KR20010062129A - 온도 보상형 발진기, 온도 보상형 발진기의 제어방법 및무선 통신 장치 - Google Patents
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Abstract
출력 신호의 위상 잡음을 저감할 수 있으며, 또한, 출력 신호의 주파수가 단시간에 안정하여, 제어의 응답성도 나빠지지 않는 온도 보상형 발진기, 온도 보상형 발진기의 제어방법 및 무선 통신 장치를 제공한다.
온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 수단(23)과, 상기 필터 수단(23)에 병렬 접속된 스위치 수단(SW1)과, 전압 제어형 발진 회로(28) 등에의 전력의 공급을 제어하는 전력 제어 수단(26)을 구비하여, 전력 제어 수단(26)은 전압 제어형 발진 회로(28)에의 전력의 공급 개시시는 스위치 수단(SW1)을 소정 기간 온으로 한다.
Description
본 발명은 온도 보상형 발진기, 온도 보상형 발진기의 제어 방법 및 무선 통신 장치에 관한 것이다.
종래, 무선 통신 장치 등의 전자기기에 사용되는 발진기는 넓은 온도 범위에서 안정한 발진 주파수의 출력 신호를 출력할 필요가 있기 때문에, 온도 보상형 발진기(TCXO)가 사용되고 있다.
상기 온도 보상형 발진기는 압전 진동자의 발진 주파수가 부하 용량에 따라서 변화하는 것을 이용하여, 온도 보상 회로에 의해 온도에 따라서 부하 용량을 변화시켜 발진 주파수를 일정하게 유지하는 것이다.
또한, 온도 보상형 발진기에는 온도 보상 회로를 아날로그 회로에 의해 구성한 아날로그형과, 온도 보상 회로를 디지털 회로에 의해 구성한 디지털형이 있다.
그런데, 아날로그형의 온도 보상형 발진기에 있어서는 온도 보상 회로가 많은 저항 소자 및 반도체 소자로 구성되기 때문에, 온도 보상 회로가 출력하는 온도 보상 전압(Vc1)에 열 잡음이나 쇼트 잡음 등에 의한 노이즈(Vn)가 가산된다.
이로 인해, 도 15에 도시한 아날로그형의 온도 보상형 발진기와 같이, 고주파 성분을 제거하는 필터 회로(2)를 온도 보상 회로(3)와 전압 제어형 발진 회로(4)와의 사이에 삽입함으로써, 온도 보상 회로(3)의 출력 전압(Vc1+Vn)으로부터 노이즈(Vn)를 제거할 수 있다.
이와 같이, 온도 보상 회로(3)로부터 출력되는 온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 회로(2)를 설치함으로써, 출력 신호의 위상 잡음을 저감시키고 있다.
또한, 도 16은 디지털형의 온도 보상형 발진기의 블록도이다.
디지털형의 온도 보상형 발진기(10)에 있어서, 온도 보상 회로(11)는 예를 들면, 온도 센서(11A), 아날로그/디지털(A/D) 변환기(11B), 메모리(11C) 및 디지털/아날로그(D/A) 변환기(11D)로 구성된다.
즉, 온도 보상 회로(11)에 있어서, 온도 센서(11A)가 계측한 온도 정보는 A/D 변환기(11B)에 의해 아날로그/디지털 변환되어, 메모리(11C)에 미리 기억된 압전 진동자(X)의 온도 특성을 보상하기 위한 디지털 신호로 변환되고, D/A 변환기(11D)에 의해 디지털/아날로그 변환되어, 온도 보상 전압(Vc1)으로서 출력된다.
이 경우, 온도 변화에 의해 D/A 변환기(11D)에 입력되는 디지털 신호에 변화가 생기는 경우는 D/A 변환기(11D)의 분해능의 영향에 의해 온도 보상 전압(Vc1)에 스텝형상의 노이즈(Vn)가 생긴다.
이로 인해, 도 16에 도시한 바와 같이, 상술한 바와 같이, 고주파 성분을 제거하는 필터 회로(2)를 온도 보상 회로(11)와 전압 제어형 발진 회로(VCXO)(4)와의 사이에 삽입함으로써, 온도 보상 전압(Vc1)으로부터 노이즈(Vn)를 제거하고 있다.
따라서, 디지털형의 온도 보상형 발진기에 있어서도, 아날로그형의 경우와 마찬가지로 필터 회로를 사용함으로써, 출력 신호의 위상 잡음을 저감할 수 있다.
그런데, 도 17에 필터 회로(LPF)의 특성 곡선도를 도시한 바와 같이, 필터 회로는 시정수가 클수록, 즉, 컷오프 주파수(fc)가 낮을 수록 높은 주파수의 감쇠가 커진다.
이로 인해, 필터 회로를 사용하여 온도 보상형 발진기의 출력 신호의 위상 잡음을 저감하는 경우는 필터 회로의 컷오프 주파수(fc)를 낮게 설정한 쪽이 바람직함을 알 수 있다. 여기서, 도 18에 이조 주파수에 있어서의 SSB 위상 잡음과 필터 회로의 컷오프 주파수(fc)의 특성 곡선도를 도시한다.
한편, 휴대형 무선 통신 장치의 대기시와 같이, 소비 전력 저감의 관점에서 온도 보상형 발진기에 간헐적으로 전력을 공급하도록 하는 경우에는 발진을 개시하고 나서 출력 신호의 주파수가 안정하기까지의 시간(이하, 「발진 개시 시간」이라 함)의 단시간화가 요구된다.
그러나, 도 19에 발진 개시 시간의 특성 곡선도를 도시한 바와 같이, 발진 개시 시간(Tsta)는 필터 회로의 컷오프 주파수(fc)를 낮게 설정할 수록 길게되어 버린다.
이로 인해, 온도 보상형 발진기에 있어서는 출력 신호의 위상 잡음의 저감과 발진 개시 시간의 단시간화의 양립이 곤란하다고 하는 문제가 있다.
또한, 현재의 휴대형 무선 통신 장치의 발진기는 도 20에 도시한 바와 같이, 기지국에서의 신호를 기준으로 더욱 정확히 주파수를 조정하는 AFC 기능용 주파수 제어 전압 입력 단자(VC)를 구비하는 VC-TCXO가 일반적이다.
즉, 도 20에 도시한 바와 같이, VC-TCXO(12)은 기지국으로부터 수신한 신호에 근거하여 휴대형 무선 통신 장치의 신호 처리 회로에 공급되는 주파수 제어 신호(φVC)를 입력하고, 상기 주파수 제어 신호(φVC)를 전압 변환 회로(13)에 의해 주파수 제어 전압(Vc2)으로 전압 변환한다.
그리고, VC-TCXO(12)에 있어서는 가산기(14)에 의해 주파수 제어 전압(Vc2)과 온도 보상 전압(Vc1)이 가산되어, 필터 회로(2)를 통해 전압 제어형 발진 회로(4)에 공급된다. 이로써, 출력 신호의 주파수를 온도 보상함과 동시에, 기지국의 기준 주파수에 동기한 주파수로 변경한다.
상술한 회로에 있어서는 시정수가 큰 필터 회로(2)를 사용하여 출력 신호의 위상 잡음을 저감하면, 주파수 제어 전압(Vc2)의 변화에 대한 발진 주파수의 응답성이 나빠지는 문제도 생겨 버린다.
그래서 본 발명의 목적은 출력 신호의 위상 잡음을 저감할 수 있으며, 또한,출력 신호의 주파수가 단시간에 안정하고, 제어의 응답성도 나빠지지 않는 온도 보상형 발진기 및 그 제어방법, 상기 온도 보상형 발진기를 구비하는 무선 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도.
도 2는 상기 온도 보상형 발진기의 스위치 구성의 일례를 도시한 도면.
도 3은 상기 온도 보상형 발진기의 전압 변환 회로의 설명에 제공하는 특성 곡선도.
도 4는 상기 온도 보상형 발진기의 전압 제어형 발진 회로의 일례의 회로도.
도 5는 상기 온도 보상형 발진기의 전압 제어형 발진 회로의 일례의 회로도.
도 6은 상기 온도 보상형 발진기의 타임챠트.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도.
도 8은 상기 온도 보상형 발진기의 스위치 구성의 일례를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도.
도 10은 상기 온도 보상형 발진기를 휴대형 무선 통신 장치에 적용한 경우의 블록도.
도 11은 상기 온도 보상형 발진기의 타임챠트.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도.
도 13은 제 1 변형예에 따른 온도 보상형 발진기의 사시도.
도 14는 제 1 변형예에 따른 온도 보상형 발진기의 사시도.
도 15는 종래의 아날로그형 온도 보상형 발진기의 블록도.
도 16은 종래의 디지털형 온도 보상형 발진기의 블록도.
도 17은 필터 회로(LPF)의 주파수 특성 곡선도.
도 18은 상기 온도 보상형 발진기의 출력 신호의 SSB 위상 잡음의 특성 곡선도.
도 19는 상기 온도 보상형 발진기의 발진 개시 시간의 특성 곡선도.
도 20은 필터 회로를 삽입한 VC-TCXO의 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1, 12, 15, 17, 20, 20A…… 온도 보상형 발진기
2, 23, 24…… 필터 회로(필터 수단)
3, 21…… 온도 보상 회로
4, 11, 28…… 전압 제어형 발진 회로
14, 27…… 가산기
22…… 트랙 ＆ 홀드 회로(출력 전환 수단)
25…… 전압 제어 회로
26…… 전원 제어 회로(전력 제어 수단)
30…… 휴대형 무선 통신 장치(무선 통신 장치)
Cv…… 가변 용량 소자(가변 캐패시턴스 소자)
SW1, SW2, SW1A…… 스위치(스위치 수단)
Vc1…… 온도 보상 전압
Vc2…… 주파수 제어 전압
X……압전 진동자
φS1…… 스위치 제어 신호
φST…… 스탠바이 제어 신호(제어 신호)
φTH…… 모드 제어 신호
φVC…… 주파수 제어 신호
상기 과제를 해결하기 위해서, 제 1 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 수단과,
상기 필터 수단에 병렬 접속된 스위치 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단을 소정 기간 온으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 2 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 로우패스 필터인 필터 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이며,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간 경과 후에 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하고 있다.
제 3 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 복수단의 로우패스 필터인 필터 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 각각대응하는 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과, 모든 상기 저항 소자 중 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이고,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간 경과 후에 상기 각각 대응하는 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하고 있다.
제 4 항에 따른 구성은 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 필터 수단에 있어서, 상기 저항 소자를 대신하여 인덕턴스 소자를 사용한 것을 특징으로 하고 있다.
제 5 항에 따른 구성은 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 회로와 상기 필터 수단과의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드와 전환 가능한 출력 전환 수단을 가지며,
상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 6 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 수단과,
상기 출력 전환 수단을 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 7 항에 따른 구성은 제 5 항 또는 제 6 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 수단 이외의 회로에의 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 8 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,
외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어 회로와,
상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 수단과,
상기 제 1 필터 수단에 병렬 접속된 스위치 수단과,
상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단을 소정 기간 온으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 9 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,
외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어 회로와,
상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 로우패스 필터인 제 1 필터 수단과,
상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이고,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간 경과 후에 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하고 있다.
제 10 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,
외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어 회로와,
상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 복수단의 로우패스 필터인 제 1 필터 수단과,
상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 각각대응하는 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과, 모든 상기 저항 소자 중 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이고,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간경과 후에 상기 각각 대응하는 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하고 있다.
제 11 항에 따른 구성은 제 9 항 또는 제 10 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 제 1 필터 수단에 있어서, 상기 저항 소자를 대신하여 인덕턴스 소자를 사용한 것을 특징으로 하고 있다.
제 12 항에 따른 구성은 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 온도 보상 회로와 상기 필터 수단과의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 수단을 가지며,
상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 13 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,
외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어 회로와,
상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,
출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 수단과,
상기 출력 전환 수단을 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 수단과,
상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,
상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 14 항에 따른 구성은 제 12 항 또는 제 13 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 수단 이외의 회로에의 전력의 공급을정지하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 15 항에 따른 구성은 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 제 2 필터 수단의 컷오프 주파수는 상기 제 1 필터 수단의 컷오프 주파수보다 높은 것을 특징으로 하고 있다.
제 16 항에 따른 구성은 제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 제 2 필터 수단은 저항 소자와 캐패시턴스 소자로 각각 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
제 17 항에 따른 구성은 제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 제 2 필터 수단은 인덕턴스 소자와 캐패시턴스 소자로 각각 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
제 18 항에 따른 구성은 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 전력 제어 수단은 외부로부터 공급되는 제어 신호에 근거하여 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 19 항에 따른 구성은 제 1 항 내지 제 18 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 동시에 개시하고, 상기 전력의 공급을 동시에 정지하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 20 항에 따른 구성은 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 전압 제어형 발진 회로는 압전 진동자를 발진시키는 발진 회로와,
상기 공급되는 전압에 따라서 용량이 변화하는 가변 캐패시턴스 소자를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
제 21 항에 따른 구성은 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 압전 진동자를 제외한 구성 부품이 원칩 IC로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
제 22 항의 구성은 제 21 항 온도 보상형 발진기에 있어서,
상기 원칩 IC 및 상기 압전 진동자가 하나의 패키지에 수납되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
제 23 항에 따른 구성은 제 22 항의 온도 보상형 발진기를 내장하여, 상기 온도 보상형 발진 회로의 출력 신호에 근거하여 동작하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 24 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 회로와,
상기 필터 회로에 병렬 접속된 스위치 회로와,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,
상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 회로를 소정 기간만 온으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 25 항에 따른 구성은 제 24 항에 따른 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
상기 온도 보상 회로와 상기 필터 회로와의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로를 가지며,
상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 26 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로와,
상기 출력 전환 회로를 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 회로와,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,
상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 27 항에 따른 구성은 제 25 항 또는 제 26 항에 따른 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 회로 이외의 회로에의 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 28 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,
외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어 회로와,
상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 회로와,
상기 제 1 필터 수단에 병렬 접속된 스위치 회로와,
상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 회로와,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,
상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 회로를 소정 기간 온으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 29에 따른 구성은 제 28 항에 따른 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
상기 온도 보상 회로와 상기 필터 회로와의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로를 가지며,
상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 30 항에 따른 구성은 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,
온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,
외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어 회로와,
상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로와,
상기 출력 전환 회로를 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 회로와,
상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 회로와,
적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,
상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 31 항에 따른 구성은 제 29 항 또는 제 30 항에 따른 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 회로 이외의 회로에의 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 32 항에 따른 구성은 제 24 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 따른 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,
상기 전력 제어 회로는 외부로부터 공급되는 제어 신호에 근거하여 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
[실시예]
이하, 적절히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 관해서 설명한다.
(1) 제 1 실시예
(1-1) 제 1 실시예의 구성
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도이다.
상기 온도 보상형 발진기(15)는 온도 보상 회로(21)와, 필터 회로(23)와, 필터 회로(23)에 병렬 접속된 스위치(SW1)와, 전압 제어 회로(25)와, 전원 제어 회로(26)와, 가산기(27)와, 전압 제어형 발진 회로(28)를 구비하여 구성된다.
여기서, 온도 보상 회로(21)는 압전 진동자(X)의 주파수 온도 특성의 변화를 부정하도록 온도 보상 전압(Vc1)을 출력할 수 있는 구성이 것이면 된다. 예를 들면, 온도 보상 회로(21)로서, 종래 기술된 바와 같이, 온도 센서와, 아날로그/디지털 변환 회로와, 메모리와, 디지털/아날로그 변환 회로에 의해 구성하고, 온도 정보를 디지털 신호로 변환한 후, 메모리에 미리 기록된 온도 보상용 데이터로 변환하고, 상기 온도 보상용 데이터를 디지털/아날로그 변환함으로써, 온도 보상 전압(Vc1)을 출력하는 디지털형의 것이나, 더미스터 등의 소자의 온도 특성을 이용하여, 온도 보상 전압(Vc1)을 출력하는 아날로그형의 것을 적용할 수 있다.
필터 회로(제 1 필터 수단)(23)는 저항 소자와 콘덴서(캐패시턴스 소자), 또는 인덕턴스 소자와 콘덴서로 구성되는 로우패스 필터이고, 온도 보상 전압(Vc1)의 고주파 성분, 즉, 온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈를 제거한다.
또한, 상기 필터 회로(23)에는 스위치(SW1)가 병렬 접속되어 있기 때문에, 스위치(SW1)가 온 상태인 경우는 온도 보상 전압(Vc1)은 필터 회로(23)를 통과하지 않고 스위치(SW1)를 통해 출력된다. 여기서, 도 2는 상기 스위치(SW1)를 아날로그 스위치로 구성한 경우의 스위치(SW1)주변의 회로도이다.
전압 제어 회로(25)는 종래의 VC-TCXO의 전압 변환 회로(도 20에 도시한 13)등을 적용할 수 있고, 주파수 제어 전압 입력 단자(VC)를 통해 공급되는 주파수 제어 신호(φVC)에 근거하여 주파수 제어 전압(Vc2)을 생성하는 회로이다.
예를 들면, 전압 제어 회로(25)로서는 도 3에 부호(A, B, C)로 나타낸 바와 같이, 주파수 제어 신호(φVC)에 대하여 주파수 제어 전압(Vc2)의 기울기를 변화시키거나, 주파수 제어 전압(Vc2)의 변화의 극성을 변화시키는 기능을 갖게 한 회로가 적용된다.
가산기(27)는 필터 회로(23)를 통해 공급되는 온도 보상 전압(Vc1)과 주파수 제어 전압(Vc2)을 가산하여 전압 제어형 발진 회로(28)에 출력한다.
전압 제어형 발진 회로(28)는 수정 진동자나 세라믹 진동자 등의 압전 진동자(X)를 발진시키는 발진 회로와 버퍼 회로로 이루어진 발진 회로(29)와, 가변 용량 소자(Cv)로 구성된다. 예를 들면, 전압 제어형 발진 회로(28)로서, 도 4에 도시한 것과 같은 바이폴러 트랜지스터(Q1, Q2)를 사용하여 구성한 것이나, 도 5에 도시한 것과 같은 인버터(IV)를 MOS형 트랜지스터로 구성한 CMOS형인 것이 적용된다.
전압 제어형 발진 회로(28)는 온도 보상 전압(Vc1)에 의해 온도가 변화하여도 출력 신호(P)의 발진 주파수가 일정하게 되도록 제어됨과 동시에, 주파수 제어 전압(Vc2)에 의해 출력 신호(P)의 발진 주파수가 설정해야 할 주파수가 되도록 제어된다.
도 1에 있어서, 전원 제어 회로(전력 제어 수단 26)는 상술한 온도 보상 회로(21), 전압 제어 회로(25) 및 발진 회로(29)에의 전력의 공급을 제어하는 회로이고, 스탠바이 제어 단자(STBY)를 통해 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어신호(φST)에 근거하여 각 회로에의 전력의 공급을 제어한다. 상기 전원 제어 회로(26)는 전원 단자(VCC, GND)를 통해 외부의 전원으로부터 전력이 공급된다.
여기서, 전원 제어 회로(26)는 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨인 경우는 온도 보상 전압(Vc1) 및 주파수 제어 전압(Vc2)을 전압 제어형 발진 회로(28)로 공급시킴으로써, 소망의 발진 주파수의 출력 신호를 출력시킨다.
또한, 전원 제어 회로(26)는 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)가 L 레벨인 경우는 각 회로의 동작을 정지시킨다. 즉, 온도 보상 회로(21), 전압 제어 회로(25) 및 발진 회로(29)에의 전력의 공급을 정지함으로써, 상기 온도 보상형 발진기(15)의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
또한, 전원 제어 회로(26)는 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)의 상승에 동기하여 스위치 제어 신호(φS1)를 단기간 H 레벨로 함으로써, 스위치(SW1)를 단기간 온 상태로 한다.
따라서, 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨이 되면, 온도 보상 전압(Vc1)은 필터 회로(23)를 통과하는 일없이, 스위치(SW1)를 통해 출력된다.
이로 인해, 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨이 되면, 온도 보상 전압(Vc1)이 비교적 큰 시정수의 필터 회로(23)를 통과함으로써 생기는 지연 시간을 피하고, 단시간에 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급된다.
(1-2) 제 1 실시예의 동작
도 6은 온도 보상형 발진기(15)의 타임챠트이고, 상기 도면을 참조하면서,온도 보상형 발진기(15)의 동작을 설명한다. 여기서, 상기 온도 보상형 발진기(15)는 도 6a에 도시한 바와 같이, 시각(T1)으로부터 전원 단자(VCC)에 전원 전압이 공급되고, 도 6b에 도시한 것과 같은 스탠바이 제어 신호(φST)가 스탠바이 제어 단자(STBY)에 공급된 경우를 상정하고 있다.
우선, 시각(T1)에 있어서 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨로 상승하면, 도 6c에 도시한 바와 같이, 전원 제어 회로(26)는 각 회로에의 전원 전압(VREG)의 공급을 개시하고, 온도 보상 회로(21), 전압 제어 회로(25), 발진 회로(29) 및 가산기(27)가 동작을 개시한다.
또한, 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨이 되면, 도 6d에 도시한 바와 같이, 스탠바이 제어 신호(φST)의 상승에 동기하여 스위치 제어 신호(φS1)가 단기간 H 레벨로 상승하기 때문에, 온도 보상 회로(21)가 스위치(SW1)를 통해 단락된다.
이로 인해, 온도 보상형 발진기(15)에 있어서, 온도 보상 전압(Vc1)을 필터 회로(23)를 통해 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급하는 경우와 비교하여 온도 보상 전압(Vc1)의 상승 시간을 빠르게 할 수 있으며, 온도 보상 전압(Vc1)에 의한 출력 신호(P)의 주파수 제어를 단시간에 개시할 수 있다.
또한, 시각(T1)에 있어서 전압 제어 회로(25)에 전원 전압(VREF)이 공급되면, 전압 제어 회로(25)는 주파수 제어 신호(φVC)에 근거하여 주파수 제어 전압(Vc2)을 출력하고, 주파수 제어 전압(Vc2)은 가산기(27)를 통해 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급됨으로써, 주파수 제어 전압(Vc2)에 의한 출력 신호의 주파수제어를 개시한다.
다음에, 도 6d에 도시한 바와 같이, 시각(T2)에 있어서 스위치 제어 신호(φS1)가 L 레벨이 되면, 스위치(SW1)가 오프 상태가 되기 때문에, 온도 보상 전압(Vc1)이 필터 회로(23)를 통해 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급된다.
따라서, 스위치(SW1)가 오프 상태가 되면 온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈가 제거된다.
이로 인해, 온도 보상형 발진기(15)는 온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈를 필터 회로(23)에 의해 제거함으로써, 출력 신호(P)의 위상 잡음을 저감할 수 있다.
다음에, 도 6b에 도시한 바와 같이, 시각(T3)에 있어서 스탠바이 제어 신호(φST)가 L 레벨이 되면, 도 6c에 도시한 바와 같이, 전원 제어 회로(26)에 의한 각 회로에의 전원 전압(VREG)의 공급이 중지되어, 온도 보상 회로(21), 전압 제어 회로(25), 발진 회로(29) 및 가산기(27)의 동작이 정지한다.
이렇게하여 온도 보상형 발진기(15)는 스탠바이 제어 신호(φST)에 근거하여 출력 신호(P)의 출력을 개시 또는 정지함으로써, 전체의 소비전력을 저감할 수 있다.
여기서, 상기 온도 보상형 발진기(15)가 출력해야 할 출력 신호(P)의 발진 주파수를 f0로 하고, 실제로 출력하고 있는 발진 주파수와 출력해야 할 발진 주파수(f0)와의 차를 df로 한 경우에 있어서, 도 6f에 상기 주파수 편차(df/f0)를 도시한 바와 같이, 온도 보상형 발진기(15)는 스탠바이 제어 신호(φST)가 상승하면,단시간에 출력 신호(P)의 주파수를 설정해야 할 주파수(f0)로 안정시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(15)는 필터 회로(23)에 스위치(SW1)를 병렬 접속하고, 스탠바이 제어 신호(φST)가 상승하면 단시간 스위치(SW1)를 온상태로 함으로써, 출력 신호(P)의 발진 주파수를 단시간에 소망의 주파수로 안정시킬 수 있다.
이로써, 본 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(15)는 출력 신호의 위상 잡음을 저감할 수 있으며, 또한, 출력 신호의 주파수를 단시간에 안정시킬 수 있다.
또한, 발명자들이 상기 온도 보상형 발진기(15)를 제작한 바, 위상 잡음 특성은 옵셋 주파수 100[Hz]에 있어서 약 -120[dBc/Hz]의 수치를 얻을 수 있었다.
(2) 제 2 실시예
(2-1) 제 2 실시예의 구성
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도이다.
상기 온도 보상형 발진기(17)는 스위치(SW1A)가 다른 점을 제외하고 제 1 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(15)와 동일 구성이기 때문에, 동일의 부분은 동일의 부호를 붙여 도시하고, 중복한 설명은 생략한다.
상기 온도 보상형 발진기(17)에 있어서, 스위치(SW1A)는 필터 회로(23)의 콘덴서(C)의 일단의 접속 위치를, 저항 소자(R)의 온도 보상 회로(21)측(온도 보상 전압 입력측)에 접속된 단자(A)와, 저항 소자(R)의 가산기(27)측(온도 보상 전압 출력측)에 접속된 단자(B)와의 사이에서 전환하기 위한 스위치이다.
또한, 상기 스위치(SW1A)는 스위치 제어 신호(φS1)가 H 레벨인 경우는 콘덴서(C)를 단자(A)에 접속하고, 스위치 제어 신호(φS1)가 L 레벨인 경우는 단자(B)에 접속하도록 구성되어 있고, 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같이, H 레벨의 신호를 입력하면 온 상태가 되는 2개의 아날로그 스위치 사이에 인버터를 삽입하는 구성 등이 적용된다.
(2-2) 제 2 실시예의 동작
다음에, 상기 온도 보상형 발진기(17)의 동작을 설명한다. 여기서, 상기 온도 보상형 발진기(17)의 타임챠트는 온도 보상형 발진기(15)의 타임챠트와 거의 동일하므로 도 6을 원용하여 동작이 다른 부분을 설명한다.
상기 온도 보상형 발진기(17)에 있어서는 도 6b에 도시한 바와 같이, 시각(T1)에 있어서 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨로 상승하면, 도 6d에 도시한 바와 같이, 스탠바이 제어 신호(φST)의 상승에 동기하여 스위치 제어 신호(φS1)가 단기간 H 레벨로 상승하고, 필터 회로(23)의 콘덴서(C)의 일단의 접속 위치가 단자(B)로부터 단기간만 단자(A)로 전환된다.
따라서, 저항(R)에 의해 생기는 콘덴서(C)의 충전 시간에 의한 발진 개시 시간의 지연이 단축되어지게 된다.
이로써, 상기 온도 보상형 발진기(17)에 있어서는 콘덴서(C)의 일단의 접속 위치가 단자(A)로부터 단자(B)로 바뀐 후, 필터 회로(23)의 비교적 큰 시정수에 의한 온도 보상 전압(Vc1)의 지연을 단시간으로 할 수 있다.
또한, 발명자들이 상기 온도 보상형 발진기(17)를 제작한 바, 위상 잡음 특성은 옵셋 주파수 100[Hz]에 있어서 약 -121[dBc/Hz]의 수치를 얻을 수 있었다.
(3) 제 3실시예
(3-1) 제 3실시예의 구성
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도이다.
상기 온도 보상형 발진기(20)는 트랙 ＆ 홀드 회로(22)와, 필터 회로(24)가 추가되는 점을 제외하고 제 1 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(15)와 같은 구성이기 때문에, 동일 부분은 동일 부호를 붙여 도시하고, 중복한 설명은 생략한다.
트랙 ＆ 홀드 회로(출력 전환 수단22)은 전원 제어 회로(26)로부터 공급되는 모드 제어 신호(φTH)에 따라서 트랙 모드(제 1 모드)와 홀드 모드(제 2 모드)가 전환되고, 트랙 모드에 있어서는 입력 전압을 그대로 통과하여 출력 전압으로서 출력하고, 홀드 모드에 있어서는 모드 전환시의 입력 전압을 유지하여 출력한다. 도 1에 도시한 회로인 경우, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)는 모드 제어 신호(φTH)가 H 레벨인 경우는 트랙 모드로 전환되고, 모드 제어 신호(φTH)가 L 레벨인 경우는 홀드 모드로 전환된다. 상기 트랙 ＆ 홀드 회로(22)는 주지의 회로를 사용하여 구성하면 된다. 가장 간단한 기본 구성으로서는 모드 제어 신호(φTH)가 H 레벨인 경우에 온 상태가 되는 스위치 회로와, 스위치 회로가 오프 상태가 되었을 때의 출력 전압을 유지하는 콘덴서를 사용하여 구성하는 회로 등을 고려할 수 있다.
필터 회로(제 1 필터 수단 23)는 저항 소자와 콘덴서(캐패시턴스 소자), 또는 인덕턴스 소자와 콘덴서로 구성되는 로우패스 필터이고, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)를 통해 출력되는 온도 보상 전압(Vc1)의 고주파 성분을 제거한다. 즉, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)가 트랙 모드인 경우는 그의 출력 전압은 온도 보상 회로(22)로부터출력되는 온도 보상 전압(Vc1)이기 때문에, 온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈를 제거한다.
또한, 상기 필터 회로(23)에는 스위치(SW1)가 병렬 접속되어 있기 때문에, 스위치(SW1)가 온 상태인 경우는 트랙 ＆ 홀드 회로(22)를 통해 출력되는 온도 보상 전압(Vc1)은 필터 회로(23)를 통과하지 않고 스위치(SW1)를 통해 출력된다.
전압 제어 회로(25)는 종래의 VC-TCXO의 전압 변환 회로(도 20에 도시한 13)등을 적용할 수 있고, 주파수 제어 전압 입력 단자(VC)를 통해 공급되는 주파수 제어 신호(φVC)에 근거하여 주파수 제어 전압(Vc2)을 생성하는 회로이다.
필터 회로(제 2 필터 수단 24)는 예를 들면 저항 소자와 캐패시턴스 소자로구성되는 로우패스 필터이고, 전압 제어 회로(25)로부터 공급되는 주파수 제어 전압(Vc2)의 고주파 성분을 제거한다. 따라서, 필터 회로(24)는 온도 보상형 발진기(20)의 외부로부터 주파수 제어 전압 입력 단자(VC)에 공급되는 주파수 제어 신호(φVC)에 포함되는 노이즈나, 전압 제어 회로(25) 내부의 노이즈 등, 주파수 제어 전압(Vc2)에 포함되는 노이즈를 제거한다.
또한, 상기 필터 회로(24)는 컷오프 주파수를 수백 Hz 내지 수 kHz 정도로 설정하면 주파수 제어 전압(Vc2)에 포함되는 노이즈를 제거할 수 있기 때문에, 비교적 시정수가 작은 것이 적용된다.
이에 반해, 상술한 필터 회로(23)는 온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈를 제거하기 위해서는 컷오프 주파수를 수십 Hz 내지 수백 Hz 정도로 설정할 필요가 있다. 이로 인해, 상기 필터 회로(23)는 필터 회로(24)보다 낮은 컷오프 주파수(fc)의 것이 적용된다.
도 9에 있어서, 전원 제어 회로(전력 제어 수단 26)는 상술한 바와 같이, 스탠바이 제어 단자(STBY)를 통해 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)에 근거하여 각 회로에의 전력의 공급을 제어함과 동시에, 스탠바이 제어 신호(φST)에 근거하여 모드 제어 신호(φTH)를 출력함으로써, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)를 트랙 모드 또는 홀드 모드로 전환한다.
즉, 전원 제어 회로(26)는 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨인 경우는 각 회로에 전원 전압(VREG)을 공급함과 동시에, 모드 제어 신호(φTH)를 H 레벨로 하여 트랙 ＆ 홀드 회로(22)를 트랙 모드로 전환한다.
이에 반해, 전원 제어 회로(26)는 스탠바이 제어 신호(φST)가 L 레벨인 경우는 전원 전압(VREG)의 공급을 중지함과 동시에, 모드 제어 신호(φTH)를 L 레벨로 하고 트랙 ＆ 홀드 회로(22)를 홀드 모드로 전환한다.
따라서, 전원 제어 회로(26)는 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨인 경우는 온도 보상 전압(Vc1) 및 주파수 제어 전압(Vc2)을 전압 제어형 발진 회로(28)로 공급시킴으로써, 소망의 발진 주파수의 출력 신호를 출력시킨다.
또한, 전원 제어 회로(26)는 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)가 L 레벨인 경우는 각 회로의 동작을 정지시킨다. 즉, 전원 제어 회로(26)와 트랙 ＆ 홀드 회로(22) 이외의 회로에의 전력의 공급을 정지함으로써, 상기 온도 보상형 발진기(20)의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
이 때, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)는 홀드 모드가 되기 때문에, 상술한 바와 같이 출력 전압을 모드 전환시의 온도 보상 전압(Vc1)으로 유지한다. 이로 인해, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)는 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨로 되어 트랙 모드로 전환되면, 온도 보상 회로(21)로부터 공급되는 온도 보상 전압(Vc1)을 지연시키는 일없이 곧 출력할 수 있도록 되어 있다.
또한, 전원 제어 회로(26)는 외부로부터 공급되는 스탠바이 제어 신호(φST)의 상승에 동기하여 스위치 제어 신호(φS1)를 단기간 H 레벨로 함으로써, 스위치(SW1)를 단기간 온상태로 한다.
따라서, 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨이 되면, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)를 통해 출력되는 온도 보상 전압(Vc1)은 필터 회로(23)를 통과하지 않고, 스위치(SW1)를 통해 출력된다.
이로 인해, 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨이 되면, 온도 보상 전압(Vc1)이 비교적 큰 시정수의 필터 회로(23)를 통과함으로써 생기는 지연 시간을 피하여, 단시간에 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급된다.
도 10은 상기 온도 보상형 발진기(20)를 휴대형 무선 통신 장치에 적용한 경우의 블록도이다. 상기 휴대형 무선 통신 장치(30)는 온도 보상형 발진기가 다른 점과, 중앙 처리 연산 회로(CPU31)가 온도 보상형 발진기(20)의 스탠바이 제어 단자(STBY)에 스탠바이 제어 신호(φST)를 출력하는 점을 제외하고, 종래의 휴대형 무선 통신 장치와 동일하다.
또한, 도 10의 사선 부분은 상기 휴대형 무선 통신 장치(30)에 있어서, 오기를 대시시의 대기 전력을 저감하기 위해서 간헐 동작을 행하는 부분이다.
상기 간헐 동작을 행하는 부분은 종래의 휴대형 무선 통신 장치와 동일하지만, 상기 휴대형 무선 통신 장치(30)는 스탠바이 제어 신호(φST)에 의해서 온도 보상형 발진기(20)를 구동할 것인지의 여부를 직접 제어할 수 있도록 되어 있다.
또한, 표시부·키보드부(32)는 유저에 의한 입력을 상시 접수할 수 있도록 상시 구동되어 있고, 송신용 신시사이저(33)나 송신용 필터·앰플리파이어부(34)는 송신때만 구동된다.
(3-2) 제 3 실시예의 동작
도 11은 상기 온도 보상형 발진기(20)의 타임챠트이고, 상기 도면을 참조하면서, 온도 보상형 발진기(20)의 동작을 설명한다. 여기서, 상기 온도 보상형 발진기(20)는 도 11a에 도시한 바와 같이, 시각(T1)으로부터 전원 단자(VCC)에 전원 전압이 공급되고, 도 11b에 도시한 것과 같은 스탠바이 제어 신호(φST)가 스탠바이 제어 단자(STBY)에 공급된 경우를 상정하고 있다.
우선, 시각(T1)에 있어서 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨로 상승하면, 도 11c에 도시한 바와 같이, 전원 제어 회로(26)는 각 회로에의 전원 전압(VREG)의 공급을 개시하고, 온도 보상 회로(21), 전압 제어 회로(25), 발진 회로(29) 및 가산기(27)가 동작을 개시한다.
또한, 스탠바이 제어 신호(φST)가 H 레벨이 되면, 도 11d에 도시한 바와 같이, 모드 제어 신호(φTH)가 H 레벨이 되기 때문에, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)가 트랙 모드로 전환된다. 이로써, 온도 보상 회로(21)로부터 공급되는 온도 보상전압(Vc1)을 트랙 ＆ 홀드 회로(22)에서 지연시키는 일없이 곧 출력할 수 있다.
또한, 도 11e에 도시한 바와 같이, 스탠바이 제어 신호(φST)의 상승에 동기하여 스위치 제어 신호(φS1)가 단기간 H 레벨로 상승하기 때문에, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)가 스위치(SW1)를 통해 단락된다.
이로 인해, 온도 보상형 발진기(20)에 있어서, 필터 회로(23)를 통하고 있던 경우와 비교하여 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급 가능한 초기 전압을 높게 할 수 있고, 온도 보상 전압(Vc1)에 의한 출력 신호(P)의 주파수 제어를 단시간에 개시할 수 있다.
그리고, 시각(T1)에 있어서 전압 제어 회로(25)에 전원 전압(VREF)이 공급되면, 전압 제어 회로(25)는 주파수 제어 신호(φVC)에 근거하여 주파수 제어 전압(Vc2)을 출력한다.
상기 주파수 제어 전압(Vc2)은 필터 회로(24)에 의해 노이즈가 제거되고, 가산기(27)를 통해 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급된다.
여기서, 상술한 바와 같이, 상기 필터 회로(24)의 컷오프 주파수(fc)는 높은 값, 즉 시정수는 비교적 작은 값으로 설정되어 있기 때문에, 주파수 제어 전압(Vc2)은 필터 회로(24)에서 거의 지연하는 일 없이, 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급된다.
따라서, 온도 보상형 발진기(20)는 필터 회로(24)를 사용하여 주파수 제어 전압(Vc2)의 노이즈를 제거하여도, 주파수 제어 전압(Vc2)의 변화에 대한 주파수 제어의 응답성을 희생하지 않고, 주파수 제어 전압(Vc2)에 의한 출력 신호의 주파수 제어를 단시간에 개시할 수 있다.
다음에, 도 11e에 도시한 바와 같이, 시각(T2)에 있어서 스위치 제어 신호(φS1)가 L 레벨이 되면, 스위치(SW1)가 오프 상태가 되기 때문에, 온도 보상 전압(Vc1)이 필터 회로(23)를 통해 전압 제어형 발진 회로(28)에 공급된다.
따라서, 스위치(SW1)가 오프 상태가 되면 온도 보상 전압(Vc1)에 포함되는 노이즈가 제거된다.
이로써, 온도 보상형 발진기(20)는 온도 보상 전압(Vc1)과 주파수 제어 전압(Vc2)에 포함되는 노이즈를 각각 필터 회로(23,24)에 의해 제거함으로써, 출력 신호(P)의 위상 잡음을 저감할 수 있다.
다음에, 도 11a에 도시한 바와 같이, 시각(T3)에 있어서 스탠바이 제어 신호(φST)가 L 레벨이 되면, 도 6c에 도시한 바와 같이, 전원 제어 회로(26)에 의한 각 회로에의 전원 전압(VREG)의 공급이 중지되고, 온도 보상 회로(21), 전압 제어 회로(25), 발진 회로(29) 및 가산기(27)의 동작이 정지한다.
이와 같이, 온도 보상형 발진기(20)는 스탠바이 제어 신호(φST)에 근거하여 출력 신호(P)의 출력을 개시 또는 정지함으로써, 전체의 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 도 11d에 도시한 바와 같이, 시각(T3)에 있어서 모드 제어 신호(φTH)가 L 레벨이 되기 때문에, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)가 홀드 모드로 전환되고, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)의 출력 전압은 모드 전환시의 온도 보상 전압(Vc1)으로 유지된다.
이로써, 시각(T4)에 있어서, 스탠바이 제어 신호(φST)가 다시 H 레벨이 되면, 온도 보상 회로(21)로부터 공급되는 온도 보상 전압(Vc1)을 트랙 ＆ 홀드 회로(22)로 지연시키지 않고 곧 출력할 수 있다.
여기서, 상기 온도 보상형 발진기(20)가 출력해야 할 출력 신호(P)의 발진 주파수를 f0로 하고, 실제로 출력하고 있는 발진 주파수와 출력해야 할 발진 주파수(f0)와의 차를 df로 한 경우에 있어서, 도 11g에 상기 주파수 편차(df/f0)를 도시한 바와 같이, 온도 보상형 발진기(20)는 스탠바이 제어 신호(φST)가 상승하면, 단시간에 출력 신호(P)의 주파수를 설정해야 할 주파수(f0)에 안정시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(20)는 필터 회로(23)에 스위치(SW1)를 병렬 접속하고, 스탠바이 제어 신호(φST)가 상승하면 단시간 스위치(SW1)를 온 상태로 함으로써, 출력 신호(P)의 발진 주파수를 단시간에 소망의 주파수에 안정시킬 수 있다.
이들에 의해, 본 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(20)는 상술의 실시예의 효과에 추가하여, 필터 회로(24)를 설치함으로써, 출력 신호의 위상 잡음을 더욱 저감할 수 있고, 트랙 ＆ 홀드 회로(22)를 설치함으로써, 출력 신호의 주파수를 더욱 단시간에 안정시킬 수 있다.
(4) 제 4 실시예
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 온도 보상형 발진기의 블록도이다.
상기 온도 보상형 발진기(20A)는 스위치(SW1A)가 다른 점을 제외하고 제 3 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(20)와 동일 구성이기 때문에, 동일 부분은 동일부호를 붙여 도시하고, 중복한 설명은 생략한다.
또한, 상기 온도 보상형 발진기(20A)의 타임챠트는 온도 보상형 발진기(20)의 타임챠트와 거의 같기 때문에 도 11을 원용하여 동작이 다른 부분을 설명한다.
상기 온도 보상형 발진기(20A)에 있어서, 스위치(SW1A)는 필터 회로(23)의 콘덴서(C)의 일단의 접속 위치를, 저항 소자(R)의 트랙 ＆ 홀드 회로(22)측(온도 보상 전압 입력측)에 접속되는 단자(A)와, 저항 소자(R)의 가산기(27)측(온도 보상 전압 출력측)에 접속되는 단자(B)와의 사이에서 전환하기 위한 스위치이다.
따라서, 상기 온도 보상형 발진기(20A)에 있어서는 도 11e에 도시한 바와 같이, 시각(T1)에 있어서 스탠바이 제어 신호(φST)의 상승에 동기하여 스위치 제어 신호(φS1)가 단기간 H 레벨로 상승하면, 필터 회로(23)의 콘덴서(C)의 일단의 접속 위치가 단자(B)로부터 단기간만 단자(A)로 전환되고, 저항(R)에 의해서 생기는 콘덴서(C)의 충전 시간에 의한 발진 개시 시간의 지연이 단축되어지게 된다.
이로써, 상기 온도 보상형 발진기(20A)에 있어서도, 제 3 실시예와 같은 효과가 얻어진다.
(5) 변형예
(5-1) 제 1 변형예
또한, 상술의 실시예에 있어서는 온도 보상형 발진기를 구성하는 구성 부품의 실장 상태에 관해서는 언급치 않고 있지만, 온도 보상형 발진기는 온도 보상 전압(Vc1)이나 주파수 제어 전압(Vc2)에 포함되는 노이즈를 제거할 수 있기 때문에, 온도 보상형 발진기를 구성하는 소자 등을 집적화할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 온도 보상형 발진기의 압전 진동자(X) 및 필터 회로(23)의 구성 소자인 콘덴서(C)를 제외한 구성 부품(도 1, 도 7, 도 9, 도 12에 있어서 일점 쇄선으로 둘러싸인 부분)이나, 압전 진동자(X)만을 제외한 구성 부품(가변 용량 소자를 포함하여, 도 4, 도 5에 있어서 일점 쇄선으로 의해 둘러싸인 부분)을 원칩 IC로서 구성할 수 있고, 도 13에 도시한 바와 같이 리드와의 사이에 압전 진동자(X)를 개재하여 밀봉한 세라믹 패키지의 온도 보상형 발진기를 구성하거나, 도 14에 도시한 바와 같이, 원칩 IC, 압전 진동자(X) 및 가변 용량 소자(Cv)를 몰드 밀봉한 플라스틱 패키지의 온도 보상형 발진기를 구성할 수 있다.
또한, 도 13 및 도 14에 있어서는 원칩 IC를 와이어 본딩에 의해 기판에 접속하고 있지만, 플립칩 본딩(FCB) 등의 수법을 적용할 수 있음은 말할 필요도 없다. 마찬가지로, 필터 회로(23) 또는 필터 회로(24)의 인덕턴스 소자, 리액턴스 소자 등의 구성 소자를, 도 13 및 도 14의 콘덴서(C) 부분에 실장하여도 가능함은 말할 필요도 없다. 또한, 콘덴서(C)는 도 13 및 도 14의 패키지의 외부에 실장되어도, 본 발명의 효과는 변하지 않는다.
이로써, 온도 보상형 발진기를 소형화할 수 있으며, 또한, 부품 점수를 삭감하여 조립 공수 및 제조 비용을 삭감할 수 있다.
(5-2) 제 2 변형예
상술의 실시예에 있어서는 필터 회로(23 또는 24)를 1단의 로우 버스 필터로 구성하는 경우를 도시하였지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 복수단의 로우패스 필터로 구성하여도 가능함은 말할 필요도 없다.
이 경우, 제 2 실시예 또는 제 4 실시예에 따른 온도 보상형 발진기(17, 20A)에서는 발진 개시시에 있어서, 복수단의 로우패스 필터에 포함되는 모든 콘덴서의 일단의 접속 위치를 복수단의 로우패스 필터에 포함되는 모든 저항 또는 인덕턴스 소자보다도 온도 보상 회로측에 스위치(SW1A)에 의해 단기간만 전환하도록 하면 된다.
(5-3) 제 3 변형예
상술의 실시예에 있어서는 주파수 제어 신호(φVC)에 근거하여 출력 신호의 발진 주파수를 가변시키는 온도 보상형 발진기에 본 발명을 적용하는 경우에 관해서 기술하였지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 주파수 제어 전압 입력 단자(VC)를 구비하지 않고, 온도가 변화하여도 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 유지하는 온도 보상형 발진기에 적용하여도 된다.
이 경우, 각 실시예에 따른 온도 보상형 발진기로부터 전압 제어 회로(25), 필터 회로(24), 가산기(27)를 삭제하면 된다. 이 경우도, 상술의 실시예와 같이, 출력 신호의 위상 잡음을 저감할 수 있으며, 또한, 출력 신호의 주파수를 단시간에 안정시킬 수 있다.
(5-4) 제 4 변형예
상술의 실시예에 있어서는 상기 온도 보상형 발진기를 휴대형 무선 통신 장치에 적용한 경우에 관해서 기술하였지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 전자기기에 사용되어 있는 온도 보상형 발진기에 널리 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 온도 보상형 발진기는 시정수가 큰 필터 회로에 스위치 회로를 병렬 접속하고, 발진 개시시는 스위치 회로에 의해 온도 보상 전압을 필터 회로를 거치지 않고 전압 제어형 발진 회로에 공급하거나, 필터 회로의 콘덴서를 충전함으로써, 출력 신호의 위상 잡음을 저감할 수 있으며, 또한, 출력 신호의 주파수를 단시간에 안정시키는 수 있어, 제어의 응답성도 나빠지지 않는다.
Claims (32)
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와, 온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 수단과,상기 필터 수단에 병렬 접속된 스위치 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단을 소정 기간 온으로 하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와, 온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 로우패스 필터인 필터 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하고,상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이며,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간 경과 후에 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와, 온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 복수단의 로우패스 필터인 필터 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 각각대응하는 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과, 모든 상기 저항 소자 중 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이며,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간 경과 후에 상기 각각 대응하는 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 필터 수단에 있어서, 상기 저항 소자를 대신하여 인덕턴스 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 온도 보상 회로와 상기 필터 수단과의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드로 전환 가능한 출력 전환 수단을 가지며,상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와, 온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 수단과,상기 출력 전환 수단을 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 6 항에 있어서,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 수단 이외의 회로에의 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어회로와,상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 수단과,상기 제 1 필터 수단에 병렬 접속된 스위치 수단과,상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단을 소정 기간 온으로 하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어회로와,상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 로우패스 필터인 제 1 필터 수단과,상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이고,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간 경과 후에 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어회로와,상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 수단으로서, 캐패시턴스 소자가 스위치 수단을 통해 저항 소자에 병렬 접속된 복수단의 로우패스 필터인 제 1 필터 수단과,상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,상기 스위치 수단은 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단의 접속 위치를, 각각대응하는 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측과, 모든 상기 저항 소자중 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측과의 사이에서 전환하기 위한 수단이며,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 수단에 의해 모든 상기 캐패시턴스 소자의 일단을 상기 온도 보상 회로에 가장 가까운 저항 소자의 온도 보상 전압 입력측에 접속시키고, 소정 기간 경과 후에 상기 각각 대응하는 상기 저항 소자의 온도 보상 전압 출력측에 접속시키는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 제 1 필터 수단에 있어서, 상기 저항 소자를 대신하여 인덕턴스 소자를 사용한 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 온도 보상 회로와 상기 필터 수단과의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 수단을 가지며,상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어회로와,상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기에 있어서,출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 수단과,상기 출력 전환 수단을 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 수단과,상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 수단과,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 수단을 구비하며,상기 전력 제어 수단은 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 수단을 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 13 항에 있어서,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 수단이외의 회로에의 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 8 항 내지 제 10 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 필터 수단의 컷오프 주파수는 상기 제 1 필터 수단의 컷오프 주파수보다 높은 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 8 항 내지 제 10 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 필터 수단은 저항 소자와 캐패시턴스 소자로 각각 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 8 항 내지 제 10 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 필터 수단은 인덕턴스 소자와 캐패시턴스 소자로 각각 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 6 항 내지 제 10 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전력 제어 수단은 외부로부터 공급되는 제어 신호에 근거하여 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 6 항 내지 제 10 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전력 제어 수단은 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 동시에 개시하고, 상기 전력의 공급을 동시에 정지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 6 항 내지 제 10 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전압 제어형 발진 회로는, 압전 진동자를 발진시키는 발진 회로와,상기 공급되는 전압에 따라서 용량이 변화하는 가변 캐패시턴스 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 6 항 내지 제 10 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 압전 진동자를 제외한 구성 부품이 원-칩 IC로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 21 항에 있어서,상기 원-칩 IC 및 상기 압전 진동자가 하나의 패키지에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기.
- 제 22 항에 따른 온도 보상형 발진기를 내장하고, 상기 온도 보상형 발진 회로의 출력 신호에 근거하여 동작하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 회로와,상기 필터 회로에 병렬 접속된 스위치 회로와,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 회로를 소정 기간만 온으로 하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 온도 보상 회로와 상기 필터 회로와의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로를 가지며,상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로와,상기 출력 전환 회로를 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터 회로와,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 회로이외의 회로에의 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어회로와,상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 회로와,상기 제 1 필터 수단에 병렬 접속된 스위치 회로와,상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 회로와,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로에의 전력의 공급 개시시는 상기 스위치 회로를 소정 기간 온으로 하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 온도 보상 회로와 상기 필터 회로와의 사이에는 출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로를 가지며,상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 공급되는 전압에 따라서 출력 신호의 발진 주파수가 변화하는 전압 제어형 발진 회로와,온도에 의거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 일정하게 하기 위한 온도 보상 전압을 출력하는 온도 보상 회로와,외부로부터 공급되는 주파수 제어 신호에 근거하여 상기 출력 신호의 발진 주파수를 설정해야 할 주파수로 하기 위한 주파수 제어 전압을 출력하는 전압 제어회로와,상기 온도 보상 전압과 상기 주파수 제어 전압을 가산하여 출력하는 가산기를 갖는 온도 보상형 발진기의 제어방법에 있어서,출력 전압이 상기 온도 보상 전압에 추종하는 제 1 모드와, 출력 전압을 모드 전환시의 상기 온도 보상 전압으로 유지하는 제 2 모드를 전환 가능한 출력 전환 회로와,상기 출력 전환 회로를 통해 출력되는 상기 온도 보상 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 1 필터 회로와,상기 주파수 제어 전압에 포함되는 노이즈를 제거하는 제 2 필터 회로와,적어도 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 각각 제어하는 전력 제어 회로를 구비하며,상기 전력 제어 회로는 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 개시시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 1 모드로 전환하고, 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시에 상기 출력 전환 회로를 상기 제 2 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,상기 전력 제어 회로는 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급 정지시는 상기 출력 전환 회로이외의 회로에의 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
- 제 24 항 내지 제 26 항 또는 제 28 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전력 제어 회로는 외부로부터 공급되는 제어 신호에 근거하여 상기 전압 제어형 발진 회로 및 상기 온도 보상 회로에의 전력의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 발진기의 제어방법.
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