JPH05251932A - 温度補償形水晶発振器 - Google Patents
温度補償形水晶発振器Info
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- JPH05251932A JPH05251932A JP4500192A JP4500192A JPH05251932A JP H05251932 A JPH05251932 A JP H05251932A JP 4500192 A JP4500192 A JP 4500192A JP 4500192 A JP4500192 A JP 4500192A JP H05251932 A JPH05251932 A JP H05251932A
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- Japan
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- temperature compensation
- crystal
- element section
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い温度範囲にわたって周波数安定度を高く
することができるようにしたものである。 【構成】 温度変化に応じて変化する制御電圧によって
可変される電圧可変容量素子３１ａとサーミスタ３２
ａ，３２ｃ、コンデンサ３２ｂ，３２ｄによって水晶振
動子３３の周波数変動が制御される。
することができるようにしたものである。 【構成】 温度変化に応じて変化する制御電圧によって
可変される電圧可変容量素子３１ａとサーミスタ３２
ａ，３２ｃ、コンデンサ３２ｂ，３２ｄによって水晶振
動子３３の周波数変動が制御される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は温度補償形水晶発振器
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、移動通信が脚光を浴びている。そ
の中で、自動車電話で代表される移動通信システムでは
広い温度範囲に亘って周波数安定度が高いことが要求さ
れている。現在、この種、移動通信システムにおいて
は、アナログタイプの温度補償形水晶発振器（以下ＡＴ
ＣＸＯと称す）とデジタルタイプの温度補償形水晶発振
器（以下ＤＴＣＸＯと称す）が使用されている。これら
両発振器は次のような性能になっている。
の中で、自動車電話で代表される移動通信システムでは
広い温度範囲に亘って周波数安定度が高いことが要求さ
れている。現在、この種、移動通信システムにおいて
は、アナログタイプの温度補償形水晶発振器（以下ＡＴ
ＣＸＯと称す）とデジタルタイプの温度補償形水晶発振
器（以下ＤＴＣＸＯと称す）が使用されている。これら
両発振器は次のような性能になっている。
【０００３】（ａ）移動局用のＡＴＣＸＯの周波数ｆ安
定度は、温度が−３０℃から＋８０℃の範囲内で±２ｐ
ｐｍから±３ｐｐｍの性能であり、（ｂ）移動局用のＤ
ＴＣＸＯの周波数ｆ安定度は、温度が−３０℃から＋８
０℃の範囲内で±１ｐｐｍから±１.５ｐｐｍの性能で
あり、（ｃ）固定局用のＤＴＣＸＯの周波数安定度は、
温度が−１０℃から＋６０℃の範囲内で±０.１ｐｐｍ
から±０.５ｐｐｍの性能である。
定度は、温度が−３０℃から＋８０℃の範囲内で±２ｐ
ｐｍから±３ｐｐｍの性能であり、（ｂ）移動局用のＤ
ＴＣＸＯの周波数ｆ安定度は、温度が−３０℃から＋８
０℃の範囲内で±１ｐｐｍから±１.５ｐｐｍの性能で
あり、（ｃ）固定局用のＤＴＣＸＯの周波数安定度は、
温度が−１０℃から＋６０℃の範囲内で±０.１ｐｐｍ
から±０.５ｐｐｍの性能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】移動局用ＡＴＣＸＯの
水晶振動子単体の温度−周波数特性を示すと図３のよう
になる。この図３から明らかなように水晶振動子単体で
あると温度に対する周波数変動が約２５ｐｐｍとなり、
かなり大きい。
水晶振動子単体の温度−周波数特性を示すと図３のよう
になる。この図３から明らかなように水晶振動子単体で
あると温度に対する周波数変動が約２５ｐｐｍとなり、
かなり大きい。
【０００５】そこで、図４に示すようにサーミスタ１
１，１２とコンデンサ１３，１４を図示のように並列接
続した温度補償部１５を水晶振動子１６と直列接続する
と、ＡＴＣＸＯの周波数安定度は図５に示すように、±
２ｐｐｍ以内になる。しかし、ＡＴＣＸＯではこれ以上
に安定度を高めることはサーミスタやコンデンサのバラ
ツキのために調整が難しい問題がある。
１，１２とコンデンサ１３，１４を図示のように並列接
続した温度補償部１５を水晶振動子１６と直列接続する
と、ＡＴＣＸＯの周波数安定度は図５に示すように、±
２ｐｐｍ以内になる。しかし、ＡＴＣＸＯではこれ以上
に安定度を高めることはサーミスタやコンデンサのバラ
ツキのために調整が難しい問題がある。
【０００６】このため、最近、図６に示すように、温度
センサ２１で水晶振動子の周囲の温度を検知し、この検
知した温度情報をアナログーデジタル変換器２２，ＲＯ
Ｍ２３およびデジタルーアナログ変換器２４からなるデ
ジタル回路網に供給し、このデジタル回路網から出力さ
れる制御電圧で電圧制御形水晶発振器ＶＣＸＯの温度補
償を行うＤＴＣＸＯ手段を採用するようになってきてい
る。ここで、デジタル回路網の動作について述べる。ア
ナログーデジタル変換器２２は温度情報をデジタル信号
に変換した後、温度補償データに対する温度アドレスと
してＲＯＭ２３に供給される。ＲＯＭ２３は予め温度補
償データの情報を記憶しており、温度アドレスに応じた
データを逐次読み出し、読み出された信号はデジタルー
アナログ変換器２４でアナログ電圧に変換される。この
アナログ電圧が制御電圧としてＶＣＸＯに供給され、温
度変化に応じて水晶振動子の周波数が制御される。
センサ２１で水晶振動子の周囲の温度を検知し、この検
知した温度情報をアナログーデジタル変換器２２，ＲＯ
Ｍ２３およびデジタルーアナログ変換器２４からなるデ
ジタル回路網に供給し、このデジタル回路網から出力さ
れる制御電圧で電圧制御形水晶発振器ＶＣＸＯの温度補
償を行うＤＴＣＸＯ手段を採用するようになってきてい
る。ここで、デジタル回路網の動作について述べる。ア
ナログーデジタル変換器２２は温度情報をデジタル信号
に変換した後、温度補償データに対する温度アドレスと
してＲＯＭ２３に供給される。ＲＯＭ２３は予め温度補
償データの情報を記憶しており、温度アドレスに応じた
データを逐次読み出し、読み出された信号はデジタルー
アナログ変換器２４でアナログ電圧に変換される。この
アナログ電圧が制御電圧としてＶＣＸＯに供給され、温
度変化に応じて水晶振動子の周波数が制御される。
【０００７】図７ＡはＶＣＸＯの水晶振動子単体の温度
−周波数特性図で、温度補償を行わないときにはＶＣＸ
Ｏは±１０ｐｐｍの周波数変動があることを示してい
る。また、図７ＢはＶＣＸＯの単位温度当たりの周波数
変化量を示し、図７Ｃは温度補償（図６に示すブロック
図のように）を行ったときの温度−周波数特性図であ
る。図７Ｃにおいて符号Ｃ1で示す部分はサンプリング
に起因する周波数偏差が生ずることを示すものである。
−周波数特性図で、温度補償を行わないときにはＶＣＸ
Ｏは±１０ｐｐｍの周波数変動があることを示してい
る。また、図７ＢはＶＣＸＯの単位温度当たりの周波数
変化量を示し、図７Ｃは温度補償（図６に示すブロック
図のように）を行ったときの温度−周波数特性図であ
る。図７Ｃにおいて符号Ｃ1で示す部分はサンプリング
に起因する周波数偏差が生ずることを示すものである。
【０００８】図６に示すＤＴＣＸＯでは広い温度範囲に
て周波数安定度を高く保つにはアナログーデジタル変換
器２２とデジタルーアナログ変換器２４のビット数を増
加させれば、温度補償の情報量が増加し、高精度となる
反面、コストが高くなるとともに小形化が困難となる問
題がある。また、ＤＴＣＸＯはデジタルサンプリングに
よる階段状の制御補償を行うため、温度補償の結果、鋸
歯状の周波数偏差が生じてしまう問題もある。
て周波数安定度を高く保つにはアナログーデジタル変換
器２２とデジタルーアナログ変換器２４のビット数を増
加させれば、温度補償の情報量が増加し、高精度となる
反面、コストが高くなるとともに小形化が困難となる問
題がある。また、ＤＴＣＸＯはデジタルサンプリングに
よる階段状の制御補償を行うため、温度補償の結果、鋸
歯状の周波数偏差が生じてしまう問題もある。
【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、広い温度範囲に亘って周波数安定度を高くするこ
とができるようにした温度補償形水晶発振器を提供する
ことを目的とする。
ので、広い温度範囲に亘って周波数安定度を高くするこ
とができるようにした温度補償形水晶発振器を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、水晶振動子の周囲温度を検知する温度
センサと、この温度センサで検知した温度情報をアナロ
グーデジタル変換して温度補償データに対する温度アド
レスとして与えられるＲＯＭと、このＲＯＭに記憶され
ている温度補償データを、前記温度アドレスに応じて逐
次読み出して与えられるデジタルーアナログ変換器と、
この変換器から送出される制御電圧が供給され、この制
御電圧により周囲の温度変化に対して安定な周波数出力
を得る電圧制御水晶発振回路とを備えた水晶発振器にお
いて、前記電圧制御水晶発振回路は水晶振動子と、制御
電圧に応じて容量が変化する可変容量素子部と、この可
変容量素子部と前記水晶振動子の一端とを接続する電路
に介挿される温度補償素子部と、前記水晶振動子の他端
に接続され、出力に発振出力を得る発振回路部とを備え
てなることを特徴とするものである。
達成するために、水晶振動子の周囲温度を検知する温度
センサと、この温度センサで検知した温度情報をアナロ
グーデジタル変換して温度補償データに対する温度アド
レスとして与えられるＲＯＭと、このＲＯＭに記憶され
ている温度補償データを、前記温度アドレスに応じて逐
次読み出して与えられるデジタルーアナログ変換器と、
この変換器から送出される制御電圧が供給され、この制
御電圧により周囲の温度変化に対して安定な周波数出力
を得る電圧制御水晶発振回路とを備えた水晶発振器にお
いて、前記電圧制御水晶発振回路は水晶振動子と、制御
電圧に応じて容量が変化する可変容量素子部と、この可
変容量素子部と前記水晶振動子の一端とを接続する電路
に介挿される温度補償素子部と、前記水晶振動子の他端
に接続され、出力に発振出力を得る発振回路部とを備え
てなることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】この発明の電圧制御水晶発振回路では温度補償
素子部でアナログ温度補償を行って±２ｐｐｍから±３
ｐｐｍを得る。これに制御電圧で可変される可変容量素
子部を備えたデジタル温度補償を加えることで水晶振動
子の周波数の安定度を高める。
素子部でアナログ温度補償を行って±２ｐｐｍから±３
ｐｐｍを得る。これに制御電圧で可変される可変容量素
子部を備えたデジタル温度補償を加えることで水晶振動
子の周波数の安定度を高める。
【００１２】
【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、３１は電圧可変容量素子３１ａ
とコンデンサ３１ｂおよび抵抗３１ｃからなる可変容量
素子部で、この素子部３１の抵抗３１ｃの一端には図６
に示したデジタルーアナログ変換器２４の制御電圧が印
加される。３２は温度補償素子部で、この素子部３２は
サーミスタ３２ａとコンデンサ３２ｂおよびサーミスタ
３２ｃとコンデンサ３２ｄからなる各々の並列回路を直
列接続したもので、一端が可変容量素子部３１に接続さ
れ、他端が水晶振動子３３を介して発振回路部３４を構
成するトランジスタ３４ａのベースに接続される。発振
回路部３４において、３４ｂは抵抗、３４ｃはコンデン
サである。
明する。図１において、３１は電圧可変容量素子３１ａ
とコンデンサ３１ｂおよび抵抗３１ｃからなる可変容量
素子部で、この素子部３１の抵抗３１ｃの一端には図６
に示したデジタルーアナログ変換器２４の制御電圧が印
加される。３２は温度補償素子部で、この素子部３２は
サーミスタ３２ａとコンデンサ３２ｂおよびサーミスタ
３２ｃとコンデンサ３２ｄからなる各々の並列回路を直
列接続したもので、一端が可変容量素子部３１に接続さ
れ、他端が水晶振動子３３を介して発振回路部３４を構
成するトランジスタ３４ａのベースに接続される。発振
回路部３４において、３４ｂは抵抗、３４ｃはコンデン
サである。
【００１３】上記のように構成された電圧制御水晶発振
回路は図６に示すＶＣＸＯに置き換えて接続される。い
ま、水晶振動子３３の周囲の温度に変化があると、温度
センサ２１がこれを検知するとともに温度補償素子部３
２もこれを検知する。温度補償素子部３２はアナログ温
度補償を行って水晶振動子３３の周波数変動が±２ｐｐ
ｍから±３ｐｐｍ（−３０℃〜＋８０℃）に入るように
温度補償する。その後、温度センサ２１が検知した温度
情報に従ってデジタル回路網を介して制御電圧が可変容
量素子部３１に印加される。この電圧により素子部３１
は制御されるため、水晶振動子３３の周波数変動が±
０.１５ｐｐｍ（−３０℃から＋８０℃）になる。
回路は図６に示すＶＣＸＯに置き換えて接続される。い
ま、水晶振動子３３の周囲の温度に変化があると、温度
センサ２１がこれを検知するとともに温度補償素子部３
２もこれを検知する。温度補償素子部３２はアナログ温
度補償を行って水晶振動子３３の周波数変動が±２ｐｐ
ｍから±３ｐｐｍ（−３０℃〜＋８０℃）に入るように
温度補償する。その後、温度センサ２１が検知した温度
情報に従ってデジタル回路網を介して制御電圧が可変容
量素子部３１に印加される。この電圧により素子部３１
は制御されるため、水晶振動子３３の周波数変動が±
０.１５ｐｐｍ（−３０℃から＋８０℃）になる。
【００１４】図２Ａは上記実施例の電圧制御水晶発振回
路において温度補償素子部だけにおける発振回路の温度
−周波数特性図、図２Ｂは同発振回路の単位温度当たり
の周波数変化量を示す特性図、図２Ｃは上記実施例の電
圧制御水晶発振回路を温度補償素子部３２（アナログ温
度補償）と可変容量素子部３１（デジタル温度補償）の
両方で温度制御したときの温度−周波数特性図である。
この図２Ｃの温度−周波数特性図は、この実施例におけ
る発振回路における周波数変動が±０．１５ｐｐｍの範
囲に入っていることを示しているとともに、従来サンプ
リングに起因する周波数偏差が生じないことも示してい
る。
路において温度補償素子部だけにおける発振回路の温度
−周波数特性図、図２Ｂは同発振回路の単位温度当たり
の周波数変化量を示す特性図、図２Ｃは上記実施例の電
圧制御水晶発振回路を温度補償素子部３２（アナログ温
度補償）と可変容量素子部３１（デジタル温度補償）の
両方で温度制御したときの温度−周波数特性図である。
この図２Ｃの温度−周波数特性図は、この実施例におけ
る発振回路における周波数変動が±０．１５ｐｐｍの範
囲に入っていることを示しているとともに、従来サンプ
リングに起因する周波数偏差が生じないことも示してい
る。
【００１５】一般にＤＴＣＸＯにおいてはＲＯＭ等に記
憶されている情報が正確なものであれば、ＤＴＣＸＯの
周波数偏差量δｆｄ（ｐｐｍ）は次式で表される。
憶されている情報が正確なものであれば、ＤＴＣＸＯの
周波数偏差量δｆｄ（ｐｐｍ）は次式で表される。
【００１６】
【数１】
【００１７】上記式に、この実施例と図６の従来例のＤ
ＴＣＸＯにより得られる値を代入した結果を次表に示
す。
ＴＣＸＯにより得られる値を代入した結果を次表に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】上記表からＤＴＣＸＯでは被補償対象とな
るＶＣＸＯの単位温度当たりの周波数変化量に比例して
ＤＴＣＸＯの最大周波数偏差も大きくなる。従って、上
記周波数変化量を小さくすると、鋸歯状の周波数偏差を
小さくすることができるので、予めアナログ温度補償を
行ってあるこの発明の実施例を従来のＶＣＸＯに置換す
れば上記表の概算値のように±０.１５ｐｐｍ（−３０
℃から＋８０℃）の電圧制御水晶発振回路を得ることが
できる。
るＶＣＸＯの単位温度当たりの周波数変化量に比例して
ＤＴＣＸＯの最大周波数偏差も大きくなる。従って、上
記周波数変化量を小さくすると、鋸歯状の周波数偏差を
小さくすることができるので、予めアナログ温度補償を
行ってあるこの発明の実施例を従来のＶＣＸＯに置換す
れば上記表の概算値のように±０.１５ｐｐｍ（−３０
℃から＋８０℃）の電圧制御水晶発振回路を得ることが
できる。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
広い温度範囲に亘って、周波数の高安定化を図ることが
できる利点がある。
広い温度範囲に亘って、周波数の高安定化を図ることが
できる利点がある。
【図１】この発明の一実施例の要部を示す結線図。
【図２】Ａはこの発明の実施例に使用されるアナログ温
度補償のみの温度−周波数特性図、Ｂは単位温度当たり
の周波数変化量特性図、Ｃはアナログ，デジタル温度補
償を行ったこの発明の実施例の温度−周波数特性図。
度補償のみの温度−周波数特性図、Ｂは単位温度当たり
の周波数変化量特性図、Ｃはアナログ，デジタル温度補
償を行ったこの発明の実施例の温度−周波数特性図。
【図３】ＡＴＣＸＯ用水晶振動子の温度−周波数特性
図。
図。
【図４】アナログ温度補償回路網を示す結線図。
【図５】ＡＴＣＸＯの温度補償後の特性図。
【図６】ＤＴＣＸＯの従来例を示すブロック図。
【図７】ＡはＶＣＸＯの温度−周波数特性図、ＢはＶＣ
ＸＯの単位温度当たりの周波数変化量特性図、Ｃは従来
のＤＴＣＸＯの温度−周波数特性図。
ＸＯの単位温度当たりの周波数変化量特性図、Ｃは従来
のＤＴＣＸＯの温度−周波数特性図。
２１…温度センサ、２２…アナログーデジタル変換器、
２３…ＲＯＭ、２４…デジタル−アナログ変換器、３１
…可変容量素子部、３２…温度補償素子部、３３…水晶
振動子、３４…発振回路部。
２３…ＲＯＭ、２４…デジタル−アナログ変換器、３１
…可変容量素子部、３２…温度補償素子部、３３…水晶
振動子、３４…発振回路部。
Claims (1)
- 【請求項１】 水晶振動子の周囲温度を検知する温度セ
ンサと、この温度センサで検知した温度情報をアナログ
ーデジタル変換して温度補償データに対する温度アドレ
スとして与えられるＲＯＭと、このＲＯＭに記憶されて
いる温度補償データを、前記温度アドレスに応じて逐次
読み出して与えられるデジタルーアナログ変換器と、こ
の変換器から送出される制御電圧が供給され、この制御
電圧により周囲の温度変化に対して安定な周波数出力を
得る電圧制御水晶発振回路とを備えた水晶発振器におい
て、 前記電圧制御水晶発振回路は水晶振動子と、制御電圧に
応じて容量が変化する可変容量素子部と、この可変容量
素子部と前記水晶振動子の一端とを接続する電路に介挿
される温度補償素子部と、前記水晶振動子の他端に接続
され、出力に発振出力を得る発振回路部とを備えてなる
ことを特徴とする温度補償形水晶発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4500192A JPH05251932A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 温度補償形水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4500192A JPH05251932A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 温度補償形水晶発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251932A true JPH05251932A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12707175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4500192A Pending JPH05251932A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 温度補償形水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005277917A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶発振器 |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4500192A patent/JPH05251932A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005277917A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶発振器 |
| JP4499457B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2010-07-07 | 日本電波工業株式会社 | 水晶発振器 |
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