JPH10145139A - 水晶発振装置とその調整方法 - Google Patents
水晶発振装置とその調整方法Info
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- JPH10145139A JPH10145139A JP8293513A JP29351396A JPH10145139A JP H10145139 A JPH10145139 A JP H10145139A JP 8293513 A JP8293513 A JP 8293513A JP 29351396 A JP29351396 A JP 29351396A JP H10145139 A JPH10145139 A JP H10145139A
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L1/00—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
- H03L1/02—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
- H03L1/022—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature
- H03L1/023—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature by using voltage variable capacitance diodes
- H03L1/025—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature by using voltage variable capacitance diodes and a memory for digitally storing correction values
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2201/00—Aspects of oscillators relating to varying the frequency of the oscillations
- H03B2201/02—Varying the frequency of the oscillations by electronic means
- H03B2201/0208—Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means being an element with a variable capacitance, e.g. capacitance diode
-
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- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は水晶発振装置とその調整方法に関す
るもので、動作の安定性を高くすることを目的とする。 【解決手段】 制御回路は、温度センサ30と、温度検
知部32と、メモリ36と、このメモリおよび前記温度
センサが電気的に接続された増幅部31と、前記メモリ
と前記温度検知部との間に電気的に介在させた第1のD
/A変換部38と前記メモリと増幅部31との間に電気
的に介在させた第2のD/A変換部37とから成り、前
記増幅部31は、前記温度センサに接続された極性反転
回路33と、これに順に接続された可変減衰器34、オ
フセット調整回路100、増幅回路35とから成り、前
記増幅部31は、変位緩衝手段101を介してサンプル
ホールド回路41に接続され、メモリは、実稼動する8
個以下の制御電圧設定グループを有する。
るもので、動作の安定性を高くすることを目的とする。 【解決手段】 制御回路は、温度センサ30と、温度検
知部32と、メモリ36と、このメモリおよび前記温度
センサが電気的に接続された増幅部31と、前記メモリ
と前記温度検知部との間に電気的に介在させた第1のD
/A変換部38と前記メモリと増幅部31との間に電気
的に介在させた第2のD/A変換部37とから成り、前
記増幅部31は、前記温度センサに接続された極性反転
回路33と、これに順に接続された可変減衰器34、オ
フセット調整回路100、増幅回路35とから成り、前
記増幅部31は、変位緩衝手段101を介してサンプル
ホールド回路41に接続され、メモリは、実稼動する8
個以下の制御電圧設定グループを有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は温度補償機能付の水
晶発振装置とその調整方法に関するものである。
晶発振装置とその調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水晶発振装置は水晶発振器を備えている
が、この水晶発振器は温度変動にともないその発振周波
数が大きく変動する。
が、この水晶発振器は温度変動にともないその発振周波
数が大きく変動する。
【0003】そのため従来より上記温度変動にともなう
水晶発振器の発振周波数変動を小さくするために、水晶
発振器の周波数調整素子として用いたバラクターダイオ
ードに印加する電圧を制御回路により制御するようにし
ている。
水晶発振器の発振周波数変動を小さくするために、水晶
発振器の周波数調整素子として用いたバラクターダイオ
ードに印加する電圧を制御回路により制御するようにし
ている。
【0004】また上記従来の制御回路の構成としては、
低温から高温例えば−35℃から95℃までの130℃
の間の温度補償を行うものであれば、この130℃を4
℃ごとに分割し、各4℃ごとの温度補償データをそれぞ
れメモリに記憶させる様になっていた。
低温から高温例えば−35℃から95℃までの130℃
の間の温度補償を行うものであれば、この130℃を4
℃ごとに分割し、各4℃ごとの温度補償データをそれぞ
れメモリに記憶させる様になっていた。
【0005】この場合前記従来例における補償データ
は、精密傾斜、温度バイアス点、極性、粗い傾斜、固定
オフセットに関するデータを前記各4℃ごとに必要とす
るものであるので、これらのデータを一つの制御電圧設
定グループとして32グループをメモリ内に記憶させて
いた。
は、精密傾斜、温度バイアス点、極性、粗い傾斜、固定
オフセットに関するデータを前記各4℃ごとに必要とす
るものであるので、これらのデータを一つの制御電圧設
定グループとして32グループをメモリ内に記憶させて
いた。
【0006】すなわち温度センサで検出した温度によっ
てメモリ内から一つの制御電圧設定グループのデータを
選択出力し、これにより水晶発振器の発振周波数を周囲
温度の変動にかかわらず安定化させる構成となっていた
のである。
てメモリ内から一つの制御電圧設定グループのデータを
選択出力し、これにより水晶発振器の発振周波数を周囲
温度の変動にかかわらず安定化させる構成となっていた
のである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において問
題となるのはメモリが大きくなる結果としてこのメモリ
と制御回路からなる半導体集積回路が大型化するととも
に、制御回路としても複雑なものとなり、消費電力も大
きくなってしまうということであった。
題となるのはメモリが大きくなる結果としてこのメモリ
と制御回路からなる半導体集積回路が大型化するととも
に、制御回路としても複雑なものとなり、消費電力も大
きくなってしまうということであった。
【0008】すなわち前記従来例では−35℃から95
℃までを4℃ごとに温度補償すべく、4℃ごとの温度補
償データをメモリの制御電圧設定グループに記憶させて
いるので、このメモリとしては32個の制御電圧設定グ
ループを有する大容量のものが必要となり、またこの様
に制御電圧設定グループを32グループも有する大容量
のメモリを制御するには制御回路も複雑で大型化しやす
く、これらの結果としてこのメモリと制御回路からなる
半導体集積回路が大型化してしまうのであった。
℃までを4℃ごとに温度補償すべく、4℃ごとの温度補
償データをメモリの制御電圧設定グループに記憶させて
いるので、このメモリとしては32個の制御電圧設定グ
ループを有する大容量のものが必要となり、またこの様
に制御電圧設定グループを32グループも有する大容量
のメモリを制御するには制御回路も複雑で大型化しやす
く、これらの結果としてこのメモリと制御回路からなる
半導体集積回路が大型化してしまうのであった。
【0009】またメモリとして32個の制御電圧設定グ
ループを有するものを制御する制御回路は消費電力も大
きくなりやすいものであった。
ループを有するものを制御する制御回路は消費電力も大
きくなりやすいものであった。
【0010】そこで本発明はメモリと制御回路からなる
半導体集積回路が小型化しやすく、しかも消費電力も小
さくしやすく、さらに温度変化により増幅度設定データ
とオフセット電圧データを変更する際に、周波数の急峻
な変化を緩和し、動作の安定性が高いものを提供するこ
とを目的とするものである。
半導体集積回路が小型化しやすく、しかも消費電力も小
さくしやすく、さらに温度変化により増幅度設定データ
とオフセット電圧データを変更する際に、周波数の急峻
な変化を緩和し、動作の安定性が高いものを提供するこ
とを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は、水晶発振器と、この水晶発振器に電
気的に接続された周波数調整素子と、この周波数調整素
子に印加する電圧を制御する制御回路とを備え、前記制
御回路は、温度センサと、この温度センサに電気的に接
続された温度検知部と、この温度検知部に電気的に接続
されたメモリと、このメモリおよび前記温度センサが電
気的に接続された増幅部と、前記メモリと温度検知部と
の間に電気的に介在させた第1のD/A変換部と、前記
メモリと増幅部との間に電気的に介在させた第2のD/
A変換部とを有し、前記増幅部は、前記温度センサに接
続された極性反転回路と、この極性反転回路に順に接続
された可変減衰器とオフセット調整回路と増幅回路によ
り構成され、前記メモリは、実稼動する8個以下の制御
電圧設定グループを持ち、各制御電圧設定グループは、
温度検出データと増幅度設定データとオフセット電圧デ
ータを記憶し、また前記周波数調整素子と増幅部との間
にサンプルホールド回路を介在させ、このサンプルホー
ルド回路と増幅部の間に変位緩衝手段を介在させた構成
としたものであり、これにより小型化を図るとともに周
波数の安定性を高くするものである。
るために本発明は、水晶発振器と、この水晶発振器に電
気的に接続された周波数調整素子と、この周波数調整素
子に印加する電圧を制御する制御回路とを備え、前記制
御回路は、温度センサと、この温度センサに電気的に接
続された温度検知部と、この温度検知部に電気的に接続
されたメモリと、このメモリおよび前記温度センサが電
気的に接続された増幅部と、前記メモリと温度検知部と
の間に電気的に介在させた第1のD/A変換部と、前記
メモリと増幅部との間に電気的に介在させた第2のD/
A変換部とを有し、前記増幅部は、前記温度センサに接
続された極性反転回路と、この極性反転回路に順に接続
された可変減衰器とオフセット調整回路と増幅回路によ
り構成され、前記メモリは、実稼動する8個以下の制御
電圧設定グループを持ち、各制御電圧設定グループは、
温度検出データと増幅度設定データとオフセット電圧デ
ータを記憶し、また前記周波数調整素子と増幅部との間
にサンプルホールド回路を介在させ、このサンプルホー
ルド回路と増幅部の間に変位緩衝手段を介在させた構成
としたものであり、これにより小型化を図るとともに周
波数の安定性を高くするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、メモリが、温度検出データと増幅度設定データとオ
フセット電圧データを一つの制御電圧設定グループとす
るものを、実稼動するものとして8個以下有するものと
なるので、メモリ容量が小さく、また実稼動する制御電
圧設定グループが8個以下のメモリの制御回路としても
構成が簡単で小型化しやすく、これらの結果としてメモ
リと制御回路を有する半導体集積回路を小型化しやすく
なるのである。
は、メモリが、温度検出データと増幅度設定データとオ
フセット電圧データを一つの制御電圧設定グループとす
るものを、実稼動するものとして8個以下有するものと
なるので、メモリ容量が小さく、また実稼動する制御電
圧設定グループが8個以下のメモリの制御回路としても
構成が簡単で小型化しやすく、これらの結果としてメモ
リと制御回路を有する半導体集積回路を小型化しやすく
なるのである。
【0013】またその様にメモリ容量が小さくしかも制
御回路も簡単なものであれば、その消費電力も小さくし
やすくなるのである。さらに増幅度設定データとオフセ
ット電圧データを変更すると可変減衰器とオフセット調
整回路の量子誤差により、制御電圧の急峻な変化が発生
するが、変位緩衝手段により徐々に電圧を変化させるの
で、動作の安定性が高いものとなる。
御回路も簡単なものであれば、その消費電力も小さくし
やすくなるのである。さらに増幅度設定データとオフセ
ット電圧データを変更すると可変減衰器とオフセット調
整回路の量子誤差により、制御電圧の急峻な変化が発生
するが、変位緩衝手段により徐々に電圧を変化させるの
で、動作の安定性が高いものとなる。
【0014】図2は携帯電話のブロック図であり、1は
アンテナで、このアンテナ1と受話器2の間には、アン
テナ1側からアンテナ共用器3、増幅器4、バンドパス
フィルタ5、ミキサ6、バンドパスフィルタ7、ミキサ
8、バンドパスフィルタ9、復調器10、受信信号処理
回路11が設けられている。また、送話器12と、アン
テナ共用器3の間には送話器12側から、送信信号処理
回路13、変調器14、バンドパスフィルタ15、電力
増幅部16、アイソレータ17が設けられている。ま
た、ミキサ6はバンドパスフィルタ18を介してVCO
/シンセサイザ19が接続され、このVCO/シンセサ
イザ19は変調器14にも接続されている。VCO/シ
ンセサイザ19には制御回路20と温度補償型水晶発振
器(以下TCXOと称す)21の閉回路が接続されてい
る。また、制御回路20は受信・送信信号処理回路1
1,13及びキー・表示パネル22が接続されている。
なお、ミキサ8には、水晶発振器23が接続されてい
る。
アンテナで、このアンテナ1と受話器2の間には、アン
テナ1側からアンテナ共用器3、増幅器4、バンドパス
フィルタ5、ミキサ6、バンドパスフィルタ7、ミキサ
8、バンドパスフィルタ9、復調器10、受信信号処理
回路11が設けられている。また、送話器12と、アン
テナ共用器3の間には送話器12側から、送信信号処理
回路13、変調器14、バンドパスフィルタ15、電力
増幅部16、アイソレータ17が設けられている。ま
た、ミキサ6はバンドパスフィルタ18を介してVCO
/シンセサイザ19が接続され、このVCO/シンセサ
イザ19は変調器14にも接続されている。VCO/シ
ンセサイザ19には制御回路20と温度補償型水晶発振
器(以下TCXOと称す)21の閉回路が接続されてい
る。また、制御回路20は受信・送信信号処理回路1
1,13及びキー・表示パネル22が接続されている。
なお、ミキサ8には、水晶発振器23が接続されてい
る。
【0015】つまり、TCXO21で生成された信号が
VCO/シンセサイザ19で逓倍され、それがバンドパ
スフィルタ18を介して受信系ミキサ6にまた、直接送
信系の変調器14に出力されるようになっているのであ
り、このブロック図は周知である。さて、本実施の形態
におけるTCXO21の構成は図1,図3に示されてい
る。図3において、23は基板で、この基板23上に
は、水晶振動子24と半導体集積回路(以下ICと称
す)25が実装され、その状態でこの基板23上に装着
された金属製のケース26により密封、保持されてい
る。IC25は、図1に示すごとくそのVcc端子27に
は図2に示す携帯電話の電池28が接続されている。ま
た、このVcc端子27には電源を安定させるための電源
レギュレータ29が接続されている。
VCO/シンセサイザ19で逓倍され、それがバンドパ
スフィルタ18を介して受信系ミキサ6にまた、直接送
信系の変調器14に出力されるようになっているのであ
り、このブロック図は周知である。さて、本実施の形態
におけるTCXO21の構成は図1,図3に示されてい
る。図3において、23は基板で、この基板23上に
は、水晶振動子24と半導体集積回路(以下ICと称
す)25が実装され、その状態でこの基板23上に装着
された金属製のケース26により密封、保持されてい
る。IC25は、図1に示すごとくそのVcc端子27に
は図2に示す携帯電話の電池28が接続されている。ま
た、このVcc端子27には電源を安定させるための電源
レギュレータ29が接続されている。
【0016】この電源レギュレータ29はこの図1に示
す各部に電源を安定的に供給するものである。さてIC
25内に設けられた温度センサ30は増幅部31と温度
検知部32に接続され、検出温度信号を両者に供給する
様にしている。なお温度センサ30は半導体ダイオード
により構成されたもので、低温から高温になると徐々に
その抵抗値を直線状に低下させ、これによりこれよりの
出力電圧も連続した直線状に低下する。
す各部に電源を安定的に供給するものである。さてIC
25内に設けられた温度センサ30は増幅部31と温度
検知部32に接続され、検出温度信号を両者に供給する
様にしている。なお温度センサ30は半導体ダイオード
により構成されたもので、低温から高温になると徐々に
その抵抗値を直線状に低下させ、これによりこれよりの
出力電圧も連続した直線状に低下する。
【0017】増幅部31は温度センサ30に接続された
極性反転回路33とこれに順に接続された可変減衰器3
4とオフセット調整回路100と増幅回路35とにより
構成されている。また、可変減衰器34には、極性反転
回路33と、オフセット調整回路100と、メモリ36
が接続されている。またオフセット調整回路100には
第2のD/A変換部37が接続されている。
極性反転回路33とこれに順に接続された可変減衰器3
4とオフセット調整回路100と増幅回路35とにより
構成されている。また、可変減衰器34には、極性反転
回路33と、オフセット調整回路100と、メモリ36
が接続されている。またオフセット調整回路100には
第2のD/A変換部37が接続されている。
【0018】さらに増幅回路35には、メモリ36と、
オフセット調整回路100と、第2のD/A変換部37
が接続されている。またメモリ36と温度検知部32の
間には、第1のD/A変換部38が介在させられてい
る。
オフセット調整回路100と、第2のD/A変換部37
が接続されている。またメモリ36と温度検知部32の
間には、第1のD/A変換部38が介在させられてい
る。
【0019】さらに増幅部31の増幅回路35には加算
器39が接続され、この加算器39にはVc端子40を
介して図2に示す携帯電話の制御回路20が接続されて
いる。
器39が接続され、この加算器39にはVc端子40を
介して図2に示す携帯電話の制御回路20が接続されて
いる。
【0020】また加算器39の出力は変位緩衝手段10
1を介してサンプルホールド回路41に接続され、その
出力は電圧制御水晶発振器42へ供給され、この電圧制
御水晶発振器42の出力はVout端子43を介して図2
に示すVCO/シンセサイザ19へと供給される様にな
っている。
1を介してサンプルホールド回路41に接続され、その
出力は電圧制御水晶発振器42へ供給され、この電圧制
御水晶発振器42の出力はVout端子43を介して図2
に示すVCO/シンセサイザ19へと供給される様にな
っている。
【0021】なお図1において44はこのTCXO21
を後述のごとく間欠動作させるための電源制御部であ
り、45はGND端子である。
を後述のごとく間欠動作させるための電源制御部であ
り、45はGND端子である。
【0022】この図1に示したTCXO21の動作につ
いては後で詳しく説明するが、理解を容易とするために
ここでその全体的な動作を簡単に説明しておく。
いては後で詳しく説明するが、理解を容易とするために
ここでその全体的な動作を簡単に説明しておく。
【0023】つまりメモリ36内には温度検出データと
増幅度設定データとオフセット電圧データが一つの制御
電圧設定グループとして最大8グループ記憶されてい
る。
増幅度設定データとオフセット電圧データが一つの制御
電圧設定グループとして最大8グループ記憶されてい
る。
【0024】したがって温度センサ30で検出した温度
が温度検知部32に第1の信号として伝達されると、メ
モリ36内に記憶されている8個の制御電圧設定グルー
プ内の温度検出データが第1のD/A変換部38を介し
て温度検知部32に第2の信号として順に供給され、こ
こで第1,第2の信号比較が行われることとなる。
が温度検知部32に第1の信号として伝達されると、メ
モリ36内に記憶されている8個の制御電圧設定グルー
プ内の温度検出データが第1のD/A変換部38を介し
て温度検知部32に第2の信号として順に供給され、こ
こで第1,第2の信号比較が行われることとなる。
【0025】そしてその比較によりメモリ36内に8個
あるどの制御電圧設定グループの増幅度設定データとオ
フセット電圧データを増幅部31、第2のD/A変換部
37に供給するのが決定され、実行される。
あるどの制御電圧設定グループの増幅度設定データとオ
フセット電圧データを増幅部31、第2のD/A変換部
37に供給するのが決定され、実行される。
【0026】そしてこの実行により温度変動にともなう
発振周波数変動を抑制するための動作が行われるもので
あり、この点は後で詳細に説明する。
発振周波数変動を抑制するための動作が行われるもので
あり、この点は後で詳細に説明する。
【0027】次に図1における電圧制御水晶発振器42
の構成を図4を用いて説明する。この電圧制御水晶発振
器42においては、図1の電源レギュレータ29から安
定した直流電圧が増幅回路46,47に供給されてい
る。
の構成を図4を用いて説明する。この電圧制御水晶発振
器42においては、図1の電源レギュレータ29から安
定した直流電圧が増幅回路46,47に供給されてい
る。
【0028】周知の通り増幅回路46と並列接続された
抵抗48で発振回路が形成されており、水晶振動子24
はこの発振回路により発振することとなる。
抵抗48で発振回路が形成されており、水晶振動子24
はこの発振回路により発振することとなる。
【0029】そしてこの発振出力が増幅回路47、Vou
t端子43を介して図2のVCO/シンセサイザ19へ
と出力されることになる。
t端子43を介して図2のVCO/シンセサイザ19へ
と出力されることになる。
【0030】さて図4において発振周波数を調整するの
が、水晶振動子24の入力側と出力側に周波数調整素子
として設けた複数のバラクターダイオード49である。
つまりバラクターダイオード49のカソードに図1のサ
ンプルホールド回路41を介して印加される直流電圧の
レベルに応じてこれらのバラクターダイオード49の容
量が調整され、これにより発振周波数が調整されるよう
になっているのである。
が、水晶振動子24の入力側と出力側に周波数調整素子
として設けた複数のバラクターダイオード49である。
つまりバラクターダイオード49のカソードに図1のサ
ンプルホールド回路41を介して印加される直流電圧の
レベルに応じてこれらのバラクターダイオード49の容
量が調整され、これにより発振周波数が調整されるよう
になっているのである。
【0031】なお本実施形態においては、水晶振動子2
4の入力側に設けた複数のバラクターダイオード49の
総合容量を、出力側のバラクターダイオード49の総合
容量と同等かそれよりも大きくしている。この理由は、
消費電力を小さくするためであり、出力側において容量
を大きくすると大きな電流が流れやすくなって消費電力
が大きくなってしまう。
4の入力側に設けた複数のバラクターダイオード49の
総合容量を、出力側のバラクターダイオード49の総合
容量と同等かそれよりも大きくしている。この理由は、
消費電力を小さくするためであり、出力側において容量
を大きくすると大きな電流が流れやすくなって消費電力
が大きくなってしまう。
【0032】さて次に図1に戻って増幅部31について
説明する。この増幅部31は上述のごとく極性反転回路
33、可変減衰器34、オフセット調整回路100、増
幅回路35の直列接続体により構成されており、その詳
細は図5に示されている。
説明する。この増幅部31は上述のごとく極性反転回路
33、可変減衰器34、オフセット調整回路100、増
幅回路35の直列接続体により構成されており、その詳
細は図5に示されている。
【0033】すなわち極性反転回路33は、増幅回路5
0と、増幅回路50と温度センサ30間のバッファ用の
増幅回路111と、2つのスイッチング素子51,52
と、バッファ用の増幅回路112から構成されている。
このうちスイッチング素子51,52は相反するスイッ
チング動作を行うようになっており、また増幅回路50
の増幅度は1倍となっており、しかも温度センサ30か
らの増幅回路111を介した出力は増幅回路50の反転
入力端子に入力される様になっている。
0と、増幅回路50と温度センサ30間のバッファ用の
増幅回路111と、2つのスイッチング素子51,52
と、バッファ用の増幅回路112から構成されている。
このうちスイッチング素子51,52は相反するスイッ
チング動作を行うようになっており、また増幅回路50
の増幅度は1倍となっており、しかも温度センサ30か
らの増幅回路111を介した出力は増幅回路50の反転
入力端子に入力される様になっている。
【0034】そして前記スイッチング素子51,52の
オン、オフはメモリ36からのディジタルデータにより
決定されるようになっている。
オン、オフはメモリ36からのディジタルデータにより
決定されるようになっている。
【0035】つまり前記メモリ36からのディジタルデ
ータによりスイッチング素子51がオン、52がオフの
時には温度センサ30からの出力は増幅回路50をバイ
パスしてスイッチング素子51を通り、増幅回路112
を介してそのまま可変減衰器34へと出力されて行く。
ータによりスイッチング素子51がオン、52がオフの
時には温度センサ30からの出力は増幅回路50をバイ
パスしてスイッチング素子51を通り、増幅回路112
を介してそのまま可変減衰器34へと出力されて行く。
【0036】それとは逆にスイッチング素子51がオ
フ、52がオンの時には、温度センサ30からの出力は
増幅回路50で反転されて、増幅回路112を介して可
変減衰器34へと出力されて行く。
フ、52がオンの時には、温度センサ30からの出力は
増幅回路50で反転されて、増幅回路112を介して可
変減衰器34へと出力されて行く。
【0037】この様な極性反転回路33からの出力を受
けた可変減衰器34は、最終的に増幅回路35の増幅を
受ける結果として得られる傾斜を考慮して、時前の傾斜
を生成するためのものである。
けた可変減衰器34は、最終的に増幅回路35の増幅を
受ける結果として得られる傾斜を考慮して、時前の傾斜
を生成するためのものである。
【0038】つまり可変減衰器34は直列接続された1
6個の抵抗54と、選択された抵抗54の両端の電圧を
増幅回路55,56に導出するための2個で1セットの
複数のスイッチング素子57,58とを有しており、選
択されたスイッチング素子57,58は同時にオンする
ようになっている。
6個の抵抗54と、選択された抵抗54の両端の電圧を
増幅回路55,56に導出するための2個で1セットの
複数のスイッチング素子57,58とを有しており、選
択されたスイッチング素子57,58は同時にオンする
ようになっている。
【0039】これら2個で1セットのスイッチング素子
57,58の選択は、メモリ36からのディジタルデー
タにより、複数個設けたどのNAND素子59が選択さ
れるかにより決定されるようになっている。
57,58の選択は、メモリ36からのディジタルデー
タにより、複数個設けたどのNAND素子59が選択さ
れるかにより決定されるようになっている。
【0040】そして選択されたスイッチング素子57,
58のオンにより選定された抵抗54の両端電圧の一方
は増幅回路55へ、他方は増幅回路56へと出力されて
行く。
58のオンにより選定された抵抗54の両端電圧の一方
は増幅回路55へ、他方は増幅回路56へと出力されて
行く。
【0041】増幅回路55,56の出力間には16個の
抵抗60が直列に接続されており、どの抵抗60の上端
が選択されるかはメモリ36からのディジタルデータに
より、複数個設けたどのNAND素子61が選択される
かにより決定される。そして選択された抵抗60の上端
の電圧が増幅回路62へと出力されて行く。
抵抗60が直列に接続されており、どの抵抗60の上端
が選択されるかはメモリ36からのディジタルデータに
より、複数個設けたどのNAND素子61が選択される
かにより決定される。そして選択された抵抗60の上端
の電圧が増幅回路62へと出力されて行く。
【0042】つまり可変減衰器34の図5の上段部分で
一時的な電圧選択が行われ、例えば8/16*Vと7/
16*Vが選択され、次に図5の下段部分で二次的な電
圧選択、すなわち8/16*Vと7/16*Vの間のど
の値の電圧にするのかが16個の抵抗60の選択により
決定されるのである。
一時的な電圧選択が行われ、例えば8/16*Vと7/
16*Vが選択され、次に図5の下段部分で二次的な電
圧選択、すなわち8/16*Vと7/16*Vの間のど
の値の電圧にするのかが16個の抵抗60の選択により
決定されるのである。
【0043】そしてこれにより例えば7.5/16*V
が選択されると、それは次に増幅回路62を介してオフ
セット調整回路100へと供給され、次にオフセット調
整回路100でオフセット調整が行われた後増幅回路5
3へと供給されることとなる。
が選択されると、それは次に増幅回路62を介してオフ
セット調整回路100へと供給され、次にオフセット調
整回路100でオフセット調整が行われた後増幅回路5
3へと供給されることとなる。
【0044】それでは先ずオフセット調整回路100に
おけるオフセット動作について説明する。
おけるオフセット動作について説明する。
【0045】増幅回路62からの電圧は、ゲインが−1
倍の増幅回路よりなるオフセット調整回路100の反転
入力端子に供給される。一方このオフセット調整回路1
00の非反転入力端子には第2のD/A変換部37から
のオフセット電圧が供給され、このオフセット電圧の供
給によりオフセット調整が行われる。なおオフセット電
圧はメモリ36内の選択された制御電圧設定グループ内
のオフセット電圧データを第2のD/A変換部37に供
給することにより得られるものであり、これにより例え
ばオフセット電圧が1.5ボルトであれば、次のような
オフセット調整が行われる。
倍の増幅回路よりなるオフセット調整回路100の反転
入力端子に供給される。一方このオフセット調整回路1
00の非反転入力端子には第2のD/A変換部37から
のオフセット電圧が供給され、このオフセット電圧の供
給によりオフセット調整が行われる。なおオフセット電
圧はメモリ36内の選択された制御電圧設定グループ内
のオフセット電圧データを第2のD/A変換部37に供
給することにより得られるものであり、これにより例え
ばオフセット電圧が1.5ボルトであれば、次のような
オフセット調整が行われる。
【0046】つまりこのオフセット調整回路100にお
いて、反転入力をVin、非反転入力をVREFとすると、
出力Voutは次式のようになる。
いて、反転入力をVin、非反転入力をVREFとすると、
出力Voutは次式のようになる。
【0047】Vout=(Vin−VREF)*−1+VREF したがってこの式中のVinとして上記7.5/16*
V、VREFとして上記1.5Vが代入された結果がVout
となる。
V、VREFとして上記1.5Vが代入された結果がVout
となる。
【0048】そしてこの様にオフセット調整されたオフ
セット電圧(Vout)が増幅回路53の反転入力端子に
供給される。
セット電圧(Vout)が増幅回路53の反転入力端子に
供給される。
【0049】増幅回路53は例えばその増幅度が8倍と
固定されており、上記オフセット調整回路100からの
出力が反転入力端子に入力されることから−8倍を出力
することとなる。これにより上記極性反転回路33で極
性設定されたものの傾斜がこの増幅回路53で設定され
ることになるのである。
固定されており、上記オフセット調整回路100からの
出力が反転入力端子に入力されることから−8倍を出力
することとなる。これにより上記極性反転回路33で極
性設定されたものの傾斜がこの増幅回路53で設定され
ることになるのである。
【0050】またこの増幅回路53の非反転入力端子に
も第2のD/A変換部37からアナログ電圧が供給され
るようになっている。その理由は、オフセット調整回路
100にてオフセット調整したものが増幅回路53で8
倍に増幅された場合のオフセットずれを防止するためで
あり、増幅回路53とオフセット調整回路100の基準
電圧を同じものとすればオフセットずれを防止すること
ができるのである。
も第2のD/A変換部37からアナログ電圧が供給され
るようになっている。その理由は、オフセット調整回路
100にてオフセット調整したものが増幅回路53で8
倍に増幅された場合のオフセットずれを防止するためで
あり、増幅回路53とオフセット調整回路100の基準
電圧を同じものとすればオフセットずれを防止すること
ができるのである。
【0051】そしてこの様に増幅部31により極性、傾
斜、オフセットが行われた電圧はバッファ用の増幅回路
113を介して次に加算器39に出力されるようになっ
ており、加算器39の構成は図6に示すようになってい
る。
斜、オフセットが行われた電圧はバッファ用の増幅回路
113を介して次に加算器39に出力されるようになっ
ており、加算器39の構成は図6に示すようになってい
る。
【0052】つまり図5の増幅部31からの出力は増幅
度1倍の増幅回路63,64の反転入力端子へと供給さ
れるようになっているのであるが、経時変化等により発
振周波数がずれた場合にはVc端子40には図2に示す
携帯電話の制御回路20からの直流電圧が供給されるこ
ととなる。
度1倍の増幅回路63,64の反転入力端子へと供給さ
れるようになっているのであるが、経時変化等により発
振周波数がずれた場合にはVc端子40には図2に示す
携帯電話の制御回路20からの直流電圧が供給されるこ
ととなる。
【0053】このVc端子40に供給される直流電圧
は、上記発振周波数が低い側にずれた時には所定値より
も高い直流電圧が供給され、また高い側にずれた時には
所定値よりも低い直流電圧が供給される。
は、上記発振周波数が低い側にずれた時には所定値より
も高い直流電圧が供給され、また高い側にずれた時には
所定値よりも低い直流電圧が供給される。
【0054】コンパレータ65は制御回路20から上述
のような所定値より低いか高い直流電圧が供給されたか
否かを見ており、これが反転入力端子に供給されるとオ
フ状態となる。するとスイッチング素子66がオン、6
7がオフとなり、この結果Vc端子40に供給された上
記所定値より低いか高い直流電圧が増幅回路64の非反
転入力端子に供給され、ここに上記低い電圧が供給され
れば図4におけるバラクターダイオード49のカソード
に供給される電圧が低くなってその容量が増え、発振周
波数が低くなる。
のような所定値より低いか高い直流電圧が供給されたか
否かを見ており、これが反転入力端子に供給されるとオ
フ状態となる。するとスイッチング素子66がオン、6
7がオフとなり、この結果Vc端子40に供給された上
記所定値より低いか高い直流電圧が増幅回路64の非反
転入力端子に供給され、ここに上記低い電圧が供給され
れば図4におけるバラクターダイオード49のカソード
に供給される電圧が低くなってその容量が増え、発振周
波数が低くなる。
【0055】また逆にVc端子40に供給される直流電
圧が高くなれば上記の理由でバラクターダイオード49
の容量が減少し、発振周波数は高くなる。つまりこの様
に加算器39は経時変化等による発振周波数のずれを防
止するものである。
圧が高くなれば上記の理由でバラクターダイオード49
の容量が減少し、発振周波数は高くなる。つまりこの様
に加算器39は経時変化等による発振周波数のずれを防
止するものである。
【0056】さて次にこの加算器39からの出力は図6
に示すように変位緩衝手段101に供給される。
に示すように変位緩衝手段101に供給される。
【0057】この変位緩衝手段101は、第1のスイッ
チング素子102と、そのスイッチング素子102に接
続された第1のコンデンサ103から構成され、この変
位緩衝手段101の出力はサンプルホールド回路41に
供給される。このサンプルホールド回路41は、増幅回
路68と、その非反転入力端子に接続した第2のコンデ
ンサ69と、その入力側に設けた第2のスイッチング素
子70により構成されている。
チング素子102と、そのスイッチング素子102に接
続された第1のコンデンサ103から構成され、この変
位緩衝手段101の出力はサンプルホールド回路41に
供給される。このサンプルホールド回路41は、増幅回
路68と、その非反転入力端子に接続した第2のコンデ
ンサ69と、その入力側に設けた第2のスイッチング素
子70により構成されている。
【0058】この第1,第2のスイッチング素子10
2,70は図1に示す電源制御部44により間欠時に開
閉が繰り返される様になっており、図7のごとく、Vcc
端子27より電源電圧の供給が開始される動作初期にお
いては、第1のスイッチング素子102と第2のスイッ
チング素子70の開閉は同一とし、第1,第2のコンデ
ンサ103,69にはそれまでの各条件により設定され
た制御電圧レベルに早急に充電され、この充電レベルに
よりバラクターダイオード49のカソードに供給される
制御電圧値が決定されている。
2,70は図1に示す電源制御部44により間欠時に開
閉が繰り返される様になっており、図7のごとく、Vcc
端子27より電源電圧の供給が開始される動作初期にお
いては、第1のスイッチング素子102と第2のスイッ
チング素子70の開閉は同一とし、第1,第2のコンデ
ンサ103,69にはそれまでの各条件により設定され
た制御電圧レベルに早急に充電され、この充電レベルに
よりバラクターダイオード49のカソードに供給される
制御電圧値が決定されている。
【0059】しかし第1,第2のスイッチング素子10
2,70の開放後、第1,第2のコンデンサ103,6
9は自己放電によりその充電電圧が低下してくるので、
再び第1,第2のスイッチング素子102,70を閉成
して充電を行うのである。
2,70の開放後、第1,第2のコンデンサ103,6
9は自己放電によりその充電電圧が低下してくるので、
再び第1,第2のスイッチング素子102,70を閉成
して充電を行うのである。
【0060】そしてこの第1のスイッチング素子102
の開放時には電源制御部44からの指示により、増幅部
31の全て、および加算器39、第2のD/A変換部3
7への電源供給を停止することで省エネルギー化を図っ
ている。
の開放時には電源制御部44からの指示により、増幅部
31の全て、および加算器39、第2のD/A変換部3
7への電源供給を停止することで省エネルギー化を図っ
ている。
【0061】なお、これらへの電源供給停止は、図7の
ごとくサンプルホールド回路41の開放後に必ず行われ
るようにすることで、第1,第2のコンデンサ103,
69への充電が確実に行われる様にしている。
ごとくサンプルホールド回路41の開放後に必ず行われ
るようにすることで、第1,第2のコンデンサ103,
69への充電が確実に行われる様にしている。
【0062】また、メモリ36は定められたルーチンを
繰り返し実行しているのであるが、このメモリ36、温
度検知部32、第1のD/A変換部38への通電も電源
制御部44により間欠時に行うことで省エネルギー化を
図っている。
繰り返し実行しているのであるが、このメモリ36、温
度検知部32、第1のD/A変換部38への通電も電源
制御部44により間欠時に行うことで省エネルギー化を
図っている。
【0063】ここで、メモリ36が2回目以降に通電さ
れる時には、第1のスイッチング素子102と第2のス
イッチング素子70の開閉は図7に示すように同一の周
期であり、第1のスイッチング素子102が開放される
時には、第2のスイッチング素子70は閉成されてお
り、第1のコンデンサ103にのみ充電が行われ、第2
のスイッチング素子70が開放される時には、第1のス
イッチング素子102は閉成されており、第1のコンデ
ンサ103から第2のコンデンサ69は充電される。
れる時には、第1のスイッチング素子102と第2のス
イッチング素子70の開閉は図7に示すように同一の周
期であり、第1のスイッチング素子102が開放される
時には、第2のスイッチング素子70は閉成されてお
り、第1のコンデンサ103にのみ充電が行われ、第2
のスイッチング素子70が開放される時には、第1のス
イッチング素子102は閉成されており、第1のコンデ
ンサ103から第2のコンデンサ69は充電される。
【0064】一方メモリ36動作後に増幅度設定データ
とオフセット電圧データが変更されると、可変減衰器と
オフセット調整回路の量子誤差により、図8に示す様に
加算器39の出力電圧は急峻に変化するが、上述の動作
により、バラクターダイオード49のカソードに供給さ
れる制御電圧値は徐々に変化しながら所定の制御電圧値
に設定される。
とオフセット電圧データが変更されると、可変減衰器と
オフセット調整回路の量子誤差により、図8に示す様に
加算器39の出力電圧は急峻に変化するが、上述の動作
により、バラクターダイオード49のカソードに供給さ
れる制御電圧値は徐々に変化しながら所定の制御電圧値
に設定される。
【0065】なお、本実施の形態においては、変位緩衝
手段を2個のスイッチを使用したが、前段のスイッチを
抵抗により構成してもよい。
手段を2個のスイッチを使用したが、前段のスイッチを
抵抗により構成してもよい。
【0066】メモリ36はEEPROMで形成されてお
り、データを書き換えることができるものである。
り、データを書き換えることができるものである。
【0067】具体的には図9のごとくメモリ36内は4
バイトを一つのグループとする8個の制御電圧設定グル
ープが設けられている。
バイトを一つのグループとする8個の制御電圧設定グル
ープが設けられている。
【0068】各制御電圧設定グループの1バイト目には
温度検出データ、2バイト目には傾斜設定データ、3バ
イト目には傾斜設定データ、4バイト目にはオフセット
電圧データが記憶されている。
温度検出データ、2バイト目には傾斜設定データ、3バ
イト目には傾斜設定データ、4バイト目にはオフセット
電圧データが記憶されている。
【0069】また第1の制御電圧設定グループとは低温
から高温側への第1番目の直線制御電圧(極性、傾斜、
オフセット電圧を有する)、第2の制御電圧設定グルー
プとはそれよりは高温側の第2番目、第3の制御電圧設
定グループとはそれよりは高温側の第3番目、第4の制
御電圧設定グループとはそれよりは高温側の第4番目、
第5の制御電圧設定グループとはそれよりは高温側の第
5番目、第6の制御電圧設定グループとはそれよりは高
温側の第6番目、第7の制御電圧設定グループとはそれ
よりは高温側の第7番目、第8の制御電圧設定グループ
とはそれよりは高温側の第8番目の直線制御電圧を形成
するものであるが、水晶振動子24の特性によっては第
8の制御電圧設定グループまで使用しなくても低温から
高温までの温度補償を実行することができるものもあ
る。
から高温側への第1番目の直線制御電圧(極性、傾斜、
オフセット電圧を有する)、第2の制御電圧設定グルー
プとはそれよりは高温側の第2番目、第3の制御電圧設
定グループとはそれよりは高温側の第3番目、第4の制
御電圧設定グループとはそれよりは高温側の第4番目、
第5の制御電圧設定グループとはそれよりは高温側の第
5番目、第6の制御電圧設定グループとはそれよりは高
温側の第6番目、第7の制御電圧設定グループとはそれ
よりは高温側の第7番目、第8の制御電圧設定グループ
とはそれよりは高温側の第8番目の直線制御電圧を形成
するものであるが、水晶振動子24の特性によっては第
8の制御電圧設定グループまで使用しなくても低温から
高温までの温度補償を実行することができるものもあ
る。
【0070】つまり本実施形態では最も多くても8本の
直線制御電圧により低温から高温までの温度補償を直線
近似することを最も大きな特徴としているのである。
直線制御電圧により低温から高温までの温度補償を直線
近似することを最も大きな特徴としているのである。
【0071】さて本実施形態においては先ず図3に示す
ケース26を基板23上に装着し、IC25と水晶振動
子24を密封した状態でこれを恒温槽内に入れて、デー
タをメモリ36に書き込むことから始める。その時は図
6におけるスイッチング素子70を開放状態に保持した
状態とする。
ケース26を基板23上に装着し、IC25と水晶振動
子24を密封した状態でこれを恒温槽内に入れて、デー
タをメモリ36に書き込むことから始める。その時は図
6におけるスイッチング素子70を開放状態に保持した
状態とする。
【0072】恒温槽は先ず−30℃から80℃へと徐々
に温度を上げて行き、その間の10℃ごとに図6のコン
デンサ69、増幅回路68を介してバラクターダイオー
ド49に直流電圧を印加する。
に温度を上げて行き、その間の10℃ごとに図6のコン
デンサ69、増幅回路68を介してバラクターダイオー
ド49に直流電圧を印加する。
【0073】そして各10℃ごとに電圧制御水晶発振器
42の発振周波数が例えば基準周波数である12.8M
Hz一定となる制御電圧をプロットし、これを結んで図
10におけるM線を求める。
42の発振周波数が例えば基準周波数である12.8M
Hz一定となる制御電圧をプロットし、これを結んで図
10におけるM線を求める。
【0074】次に同じく各10℃ごとに電圧制御水晶発
振器42の発振周波数が基準周波数である12.8MHz
から+1ppmとなる制御電圧をプロットし、これを結
んでY線を求める。
振器42の発振周波数が基準周波数である12.8MHz
から+1ppmとなる制御電圧をプロットし、これを結
んでY線を求める。
【0075】次に同じ各10℃ごとに電圧制御水晶発振
器42の発振周波数が基準周波数である12.8MHzか
ら−1ppmとなる制御電圧をプロットし、これを結ん
でM線を求める。
器42の発振周波数が基準周波数である12.8MHzか
ら−1ppmとなる制御電圧をプロットし、これを結ん
でM線を求める。
【0076】そしてY線とK線で挟まれた制御電圧帯内
に納まる様に、−30℃から80℃までを結ぶと図11
の5本の直線制御電圧(T線)を求めることができる。
に納まる様に、−30℃から80℃までを結ぶと図11
の5本の直線制御電圧(T線)を求めることができる。
【0077】この直線制御電圧T線を見ると低温から一
本目は−30℃から−12℃まで、3.45Vから2.5
4Vを結ぶ直線制御電圧となる。
本目は−30℃から−12℃まで、3.45Vから2.5
4Vを結ぶ直線制御電圧となる。
【0078】二本目は−12℃から+9℃までで、2.
54Vから2.33Vを結ぶ直線制御電圧となる。
54Vから2.33Vを結ぶ直線制御電圧となる。
【0079】三本目は9℃から43℃までで、2.33
Vから2.55Vを結ぶ直線制御電圧となる。
Vから2.55Vを結ぶ直線制御電圧となる。
【0080】四本目は43℃から63℃までで、2.5
5Vから2.35Vを結ぶ直線制御電圧となる。
5Vから2.35Vを結ぶ直線制御電圧となる。
【0081】五本目は63℃から80℃までで、2.3
5Vから1.65Vを結ぶ直線制御電圧となる。
5Vから1.65Vを結ぶ直線制御電圧となる。
【0082】そしてこれらの五本の直線制御電圧の一本
ごとの上記データがメモリ36の第1〜第5の制御電圧
設定グループに、それぞれ温度検出データ、傾斜設定デ
ータ、オフセット電圧データとして記憶させられること
になるのである。
ごとの上記データがメモリ36の第1〜第5の制御電圧
設定グループに、それぞれ温度検出データ、傾斜設定デ
ータ、オフセット電圧データとして記憶させられること
になるのである。
【0083】そしてこの様にしてメモリ36へのデータ
記憶が完了すると図6におけるスイッチング素子70を
定常状態に戻し、上述のごとく電源制御部44により開
閉制御される状態とする。
記憶が完了すると図6におけるスイッチング素子70を
定常状態に戻し、上述のごとく電源制御部44により開
閉制御される状態とする。
【0084】この状態として再び恒温槽を−30℃から
80℃まで徐々に上昇させて行くと、その時々の温度に
よりバラクターダイオード49のアノードにはメモリ3
6からのデータにもとづき図11に示した制御電圧(T
線)が印加される結果、電圧制御水晶発振器42の発振
周波数は図11のH線のごとく±1ppm内で保持され
るきわめて高精度の水晶発振装置が提供されることとな
ったのである。
80℃まで徐々に上昇させて行くと、その時々の温度に
よりバラクターダイオード49のアノードにはメモリ3
6からのデータにもとづき図11に示した制御電圧(T
線)が印加される結果、電圧制御水晶発振器42の発振
周波数は図11のH線のごとく±1ppm内で保持され
るきわめて高精度の水晶発振装置が提供されることとな
ったのである。
【0085】なお図11におけるL線は上述のような制
御電圧を印加しなかった時の発振周波数変動を示すもの
であって、このL線と本実施形態のH線との比較からも
たとえ5本の直線制御電圧による直線近似であってもそ
の精度がきわめて高いものであることが理解されよう。
御電圧を印加しなかった時の発振周波数変動を示すもの
であって、このL線と本実施形態のH線との比較からも
たとえ5本の直線制御電圧による直線近似であってもそ
の精度がきわめて高いものであることが理解されよう。
【0086】なおメモリ36の各制御電圧設定グループ
の温度検出データは図1の第1のD/A変換部38で直
流電圧に変換され、温度検知部32に伝達され、温度セ
ンサ30からの現時点における検出温度と比較される。
なお温度センサ30は半導体ダイオードを用いているの
で、温度が高くなればなる程その出力電圧は直線的に低
くなるものである。
の温度検出データは図1の第1のD/A変換部38で直
流電圧に変換され、温度検知部32に伝達され、温度セ
ンサ30からの現時点における検出温度と比較される。
なお温度センサ30は半導体ダイオードを用いているの
で、温度が高くなればなる程その出力電圧は直線的に低
くなるものである。
【0087】そしてこの温度比較により第1のD/A変
換部38からの電圧の方が高ければメモリ36の次の制
御電圧設定グループのデータ読取りへとシーケンスが実
行される。
換部38からの電圧の方が高ければメモリ36の次の制
御電圧設定グループのデータ読取りへとシーケンスが実
行される。
【0088】そしてその繰り返しにより第1のD/A変
換部38の直流電圧よりも温度センサ30からの直流電
圧が高くなると、メモリ36におけるその制御電圧設定
グループの傾斜設定データとオフセット電圧データが読
み出されることとなる。この内傾斜設定データが上述の
ごとく図5の増幅部31の極性反転回路33と可変減衰
器34に供給されることとなる。またオフセット電圧デ
ータは第2のD/A変換部37を介して上述のごとく図
5のオフセット調整回路100と、増幅回路35内の増
幅回路53へと供給されることとなる。
換部38の直流電圧よりも温度センサ30からの直流電
圧が高くなると、メモリ36におけるその制御電圧設定
グループの傾斜設定データとオフセット電圧データが読
み出されることとなる。この内傾斜設定データが上述の
ごとく図5の増幅部31の極性反転回路33と可変減衰
器34に供給されることとなる。またオフセット電圧デ
ータは第2のD/A変換部37を介して上述のごとく図
5のオフセット調整回路100と、増幅回路35内の増
幅回路53へと供給されることとなる。
【0089】以上のごとく本実施形態においては8本以
内の直線制御電圧により直線近似を行うものであるが、
これは電圧制御水晶発振器においては1個ずつ全て図9
に示す制御電圧帯の形状が異なるものではあったことを
確認する内で、それでも8本の直線制御電圧があれば±
1ppmの高精度の制御が実現できることが見出した結
果に基づくものである。
内の直線制御電圧により直線近似を行うものであるが、
これは電圧制御水晶発振器においては1個ずつ全て図9
に示す制御電圧帯の形状が異なるものではあったことを
確認する内で、それでも8本の直線制御電圧があれば±
1ppmの高精度の制御が実現できることが見出した結
果に基づくものである。
【0090】そしてこのことがメモリ36の実稼動制御
電圧設定グループを8グループとすることできることと
なり、大幅なメモリサイズの小型化の達成、およびメモ
リサイズの小型化による制御回路の小型化、簡略化、そ
れにともなう省エネルギー化の達成へと効果を拡大する
ことができたのである。
電圧設定グループを8グループとすることできることと
なり、大幅なメモリサイズの小型化の達成、およびメモ
リサイズの小型化による制御回路の小型化、簡略化、そ
れにともなう省エネルギー化の達成へと効果を拡大する
ことができたのである。
【0091】
【発明の効果】以上のように本発明は、水晶発振器と、
この水晶発振器に電気的に接続された周波数調整素子
と、この周波数調整素子に印加する電圧を制御する制御
回路とを備え、前記制御回路は、温度センサと、この温
度センサに電気的に接続された温度検知部と、この温度
検知部に電気的に接続されたメモリと、このメモリおよ
び前記温度センサが電気的に接続された増幅部と、前記
メモリと温度検知部との間に電気的に介在させた第1の
D/A変換部と、前記メモリと増幅部との間に電気的に
介在させた第2のD/A変換部とを有し、前記増幅部
は、前記温度センサに接続された極性反転回路と、この
極性反転回路に順に接続された可変減衰器とオフセット
調整回路と増幅回路により構成され、前記メモリは、実
稼動する8個以下の制御電圧設定グループを持ち、各制
御電圧設定グループは、温度検出データと増幅度設定デ
ータとオフセット電圧データを記憶している構成とした
ものである。
この水晶発振器に電気的に接続された周波数調整素子
と、この周波数調整素子に印加する電圧を制御する制御
回路とを備え、前記制御回路は、温度センサと、この温
度センサに電気的に接続された温度検知部と、この温度
検知部に電気的に接続されたメモリと、このメモリおよ
び前記温度センサが電気的に接続された増幅部と、前記
メモリと温度検知部との間に電気的に介在させた第1の
D/A変換部と、前記メモリと増幅部との間に電気的に
介在させた第2のD/A変換部とを有し、前記増幅部
は、前記温度センサに接続された極性反転回路と、この
極性反転回路に順に接続された可変減衰器とオフセット
調整回路と増幅回路により構成され、前記メモリは、実
稼動する8個以下の制御電圧設定グループを持ち、各制
御電圧設定グループは、温度検出データと増幅度設定デ
ータとオフセット電圧データを記憶している構成とした
ものである。
【0092】そして以上の構成とすると、メモリは、温
度検出データと増幅度設定データとオフセット電圧デー
タを一つの制御電圧設定グループとするものを、実稼動
するものとして8個以下有するものとなるので、メモリ
容量が小さく、また実稼動する制御電圧設定グループが
8個以下のメモリの制御回路としても構成が簡単で小型
化しやすく、これらの結果としてメモリと制御回路を有
する半導体集積回路を小型化しやすくなるのである。
度検出データと増幅度設定データとオフセット電圧デー
タを一つの制御電圧設定グループとするものを、実稼動
するものとして8個以下有するものとなるので、メモリ
容量が小さく、また実稼動する制御電圧設定グループが
8個以下のメモリの制御回路としても構成が簡単で小型
化しやすく、これらの結果としてメモリと制御回路を有
する半導体集積回路を小型化しやすくなるのである。
【0093】またその様にメモリ容量が小さくしかも制
御回路も簡単なものであれば、その消費電力も小さくし
やすいなるのである。さらに増幅部においては極性反転
回路で極性が設定され、次に可変減衰器で傾斜が設定さ
れた制御電圧がオフセット調整回路でオフセット調整が
行われた後に増幅回路で増幅され、周波数調整素子に印
加されることとなるので、周波数調整精度の高いものと
なる。
御回路も簡単なものであれば、その消費電力も小さくし
やすいなるのである。さらに増幅部においては極性反転
回路で極性が設定され、次に可変減衰器で傾斜が設定さ
れた制御電圧がオフセット調整回路でオフセット調整が
行われた後に増幅回路で増幅され、周波数調整素子に印
加されることとなるので、周波数調整精度の高いものと
なる。
【0094】また、増幅度設定データとオフセット電圧
データが変更されるとき、制御電圧の急峻な変化が発生
するが、変位緩衝手段により徐々に電圧を変化させるの
で、動作の安定性が高いものとなる。
データが変更されるとき、制御電圧の急峻な変化が発生
するが、変位緩衝手段により徐々に電圧を変化させるの
で、動作の安定性が高いものとなる。
【図1】本発明の一実施形態の水晶発振装置のブロック
図
図
【図2】図1の水晶発振装置を使用した携帯電話のブロ
ック図
ック図
【図3】図1の水晶発振装置で用いたTCXOの分解斜
視図
視図
【図4】図1の水晶発振装置で用いた電圧制御水晶発振
器のブロック図
器のブロック図
【図5】図1の水晶発振装置で用いた増幅部の回路図
【図6】図1の水晶発振装置で用いた加算器と変位緩衝
手段とサンプルホールド回路の回路図
手段とサンプルホールド回路の回路図
【図7】図1の水晶発振装置の要部の動作状態を示すタ
イムチャート
イムチャート
【図8】図6の変位緩衝手段の入力電圧とサンプルホー
ルド回路の出力電圧を示す図
ルド回路の出力電圧を示す図
【図9】図1の水晶発振装置で用いたメモリのメモリマ
ップを示す図
ップを示す図
【図10】図1の水晶発振装置で用いた電圧制御水晶発
振器のバラクターダイオードに印加する制御電圧を示す
図
振器のバラクターダイオードに印加する制御電圧を示す
図
【図11】図1の水晶発振装置で用いた電圧制御水晶発
振器のバラクターダイオードに印加する電圧と発振周波
数を示した図
振器のバラクターダイオードに印加する電圧と発振周波
数を示した図
24 水晶振動子 30 温度センサ 31 増幅部 32 温度検知部 33 極性反転回路 34 可変減衰器 35 増幅回路 36 メモリ 37 第2のD/A変換部 38 第1のD/A変換部 41 サンプルホールド回路 42 電圧制御水晶発振器 100 オフセット調整回路 101 変位緩衝手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水越 隆司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (22)
- 【請求項1】 水晶発振器と、この水晶発振器に電気的
に接続された周波数調整素子と、この周波数調整素子に
印加する電圧を制御する制御回路とを備え、前記制御回
路は、温度センサと、この温度センサに電気的に接続さ
れた温度検知部と、この温度検知部に電気的に接続され
たメモリと、このメモリおよび前記温度センサが電気的
に接続された増幅部と、前記メモリと温度検知部との間
に電気的に介在させた第1のディジタル・アナログ変換
部(以下D/A変換部と称す)と、前記メモリと増幅部
との間に電気的に介在させた第2のディジタル・アナロ
グ変換部(以下D/A変換部と称す)とを有し、前記増
幅部は、前記温度センサに接続された極性反転回路と、
この極性反転回路に順に接続された可変減衰器とオフセ
ット調整回路と増幅回路により構成され、前記メモリ
は、実稼動する8個以下の制御電圧設定グループを持
ち、各制御電圧設定グループは、温度検出データと増幅
度設定データとオフセット電圧データを記憶しており、
前記周波数調整素子と増幅部との間にサンプルホールド
回路を介在させ、このサンプルホールド回路と増幅部の
間に変位緩衝手段を介在させた水晶発振装置。 - 【請求項2】 前記変位緩衝手段とは、ある制御電圧設
定グループの制御電圧と次の制御電圧設定グループの制
御電圧とのつながりをなめらかにするように構成された
請求項1記載の水晶発振装置。 - 【請求項3】 前記変位緩衝手段とは直列接続された複
数のスイッチと複数のコンデンサにより構成された請求
項1記載の水晶発振装置。 - 【請求項4】 前記複数のスイッチを選択的に閉成する
請求項2に記載の水晶発振装置。 - 【請求項5】 前記複数のスイッチの閉成周期を同一と
した請求項3に記載の水晶発振装置。 - 【請求項6】 前記複数のスイッチは動作初期におい
て、同時に閉成する請求項3〜5のいずれかに記載の水
晶発振装置。 - 【請求項7】 前記複数のスイッチは動作中期におい
て、同時に閉成する請求項3〜5のいずれかに記載の水
晶発振装置。 - 【請求項8】 前記複数のコンデンサにおいて、前段の
コンデンサの容量が、後段のコンデンサの容量よりも小
さくした請求項3〜7のいずれかに記載の水晶発振装
置。 - 【請求項9】 前記変位緩衝手段とは直列接続された複
数の抵抗と複数のコンデンサにより構成された請求項1
に記載の水晶発振装置。 - 【請求項10】 前記複数のコンデンサにおいて、前段
のコンデンサの容量が後段のコンデンサの容量よりも大
きくした請求項9に記載の水晶発振装置。 - 【請求項11】 増幅部と第1、第2のD/A変換部と
温度検出部とメモリの少なくとも一つは間欠動作を行わ
せることを特徴とする請求項1に記載の水晶発振装置。 - 【請求項12】 増幅部と第1、第2のD/A変換部と
温度検出部の少なくとも一つの間欠動作における休止時
間は、メモリの間欠動作における休止時間よりも短くし
た請求項11に記載の水晶発振装置。 - 【請求項13】 周波数調整素子と増幅部との間にサン
プルホールド回路を介在させた請求項11または12に
記載の水晶発振装置。 - 【請求項14】 増幅部は、可変減衰器と増幅回路によ
り構成した請求項1に記載の水晶発振装置。 - 【請求項15】 可変減衰器における下位の出力レベル
を0より高い電圧に設定した請求項14に記載の水晶発
振装置。 - 【請求項16】 第1、第2のD/A変換部は、可変減
衰器により構成した請求項1に記載の水晶発振装置。 - 【請求項17】 可変減衰器における下位の出力レベル
を0より高い電圧に設定した請求項16に記載の水晶発
振装置。 - 【請求項18】 周波数調整素子は、複数のバラクター
ダイオードにより構成し、これらのバラクターダイオー
ドは水晶発振器の入力側と出力側に電気的に接続した請
求項1に記載の水晶発振装置。 - 【請求項19】 入力側のバラクターダイオードの容量
は、出力側のバラクターダイオードの容量と等しいかそ
れ以上とした請求項18に記載の水晶発振装置。 - 【請求項20】 水晶発振器の入、出力側に電気的に接
続するバラクターダイオードの数は、水晶発振器の発振
周波数に応じて選択される構成とした請求項18に記載
の水晶発振装置。 - 【請求項21】 増幅部と周波数調整素子との間に開路
用スイッチを設けるとともに、この開路用スイッチと周
波数調整素子との間に外部電圧入力端子を電気的に接続
した請求項1に記載の水晶発振装置。 - 【請求項22】 水晶発振器と、この水晶発振器に電気
的に接続された周波数調整素子と、この周波数調整素子
に印加する電圧を制御する制御回路とを備え、前記制御
回路は、温度センサと、この温度センサに電気的に接続
された温度検知部と、この温度検知部に電気的に接続さ
れたメモリと、このメモリおよび前記温度センサが電気
的に接続された増幅部と、前記メモリと温度検知部との
間に電気的に介在させた第1のD/A変換部と、前記メ
モリと増幅部との間に電気的に介在させた第2のD/A
変換部とを有し、前記増幅部は、前記温度センサに接続
された極性反転回路と、この極性反転回路に順に接続さ
れた可変減衰器と増幅回路により構成され、前記メモリ
は、実稼動する8個以下の制御電圧設定グループを持
ち、前記周波数調整素子と増幅部との間にサンプルホー
ルド回路を介在させ、このサンプルホールド回路と増幅
部の間に変位緩衝手段を介在させた水晶発振装置におい
て、増幅部と変位緩衝手段間を開路状態とし、変位緩衝
手段を構成する複数のスイッチについても開路状態とし
た状態で、水晶発振装置を恒温槽に入れ、次にこの恒温
槽の温度を、低温から高温まで可変し、この可変される
温度内の所定温度ごとに前記周波数調整素子に制御電圧
を印加することにより水晶発振器の発振周波数が所定の
誤差内に納まる上下の制御電圧幅を検出し、この検出に
より求められた前記低温から高温までの制御電圧帯内に
納まる様に、前記低温から高温までを8本以内の直線で
結び、この8本以内の各直線と温度センサの同低温から
高温までの検出出力とから算出されるデータを、各直線
に対応する温度検出データ、増幅度設定データ、オフセ
ット電圧データとして、メモリに記憶させる水晶発振装
置の調整方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8293513A JPH10145139A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 水晶発振装置とその調整方法 |
US08/964,678 US5874864A (en) | 1996-11-06 | 1997-11-05 | Crystal oscillating device and method of adjusting said crystal oscillating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8293513A JPH10145139A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 水晶発振装置とその調整方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10145139A true JPH10145139A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=17795718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8293513A Pending JPH10145139A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 水晶発振装置とその調整方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5874864A (ja) |
JP (1) | JPH10145139A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012227665A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Seiko Epson Corp | 温度補償型発振器、電子機器 |
CN111696971A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-22 | 成都恒晶科技有限公司 | 一种用于晶振控制的数模混合ic |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3358619B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2002-12-24 | セイコーエプソン株式会社 | 温度補償型発振器、温度補償型発振器の制御方法及び無線通信装置 |
GB2360404B (en) * | 2000-03-17 | 2004-03-10 | Ericsson Telefon Ab L M | Electronic circuit |
US8423193B2 (en) * | 2003-08-20 | 2013-04-16 | Watlow Electric Manufacturing Company | Variable wattage control system |
EP1745543A1 (en) * | 2004-04-13 | 2007-01-24 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A circuit and method for controlling an oscillation loop |
WO2009023019A1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Nanoamp Solutions, Inc. (Cayman) | Crystal oscillator frequency tuning circuit |
US7639092B2 (en) * | 2007-08-10 | 2009-12-29 | Nanoamp Solutions Inc. (Cayman) | Crystal oscillator frequency tuning circuit |
US7925463B2 (en) * | 2008-02-01 | 2011-04-12 | Broadcom Corporation | Method and system for compensating temperature readings from a temperature sensing crystal integrated circuit |
JP5787068B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2015-09-30 | セイコーエプソン株式会社 | 温度補償型発振回路、電子機器 |
WO2013084411A1 (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 発振器およびicチップ |
US8643444B2 (en) * | 2012-06-04 | 2014-02-04 | Broadcom Corporation | Common reference crystal systems |
EP3340467B1 (en) * | 2016-12-22 | 2022-10-05 | NXP USA, Inc. | Digitally controlled oscillator with temperature compensation |
JP7190331B2 (ja) * | 2018-11-05 | 2022-12-15 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 温度補償電圧生成回路、発振モジュール、及び、システム |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0744836A3 (en) * | 1995-05-25 | 1998-03-25 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Temperature compensated crystal oscillator |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP8293513A patent/JPH10145139A/ja active Pending
-
1997
- 1997-11-05 US US08/964,678 patent/US5874864A/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012227665A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Seiko Epson Corp | 温度補償型発振器、電子機器 |
CN111696971A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-22 | 成都恒晶科技有限公司 | 一种用于晶振控制的数模混合ic |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5874864A (en) | 1999-02-23 |
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