JPH0542164B2 - - Google Patents

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JPH0542164B2
JPH0542164B2 JP62214354A JP21435487A JPH0542164B2 JP H0542164 B2 JPH0542164 B2 JP H0542164B2 JP 62214354 A JP62214354 A JP 62214354A JP 21435487 A JP21435487 A JP 21435487A JP H0542164 B2 JPH0542164 B2 JP H0542164B2
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JP
Japan
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temperature
digital
piezoelectric oscillator
analog
memory circuit
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JP62214354A
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Japanese (ja)
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JPS6458101A (en
Inventor
Tetsuo Kudo
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は通信機器その他に使用される高安定度
圧電発振器に関し、特に温度変化に対する出力電
圧、出力周波数への影響を除去した温度補償付き
圧電発振器に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a high-stability piezoelectric oscillator used in communication equipment and other devices, and in particular to a temperature-compensated piezoelectric oscillator that eliminates the effects of temperature changes on the output voltage and output frequency. Regarding oscillators.

(従来の技術) 一般に無線装置などのように、高周波で高い安
定度を必要とする搬送波発生源や、タイミング信
号発生源として、周波数安定度の高い水晶発振器
や弾性表面波発振器が使用される。そしてこれら
の発振器の安定度を一層高めるため通常温度補償
のための回路が付加されている。
(Prior Art) Crystal oscillators and surface acoustic wave oscillators with high frequency stability are generally used as carrier wave generation sources and timing signal generation sources that require high frequency and high stability, such as in wireless devices. In order to further increase the stability of these oscillators, a temperature compensation circuit is usually added.

第5図は、従来の圧電発振器の周波数、出力電
圧温度特性の補正方法例を示すブロツク図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a method for correcting the frequency and output voltage temperature characteristics of a conventional piezoelectric oscillator.

第5図に示すように、従来の圧電発振器は、定
電圧ダイオードなどを用いた基準電圧発生部17
の安定化出力を、サーミスタ等を含む補償回路網
18を通過させ、周波数温度特性補正電圧は周波
数制御端子15を介し、出力電圧温度特性補正電
圧は出力電圧制御端子16を介し、それぞれ電圧
制御圧電発振器5に印加して周波数温度特性およ
び出力電圧温度特性の向上を図つている。
As shown in FIG. 5, the conventional piezoelectric oscillator has a reference voltage generating section 17 using a constant voltage diode or the like.
The stabilized output of is passed through a compensation circuit network 18 including a thermistor, etc., and the frequency-temperature characteristic correction voltage is passed through the frequency control terminal 15, and the output voltage-temperature characteristic correction voltage is passed through the output voltage control terminal 16. The voltage is applied to the oscillator 5 to improve frequency temperature characteristics and output voltage temperature characteristics.

(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来の圧電発振器の温度補正方法は、
発振器に加える制御電圧を、定電圧を温度可変抵
抗器と固定抵抗器の組み合わせからなる補償回路
網を介して加えることにより補正している。とこ
ろが、発振器の電圧制御可変容量素子や温度補償
回路網の温度可変抵抗器などの素子はそれぞれに
製造誤差があるため、補正すべき量が個別の発振
器ごとに異つている。これらの補正すべき量を、
温度可変抵抗器と固定抵抗器の組み合わせによつ
て調整するためには計算機などを使用して近似計
算を行う必要があり、その調整工程に多大の時間
と労力を必要とするという欠点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) The conventional piezoelectric oscillator temperature correction method described above is as follows:
The control voltage applied to the oscillator is corrected by applying a constant voltage through a compensation network consisting of a combination of temperature variable resistors and fixed resistors. However, since elements such as the voltage controlled variable capacitance element of the oscillator and the temperature variable resistor of the temperature compensation network each have manufacturing errors, the amount to be corrected differs for each individual oscillator. The amount to be corrected is
In order to make adjustments using a combination of a temperature variable resistor and a fixed resistor, it is necessary to perform approximate calculations using a computer or the like, which has the disadvantage that the adjustment process requires a great deal of time and effort.

本発明の目的は、このような欠点を解消し、温
度補償電圧の発生が容易で、かつ調整が簡単な温
度保償付き圧電発振器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a piezoelectric oscillator with temperature compensation, which eliminates such drawbacks, allows easy generation of a temperature compensation voltage, and is easy to adjust.

(問題点を解決するための手段) 前記の目的を達成するため、本発明の温度補償
付き圧電発振器は、電圧圧信号として温度を検出
する温度検出器1と、温度検出器のアナログ出力
をデジタルコードに変えて出力するアナログ−デ
ジタル変換器2と、アナログ−デジタル変換器2
の出力により指定されたアドレスに対応して当該
圧電発振器の発振周波数の温度補償をするデジタ
ルコードを記憶する第1のメモリ回路3と、アナ
ログ−デジタル変換器2の出力により指定された
アドレスに対応して当該圧電発振器の出力電圧の
温度補償をするデジタルコードを記憶する第2の
メモリ回路13と、第1のメモリ回路3の出力を
アナログ信号に変える第1のデジタル−アナログ
変換器4と、第2のメモリ回路13の出力をアナ
ログ信号に変える第2のデジタル−アナログ変換
器14と、第1のデジタル−アナログ変換器4の
出力および第2のデジタル−アナログ変換器14
の出力により制御される電圧制御圧電発振器5を
有する構成とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the temperature compensated piezoelectric oscillator of the present invention includes a temperature detector 1 that detects temperature as a voltage signal, and a temperature sensor that converts the analog output of the temperature detector into a digital signal. An analog-to-digital converter 2 that converts into a code and outputs it, and an analog-to-digital converter 2
A first memory circuit 3 that stores a digital code for temperature-compensating the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator corresponding to the address specified by the output of the analog-to-digital converter 2; a second memory circuit 13 for storing a digital code for temperature-compensating the output voltage of the piezoelectric oscillator; a first digital-to-analog converter 4 for converting the output of the first memory circuit 3 into an analog signal; a second digital-to-analog converter 14 that converts the output of the second memory circuit 13 into an analog signal;
The configuration includes a voltage-controlled piezoelectric oscillator 5 controlled by the output of.

さらに電圧制御圧電発振器5の発振素子は、水
晶振動子あるいは弾性表面波素子とし、第1のメ
モリ回路3および第2のメモリ回路13のメモリ
は、電気的書き込み、紫外線消去、あるいは電気
的書き込み、電気的消去可能な素子からなるもの
とする。
Further, the oscillation element of the voltage-controlled piezoelectric oscillator 5 is a crystal oscillator or a surface acoustic wave element, and the memories of the first memory circuit 3 and the second memory circuit 13 are electrically written, ultraviolet erased, or electrically written. It shall consist of electrically erasable elements.

さらに、温度検出器1と、アナログ−デジタル
変換器2と、第1のメモリ回路3と、第2のメモ
リ回路13と、第1のデジタル−アナログ変換器
4と、第2のデジタル−アナログ変換器14と、
電圧制御圧電発振器5の能動素子部6が、同一の
集積回路に組み込まれ、かつ圧電発振器全体が、
金属、セラミツク、ガラスのうちのいづれかの素
材で気密封止された構造とする。
Further, a temperature detector 1, an analog-to-digital converter 2, a first memory circuit 3, a second memory circuit 13, a first digital-to-analog converter 4, and a second digital-to-analog converter. Vessel 14 and
The active element section 6 of the voltage-controlled piezoelectric oscillator 5 is incorporated into the same integrated circuit, and the entire piezoelectric oscillator is
The structure shall be hermetically sealed with one of metal, ceramic, or glass.

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

第1図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

第3図は、第1図の実施例を集積回路化した場
合のブロツク図を示す。
FIG. 3 shows a block diagram of the embodiment of FIG. 1 integrated into an integrated circuit.

第1図のように、周囲温度を検出する温度検出
器1の出力はアナログ−デジタル変換器2に入力
され、アナログ−デジタル変換機の出力のデジタ
ルコードは第1のメモリ回路3と第2のメモリ回
路13に供給される。
As shown in FIG. 1, the output of a temperature detector 1 that detects the ambient temperature is input to an analog-to-digital converter 2, and the digital code of the output of the analog-to-digital converter is transferred to a first memory circuit 3 and a second memory circuit. The signal is supplied to the memory circuit 13.

第1のメモリ回路3の出力は、第1のデジタル
−アナログ変換器4でアナログ信号に変換され、
電圧制御圧電発振器5に周波数温度特性補正電圧
として加えられる。
The output of the first memory circuit 3 is converted into an analog signal by a first digital-to-analog converter 4,
It is applied to the voltage-controlled piezoelectric oscillator 5 as a frequency-temperature characteristic correction voltage.

一方第2のメモリ回路13の出力は、第2のデ
ジタル−アナログ変換器14でアナログ信号に変
換され、電圧制御発振器5に出力電圧温度特性補
正電圧として加えられる。
On the other hand, the output of the second memory circuit 13 is converted into an analog signal by the second digital-to-analog converter 14 and applied to the voltage controlled oscillator 5 as an output voltage temperature characteristic correction voltage.

第1のメモリ回路3には、電圧制御圧電発振器
5の周波数温度特性を補正するため、周囲温度に
応じたアナログ−デジタル変換器2の出力のデジ
タルコードをアドレスとして、これに対応する周
波数温度補償用デジタルコードをあらかじめ記憶
させておく。そこで周囲温度が変化するとアドレ
ス信号が変化し、第1のメモリ回路3から周波数
温度補償用デジタルコードが読み出される。
In order to correct the frequency-temperature characteristics of the voltage-controlled piezoelectric oscillator 5, the first memory circuit 3 stores a digital code of the output of the analog-to-digital converter 2 according to the ambient temperature as an address, and a corresponding frequency-temperature compensation circuit. Store the digital code for the camera in advance. Therefore, when the ambient temperature changes, the address signal changes, and the frequency temperature compensation digital code is read out from the first memory circuit 3.

この読み出された周波数温度補償用デジタルコ
ードは、デジタル−アナログ変換器4でアナログ
信号に変換され、電圧制御圧電発振器5の周波数
制御端子15に印加され、周波数温度補償が行わ
れる。
This read digital code for frequency temperature compensation is converted into an analog signal by the digital-to-analog converter 4, and applied to the frequency control terminal 15 of the voltage controlled piezoelectric oscillator 5 to perform frequency temperature compensation.

一方第2のメモリ回路13には、電圧制御圧電
発振器5の出力電圧温度特性を補正するため、周
囲温度に応じたアナログ−デジタル変換器2の出
力のデジタルコードをアドレスとして出力電圧温
度補償用デジタルコードがあらかじめ記憶されて
いるので、周囲温度が変化するとアドレス信号が
変化し、メモリ回路13から出力電圧温度補償用
デジタルコードが読み出され、デジタル−アナロ
グ変換器14でアナログ信号に変換され、電圧制
御圧電発振器5の出力電圧制御端子16に加えら
れ、出力電圧温度補償が行われる。
On the other hand, in order to correct the output voltage-temperature characteristics of the voltage-controlled piezoelectric oscillator 5, the second memory circuit 13 stores an output voltage-temperature compensation digital code using the digital code of the output of the analog-to-digital converter 2 according to the ambient temperature as an address. Since the code is stored in advance, the address signal changes when the ambient temperature changes, the output voltage temperature compensation digital code is read out from the memory circuit 13, is converted into an analog signal by the digital-to-analog converter 14, and the voltage It is applied to the output voltage control terminal 16 of the controlled piezoelectric oscillator 5, and output voltage temperature compensation is performed.

第2図に温度補償前後の特性例を示す。 Figure 2 shows an example of characteristics before and after temperature compensation.

第2図aは、周波数温度特性曲線を示し、曲線
A1は補償前で曲線A2は補償後である。
Figure 2a shows the frequency-temperature characteristic curve, and the curve
A 1 is before compensation and curve A 2 is after compensation.

第2図bは、出力電圧温度特性曲線を示し、曲
線B1は補償前で曲線B2は補償後である。
FIG. 2b shows the output voltage temperature characteristic curves, curve B 1 before compensation and curve B 2 after compensation.

このように圧電発振器の周波数と出力電圧を高
安定化することができる。
In this way, the frequency and output voltage of the piezoelectric oscillator can be highly stabilized.

第4図は、第3図の集積回路化した圧電発振器
を気密封止した構造例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a structure in which the integrated circuit piezoelectric oscillator of FIG. 3 is hermetically sealed.

その構造は、第4図に示すように、基板9上に
集積回路8と水晶振動子7を搭載し、気密容器の
ベース10に固定し、気密容器のキヤツプ11を
覆つて封止する。12a,12bは外部に引出し
た端子である。
As shown in FIG. 4, its structure is such that an integrated circuit 8 and a crystal resonator 7 are mounted on a substrate 9, fixed to a base 10 of an airtight container, and sealed by covering a cap 11 of the airtight container. 12a and 12b are terminals drawn out to the outside.

このように温度補償部と電圧制御圧電発振器の
能動素子部を集積回路化し、気密封止することに
より信頼性の高い圧電発振器が実現できる。
In this way, by integrating the temperature compensation section and the active element section of the voltage-controlled piezoelectric oscillator and hermetically sealing the circuit, a highly reliable piezoelectric oscillator can be realized.

(発明の効果) 以上説明したように本発明は、周囲温度に応じ
た温度補償用デジタルコードをメモリ回路から読
み出し、アナログ信号に変換し圧電発振器の制御
端子に加えることにより、各種特性曲線上の各点
における温度に対し最適の温度補償が得られるよ
うなデジタルコードをあらかじめメモリ回路に記
憶させておくことができるので、圧電発振器構成
素子のそれぞれに温度特性に差があつても、従来
のように計算機などによる近似計算を必要とせず
調整が容易で良好な特性が得られるという効果が
ある。
(Effects of the Invention) As explained above, the present invention reads out a digital code for temperature compensation according to the ambient temperature from a memory circuit, converts it into an analog signal, and applies it to the control terminal of a piezoelectric oscillator, so that it can be applied to various characteristic curves. A digital code that provides optimal temperature compensation for the temperature at each point can be stored in advance in the memory circuit, so even if the piezoelectric oscillator components have different temperature characteristics, it is possible to This has the advantage that it is easy to adjust and good characteristics can be obtained without the need for approximate calculations using a computer or the like.

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

第1図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。第2図は、第1図の実施例の出力の温度
補償前後の特性例を示す特性曲線図である。第3
図は、第1図の実施例を集積回路化した場合のブ
ロツク図を示す。第4図は、第3図の実施例を気
密封止した構造例を示す断面図である。第5図
は、従来の温度補償付き圧電発振器例を示すブロ
ツク図である。 1…温度検出器、2…アナログ−デジタル変換
器、3,13…メモリ回路、4,14…デジタル
−アナログ変換器、5…電圧制御圧電発振器、6
…電圧制御圧電発振器能動素子部、7…水晶振動
子、8…集積回路、9…基板、10…気密容器の
ベース、11…気密容器のキヤツプ、12a,1
2b…端子、15…周波数制御端子、16…出力
電圧制御端子、17…基準電圧発生部、18…補
償回路網。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing an example of the characteristics of the output of the embodiment shown in FIG. 1 before and after temperature compensation. Third
The figure shows a block diagram when the embodiment of FIG. 1 is integrated into an integrated circuit. FIG. 4 is a sectional view showing an example of a structure in which the embodiment shown in FIG. 3 is hermetically sealed. FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional temperature compensated piezoelectric oscillator. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Temperature detector, 2... Analog-digital converter, 3, 13... Memory circuit, 4, 14... Digital-analog converter, 5... Voltage-controlled piezoelectric oscillator, 6
... Voltage controlled piezoelectric oscillator active element section, 7... Crystal resonator, 8... Integrated circuit, 9... Substrate, 10... Base of airtight container, 11... Cap of airtight container, 12a, 1
2b...terminal, 15...frequency control terminal, 16...output voltage control terminal, 17...reference voltage generation section, 18...compensation circuit network.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電圧信号として温度を検出する温度検出器
と、 前記温度検出器のアナログ出力をデジタルコー
ドに変えて出力するアナログ−デジタル変換器
と、 前記アナログ−デジタル変換器の出力により指
定されたアドレスに対応して当該圧電発振器の発
振周波数の温度補償をするデジタルコードを記憶
する第1のメモリ回路と、 前記アナログ−デジタル変換器の出力により指
定されたアドレスに対応して当該圧電発振器の出
力電圧の温度補償をするデジタルコードを記憶す
る第2のメモリ回路と、 前記第1のメモリ回路の出力をアナログ信号に
変える第1のデジタル−アナログ変換器と、 前記第2のメモリ回路の出力をアナログ信号に
変える第2のデジタル−アナログ変換器と、 前記第1のデジタル−アナログ変換器の出力お
よび前記第2のデジタル−アナログ変換器の出力
により制御される電圧制御圧電発振器を有するこ
とを特徴とする温度補償付き圧電発振器。 2 前記電圧制御圧電発振器の発振素子が水晶振
動子あるいは弾性表面波素子である特許請求の範
囲第1項記載の温度補償付き圧電発振器。 3 前記第1のメモリ回路および前記第2のメモ
リ回路のメモリが電気的書き込み、紫外線消去、
あるいは電気的書き込み、電気的消去可能な素子
からなる特許請求の範囲第1項記載の温度補償付
き圧電発振器。 4 前記温度検出器と、前記アナログ−デジタル
変換器と、前記第1のメモリ回路と、前記第2の
メモリ回路と、前記第1のデジタル−アナログ変
換器と、前記第2のデジタル−アナログ変換器
と、前記電圧制御圧電発振器の能動素子部が、同
一の集積回路に組み込まれている特許請求の範囲
第1項記載の温度補償付き圧電発振器。 5 前記圧電発振器全体が、金属、セラミツク、
ガラスのうちのいずれか1つの素材で気密封止さ
れている特許請求の範囲第1項記載の温度補償付
き圧電発振器。
[Claims] 1. A temperature detector that detects temperature as a voltage signal; an analog-digital converter that converts the analog output of the temperature detector into a digital code and outputs it; and an output of the analog-digital converter. a first memory circuit that stores a digital code for temperature-compensating the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator in response to a designated address; a second memory circuit for storing a digital code for temperature compensating the output voltage of the oscillator; a first digital-to-analog converter for converting the output of the first memory circuit into an analog signal; and the second memory circuit. a second digital-to-analog converter for converting the output of the first digital-to-analog converter into an analog signal; and a voltage-controlled piezoelectric oscillator controlled by the output of the first digital-to-analog converter and the output of the second digital-to-analog converter. A temperature compensated piezoelectric oscillator characterized by: 2. The temperature-compensated piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the oscillation element of the voltage-controlled piezoelectric oscillator is a crystal resonator or a surface acoustic wave element. 3. The memories of the first memory circuit and the second memory circuit are electrically written, erased by ultraviolet light,
Alternatively, the temperature-compensated piezoelectric oscillator according to claim 1, comprising an electrically writable and electrically erasable element. 4 the temperature detector, the analog-to-digital converter, the first memory circuit, the second memory circuit, the first digital-to-analog converter, and the second digital-to-analog converter; 2. The temperature-compensated piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the temperature-compensated piezoelectric oscillator and the active element section of the voltage-controlled piezoelectric oscillator are incorporated into the same integrated circuit. 5. The entire piezoelectric oscillator is made of metal, ceramic,
The temperature-compensated piezoelectric oscillator according to claim 1, which is hermetically sealed with any one of glass.
JP21435487A 1987-08-28 1987-08-28 Piezoelectric oscillator with temperature compensation Granted JPS6458101A (en)

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JPS61154206A (en) * 1984-12-26 1986-07-12 Nec Corp Piezoelectric oscillator

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