이때, 상기 연산부(26)에서는 이피롬(25)에 저장되어 있는 특정구간의 전후의 커패시턴스의 차이와 온도구간의 기울기를 이용하여 현재온도에 대응하는 커패시턴스를 산출한다.

상기의 동작에 의해 수정진동자의 커패시턴스가 결정되면, 상기 디지털 컨트롤러(23)에서는 결정된 커패시턴스가 수정진동자로 제공되도록 상기 커패시터 어레이(24)로 제어신호를 출력한다. 그에 따라 상기 커패시터 어레이(24)의 커패시턴스가 변경되고 그 커패시턴스가 수정진동자로 제공되어, 온도의 변화에 관계없이 상기 수정진동자에서 일정한 공진주파수가 출력되도록 한다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 수정발진기의 온도보상장치는 5비트의 이피롬을 사용하여 32개의 데이터만을 저장함으로써 이피롬의 용량을 줄일 수 있어서 IC의 소형화가 가능해지고 그에 따라 수정발진기의 소형화를 이룰 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 이피롬에 저장되는 데이터량이 작기 때문에 생산라인에서 데이터의 입력시간을 단축시킬 수 있게 되어 수정발진기의 대량생산시 효율성을 증대시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 수정발진기 주변의 온도에 따른 전압값을 출력하는 온도감지부;

   상기 온도감지부에서 감지된 온도에 따라 커패시턴스가 변경되어 변경된 커패시턴스를 수정진동자로 제공하는 커패시터 회로부;

   상기 온도감지부에서 감지할 수 있는 온도대역의 전구간을 소정등분하여 그에 대응하는 커패시턴스를 저장하는 메모리부;

   상기 온도감지부에서 메모리부에 저장되지 않은 온도를 감지한 경우에 그에 대응하는 커패시턴스를 산출하는 연산부; 및

   상기 연산부에서 산출된 커패시턴스가 수정진동자로 제공되도록 상기 커패시터 회로부의 커패시턴스를 변경시키는 제어신호를 출력하는 마이컴;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수정발진기의 온도보상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메모리부는 온도감지부에서 감지할 수 있는 온도대역의 전구간을 32등분하고 그에 대응하는 커패시턴스를 저장하는 5비트(bit)의 이피롬(EP-ROM)을 사용하는 것을 특징으로 하는 수정발진기의 온도보상장치.