JPH0870218A - 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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- JPH0870218A JPH0870218A JP20377694A JP20377694A JPH0870218A JP H0870218 A JPH0870218 A JP H0870218A JP 20377694 A JP20377694 A JP 20377694A JP 20377694 A JP20377694 A JP 20377694A JP H0870218 A JPH0870218 A JP H0870218A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】消費電力が比較的小さく、小型化が可能な温度
補償水晶発振器を提供する。 【構成】周囲温度を感知して温度情報を提供する感温素
子5と、感温素子5が提供した温度情報をデジタル信号
に変換するA/D変換器8と、A/D変換器8によって
デジタル信号に変換された温度情報に対応して、予め格
納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ6と、
不揮発性メモリ6が出力したデジタル信号をアナログ電
圧に変換するD/A変換器9と、D/A変換器9によっ
てアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて発
振周波数を調整可能な発振回路4と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
補償水晶発振器を提供する。 【構成】周囲温度を感知して温度情報を提供する感温素
子5と、感温素子5が提供した温度情報をデジタル信号
に変換するA/D変換器8と、A/D変換器8によって
デジタル信号に変換された温度情報に対応して、予め格
納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ6と、
不揮発性メモリ6が出力したデジタル信号をアナログ電
圧に変換するD/A変換器9と、D/A変換器9によっ
てアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて発
振周波数を調整可能な発振回路4と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度補償水晶発振器に
関し、個々の水晶振動子の温度係数特性に簡単かつ忠実
に整合をとることにより高精度な温度補償を行い、安定
な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器に関す
る。
関し、個々の水晶振動子の温度係数特性に簡単かつ忠実
に整合をとることにより高精度な温度補償を行い、安定
な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に電圧制御された水晶発振器は非常
に正確であり、正確なクロック信号を必要とする電子回
路に使用される。しかし、このような水晶発振器におい
ても温度係数は存在し、より安定した発振周波数を得る
ためには高精度な温度補償が必要とされる。
に正確であり、正確なクロック信号を必要とする電子回
路に使用される。しかし、このような水晶発振器におい
ても温度係数は存在し、より安定した発振周波数を得る
ためには高精度な温度補償が必要とされる。
【0003】しかるに従来は、図3に示すように、感温
素子31が発する温度情報をA/D変換器32でデジタ
ル信号に変換し、予め温度補償データ群を格納した不揮
発性メモリ33から温度情報に応じた温度補償データを
出力し、温度補償データをD/A変換器34でアナログ
電圧に変換して水晶発振器35に与えることにより、安
定な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器36が
発表されている。
素子31が発する温度情報をA/D変換器32でデジタ
ル信号に変換し、予め温度補償データ群を格納した不揮
発性メモリ33から温度情報に応じた温度補償データを
出力し、温度補償データをD/A変換器34でアナログ
電圧に変換して水晶発振器35に与えることにより、安
定な所定周波数の発振を得る温度補償水晶発振器36が
発表されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の温度補償水晶発振器36では、温度補償機能を備
えることで回路規模が大きくなり、それにより、当然な
がら消費電力が大きくなり、形状も大きくなるという問
題があった。
従来の温度補償水晶発振器36では、温度補償機能を備
えることで回路規模が大きくなり、それにより、当然な
がら消費電力が大きくなり、形状も大きくなるという問
題があった。
【0005】それゆえ、本発明の主たる目的は、消費電
力が比較的小さく、小型化が可能な温度補償水晶発振器
を提供することである。
力が比較的小さく、小型化が可能な温度補償水晶発振器
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、周囲温度を感知して温度情報を提供す
る感温素子と、該感温素子が提供した温度情報をデジタ
ル信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器によ
ってデジタル信号に変換された温度情報に対応して、予
め格納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ
と、該不揮発性メモリが出力したデジタル信号をアナロ
グ電圧に変換するD/A変換器と、該D/A変換器によ
ってアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて
発振周波数を調整可能な発振回路と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
めに、本発明は、周囲温度を感知して温度情報を提供す
る感温素子と、該感温素子が提供した温度情報をデジタ
ル信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器によ
ってデジタル信号に変換された温度情報に対応して、予
め格納した温度補償データを出力する不揮発性メモリ
と、該不揮発性メモリが出力したデジタル信号をアナロ
グ電圧に変換するD/A変換器と、該D/A変換器によ
ってアナログ電圧に変換された温度補償データに応じて
発振周波数を調整可能な発振回路と、を有し、これらす
べてを共通の基板上に集積回路化したことを特徴とす
る。
【0007】また、直列データを並列データに変換する
直列・並列変換器を設けたことを特徴とする。
直列・並列変換器を設けたことを特徴とする。
【0008】
【作用】上記の構成によれば、感温素子、発振回路、不
揮発性メモリ、A/D変換器、及びD/A変換器を共通
の基板上に集積回路化したことにより、温度補償水晶発
振器内に搭載する部品点数を減らすことができる。
揮発性メモリ、A/D変換器、及びD/A変換器を共通
の基板上に集積回路化したことにより、温度補償水晶発
振器内に搭載する部品点数を減らすことができる。
【0009】また、直列・並列変換器を設けたことによ
り、不揮発性メモリに温度補償データ群を書き込む場合
に直列データで入力でき、データ書き込み端子を1つに
減らすことができる。
り、不揮発性メモリに温度補償データ群を書き込む場合
に直列データで入力でき、データ書き込み端子を1つに
減らすことができる。
【0010】
【実施例】図1には、本発明による温度補償水晶発振器
1の原理ないし基本的な実施例の構成図が示されてい
る。
1の原理ないし基本的な実施例の構成図が示されてい
る。
【0011】当該温度補償水晶発振器1は、モノリシッ
クIC2内に、水晶振動子3、電源回路のデカップリン
グコンデンサ(図示せず)、及び発振出力取出し用の結
合コンデンサ(図示せず)を除く、温度補償回路、及び
発振回路を集積回路化しており、モノリシックIC2に
は、CMOS形IC、またはCMOS形とバイポーラ形
を共有するBi−CMOS形ICなどを用いている。
クIC2内に、水晶振動子3、電源回路のデカップリン
グコンデンサ(図示せず)、及び発振出力取出し用の結
合コンデンサ(図示せず)を除く、温度補償回路、及び
発振回路を集積回路化しており、モノリシックIC2に
は、CMOS形IC、またはCMOS形とバイポーラ形
を共有するBi−CMOS形ICなどを用いている。
【0012】当該モノリシックIC2の集積回路内にお
いて、発振回路4は、図2に示すように、CMOSイン
バータ21を用い、半導体の担体濃度が階段状に変化す
る超段階接合を形成してなる可変容量ダイオード22に
よって、周波数可変する。
いて、発振回路4は、図2に示すように、CMOSイン
バータ21を用い、半導体の担体濃度が階段状に変化す
る超段階接合を形成してなる可変容量ダイオード22に
よって、周波数可変する。
【0013】ただし、発振回路4は例えば電圧に化体さ
れるなどした適当な形態の電気量による温度補償データ
に基づき、所定の周波数に向けて発振周波数を上下に調
整可能なものであればよく、バイポーラトランジスタの
コレクタ接地のコルピッツ回路でもよく、或いはAN
D,NAND,OR,NOR等のゲートICを用いても
よい。また、可変容量ダイオード22の部分にはバイポ
ーラトランジスタのベース・エミッタ間を用いてもよ
く、或いは可変容量素子としてショットキー接合ダイオ
ードを設けてもよい。
れるなどした適当な形態の電気量による温度補償データ
に基づき、所定の周波数に向けて発振周波数を上下に調
整可能なものであればよく、バイポーラトランジスタの
コレクタ接地のコルピッツ回路でもよく、或いはAN
D,NAND,OR,NOR等のゲートICを用いても
よい。また、可変容量ダイオード22の部分にはバイポ
ーラトランジスタのベース・エミッタ間を用いてもよ
く、或いは可変容量素子としてショットキー接合ダイオ
ードを設けてもよい。
【0014】一方、実際の外部環境温度に応じて出力電
気量を可変する感温素子5としては、温度−電圧特性を
有する半導体のPN接合部を形成してもよく、各々固有
の温度係数を有するニッケル、白金などの金属を膜形成
してもよい。
気量を可変する感温素子5としては、温度−電圧特性を
有する半導体のPN接合部を形成してもよく、各々固有
の温度係数を有するニッケル、白金などの金属を膜形成
してもよい。
【0015】そして、感温素子5と発振回路4の間に
は、不揮発性メモリ6としてプログラム可能なPROM
を用いる。ただし、不揮発性メモリ6は電気的にデータ
の消去が可能なEEPROM(Electric Er
asable Programmable Read
Only Memory)を用いてもよい。
は、不揮発性メモリ6としてプログラム可能なPROM
を用いる。ただし、不揮発性メモリ6は電気的にデータ
の消去が可能なEEPROM(Electric Er
asable Programmable Read
Only Memory)を用いてもよい。
【0016】当該PROM6には、予め各温度において
感温素子5が発するその時々の出力電気量に対して各々
最適な補正を施して、この最適化した温度補償データな
らば発振回路4が所定の周波数を発振し得るというデー
タ群が書き込まれている。
感温素子5が発するその時々の出力電気量に対して各々
最適な補正を施して、この最適化した温度補償データな
らば発振回路4が所定の周波数を発振し得るというデー
タ群が書き込まれている。
【0017】この温度補償データの書き込む場合、まず
温度補償水晶発振器1全体を恒温槽にいれ、当該恒温槽
の温度を、例えば−20℃〜85℃間の5℃刻みの各温
度ポイントで安定化させる。すなわち、この温度ポイン
トの数22個がPROM6のアドレスの数に等しい。そ
して、ある温度ポイントでの発振器4の発振周波数を外
部の周波数カウンタで測定し、その周波数が所定の周波
数になるように感温素子5の出力電気量を補正するデー
タをPROM6に送り、温度補償水晶発振器1全体が熱
平衡に達したら、PROM6に書き込み制御信号を送っ
て、その温度ポイント(アドレス)でのデータをPRO
M6に書き込む。この作業を各温度ポイント毎に行うこ
とにより、各温度ポイント毎の感温素子5の出力電気量
に対して最適な温度補償データ群をPROM6に書き込
むことができる。むろん、このような温度補償データの
書き込み作業は、実際上コンピュータを用いることで自
動化することは容易である。
温度補償水晶発振器1全体を恒温槽にいれ、当該恒温槽
の温度を、例えば−20℃〜85℃間の5℃刻みの各温
度ポイントで安定化させる。すなわち、この温度ポイン
トの数22個がPROM6のアドレスの数に等しい。そ
して、ある温度ポイントでの発振器4の発振周波数を外
部の周波数カウンタで測定し、その周波数が所定の周波
数になるように感温素子5の出力電気量を補正するデー
タをPROM6に送り、温度補償水晶発振器1全体が熱
平衡に達したら、PROM6に書き込み制御信号を送っ
て、その温度ポイント(アドレス)でのデータをPRO
M6に書き込む。この作業を各温度ポイント毎に行うこ
とにより、各温度ポイント毎の感温素子5の出力電気量
に対して最適な温度補償データ群をPROM6に書き込
むことができる。むろん、このような温度補償データの
書き込み作業は、実際上コンピュータを用いることで自
動化することは容易である。
【0018】なお、この温度補償データを何ビットにす
るかについては、発振回路4の可変電圧範囲と必要とす
る温度補償水晶発振器1の安定度によって決まるが、1
ppmレベルでの精度を必要とする温度補償水晶発振器
1においては、8〜10ビット程度が必要となる。
るかについては、発振回路4の可変電圧範囲と必要とす
る温度補償水晶発振器1の安定度によって決まるが、1
ppmレベルでの精度を必要とする温度補償水晶発振器
1においては、8〜10ビット程度が必要となる。
【0019】また、当実施例においては、感温素子5か
ら温度情報が電圧に変換されて得られることを想定して
おり、したがって、PROM6内のアドレス指定のため
に、電圧増幅する定振増幅器7と、温度情報をデジタル
データに変換するA/D変換器8とが感温素子5とPR
OM6の間に設けられている。
ら温度情報が電圧に変換されて得られることを想定して
おり、したがって、PROM6内のアドレス指定のため
に、電圧増幅する定振増幅器7と、温度情報をデジタル
データに変換するA/D変換器8とが感温素子5とPR
OM6の間に設けられている。
【0020】同様に、発振回路4は電圧次元でのデータ
により発振周波数の制御を受けることを想定しているた
め、PROM6の出力するデジタルデータを電圧データ
に変換するD/A変換器9がPROM6と発振回路4の
間に設けられている。
により発振周波数の制御を受けることを想定しているた
め、PROM6の出力するデジタルデータを電圧データ
に変換するD/A変換器9がPROM6と発振回路4の
間に設けられている。
【0021】さらに、PROM6には並列データ入出力
タイプを想定しているため、温度補償データの書き込む
場合に、直列データを並列データに変換する直列・並列
変換器10がモノリシックIC3内に設けられている。
これは、モノリシックIC2のデータ書き込み端子11
を直列にして1つに減らすことにより、ICのパッケー
ジを小さくするためのものである。
タイプを想定しているため、温度補償データの書き込む
場合に、直列データを並列データに変換する直列・並列
変換器10がモノリシックIC3内に設けられている。
これは、モノリシックIC2のデータ書き込み端子11
を直列にして1つに減らすことにより、ICのパッケー
ジを小さくするためのものである。
【0022】いずれにしても、本発明の温度補償水晶発
振器1によれば、外部環境温度に応じて感温素子5が発
する出力電気量に対応する温度補償データをPROM6
が出力して発振回路4に与えることにより、極めて高精
度の温度補償を実現できる。しかも、個々の水晶振動子
3、或いは個々の感温素子5に温度係数曲線のバラツキ
があっても、これを吸収して高精度の温度補償をするこ
とができる。
振器1によれば、外部環境温度に応じて感温素子5が発
する出力電気量に対応する温度補償データをPROM6
が出力して発振回路4に与えることにより、極めて高精
度の温度補償を実現できる。しかも、個々の水晶振動子
3、或いは個々の感温素子5に温度係数曲線のバラツキ
があっても、これを吸収して高精度の温度補償をするこ
とができる。
【0023】そして、CMOS形、或いはBi−CMO
S形のモノリシックIC2に温度補償機能、及び発振回
路を集積回路化することにより、消費電力を小さくし、
小型化できることはもちろん、搭載する部品点数が減っ
て製品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能と
なる。
S形のモノリシックIC2に温度補償機能、及び発振回
路を集積回路化することにより、消費電力を小さくし、
小型化できることはもちろん、搭載する部品点数が減っ
て製品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能と
なる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる温
度補償水晶発振器によれば、CMOS形、或いはBi−
CMOS形のモノリシックICに温度補償回路、及び発
振回路を集積回路化することにより、消費電力を小さく
し、小型化できることはもちろん、部品点数が減って製
品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能とな
る。
度補償水晶発振器によれば、CMOS形、或いはBi−
CMOS形のモノリシックICに温度補償回路、及び発
振回路を集積回路化することにより、消費電力を小さく
し、小型化できることはもちろん、部品点数が減って製
品の製造工程が簡素化され、コストの削減が可能とな
る。
【0025】さらに、直列・並列変換器をモノリシック
IC内に設ければ、データ書き込み端子を直列にして1
つに減らすことでICのパッケージを小さくでき、それ
に応じて、温度補償水晶発振器自体も小型化できる。
IC内に設ければ、データ書き込み端子を直列にして1
つに減らすことでICのパッケージを小さくでき、それ
に応じて、温度補償水晶発振器自体も小型化できる。
【図1】本発明の実施例における温度補償水晶発振器を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図2】本発明の実施例における発振回路の回路図であ
る。
る。
【図3】従来の温度補償水晶発振器を示す概略構成図で
ある。
ある。
1 温度補償水晶発振器 2 モノリシックIC 4 発振回路 5 感温素子 6 不揮発性メモリ(PROM) 8 A/D変換器 9 D/A変換器
Claims (2)
- 【請求項1】周囲温度を感知して温度情報を提供する感
温素子と、該感温素子が提供した温度情報をデジタル信
号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器によって
デジタル信号に変換された温度情報に対応して、予め格
納した温度補償データを出力する不揮発性メモリと、該
不揮発性メモリが出力したデジタル信号をアナログ電圧
に変換するD/A変換器と、該D/A変換器によってア
ナログ電圧に変換された温度補償データに応じて発振周
波数を調整可能な発振回路と、を有し、 これらすべてを共通の基板上に集積回路化したことを特
徴とする温度補償水晶発振器。 - 【請求項2】前記不揮発性メモリに温度補償データ群を
書き込む場合に、直列データを並列データに変換する直
列・並列変換器を設けたことを特徴とする請求項1記載
の温度補償水晶発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20377694A JPH0870218A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 温度補償水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20377694A JPH0870218A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 温度補償水晶発振器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0870218A true JPH0870218A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16479604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20377694A Pending JPH0870218A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 温度補償水晶発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0870218A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6304517B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-10-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for real time clock frequency error correction |
JP2003152449A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Murata Mfg Co Ltd | デジタル制御温度補償水晶発振器およびそれを用いた電子装置 |
AU2004201350B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-08-10 | Yugengaisha Panmedica | Less irritant or inflammatory glove and method for producing the same |
JP2006318478A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Private Ltd | 低周波クロックの生成 |
JP2010109828A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Kyocera Kinseki Corp | 発振器 |
US8058933B2 (en) | 2005-09-21 | 2011-11-15 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Low frequency clock generation |
CN107395202A (zh) * | 2017-07-02 | 2017-11-24 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种提升高速dac 工作稳定度的结构及方法 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP20377694A patent/JPH0870218A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6304517B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-10-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for real time clock frequency error correction |
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JP2010109828A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Kyocera Kinseki Corp | 発振器 |
CN107395202A (zh) * | 2017-07-02 | 2017-11-24 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种提升高速dac 工作稳定度的结构及方法 |
CN107395202B (zh) * | 2017-07-02 | 2020-11-27 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种提升高速dac工作稳定度的结构及方法 |
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