JP5549925B2 - 圧電発振器用オフセット回路、圧電発振器、及び圧電発振器の温度補償方法 - Google Patents
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Description
第1の形態に係る圧電発振器用オフセット回路は、圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、入力される前記圧電振動子の発振周波数の温度特性に対応した温度補償電圧により前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した検出電圧を出力する温度検出手段と、前記発振回路と前記温度検出手段との間に介装され、前記温度補償電圧を前記検出電圧に対応して出力する温度補償電圧発生回路と、を有する圧電発振器に取り付けられた圧電発振器用オフセット回路であって、前記温度検出手段と前記温度補償電圧発生回路との間に介装され、前記発振周波数の温度の上昇時及び下降時の温度特性にそれぞれ対応して、前記検出電圧をオフセットすることにより前記温度補償電圧を温度方向にオフセットする第1のオフセット回路と、前記温度補償電圧発生回路と前記発振回路との間に介装され、前記発振周波数の温度の上昇時及び下降時の温度特性にそれぞれ対応して、前記温度補償電圧を電圧方向にオフセットする第2のオフセット回路と、を有することを特徴とする。
第2の形態に係る圧電発振器用オフセット回路は、第1の形態において、前記検出電圧の上昇・下降を検出して前記圧電振動子の温度の上昇及び下降を判定する判定信号を出力する判定回路を有し、前記温度補償電圧発生回路は、前記温度補償電圧を前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時のいずれか一方の温度特性に対応して出力し、前記第1のオフセット回路は、前記一方の温度特性の反対の他方の温度特性に対応した前記検出電圧のオフセット量が設定され、前記判定信号に基づいて前記検出電圧を前記検出電圧のオフセット量だけオフセットし、前記第2のオフセット回路は、前記他方の温度特性に対応した前記温度補償電圧のオフセット量が設定され、前記判定信号に基づいて入力した前記温度補償電圧を前記温度補償電圧のオフセット量だけオフセットすることを特徴とする。
第3の形態に係る圧電発振器用オフセット回路は、第2の形態において、前記検出電圧及び前記温度補償電圧に設定されたオフセット量は、前記圧電振動子の温度の上昇時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の下降時の基準温度における温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、または前記圧電振動子の温度の下降時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の上昇時の基準温度の温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、それぞれ算出されたことを特徴とする。
本形態に係る圧電発振器は、第1の形態乃至第3の形態のいずれか1形態に係る圧電発振器用オフセット回路を、前記圧電発振器に組みこんで形成したことを特徴とする。
第1の形態に係る圧電発振器の温度補償方法は、圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、入力される前記圧電振動子の発振周波数の温度特性に対応した温度補償電圧により前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した検出電圧を出力する温度検出手段と、前記発振回路と前記温度検出手段との間に介装され、前記温度補償電圧を前記検出電圧に対応して出力する温度補償電圧発生回路と、を有する圧電発振器の温度補償方法であって、前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時の前記発振周波数の温度特性にそれぞれ対応して前記温度補償電圧を電圧方向にオフセットするとともに、前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時の前記発振周波数の温度特性にそれぞれ対応して前記検出電圧をオフセットすることにより前記温度補償電圧を温度方向にオフセットすることを特徴とする。
第2の形態に係る圧電発振器の温度補償方法は、第1の形態に係る圧電発振器の温度補償方法において、前記温度補償電圧発生回路は、前記検出電圧に基づいて前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時のいずれか一方の温度特性を有する電圧を前記発振回路に出力するとともに、前記検出電圧の上昇・下降を検出し前記圧電振動子の温度の上昇及び下降を判定する判定信号を出力し、前記温度補償電圧を、前記判定信号に基づいて前記一方の温度特性の反対の他方の温度特性に対応して設定された前記温度補償電圧のオフセット量だけオフセットし、前記検出電圧を、前記判定信号に基づいて前記他方の温度特性に対応して設定された前記検出電圧のオフセット量だけオフセットすることを特徴とする。
第3の形態に係る圧電発振器の温度補償方法は、第2の形態に係る圧電発振器の温度補償方法において、前記検出電圧及び前記温度補償電圧に設定されたオフセット量は、前記圧電振動子の温度の上昇時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の下降時の基準温度における温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、または前記圧電振動子の温度の下降時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の上昇時の基準温度における温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、それぞれ算出したことを特徴とする。
[適用例1]圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、入力される前記圧電振動子の発振周波数の温度特性に対応した温度補償電圧により前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した検出電圧を出力する温度検出手段と、前記発振回路と前記温度検出手段との間に介装され、前記温度補償電圧を前記検出電圧に対応して出力する温度補償電圧発生回路と、を有する圧電発振器に取り付けられた圧電発振器用オフセット回路であって、前記温度検出手段と前記温度補償電圧発生回路との間に介装され、前記発振周波数の温度の上昇時及び下降時の温度特性にそれぞれ対応して、前記検出電圧をオフセットすることにより前記温度補償電圧を温度方向にオフセットする第1のオフセット回路と、前記温度補償電圧発生回路と前記発振回路との間に介装され、前記発振周波数の温度の上昇時及び下降時の温度特性にそれぞれ対応して、前記温度補償電圧を電圧方向にオフセットする第2のオフセット回路と、を有することを特徴とする圧電発振器用オフセット回路。
分周器34は、例えば発振回路14からの発振信号66を分周して分周して得られるサンプリングクロックをADコンバータ36に出力するものである。
72b………Nchトランジスタ、72c………Nchトランジスタ、72d………Pchトランジスタ、72e………Pchトランジスタ74………第1のカレントミラー回路、76………第2のカレントミラー回路、76a………引き込み電流、78………オペアンプ、78a………可変抵抗、78b………メモリ、80………第2のオフセット回路、82………差動増幅回路、84………第1のカレントミラー回路、86………第2のカレントミラー回路、86a………引き込み電流、88………オペアンプ、88a………可変抵抗、88b………メモリ、100………温度補償型発振器、102………温度検出回路、104………近似3次曲線発生回路、106………第1のプログラマブルゲイン増幅器、108………第2のプログラマブルゲイン増幅器、110………定電圧発生回路、112………第3のプログラマブルゲイン増幅器、114………加算回路、116………電圧制御型水晶発振回路。
Claims (7)
- 圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、入力される前記圧電振動子の発振周波数の温度特性に対応した温度補償電圧により前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した検出電圧を出力する温度検出手段と、前記発振回路と前記温度検出手段との間に介装され、前記温度補償電圧を前記検出電圧に対応して出力する温度補償電圧発生回路と、を有する圧電発振器に取り付けられた圧電発振器用オフセット回路であって、
前記温度検出手段と前記温度補償電圧発生回路との間に介装され、前記発振周波数の温度の上昇時及び下降時の温度特性にそれぞれ対応して、前記検出電圧をオフセットすることにより前記温度補償電圧を温度方向にオフセットする第1のオフセット回路と、
前記温度補償電圧発生回路と前記発振回路との間に介装され、前記発振周波数の温度の上昇時及び下降時の温度特性にそれぞれ対応して、前記温度補償電圧を電圧方向にオフセットする第2のオフセット回路と、を有することを特徴とする圧電発振器用オフセット回路。 - 前記検出電圧の上昇・下降を検出して前記圧電振動子の温度の上昇及び下降を判定する判定信号を出力する判定回路を有し、
前記温度補償電圧発生回路は、
前記温度補償電圧を前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時のいずれか一方の温度特性に対応して出力し、
前記第1のオフセット回路は、
前記一方の温度特性の反対の他方の温度特性に対応した前記検出電圧のオフセット量が設定され、前記判定信号に基づいて前記検出電圧を前記検出電圧のオフセット量だけオフセットし、
前記第2のオフセット回路は、
前記他方の温度特性に対応した前記温度補償電圧のオフセット量が設定され、前記判定信号に基づいて入力した前記温度補償電圧を前記温度補償電圧のオフセット量だけオフセットすることを特徴とする請求項1に記載の圧電発振器用オフセット回路。 - 前記検出電圧及び前記温度補償電圧に設定されたオフセット量は、
前記圧電振動子の温度の上昇時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の下降時の基準温度における温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、
または前記圧電振動子の温度の下降時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の上昇時の基準温度の温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、それぞれ算出されたことを特徴とする請求項2に記載の圧電発振器用オフセット回路。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧電発振器用オフセット回路を、前記圧電発振器に組みこんで形成したことを特徴とする圧電発振器。
- 圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、入力される前記圧電振動子の発振周波数の温度特性に対応した温度補償電圧により前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した検出電圧を出力する温度検出手段と、前記発振回路と前記温度検出手段との間に介装され、前記温度補償電圧を前記検出電圧に対応して出力する温度補償電圧発生回路と、を有する圧電発振器の温度補償方法であって、
前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時の前記発振周波数の温度特性にそれぞれ対応して前記温度補償電圧を電圧方向にオフセットするとともに、
前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時の前記発振周波数の温度特性にそれぞれ対応して前記検出電圧をオフセットすることにより前記温度補償電圧を温度方向にオフセットすることを特徴とする圧電発振器の温度補償方法。 - 前記温度補償電圧発生回路は、前記検出電圧に基づいて前記圧電振動子の温度の上昇時及び下降時のいずれか一方の温度特性を有する電圧を前記発振回路に出力するとともに、
前記検出電圧の上昇・下降を検出し前記圧電振動子の温度の上昇及び下降を判定する判定信号を出力し、
前記温度補償電圧を、
前記判定信号に基づいて前記一方の温度特性の反対の他方の温度特性に対応して設定された前記温度補償電圧のオフセット量だけオフセットし、
前記検出電圧を、
前記判定信号に基づいて前記他方の温度特性に対応して設定された前記検出電圧のオフセット量だけオフセットすることを特徴とする請求項5に記載の圧電発振器の温度補償方法。 - 前記検出電圧及び前記温度補償電圧に設定されたオフセット量は、
前記圧電振動子の温度の上昇時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の下降時の基準温度における温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、
または前記圧電振動子の温度の下降時の設定最低温度と設定最高温度、及び前記圧電振動子の温度の上昇時の基準温度における温度補償電圧において、前記オフセット量によって生じる電圧方向の差分の総和が最小となるように、それぞれ算出したことを特徴とする請求項6に記載の圧電発振器の温度補償方法。
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