JP2001292030A - Crystal oscillation circuit and crystal resonator - Google Patents

Crystal oscillation circuit and crystal resonator

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JP2001292030A
JP2001292030A JP2000103809A JP2000103809A JP2001292030A JP 2001292030 A JP2001292030 A JP 2001292030A JP 2000103809 A JP2000103809 A JP 2000103809A JP 2000103809 A JP2000103809 A JP 2000103809A JP 2001292030 A JP2001292030 A JP 2001292030A
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difference
signal
crystal
oscillation
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Munemitsu Kuwabara
宗光 桑原
Makoto Onishi
誠 大西
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal oscillation circuit and a crystal resonator where the frequency stability with high accuracy can surely be obtained without the need for detection of a temperature by a temperature sensor. SOLUTION: Two crystal resonators 7A, 7B thermally coupled are used, two crystal oscillation sections 8, 9 output oscillation signals with frequencies f1, f2, and a correction frequency difference δf denoting a difference between the frequency f1 due to a temperature change and an object output frequency f0 is obtained from a difference frequency Δf representing difference between the frequencies f1, f2. Then a frequency addition section 12 adds the correction frequency difference δf to the frequency f1 to obtain an output signal with the object frequency f0 stabilized against the temperature change without the need for detecting the temperature.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶共振子を用い
た発振回路に係り、特に高い周波数安定度を必要とする
場合に好適な水晶発振回路と水晶共振子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillation circuit using a crystal resonator, and more particularly to a crystal oscillation circuit and a crystal resonator suitable for a case where high frequency stability is required.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、伝送空間有効利用の見地から、伝
送チャネルの狭帯域化とチャネル間隔の縮小化が強く望
まれるようになっているが、この場合、搬送周波数にず
れが生じたとすると、たとえ僅かであったとしても、隣
接チャネルに対する妨害となってしまうので、搬送周波
数の高精度化と高安定度化が大きな命題になる。
2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of effective use of transmission space, it has been strongly desired to narrow a transmission channel and reduce a channel interval. In this case, if a shift occurs in a carrier frequency, Even if it is slight, it will interfere with the adjacent channel, so that high accuracy and high stability of the carrier frequency are great propositions.

【0003】ところで、搬送周波数生成の基準となる発
振回路には、主として水晶発振回路が用いられている
が、この場合、その周波数精度と周波数安定度は、それ
に使用した水晶共振子によって、ほぼ一義的に決められ
てしまうので、搬送周波数の精度と安定度は、ひとえに
水晶共振子の性能にかかっており、このため高価格化が
避けられない。
[0005] A crystal oscillation circuit is mainly used as an oscillation circuit serving as a reference for generating a carrier frequency. In this case, the frequency accuracy and frequency stability of the crystal oscillation circuit are almost identical depending on the crystal resonator used. Therefore, the accuracy and stability of the carrier frequency depend solely on the performance of the crystal resonator, which inevitably increases the price.

【0004】ここで、水晶共振子に要求される性能の
内、実用上からは、特に温度−周波数特性が問題にな
り、発振周波数の高安定度が課題になる。そこで、従来
から、水晶共振子の性能に依存するだけではなく、発振
回路の工夫により周波数の安定化を図る技法についての
提案が種々なされており、その例として、次の文献を挙
ることができる。
[0004] Of the performances required of the crystal resonator, the temperature-frequency characteristics are particularly problematic in practical use, and the high stability of the oscillation frequency is a problem. In view of the above, various proposals have been made for techniques for stabilizing the frequency not only depending on the performance of the crystal resonator but also by devising an oscillation circuit. it can.

【0005】 “高安定ディジタル温度補償型水晶発振器” 岩本広行、赤間進、工藤裕之、電子情報通信学会総合大
会予稿 A−1−39,1999 この文献では、温度センサによる電圧制御型水晶発振器
の温度補償と、その分解能の向上などにより、10-8
オーダーの周波数安定度を広い温度範囲にわたって達成
する方法について開示している。
“Highly stable digital temperature compensated crystal oscillator” Hiroyuki Iwamoto, Susumu Akama, Hiroyuki Kudo, Proceedings of IEICE General Conference A-1-39, 1999 10 -8 by compensation and improvement of resolution
A method for achieving on the order of frequency stability over a wide temperature range is disclosed.

【0006】図7は、このような従来技術による高安定
ディジタル温度補償型水晶発振回路の一例で、温度セン
サ1と電圧制御型水晶発振回路(VCXO)5を用い、温
度センサ1により水晶共振子6の温度を検出し、これに
より電圧制御型水晶発振回路5の発振周波数を制御し、
温度補正された高精度で高安定の周波数f0 の発振出力
信号が得られるように構成したものである。
FIG. 7 shows an example of such a high-stability digital temperature-compensated crystal oscillation circuit according to the prior art, in which a temperature sensor 1 and a voltage-controlled crystal oscillation circuit (VCXO) 5 are used. 6, the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillation circuit 5 is controlled,
The configuration is such that a temperature-corrected highly accurate and stable oscillation output signal having a frequency f 0 can be obtained.

【0007】具体的には、温度センサ1で検出したアナ
ログ信号をA/Dコンバータ2でディジタル化し、これ
をアドレスにしてROM3を検索し、その出力データを
D/Aコンバータ4でアナログ電圧に戻し、これにより
電圧制御型水晶発振回路5の発振周波数を制御するよう
になっている。
More specifically, an analog signal detected by the temperature sensor 1 is digitized by an A / D converter 2, which is used as an address to search a ROM 3, and the output data is returned to an analog voltage by a D / A converter 4. Thus, the oscillation frequency of the voltage controlled crystal oscillation circuit 5 is controlled.

【0008】ここで、破線で囲んだ部分24はLSI化
された部分を表わし、これにより温度センサ1と電圧制
御型水晶発振回路5をLSI24にまとめることによ
り、これらの間での温度の違いの影響が低減されるよう
に構成してある。
Here, a portion 24 surrounded by a broken line represents an LSI portion. By integrating the temperature sensor 1 and the voltage-controlled crystal oscillation circuit 5 into the LSI 24, the difference in temperature between them is determined. It is configured so that the influence is reduced.

【0009】従って、ROM3に、水晶共振子6が持つ
温度−振周波数特性の逆特性として与えられる温度−電
圧変換テーブルを格納しておくことにより、水晶共振子
6の温度−周波数特性が補償され、高精度に高安定化さ
れた周波数f0 の出力信号が得られるのである。
Therefore, by storing in the ROM 3 a temperature-voltage conversion table given as an inverse characteristic of the temperature-vibration frequency characteristic of the crystal resonator 6, the temperature-frequency characteristic of the crystal resonator 6 is compensated. Thus, an output signal of the frequency f 0 which is stabilized with high accuracy can be obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、安定
化精度が水晶共振子の温度を検出する際の検出精度に依
存し、且つ、補正機能が間接的な働きになっている点に
配慮がされているとは言えず、安定化精度のより一層の
向上を図る点に問題があった。水晶共振子の温度を検出
するためには、温度センサを要する上、更に、これらを
熱的に結合させる必要があるが、このとき、それらの熱
的結合の程度が問題になり、より良い結合が精度向上の
決め手になる。
The prior art described above takes into account that the stabilization accuracy depends on the detection accuracy when detecting the temperature of the crystal resonator, and that the correction function is indirect. However, there is a problem in further improving the stabilization accuracy. In order to detect the temperature of the crystal resonator, a temperature sensor is required, and furthermore, they need to be thermally coupled. At this time, the degree of their thermal coupling becomes a problem, and better coupling is required. Is the decisive factor in improving accuracy.

【0011】しかし、温度センサと水晶共振子は機能上
からも回路素子としても異質で、回路部品としては独立
して市場に供給される場合がほとんどであり、しかも、
いずれもかなり小さい部品なので、これらの熱的な結合
は、せいぜい、それらのパッケージ同士を接触させる程
度が限度である。
However, the temperature sensor and the crystal resonator are different from each other both functionally and as circuit elements, and are often supplied to the market independently as circuit components.
Since both are fairly small components, their thermal coupling is, at most, limited to the degree of contact between their packages.

【0012】一方、より良い熱的な結合の見地から、水
晶共振子にセンサなどの異物を直接付けたとすれば、水
晶共振子に質量が付加された結果になって、共振周波数
に変化が免れず、従って、従来技術では、水晶共振子の
温度検出精度の向上が困難なのである。
On the other hand, if a foreign substance such as a sensor is directly attached to the crystal resonator from the viewpoint of better thermal coupling, the mass is added to the crystal resonator, and the resonance frequency is not changed. Therefore, it is difficult to improve the temperature detection accuracy of the quartz resonator in the related art.

【0013】また、従来技術では、水晶共振子の温度を
温度センサで電圧として検出し、更にこれをA/D変換
し、水晶共振子の温度に応じて制御型水晶発振回路の制
御電圧を設定し、周波数を補正するという、間接的な補
正動作になっているため、精度の向上が困難なのであ
る。
Further, in the prior art, the temperature of the crystal resonator is detected as a voltage by a temperature sensor, which is further subjected to A / D conversion, and the control voltage of the control type crystal oscillation circuit is set according to the temperature of the crystal resonator. However, since the operation is an indirect correction operation of correcting the frequency, it is difficult to improve the accuracy.

【0014】本発明の目的は、高精度の周波数安定度
が、温度センサによる温度の検出を要せず確実に得られ
るようにした水晶発振回路及び水晶共振子を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a crystal oscillation circuit and a crystal resonator that can reliably obtain high-accuracy frequency stability without requiring temperature detection by a temperature sensor.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的は、第1の水晶
共振子を用いて周波数f1 の第1の信号を発生する第1
の発振回路と、前記第1の水晶共振子に熱的に結合した
第2の水晶共振子を用いて周波数f2 の第2の信号を発
生する第2の発振回路と、前記第1と第2の信号の差周
波数Δf(=f1−f2)を検出する差周波数検出手段と、
前記差周波数Δfと、前記第1の信号の周波数f1 と目
標周波数f0 の差を表わす補正周波数差δf(=f0−f
1)の関係を予め実測し、その結果を、前記差周波数Δf
をアドレス、前記補正周波数差δfを出力データにして
記憶したROMを用い、差周波数Δfを補正周波数差δ
fに変換して出力する差周波数変換手段と、この差周波
数変換手段から出力された補正周波数差δfを前記第1
の信号の周波数f1 に加算する周波数加算手段とを備
え、この周波数加算手段から目標周波数f0 に安定化さ
れた発振出力信号を得るようにして達成される。
An object of the present invention is to provide a first method for generating a first signal having a frequency f 1 using a first crystal resonator.
An oscillation circuit for generating a second signal having a frequency f 2 using a second crystal resonator thermally coupled to the first crystal resonator; A difference frequency detecting means for detecting a difference frequency Δf (= f 1 −f 2 ) of the two signals;
The difference frequency Δf and a correction frequency difference δf (= f 0 −f) representing a difference between the frequency f 1 of the first signal and the target frequency f 0.
1 ) is measured in advance, and the result is referred to as the difference frequency Δf.
Is used as an address, and the ROM storing the corrected frequency difference δf as output data is used to calculate the difference frequency Δf as the corrected frequency difference δf.
f, and outputs the corrected frequency difference δf output from the difference frequency converting means to the first
Frequency adding means for adding to the frequency f 1 of the signal of the above, and an oscillation output signal stabilized at the target frequency f 0 is obtained from the frequency adding means.

【0016】水晶共振子は、水晶片のカット(結晶軸に
対する切り出し角度)や形状、寸法により共振周波数が
決るので、たとえ仕様としての周波数が同じになるよう
に作ったとしても、周波数の温度依存性まで厳密に同じ
にすることはできず、個々には異なった温度依存性をも
ってしまい、この結果、同じ温度変化のもとでも、個々
には周波数の変化が異なって現れる。
Since the resonance frequency of a crystal resonator is determined by the cut (cutting angle with respect to the crystal axis), shape, and dimensions of a crystal piece, even if it is made to have the same frequency as the specification, the temperature depends on the temperature. The characteristics cannot be exactly the same, and each has a different temperature dependence, and as a result, even under the same temperature change, the frequency changes appear differently.

【0017】本発明は、端的にいうと、この水晶共振子
の性質を利用したもので、これにより、温度が周波数に
よって計測されるようにしたものである。いま、熱的に
良好な結合を取った2個の水晶共振子についてみると、
これらは常に同一の温度にあると見做すことができる。
In short, the present invention utilizes the properties of the quartz resonator, whereby the temperature is measured by the frequency. Now, looking at the two crystal resonators that have achieved good thermal coupling,
These can always be considered to be at the same temperature.

【0018】そこで、このようにした2個の水晶共振子
を用意することにより、一方と他方の水晶共振子の共振
周波数についての温度依存性の違いから、温度変化に応
じて両者の共振周波数に差が現れるので、この周波数差
を計測することにより、水晶共振子の温度を計測したの
と等価になり、従って、この周波数差に応じて周波数を
補正することにより、水晶共振子の温度を検出すること
なく、温度補正を行うことができるのである。
Therefore, by preparing the two crystal resonators as described above, the difference between the resonance frequencies of the one and the other crystal resonators due to the temperature dependence causes the resonance frequencies of the two to be changed according to the temperature change. Since a difference appears, measuring this frequency difference is equivalent to measuring the temperature of the crystal resonator.Therefore, by correcting the frequency according to this frequency difference, the temperature of the crystal resonator is detected. Temperature correction can be performed without performing.

【0019】具体的には以下のようにする。まず、所望
の出力周波数f0 に対して、共振周波数かf1 と共振周
波数がf2の2個の水晶共振子を用意する。このとき、
これらの周波数については、f0≒f1≒f2 の関係が成
立するようにし、周波数f1、f2 の差として定義され
る検出周波数差Δf(=f1 −f2)を設定する。
Specifically, the following is performed. First, for a desired output frequency f 0, the resonance frequency or f 1 and the resonance frequency is prepared two quartz resonators f 2. At this time,
For these frequencies, the relationship f 0 ff 1 ≒ f 2 is established, and a detection frequency difference Δf (= f 1 -f 2 ) defined as the difference between the frequencies f 1 and f 2 is set.

【0020】そうすると、温度が変化したとすると、上
記した温度依存性の違いから、検出周波数差Δfが変化
する。そこで、この検出周波数差Δfを、予め所定の温
度範囲内で温度を変えながら計測し、このときの検出周
波数差Δfと補正周波数差δf=f0−f1 (f0:出力
周波数)の関係について、各検出周波数差Δfの所定値
毎にROMに格納しておく。
Then, assuming that the temperature changes, the detection frequency difference Δf changes due to the above-described difference in temperature dependency. Therefore, the detection frequency difference Δf is measured while changing the temperature within a predetermined temperature range in advance, and the relationship between the detection frequency difference Δf and the correction frequency difference δf = f 0 −f 1 (f 0 : output frequency) at this time. Is stored in the ROM for each predetermined value of each detection frequency difference Δf.

【0021】そして、動作時、検出周波数差Δf(=f1
−f2)を計測し、ROMの検索により補正周波数差δf
(=f0−f1)を読出して、一方の水晶共振子による発振
出力に加算してやることにより、温度補正された周波数
0 の出力信号が得られることになり、従って、温度セ
ンサにより水晶共振子の温度を検出することなく、温度
補正を行うことができるのである。
At the time of operation, the detected frequency difference Δf (= f 1
−f 2 ), and the corrected frequency difference δf
By reading (= f 0 −f 1 ) and adding it to the oscillation output of one of the crystal resonators, a temperature-corrected output signal of the frequency f 0 is obtained. The temperature correction can be performed without detecting the temperature of the child.

【0022】また、上記目的は、共振周波数f1 の水晶
共振子を用い、基本周波数発振動作による周波数f1
第1の信号と、M次オーバートーン発振動作による周波
数f M のオーバートーン信号を発生する発振回路と、前
記オーバートーン信号の周波数fM をM分周して周波数
2 の第2の信号を出力する分周手段と、前記第1と第
2の信号の差周波数Δf(=f1−f2)を検出する差周波
数検出手段と、前記差周波数Δfと、前記第1の信号の
周波数f1 と目標周波数f0 の差を表わす補正周波数差
δf(=f0−f1)の関係を予め実測し、その結果を、前
記差周波数Δfをアドレス、前記補正周波数差δfを出
力データにして記憶したROMを用い、差周波数Δfを
補正周波数差δfに変換して出力する差周波数変換手段
と、この差周波数変換手段から出力された補正周波数差
δfを前記第1の信号の周波数f 1 に加算する周波数加
算手段とを備え、この周波数加算手段から目標周波数f
0に安定化された発振出力信号を得るようにしても達成
される。
Further, the above-mentioned object is achieved by setting the resonance frequency f1 Crystal
Using a resonator, the frequency f due to the fundamental frequency oscillation operation1 of
The first signal and the frequency due to the M-order overtone oscillation operation
Number f M Oscillation circuit that generates an overtone signal of
The frequency f of the overtone signalM Frequency divided by M
fTwo Frequency dividing means for outputting a second signal of the first and second signals;
2 signal difference frequency Δf (= f1−fTwo) To detect the difference frequency
Number detecting means, the difference frequency Δf, and the first signal
Frequency f1 And target frequency f0 Frequency difference representing the difference between
δf (= f0−f1) Is measured in advance, and the result is
The difference frequency Δf is addressed and the corrected frequency difference δf is output.
Using the ROM stored as force data, the difference frequency Δf
Difference frequency conversion means for converting into a corrected frequency difference δf and outputting it
And the correction frequency difference output from the difference frequency conversion means.
δf is the frequency f of the first signal 1 To be added to
Calculating means for calculating the target frequency f from the frequency adding means.
0Achieved even if a stable oscillation output signal is obtained
Is done.

【0023】つまり、共振周波数f1 の1個の水晶共振
子を、熱的に良好な結合を取った2個の水晶共振子に代
えて用い、この1個の水晶共振子を周波数f1 と、M次
(M=3以上の奇数)のオーバートーン周波数fM の2種
の周波数で同時に発振動作させ、オーバートーン周波数
M の信号をM分周して得た周波数(fM/M)の信号を
周波数f2 の信号として用いるようにしても良い。
That is, one crystal resonator having a resonance frequency f 1 is used in place of two crystal resonators having good thermal coupling, and this one crystal resonator is used as the frequency f 1 . , Mth order
Oscillation is performed simultaneously at two frequencies of the overtone frequency f M of (M = 3 or more), and the signal of the frequency (f M / M) obtained by dividing the signal of the over tone frequency f M by M is obtained. it may be used as a signal of a frequency f 2.

【0024】これは、同一の水晶共振子でも、基本共振
周波数f1 とオーバートーン周波数fM では温度依存性
に違いがあり、しかも、周波数fM は必ずしも基本共振
周波数f1 のM倍に等しくははならないことを利用した
ものであり、この場合は、1個の水晶共振子で済む。
This is because even with the same crystal resonator, there is a difference in temperature dependence between the fundamental resonance frequency f 1 and the overtone frequency f M , and the frequency f M is not necessarily equal to M times the fundamental resonance frequency f 1. In this case, only one crystal resonator is required.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明による水晶発振回路
と水晶共振子について、図示の実施の形態により詳細に
説明する。図1は、本発明による水晶発振回路の一実施
の形態で、図において、まず、水晶共振子7は、共振素
子同士が熱的に結合された2個の水晶共振子7A、7B
で構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a crystal oscillation circuit and a crystal resonator according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an embodiment of a crystal oscillation circuit according to the present invention. In the figure, first, a crystal resonator 7 includes two crystal resonators 7A and 7B in which resonance elements are thermally coupled.
It is composed of

【0026】そして、これら2個の水晶共振子7A、7
Bを夫々の共振素子とする第1と第2の水晶発振部(X
O)8、9を設け、これにより、第1の水晶発振部8か
らは周波数f1 の発振信号が、そして、第2の水晶発振
部9からは周波数f2 の発振信号が、夫々出力されるよ
うに構成してある。
Then, these two quartz resonators 7A, 7A
B and the first and second crystal oscillators (X
O) 8 and 9 are provided, whereby an oscillation signal of frequency f 1 is output from the first crystal oscillation section 8 and an oscillation signal of frequency f 2 is output from the second crystal oscillation section 9. It is configured so that:

【0027】このとき、要求されている出力周波数f0
に対して、周波数f1 と周波数f2が同じ周波数になる
ように、すなわち(f1=f2)で、且つ(f0=f1=f2)
になるように、一応は各水晶共振子7A、7Bが作られ
ている。
At this time, the required output frequency f 0
, So that the frequency f 1 and the frequency f 2 are the same, that is, (f 1 = f 2 ) and (f 0 = f 1 = f 2 )
Thus, each of the quartz resonators 7A and 7B is formed.

【0028】差周波数検出部10は、第1の水晶発振部
8から出力される周波数f1 の発振信号と、第2の水晶
発振部9から出力される周波数f2 の発振信号を入力
し、これらの信号の周波数の差である検出周波数差Δf
(=f1−f2)を出力する働きをする。
The difference frequency detector 10 receives the oscillation signal of frequency f 1 output from the first crystal oscillator 8 and the oscillation signal of frequency f 2 output from the second crystal oscillator 9, Detection frequency difference Δf which is the difference between the frequencies of these signals
(= F 1 −f 2 ).

【0029】差周波数変換部11は、差周波数検出部1
0から供給される検出周波数差Δfを補正周波数差δf
(=f0−f1)に変換する働きをするもので、例えばアド
レスを検出周波数差Δfにして、出力データに補正周波
数差δfを書込んでおいたROMで構成されている。従
って、このROMのアドレスに検出周波数差Δfを入力
してやれば、補正周波数差δfに翻訳された出力データ
が直接得られることになる。
The difference frequency conversion unit 11 includes a difference frequency detection unit 1
0 to the correction frequency difference δf
(= F 0 −f 1 ), and is composed of, for example, a ROM in which an address is set to a detection frequency difference Δf and a correction frequency difference δf is written in output data. Therefore, if the detected frequency difference Δf is input to the address of the ROM, output data translated into the corrected frequency difference δf can be directly obtained.

【0030】ここで、このROMは、次のようにして作
成する。すなわち、まず、当該水晶共振子7による各水
晶発振部8、9から出力される信号の周波数f1、f2
を、この水晶発振回路が仕様(スペック)としている温度
範囲にわたって計測し、検出周波数差Δfと補正周波数
差δfの関係を、各検出周波数差Δf毎に計算した上
で、検出周波数差Δfをアドレス、補正周波数差δfを
出力データとしてメモリに書込み、ROMとするのであ
る。
Here, this ROM is created as follows. That is, first, the frequencies f 1 and f 2 of the signals output from the crystal oscillators 8 and 9 by the crystal resonator 7 are used.
Is measured over the temperature range specified by the crystal oscillation circuit, and the relationship between the detected frequency difference Δf and the corrected frequency difference δf is calculated for each detected frequency difference Δf. , And the correction frequency difference δf is written into a memory as output data, and is used as a ROM.

【0031】周波数加算部12は、第1の水晶発振部8
から供給される周波数f1 の発振信号に、差周波数変換
部11から供給される補正周波数差δfを加算して、周
波数f0 の信号を出力する働きをする。
The frequency adder 12 includes a first crystal oscillator 8
The oscillation signal of frequency f 1 supplied from, by adding the correction frequency difference δf is supplied from the difference frequency converter 11, which serves to output a signal of frequency f 0.

【0032】ここで、補正周波数差δfは、差周波数変
換部11の働きにより、そのときの温度、すなわち、特
に測定する必要はないが、なんらかの値になっている筈
の温度において、第1の水晶発振部8から出力される発
振信号の周波数f1 と、発振出力信号の周波数f0 との
差の周波数(f0−f1=δf)になっている。
Here, the correction frequency difference δf is determined by the operation of the difference frequency conversion section 11 at the temperature at that time, that is, at the temperature at which there is no particular need to measure, but which should be a certain value. The frequency (f 0 −f 1 = δf) is the difference between the frequency f 1 of the oscillation signal output from the crystal oscillation unit 8 and the frequency f 0 of the oscillation output signal.

【0033】そこで、周波数f1 に補正周波数差δfを
加算してやれば、水晶発振部8の発振信号の周波数f1
が温度に応じてどのように変化したとしても、発振出力
信号の周波数f0 は常に一定に保たれることになり、従
って、この図1の実施形態によれば、水晶共振子7の温
度を検出することなく、温度変化に対して目標周波数f
0 に充分に安定化された発振出力信号を周波数加算部1
2から得ることができる。
[0033] Therefore, do it by adding the correction frequency difference δf frequency f 1, the frequency of the oscillation signal of the crystal oscillator unit 8 f 1
However, the frequency f 0 of the oscillation output signal is always kept constant, no matter how the temperature varies according to the temperature. Therefore, according to the embodiment of FIG. Without detection, the target frequency f
The oscillation output signal sufficiently stabilized to 0 is added to the frequency adder 1
2 can be obtained.

【0034】次に、図1の実施形態における水晶共振子
7について、図2により詳細に説明すると、この図にお
いて、まず図2(a)は、1枚の水晶片からなる基板70
を用い、これに3枚の電極71、72、73を並べて設
け、中央にある電極72を共通にして、電極71と電極
72を一方の対とし、電極73と電極72を他方の対と
して、2個の水晶共振子7A、7Bが構成されるように
した場合の一実施形態で、各電極71〜73は、夫々端
子74、75、76により水晶発振部8、9に接続され
るようになっている。
Next, the crystal resonator 7 in the embodiment shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG. 2. In this figure, FIG.
And three electrodes 71, 72, and 73 are provided side by side on this, the electrode 72 at the center is common, the electrode 71 and the electrode 72 are one pair, and the electrode 73 and the electrode 72 are the other pair. In one embodiment in which two crystal resonators 7A and 7B are configured, the electrodes 71 to 73 are connected to the crystal oscillators 8 and 9 by terminals 74, 75 and 76, respectively. Has become.

【0035】この図2(a)の実施形態によれば、2個の
水晶共振子7A、7Bが、1枚の水晶片基板70を共用
しているので、これら水晶共振子7A、7B間での熱的
結合はほぼ完璧に保たれ、従って、水晶共振子7に必要
な性能を容易に持たせることができる。
According to the embodiment shown in FIG. 2A, since the two crystal resonators 7A and 7B share one crystal chip substrate 70, the two crystal resonators 7A and 7B are shared between the crystal resonators 7A and 7B. The thermal coupling of the crystal resonator 7 is kept almost perfect, so that the required performance of the crystal resonator 7 can be easily provided.

【0036】次に、図2(b)は、1枚の電極72を間に
挟んで、その両側に夫々水晶片からなる水晶基板70
A、70Bを配置し、各々の水晶基板70A、70Bの
外側に電極71と電極73をそれぞれ設け、中間にある
電極72を共通にして、電極71と水晶基板70A及び
電極72により一方の水晶共振子7Aが構成され、電極
72と水晶基板70B及び電極73により他方の水晶共
振子7Bが構成されるようにした場合の一実施形態であ
る。
Next, FIG. 2 (b) shows a quartz substrate 70 made of quartz pieces on both sides with one electrode 72 interposed therebetween.
A and 70B are arranged, electrodes 71 and 73 are provided outside the respective quartz substrates 70A and 70B, and one of the quartz resonators is provided by the electrode 71, the quartz substrate 70A and the electrode 72 while the electrode 72 in the middle is common. This is an embodiment in which a resonator 7A is configured, and the other crystal resonator 7B is configured by the electrode 72, the crystal substrate 70B, and the electrode 73.

【0037】この図2(b)の実施形態の場合は、2枚の
水晶基板70A、70Bが1枚の電極72だけを介して
接合され、しかも電極72は、図ではかなりの厚みがあ
るように描かれているが、実際にはアルミニウムなどの
金属の蒸着による薄膜で作られいするので、水晶共振子
7A、7B間での熱的結合はほぼ完璧に得られ、水晶共
振子7に必要な性能を容易に持たせることができる。
In the embodiment shown in FIG. 2B, the two quartz substrates 70A and 70B are joined via only one electrode 72, and the electrode 72 has a considerable thickness in the figure. However, since it is actually made of a thin film formed by evaporating a metal such as aluminum, the thermal coupling between the crystal resonators 7A and 7B can be obtained almost perfectly. Performance can be easily provided.

【0038】次に、図1の実施形態における水晶発振部
8、9を除き、差周波数検出部10以降の部分につい
て、図3により更に具体的に説明する。図1ではアナロ
グ的に説明したが、差周波数変換部11をROMで構成
した場合にはディジタル構成になるので、図3では具体
的にディジタル構成で説明することにする。
Next, except for the crystal oscillating units 8 and 9 in the embodiment of FIG. 1, the parts after the difference frequency detecting unit 10 will be described more specifically with reference to FIG. Although FIG. 1 has been described in an analog manner, if the difference frequency converter 11 is configured by a ROM, the difference frequency conversion section 11 has a digital configuration. Therefore, FIG. 3 will specifically describe the digital configuration.

【0039】まず、この図3でも、水晶共振子7及び水
晶発振部8、9については、図1と図2に示した実施形
態と同じであり、その他のディジタル化された部分につ
いては、それぞれ差周波数検出部10D、差周波数変換
部11D、それに周波数加算部12Dとして示してあ
り、これらの部分での処理は、後述する周期T(=N/
1)をクロックとして実行されるように構成してある。
First, in FIG. 3, the crystal resonator 7 and the crystal oscillators 8 and 9 are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the other digitized parts are respectively The difference frequency detection unit 10D, the difference frequency conversion unit 11D, and the frequency addition unit 12D are shown, and the processing in these parts is performed in a cycle T (= N /
It is configured to be executed using f 1 ) as a clock.

【0040】このため、差周波数検出部10Dは、検出
周波数差Δfに代えて、検出カウント値差ΔN=Δf・
(N/f1)を生成し、次いで差周波数変換部11Dは、
カウント値差ΔNを補正カウント値δNに翻訳し、更に
周波数加算部12Dは、補正カウント値δNから周波数
0 の発振出力信号を生成することになる。
For this reason, the difference frequency detecting section 10D replaces the detection frequency difference Δf with the detection count value difference ΔN = Δf ·
(N / f 1 ), and then the difference frequency conversion unit 11D
The count value difference ΔN is translated into a corrected count value δN, and the frequency adding unit 12D generates an oscillation output signal having a frequency f 0 from the corrected count value δN.

【0041】そして、まず、図4は、差周波数検出部1
0Dの詳細で、2個のカウンタ101、102と減算器
103で構成されている。カウンタ101は、例えば8
ビットなど所定のビット数のデータからなる数値Nが設
定されることによりN分周器として動作し、水晶発振部
8から出力される周波数f1 の発振信号を入力してN分
周し、同じく8ビットなど所定のビット数のデータから
なる周期T(=N/f1)を生成してカウンタ102に設
定する。
FIG. 4 shows the difference frequency detecting section 1.
The details of OD are composed of two counters 101 and 102 and a subtractor 103. The counter 101 has, for example, 8
When a numerical value N consisting of data of a predetermined number of bits such as bits is set, it operates as an N frequency divider, inputs an oscillation signal of a frequency f 1 output from the crystal oscillator 8 and divides the frequency by N. A cycle T (= N / f 1 ) consisting of data of a predetermined number of bits such as 8 bits is generated and set in the counter 102.

【0042】次に、カウンタ102は、水晶発振部9か
ら出力される周波数f2 の発振信号を周期T毎にカウン
トし、同じく例えば8ビットのデータで表わしたカウン
ト値N'を生成する。従って、このカウンタ102のカ
ウント値N'は、周波数f1 と周波数f2 が等しいと
き、つまりf1=f2 のときN=N'となり、差があると
きは、その差に応じてN>N'(=f1>f2)、又はN<
N'(=f1<f2)となる。
Next, the counter 102 counts the oscillation signal of the frequency f 2 output from the crystal oscillation section 9 at every cycle T, and generates a count value N ′ similarly represented by, for example, 8-bit data. Therefore, the count value N ′ of the counter 102 becomes N = N ′ when the frequency f 1 and the frequency f 2 are equal, that is, when f 1 = f 2 , and when there is a difference, N> N according to the difference N ′ (= f 1 > f 2 ) or N <
N ′ (= f 1 <f 2 ).

【0043】次に、減算器103は、このカウント値
N'と、N分周器101に設定してある分周比Nの値を
入力し、カウント値N'から分周比Nを減算した検出カ
ウント値差ΔN(=N'−N)を生成する。そうすると、
まず、 T=N/f1、N=T・f1、N'=T・f2 であることから、 ΔN=N'−N=(f1−f2)・T となり、ここで、 Δf=f1−f2◎ であることから、 ΔN=Δf・T となり、更に、 T=N/f1◎ であることから、 ΔN=Δf・(N/f1) となり、検出カウント値差ΔN=Δf・(N/f1)が得
られることになる。
Next, the subtractor 103 inputs the count value N 'and the value of the frequency division ratio N set in the N frequency divider 101, and subtracts the frequency division ratio N from the count value N'. A detection count value difference ΔN (= N′−N) is generated. Then,
First, since T = N / f 1 , N = T · f 1 , and N ′ = T · f 2 , ΔN = N′−N = (f 1 −f 2 ) · T, where Δf = F 1 −f 2 ◎, ΔN = Δf · T, and since T = N / f 1 ◎, ΔN = Δf · (N / f 1 ), and the detection count value difference ΔN = Δf · (N / f 1 ).

【0044】次に、差周波数変換部11Dは、一実施形
態として、このときも、上記した差周波数変換部11と
同じくROMで構成したものが用いられている。そし
て、予め当該水晶発振回路において、各水晶発振部8、
9の夫々の発振周波数f1、f2 の差である差周波数Δ
f(=f1−f2)と目標発振出力周波数f0と発振周波数
1 との差である補正周波数差δf(=f0−f1)につい
て、ある温度範囲において温度の変化より異なった値を
示す差周波数Δfの夫々毎に、その都度、対応する補正
周波数差δfを測定する。
Next, as one embodiment, the difference frequency converter 11D is also configured by a ROM similarly to the difference frequency converter 11 described above. Then, in advance in the crystal oscillation circuit, each crystal oscillation unit 8,
9 is a difference frequency Δ which is a difference between the respective oscillation frequencies f 1 and f 2.
The correction frequency difference δf (= f 0 −f 1 ), which is the difference between f (= f 1 −f 2 ), the target oscillation output frequency f 0, and the oscillation frequency f 1 , is different from the temperature change in a certain temperature range. For each difference frequency Δf indicating a value, the corresponding correction frequency difference δf is measured each time.

【0045】そして、測定結果を、差周波数Δfをアド
レスにし、補正周波数差δfを出力データとしてROM
に書き込んでおき、差周波数検出部10から差周波数Δ
fが供給されたとき、これから補正周波数差δfを読出
すようにするのであるが、このとき、差周波数Δfに対
応して補正周波数差δfを読出すことから、差周波数Δ
fについては差の値ΔN=Δf・(N/f1)と変形し、
これに対応して、補正周波数差δfについては補正値δ
N=δf・(N/f1)と変形できるので、差周波数変換
部11Dでは、検出カウント値差ΔNから補正値δNを
読出せるようにしたROMを用いて構成してある。
Then, the measurement result is stored in the ROM using the difference frequency Δf as an address and the correction frequency difference δf as output data.
And the difference frequency Δ
When the correction frequency difference δf is supplied, the correction frequency difference δf is read from it. At this time, the correction frequency difference δf is read corresponding to the difference frequency Δf.
f is transformed into a difference value ΔN = Δf · (N / f 1 ),
Correspondingly, for the correction frequency difference δf, the correction value δ
Since it can be modified to N = δf · (N / f 1 ), the difference frequency conversion unit 11D is configured using a ROM capable of reading the correction value δN from the detected count value difference ΔN.

【0046】次に、図5は、周波数加算部12Dの詳細
で、図示のように、乗算器121、122と、加算器1
23、累積器124、ROM125、D/Aコンバータ
126、それにローパスフィルタ127で構成されてい
る。そして、まず、乗算器121、122には所定の定
数aと共に、夫々分周比Nと上記した補正値δN入力さ
れる。ここで、この定数aは、通常は、分周比Nの逆
数、すなわち、 a=1/N に設定され、これにより分周比Nとの積a・Nが1にな
るように設定されるが、必要に応じて、1/Nを中心と
して或る範囲内で異なった値が設定されることもあり、
この点については後述する。
Next, FIG. 5 shows the details of the frequency adder 12D. As shown, the multipliers 121 and 122 and the adder 1
23, an accumulator 124, a ROM 125, a D / A converter 126, and a low-pass filter 127. First, the frequency division ratio N and the above-described correction value δN are input to the multipliers 121 and 122 together with a predetermined constant a. Here, this constant a is normally set to the reciprocal of the frequency division ratio N, that is, a = 1 / N, whereby the product a · N with the frequency division ratio N is set to 1. However, if necessary, different values may be set within a certain range around 1 / N,
This will be described later.

【0047】これにより乗算器121からは、分周比N
に定数aが乗算されて数値a・Nが出力され、乗算器1
22からは、補正値δNに定数aが乗算された数値a・
δNが出力される。そして、これらの数値a・Nと数値
a・δNが加算器123で加算され、加算値n=a・N
+a・δNが累積器124に入力される。
Thus, the frequency division ratio N is output from the multiplier 121.
Is multiplied by a constant a to output a number a · N.
22, a numerical value a · obtained by multiplying the correction value δN by a constant a
δN is output. Then, the numerical value a · N and the numerical value a · δN are added by the adder 123, and the added value n = a · N
+ A · δN is input to the accumulator 124.

【0048】ここで、補正値δN=δf・(N/f1)
に、補正周波数差δf=f0−f1 を代入すると、次の
(1)式となる。 δN=(f0−f1)・(N/f1)={(f0/f1)・N}−N …………(1) そこで、加算値n=a・N+a・δNに、この(1)式に
よるδNを代入してやると、 となり、ここで、上記したように、通常はa・N=1で
あることから、結局、 加算値n=f0/f1 となり、この加算値nは、周波数f0 と周波数f1 の比
を表わすデータとなっており、これが累積器124に入
力されることになる。
Here, the correction value δN = δf · (N / f 1 )
Substituting the correction frequency difference δf = f 0 −f 1 into
Equation (1) is obtained. δN = (f 0 −f 1 ) · (N / f 1 ) = {(f 0 / f 1 ) · N} −N (1) Then, the added value n = a · N + a · δN, By substituting δN according to this equation (1), Here, as described above, since normally a · N = 1, the added value n = f 0 / f 1 , and the added value n is the ratio of the frequency f 0 to the frequency f 1 . Which is input to the accumulator 124.

【0049】累積器124は、図示のように、周波数f
1 の信号と加算値n=f0/f1 を入力し、周波数f1
のクロックで動作して周期T0 (=1/f0 )の鋸歯状波
データを生成し、これをROM125に供給するが、こ
のROM125には、鋸歯状波形のデータをアドレスと
して書込んだ正弦波形(又は余弦波形)のデータが格納し
てある。
The accumulator 124 has a frequency f
1 and the added value n = f 0 / f 1 are input, and the frequency f 1
To generate saw-tooth waveform data having a period T 0 (= 1 / f 0 ) and supply the same to the ROM 125. In the ROM 125, a sine wave in which the saw-tooth waveform data is written as an address is written. Waveform (or cosine waveform) data is stored.

【0050】従って、加算値n=f0/f1 と周波数f1
の信号を累積器124に入力することにより、正弦波
形(又は余弦波形)のデータが、周波数f0 と同じ周期T
0 でROM125から出力されることになり、このRO
M125の出力がD/Aコンバータ126に供給される
ことになる。
Therefore, the sum n = f 0 / f 1 and the frequency f 1
Is input to the accumulator 124, so that the data of the sine waveform (or cosine waveform) has the same period T as the frequency f 0.
0 , it is output from the ROM 125.
The output of M125 will be supplied to D / A converter 126.

【0051】なお、この実施形態における累積器124
とROM125については、DDS(ダイレクト・ディ
ジタル波形合成)変調器ICなどの製品名で知られてる
半導体回路が、例えば型式名AD7008として市場に
供給されているので、それを使用すれば良く、従って、
詳しい説明については割愛する。
Note that the accumulator 124 in this embodiment is
As for the ROM 125, a semiconductor circuit known by a product name such as a DDS (direct digital waveform synthesis) modulator IC is supplied to the market as a model name AD7008, for example.
Detailed explanation is omitted.

【0052】ROM125からD/Aコンバータ126
に入力された正弦波形(又は余弦波形)のデータは、ここ
でアナログ信号に変換された後、ローパスフィルタ12
7に入力され、ここで高調波成分が除かれることにな
り、この結果、充分に温度補正され、安定化された周波
数f0 (正確にはa・N・f0)の基本波形からなる正弦
波信号(又は余弦波信号)が周波数加算部12Dから出力
されることになる。
From the ROM 125 to the D / A converter 126
The sine waveform (or cosine waveform) data input to the low pass filter 12 is converted into an analog signal here.
7, where harmonic components are removed. As a result, a sine consisting of a fundamental waveform having a sufficiently temperature-corrected and stabilized frequency f 0 (accurately, a · N · f 0 ) is obtained. The wave signal (or cosine wave signal) is output from the frequency addition unit 12D.

【0053】次に、本発明の他の実施形態について、図
6により説明する。この図6において、60は共振周波
数f1 を有する水晶共振子、61は2種の周波数で発振
する水晶発振部、そして62はM分周器であり、その他
の構成は、図3の実施形態と同じである。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, 60 quartz resonator having a resonant frequency f 1, 61 is a crystal oscillation unit oscillates at two frequencies, and 62 is the M divider, other configurations are the embodiment of FIG. 3 Is the same as

【0054】ここで、この図6の実施形態の場合、水晶
発振部61は1個の水晶共振子60を用いて基本周波数
1 とM次オーバートーン周波数fM で発振動作して2
種の信号を発生し、このうち周波数f1 の信号について
はそのままにした上で、M次オーバートーン周波数fM
の信号についてはM分周器62によりM分周し、これを
図3の実施形態における周波数f2 の信号として使用す
るようにしたものである。なお、Mは3以上の奇数であ
るが、実用上は3に限られる。
Here, in the case of the embodiment shown in FIG. 6, the crystal oscillating section 61 oscillates at the fundamental frequency f 1 and the M-order overtone frequency f M by using one crystal resonator 60, and
Generating a seed signal, after to stand for about signals these frequencies f 1, M order overtone frequency f M
For the signal is obtained so as to M divides by M divider 62, which is used as a signal of the frequency f 2 in the embodiment of FIG. Note that M is an odd number of 3 or more, but is practically limited to 3.

【0055】ここで、一般的には、同じ水晶共振子から
基本共振周波数f1 とM次のオーバートーン周波数fM
の信号を取り出した場合、M次のオーバートーン周波数
は正しく基本共振周波数のM倍になっていると考えられ
ているが、実際には振動モードの違いなどから両者には
微妙な差が生じ、必ずしもf1 =fM /Mにならずに周
波数差ΔfD(=f1−fM/M)が現れ、のみならず温度
依存性にも差を持ち、温度変化に伴って周波数差ΔfD
にも変化が生じる。
Here, generally, from the same crystal resonator, the fundamental resonance frequency f 1 and the M-th overtone frequency f M
It is thought that the M-order overtone frequency is correctly multiplied by M times the fundamental resonance frequency when the signal is taken out, but actually there is a slight difference between the two due to the difference in the vibration mode, etc. A frequency difference Δf D (= f 1 −f M / M) does not necessarily appear at f 1 = f M / M, and also has a difference in temperature dependence. The frequency difference Δf D accompanies a temperature change.
Also change.

【0056】そこで、本来は共振周波数f1 となるべき
筈の周波数f2 の信号として、M次のオーバートーン周
波数fM 信号をM分周して得た信号を用い、それらの差
である周波数差ΔfD を計測するようにしても、水晶共
振子の温度を計測したのと等価になり、従って、この図
6の実施形態によっても、水晶共振子60の温度を検出
することなく容易に正しい温度補正が得られ、周波数が
0 に安定化された出力信号を得ることができる。
Therefore, a signal obtained by dividing the M-order overtone frequency f M signal by M is used as the signal of the frequency f 2 which should be the resonance frequency f 1, and the difference between them is the frequency Even if the difference Δf D is measured, it is equivalent to measuring the temperature of the crystal resonator. Therefore, according to the embodiment of FIG. 6, the temperature can be easily corrected without detecting the temperature of the crystal resonator 60. Temperature correction is obtained, and an output signal whose frequency is stabilized at f 0 can be obtained.

【0057】この図6の実施形態によれば、水晶共振子
が1個だけで済み、特殊な水晶共振子を必要としないの
で、小型軽量化が容易な上、コスト面でも有利であると
うう効果がある。
According to the embodiment of FIG. 6, only one crystal resonator is required, and no special crystal resonator is required. Therefore, it is easy to reduce the size and weight, and it is advantageous in terms of cost. effective.

【0058】次に、上記実施形態における分周比Nと定
数aの値について、更に詳しく説明する。まず、分周比
Nは、上記実施形態における温度変化、つまり周波数変
化の検出精度を決める値で、分周比Nを大きくするほど
検出精度は高くなり、従って、要求される仕様に応じて
任意な値に設定してやれば良い。
Next, the values of the dividing ratio N and the constant a in the above embodiment will be described in more detail. First, the division ratio N is a value that determines the detection accuracy of the temperature change, that is, the frequency change in the above-described embodiment. As the division ratio N increases, the detection accuracy increases. It should just be set to an appropriate value.

【0059】例えば、いま出力信号の周波数f0 がMH
zオーダーであったとし、ここで周波数の検出精度を1
Hzにするためには、1秒間当りのサイクル数の最後の
1桁の数値までカウントして検出する必要があるので、
この場合は、N=106 となる。
For example, the frequency f 0 of the output signal is now MH
Assume that the frequency is in the z order, and the frequency detection accuracy is 1
Hz, it is necessary to count and detect up to the last digit of the number of cycles per second.
In this case, N = 10 6 .

【0060】一方、この分周比Nにより、周波数検出部
11Dにおける周期T、つまり1回当りの検出時間が決
まるので、大きくなるにつれカウント値の更新に要する
時間が長くなり、周波数安定化に対する応答性が低下す
る。
On the other hand, the period T in the frequency detector 11D, that is, the detection time per one time, is determined by the frequency division ratio N, so that the time required for updating the count value becomes longer as the frequency becomes larger, and the response to the frequency stabilization becomes longer. Is reduced.

【0061】ちなみに、上記の場合は、1回当りの検出
時間、つまり周期Tは1秒とかなり遅い応答性となる
が、一般的に、水晶発振回路の温度は気温により左右さ
れるだけなので、急激な変化の虞れは特に無く、従っ
て、かなり遅くてもあまり問題にはならない。
By the way, in the above case, the detection time per one time, that is, the cycle T has a very slow response of 1 second, but generally, the temperature of the crystal oscillation circuit depends only on the temperature. There is no particular danger of abrupt changes, and therefore, even if it is quite slow, it does not matter much.

【0062】次に、定数aは、出力信号の周波数f0
対する分周比Nの影響を打ち消すために設定したもので
あり、従って、上記したように、通常は分周比Nの逆数
である1/Nに設定して使用する。
Next, the constant a is set to cancel the influence of the frequency division ratio N on the frequency f 0 of the output signal. Therefore, the constant a is usually the reciprocal of the frequency division ratio N as described above. Set to 1 / N for use.

【0063】しかし、この実施形態では、この定数aの
値を1/Nから変えると出力信号の周波数f0 が変化す
ることに着目し、必要に応じて、この定数aの値を、分
周比Nの逆数1/Nを中心として、それから僅かな大小
範囲内で任意な値に設定し、出力信号の周波数f0 を微
調整することについて提案するものである。
However, in this embodiment, attention is paid to the fact that changing the value of the constant a from 1 / N changes the frequency f 0 of the output signal. The present invention proposes to finely adjust the frequency f 0 of the output signal by setting an arbitrary value within a small range from the reciprocal 1 / N of the ratio N.

【0064】よく知られているように、水晶共振子は、
その寸法により共振周波数が決るので、共振周波数は加
工精度の範囲内で各共振子毎に分布し、このため、一般
的にはトリマコンデンサによる周波数の微調整が採用さ
れているが、この場合、トリマコンデンサの特性変化が
新たな不安定要素になってしまう虞れがある。
As is well known, a crystal resonator is
Since the resonance frequency is determined by the dimensions, the resonance frequency is distributed for each resonator within the range of the processing accuracy. For this reason, generally, fine adjustment of the frequency by a trimmer capacitor is employed. A change in the characteristics of the trimmer capacitor may become a new unstable factor.

【0065】しかし、この実施形態によれば、このよう
な周波数の微調整が定数aの設定で得られるので、新た
な不安定要素が付加される虞れがなく、充分に高い周波
数安定度の保持が容易である。
However, according to this embodiment, such fine adjustment of the frequency can be obtained by setting the constant a, so that there is no possibility that a new unstable element is added, and the frequency stability with sufficiently high frequency stability can be obtained. Easy to hold.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によれば、水晶共振子の温度を検
出する必要がないので、温度センサの付加による影響を
受ける虞れが全くなく、従って、高い周波数安定度を容
易に保持させることができる。
According to the present invention, since it is not necessary to detect the temperature of the quartz resonator, there is no danger of being affected by the addition of a temperature sensor, and therefore, high frequency stability can be easily maintained. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による水晶発振回路の一実施形態を示す
ブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a crystal oscillation circuit according to the present invention.

【図2】本発明による水晶発振回路における水晶共振子
の一実施形態を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing one embodiment of a crystal resonator in a crystal oscillation circuit according to the present invention.

【図3】本発明による水晶発振回路のディジタル構成に
よる一実施形態を示すブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a digital oscillation circuit according to an embodiment of the present invention;

【図4】本発明における差周波数検出部の一実施形態を
示すブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a difference frequency detecting section according to the present invention.

【図5】本発明における周波数加算部の一実施形態を示
すブロック構成図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a frequency adding unit according to the present invention.

【図6】本発明による水晶発振回路の他の一実施形態を
示すブロック構成図である。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the crystal oscillation circuit according to the present invention.

【図7】従来技術による高周波数安定度水晶発振回路の
一例を示すブロック構成図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a high frequency stability crystal oscillation circuit according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7、7A、7B、60 水晶共振子 8、9 水晶発振部 10、10D 差周波数検出部 11、11D 差周波数変換部 12、12D 周波数加算部 7, 7A, 7B, 60 Crystal resonator 8, 9 Crystal oscillator 10, 10D Difference frequency detector 11, 11D Difference frequency converter 12, 12D Frequency adder

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の水晶共振子を用いて周波数f1
第1の信号を発生する第1の発振回路と、 前記第1の水晶共振子に熱的に結合した第2の水晶共振
子を用いて周波数f2の第2の信号を発生する第2の発
振回路と、 前記第1と第2の信号の差周波数Δf(=f1−f2)を検
出する差周波数検出手段と、 前記差周波数Δfと、前記第1の信号の周波数f1 と目
標周波数f0 の差を表わす補正周波数差δf(=f0−f
1)の関係を予め実測し、その結果を、前記差周波数Δf
をアドレス、前記補正周波数差δfを出力データにして
記憶したROMを用い、差周波数Δfを補正周波数差δ
fに変換して出力する差周波数変換手段と、 この差周波数変換手段から出力された補正周波数差δf
を前記第1の信号の周波数f1 に加算する周波数加算手
段とを備え、 この周波数加算手段から目標周波数f0 に安定化された
発振出力信号を得るように構成したことを特徴とする水
晶発振回路。
1. A first oscillation circuit for generating a first signal having a frequency f 1 using a first crystal resonator, and a second crystal resonance thermally coupled to the first crystal resonator. a second oscillator for generating a second signal of frequency f 2 using the child, the first and the difference frequency detecting means for detecting a difference frequency Δf of the second signal (= f 1 -f 2) The correction frequency difference δf (= f 0 −f) representing the difference between the difference frequency Δf and the frequency f 1 of the first signal and the target frequency f 0.
1 ) is measured in advance, and the result is referred to as the difference frequency Δf.
Is used as an address, and the ROM storing the corrected frequency difference δf as output data is used to calculate the difference frequency Δf as the corrected frequency difference δf.
and a corrected frequency difference δf output from the difference frequency converting means.
Frequency adding means for adding the oscillation signal to the frequency f 1 of the first signal, and the oscillation output signal stabilized at the target frequency f 0 is obtained from the frequency adding means. circuit.
【請求項2】 共振周波数f1 の水晶共振子を用い、基
本周波数発振動作による周波数f1 の第1の信号と、M
次オーバートーン発振動作による周波数fMのオーバー
トーン信号を発生する発振回路と、 前記オーバートーン信号の周波数fM をM分周して周波
数f2 の第2の信号を出力する分周手段と、 前記第1と第2の信号の差周波数Δf(=f1−f2)を検
出する差周波数検出手段と、 前記差周波数Δfと、前記第1の信号の周波数f1 と目
標周波数f0 の差を表わす補正周波数差δf(=f0−f
1)の関係を予め実測し、その結果を、前記差周波数Δf
をアドレス、前記補正周波数差δfを出力データにして
記憶したROMを用い、差周波数Δfを補正周波数差δ
fに変換して出力する差周波数変換手段と、 この差周波数変換手段から出力された補正周波数差δf
を前記第1の信号の周波数f1 に加算する周波数加算手
段とを備え、 この周波数加算手段から目標周波数f0 に安定化された
発振出力信号を得るように構成したことを特徴とする水
晶発振回路。
2. A first signal having a frequency f 1 by a fundamental frequency oscillation operation using a crystal resonator having a resonance frequency f 1 ,
An oscillation circuit for generating a overtone signal of a frequency f M for the following overtone oscillation operation, and division means for outputting a second signal of frequency f 2 to frequency f M of the overtones signal by M divider, Difference frequency detecting means for detecting a difference frequency Δf (= f 1 −f 2 ) between the first and second signals; and a difference frequency Δf, a frequency f 1 of the first signal and a target frequency f 0 . Correction frequency difference δf (= f 0 −f
1 ) is measured in advance, and the result is referred to as the difference frequency Δf.
Is used as an address, and the ROM storing the corrected frequency difference δf as output data is used to calculate the difference frequency Δf as the corrected frequency difference δf.
and a corrected frequency difference δf output from the difference frequency converting means.
Frequency adding means for adding the oscillation signal to the frequency f 1 of the first signal, and the oscillation output signal stabilized at the target frequency f 0 is obtained from the frequency adding means. circuit.
【請求項3】 請求項1又は請求項2において、 前記差周波数検出手段が、前記第1の信号の周波数f1
を分周比Nで分周して周期T(=N/f1)を算出する手
段と、前記第2の信号の周波数f2 を前記周期Tの期間
毎にカウントしてカウント値N'(=f2・T)を算出する
手段と、前記カウント値N'から前記分周比Nを減算し
て、減算値ΔN(=N−N')を求め、この減算値ΔNか
ら前記差周波数Δfを算出する手段とで構成され、 前記差周波数変換手段が、前記減算値ΔNをアドレスと
し、補正カウント値δN(=δf・T=δf・N/f1)
を出力データとするROMで構成され、 前記周波数加算手段が、前記分周比Nと前記補正カウン
ト値δNの夫々に定数a(=1/N)を乗算し加算して加
算値n(=a・N+a・δN=a・(f0/f1)・N=f0
/f1)を算出する手段と、この加算値nから周期T0(=
1/f0)の鋸歯状波データを生成する手段と、前記鋸歯
状波データを正弦波形(又は余弦波形)データに変換する
手段と、前記正弦波形(又は余弦波形)データをアナログ
値に変換する手段と、前記アナログ値から高調波成分を
除去して周波数f0 の基本波形からなる正弦波信号(又
は余弦波信号)を手段する手段で構成されていることを
特徴とする水晶発振回路。
3. The method according to claim 1, wherein said difference frequency detecting means includes a frequency f 1 of said first signal.
To calculate a period T (= N / f 1 ) by dividing the frequency by a dividing ratio N, and count the frequency f 2 of the second signal for each period of the period T to obtain a count value N ′ ( = F 2 · T) and the frequency division ratio N is subtracted from the count value N ′ to obtain a subtraction value ΔN (= N−N ′), and the difference frequency Δf is obtained from the subtraction value ΔN. The difference frequency conversion means uses the subtraction value ΔN as an address and calculates a correction count value δN (= δf · T = δf · N / f 1 ).
The frequency adding means multiplies each of the frequency dividing ratio N and the correction count value δN by a constant a (= 1 / N) and adds the result to the sum n (= a · N + a · δN = a · (f 0 / f 1 ) · N = f 0
/ F 1 ) and the period T 0 (=
1 / f 0 ), means for generating saw-tooth waveform data, means for converting the saw-tooth waveform data to sine waveform (or cosine waveform) data, and conversion of the sine waveform (or cosine waveform) data to analog values. means for, crystal oscillator circuit, characterized in that it is constituted by means of means sinusoidal signal (or the cosine wave signal) consisting of basic waveform of the frequency f 0 by removing harmonic components from the analog value.
【請求項4】 請求項3において、 前記定数aが、1/Nを中心として或る範囲内で異なっ
た値に設定されていることを特徴とする水晶発振回路。
4. The crystal oscillation circuit according to claim 3, wherein the constant a is set to a different value within a certain range around 1 / N.
【請求項5】 熱的に結合された2個の水晶共振子で構
成されていることを特徴とする水晶共振子。
5. A crystal resonator comprising two thermally coupled crystal resonators.
【請求項6】 請求項5において、 前記2個の水晶共振子が、同一水晶基板に2対の電極を
設けることにより形成されていることを特徴とする水晶
共振子。
6. The crystal resonator according to claim 5, wherein the two crystal resonators are formed by providing two pairs of electrodes on the same crystal substrate.
【請求項7】 請求項5において、 前記2個の水晶共振子が、共通の電極を挟んで結合され
ている2枚の水晶基板で形成されていることを特徴とす
る水晶共振子。
7. The crystal resonator according to claim 5, wherein the two crystal resonators are formed by two crystal substrates that are coupled with a common electrode interposed therebetween.
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