JPH0296407A - 温度補償水晶発振器 - Google Patents
温度補償水晶発振器Info
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- JPH0296407A JPH0296407A JP63248632A JP24863288A JPH0296407A JP H0296407 A JPH0296407 A JP H0296407A JP 63248632 A JP63248632 A JP 63248632A JP 24863288 A JP24863288 A JP 24863288A JP H0296407 A JPH0296407 A JP H0296407A
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 26
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 6
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明;、t′温度補償水晶発振器(以下、温度補償回
路恭とする)を利用分野とし、特に水晶振動子を多電極
構造として水晶発振器の周波数温度特性(以下、温度特
性とする)を二重に補償した温度補償発振器に関する。
路恭とする)を利用分野とし、特に水晶振動子を多電極
構造として水晶発振器の周波数温度特性(以下、温度特
性とする)を二重に補償した温度補償発振器に関する。
(発明の背景)
温度補償発振器は、特に水晶振動子に起因した温度特性
による周波数変化を補償するものとして広く普及してい
る。近年では、年々厳しくなる通信事情等によ#)温度
に対17て更に高安定な温度補償光振器が望まれている
。
による周波数変化を補償するものとして広く普及してい
る。近年では、年々厳しくなる通信事情等によ#)温度
に対17て更に高安定な温度補償光振器が望まれている
。
(従来技術)
第8図はこの種の一従来例を説明する温度補償発振器の
ブ四ツク図である。
ブ四ツク図である。
温度補償発振器は発振回路1と温度補償回路2とからな
る。発振回路1は水晶振動子3を発振子とし、その一端
側を例えば回路部4の発振用トラレジ3夕5に接続する
。そして、図示しないコンデンサ等の他の回路素子と相
俟って例えばコルピッツ型の回路mを形成する。水晶振
動子3は切断角度を例えばATカットとじた厚みすべり
振動姿態とする。なお、図中のva。はT1源、voは
出力である。このような発振回路1では、第9図の曲線
(イ)に示したような温度特性になる。すなわち、水晶
振動子3を主因とした常温25℃近傍に変曲点をもった
三次曲線となる。
る。発振回路1は水晶振動子3を発振子とし、その一端
側を例えば回路部4の発振用トラレジ3夕5に接続する
。そして、図示しないコンデンサ等の他の回路素子と相
俟って例えばコルピッツ型の回路mを形成する。水晶振
動子3は切断角度を例えばATカットとじた厚みすべり
振動姿態とする。なお、図中のva。はT1源、voは
出力である。このような発振回路1では、第9図の曲線
(イ)に示したような温度特性になる。すなわち、水晶
振動子3を主因とした常温25℃近傍に変曲点をもった
三次曲線となる。
温度補償回路2は補償電圧発生回路6(以下、電圧発生
回路6とする)と電圧可変容量素子7とからなる。電圧
発生回路6は電源V6゜とアース電位間に接続した!!
!温素子(例えばサーミスタ8)及び抵抗9の図示しな
い直・並列回路網からなる。
回路6とする)と電圧可変容量素子7とからなる。電圧
発生回路6は電源V6゜とアース電位間に接続した!!
!温素子(例えばサーミスタ8)及び抵抗9の図示しな
い直・並列回路網からなる。
そして、サーミスタ8の抵抗値により、周囲温度に応答
した補償電圧v、1を出力端nに得る。?lrl償電圧
v虐電は、発振回路1の温度特性とは逆の三次曲線とな
る周波数電圧特性に設定される「前第9図の曲線(ロ)
」。電圧可変容量素子7は例えば電圧可変容量ダイオー
ド(以下、可変容量ダイオードとする)とし、カソード
側を電圧発生回路日の出力@nに、アノード側をアース
電位に接地する。そして、電圧発生回路6と可変ダイオ
ード7の接続点を水晶振動子3の一端側に接続する。し
iこがって、このようなものでは、周囲温度に応答した
?IQ償電圧■、□に基づいて可変容量ダイオード7の
容量値を変化させ、発振回路1の乙晶度特性を710償
して規格を満足する補償温度特性を得ることがでさる「
前第9図の曲線(ハ)」。
した補償電圧v、1を出力端nに得る。?lrl償電圧
v虐電は、発振回路1の温度特性とは逆の三次曲線とな
る周波数電圧特性に設定される「前第9図の曲線(ロ)
」。電圧可変容量素子7は例えば電圧可変容量ダイオー
ド(以下、可変容量ダイオードとする)とし、カソード
側を電圧発生回路日の出力@nに、アノード側をアース
電位に接地する。そして、電圧発生回路6と可変ダイオ
ード7の接続点を水晶振動子3の一端側に接続する。し
iこがって、このようなものでは、周囲温度に応答した
?IQ償電圧■、□に基づいて可変容量ダイオード7の
容量値を変化させ、発振回路1の乙晶度特性を710償
して規格を満足する補償温度特性を得ることがでさる「
前第9図の曲線(ハ)」。
(従来技術の問題点)
しかしながら、上記構成の温度補償発振器では理論上避
けることのできない次のような問題があった。
けることのできない次のような問題があった。
すなわち、上記補償温度特性を拡大した第10図の0印
を結ぶ曲線(ニ)から明らかなように、規格を例えば温
度範囲ΔT、が一30〜70℃で周波数許容偏差(以下
、許容偏差とする)Δf/rが+2ppmとすれば、こ
の補償温度特性は同規格を満足する。しかし、規格を同
温度範囲ΔT、で許容偏差±lppmとした場合には、
点線枠で示す一20℃及び60℃の部分で同規格外とな
る。
を結ぶ曲線(ニ)から明らかなように、規格を例えば温
度範囲ΔT、が一30〜70℃で周波数許容偏差(以下
、許容偏差とする)Δf/rが+2ppmとすれば、こ
の補償温度特性は同規格を満足する。しかし、規格を同
温度範囲ΔT、で許容偏差±lppmとした場合には、
点線枠で示す一20℃及び60℃の部分で同規格外とな
る。
従来、このような場合には、その補償温度特性に基づき
、各抵抗9の値を百計算により修正する。
、各抵抗9の値を百計算により修正する。
そして、これにより電圧発生器′I86を新たに製作し
て交換し、許容偏差±ippmの規格を満足させていた
。しかし、一般には、抵抗のその値は良い物でも1〜2
%の誤差を持つ。また、サーミスタに関しても、厳密に
は各温度におけろ抵抗値の誤差やB定数も変化する。し
たがって、各Iバ抗9の値を修正したとしても理論計算
による補IIFt温度特性とは±0.5ppm程度の誤
差を生ずる。このようなことから、従来の潤度?m償発
振器では電圧発生回路6を再製作したとしても許容偏差
を±1ppIn以下にすることは、各素子の精度上の問
題から理論的Cζ困デ「と2ノでいた。そして、許容側
差Δ「/「を士lppm以下とする場合2とは、非常に
歩留りを悪くして生産性を低下するIj31題があった
。(発明の目的) 本発明は?I11償温度特性を規格内に満足して生産性
を向上する温度?l(I併発振器を提供することを目的
とする。
て交換し、許容偏差±ippmの規格を満足させていた
。しかし、一般には、抵抗のその値は良い物でも1〜2
%の誤差を持つ。また、サーミスタに関しても、厳密に
は各温度におけろ抵抗値の誤差やB定数も変化する。し
たがって、各Iバ抗9の値を修正したとしても理論計算
による補IIFt温度特性とは±0.5ppm程度の誤
差を生ずる。このようなことから、従来の潤度?m償発
振器では電圧発生回路6を再製作したとしても許容偏差
を±1ppIn以下にすることは、各素子の精度上の問
題から理論的Cζ困デ「と2ノでいた。そして、許容側
差Δ「/「を士lppm以下とする場合2とは、非常に
歩留りを悪くして生産性を低下するIj31題があった
。(発明の目的) 本発明は?I11償温度特性を規格内に満足して生産性
を向上する温度?l(I併発振器を提供することを目的
とする。
(解決手段)
本発明は、水晶片に複数のTi極対を形成して多Ti極
構造の水晶振動子とし、前記電極対の一つに規格内温度
領域の温度特性を?I11償する第1温度補償同諮を備
えた発振回路部を設け、他の電極対に前記第1渇度?l
tI償回路による補償温度特性のうち特定温度領域を更
2ζ?ll1l償する第2温度ガn償部を設けて発振回
路の温度特性を二重に補償したことを解決手段とする。
構造の水晶振動子とし、前記電極対の一つに規格内温度
領域の温度特性を?I11償する第1温度補償同諮を備
えた発振回路部を設け、他の電極対に前記第1渇度?l
tI償回路による補償温度特性のうち特定温度領域を更
2ζ?ll1l償する第2温度ガn償部を設けて発振回
路の温度特性を二重に補償したことを解決手段とする。
(発明の作用)
本発明は、第1澗度補償回路により得られる補償温度特
性のうち特定温度領域を第2温度補償回路1ζより補償
したので、第1温度補償部の回路素子を交換する必要が
ない。また、第1温度補償回路とf52温度補償回路と
は異なる電極対に接続するので、第1主温度?IYl償
回路と第2温度補償回路あるいは第2温度補償回路同志
の相互干渉を少なく17てそれぞれ独立的に機能させる
作用がある。
性のうち特定温度領域を第2温度補償回路1ζより補償
したので、第1温度補償部の回路素子を交換する必要が
ない。また、第1温度補償回路とf52温度補償回路と
は異なる電極対に接続するので、第1主温度?IYl償
回路と第2温度補償回路あるいは第2温度補償回路同志
の相互干渉を少なく17てそれぞれ独立的に機能させる
作用がある。
(mjJii例)
第1図は本発明の一実施例を説明する温度補償発振器の
ブロック図である。なお、前実施例図と同一部分には同
番号を付与してその説明を簡略する。そして、本実施例
では、前従来例の補償温度特性のうち規格から+側に外
れた部分の特定温度領域を更に?In償する場合を説明
する。
ブロック図である。なお、前実施例図と同一部分には同
番号を付与してその説明を簡略する。そして、本実施例
では、前従来例の補償温度特性のうち規格から+側に外
れた部分の特定温度領域を更に?In償する場合を説明
する。
温度補償発振器は多電極型の水晶振動子10を利用する
。水晶振動子101;tATカットの水晶片11に二組
のTh極対12.13を設けてなる。第1M極対12に
は前述した発振回路部4と第1温度補償回路14とを接
続する。第2電極対13には第2温度補償回路15を接
続する。
。水晶振動子101;tATカットの水晶片11に二組
のTh極対12.13を設けてなる。第1M極対12に
は前述した発振回路部4と第1温度補償回路14とを接
続する。第2電極対13には第2温度補償回路15を接
続する。
第1温度?lYl償回路14は従来の温度hn償回路(
前第8図の2)に相当17、第1電圧発生回路16(同
図の6に相当)と第1可変容爪ダイオード17(同図の
7に相当)とからなる。そして、規格内の周囲温度に応
答した第1補償電圧v、1を出力端nに得る。
前第8図の2)に相当17、第1電圧発生回路16(同
図の6に相当)と第1可変容爪ダイオード17(同図の
7に相当)とからなる。そして、規格内の周囲温度に応
答した第1補償電圧v、1を出力端nに得る。
第2温度補償回路】5は第2電圧発生回路18と第2可
変容量ダイオード19とからなる。第2電圧発生回路1
8は一端を第1電圧発生回路16と共用する電源v0゜
側、他端をアース電位とする。
変容量ダイオード19とからなる。第2電圧発生回路1
8は一端を第1電圧発生回路16と共用する電源v0゜
側、他端をアース電位とする。
そして、出力端すには規格内温度に応答した第2補ff
T電圧v、、を得るように形成される。第2?lr!償
電圧■、は、第2図への温度電圧特性図「曲線(ホ)」
に示したように、規格内温度の特定温度領域ΔT、外で
は略一定値の通常電圧V、とする。
T電圧v、、を得るように形成される。第2?lr!償
電圧■、は、第2図への温度電圧特性図「曲線(ホ)」
に示したように、規格内温度の特定温度領域ΔT、外で
は略一定値の通常電圧V、とする。
特定温度領域ΔT、内では通常電圧v1より低いレベル
の特定補償電圧(以下、特定電圧)■、とする。第2可
変容量ダイオード19はカソード側を電圧発生回路18
の出力端すに接続し、1ノード側をアース電位とする。
の特定補償電圧(以下、特定電圧)■、とする。第2可
変容量ダイオード19はカソード側を電圧発生回路18
の出力端すに接続し、1ノード側をアース電位とする。
このようなものでは、補償電圧V□による第2可変容量
ダイオード19の容量変化が、対電極12と13の弾性
的結合により発振回路4に影響を及ぼしその発振周波数
を変化させる。なお、電極対13とアース電位との間の
コンデンサ20は周波数調整用である。 fP、3図は
第2電圧発生回路18の具体的な一例である。
ダイオード19の容量変化が、対電極12と13の弾性
的結合により発振回路4に影響を及ぼしその発振周波数
を変化させる。なお、電極対13とアース電位との間の
コンデンサ20は周波数調整用である。 fP、3図は
第2電圧発生回路18の具体的な一例である。
この回路例では、電源V。(+)をコレクタ側、アース
電位をエミッタ側とiノでトランジスタTrl。
電位をエミッタ側とiノでトランジスタTrl。
T r zをシリーズに設ける。トランジスタTr1の
コレクタ側には負荷抵抗R,を、T r 1のコレクタ
とT r 2のエミッタ間には抵抗R3とR1とを縦続
して設ける。そして、抵抗R2とR8との接続点を第2
補償電圧v、2の出力端すとする。また、トランジスタ
T r 1のバイアス分割抵抗用としてサーミスタ1じ
1と抵抗R4を、Tryの同抵抗用として抵抗R5とサ
ーミスタRT2をそれぞれベース側(こ設ける。このよ
うな電圧発生回路18では、!・ランジスタ1°rlは
低温でOFF’、’igiでONとり、Tryは低温で
ON、高温で(’)FFとなる。
コレクタ側には負荷抵抗R,を、T r 1のコレクタ
とT r 2のエミッタ間には抵抗R3とR1とを縦続
して設ける。そして、抵抗R2とR8との接続点を第2
補償電圧v、2の出力端すとする。また、トランジスタ
T r 1のバイアス分割抵抗用としてサーミスタ1じ
1と抵抗R4を、Tryの同抵抗用として抵抗R5とサ
ーミスタRT2をそれぞれベース側(こ設ける。このよ
うな電圧発生回路18では、!・ランジスタ1°rlは
低温でOFF’、’igiでONとり、Tryは低温で
ON、高温で(’)FFとなる。
!、たがって、特定温度領域ΔT2の下限温度T、はサ
ーミスタTtT、と抵抗R4との比によって、」二限澗
度T2はサーミスタltT、と抵抗R1との比によって
決定する。また、特定温度領域Δ′r、の周波数補正量
によって求められ4特定電圧V、は抵抗R2とR1の比
によって決定される。この場合には、特定温度領域ΔT
、の上下限温度T、、T、及び特定電圧V、を決定すれ
ば、抵抗n、、rt、、R,は必然的(ご決定される。
ーミスタTtT、と抵抗R4との比によって、」二限澗
度T2はサーミスタltT、と抵抗R1との比によって
決定する。また、特定温度領域Δ′r、の周波数補正量
によって求められ4特定電圧V、は抵抗R2とR1の比
によって決定される。この場合には、特定温度領域ΔT
、の上下限温度T、、T、及び特定電圧V、を決定すれ
ば、抵抗n、、rt、、R,は必然的(ご決定される。
このような構成の温度補償発振器では、第1温度補償回
y814により、発振@路4の温度特性(三次曲線)を
規t8温度範囲ΔT、にて補償する。
y814により、発振@路4の温度特性(三次曲線)を
規t8温度範囲ΔT、にて補償する。
そして、前述したような温度@Un−30〜70℃内に
おいて一20℃及び60℃近傍でのみ±1ppInを越
え、他の部分ではlppm以内とした周波数偏差の補償
温度特性(以下、第1補償温度特性)を1(#る「前第
10図曲線(ニ)」。
おいて一20℃及び60℃近傍でのみ±1ppInを越
え、他の部分ではlppm以内とした周波数偏差の補償
温度特性(以下、第1補償温度特性)を1(#る「前第
10図曲線(ニ)」。
以下、第2温度?In償回路15により、第1?111
償扁度特性のうち規格から+側に外れた一20℃部分を
更に補償して±lppm以内にする場合を説明する。
償扁度特性のうち規格から+側に外れた一20℃部分を
更に補償して±lppm以内にする場合を説明する。
先ず、第1補償温度特性に基づき、特定温度領域ΔT!
の上下限温度T□、T、及び特定電圧■、を設定する。
の上下限温度T□、T、及び特定電圧■、を設定する。
すなわち、第1補ff1度特性の一20℃近傍周辺では
1.8ppm@最大として順次小さくなる凸状間jネと
する。これにより、−20℃近傍での超過分が0.Fl
ppmであることから、周波数個差を±lppm以内と
するために周波数の補正量を一1ppmとする。そして
、補正量−1ppmに相当する可変容量ダイオード16
への特定電圧V、を設定する(前第2図A参照)。なお
、特定電圧V、は一定に設定しても、実際にはTr。
1.8ppm@最大として順次小さくなる凸状間jネと
する。これにより、−20℃近傍での超過分が0.Fl
ppmであることから、周波数個差を±lppm以内と
するために周波数の補正量を一1ppmとする。そして
、補正量−1ppmに相当する可変容量ダイオード16
への特定電圧V、を設定する(前第2図A参照)。なお
、特定電圧V、は一定に設定しても、実際にはTr。
Tryの動作特性上、上下限温度T8、T、8部では徐
々にその電圧レベルを小さくする。次に、特定温度領域
ΔT、は一20℃近傍を略中心とし、その上限温度T8
を例えば周波数側差0である一5℃、下限温度Tlを同
一30℃とする。
々にその電圧レベルを小さくする。次に、特定温度領域
ΔT、は一20℃近傍を略中心とし、その上限温度T8
を例えば周波数側差0である一5℃、下限温度Tlを同
一30℃とする。
とのような設定から、特定湿度領域ΔT2内では、特定
電圧v8が第2可変容量ダイオード19に印加される。
電圧v8が第2可変容量ダイオード19に印加される。
そして、第2可変容景ダイオードのC1からC,に上昇
する変化分ΔC1[第2図Hの曲線(へ)」は、対Wi
t!1li12と13との弾性的結合により、発振回路
4の発振周波数をΔ11の変化量をもってflからf、
に低下させる「第2図Cの曲151(+−)J。すなわ
ち、−20℃近傍では周波数幅差を一1ppm変化させ
、1.8ppmから0.8ppmにする。そして、−2
0℃近めでの変化率を最大(−1ppm)とし、その周
辺では実際上の印加電圧に応じて徐々に小さくする。
する変化分ΔC1[第2図Hの曲線(へ)」は、対Wi
t!1li12と13との弾性的結合により、発振回路
4の発振周波数をΔ11の変化量をもってflからf、
に低下させる「第2図Cの曲151(+−)J。すなわ
ち、−20℃近傍では周波数幅差を一1ppm変化させ
、1.8ppmから0.8ppmにする。そして、−2
0℃近めでの変化率を最大(−1ppm)とし、その周
辺では実際上の印加電圧に応じて徐々に小さくする。
その結果、特定温度領域ΔT、内では一20℃近傍を中
心として緩やかな1ppffI以内の略凸状曲線となる
「@第10図の三角印で結ぶ曲線(チ)のうちり部分」
。
心として緩やかな1ppffI以内の略凸状曲線となる
「@第10図の三角印で結ぶ曲線(チ)のうちり部分」
。
なお、特定湿度領域ΔT、外では、第2可変容屋ダイオ
ード19に通常電圧v8が印加されるので、第1補償温
度特性に変化を来す。したがって、コンデンサ20をF
I塾して例えばmi?225℃における発振周波数を第
1湿度補償部11のみ付加しtこときと同一の発振周波
数に戻す必要がある。
ード19に通常電圧v8が印加されるので、第1補償温
度特性に変化を来す。したがって、コンデンサ20をF
I塾して例えばmi?225℃における発振周波数を第
1湿度補償部11のみ付加しtこときと同一の発振周波
数に戻す必要がある。
以上から、この湿度補償発振蕎では、第1補償温度特性
のうちtJl格から+側に外れた一20℃部分を、第2
湿度補償部11により更に選択的に補償1.てlppm
以内にする。したがって、規格を例えば湿度範囲一30
〜50℃内にて周波数偏差+i p p m以内とした
場合には、同規堵を満足する。そして、従来のように第
181度補償回路14を再製作17て交換する必要もな
いので、歩留を良好として生産性を向上する。また、第
1と第2の温度補償回路14と15とは異なる電極対1
2.13に接続して弾性的に結合するのみで、電気的に
は遮断されるので相互間の電気的影響を軽減して独立的
な補償特性を得ることができる。したがって、設計17
やすい利点を持つ。
のうちtJl格から+側に外れた一20℃部分を、第2
湿度補償部11により更に選択的に補償1.てlppm
以内にする。したがって、規格を例えば湿度範囲一30
〜50℃内にて周波数偏差+i p p m以内とした
場合には、同規堵を満足する。そして、従来のように第
181度補償回路14を再製作17て交換する必要もな
いので、歩留を良好として生産性を向上する。また、第
1と第2の温度補償回路14と15とは異なる電極対1
2.13に接続して弾性的に結合するのみで、電気的に
は遮断されるので相互間の電気的影響を軽減して独立的
な補償特性を得ることができる。したがって、設計17
やすい利点を持つ。
(他の実施例)
第4図は本発明の他の実施例図を示す温度?ln*ln
型のブロック図である。なお、前実施例と同一部分には
同番号を付与してその説明は省略する。
型のブロック図である。なお、前実施例と同一部分には
同番号を付与してその説明は省略する。
乙の実施例は、前実施例がM1?l11償渇度特性の1
−側に越えた部分の周波数偏差を第2温度補償回路15
により補償したのに対し、−側に越えた部分を第2温度
補償回i15に換えた第3温度補償回路21により補償
する場合を説明するものである。
−側に越えた部分の周波数偏差を第2温度補償回路15
により補償したのに対し、−側に越えた部分を第2温度
補償回i15に換えた第3温度補償回路21により補償
する場合を説明するものである。
本実施例では、水晶振動子10(水晶片11)の一方の
電極対12に前述n様の光M回路部4と第1温度補償回
路16を接続する。そして、規格内の温度範囲ΔT、に
わたって発振回路1の温度特性を補償(7、第1補償湿
度特性を1する「前第10図の曲線(ニ)参照」。
電極対12に前述n様の光M回路部4と第1温度補償回
路16を接続する。そして、規格内の温度範囲ΔT、に
わたって発振回路1の温度特性を補償(7、第1補償湿
度特性を1する「前第10図の曲線(ニ)参照」。
第3温度補償回路21は他方の電極対13に接続し、第
3Ti圧発生回路22とその出力端Cに接続17た可変
容星ダイオード23とからなる。第3電圧発生回路22
は一端を第1TI圧発生回路16と共用する電giv、
、側、他端をアース電位とする。
3Ti圧発生回路22とその出力端Cに接続17た可変
容星ダイオード23とからなる。第3電圧発生回路22
は一端を第1TI圧発生回路16と共用する電giv、
、側、他端をアース電位とする。
そして、出力端Cに規格内温度に応答しtこ第3補償電
圧V、を得るように形成される。この場合、第3前ff
′tri圧v、3は、第5図への温度電圧特性図「曲線
(す)」に示したように特定温度領域ΔT、外では一定
値の通常電圧V、とする。特定温度領域ΔT、内では通
常電圧より高いレベルの特定電圧v4とする。
圧V、を得るように形成される。この場合、第3前ff
′tri圧v、3は、第5図への温度電圧特性図「曲線
(す)」に示したように特定温度領域ΔT、外では一定
値の通常電圧V、とする。特定温度領域ΔT、内では通
常電圧より高いレベルの特定電圧v4とする。
第6図は第3Ti圧発生回路22の具体的な一例である
。この?l(l償回路例は、電源Va。(+)をコレク
タ側、アース電位をエミッタ側としたトランジスタ゛r
r3.Tr4をパラレルに設ける。トランジスタTr3
(Tr4)のコレクタ側には負荷抵抗R@を、Tr3の
コレクタとエミッタ (アース電位)間には抵抗R7と
R1とを縦続して設ける。そして、抵抗R1とR,との
接続点を補償電圧V、の出力端Cとする。また、トラン
ジスタT r 、のバイアス分割11(杭用としてサー
ミスタRT 2とfit抗R0を、T r 4の同抵抗
用として抵抗R1,とサーミスタR1゛4とをそれぞれ
ベース側に設ける。このような電圧発生回路22では、
トランジスタTr3は低温でOFF、高温でONとし、
Tr4は低温でON、高温でOFFとする。したがって
、特定温度m域ΔT3の下限潤度T3はサーミスタRT
、と抵抗aSSとの比によって、下限温度T4はサーミ
スタRT、と抵抗R・との比によって決定される。また
、特定温度領域ΔT、の°周波数補正量で求められる特
定電圧v4は抵抗R,とR,の比によって決定される。
。この?l(l償回路例は、電源Va。(+)をコレク
タ側、アース電位をエミッタ側としたトランジスタ゛r
r3.Tr4をパラレルに設ける。トランジスタTr3
(Tr4)のコレクタ側には負荷抵抗R@を、Tr3の
コレクタとエミッタ (アース電位)間には抵抗R7と
R1とを縦続して設ける。そして、抵抗R1とR,との
接続点を補償電圧V、の出力端Cとする。また、トラン
ジスタT r 、のバイアス分割11(杭用としてサー
ミスタRT 2とfit抗R0を、T r 4の同抵抗
用として抵抗R1,とサーミスタR1゛4とをそれぞれ
ベース側に設ける。このような電圧発生回路22では、
トランジスタTr3は低温でOFF、高温でONとし、
Tr4は低温でON、高温でOFFとする。したがって
、特定温度m域ΔT3の下限潤度T3はサーミスタRT
、と抵抗aSSとの比によって、下限温度T4はサーミ
スタRT、と抵抗R・との比によって決定される。また
、特定温度領域ΔT、の°周波数補正量で求められる特
定電圧v4は抵抗R,とR,の比によって決定される。
この場合には、特定温度領域Δ′r、の上下@温度T1
、T4及び特定電圧v4を決定すれば、抵抗R,、Rゆ
、R1゜は必然的に決定される。
、T4及び特定電圧v4を決定すれば、抵抗R,、Rゆ
、R1゜は必然的に決定される。
以下、第3温度補償回路21により、第1補償温度特性
のうち規格から一側に外れた60℃部分を更に補償して
±lppm以内にする場合を説明する。
のうち規格から一側に外れた60℃部分を更に補償して
±lppm以内にする場合を説明する。
先ず、第1渇度補償特性r前第10図の曲線(ニ)」に
基づき、特定温度領域Δ′r、の上下限温度゛r1、T
4及び特定電圧■4を設定する。すなわち、GO℃近傍
周辺では−1,8ppmを最大として順次小さ(なる凹
状曲線とする。これにより、超過分が−0,8ppmで
あることから、60℃近傍での周波数偏差を±lppm
以内とするために補正量を1 p l) mとする。そ
して、補正量1pp+nに相当する第3可変容量ダイオ
ード23への特定電圧v4を設定する(前第5図A)。
基づき、特定温度領域Δ′r、の上下限温度゛r1、T
4及び特定電圧■4を設定する。すなわち、GO℃近傍
周辺では−1,8ppmを最大として順次小さ(なる凹
状曲線とする。これにより、超過分が−0,8ppmで
あることから、60℃近傍での周波数偏差を±lppm
以内とするために補正量を1 p l) mとする。そ
して、補正量1pp+nに相当する第3可変容量ダイオ
ード23への特定電圧v4を設定する(前第5図A)。
次に、特定湿度領域を60℃近傍な略中心とし、その上
限湿度T4を例えば周波数偏差−0,5ppmである7
0℃、下限温度T、を同一50℃とする。
限湿度T4を例えば周波数偏差−0,5ppmである7
0℃、下限温度T、を同一50℃とする。
このような設定から、特定温度領域ΔT、内では、特定
電圧v4が第3可変容量ダイオード23に印加される。
電圧v4が第3可変容量ダイオード23に印加される。
そして、第3可変容量ダイオード23のC8からC4に
低下する変化分ΔC2「第5図Bの曲線(ス)」は、対
電極12と13との弾性的結合により発振回路1の発振
周波数「、をΔ「鵞の変化量をもってf4に上昇させる
「第5図Cの曲線(ル)」。すなわち、−60℃近傍で
は周波数偏差をippm変化させ、 1.8ppmから
−0,8ppmにする。そして、−60℃近傍での変化
率を最大(IIIPIll)としてその周辺では実際上
の印加電圧に応じて徐々に小さ(する。
低下する変化分ΔC2「第5図Bの曲線(ス)」は、対
電極12と13との弾性的結合により発振回路1の発振
周波数「、をΔ「鵞の変化量をもってf4に上昇させる
「第5図Cの曲線(ル)」。すなわち、−60℃近傍で
は周波数偏差をippm変化させ、 1.8ppmから
−0,8ppmにする。そして、−60℃近傍での変化
率を最大(IIIPIll)としてその周辺では実際上
の印加電圧に応じて徐々に小さ(する。
その結果、特定温度領域ΔT、内では一60℃近傍を中
心として緩やかな1ppmm内の略凹状曲線となる「前
第10図の曲線(チ)の17!i分」。
心として緩やかな1ppmm内の略凹状曲線となる「前
第10図の曲線(チ)の17!i分」。
なお、この場合においても、第3可変容量グイオード2
1に通常m rE v zが印加されて第1 ?I(l
償温度特性に変化を来すので、コンデンサ20を調整し
て第1温度補償部14のみ付加したときと同一の発振周
波数(例えば常温時)にする必要がある。
1に通常m rE v zが印加されて第1 ?I(l
償温度特性に変化を来すので、コンデンサ20を調整し
て第1温度補償部14のみ付加したときと同一の発振周
波数(例えば常温時)にする必要がある。
以上から、この実施例では、第1補償温度特性のうち規
格から一側に外れた60℃部分でも、第3温度補償回路
217こより更に選択的に補償して±1 p p m以
内にする。したがって、規格を例えば温度範囲一10〜
70℃内にて周波数偏差上lppm以内とした場合には
、同規格を満足する。
格から一側に外れた60℃部分でも、第3温度補償回路
217こより更に選択的に補償して±1 p p m以
内にする。したがって、規格を例えば温度範囲一10〜
70℃内にて周波数偏差上lppm以内とした場合には
、同規格を満足する。
そして、従来のように第1温度補償回路11を再製作し
て交換する必要もないので、歩留を良好として生産性を
向上する。また、第1と第3の温度補償回rIlp11
4と21とは弾性的に結合するのみで、相互干渉を軽減
して独立的に第1補償湿度特性に作用するので、設計し
易い利点をもつ。
て交換する必要もないので、歩留を良好として生産性を
向上する。また、第1と第3の温度補償回rIlp11
4と21とは弾性的に結合するのみで、相互干渉を軽減
して独立的に第1補償湿度特性に作用するので、設計し
易い利点をもつ。
(他の事項)
なお、上記実施例ては第1温度補償回路14と第2澗度
補償回路15又は第3補償回路2Lを使用してf51補
(ft 2m度特性の周波数偏差が+側又は−側に外れ
た部分を補償する場合を説明したが、第3の実施例とし
て第7図に示したように構成し、第1温度補償特性の十
及び−側に外れた部分をともに?+!l償して例えば温
度範囲一30〜70℃にて周波数偏差±1pp+r+以
内とする規格を満足するようにしてもよい。すなわち、
水晶片11に3組の電極対12.13.24を設け、電
極対12には発振回路1と第1温度補償回路14を、電
極対13には第2温度補償回路15を、電極対24には
第3温度補償回路21を接続すればよい。 また、本発
明は第1温度補償特性の形態には拘らず規格を越える部
分についてその補償を基本的に行え得ることは勿論で、
規格を越える部分が3箇所以上の場合には、水晶振動子
をその数に応じた多電極構造として第1、第2、・・・
、第nの温度補償回路を付加してその部分の補償をすれ
ばよい。この点、特許請求の範囲では第2温度補償部と
しかIUJ記していないが、第3、第4、・・・、第n
温度補償部を付加したものも本発明の技術範囲に含まれ
ることは明らかである。また、特定温度領域例えばΔT
3の上下限温度T8、ΔT、は周波数偏差Oppmtと
なる、−30℃及び5℃としたが「第10図の曲線(ニ
)参照」、これに限らず例えば実際に1 p p rn
を越える部分を特定温度領域とし、この部分を補償して
±1ppnn以内とする特定電圧を設定してもよい。ま
た、第1及び第2実施例においても、通常電圧は所定レ
ベルの電圧値としたが、例えばこれを0レベルとして第
1補償温度特性への影響を防止するようにしたとしても
よい。
補償回路15又は第3補償回路2Lを使用してf51補
(ft 2m度特性の周波数偏差が+側又は−側に外れ
た部分を補償する場合を説明したが、第3の実施例とし
て第7図に示したように構成し、第1温度補償特性の十
及び−側に外れた部分をともに?+!l償して例えば温
度範囲一30〜70℃にて周波数偏差±1pp+r+以
内とする規格を満足するようにしてもよい。すなわち、
水晶片11に3組の電極対12.13.24を設け、電
極対12には発振回路1と第1温度補償回路14を、電
極対13には第2温度補償回路15を、電極対24には
第3温度補償回路21を接続すればよい。 また、本発
明は第1温度補償特性の形態には拘らず規格を越える部
分についてその補償を基本的に行え得ることは勿論で、
規格を越える部分が3箇所以上の場合には、水晶振動子
をその数に応じた多電極構造として第1、第2、・・・
、第nの温度補償回路を付加してその部分の補償をすれ
ばよい。この点、特許請求の範囲では第2温度補償部と
しかIUJ記していないが、第3、第4、・・・、第n
温度補償部を付加したものも本発明の技術範囲に含まれ
ることは明らかである。また、特定温度領域例えばΔT
3の上下限温度T8、ΔT、は周波数偏差Oppmtと
なる、−30℃及び5℃としたが「第10図の曲線(ニ
)参照」、これに限らず例えば実際に1 p p rn
を越える部分を特定温度領域とし、この部分を補償して
±1ppnn以内とする特定電圧を設定してもよい。ま
た、第1及び第2実施例においても、通常電圧は所定レ
ベルの電圧値としたが、例えばこれを0レベルとして第
1補償温度特性への影響を防止するようにしたとしても
よい。
また、上記従来例では水晶振動子の多電極構造の1漸配
置については格別言及しなかったが、発振回路と接続す
るTi極対はその振動特性」二から水晶片の中央に形成
されることが望よしい。
置については格別言及しなかったが、発振回路と接続す
るTi極対はその振動特性」二から水晶片の中央に形成
されることが望よしい。
また、本発明の多電極構造とした温度補償発振器の基本
は、本出願人が特顆昭63−15142号、同63−2
5093号にて開示するもので、必要(ζ応1シで参照
されたい。
は、本出願人が特顆昭63−15142号、同63−2
5093号にて開示するもので、必要(ζ応1シで参照
されたい。
また、第1温度補償回vIS14は第1電圧光生回路1
6と可変容量ダイオード17から形成したが、例えばサ
ーミスタ、コンデンサ、抵抗の直・並列回路からなる所
07直接補償法により構成して第1補償湿度特性を#り
なものでも本発明は適用する。
6と可変容量ダイオード17から形成したが、例えばサ
ーミスタ、コンデンサ、抵抗の直・並列回路からなる所
07直接補償法により構成して第1補償湿度特性を#り
なものでも本発明は適用する。
また、本発明では付随的に次の効果を生ずる。
すなわち、水晶振動子3の温度特性は理論上では常温2
5℃近防に変曲点をもつ三次曲線となるが、現実的には
理論上の温度特性を目標として設計しても副振動や微少
の切断角度差等の僅かな影響によりその温度特性に歪み
を来す。そして、このようなもの中には、温度補償発振
器用の水晶振動子としては温度特性を補償しきれず使用
できないものがある。しかl/ 、本発明を適用すれば
、理論値から多少逸脱した温度特性のものでも、温度特
性を部分的に補償して充分に利用でき、メーカとして経
済的に非常に有利にする効果を奏する。
5℃近防に変曲点をもつ三次曲線となるが、現実的には
理論上の温度特性を目標として設計しても副振動や微少
の切断角度差等の僅かな影響によりその温度特性に歪み
を来す。そして、このようなもの中には、温度補償発振
器用の水晶振動子としては温度特性を補償しきれず使用
できないものがある。しかl/ 、本発明を適用すれば
、理論値から多少逸脱した温度特性のものでも、温度特
性を部分的に補償して充分に利用でき、メーカとして経
済的に非常に有利にする効果を奏する。
(発明の効果)
本発明は、第1温度補償回路により発振回路の温度特性
を吏用温度範囲にわたって?In償し、第1温度補償回
路により補償された補償温度特性のうち規格外となる部
分の特定温度領域を第2温度補償回路より更に?l(I
償したので、第1温度補償回路を従来のように交換する
ことな(補償温度特性を規格内に満足して生産性を向−
ヒする温度補償発振器を提供でき、産業上の価値は極め
゛て高い。
を吏用温度範囲にわたって?In償し、第1温度補償回
路により補償された補償温度特性のうち規格外となる部
分の特定温度領域を第2温度補償回路より更に?l(I
償したので、第1温度補償回路を従来のように交換する
ことな(補償温度特性を規格内に満足して生産性を向−
ヒする温度補償発振器を提供でき、産業上の価値は極め
゛て高い。
第1図は本発明の第1実施例を説明する温度補償光振器
のブロック図である。第2図は第1実施例における特性
図で、同図へは温度電圧特性図、同図R1,を湿度容量
特性図、同図Cは温度周波数特性図である。第3図は第
1実施例における電圧発生回路図である。 第4図は本発明の第2実施例を説明する温度補償光振器
のブロック図である。第5図は第2実廁例における特性
図で、同図Aは温度電圧特性図、同図Bは湿度容量特性
図、同図Cは温度周波数特性図である。第6図は第2y
SMJi例における電圧発生回路図である。 第7図は本発明の第3実施例を説明する温度補償発振器
のブロック図である。 第8図は従来例を説明する温度補償発振器のブロック図
である。第9図は温度?l!]償発振器の温度特性図で
ある。 第10図は第9図の温度特性を拡大しR2図で、曲線(
ニ)は従来例、曲線(チ)上記実施例によるものである
。 1113発振回路、2.14.15.21・・・温度補
償回路、3.10・・・水晶振動子、4・・・発振回路
部、5、Trl、T r @−発振用トランジスタ、6
.16.18.22・・・電圧発生回路、7.17.1
9.23・・・可変容量ダイオード、8、rt’r、−
RT4・・・サーミスタ、9、R1−R,。・・・抵抗
、11・・・水晶片1.12.13.24・・・電極対
、20・・・コンデンサ。 第1I!! 第3閃 雲6= (+) (+) 第21!IA 第7図 第!5CIA 36一
のブロック図である。第2図は第1実施例における特性
図で、同図へは温度電圧特性図、同図R1,を湿度容量
特性図、同図Cは温度周波数特性図である。第3図は第
1実施例における電圧発生回路図である。 第4図は本発明の第2実施例を説明する温度補償光振器
のブロック図である。第5図は第2実廁例における特性
図で、同図Aは温度電圧特性図、同図Bは湿度容量特性
図、同図Cは温度周波数特性図である。第6図は第2y
SMJi例における電圧発生回路図である。 第7図は本発明の第3実施例を説明する温度補償発振器
のブロック図である。 第8図は従来例を説明する温度補償発振器のブロック図
である。第9図は温度?l!]償発振器の温度特性図で
ある。 第10図は第9図の温度特性を拡大しR2図で、曲線(
ニ)は従来例、曲線(チ)上記実施例によるものである
。 1113発振回路、2.14.15.21・・・温度補
償回路、3.10・・・水晶振動子、4・・・発振回路
部、5、Trl、T r @−発振用トランジスタ、6
.16.18.22・・・電圧発生回路、7.17.1
9.23・・・可変容量ダイオード、8、rt’r、−
RT4・・・サーミスタ、9、R1−R,。・・・抵抗
、11・・・水晶片1.12.13.24・・・電極対
、20・・・コンデンサ。 第1I!! 第3閃 雲6= (+) (+) 第21!IA 第7図 第!5CIA 36一
Claims (1)
- 水晶片に複数の電極対を形成して多電極構造の水晶振動
子とし、前記電極対の一つに規格内温度領域の周波数温
度特性を補償する第1温度補償回路の接続した発振回路
部を設け、他の電極対に前記主温度補償回路による補償
周波数温度特性のうち特定温度領域を更に補償する第2
温度補償回路を設けて構成したことを特徴とする温度補
償水晶発振器。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63248632A JPH0296407A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 温度補償水晶発振器 |
JP63335050A JPH02180410A (ja) | 1988-07-25 | 1988-12-31 | 温度補償多周波発振器 |
US07/382,107 US5004988A (en) | 1988-07-25 | 1989-07-19 | Quartz crystal oscillator with temperature-compensated frequency characteristics |
KR1019890010419A KR930002036B1 (ko) | 1988-07-25 | 1989-07-22 | 주파수특성의 온도보상이 이루어진 수정발진기 |
EP89113579A EP0352695B1 (en) | 1988-07-25 | 1989-07-24 | Quartz crystal oscillator with temperature-compensated frequency characteristics |
DE68915355T DE68915355T2 (de) | 1988-07-25 | 1989-07-24 | Quartzoszillator mit temperaturkompensierten Frequenz-Charakteristiken. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63248632A JPH0296407A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 温度補償水晶発振器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0296407A true JPH0296407A (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=17181001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63248632A Pending JPH0296407A (ja) | 1988-07-25 | 1988-09-30 | 温度補償水晶発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0296407A (ja) |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63248632A patent/JPH0296407A/ja active Pending
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