JP3018356B2 - 無線通信機用のデジタル温度補償型圧電発振器の制御方法 - Google Patents

無線通信機用のデジタル温度補償型圧電発振器の制御方法

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JP3018356B2
JP3018356B2 JP1265682A JP26568289A JP3018356B2 JP 3018356 B2 JP3018356 B2 JP 3018356B2 JP 1265682 A JP1265682 A JP 1265682A JP 26568289 A JP26568289 A JP 26568289A JP 3018356 B2 JP3018356 B2 JP 3018356B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、周囲温度の変化に対して安定した周波数を
発振する温度補償発振器に関し、特にデジタル温度補償
型の圧電発振器の制御方法に関する。
〔従来の技術〕
従来のデジタル温度補償型圧電発振器は、第4図のブ
ロック構成図及びその動作を示す第5図のタイミングチ
ャートに示すように、温度センサ31、温度−デジタル信
号変換回路32、より構成される温度検出回路33が、周囲
温度を検出し温度データb′を出力する。この温度デー
タb′を受けて、PROM34が、周波数制御量c′を出力し
そのデータをラッチ回路35がタイミングコントローラ37
からの周波数制御タイミングe′の信号に同期して周波
数制御信号f′(f′、f′…f′)として圧電
発振回路41へ出力する。圧電発振回路41は、その発振周
波数を制御する手段の一例として容量切換えスイッチ群
A′(A′、A′、…A′)と負荷容量制御用コ
ンデンサ群B′(B′、B′・・B′)の直列回
路を構成し、これを周波数制御信号f′により制御する
事により発振周波数g′が制御できる。そして温度に応
じて発振周波数g′を制御する事で温度変化に対して安
定した発振周波数g′が得られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来のデジタル温度補償型圧電発振器は、一
連の動作のタイミングが圧電発振器独自に決められてい
る為、発振クロックを供給する外部電子機器たとえば、
無線通信機等が電波を受信あるいは送信する時等、精度
の高いクロックが必要な時に、圧電発振器側で発振周波
数制御(タイミングチャートでh′の時)が行なわれて
しまうと、FMノイズあるいは、PMノイズが発生しこれが
無線通信機等にとって悪影響、たとえば受信感度の低下
や送信電波の周波数変動等につながる。又、発振周波数
の制御時に発生するFMノイズあるいはPMノイズを小さく
するには、周波数制御量を小さくし、細かく温度補償す
れば良いわけであるが、制御データの量が多くなり、
又、周波数制御量の分解能を上げなけてはならず、必然
的に回路構成が複雑で微細なものとなり製造上限界があ
る。
本発明は、上記問題点を解決するため、発振周波数制
御時に発生するFMノイズあるいはPMノイズの悪影響を、
クロックを供給する外部電子機器に与えないデジタル温
度補償型圧電発振器の制御方法を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、周囲温度を検出してデジタル量として出力
する温度検出回路と、この温度検出回路から出力される
温度データを周波数制御信号に変換する周波数制御信号
発生回路と、この周波数制御信号により発振周波数を制
御される圧電発振器と、前記周波数制御信号発生回路へ
周波数制御タイミング信号を与えるタイミングコントロ
ーラと、を有する、無線通信機用のデジタル温度補償型
圧電発振器の制御方法において、前記無線通信機が受信
動作を行っていないときに、前記タイミングコントロー
ラから前記周波数制御信号発生回路へ前記周波数制御タ
イミング信号を与えて前記発振周波数を制御することを
特徴とする。
〔作 用〕
無線通信機(外部電子機器)が受信動作を行っていな
いときには、タイミングコントローラから周波数制御信
号発生回路へ周波数制御タイミング信号を与えて発振周
波数を制御するので、発振周波数の精度を保ちながらFM
ノイズ、PMノイズの悪影響を避けることができる。
〔実 施 例〕 以下に本発明の実施例を図面にもとずいて説明する。
第1図は、上記実施例のブロック構成図である。本図
において、温度センサ1と温度−デジタル信号変換回路
2とにより、周囲温度を検出し、これをデジタル量とし
て出力する温度検出回路3を構成する。この温度検出回
路3から出力される温度データbを周波数制御信号f
(f1、f2‥fn)に変換する回路が、周波数制御信号発生
回路6である。この回路6は、温度に対応する周波数制
御量cを記憶している、読出し専用メモリ(PROM)4
と、周波数制御信号fを出力し、保持するラッチ回路5
とから構成される。タイミングコントローラ7は、デジ
タル温度補償に必要な1から6までの各回路が円滑に動
作する様にタイミング信号を発生する回路である。周波
数制御信号fにより発振周波数を制御される圧電発振回
路11は、容量切換えスイッチ群A(A1、A2…An)、負荷
容量制御用コンデンサ群B(B1、B2、…Bn)、圧電振動
子10、等から構成されている。ここで容量切換えスイッ
チ群Aは、周波数制御信号fを受けて動作し、これに直
列接続されている負荷容量制御用コンデンサ群Bの合計
容量が圧電振動子10に対して増減制御され、結果的に温
度変化に対して安定した周波数を発振する様に制御され
る。その発振周波数デジタルはgである。
ここで、本発明の特徴とするところは、PROM4からラ
ッチ回路5がデータcを受け取り、周波数制御信号fを
容量切換えスイッチ群Aへ出力する準備ができている時
に、出力準備完了信号eがタイミングコントローラに出
力され周波数制御信号fを出力して発振周波数を制御す
るタイミングを、圧電発振器外部の電子機器から入力さ
れる周波数制御タイミング調節信号aのある信号状態に
より調節できる事である。ここである信号状態とは、信
号が“H"レベルの時か、“L"レベルの時か、信号が“L"
レベルから“H"レベルに立上がった時か、あるいは“H"
レベルから“L"レベルに立下がった時等の状態の事であ
る。
ここで、たとえば圧電発振器の外部の電子機器として
ページャーを例に取り上げ更に詳細に説明する。
デジタル温度補償型圧電発振器は、ページャーの局部
発振器あるいは信号処理回路のクロックとして使用され
る。ページャーは、消費電力を少なくする為に数秒に1
回の間隔で、数十ミリ秒から数秒の受信動作をする間欠
受信を行なっている。受信動作をしている間は、局部発
振器あるいは信号処理回路のクロックの周波数精度は安
定している必要があり、又、発振周波数を制御する時に
発生するFMノイズあるいはPMノイズは避ける必要があ
る。そこで、受信動作を行なっている時には発振周波数
の制御を行なわず、受信動作を停止している時(スタン
バイ時)に発振周波数の制御を行なう。周波数制御タイ
ミング調節信号としては、受信動作時には“H"レベル、
受信動作停止時には“L"レベルとなる信号を用い、受信
動作が終了した直後、信号が“H"レベルから“L"レベル
に立下がるエッジで圧電発振器が周波数制御を行なう様
に構成すれば良い。
以上の実施例を説明するタイミングチャートを第2図
に示す。ページャーの受信動作が間欠動作していて、
“H"レベルの時受信、“L"レベルの時停止しているとす
る。周波数制御タイミング調節信号aは、ページャーの
間欠受信動作を表わす信号と同期しているとする。温度
データbから周波数制御量cがPROMにより出力される。
この時に出力準備完了を表わす信号dが出力されいつで
も周波数制御を行なう事ができる事をタイミングコント
ローラに知らせる。タイミングコントローラは、周波数
制御タイミング調節信号aが“H"から“L"に立下がるエ
ッジを検出して、ページャーが受信動作を終了して停止
状態になった事を知ると、ラッチ回路5に対して周波数
制御信号fを出力させる信号(周波数制御タイミング信
号)eを出力する。ラッチ回路5は、この信号eを受け
取ると圧電発振回路11に対して周波数制御信号fを出力
し発振周波数が温度に対して安定する様(中心周波数に
近づく様に)に制御される。この周波数が制御される瞬
間hは、発振周波数出力gは、第2図に示される様に周
波数や位相が変化しFMノイズ、PMノイズを発生する。し
かし、この時ページャーは受信動作を行なっていないの
で何ら悪影響は受けない。
更に、本発明の第2の特徴を第3図のタイミングチャ
ートを実施例として説明する。
ページャーが受信動作を停止し、更に間欠動作を解除
している状態で、ただし時計機能を維持し続ける為にク
ロックを供給し続ける必要がある時を例としている。こ
の時は、周波数制御タイミング調節信号aが出力されな
いので、周波数制御信号の出力が準備されていてその状
態を表わす信号dが出力されていても周波数制御はされ
ない。その状態である一定時間続くとタイミングコント
ローラが独自で信号eを出力し、周波数制御を行なう。
この時、周囲温度を再測定し時間的に最も新しい温度デ
ータを基に周波数制御を行なう事により、より正確な温
度補償が行なえる。ここで、ある一定時間とは、間欠受
信動作の間隔よりも長く、しかも温度補償せずに放置し
ておくと周囲温度変化により発振周波数の精度が悪化し
てしまう恐れがある時間(たとえば10分間隔)に設定し
ておくのが好ましい。この様に、周波数制御タイミング
調節信号がある一定時間入力されなくても発振周波数が
安定に維持され、特に時計機能へそのクロックが供給さ
れている場合には、積算の時刻精度が高く維持される。
さて、本発明の実施例の説明で用いた負荷容量制御用
コンデンサ群Bについて具体例を説明する。容量値とし
て、たとえばB1、B2、…Bnをすべて1PF(ピコファラッ
ド)と同じ容量値でも可能である。又、たとえばB1が1P
F、B2が2PF、B3が4PF、B4が8PF…Bnが2n-1 PFと重み付け
した容量値としても可能で、この場合同じ容量値で構成
した場合に比べ周波数制御信号f、容量切換えスイッチ
Aの数が少なくて構成でき、回路構成が簡単で小型であ
る。又、重み付けした容量で構成した場合、容量切換え
の瞬間に生じるFMノイズ、PMノイズの量は大きくなる
が、本発明の構成によりFMノイズ、PMノイズは避けられ
る。
又、本発明の実施例では、周波数制御を負荷容量制御
用コンデンサ群で説明したが、バリキャップダイオード
(可変容量ダイオード)でも可能である。
又、周波数制御量を大きくし、又、温度検出分解能を
粗くして、粗い温度補償を行なっても、FMノイズ、PMノ
イズは大きくなるが、そのノイズは外部電子機器として
は避けているので、PROMのデータ量(メモリ容量)、及
び温度データ量を少なくし、回路構成を簡単に構成する
事も可能である。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように、無線通信機(外部電
子機器)が受信動作を行っていないときに、タイミング
コントローラから周波数制御信号発生回路へ周波数制御
タイミング信号を与えて発振周波数を制御するので、発
振周波数の精度を保ちながらFMノイズ、PMノイズの悪影
響を避けることができ、受信感度の向上につながるとい
う効果がある。
さらに、FMノイズ、PMノイズの悪影響を避ける構成に
より、発振周波数の制御時のFMノイズ、PMノイズが大き
くてもよいことから、デジタル温度補償型圧電発振回路
の回路構成が簡単になり、扱うデータ量も少なくてよ
い。そのため、デジタル温度補償型圧電発振回路の小型
化、IC化、高信頼性化に有利である。
さらに、周波数の較正を行うためのパイロット信号を
無線通信機の外部から受信する必要がなく無線通信機の
内部で周波数の較正を行うことができるため、異なる通
信方式に対しても容易に対応できる汎用性のある、無線
通信機用のデジタル温度補償型圧電発振器の制御方法を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のデジタル温度補償型圧電発振器の一
実施例を示すブロック構成図。 第2図及び第3図は、本発明のデジタル温度補償型圧電
発振器の一実施例を示すタイミングチャート。 第4図は、従来のデジタル温度補償型圧電発振器を示す
ブロック構成図。 第5図は、従来のデジタル温度補償型圧電発振器を示す
タイミングチャートである。 1、31……温度センサ 2、32……温度−デジタル信号変換回路 3、33……温度検出回路 4、34……PROM 5、35……ラッチ回路 6、36……周波数制御信号発生回路 7、37……タイミングコントローラ 10、40……圧電振動子 11、41……圧電発振回路 a……周波数制御タイミング調節信号 b、b′……温度データ c、c′……周波数制御量 d……出力準備完了信号 e、e′……周波数制御タイミング信号 f(f1、f2、…fn)、f′(f′、f′、…
f′)……周波数制御信号 g、g′……発振周波数出力 h、h′……発振周波数が制御される瞬間 A(A1、A2、…An)、A′(A′、A′、…
A′)……容量切換えスイッチ群 B(B1、B2、…Bn)、B′(B′、B′、…
B′)……負荷容量制御用コンデンサ群

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周囲温度を検出してデジタル量として出力
    する温度検出回路と、 この温度検出回路から出力される温度データを周波数制
    御信号に変換する周波数制御信号発生回路と、 この周波数制御信号により発振周波数を制御される圧電
    発振器と、 前記周波数制御信号発生回路へ周波数制御タイミング信
    号を与えるタイミングコントローラと、を有する、無線
    通信機用のデジタル温度補償型圧電発振器の制御方法に
    おいて、 前記無線通信機が受信動作を行っていないときに、前記
    タイミングコントローラから前記周波数制御信号発生回
    路へ前記周波数制御タイミング信号を与えて前記発振周
    波数を制御することを特徴とする無線通信機用のデジタ
    ル温度補償型圧電発振器の制御方法。
JP1265682A 1989-10-12 1989-10-12 無線通信機用のデジタル温度補償型圧電発振器の制御方法 Expired - Lifetime JP3018356B2 (ja)

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