JPS60815B2 - 同調回路の温度安定化装置 - Google Patents
同調回路の温度安定化装置Info
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- JPS60815B2 JPS60815B2 JP51154351A JP15435176A JPS60815B2 JP S60815 B2 JPS60815 B2 JP S60815B2 JP 51154351 A JP51154351 A JP 51154351A JP 15435176 A JP15435176 A JP 15435176A JP S60815 B2 JPS60815 B2 JP S60815B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
-
- 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
- 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
- H03B5/326—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator the resonator being an acoustic wave device, e.g. SAW or BAW device
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は温度補償同調回路に関し、特に、２次の周波数
対温度特性を有する同調回路の温度補償装置に関する。
対温度特性を有する同調回路の温度補償装置に関する。
発振器等の同調回路を、その熱ドリフト特性を安定化さ
せるために温度補償すべきことは既知である。一般的な
発振器は、２次の熱誘起周波数ドリフト特性を有する同
調素子を含んでいる。表面音響波（ＳＡＷ）装置、なら
びに多種類の結晶（例えば、ＣＴ、ＤＴ、ＮＴ、＃Ｓ。
ＸおよびＢＴ型）は、いずれもこの２次特性を示す。２
次特性型発振器を温度補償するための従来の提案は満足
すべきものではない。
せるために温度補償すべきことは既知である。一般的な
発振器は、２次の熱誘起周波数ドリフト特性を有する同
調素子を含んでいる。表面音響波（ＳＡＷ）装置、なら
びに多種類の結晶（例えば、ＣＴ、ＤＴ、ＮＴ、＃Ｓ。
ＸおよびＢＴ型）は、いずれもこの２次特性を示す。２
次特性型発振器を温度補償するための従来の提案は満足
すべきものではない。
最も普通に使用される補償装置では複雑なスイッチ回路
でバラクタダイオードを横切る種々の制御電圧を予定プ
ログラムに応じて切換え、これらのダイオードは回路内
で発振器に接続されてその周波数を制御する。２次特性
を補償するための、その「短祝日状Ｊ近似は、大ざっぱ
なもので高い温度安定度を提供しない。
でバラクタダイオードを横切る種々の制御電圧を予定プ
ログラムに応じて切換え、これらのダイオードは回路内
で発振器に接続されてその周波数を制御する。２次特性
を補償するための、その「短祝日状Ｊ近似は、大ざっぱ
なもので高い温度安定度を提供しない。
本発明の目的は、したがって、同調素子の温度ドリフト
特性を精密に補償する装置を提供することである。
特性を精密に補償する装置を提供することである。
すなわち、本発明によれば、温度に対し２次の周波数ド
リフト特性を有し、且つリアクタンス手段により同調し
得る同調回路の温度安定化装置が得られる。
リフト特性を有し、且つリアクタンス手段により同調し
得る同調回路の温度安定化装置が得られる。
この装置は、同調回路に結合され印加制御信号に対し予
定された関係を持ったりアクタンス特性を有する可変リ
アクタンスを含む。この可変リアクタンスは両端に一定
電圧が印加される２個の直列接続されたバラクタタ「ィ
オードを具え、それぞれのダイオードの特性は、印加制
御電圧に対するバラクタ容量に関連する係数を６とした
ときに、６＞１なる関係を満足する。温度感知信号源で
制御電圧を可変リアクタンスに供給する。この信号源は
、可変リアクタンスの値が温度に関し連続的で正確な２
次関数となるように温度に依存する。したがって、同調
回路の熱誘起周波数ドリフトは、本発明装置による対応
温度依存変化によりほぼ完全に補償される。以下、本発
明を図面について説明する。
定された関係を持ったりアクタンス特性を有する可変リ
アクタンスを含む。この可変リアクタンスは両端に一定
電圧が印加される２個の直列接続されたバラクタタ「ィ
オードを具え、それぞれのダイオードの特性は、印加制
御電圧に対するバラクタ容量に関連する係数を６とした
ときに、６＞１なる関係を満足する。温度感知信号源で
制御電圧を可変リアクタンスに供給する。この信号源は
、可変リアクタンスの値が温度に関し連続的で正確な２
次関数となるように温度に依存する。したがって、同調
回路の熱誘起周波数ドリフトは、本発明装置による対応
温度依存変化によりほぼ完全に補償される。以下、本発
明を図面について説明する。
第１図は多くの同調周波数素子の２次の周波数対温度特
性を示すものである。
性を示すものである。
特に、この特性はＳＴクオーッ層上にメッキされた入出
力変換器を具えるＳＡＷデバイスにもあてはまる。この
デバイスは、最大伝達と零度の位相シフトとを同時に生
じさせるような印加信号の周波数が１つだけ存在するよ
うに構成されている。このデバイスの温度依存周波数特
性は次式で与えられる。ｆ＝ｆｏ〔１−Ｋ′（Ｔ−Ｔｏ
）２〕 ここに、 ｆ＝周波数、 ｆｏ＝ターンオーバー周波数における周波数、Ｔ〒温度
、Ｔｏ＝ターンオーバー温度、 Ｋ′＝３×１ぴ／（００）２ 。
力変換器を具えるＳＡＷデバイスにもあてはまる。この
デバイスは、最大伝達と零度の位相シフトとを同時に生
じさせるような印加信号の周波数が１つだけ存在するよ
うに構成されている。このデバイスの温度依存周波数特
性は次式で与えられる。ｆ＝ｆｏ〔１−Ｋ′（Ｔ−Ｔｏ
）２〕 ここに、 ｆ＝周波数、 ｆｏ＝ターンオーバー周波数における周波数、Ｔ〒温度
、Ｔｏ＝ターンオーバー温度、 Ｋ′＝３×１ぴ／（００）２ 。
周波数ターンオーバー点は層の結晶角の関数であり特定
温度範囲にわたり最適特性とするようにシフトすること
ができる。
温度範囲にわたり最適特性とするようにシフトすること
ができる。
この温度特性は多くの低周波数クオーッバルク波共振器
における典型的なものである。例えば、ＣＴ、ＤＴ、Ｎ
Ｔ、およびＢＴクオーッ結晶は全てこの一般的な２次特
性を呈する。２次特性を有するデバイスを使用した発振
器を温度補償するためには２次の容量対温度特性を生じ
させる必要があり、この特性における最大容量がＳＡＷ
デバイスのターンオーバー温度で得られるようにしなけ
ればならない。
における典型的なものである。例えば、ＣＴ、ＤＴ、Ｎ
Ｔ、およびＢＴクオーッ結晶は全てこの一般的な２次特
性を呈する。２次特性を有するデバイスを使用した発振
器を温度補償するためには２次の容量対温度特性を生じ
させる必要があり、この特性における最大容量がＳＡＷ
デバイスのターンオーバー温度で得られるようにしなけ
ればならない。
変化する容量性ＩＪァクタンスは、その場合に発振器と
結合されてその同調を阻害し、しかもそれによって２次
特性の同調素子のドリフトを補償する。第２図は２次の
容量対温度特性を生じさせるための補償装置の好適実施
例を示すものである。
結合されてその同調を阻害し、しかもそれによって２次
特性の同調素子のドリフトを補償する。第２図は２次の
容量対温度特性を生じさせるための補償装置の好適実施
例を示すものである。
この装置は一対の直列接続された超階段バラクタダィオ
ード１２，１４を具えて共通接点１６および終端点１８
，２０を形成している。バラクタダィオード１２，１４
の容量制御は温度感知電圧源２２によって行う。
ード１２，１４を具えて共通接点１６および終端点１８
，２０を形成している。バラクタダィオード１２，１４
の容量制御は温度感知電圧源２２によって行う。
この電圧源２２はトランジスタ２４、バイアス抵抗２６
，２８「ェミッタ抵抗３０およびコレクタ抵抗３２を含
む。トランジスタ２４のコレクタは、ラジオ周波の分離
するためのシャントコンデンサ３４および直列抵抗を介
してダイオード１２，１４の共通接合１６に結合する。
同様に、電源電圧Ｖｓはコンデンサ３８および抵抗４０
を含むラジオ周波分離回路を経て直列ダイオード１２，
１４の一端１８に供給する。第３図を参照して補償装置
の作動を説明する。
，２８「ェミッタ抵抗３０およびコレクタ抵抗３２を含
む。トランジスタ２４のコレクタは、ラジオ周波の分離
するためのシャントコンデンサ３４および直列抵抗を介
してダイオード１２，１４の共通接合１６に結合する。
同様に、電源電圧Ｖｓはコンデンサ３８および抵抗４０
を含むラジオ周波分離回路を経て直列ダイオード１２，
１４の一端１８に供給する。第３図を参照して補償装置
の作動を説明する。
温度が上昇すると、トランジスタ２４のベース・ェミツ
タ電圧は直線的に減少し、その勾配はシリコンデバイス
の場合には約２仇Ｖ／ｑＣである。その効果は抵抗３２
の抵坑３川こ対する比だけ増幅されるので、トランジス
タ２４のコレクタにおける出力電圧は負の勾配を有する
線形電圧対温度特性となり、その直線は第３図で符号４
０により示す。線形印加電圧のバラクタダイオード‘こ
対する効果は以下のように理解される。
タ電圧は直線的に減少し、その勾配はシリコンデバイス
の場合には約２仇Ｖ／ｑＣである。その効果は抵抗３２
の抵坑３川こ対する比だけ増幅されるので、トランジス
タ２４のコレクタにおける出力電圧は負の勾配を有する
線形電圧対温度特性となり、その直線は第３図で符号４
０により示す。線形印加電圧のバラクタダイオード‘こ
対する効果は以下のように理解される。
バラクタの作動は次式で示される。Ｃｖ＝Ｃｏ／（Ｖ＋
■）ｉ ここに、 Ｃｖ＝バラクタ容量、 Ｃｏ＝無バイアス時におけるバラクタ容量、Ｖ＝印加制
御電圧、■＝接合薮触電位（典型的にはシリコンデバイ
スで０．７Ｖ）、６＝容量指数。
■）ｉ ここに、 Ｃｖ＝バラクタ容量、 Ｃｏ＝無バイアス時におけるバラクタ容量、Ｖ＝印加制
御電圧、■＝接合薮触電位（典型的にはシリコンデバイ
スで０．７Ｖ）、６＝容量指数。
所要の２次の容量対温度特性を得るためにバラク外ま６
＞１の関係を有するものとする必要がある。
＞１の関係を有するものとする必要がある。
ＳＴクオーッＳＡＷデバイスの厳密な補償のために使用
するバラクタは６＝２のものである。この特性の超階段
バラクタダーィオードはモトローフィンコーポレーテッ
ドが部品番号ＮＮ１４０４として市販している。ダイオ
ード１２，１４の等価直列容量は、印加制御電圧の関数
として次式で示される。
するバラクタは６＝２のものである。この特性の超階段
バラクタダーィオードはモトローフィンコーポレーテッ
ドが部品番号ＮＮ１４０４として市販している。ダイオ
ード１２，１４の等価直列容量は、印加制御電圧の関数
として次式で示される。
０．５Ｃｏ
ＣＴ＝（ｖ。
十の）２十Ｖもここに、
Ｖｏ二１／２Ｖｓ（全供給電圧）、
△Ｖ＝Ｖ−Ｖｏ
６＝２（ただしそれぞれのバラクタについて）。
制御電圧ＶがＶｏに等しければ、２個のバラクタの容量
は等しくＣＴ＝Ｃｖ／２ である。
は等しくＣＴ＝Ｃｖ／２ である。
制御電圧が何れかの方向に変化すると、容量ＣＴは対称
的に減少し、したがって所望の２次特性を生じさせる。
的に減少し、したがって所望の２次特性を生じさせる。
この容量ＣＴは第３図の曲線４２で示される。ＣＴにつ
いての上式を、同調周波数がダイオード１２，１４の全
容量に反比例することを示す周波数関数に代入すると、
補償された発振器の周波数対電圧の関係は次のように表
わされる。ｆ＝ｆｏ〔１十Ｋ″（Ｖ−Ｖｏ）２〕 上式は、第１図におけるＳＴクオーツの温度特性の鏡像
である。
いての上式を、同調周波数がダイオード１２，１４の全
容量に反比例することを示す周波数関数に代入すると、
補償された発振器の周波数対電圧の関係は次のように表
わされる。ｆ＝ｆｏ〔１十Ｋ″（Ｖ−Ｖｏ）２〕 上式は、第１図におけるＳＴクオーツの温度特性の鏡像
である。
したがって、Ｋ′′およびＶｏを適当に調整することに
より、連続的な正しい２次の補償が達成される。第４図
は本発明による温度補償装置を使用した発振器の好適例
を示すものである。
より、連続的な正しい２次の補償が達成される。第４図
は本発明による温度補償装置を使用した発振器の好適例
を示すものである。
この発振器は増幅器５０、ＳＡＷ同調デバイス５２、な
らびにインピーダンス整合回路から成り、この整合回路
はコイル５４，５６、コンヂンサ５８，６０、トリマコ
ンデンサ６２から成る。コンデンサ５８と並列に温度補
償装置１０を接続する。使用時には、温度変化がＳＡＷ
デバイスの２次の周波数ドリフトを譲起するので、温度
補償装置１０の対応する２次の容量変化で発振器の全同
調を一定に保つことが可能となる。１５０机位のＳＡＷ
制御発振器を使用しての実験により、この補償が−４０
ｑ○ないし十７０ｏｏの温度範囲にわたり±４ｐｐｍの
安定性を提供することが認められた。
らびにインピーダンス整合回路から成り、この整合回路
はコイル５４，５６、コンヂンサ５８，６０、トリマコ
ンデンサ６２から成る。コンデンサ５８と並列に温度補
償装置１０を接続する。使用時には、温度変化がＳＡＷ
デバイスの２次の周波数ドリフトを譲起するので、温度
補償装置１０の対応する２次の容量変化で発振器の全同
調を一定に保つことが可能となる。１５０机位のＳＡＷ
制御発振器を使用しての実験により、この補償が−４０
ｑ○ないし十７０ｏｏの温度範囲にわたり±４ｐｐｍの
安定性を提供することが認められた。
補償されない発振器による同一温度範囲の周波数ドリフ
トは１１蛇ｐｍであった。
トは１１蛇ｐｍであった。
第１図は既知の同調素子の２次の周波数対温度特性を示
すグラフ、第２図は本発明温度補償装置を示す回路図、
第３図は本発明の好適実施例の２次のＩＪアクタンス特
性を示すグラフ、そして第４図は温度補償ＳＡＷ制御発
振器全体の賂線図である。 ｌｏ．．．・．．温度補償装置、１２，１４・・…・バ
ラクタコンデンサ、１６…・・・共通接点、２２・…・
〇温度感知電圧源、５２・・・…ＳＡＷ同調デバイス。 ＃工９，Ｚｒ広守，２ ｒ広靭Ｊ 止立山９，４
すグラフ、第２図は本発明温度補償装置を示す回路図、
第３図は本発明の好適実施例の２次のＩＪアクタンス特
性を示すグラフ、そして第４図は温度補償ＳＡＷ制御発
振器全体の賂線図である。 ｌｏ．．．・．．温度補償装置、１２，１４・・…・バ
ラクタコンデンサ、１６…・・・共通接点、２２・…・
〇温度感知電圧源、５２・・・…ＳＡＷ同調デバイス。 ＃工９，Ｚｒ広守，２ ｒ広靭Ｊ 止立山９，４
Claims (1)
- １ 温度に対し２次の周波数ドリフト特性を有し、且つ
リアクタンス手段により同調し得る同調回路の温度安定
化装置において； 両端に一定電圧が印加される２個の
直列接続されたバラクタダイオードより成り、各ダイオ
ードがδを印加制御電圧に対するバラクタ特性に関する
係数としたときにδ＞１なる関係を満足し、前記同調回
路に接続され、前記印加制御電圧に対し予定された関係
を有するリアクタンス特性を生じさせる可変リアクタン
ス手段と； 該可変リアクタンス手段に接続され、該可
変リアクタンス手段のリアクタンスが連続的で正確な温
度の２次関数として予定変化するように感知した温度に
対し直線的に変化する制御信号を出力電圧として発生す
るトランジスタ段により構成され、且つ前記出力信号を
前記直列接続されたバラクタダイオードの共通接点に印
加するように構成した温度感知信号源手段とを具え；
前記同調回路の温度ドリフトが前記可変リアクタンス手
段の対応する温度依存変化によりほぼ補償されるように
構成することを特徴とする温度安定化装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/646,451 US4011526A (en) | 1976-01-05 | 1976-01-05 | Temperature compensated surface acoustic wave oscillator |
| US646451 | 1976-01-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5285401A JPS5285401A (en) | 1977-07-15 |
| JPS60815B2 true JPS60815B2 (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=24593123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51154351A Expired JPS60815B2 (ja) | 1976-01-05 | 1976-12-23 | 同調回路の温度安定化装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4011526A (ja) |
| JP (1) | JPS60815B2 (ja) |
| CA (1) | CA1057828A (ja) |
| DE (1) | DE2700070A1 (ja) |
| GB (1) | GB1526138A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2358051A1 (fr) * | 1976-07-09 | 1978-02-03 | Thomson Csf | Oscillateur a ondes elastiques de surface |
| JPS58172225U (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | シャープ株式会社 | 同調用バリキヤツプの温度補償回路 |
| US4494081A (en) * | 1982-05-24 | 1985-01-15 | Rca Corporation | Variable frequency U. H. F. local oscillator for a television receiver |
| DE3305453A1 (de) * | 1983-02-17 | 1984-08-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Spannungsgesteuerter oszillator |
| US4581592A (en) * | 1983-05-03 | 1986-04-08 | R F Monolithics, Inc. | Saw stabilized oscillator with controlled pull-range |
| JPH0369203A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-25 | Alps Electric Co Ltd | 電圧制御発振器 |
| DE69625734T2 (de) * | 1995-03-15 | 2003-05-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Akustischer Oberflächenwellenfilter |
| US20070096839A1 (en) * | 2005-11-02 | 2007-05-03 | Vern Meissner | Temperature compensation circuit for a surface acoustic wave oscillator |
| WO2018183504A1 (en) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Light field generator devices with opposed saw modulators |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3176244A (en) * | 1961-04-20 | 1965-03-30 | Collins Radio Co | Temperature compensation of quartz crystal by network synthesis means |
| CH512095A (fr) * | 1967-04-29 | 1971-04-30 | Ebauches Sa | Oscillateur à quartz à compensation thermique pour pièce d'horlogerie |
| US3868595A (en) * | 1972-10-30 | 1975-02-25 | Texas Instruments Inc | Rf oscillator frequency control utilizing surface wave delay lines |
| US3821665A (en) * | 1973-06-11 | 1974-06-28 | Motorola Inc | Temperature compensated crystal oscillator |
| US3855548A (en) * | 1973-10-18 | 1974-12-17 | Rockwell International Corp | Ultra high frequency single mode oscillation controlled by a surface acoustic wave crystal |
-
1976
- 1976-01-05 US US05/646,451 patent/US4011526A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-11-22 GB GB48604/76A patent/GB1526138A/en not_active Expired
- 1976-11-24 CA CA266,515A patent/CA1057828A/en not_active Expired
- 1976-12-23 JP JP51154351A patent/JPS60815B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-01-03 DE DE19772700070 patent/DE2700070A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4011526A (en) | 1977-03-08 |
| JPS5285401A (en) | 1977-07-15 |
| CA1057828A (en) | 1979-07-03 |
| DE2700070A1 (de) | 1977-07-14 |
| GB1526138A (en) | 1978-09-27 |
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| JPH0316802B2 (ja) | ||
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