JPH02141026A - デジタル温度補償発振器の消費電力低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する分野） 本発明はデジタルコード化した温度情報を基づいて温度
変化による発振周波数の変動を補償するようにしたデジ
タル温度補償発振器に関し、特にデジタル信号処理に伴
う電流消費を極力低減するだめのデジタル温度補償回路
の制御方法に関する。

（従来技術） 温度変化に対する発振周波数の変動を抑えて常に安定し
た出力を得るための手段として１周囲温度情報をデジタ
ル（ｇ号化し、この信号によって各温度に対応して出力
すべき制御電圧コードを記憶したメモリ装置から読出し
、該ｖ制御電圧コードに基づいて電圧制御発振器に供給
する制御電圧を作出するように構成したデジタル温度補
償発振器が存している。このデジタル温度補償発振器は
正確さ及び量産適応性の点などから注目されている。

第２図は従来のデジタル温度補償発振器の一構成例とそ
の制御例を説明するブロック図である。

尚、電圧制御型発振器としては、水晶発振器を用いたも
の（ＶＣＸＯ）が一般に使用されているので、以ト’、
ＶＣＸＯを用いたものを中心に説明するが１本発明はこ
の例に限定される必要はない。

第２図において符りＩは温度に対応して敏感に発振周波
数が変化する温度センサとしての発振器であり、例えば
常ｆＡ（２５℃）にて４０　Ｋ　ＩＩ　ｙ−１１度当り
２０ｐｐｍ　（Ｉｐｐｍは百万分の−）の割合で発振周
波数が変化する。

このセンサ発４Ｈ器ｌの出力は分周器２により低周期の
パルス波形とされて、周波数カウンタ３のゲート回路を
制御する。

また、この周波数カウンタ３には補償しようとする電圧
制御水品発娠器（ＶＣＸＯ）４の出力が第２の分周２３
５によって分周されて人力されており、　Ｆｊ記ゲート
回路を通過するＶＣＸＯ４の分周信号のパルス数を計数
する。

この場合、温度センサ発振器ｌの出力周波数は温度の変
化により変動するため１周Ｉｊｔ数カウンタ３において
計測されるＶＣＸＯ４からの信号パルス数が温度により
変動してこのパルス数がその時点の温度を表す情報とし
て抽出される。

そこで、この周波数カウンタ３にて計数した結果に基づ
いて次のアドレスレジスタ６において所定ビットのデジ
タル信号を作出し、これをアドレス信号として出力すべ
き補償電圧コートを記憶したＲＯＭ７に入力する。

ｒ＜　ＯＭ　７にアドレス信号が人力されると、各々の
アドレスに記憶されたデジタル信号が出力されこれがＤ
／Ａコンバータ８によって直流電圧に変換されて、前記
ＶＣＸＯ４の制御電圧として印加される。

この例ではＶＣＸＯ４の出力周波数をセンサ発振器１の
出力パルスによって計数して温度情報を得る場合を示し
たが１両者の発振周波数或は人々の分周比を変更するこ
とによって１周波数カウンタ３にて計数する場合のゲー
ト制御信号と基準パルスとの関係を、１．肥料と逆にし
たものも実用化されている９ ところでこのようなデジタル温度補償発振器においては
、ある所定周期にて温度測定、即ち周波数計数動作を行
なっているが、一般にデジタル信号処理においてはクロ
ック周波数に応じて比較的多くの電流を要し、前記温度
補償動作の都度所要の電流が消費される。

このような発振器を小型携帯機器に用いる場合、内蔵す
るバッテリー容量と使用時間との兼ね合いからいかにし
てその消費電流を小さくするかが大きな課題である。

（発明の目的） 本発明は上記に鑑みてなされたものであり、デジタル温
度補償発振器の消費電流を低減するための・方法を提供
するもので、従来、温度変化に関係なく−・定周期で周
波数計数を行なっていたことによる消費電流増加を防止
し、必要最小限の電力消費に抑えたデジタル補償発振器
を提供することを目的としている。

（発明の概要） 」−２目的を達成するため本発明は、デジタル温度補償
発振器において、補償のために温度情報を抽出する毎に
前回または数回前からの温度変状況を記憶しておき、今
回の結果と比較して温度変化が無い場合は補償型ＩＩ−
の更新を行なわず、かつ次回の温度補償動作までのイン
ターバルを長くするように制御する。

更に、必要によっては、温度変化が大きい場合は補償イ
ンターバルを逆に垢くすることもできる。

このように本５？！　ＩＷＪでは、温度変化状況に応じ
て補償動作インターバル時間を制御することによって消
費電力を低減すると同時に、補償精度の向トを図ること
を特徴としている。

（実施例） 以゛ド本発明のデジタル温度補償発振器の消費電力低減
方法について添付図面に示した実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、第
２図と同一部分は同一・符号で表し重複した説明は省略
する。

この図において、符号１から８までは第２図と同様に夫
々温度センサ発振器、分周器１周波数カウンタ、ｖｃｘ
ｏ、アドレスレジスタ、ＲＯＭ及びＤ／Ａコンバータで
ある。

この実施例では１・、記ブロックの他にコントローラ９
と第３の分周器ＩＯを設け、このコントローラ９によっ
て温度変化状況を検出してその結果によって周波数計数
の繰返し周期あるいはインターバルを制御するようにし
ている。

このコントローラ９には、　ｎｉｉ記第１の分周器２の
信号パルス１〕、を分周器ｌＯによって更に分周した信
号！〕、と、周波数カウンタ３からの計数結果のデジタ
ル信号１）、とアドレスレジスタ６の出力Ｐ４とを人力
し、これらの信号に基づいて作出した信号Ｐ６を周波数
カウンタ３とアドレスレジスタ６とＲＯＭ　７と第２の
分周器５とにそれぞれ（ｊえている。

以上の構成において動作を説明する。

温度によって変化する温度センサ発振器ｌの出力は分周
器２によってＯ，ｌ５ｅｃ毎に０．０Ｉｓｅｃのパルス
幅をもつパルスＰ１とされ周波数カウンタ３に人力され
る。このパルスＰ、は同時に第３の分周器１０によって
１．６ｓｅｃ周期のパルス■）ｌｌとされてコントロー
ラ９にも供給されている。

周波数カウンタ３ＬｍＬｔＶＣＸＯ４（７）１２．８Ｍ
Ｈｚの発振出力が第２の分周器５により６．４ＭＨｚと
なって人力され、この信号は萌記分周器２からのパルス
Ｐ＋をゲートパルスとして周波数が計数され、その計数
値はアドレスレジスタ６においてアドレス信号に変換さ
れたのち、ＲＯＭ７に人力される。

このとき次の計数が行なわれるまでアドレスレジスタ６
には最新のアドレス値が記憶される。

ＲＯＭ　７では各アドレス値に対応して補償コードがメ
モリされており、この補償コードは各温度に対応してＶ
ＣＸＯ４に与えるべき制御電圧を表わしており、ＤΔコ
ンバータ８によって直流電圧とされる。

このようにして作出された直流電圧はｖｃｘ。

４に周波数制御電圧として印加され、この制御により得
られたＶＣＸＯ４の信号が発振出力とじて必要な装置に
与太らねる。

以ｌ・の制御は、第１の分周器２の出力パルス［〕、の
周期０．１ｓｅｃ毎に行なわれるが、その度に周波数カ
ウンタ３．アドレスレジスタ６、　ＲＯＭ　７及びＤ／
Ａコンバータ８が作動し、この動作にイ↑って比較的大
電流が消費される。

そこで本発明ではコントローラ９を以下のよう！、″機
能させることによって消費電流を低減するようにしてい
る。

コントローラ９には分周器２の出力Ｐ、が第３の分周器
１０によって更に分周されて１．６ｓｅｃの周期パルス
Ｉ）よとなり印加されているが、まず、先の０．１ｓｅ
ｃ周期による周波数計数結果をアドレスレジスタ６に記
憶された前回（一つ前）の計数結果と比較する。

この比較はコントローラ９において、これに入力する信
号Ｐ、（合同計測結果）とＰ４　（前回４測結果）とを
比較することによって行ない、両者が異なる場合は、温
度変化があったものとして。

次の周波数計測をパルスＰ１に基き０．１ｓｅｃ後に行
ない、同様に一つ１１１１の計測結果と比較しその変化
を検出する。

このように温度変化が検出される間はＯ，ｌ５ｅｃ毎に
補償動作を行ない、順次更新したアドレスコードに基い
た制御電圧をＶＣＸＯ４に供給する。

次に、温度変化がない場合は、一つ前の計測結果と合同
の結果とが同一となるので、このときはアドレスレジス
タ６の内容の更新とＲＯＭ７へのアクセスは行なわず、
またその後も急激な温度変化もないものとみなして、直
ちにコントローラ９からパルスＰ、（ディセーブル信号
）を出力して周波数カウンタ３１分周器５．アドレスレ
ジスタ６及びＲＯＭ　７の動作を停Ｗする。

この間、　Ｉ）　／　Ａコンバータ８による補償コード
は、ディセーブル信号が出力される直前のものに固定さ
れるので、ＶＣＸＯ４への制御電圧はその時の値に固定
されたものとなる。

また、同時にコントローラ９では１．８ｓｅｃ周期パル
スＰ８が入力すると、前記ディセーブルパルスＰ１を解
除し、再び計数動作を開始し、同様にしてこれにより得
た結果と前回の計数結果を比較し両者に違いがあれば、
このときの計数値をアドレスとしてアドレスレジスタの
更新を行ない、次の計数動作をＰ　＋パルスによりＯ，
１ｓｅｃ後に行なう０次の計測の結果両者が同一の場合
は、再度コントローラ９からディセーブルパルスＰ、を
出力する。

このようにして、温度変化が検出されない場合に周期１
．６ｓｅｃ毎に計数動作を行なえば不要な計数動作を省
略して大幅に消費電流を低減することができる。

以上の例では温度変化が無い場合に次の補償動作を１．
６ｓｅｃ後と固定的なインク−パルとしたが、本発明で
はこれに限らず各種変形が可能である。

例えば、１．６ｓｅｃのインターバルによる過去数回の
補償動作の結果いずれも温度変化が検出されなかった場
合、更にインターバルを長くすることによって、より一
層消費電力を低減することもできる。

このためには、温度変化が認められなかった回数をメモ
リしておき、これが予め定めた回数を越えると次の補償
動作までのインターバルを前記信号Ｐ２を史に２分周し
て３．２ｓｅｃ周期のｒ′２なるパルスを作出して、こ
のクイミングに従って行なう。

史に変形する例としては、一つ１ｊ１１の温度計測結果
と今回の結果との比較において、大きな温度変化が認め
られた場合、次回までのインターバルを逆にＯ，Ｉｓｅ
＜：より短くすることもできる。

この方法によれば、急激な温度変化に追従して、より精
度の高い補償が６■能である。

なお、１記実施例にて示した各数値は・例であり、これ
に限定されることはなく、インターバルタイム０．１ｓ
ｅｃ、１．６ｓｅｃ等はこれら発振器が使用される周囲
環境に応じて任、ａ：に変更すればよく、またｖｃｘｏ
に限らず電圧制御型発振器あるいはこれに類似したもの
に広く適用できる。

また、コントローラ９内のメモリ？１つ増設し、各メモ
リによって夫々１回前と、２回が１の計数値を記憶させ
ておき、これら前２回の計数値を今回の計数値と比較し
、王者が　致したときには次の計測までのインターバル
を長くシ、前２回のＪ）数値と今回の計数値とが一致し
ない場合には次の計測までのインターバルを短くするよ
うに構成してもよい。或はまたメモリを２個、３５！１
と増設して３回ｍ１．４回ｍｊの計測値と今回の計測と
を比較するようにしてもよい。

（）Ｒ１明の効果） 本発明は以上の説明から明らかなように、デジ１タル温
度補償発振器において、温度変化が無い期間の補償動作
を極力少なくしたので、７ａ流消費を大幅に少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は従来のデジタル温度補償発振器を示すブロック
図である。 符号１・・・温度センサ発振器、２．５及びＩＯ・・・
分周器、３・・・周波数カウンタ、４・・・■ｃＸＯ１
６・・・アドレスレジスタ、７・・・１１０Ｍ、８・・
・■）Δコンバータ、９・・・コントローラ特許出願人
　東洋通信機株式会社 代理人　弁　理　士　鈴　木　　均 第２図 平叙、＝：ｆ由正ｆ’！、７Ｆ（７Ｊ幻：Ｓ 事件の表示 昭和６３年特許願第２９４２４０号 発明の名称 デジタル温度補償発振器の消費電力低減方法補正をする
者 ・１ｆ件との関係　特許出願人 名　称　東洋通信機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）温度により発振周波数が変化する温度センサ発振
   器と、電圧により発振周波数を制御する電圧制御発振器
   と、これら２つの発振器のいずれか一方の出力により制
   御されたゲート回路によって他方の発振器出力周波数を
   計数する周波数計数回路と、この計数結果に基いて前記
   電圧制御発振器に供給する制御電圧を作出するデジタル
   温度補償発振器において、 前記周波数計数結果の前回分と今回分との変化量によっ
   て次回の周波数計数インターバル時間を制御したことを
   特徴とするデジタル温度補償発振器の消費電力低減方法
   。