JPH03175737A - Digital temperature compensation type piezoelectric oscillator - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To stably start up oscillation by detecting no output from a voltage control oscillator, increasing the amplification factor of an amplification part in the voltage control oscillator and supplying a clock pulse from a clock gener ating circuit to a function generating part. CONSTITUTION:When the impedance CI of a piezoelectric element is increased by a change with the passage of time or the like, the oscillation of the voltage control oscillator 5 is suspended. Since no signal is outputted to the output terminal of a frequency dividing circuit 6, a clock signal CK to the function generating circuit 3 is switched to a clock pulse from a clock generating circuit 7 through a switching circuit 9 and a switching control circuit 8 and the amplifi cation factor of the amplification part in the oscillator 5 is increased. Since the oscillation of the oscillator 5 is started up by the increment of the amplifica tion factor, the switching circuit 9 supplies the signal from the circuit 6 to the circuit 3 as the clock signal CK to execute oscillation control based upon a prescribed feedback loop.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル温度補償型圧電発振器に関し、特に
周囲温度をディジタル値に変換した後このディジタル値
によって発振周波数を制御するディジタル温度補償型圧
電発振器に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a digital temperature-compensated piezoelectric oscillator, and more particularly to a digital temperature-compensated piezoelectric oscillator that converts ambient temperature into a digital value and then controls the oscillation frequency using this digital value. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種のディジタル温度補償型圧電発振器は、第
４図に示すように、電圧制御発振器５の周囲温度を検出
する温度検出器１と、この温度検出器１により検出され
た温度をディジタル値に変換するＡ−Ｄ変換器２と、こ
のＡ−Ｄ変換器２の出力と分周回路６の出力とにより所
定の関数信号を発生する関数発生回路３Ｂと、この関数
発生回路３Ｂの出力を制御電圧ＶＣに変換する制御電圧
発生回路４と、圧電素子を備え、制御電圧■ｃにより所
定の周波数で発振する電圧制御発振器５と、この電圧制
御発振器５の出力を分周する分周回路６とを有する構成
となっている。Conventionally, this type of digital temperature compensated piezoelectric oscillator, as shown in FIG. an A-D converter 2 that converts the output of the A-D converter 2 into a predetermined function signal; A control voltage generation circuit 4 that converts into a control voltage VC, a voltage controlled oscillator 5 that includes a piezoelectric element and oscillates at a predetermined frequency using a control voltage c, and a frequency dividing circuit 6 that divides the output of the voltage controlled oscillator 5. The structure has the following.

このような構成とすることにより、温度補償されないと
き第５図の曲線（Ａ）に示す周波数温度特性であったも
のが、第５図の直線（Ｂ）に示す安定な周波数温度特性
を実現することができる。With this configuration, the frequency-temperature characteristics shown in the curve (A) in Figure 5 when temperature compensation is not performed can be realized as the stable frequency-temperature characteristics shown in the straight line (B) in Figure 5. be able to.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のディジタル温度補償型圧電発振器は、電
圧制御発振器５に圧電素子を使用する構成となっている
ので、この圧電素子は、インピーダンスＣＩ（クリスタ
ル・インピーダンス〉が経時変化により大きくなると、
電圧制御発振器５が発振起動しなくなるという欠点があ
る。The conventional digital temperature compensated piezoelectric oscillator described above is configured to use a piezoelectric element for the voltage controlled oscillator 5. Therefore, when the impedance CI (crystal impedance) of this piezoelectric element increases due to a change over time,
There is a drawback that the voltage controlled oscillator 5 will not start oscillating.

本発明の目的は、圧電素子のインピーダンスＣＩが経時
変化等により大きくなっても安定して発振起動するディ
ジタル温度補償型圧電発振器を提供することにある。An object of the present invention is to provide a digital temperature compensated piezoelectric oscillator that stably starts oscillation even if the impedance CI of the piezoelectric element increases due to changes over time or the like.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のディジタル温度補償型圧電発振器は、周囲温度
を検出する温度検出器と、この温度検出器により検出さ
れた温度をディジタル値に変換するＡ−Ｄ変換器と、こ
のＡ−Ｄ変換器からのディジタル値とクロック信号とか
ら所定の関数信号を発生する関数発生回路と、この関数
発生回路からの関数信号により制御電圧を発生する制御
電圧発生回路と、圧電素子と増幅部とを含み増幅制御信
号により前記増幅部の増幅特性が制御され、かつ前記制
御電圧回路からの制御電圧に従って所定の周波数で発振
する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の出力信号
を分周する分周回路と、所定の周波数のクロックパルス
を発生するクロック発生回路と、前記分周回路から信号
が出力されないとき前記クロック発生回路からのクロッ
クパルスを前記クロック信号として前記関数発生回路へ
供給する切換回路と、この切換回路の制御、及び前記分
周回路から信号か出力されないとき前記増幅部の増幅度
が高くなるように前記増幅特性の制御を行う切換制御回
路とを有している。The digital temperature compensated piezoelectric oscillator of the present invention includes a temperature detector that detects ambient temperature, an A-D converter that converts the temperature detected by the temperature detector into a digital value, and a Amplification control includes a function generation circuit that generates a predetermined function signal from a digital value of and a clock signal, a control voltage generation circuit that generates a control voltage using the function signal from the function generation circuit, a piezoelectric element, and an amplification section. a voltage controlled oscillator whose amplification characteristic of the amplifying section is controlled by a signal and which oscillates at a predetermined frequency according to a control voltage from the control voltage circuit; a frequency dividing circuit which divides the output signal of the voltage controlled oscillator; a switching circuit that supplies clock pulses from the clock generation circuit as the clock signal to the function generation circuit when no signal is output from the frequency dividing circuit; and a switching control circuit that controls the amplification characteristic so that the amplification degree of the amplification section becomes high when no signal is output from the frequency divider circuit.

また、電圧制御発振器の出力信号を直接切換回路へ供給
し、この切換回路は前記電圧制御発振器の出力信号が出
力されないときクロック発生回路からのクロックパルス
をクロック信号として出力するようにし、切換制御回路
は前記電圧制御発振器の出力信号が出力されないとき増
幅部の増幅度が高くなるように増幅特性を制御するよう
にした構成を有している。Further, the output signal of the voltage controlled oscillator is directly supplied to the switching circuit, and this switching circuit outputs the clock pulse from the clock generation circuit as a clock signal when the output signal of the voltage controlled oscillator is not output, and the switching control circuit has a configuration in which the amplification characteristics are controlled so that the amplification degree of the amplification section becomes high when the output signal of the voltage controlled oscillator is not output.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

この実施例は、周囲温度を検出する温度検出器１と、こ
の温度検出器１により検出された温度をディジタル値に
変換するＡ−Ｄ変換器２と、このＡ−Ｄ変換器２からの
ディジタル値とクロック信号ＣＫとから所定の関数信号
ＦＳを発生する関数発生口１ｉ’８３と、この関数発生
回路３からの関数信号ＦＳにより制御電圧Ｖ。を発生す
る制御電圧発生回路４と、圧電素子と増幅部とを含み増
幅制御信号ＡＣ８により増幅部の増幅特性が制御され、
かつ制御電圧ＶＣに従って所定の周波数で発振する電圧
制御発振器５と、この電圧制御発振器５の出力信号を分
周する分周回路６と、所定の周波数のクロックパルスを
発生するクロック発生回路７と、分周回路６から信号が
出力されないときクロック発生回路７からのクロックパ
ルスをクロッり信号ＣＫとして関数発生量ｉｉ！８３へ
供給する切換回路つと、この切換回路９の制御、及び分
周回路６から信号が出力されないとき電圧制御発振器５
の増幅部の増幅度が高くなるように増幅特性の制御を行
う制御回路８とを有する構成となっている。This embodiment includes a temperature detector 1 that detects the ambient temperature, an A-D converter 2 that converts the temperature detected by the temperature sensor 1 into a digital value, and a digital value from the A-D converter 2. A function generation port 1i'83 generates a predetermined function signal FS from the value and the clock signal CK, and a control voltage V is generated by the function signal FS from the function generation circuit 3. The amplification characteristic of the amplification part is controlled by the amplification control signal AC8,
and a voltage controlled oscillator 5 that oscillates at a predetermined frequency according to a control voltage VC, a frequency dividing circuit 6 that divides the output signal of the voltage controlled oscillator 5, and a clock generation circuit 7 that generates clock pulses of a predetermined frequency. When no signal is output from the frequency dividing circuit 6, the clock pulse from the clock generating circuit 7 is used as the clock signal CK to generate the function generation amount ii! 83, controls this switching circuit 9, and when no signal is output from the frequency dividing circuit 6, the voltage controlled oscillator 5
The configuration includes a control circuit 8 that controls the amplification characteristics so that the amplification degree of the amplification section becomes high.

次に、この実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

第２図はこの実施例の動作を説明するための電圧制御発
振器５に使用される圧電素子の特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram of the piezoelectric element used in the voltage controlled oscillator 5 for explaining the operation of this embodiment.

圧電素子は通常、第２図の直線（Ａ）に示すような駆動
電圧ＶＤ列インピーダンスｃ１特性をもっている。この
場合、電圧制御発振器５の発振起動は安定して行なわれ
る。A piezoelectric element normally has a drive voltage VD column impedance c1 characteristic as shown by the straight line (A) in FIG. In this case, the voltage controlled oscillator 5 starts oscillating stably.

経時変化等により、第２図の曲線（Ｂ）に示すように、
圧電素子のインピーダンスＣＩが高くなると、電圧制御
発振器５は発振起動しなくなる。Due to changes over time, etc., as shown in curve (B) in Figure 2,
When the impedance CI of the piezoelectric element becomes high, the voltage controlled oscillator 5 no longer starts to oscillate.

この場合、分周回路６の出力端に信号が出力されなくな
るので、切換回路９及び切換制御回路８により、関数の
発生回路３へのクロック信号ＣＫをクロック発生回路７
からのクロックパルスに切換えると共に、電圧制御発振
器５の増幅部の増幅度を高くする。In this case, since no signal is output to the output terminal of the frequency dividing circuit 6, the switching circuit 9 and the switching control circuit 8 transfer the clock signal CK to the function generating circuit 3 to the clock generating circuit 7.
At the same time, the amplification degree of the amplification section of the voltage controlled oscillator 5 is increased.

この結果、電圧制御発振器５は発振起動するので、切換
回路９は分周回路６からの信号をクロック信号ＣＫとし
て関数発生回路３へ供給し、所定の帰還ループによる発
振制御が行なわれる。As a result, the voltage controlled oscillator 5 starts oscillating, so the switching circuit 9 supplies the signal from the frequency dividing circuit 6 as the clock signal CK to the function generating circuit 3, and oscillation control is performed by a predetermined feedback loop.

第３図は本発明の第２の実施例を示すブロック図である
。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the invention.

この実施例は、帰還ループ内に分周回路がない場合の回
路に適用したもので、電圧制御発振器５の出力は直接切
換間ｉｉ’８９へ供給され、この電圧制御発振器５の出
力がないときに関数発生量ｉ￥’１）３Ａへのクロック
信号ＣＫをクロック発生回路７からのクロックパルスと
し、電圧制御発振器５の増幅部の増幅度を高くするもの
である。この実施例は、第１の実施例に比べ消費電力が
少ないという利点がある。This embodiment is applied to a circuit in which there is no frequency dividing circuit in the feedback loop, and the output of the voltage controlled oscillator 5 is directly supplied to the switching circuit ii'89. The clock signal CK to the function generation amount i\'1) 3A is used as a clock pulse from the clock generation circuit 7, and the amplification degree of the amplification section of the voltage controlled oscillator 5 is increased. This embodiment has the advantage of lower power consumption than the first embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、電圧制御発振器の出力が
ないことを検出してこの電圧制御発振器の増幅部の増幅
度を高くすると共にクロック発生回路からクロックパル
スを関数発生回路へ供給することにより、経時変化等に
より電圧制御発振器の圧電素子のインピーダンスが高く
なったときでも安定して発振起動させることができる効
果がある。As explained above, the present invention detects that there is no output from the voltage controlled oscillator, increases the amplification degree of the amplifier section of the voltage controlled oscillator, and supplies clock pulses from the clock generating circuit to the function generating circuit. This has the effect of stably starting oscillation even when the impedance of the piezoelectric element of the voltage controlled oscillator becomes high due to changes over time or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図及び第２図は本発明の第１．の実施例のブロック
図及びこの実施例の動作を説明するための電圧制御発振
器の圧電素子のインピーダンス特性図、第３図は本発明
の第２の実施例のブロック図、第４図及び第５図はそれ
ぞれ従来のディジタル温度補償型圧電発振器の一例のブ
ロック図及びこの例の動作を説明するための周波数温度
特性図である。 １・・・温度検出器、２・・・Ａ、−Ｄ変換器、３，３
Ａ３Ｂ・・・関数発生回路、４・・・制御電圧発生回路
、５９ 電圧制御発振器、 ・・分周回路、 ７・・・タロツク 発生回路、 ・・切換制御回路、 ９・・・切換回路。FIGS. 1 and 2 show the first embodiment of the present invention. A block diagram of an embodiment of the present invention and an impedance characteristic diagram of a piezoelectric element of a voltage controlled oscillator for explaining the operation of this embodiment. The figures are a block diagram of an example of a conventional digital temperature compensated piezoelectric oscillator and a frequency-temperature characteristic diagram for explaining the operation of this example. 1... Temperature detector, 2... A, -D converter, 3, 3
A3B...Function generation circuit, 4...Control voltage generation circuit, 59 Voltage controlled oscillator,...Divider circuit, 7...Tarlock generation circuit,...Switching control circuit, 9...Switching circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、周囲温度を検出する温度検出器と、この温度検出器
により検出された温度をディジタル値に変換するＡ−Ｄ
変換器と、このＡ−Ｄ変換器からのディジタル値とクロ
ック信号とから所定の関数信号を発生する関数発生回路
と、この関数発生回路からの関数信号により制御電圧を
発生する制御電圧発生回路と、圧電素子と増幅部とを含
み増幅制御信号により前記増幅部の増幅特性が制御され
、かつ前記制御電圧回路からの制御電圧に従って所定の
周波数で発振する電圧制御発振器と、この電圧制御発振
器の出力信号を分周する分周回路と、所定の周波数のク
ロックパルスを発生するクロック発生回路と、前記分周
回路から信号が出力されないとき前記クロック発生回路
からのクロックパルスを前記クロック信号として前記関
数発生回路へ供給する切換回路と、この切換回路の制御
、及び前記分周回路から信号が出力されないとき前記増
幅部の増幅度が高くなるように前記増幅特性の制御を行
う切換制御回路とを有することを特徴とするディジタル
温度補償型圧電発振器。 ２、電圧制御発振器の出力信号を直接切換回路へ供給し
、この切換回路は前記電圧制御発振器の出力信号が出力
されないときクロック発生回路からのクロックパルスを
クロック信号として出力するようにし、切換制御回路は
前記電圧制御発振器の出力信号が出力されないとき増幅
部の増幅度が高くなるように増幅特性を制御するように
した請求項１記載のディジタル温度補償型圧電発振器。[Claims] 1. A temperature detector that detects ambient temperature, and an A-D that converts the temperature detected by the temperature detector into a digital value.
a converter, a function generation circuit that generates a predetermined function signal from a digital value and a clock signal from the A-D converter, and a control voltage generation circuit that generates a control voltage using the function signal from the function generation circuit. , a voltage controlled oscillator that includes a piezoelectric element and an amplifier section, the amplification characteristic of the amplifier section is controlled by an amplification control signal, and that oscillates at a predetermined frequency according to the control voltage from the control voltage circuit; and an output of the voltage controlled oscillator. a frequency dividing circuit that divides a signal; a clock generating circuit that generates a clock pulse of a predetermined frequency; and a clock generating circuit that generates the function using a clock pulse from the clock generating circuit as the clock signal when no signal is output from the frequency dividing circuit. It has a switching circuit for supplying the signal to the circuit, and a switching control circuit that controls the switching circuit and controls the amplification characteristics so that the amplification degree of the amplifying section is increased when no signal is output from the frequency dividing circuit. A digital temperature compensated piezoelectric oscillator featuring: 2. The output signal of the voltage controlled oscillator is directly supplied to a switching circuit, and this switching circuit outputs the clock pulse from the clock generation circuit as a clock signal when the output signal of the voltage controlled oscillator is not output, and the switching control circuit 2. The digital temperature compensated piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the amplification characteristic is controlled such that the amplification degree of the amplification section is increased when the output signal of the voltage controlled oscillator is not output.