JPH0516764B2 - - Google Patents
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- JPH0516764B2 JPH0516764B2 JP60178914A JP17891485A JPH0516764B2 JP H0516764 B2 JPH0516764 B2 JP H0516764B2 JP 60178914 A JP60178914 A JP 60178914A JP 17891485 A JP17891485 A JP 17891485A JP H0516764 B2 JPH0516764 B2 JP H0516764B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水晶発振器に関し、特に周囲温度の変
化に対応して発振周波数を安定に維持するための
周波数制御系の消費電力を低減する水晶発振器に
関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a crystal oscillator, and in particular to a crystal oscillator that reduces power consumption of a frequency control system to maintain a stable oscillation frequency in response to changes in ambient temperature. Regarding.
従来、周囲温度の変化に対応して発振周波数を
所定の変動範囲内に保持する水晶発振器に置いて
は、その一例が第2図に示されるように、水晶発
振器14の周囲温度は温度センサ10により検出
され、温度センサ10より出力される周囲温度に
対応するセンサ出力は、A/D変換器11に入力
されてデイジタル値に変換され、ROM(Read
Only Memory)12に入力される。ROM12
においては、A/D変換器11より入力されるデ
イジタル・センサ出力に対応して、あらかじめ格
納されている周波数制御信号のデータ値が読出さ
れ、D/A変換器13に送出される。D/A変換
値13においては、前記データ値がアナログ周波
数制御信号に変換されて出力され、水晶発振器1
4に入力される。水晶発振器14は、例えば水晶
振動子により形成される共振回路にバラクタ・ダ
イオードが含まれており、前記アナログ周波数制
御信号により制御されて、その発振周波数は、周
囲温度の変動に関せず許容周波数偏差内において
安定に維持される。
Conventionally, in a crystal oscillator that maintains the oscillation frequency within a predetermined fluctuation range in response to changes in ambient temperature, the ambient temperature of the crystal oscillator 14 is detected by a temperature sensor 10 as shown in FIG. The sensor output corresponding to the ambient temperature detected by the temperature sensor 10 is input to the A/D converter 11, converted to a digital value, and then stored in a ROM (Read
(Only Memory) 12. ROM12
, the data value of the frequency control signal stored in advance is read out in response to the digital sensor output input from the A/D converter 11 and sent to the D/A converter 13. In the D/A conversion value 13, the data value is converted into an analog frequency control signal and output, and the crystal oscillator 1
4 is input. The crystal oscillator 14 includes a varactor diode in a resonant circuit formed by, for example, a crystal oscillator, and is controlled by the analog frequency control signal so that its oscillation frequency remains within the permissible frequency regardless of fluctuations in ambient temperature. It is maintained stably within the deviation.
上述した従来の水晶発振器においては、周囲温
度の変化に対する温度補償用の周波数制御系に対
しては、常時所定の電源電圧が供給されており、
温度センサ10のセンサ出力により水晶発振器1
4の発振周波数は常時制御調整されている。しか
しながら、周囲温度の時間的な変動率が低い場
合、または水晶発振器本体の熱容量の関係等にお
いて、周囲温度による発振周波数に対する影響が
比較的緩慢に現れるような場合等においては、必
ずしも常時連続的に温度補償用の発振周波数の制
御を行う必要はなく、許容できる周波数偏差内に
おいて、周囲温度を検出しつつ間欠的に周波数制
御することでも十分である。しかも、温度補償用
周波数制御系を含む水晶発振器においては、低消
費電力化を計ることが一つの要件であり、特に電
源として電池等を用いる場合には、この低消費電
力条件が極めて重要な条件として要請される。
In the conventional crystal oscillator described above, a predetermined power supply voltage is always supplied to the frequency control system for temperature compensation against changes in ambient temperature.
The crystal oscillator 1 is activated by the sensor output of the temperature sensor 10.
The oscillation frequency of No. 4 is constantly controlled and adjusted. However, if the temporal fluctuation rate of the ambient temperature is low, or if the influence of the ambient temperature on the oscillation frequency appears relatively slowly due to the heat capacity of the crystal oscillator body, etc., It is not necessary to control the oscillation frequency for temperature compensation, and it is sufficient to perform frequency control intermittently while detecting the ambient temperature within an allowable frequency deviation. Moreover, low power consumption is a requirement for crystal oscillators that include frequency control systems for temperature compensation, and this low power consumption condition is especially important when using batteries as a power source. requested as.
従つて、従来の水晶発振器は、常時無条件にて
温度補償用周波数制御系に電源が供給されている
ために、低消費電力化の要求に対応し得ないとい
う欠点がある。 Therefore, the conventional crystal oscillator has the disadvantage that it cannot meet the demand for lower power consumption because power is always unconditionally supplied to the frequency control system for temperature compensation.
上記の問題点を解決するために、本発明の水晶
発振器は、周囲温度を検出する温度センサと、前
記温度センサから送られてくるセンサ出力値に対
応するデイジタル周波数制御信号を生成して出力
する周波数制御信号発生手段と、前記デイジタル
周波数制御信号をD/A交換して発振周波数制御
用のアナログ周波数制御信号を出力する周波数制
御手段と、を備える水晶発振器において、所定の
タイミングにおいて、前記周波数制御信号発生手
段、または前記周波数制御信号発生手段および前
記温度センサに供給される電源をオンオフ制御す
る電源制御信号を出力するとともに、前記タイミ
ングに対応して、前記電源がオフされる時間帯に
おいて、電源オンの時点における前記デイジタル
周波数制御信号のデータ値をそのままの一定値に
保持するための所定の制御信号を出力する制御信
号発生手段と、前記周波数制御信号発生手段より
入力されるデイジタル周波数制御信号のデータ値
を、前記電源オフの時間帯において、前記制御信
号に応答して前記一定値に保持しつつ、この一定
のデータ値に対応するデイジタル周波数制御信号
を出力するデータ保持手段と、を備えている。
In order to solve the above problems, the crystal oscillator of the present invention includes a temperature sensor that detects the ambient temperature, and generates and outputs a digital frequency control signal corresponding to the sensor output value sent from the temperature sensor. A crystal oscillator comprising a frequency control signal generating means and a frequency control means for D/A converting the digital frequency control signal and outputting an analog frequency control signal for controlling the oscillation frequency. It outputs a power control signal that controls on/off the power supply supplied to the signal generation means or the frequency control signal generation means and the temperature sensor, and also outputs a power supply control signal that controls on/off the power supply supplied to the signal generation means or the frequency control signal generation means and the temperature sensor. control signal generating means for outputting a predetermined control signal for maintaining the data value of the digital frequency control signal at a constant value at the time of turning on; data holding means for holding the data value at the constant value in response to the control signal during the power-off time period and outputting a digital frequency control signal corresponding to the constant data value; There is.
次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の要部を示すブロツ
ク図である。第1図に示されるように、本実施例
は、温度センサ1と、A/D変換器2および
ROM3を含む周波数制御信号発生手段と、デー
タ保持回路4と、D/A変換器5と、水晶発振器
6と、制御信号発生手段7と、リレー回路8,9
とを備えている。 FIG. 1 is a block diagram showing the main parts of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this embodiment includes a temperature sensor 1, an A/D converter 2 and
Frequency control signal generation means including ROM 3, data holding circuit 4, D/A converter 5, crystal oscillator 6, control signal generation means 7, and relay circuits 8, 9
It is equipped with
第1図において、制御信号発生手段7から送ら
れてくる電源制御信号102により、リレー回路
8および9は、共に閉路状態または開路状態のい
ずれかの状態となり、端子51を介して入力され
る直流電源は、前記閉路状態においてはA/D変
換器2およびROM3に供給され、前記開路状態
にあるときには、前記直流電源はA/D変換器2
およびROM3には供給されない。なお、A/D
変換器2およびROM3以外の他の構成回路等に
対しては、対応する直流電源等が供給されている
が、本発明の動作説明上の必須要項ではないので
省略し、第1図においても図示されていない。 In FIG. 1, relay circuits 8 and 9 are both in either a closed state or an open state due to a power supply control signal 102 sent from control signal generating means 7, and a direct current input through terminal 51 Power is supplied to the A/D converter 2 and ROM 3 in the closed circuit state, and the DC power is supplied to the A/D converter 2 in the open circuit state.
and is not supplied to ROM3. In addition, A/D
Other constituent circuits other than the converter 2 and ROM 3 are supplied with corresponding DC power supplies, but these are omitted as they are not essential for explaining the operation of the present invention, and are not shown in FIG. It has not been.
今、電源制御信号102に応答してリレー回路
8および9が閉路されるタイミングにおいては、
前記直流電源が前述のようにA/D変換器2およ
びROM3に供給され、水晶発振器6に対する温
度補償用の周波数制御系は動作状態となる。水晶
発振器6の周囲温度は温度センサ1により検出さ
れ、周囲温度に対応するセンサ出力はA/D変換
器2に入力されてデイジタル値に変換され、
ROM3に入力される。ROM3においては、
A/D変換器2より入力されるデイジタル・セン
サ出力に対応して、あらかじめ水晶発振器6の周
波数温度特性との関連において格納されている周
波数制御信号のデータ値が読出され、データ保持
回路4を経由してD/A変換器5に入力される。
D/A変換器5においては、前記周波数制御信号
のデータ値がアナログ値に変換され、所定のアナ
ログ周波数制御信号として出力されて、水晶発振
器6に入力される。このアナログ周波数制御信号
により制御されて、水晶発振器6の発振周波数
は、周囲温度による影響を補償する形で許容周波
数偏差内に安定に維持される。なお、上記タイミ
ングに対応して、制御信号発生手段7からデータ
保持回路4に入力される制御信号101は、デー
タ保持回路4のデータ保持機能を解除する役割を
果しており、前述のように、ROM3から読出さ
れる周波数制御信号のデータ値は、そのままD/
A変換器5に送られる。 Now, at the timing when relay circuits 8 and 9 are closed in response to power supply control signal 102,
The DC power supply is supplied to the A/D converter 2 and the ROM 3 as described above, and the temperature compensation frequency control system for the crystal oscillator 6 is put into operation. The ambient temperature of the crystal oscillator 6 is detected by the temperature sensor 1, and the sensor output corresponding to the ambient temperature is input to the A/D converter 2 and converted into a digital value.
Input to ROM3. In ROM3,
Corresponding to the digital sensor output input from the A/D converter 2, the data value of the frequency control signal stored in advance in relation to the frequency-temperature characteristics of the crystal oscillator 6 is read out, and the data value is read out from the data holding circuit 4. The signal is input to the D/A converter 5 via the signal.
In the D/A converter 5, the data value of the frequency control signal is converted into an analog value, outputted as a predetermined analog frequency control signal, and inputted to the crystal oscillator 6. Controlled by this analog frequency control signal, the oscillation frequency of the crystal oscillator 6 is stably maintained within the permissible frequency deviation in a manner that compensates for the influence of ambient temperature. Note that the control signal 101 input from the control signal generating means 7 to the data holding circuit 4 in accordance with the above timing plays a role of canceling the data holding function of the data holding circuit 4, and as described above, the control signal 101 is inputted from the control signal generating means 7 to the data holding circuit 4. The data value of the frequency control signal read from the D/
The signal is sent to the A converter 5.
次に、電源制御信号102に応答してリレー回
路8および9が開路されるタイミングにおいて
は、A/D変換器2およびROM3に対しては前
記直流電源が供給されず、水晶発振器6に対する
温度補償用の周波数制御系は非動作状態となる。
このタイミングにおいては、制御信号発生手段7
からデータ保持回路4に入力される制御信号10
1は、A/D変換器2およびROM3に対する直
流電源がオフされる直前において、ROM3から
データ保持回路4に入力された周波数制御信号の
データ値が、そのままの値で保持されるように作
用する。従つて、データ保持回路4からは、前記
保持されたデータ値が出力されてD/A変換器5
に入力され、アナログ周波数制御信号に変換され
て水晶発振器6に入力される。このアナログ周波
数制御信号は、明らかに前記直流電源がオフされ
る直前における周囲温度に対応するアナログ周波
数制御信号そのものであり、この固定されたアナ
ログ周波数制御信号に応答して、水晶発振器6の
発振周波数は、前記直流電源がオフされる直前の
発振周波数にてフリーランされる。 Next, at the timing when relay circuits 8 and 9 are opened in response to power supply control signal 102, the DC power is not supplied to A/D converter 2 and ROM 3, and temperature compensation is applied to crystal oscillator 6. The frequency control system for the system becomes inactive.
At this timing, the control signal generating means 7
A control signal 10 inputted to the data holding circuit 4 from
1 acts so that the data value of the frequency control signal input from the ROM 3 to the data holding circuit 4 is held at the same value immediately before the DC power supply to the A/D converter 2 and ROM 3 is turned off. . Therefore, the data holding circuit 4 outputs the held data value to the D/A converter 5.
The signal is input to the crystal oscillator 6, converted into an analog frequency control signal, and input to the crystal oscillator 6. This analog frequency control signal is clearly the analog frequency control signal itself corresponding to the ambient temperature immediately before the DC power supply is turned off, and in response to this fixed analog frequency control signal, the oscillation frequency of the crystal oscillator 6 is is free-run at the oscillation frequency immediately before the DC power source is turned off.
第3図aおよびbは、制御信号発生手段7から
データ保持回路4に入力される制御信号101
と、水晶発振器6の発振周波数106との関係を
示す図で、第3図aに示される制御信号101に
おける、t=t1〜t2およびt=t′1〜t′2のタイミン
グは、前述の電源制御信号102の電源オンのタ
イミングに対応しており、また、それ以外のタイ
ミングは、電源制御信号102の電源オフのタイ
ミングに対応している。従つて、タイミングt=
t1〜t2およびt=t′1〜t′2においては、水晶発振器
6の温度補償用の周波数制御系は動作状態にあ
り、それ以外のタイミングにおいては、前記周波
数制御系は非動作状態にある。第3図bにおい
て、103は水晶発振器6に求められる基準周波
数0,104および105は、それぞれ前記基準
周波数0に対する許容周波数偏差の上限0+Δ
および下限0−Δを示している。t=t1において
前記周波数制御系が動作状態とるため、それまで
フリーランニングしていた周波数は、106によ
り示されるように基準周波数103(0)となる
ように制御される。次いでt=t2においては、前
記周波数制御系が非動作状態となるため、水晶発
振器6はフリーランニングの状態となり、その発
振周波数は例えば106に示されるように変動す
る。そしてt=t′1においては角度前記周波数制
御系が動作状態となり、発振周波数は基準周波数
103(0)となるように制御され、t=t′2にお
いて、またフリーランニングの状態となる。この
場合において、ΔTは、水晶発振器6に対する周
波数制御系の時定数に関連して選択され、、また
Tは、周囲温度の時間的な変化、水晶発振器6の
熱容量等に対応して、許容周波数偏差±Δを参
照して選定される。従つて、制御信号発生手段7
において、上記の諸条件を参照して制御信号10
1を生成して出力することにより、水晶発振器6
の発振周波数は許容周波数偏差内に保持される。
しかも、この場合、Tの時間帯においては、前述
のように電源制御信号102によりA/D変換器
2およびROM3に対する直流電源がオフの状態に
あるため、電源消費電力の低減化が実現される。 3a and 3b show a control signal 101 input from the control signal generating means 7 to the data holding circuit 4.
and the oscillation frequency 106 of the crystal oscillator 6. The timings of t=t 1 to t 2 and t=t' 1 to t' 2 in the control signal 101 shown in FIG. This corresponds to the power-on timing of the power control signal 102 described above, and other timings correspond to the power-off timing of the power control signal 102. Therefore, timing t=
During t1 to t2 and t= t'1 to t'2 , the frequency control system for temperature compensation of the crystal oscillator 6 is in an operating state, and at other timings, the frequency control system is in an inactive state. It is in. In FIG. 3b, 103 is the reference frequency 0 required for the crystal oscillator 6, 104 and 105 are the upper limit of allowable frequency deviation from the reference frequency 0 , respectively 0 + Δ
and the lower limit 0 −Δ. Since the frequency control system enters the operating state at t=t 1 , the free running frequency up to that point is controlled to become the reference frequency 103 ( 0 ) as shown by 106 . Next, at t= t2 , the frequency control system is inactive, so the crystal oscillator 6 is in a free running state, and its oscillation frequency fluctuates as shown at 106, for example. At t=t' 1 , the frequency control system becomes operational, and the oscillation frequency is controlled to be the reference frequency 103( 0 ), and at t=t' 2 , the system returns to a free running state. In this case, ΔT is selected in relation to the time constant of the frequency control system for the crystal oscillator 6, and T is selected in accordance with the temporal change in ambient temperature, the heat capacity of the crystal oscillator 6, etc. Selection is made with reference to deviation ±Δ. Therefore, the control signal generating means 7
, the control signal 10 is determined with reference to the above conditions.
By generating and outputting 1, the crystal oscillator 6
The oscillation frequency of is kept within the permissible frequency deviation.
Moreover, in this case, during the time period T, the DC power supply to the A/D converter 2 and ROM 3 is turned off by the power supply control signal 102 as described above, so that the power consumption of the power supply is reduced. Ru.
なお、上記の説明においては、低消費電力化の
対象としてA/D変換器2およびROM3に対す
る直流電源の供給をオフとしているが、更に温度
センサ1に対する直流電源の供給をオフすること
も、低消費電力化の対象として加味することが可
能である。また、前記一実施例においては、温度
センサーのセンサ出力より水晶発振器に対するデ
イシタル周波数制御信号を生成する周波数制御信
号発生手段として、A/D変換器およびROMを
含む手段が用いられているが、これらのA/D変
換器およびROMの代りに、例えば携帯電話機等
においては、前記電話機内に備えられるA/D変
換機付マイクロプロセツサを用いてもよく、しか
も、このマイクロプロセツサが、時分割的に水晶
発振器の温度補償用として運用されることにつて
も、十分に本発明の効果が発揮される。 Note that in the above explanation, the supply of DC power to the A/D converter 2 and ROM 3 is turned off as a target for reducing power consumption, but it is also possible to turn off the supply of DC power to the temperature sensor 1 as well. It is possible to consider this as a target for reducing power consumption. Further, in the above embodiment, means including an A/D converter and a ROM are used as frequency control signal generating means for generating a digital frequency control signal for the crystal oscillator from the sensor output of the temperature sensor. In place of the A/D converter and ROM, for example, in a mobile phone, a microprocessor with an A/D converter provided in the phone may be used, and this microprocessor can The effects of the present invention are fully exhibited even when used for temperature compensation of a crystal oscillator.
以上説明したように、本発明は、温度補償用の
周波数制御系を備える水晶発振器において、前記
周波数制御系の運用を直流電源のオン・オフを対
応して間欠的に行うことにより、低消費電力化を
計ることができるという効果がある。
As explained above, the present invention provides a crystal oscillator equipped with a frequency control system for temperature compensation, in which the frequency control system is operated intermittently by turning on and off the DC power supply, thereby reducing power consumption. This has the effect of being able to measure the
第1図は本発明の一実施例の要部を示すブロツ
ク図、第2図は従来の水晶発振器の要部を示すブ
ロツク図、第3図aおよびbは、制御信号を発振
周波数の変化を示す図である。
図において、1,10……温度センサ、2,1
1……A/D変換器、3,12……ROM、4…
…データ保持回路、5,13……D/A変換器、
6,14……水晶発振器、7……制御信号発生手
段、8,9……リレー回路。
Fig. 1 is a block diagram showing the main parts of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the main parts of a conventional crystal oscillator, and Figs. FIG. In the figure, 1, 10...temperature sensor, 2, 1
1...A/D converter, 3, 12...ROM, 4...
...data holding circuit, 5,13...D/A converter,
6, 14...Crystal oscillator, 7...Control signal generating means, 8, 9...Relay circuit.
Claims (1)
センサから送られてくるセンサ出力値に対応する
デイジタル周波数制御信号を生成して出力する周
波数制御信号発生手段と、前記デイジタル周波数
制御信号をD/A変換して発振周波数制御用のア
ナログ周波数制御信号を出力する周波数制御手段
とを備える水晶発振器において、 所定のタイミングにおいて、前記周波数制御信
号発生手段、または前記周波数制御信号発生手段
および前記温度センサに供給される電源をオンオ
フ制御する電源制御信号を出力するとともに、前
記所定のタイミングに対応して、前記電源がオフ
される時間帯において、電源オンの時点における
前記デイジタル周波数制御信号のデータ値をその
ままの一定値に保持するための所定の制御信号を
出力する制御信号発生手段と、 前記周波数制御信号発生手段より入力されるデ
イジタル周波数制御信号のデータ値を、前記電源
オフの時間帯において、前記制御信号に応答して
前記一定値に保持しつつ、この一定のデータ値に
対応するデイジタル周波数制御信号を出力するデ
ータ保持手段と、 を備えることを特徴とする水晶発振器。[Claims] 1. A temperature sensor that detects ambient temperature, a frequency control signal generating means that generates and outputs a digital frequency control signal corresponding to a sensor output value sent from the temperature sensor, and A crystal oscillator comprising a frequency control means for D/A converting a control signal and outputting an analog frequency control signal for controlling an oscillation frequency, the frequency control signal generating means or the frequency control signal generating means at a predetermined timing. and outputs a power control signal for controlling on/off the power supplied to the temperature sensor, and outputs the digital frequency control signal at the time the power is turned on in a time period in which the power is turned off, corresponding to the predetermined timing. control signal generating means for outputting a predetermined control signal for maintaining the data value of the digital frequency control signal at a constant value; A crystal oscillator comprising: data holding means for outputting a digital frequency control signal corresponding to the constant data value while holding the frequency at the constant value in response to the control signal.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JPS58223778A (en) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electronic timepiece with temperature compensating function |
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Publication number | Publication date |
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JPS6238605A (en) | 1987-02-19 |
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