JPH06276020A - Temperature compensated crystal oscillator - Google Patents
Temperature compensated crystal oscillatorInfo
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- JPH06276020A JPH06276020A JP6005233A JP523394A JPH06276020A JP H06276020 A JPH06276020 A JP H06276020A JP 6005233 A JP6005233 A JP 6005233A JP 523394 A JP523394 A JP 523394A JP H06276020 A JPH06276020 A JP H06276020A
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- output voltage
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度補償調整が容易に行え、小型でしかも低
価格、高性能な温度補償水晶発振器を実現すること。
【構成】 制御信号発生手段102〜107が発振周波
数を理想的に温度補償する理想制御曲線に対して複数の
分割された温度区間毎に直線近似した特性から得られる
制御信号を温度検出手段101の出力に基づき発生さ
せ、その制御信号が水晶振動子11を用いた発振手段1
2の制御端子15に印加されることにより温度補償が行
われる。制御信号発生手段は、連続する2つの前記温度
区間に対応した所定の入力電圧範囲において、前半の温
度区間では入力電圧に従って出力電圧がゼロから所定最
大値まで単調に増加した後、後半の温度区間では再びゼ
ロまで単調に減少し、それ以外では出力電圧がゼロとな
る逆V字型の入出力特性を持つ(N+1)個(Nは前記
温度区間数を表す2以上の整数)の電圧関数発生回路1
02〜106と、その出力電圧を全て加算する電圧加算
器107で構成する。
(57) [Abstract] [Purpose] To realize a temperature-compensated crystal oscillator that is compact, low-priced, and high-performance, with easy temperature compensation adjustment. The control signal generators 102 to 107 generate control signals of the temperature detecting means 101 from control characteristics obtained by linearly approximating an ideal control curve for ideally temperature-compensating an oscillation frequency for each of a plurality of divided temperature sections. Oscillation means 1 which is generated based on the output and whose control signal uses the crystal oscillator 11.
The temperature compensation is performed by being applied to the second control terminal 15. In the predetermined input voltage range corresponding to the two continuous temperature sections, the control signal generating means monotonically increases the output voltage from zero to a predetermined maximum value in the first half temperature section and then in the second half temperature section. Then, (N + 1) number of voltage functions (N is an integer of 2 or more representing the number of the temperature intervals) having an inverse V-shaped input / output characteristic in which the output voltage monotonically decreases to zero again and the output voltage becomes zero in other cases. Circuit 1
02 to 106 and a voltage adder 107 that adds all the output voltages thereof.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車電話、
携帯電話、コードレス電話などの移動体通信機器や衛星
通信機器などの周波数基準発振源として用いられる温度
補償水晶発振器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is mainly applied to automobile telephones,
The present invention relates to a temperature-compensated crystal oscillator used as a frequency reference oscillation source for mobile communication devices such as mobile phones and cordless phones and satellite communication devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、自動車電話、携帯電話、コードレ
ス電話などの移動体通信機器や衛星通信機器などの普及
にともなって、それら機器の周波数基準として用いる水
晶発振器の需要が増大している。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of mobile communication devices such as car phones, mobile phones, cordless phones and satellite communication devices, the demand for a crystal oscillator used as a frequency reference for these devices has increased.
【0003】水晶発振器に要求されている温度安定度
は、例えば、北米におけるアナログ方式携帯電話システ
ムの端末においては、温度範囲−30℃から+75℃に
おいて、±2.5ppm以下である。また、狭帯域TDMA方
式のディジタル式携帯電話システムの端末においては、
温度範囲−20℃から+85℃において、±1.5ppm以下
の性能が要求されている。さらに、日本における大容量
アナログ式携帯電話システムの端末においては、温度範
囲−20℃から+85℃において、±1.0ppm以下の性能
が要求されている。このような携帯電話用水晶発振器に
は、周波数温度安定度に対する要求の他にも、小型化、
低コスト化という、携帯電話用としてとりわけ強調され
る要求があり、これらに対応できる最適な構成を持つ水
晶発振器が強く望まれている。The temperature stability required for a crystal oscillator is, for example, ± 2.5 ppm or less in a temperature range of −30 ° C. to + 75 ° C. in a terminal of an analog type mobile phone system in North America. Further, in the terminal of the narrow band TDMA digital mobile phone system,
Performance within ± 1.5 ppm is required in the temperature range of -20 ° C to + 85 ° C. Further, in a terminal of a large-capacity analog mobile phone system in Japan, performance of ± 1.0 ppm or less is required in the temperature range of -20 ° C to + 85 ° C. In addition to the demand for frequency-temperature stability, such crystal oscillators for mobile phones can be made smaller,
There is a demand for cost reduction, which is particularly emphasized for mobile phones, and a crystal oscillator having an optimum configuration capable of meeting these requirements is strongly desired.
【0004】水晶発振器の出力周波数−温度特性は水晶
振動子の共振周波数−温度特性に直接依存するため、広
い温度範囲にわたって厳しい周波数安定度を要求する場
合には、通常、温度補償回路が必要である。温度補償方
法としては、サーミスタなどの感温素子を用いて振動子
のインピーダンス変化を補償するアナログ方式と、別に
設けた温度検知用水晶振動子から得られる情報に基づ
き、予めメモリに記憶させた補償データに従って発振用
水晶振動子の温度特性を補償する電圧を可変容量素子に
印加するディジタル方式がある。Since the output frequency-temperature characteristic of the crystal oscillator directly depends on the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit, when a severe frequency stability is required over a wide temperature range, a temperature compensation circuit is usually required. is there. As the temperature compensation method, an analog method that uses a thermistor or other temperature sensitive element to compensate for impedance changes in the oscillator, and a compensation that is stored in advance in memory based on information obtained from a separately provided temperature-sensing crystal oscillator There is a digital method in which a voltage for compensating the temperature characteristic of a crystal oscillator for oscillation is applied to a variable capacitance element according to data.
【0005】以下、図面を参照しながら従来の温度補償
水晶発振器について説明する。図19は、従来のアナロ
グ方式の温度補償水晶発振器の構成を示したものであ
る。図19において、11は水晶振動子、12は発振回
路、13は出力端子、111は温度補償回路である。こ
の温度補償回路111は、サーミスタ112、抵抗11
3とコンデンサ114を並列に接続した回路部と、サー
ミスタ115と抵抗116の直列接続にコンデンサ11
7を並列接続した回路部が含まれている。周囲温度が変
化すると、サーミスタ112,115の抵抗値が変化
し、その結果、温度補償回路111全体のインピーダン
スのリアクタンスが変化する。これを利用し、予め、水
晶振動子の周波数−温度特性を補償するようにサーミス
タ112,115、抵抗113,116及びコンデンサ
114,117の値をそれぞれ決めることにより、温度
に対して発振周波数の安定化ができる(例えば、特開昭
55−125702、特開昭56−68002号公報参
照)。A conventional temperature-compensated crystal oscillator will be described below with reference to the drawings. FIG. 19 shows the configuration of a conventional analog temperature-compensated crystal oscillator. In FIG. 19, 11 is a crystal oscillator, 12 is an oscillation circuit, 13 is an output terminal, and 111 is a temperature compensation circuit. The temperature compensation circuit 111 includes a thermistor 112 and a resistor 11.
3 is connected in parallel with the capacitor 114, and the thermistor 115 and the resistor 116 are connected in series.
A circuit section in which 7 are connected in parallel is included. When the ambient temperature changes, the resistance values of the thermistors 112 and 115 change, and as a result, the reactance of the impedance of the entire temperature compensation circuit 111 changes. By utilizing this, the values of the thermistors 112 and 115, the resistors 113 and 116, and the capacitors 114 and 117 are determined in advance so as to compensate the frequency-temperature characteristics of the crystal unit, thereby stabilizing the oscillation frequency against temperature. (See, for example, JP-A-55-125702 and JP-A-56-68002).
【0006】一方、図20は、従来のディジタル温度補
償水晶発振器の構成を示すものである。図20におい
て、11は水晶振動子、12は発振回路、121は温度
センサ、122はアナログ/ディジタル(A/D)変換
器、123は記憶装置、124は可変リアクタンス回路
である。また、水晶振動子11と発振回路12と可変リ
アクタンス回路124により、ディジタル信号で発振周
波数が制御されるディジタル制御水晶発振器120を構
成している。ディジタル方式温度補償では、温度センサ
121で周囲温度を検出し、その情報をA/D変換器1
22でディジタル信号に変換し、それに基づいて記憶装
置123に予め記憶させた補償データを読みとる。そし
て、その補償データによって可変リアクタンス回路12
4のリアクタンス値を変化させ、ディジタル制御水晶発
振器120の出力周波数を温度に対して安定させる。記
憶装置123には、例えば8ビット(256の温度ポイ
ント)×7ビット(128の制御量)のテーブルとして
補償データが書き込まれている(例えば、41st Annual
Frequency Control Symposium, 1987, pp.435, 'A Digi
tally Compensated TCXO using A Single Chip LSI:by
T.Hara, T.Kudo, S.Uriya, H.Saita, S.Ogou and Y.Kat
suta.)On the other hand, FIG. 20 shows the configuration of a conventional digital temperature-compensated crystal oscillator. 20, 11 is a crystal oscillator, 12 is an oscillation circuit, 121 is a temperature sensor, 122 is an analog / digital (A / D) converter, 123 is a storage device, and 124 is a variable reactance circuit. Further, the crystal oscillator 11, the oscillation circuit 12, and the variable reactance circuit 124 constitute a digitally controlled crystal oscillator 120 whose oscillation frequency is controlled by a digital signal. In the digital temperature compensation, the ambient temperature is detected by the temperature sensor 121 and the information is detected by the A / D converter 1.
At 22, the digital signal is converted into a digital signal, and based on the digital signal, the compensation data stored in advance in the storage device 123 is read. Then, according to the compensation data, the variable reactance circuit 12
The reactance value of 4 is changed to stabilize the output frequency of the digitally controlled crystal oscillator 120 against temperature. Compensation data is written in the storage device 123, for example, as a table of 8 bits (256 temperature points) × 7 bits (128 control amounts) (eg, 41st Annual).
Frequency Control Symposium, 1987, pp.435, 'A Digi
tally Compensated TCXO using A Single Chip LSI: by
T.Hara, T.Kudo, S.Uriya, H.Saita, S.Ogou and Y.Kat
suta.)
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たアナログ方式およびディジタル方式の温度補償水晶発
振器は、以下に述べるような固有の問題点をそれぞれ有
している。However, the above-mentioned analog-type and digital-type temperature-compensated crystal oscillators have their own problems as described below.
【0008】まず、サーミスタを用いたアナログ方式
は、実現できる補償曲線の形が限られるため、水晶振動
子の共振周波数−温度特性のバラツキに柔軟に対応する
ことが出来ず、温度補償精度が低いという問題があっ
た。また、サーミスタの特性バラツキが大きいため、歩
留まりを低下させていた。したがって、水晶振動子の共
振周波数−温度特性と回路素子のバラツキを厳しく管理
することが必要で、調整作業も複雑となるためコスト高
になっていた。さらに、サーミスタなどはIC化に不向
きな素子であるため、小型化がやり難いという問題もあ
った。First, in the analog method using a thermistor, since the shape of the compensation curve that can be realized is limited, it is not possible to flexibly cope with variations in the resonance frequency-temperature characteristics of the crystal unit, and the temperature compensation accuracy is low. There was a problem. Further, since the thermistor has a large variation in characteristics, the yield is reduced. Therefore, it is necessary to strictly control the variation of the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit and the circuit element, and the adjustment work becomes complicated, resulting in a high cost. Further, since the thermistor and the like are elements that are not suitable for IC, there is a problem that it is difficult to reduce the size.
【0009】一方、ディジタル方式の温度補償水晶発振
器では、各温度ポイント毎に周波数を補正するという方
法であるために、例えば256ポイントもの多数の温度
ポイントに対して補償データをプログラマブル・リード
・オンリー・メモリ(PROM)に書き込まなければな
らない。したがって、作製上多大な時間と労力が必要で
あるという問題点を有し、結果的に高価格になってい
た。On the other hand, in the digital temperature-compensated crystal oscillator, since the frequency is corrected at each temperature point, the compensation data is programmable read-only for a large number of temperature points such as 256 points. Must be written to memory (PROM). Therefore, there is a problem that a great deal of time and labor is required for manufacturing, and as a result, the price is high.
【0010】本発明は、従来の温度補償回路のこのよう
な課題を考慮し、温度補償調整が容易に行え、且つ小
型、低価格で高精度な特性を持つ、携帯電話などの用途
に適した温度補償水晶発振器を提供することを目的とす
るものである。In consideration of such problems of the conventional temperature compensating circuit, the present invention is suitable for use in a mobile phone or the like, in which the temperature compensation adjustment can be easily performed, and the size is small, the price is low and the accuracy is high. An object is to provide a temperature-compensated crystal oscillator.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶振動子を
用いた、発振周波数の調節可能な発振手段と、温度検出
手段と、制御信号発生手段とを備え、前記制御信号発生
手段は、前記発振周波数を理想的に温度補償する理想制
御曲線に対して複数の分割された温度区間毎に直線近似
した特性から得られる制御信号を、前記温度検出手段の
出力に基づき発生させ、その制御信号により、前記発振
手段の発振周波数が制御され温度補償が行われる温度補
償水晶発振器である。The present invention comprises an oscillating means using a crystal oscillator, the oscillating frequency of which can be adjusted, a temperature detecting means, and a control signal generating means, the control signal generating means comprising: A control signal generated from a characteristic obtained by linearly approximating a plurality of divided temperature sections with respect to an ideal control curve for ideally temperature-compensating the oscillation frequency is generated based on the output of the temperature detecting means, and the control signal is generated. Is a temperature-compensated crystal oscillator in which the oscillation frequency of the oscillation means is controlled to perform temperature compensation.
【0012】より具体的には、前記制御信号発生手段
は、連続する2つの前記温度区間に対応した所定の入力
電圧範囲において、前半の温度区間では入力電圧に従っ
て出力電圧がゼロから所定最大値まで単調に増加した
後、後半の温度区間では入力電圧に従って再びゼロまで
単調に減少し、それ以外の入力電圧範囲において出力電
圧がゼロとなる逆V字型の入出力特性を持つ(N+1)
個(Nは前記温度区間数を表す2以上の整数)の電圧関
数発生回路と、前記電圧関数発生回路の出力電圧を全て
加算する電圧加算器とを有し、各々の前記電圧関数発生
回路の出力電圧変化の関係を、i番目(iは2以上N以
下の整数)の前記電圧関数発生回路の出力電圧が零から
増加して最大値となるときに(i−1)番目の前記電圧
関数発生回路の出力電圧が最大値から減少してゼロとな
り、また、i番目の前記電圧関数発生回路の出力電圧が
最大値から減少してゼロとなるときに(i+1)番目の
前記電圧関数発生回路の出力電圧がゼロから増加して最
大値となるようにするものである。More specifically, in the predetermined input voltage range corresponding to the two continuous temperature sections, the control signal generating means has an output voltage from zero to a predetermined maximum value according to the input voltage in the first half temperature section. It has a reverse V-shaped input / output characteristic in which it monotonically increases and then monotonically decreases again to zero according to the input voltage in the latter half of the temperature range, and the output voltage becomes zero in the other input voltage range (N + 1).
Each of the voltage function generating circuits has a plurality of (N is an integer of 2 or more representing the number of the temperature sections) voltage function generating circuits and a voltage adder for adding all output voltages of the voltage function generating circuits. The output voltage change relationship is expressed as follows: (i-1) th voltage function when the output voltage of the i-th (i is an integer of 2 or more and N or less) output voltage increases from zero to a maximum value. The output voltage of the generation circuit decreases from the maximum value to zero, and when the output voltage of the i-th voltage function generation circuit decreases from the maximum value to zero, the (i + 1) th voltage function generation circuit. The output voltage of is increased from zero to the maximum value.
【0013】[0013]
【作用】本発明は上記した構成によって、理想制御曲線
に極めて近い制御信号を、簡単な構成の複数の電圧関数
発生回路の出力電圧を足し合わせることで容易に発生で
きるため、全体の回路構成が簡単になり、しかも精度良
く温度補償することができることとなる。According to the present invention, since the control signal very close to the ideal control curve can be easily generated by adding the output voltages of the plurality of voltage function generating circuits having a simple structure, the whole circuit structure can be realized. The temperature can be easily and accurately compensated.
【0014】[0014]
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing its embodiments.
【0015】図1は、本発明の第1の実施例の温度補償
水晶発振器の構成ブロック図である。温度補償水晶発振
器は、温度を検出する温度センサ101と、電圧関数発
生回路102,103,104,105,106と、電
圧を加算して出力する電圧加算器107と、水晶振動子
11で発振周波数が安定化された発振回路12から構成
されている。発振回路12は、発振電圧を出力する出力
端子13と発振周波数を制御する制御端子15を有し、
制御端子15には印加電圧により容量が変化する可変容
量ダイオード14が接続されている。FIG. 1 is a block diagram of a temperature-compensated crystal oscillator according to the first embodiment of the present invention. The temperature-compensated crystal oscillator includes a temperature sensor 101 for detecting temperature, voltage function generation circuits 102, 103, 104, 105, 106, a voltage adder 107 for adding and outputting voltages, and a crystal oscillator 11 for oscillating frequency. Is composed of a stabilized oscillation circuit 12. The oscillation circuit 12 has an output terminal 13 that outputs an oscillation voltage and a control terminal 15 that controls an oscillation frequency.
The control terminal 15 is connected to the variable capacitance diode 14 whose capacitance changes according to the applied voltage.
【0016】温度センサ101は温度に比例した電圧を
発生し、その電圧は5つの電圧関数発生回路102,1
03,104,105,106に入力される。各電圧関
数発生回路は、入力電圧の増加に伴い、それぞれ予め設
定された入力電圧範囲において、出力電圧が単調に増加
し、その後単調に減少する逆V字型の入出力特性を有し
ている。電圧関数発生回路の出力電圧は電圧加算器10
7に入力されすべて加算される。電圧加算器の出力端子
は発振回路12の制御端子15に接続し、発振周波数を
温度安定化するように制御する。The temperature sensor 101 generates a voltage proportional to temperature, and the voltage is five voltage function generating circuits 102, 1.
It is input to 03, 104, 105, 106. Each voltage function generating circuit has an inverse V-shaped input / output characteristic in which the output voltage monotonically increases and then monotonically decreases in a preset input voltage range as the input voltage increases. . The output voltage of the voltage function generating circuit is the voltage adder 10
It is input to 7 and all are added. The output terminal of the voltage adder is connected to the control terminal 15 of the oscillation circuit 12 and controls the oscillation frequency so as to stabilize the temperature.
【0017】温度センサ101は、例えば、図2(a)
に示すように、複数個のダイオード23を直列接続した
ものに抵抗22を直列に接続した回路とする。温度変化
に対してダイオードの接合電位差の変化を利用すること
により、端子21に直流電圧を加えた場合に、ダイオー
ドと抵抗の接続点24を出力端子として温度変化に対応
する電圧変化を取り出すことができる。或いは図2
(b)に示すように、サーミスタ25と抵抗22を直列
に接続した回路として、温度変化に対する抵抗値の変化
を利用する構成とすることができる。図2(b)におい
ても図2(a)と同じように、端子21に直流電圧を印
加することにより、出力端子24に温度変化に応じた電
圧変化を取り出すことができる。The temperature sensor 101 is, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a circuit in which a resistor 22 is connected in series to a plurality of diodes 23 connected in series is used. By utilizing the change in the junction potential difference of the diode with respect to the temperature change, when a DC voltage is applied to the terminal 21, the voltage change corresponding to the temperature change can be taken out with the connecting point 24 of the diode and the resistor as the output terminal. it can. Alternatively, FIG.
As shown in (b), a circuit in which a thermistor 25 and a resistor 22 are connected in series can be configured to utilize a change in resistance value with respect to a temperature change. In FIG. 2B as well, similarly to FIG. 2A, by applying a DC voltage to the terminal 21, a voltage change corresponding to a temperature change can be extracted at the output terminal 24.
【0018】上記第1の実施例の動作原理について図面
を参照しながら説明する。まず、温度センサ101の温
度と出力電圧の関係として、図3に示すように、出力電
圧Vsが温度Tに対しほぼ直線的に変化すると仮定す
る。ここで、温度TがT1、T2、T3、T4、T5、T6の
ときの温度センサ101の出力電圧Vsが、それぞれV
s1、Vs2、Vs3、Vs4、Vs5、Vs6とする。The operation principle of the first embodiment will be described with reference to the drawings. First, regarding the relationship between the temperature of the temperature sensor 101 and the output voltage, it is assumed that the output voltage Vs changes substantially linearly with respect to the temperature T, as shown in FIG. Here, when the temperature T is T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , and T 6 , the output voltage V s of the temperature sensor 101 is V respectively.
Let s1 , V s2 , V s3 , V s4 , V s5 , and V s6 .
【0019】図4に、温度補償水晶発振器を理想的に温
度補償する理想制御曲線(破線)と、分割された温度区
間毎に制御曲線を直線近似した本発明の実施例における
制御曲線(実線)を示す。周囲温度Tが変化したとき
に、発振周波数を一定にするために制御端子15に印加
する制御電圧Vcは、理想制御電圧曲線に対して5つの
分割された温度区間毎に直線近似した5本の直線で構成
されている。FIG. 4 shows an ideal control curve (broken line) for ideally temperature compensating the temperature-compensated crystal oscillator, and a control curve (solid line) in the embodiment of the present invention in which the control curve is linearly approximated for each divided temperature section. Indicates. When the ambient temperature T changes, the control voltage V c applied to the control terminal 15 in order to keep the oscillation frequency constant is linearly approximated to the ideal control voltage curve in five divided temperature intervals. It is composed of straight lines.
【0020】本発明の温度補償方法の大きな特徴は、従
来の方法のように温度と発振周波数の関係を示す曲線を
直線で近似するというのではなくて、温度による周波数
変位をゼロにする理想的な制御曲線に対して最適な直線
近似を行うというものであり、両者において直線近似の
意味は全く異なっている。The great feature of the temperature compensation method of the present invention is that, unlike the conventional method, the curve showing the relationship between the temperature and the oscillation frequency is not approximated by a straight line. The optimum linear approximation is performed on such a control curve, and the meaning of the linear approximation is completely different between the two.
【0021】図5は、図4の実線で示された近似直線の
特性を実現するために、5つの電圧関数発生回路10
2,103,104,105,106が温度センサ10
1からの入力電圧Vsに対して出力すべき出力電圧Vcの
様子を示したものである。5つの電圧関数発生回路10
2,103,104,105,106が逆V字型の出力
電圧をそれぞれ出力する入力電圧範囲は、電圧関数発生
回路102を除いて、分割された各温度区間の連続する
2つの温度区間に対応して割り当てられている。電圧関
数発生回路102は、ひとつの温度区間だけに対応した
出力電圧Vcを出力するように、設定されている。FIG. 5 shows five voltage function generating circuits 10 for realizing the characteristics of the approximate straight line shown by the solid line in FIG.
2, 103, 104, 105 and 106 are temperature sensors 10
1 shows a state of the output voltage V c to be output with respect to the input voltage V s from 1. Five voltage function generation circuits 10
The input voltage ranges in which 2, 103, 104, 105 and 106 output the inverted V-shaped output voltage respectively correspond to two continuous temperature sections of each of the divided temperature sections except the voltage function generating circuit 102. Have been assigned. The voltage function generating circuit 102 is set to output the output voltage V c corresponding to only one temperature section.
【0022】図5に示すように、電圧関数発生回路10
2はVs1からVs2まで、電圧関数発生回路103はVs1
からVs3まで、電圧関数発生回路104はVs2からVs4
まで、電圧関数発生回路105はVs3からVs5まで、電
圧関数発生回路106はVs4からVs6までの範囲でそれ
ぞれ動作する。各電圧関数発生回路は、それ以外の入力
電圧範囲では出力電圧がゼロである。As shown in FIG. 5, the voltage function generating circuit 10
2 is from V s1 to V s2 , and the voltage function generating circuit 103 is V s1
From V s3 to V s3 , the voltage function generating circuit 104 uses V s2 to V s4
Up to V s3 to V s5 , and the voltage function generation circuit 106 operates from V s4 to V s6 . The output voltage of each voltage function generation circuit is zero in the other input voltage range.
【0023】また、電圧関数発生回路102はVs1で最
大値Vc5、電圧関数発生回路103はVs2で最大値
Vc4、電圧関数発生回路104はVs3で最大値Vc3、電
圧関数発生回路105はVs4で最大値Vc2、電圧関数発
生回路106はVs5で最大値Vc1をそれぞれとる。例え
ば、電圧関数発生回路104では、入力電圧がVs2まで
は出力電圧がゼロであり、入力電圧がVs2から増加する
にしたがって、出力電圧が単調に増加し、入力電圧がV
s3のところで出力電圧が最大値Vc3になり、その後、入
力電圧がVs4まで増加するに従って、出力電圧が単調に
減少し、入力電圧がVs4より増加すると、出力電圧がゼ
ロになる。The voltage function generation circuit 102 has a maximum value V c5 at V s1 , the voltage function generation circuit 103 has a maximum value V c4 at V s2 , and the voltage function generation circuit 104 has a maximum value V c3 at V s3. The circuit 105 has a maximum value V c2 at V s4 , and the voltage function generating circuit 106 has a maximum value V c1 at V s5 . For example, the voltage function generating circuit 104, until the input voltage V s2 is the output voltage is zero, according to the input voltage increases from V s2, the output voltage increases monotonically, the input voltage V
The output voltage reaches the maximum value V c3 at s3 , and thereafter, as the input voltage increases to V s4 , the output voltage monotonously decreases, and when the input voltage increases from V s4 , the output voltage becomes zero.
【0024】次に、以上のような入出力特性をもつ電圧
関数発生回路102,103,104,105,106
の出力電圧を電圧加算器107により加算すると、温度
センサ101からの入力電圧に対応して、図4に実線で
示すような5つの分割された温度区間毎に直線で近似さ
れた特性をもつ制御電圧Vcが得られる。Next, the voltage function generating circuits 102, 103, 104, 105, 106 having the above input / output characteristics.
When the output voltage of the temperature sensor 101 is added by the voltage adder 107, the control having the characteristic approximated by a straight line for each of the five divided temperature sections as shown by the solid line in FIG. 4 corresponding to the input voltage from the temperature sensor 101. The voltage V c is obtained.
【0025】以上の構成によれば、図1、図4、図5に
おいて、例えば、温度T2で電圧関数発生回路103の
出力電圧の最大値Vc4を変化させて必要な制御電圧値に
調整する場合、温度T2では電圧関数発生回路103以
外の電圧関数発生回路102,104,105,106
の出力電圧は全てゼロなので、電圧関数発生回路102
の調整だけで良く、温度補償調整が容易である。逆に、
電圧関数発生回路102の出力電圧はT1からT3以外の
温度範囲では全てゼロなので、出力電圧の最大値Vc4の
変化は他の温度T1,T3,T4,T5における調整に全く
影響を与えない。すなわち、電圧関数発生回路の出力電
圧の最大値の調整は、その電圧関数発生回路が割り当て
られた温度範囲だけを対象にすれば良く、相互の干渉が
ない。また、理想的な制御電圧を直線で近似しているの
で数点の温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよ
く、簡単に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現す
ることができる。According to the above configuration, in FIG. 1, FIG. 4 and FIG. 5, for example, the maximum value V c4 of the output voltage of the voltage function generating circuit 103 is changed at the temperature T 2 to adjust it to the required control voltage value. In this case, at the temperature T 2 , voltage function generating circuits 102, 104, 105, 106 other than the voltage function generating circuit 103 are used.
Since the output voltages of all are zero, the voltage function generation circuit 102
It is only necessary to adjust the temperature compensation, and temperature compensation adjustment is easy. vice versa,
Since the output voltage of the voltage function generating circuit 102 is all zero in the temperature range other than T 1 to T 3 , the change in the maximum value V c4 of the output voltage can be adjusted at other temperatures T 1 , T 3 , T 4 , and T 5 . It has no effect. That is, the maximum value of the output voltage of the voltage function generating circuit may be adjusted only in the temperature range to which the voltage function generating circuit is assigned, and there is no mutual interference. Further, since the ideal control voltage is approximated by a straight line, temperature compensation may be performed by adjusting only a few temperature points, and a temperature-compensated temperature-compensated crystal oscillator can be easily realized.
【0026】以下、本発明の第1の実施例の温度補償水
晶発振器を演算増幅器を用いて構成した具体的な回路に
ついて説明を行う。図6、7は、本発明の第1の実施例
の温度補償水晶発振器を演算増幅器を用いて構成した具
体的な回路図である。A specific circuit in which the temperature-compensated crystal oscillator according to the first embodiment of the present invention is constructed by using an operational amplifier will be described below. 6 and 7 are specific circuit diagrams in which the temperature-compensated crystal oscillator according to the first embodiment of the present invention is configured using an operational amplifier.
【0027】まず、水晶振動子は周波数12.8MHz
のUM−1タイプのもので、ATカットされたものを用
いている。発振回路はシリコン・バイポーラ・トランジ
スタを用いたコルピッツ型発振回路である。発振周波数
は、可変容量ダイオードに印加する電圧を変化させるこ
とによって可変することができ、加える正電圧を高くす
ることによって発振周波数は高くなる。First, the crystal oscillator has a frequency of 12.8 MHz.
UM-1 type, which is AT-cut. The oscillator circuit is a Colpitts type oscillator circuit using a silicon bipolar transistor. The oscillation frequency can be changed by changing the voltage applied to the variable capacitance diode, and the oscillation frequency is increased by increasing the positive voltage applied.
【0028】温度センサーは、図2(a)で示したダイ
オードを用いる形式のもので、ダイオード3個を直列接
続したものを用いている。ダイオードを3個直列接続す
ることにより、温度センサーの温度と出力電圧の関係の
傾きが大きくとれ、温度補償水晶発振器の温度センサー
として適した特性を得ることができる。図8は、図6、
7の回路に使用したダイオードを用いた温度センサーの
温度と出力電圧および消費電流の関係を示すグラフであ
る。温度センサーの出力電圧は、温度に対して直線的に
変化する特性が得られている。The temperature sensor is of a type using the diode shown in FIG. 2 (a), and has three diodes connected in series. By connecting three diodes in series, the slope of the relationship between the temperature of the temperature sensor and the output voltage can be made large, and the characteristics suitable for the temperature sensor of the temperature-compensated crystal oscillator can be obtained. FIG. 8 shows FIG.
9 is a graph showing the relationship between the temperature of a temperature sensor using a diode used in the circuit of FIG. The output voltage of the temperature sensor has a characteristic that it changes linearly with temperature.
【0029】図9は、図6、7の回路の温度補償水晶発
振器における温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。図中、白丸(○)印を結ぶ曲線は、発振器の周波数
偏移を0ppmにする理想的な温度補償制御曲線である。そ
の曲線を上下に挟む黒四角(■)印と黒三角(▲)印を
結ぶ曲線は、それぞれ周波数偏移を+1ppm或いは-1ppmと
したときの制御曲線である。また、白四角(□)印と白
三角(△)印を結ぶ最も外側の曲線は、それぞれ周波数
偏移を+2ppm或いは-2ppmとしたときの制御曲線を示して
いる。FIG. 9 is a graph showing the relationship between temperature and control voltage in the temperature-compensated crystal oscillator of the circuits of FIGS. In the figure, the curve connecting the white circles (○) is an ideal temperature compensation control curve that sets the frequency deviation of the oscillator to 0 ppm. The curves connecting the black squares (■) and the black triangles (▲) that sandwich the curve above and below are control curves when the frequency deviation is +1 ppm or -1 ppm, respectively. The outermost curves connecting the white squares (□) and the white triangles (△) show the control curves when the frequency deviation is + 2ppm or -2ppm, respectively.
【0030】温度区間の分割数を5区間としたときの制
御曲線は、太い折れ線で示されている。温度区間の分割
点の温度は、−32℃、−17℃、0℃、47℃、67
℃、80℃である。また、その温度に対応する制御電圧
は、それぞれ1422mV、1167mV、1014mV、1005mV、819m
V、556mVである。温度区間の選び方、および制御曲線の
設定の仕方は、温度区間全体において、理想制御曲線か
らのずれによる周波数偏移の最大値が最小になるように
制御特性を選んでいる。その結果、直線近似された制御
曲線は、±1ppmの制御曲線の間に挟まれた状態になって
おり、したがって±1ppm以下の周波数偏差で温度補償が
可能であることがわかる。The control curve when the number of divisions of the temperature section is set to 5 sections is shown by a thick polygonal line. The temperatures at the division points of the temperature section are -32 ° C, -17 ° C, 0 ° C, 47 ° C, 67.
℃, 80 ℃. The control voltage corresponding to the temperature is 1422mV, 1167mV, 1014mV, 1005mV, 819m, respectively.
V is 556 mV. Regarding the method of selecting the temperature section and the method of setting the control curve, the control characteristic is selected so that the maximum value of the frequency deviation due to the deviation from the ideal control curve is minimized in the entire temperature section. As a result, the linearly approximated control curve is sandwiched between the control curves of ± 1 ppm, and it can be understood that temperature compensation can be performed with a frequency deviation of ± 1 ppm or less.
【0031】ここでは、温度区間全体におけるずれが最
小になるように制御特性を選んだが、別のやり方とし
て、各温度区間の両端で周波数偏移をゼロにするよう理
想制御曲線に一致させるという方法も考えられる。この
方法であれば、周波数偏移は多少大きくなるが、制御曲
線の設定の仕方は簡単で、調整も更に容易になる。Here, the control characteristic is selected so that the deviation in the entire temperature section is minimized, but as another method, the ideal control curve is matched so that the frequency deviation is zero at both ends of each temperature section. Can also be considered. With this method, the frequency deviation is somewhat large, but the method of setting the control curve is simple and the adjustment is even easier.
【0032】図10は図6、7の回路の温度補償水晶発
振器における制御信号発生手段の入力電圧と出力電圧の
関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the input voltage and the output voltage of the control signal generating means in the temperature-compensated crystal oscillator of the circuits of FIGS.
【0033】図6、7の回路では、連続する2つの温度
区間に対応した所定の入力電圧範囲において逆V字型の
入出力特性を持つ電圧関数発生回路を、ひとつの温度区
間に対応した所定の入力電圧範囲において直線状の入出
力特性を持つ単区間電圧関数発生回路の組み合わせによ
り構成している。そして、i番目の電圧関数発生回路の
前半の温度区間に対応するゼロから最大値に変化する出
力電圧を、その温度区間に対応した所定の入力電圧範囲
において入力電圧に従ってゼロから最大値に変化する出
力電圧を演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路に
より発生させると共に、単区間電圧関数発生回路の出力
電圧を反転させて、(i−1)番目の電圧関数発生回路
の後半の温度区間に対応する最大値からゼロに変化する
出力電圧としても用いている。In the circuits of FIGS. 6 and 7, a voltage function generating circuit having an inverse V-shaped input / output characteristic in a predetermined input voltage range corresponding to two continuous temperature sections is provided with a predetermined voltage corresponding to one temperature section. It is configured by a combination of single-section voltage function generating circuits having linear input / output characteristics in the input voltage range. Then, the output voltage that changes from zero to the maximum value corresponding to the temperature section in the first half of the i-th voltage function generating circuit changes from zero to the maximum value according to the input voltage in the predetermined input voltage range corresponding to the temperature section. The output voltage is generated by the single-section voltage function generating circuit using the operational amplifier, and the output voltage of the single-section voltage function generating circuit is inverted to make the temperature section in the latter half of the (i-1) th voltage function generating circuit. It is also used as the output voltage that changes from the corresponding maximum value to zero.
【0034】また、1番目の電圧関数発生回路を、1番
目の温度区間に対応した所定の入力電圧範囲において入
力電圧に従って最大値からゼロに変化する出力電圧を発
生させる演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路に
より構成している。或いは、図6、7の回路では用いら
れていないが、これと同じ考えで、(N+1)番目(N
は温度分割数)の電圧関数発生回路を、N番目の温度区
間に対応した所定の入力電圧範囲において入力電圧に従
ってゼロから最大値に変化する出力電圧を発生させる演
算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路により構成す
るという方法を用いることもできる。これらの方法をと
ることによって、回路は幾分簡単になる。Further, the first voltage function generating circuit is a single section using an operational amplifier for generating an output voltage which changes from the maximum value to zero according to the input voltage in a predetermined input voltage range corresponding to the first temperature section. It is composed of a voltage function generating circuit. Alternatively, although not used in the circuits of FIGS. 6 and 7, the (N + 1) th (N
Is a temperature division number), and a single-section voltage function using an operational amplifier that generates an output voltage that changes from zero to a maximum value according to the input voltage in a predetermined input voltage range corresponding to the Nth temperature section. It is also possible to use a method of configuring with a generating circuit. By taking these methods, the circuit is somewhat simpler.
【0035】さらに、図6、7の回路では、各々の電圧
関数発生回路の出力電圧の最大値は全て等しく設定し、
電圧関数発生回路と電圧加算器の間にそれぞれ挿入され
た演算増幅器の増幅度を調整することにより、所望の制
御信号を発生させている。また、その出力電圧の最大値
は演算増幅器の出力電圧飽和特性を利用して規定されて
いる。このような方法によって、簡単な回路構成で、所
望の制御信号波形を得ることができる。Further, in the circuits of FIGS. 6 and 7, the maximum values of the output voltages of the respective voltage function generating circuits are all set equal to each other,
A desired control signal is generated by adjusting the amplification degree of the operational amplifier inserted between the voltage function generating circuit and the voltage adder. Also, the maximum value of the output voltage is specified by utilizing the output voltage saturation characteristic of the operational amplifier. With such a method, a desired control signal waveform can be obtained with a simple circuit configuration.
【0036】図11は図6、7の回路の温度補償水晶発
振器における温度に対する周波数偏移を示すグラフであ
る。−30℃から+75℃の温度範囲において、±1ppm
以下の特性が得られている。第1の実施例では、理想的
な制御電圧曲線を5個の温度区間に分割して直線近似し
たが、一般に、分割数が多いほど精度は良くなり、逆に
本数が少ないほど回路構成は簡単になる。FIG. 11 is a graph showing the frequency shift with respect to temperature in the temperature-compensated crystal oscillator of the circuits of FIGS. ± 1ppm in the temperature range of -30 ℃ to + 75 ℃
The following characteristics are obtained. In the first embodiment, the ideal control voltage curve is divided into five temperature sections and linear approximation is performed. Generally, the greater the number of divisions, the better the accuracy, and conversely, the smaller the number of divisions, the simpler the circuit configuration. become.
【0037】温度区間の分割数が5個の場合には、例え
ば、−20℃から+85℃の範囲で±1ppm以下の性能を
要求されるチャンネル周波数間隔12.5kHz以下の
FDMA方式大容量アナログセルラ無線端末に最適であ
る。また、温度区間の分割数が4個の場合には、例え
ば、−20℃から+85℃の範囲で±1.5ppm以下の性能
を要求されるチャンネル周波数間隔25kHz程度の狭
帯域TDMA方式ディジタルセルラ無線端末に最適であ
る。また、温度区間の分割数が3個の場合には、例え
ば、−30℃から+75℃の範囲で±2.5ppm以下の性能
を要求されるチャンネル周波数間隔30kHz以上のF
DMA方式アナログセルラ無線端末やさらにチャンネル
周波数間隔の広い広帯域TDMA方式ディジタルセルラ
無線端末やディジタルコードレス電話機に最適である。When the number of divisions of the temperature section is 5, for example, the FDMA system large-capacity analog cellular with a channel frequency interval of 12.5 kHz or less which requires performance of ± 1 ppm or less in the range of -20 ° C to + 85 ° C. Ideal for wireless terminals. When the number of divisions of the temperature section is 4, for example, a narrow band TDMA digital cellular radio terminal with a channel frequency interval of about 25 kHz which requires performance of ± 1.5 ppm or less in the range of -20 ° C to + 85 ° C. Is perfect for Further, when the number of divisions of the temperature section is 3, for example, in the range of −30 ° C. to + 75 ° C., an F frequency of 30 kHz or more that requires a performance of ± 2.5 ppm or less is required.
It is suitable for a DMA type analog cellular radio terminal, a wide band TDMA type digital cellular radio terminal having a wide channel frequency interval, and a digital cordless telephone.
【0038】図12は、本発明の第1の実施例の第1の
変形の温度補償水晶発振器における分割された温度区間
の数を4区間としたときの温度と制御電圧の関係を示す
グラフである。図より、温度に対する周波数偏移は−3
0℃から+75℃の範囲で±1.5ppm以下にできることが
わかる。FIG. 12 is a graph showing the relationship between temperature and control voltage when the number of divided temperature sections in the temperature-compensated crystal oscillator of the first modification of the first embodiment of the present invention is four. is there. From the figure, the frequency shift with respect to temperature is -3.
It can be seen that the temperature can be reduced to ± 1.5 ppm or less in the range of 0 ° C to + 75 ° C.
【0039】さらに、図13は、本発明の第1の実施例
の第2の変形の温度補償水晶発振器における分割された
温度区間の数を3区間としたときの温度と制御電圧の関
係を示すグラフである。図より、温度に対する周波数偏
移は−30℃から+75℃の範囲で±2.5ppm以下にでき
ることがわかる。Further, FIG. 13 shows the relationship between the temperature and the control voltage when the number of divided temperature sections in the temperature-compensated crystal oscillator according to the second modification of the first embodiment of the present invention is three. It is a graph. From the figure, it can be seen that the frequency deviation with respect to temperature can be kept within ± 2.5 ppm in the range of -30 ° C to + 75 ° C.
【0040】すなわち、目標とする温度範囲と周波数安
定度に応じて、温度区間の分割数を決めてやることによ
り、それぞれのアプリケーションに対して最適な回路構
成が本発明により可能となる。That is, by determining the number of divisions of the temperature section in accordance with the target temperature range and frequency stability, the present invention enables the optimum circuit configuration for each application.
【0041】以上のように、本実施例の構成とすること
により、温度補償が容易に行え、且つ小型、低価格で高
精度の温度補償水晶発振器を実現できる。したがって、
FDMA方式アナログ・セルラ無線端末、狭帯域TDM
A方式ディジタル・セルラ無線端末、広帯域TDMA方
式ディジタル・セルラ無線端末、およびディジタル・コ
ードレス電話機のそれぞれに対して最適な温度補償水晶
発振器を提供できることとなる。As described above, with the configuration of this embodiment, temperature compensation can be easily performed, and a compact, low-priced, highly accurate temperature-compensated crystal oscillator can be realized. Therefore,
FDMA analog cellular radio terminal, narrow band TDM
An optimum temperature-compensated crystal oscillator can be provided for each of the A-system digital cellular radio terminal, the wideband TDMA-type digital cellular radio terminal, and the digital cordless telephone.
【0042】以下、本発明の第2の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図14は、本発明の第2の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
第2の実施例の温度補償水晶発振器は、温度を検出する
温度センサ31と、A/Dコンバータ32と、演算器3
3と、プログラマブル・リード・オンリー・メモリ(P
ROM)34と、D/Aコンバータ35と、水晶振動子
11で発振周波数が安定化された発振回路12から構成
されている。発振回路12は、発振電圧を出力する出力
端子13と発振周波数を制御する制御端子15を有し、
制御端子15には印加電圧により容量が変化する可変容
量ダイオード14が接続されている。この発振回路部
は、第1の実施例と同じである。The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 14 is a configuration block diagram of a temperature-compensated crystal oscillator according to the second embodiment of the present invention.
The temperature-compensated crystal oscillator according to the second embodiment includes a temperature sensor 31 for detecting temperature, an A / D converter 32, and an arithmetic unit 3.
3 and programmable read only memory (P
ROM) 34, a D / A converter 35, and an oscillator circuit 12 whose oscillation frequency is stabilized by a crystal oscillator 11. The oscillation circuit 12 has an output terminal 13 that outputs an oscillation voltage and a control terminal 15 that controls an oscillation frequency.
The control terminal 15 is connected to the variable capacitance diode 14 whose capacitance changes according to the applied voltage. This oscillator circuit section is the same as that of the first embodiment.
【0043】本実施例が第1の実施例と異なるのは、制
御信号発生手段をディジタル的な演算処理により実現し
ているところである。温度センサ31は温度に比例した
電圧を発生し、A/Dコンバータ32に入力される。温
度情報は、ディジタル信号に変換され、演算器33に入
力される。一方、温度区間を分割する分割点の温度Ti
(iは1以上N以下の整数、Nは温度区間分割数)と、
温度Tiにおける制御電圧値Voiの値はあらかじめPR
OMに書き込まれている。これらの値は、同じく演算器
33に入力され、温度Tにおける制御電圧Vのディジタ
ル値が次式に従って計算される。The present embodiment differs from the first embodiment in that the control signal generating means is realized by digital arithmetic processing. The temperature sensor 31 generates a voltage proportional to temperature and is input to the A / D converter 32. The temperature information is converted into a digital signal and input to the calculator 33. On the other hand, the temperature T i of the division point that divides the temperature section
(I is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N, N is the number of divisions of the temperature section),
The value of the control voltage value V oi at the temperature T i is PR
Written in OM. These values are also input to the calculator 33, and the digital value of the control voltage V at the temperature T is calculated according to the following equation.
【0044】[0044]
【数1】 [Equation 1]
【0045】制御電圧Vのディジタル値は、D/Aコン
バータ35に入力され、アナログ値の出力電圧に変換さ
れる。D/Aコンバータ35の出力電圧は発振回路の制
御端子15に接続され、発振周波数を温度安定化するよ
うに制御する。The digital value of the control voltage V is input to the D / A converter 35 and converted into an analog output voltage. The output voltage of the D / A converter 35 is connected to the control terminal 15 of the oscillation circuit and controls the oscillation frequency so as to stabilize the temperature.
【0046】以上のように本実施例では、制御信号発生
手段をディジタル的な演算処理により実現することによ
り、IC化に適した構成とすることができ、小型化する
ことが可能となる。また、分割点の温度や、その温度に
おける制御電圧値は、PROMに書き込むだけでよいの
で、比較的自由に設定することができ、制御特性の選定
を柔軟に行うことができる。As described above, in the present embodiment, by realizing the control signal generating means by the digital arithmetic processing, it is possible to have a structure suitable for an IC and downsize. Further, since the temperature at the division point and the control voltage value at that temperature need only be written in the PROM, it can be set relatively freely, and the control characteristics can be flexibly selected.
【0047】以下、本発明の第3の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図15は、本発明の第3の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
本実施例が第1の実施例と異なるのは制御電圧出力手段
の構成である。制御電圧出力手段は5つの電圧関数発生
回路203,204,205,206,207とその電
圧関数発生回路203,204,205,206,20
7を温度センサ201の出力に応じて切り換えるスイッ
チング回路202により構成されている。ここで、各電
圧関数発生回路203,204,205,206,20
7は、各温度に対応する温度センサ201からの入力電
圧の各範囲(Vs1からVs2、Vs2からVs3、Vs3からV
s4、Vs4からVs5、Vs5からVs6)毎に、その入力電圧
に対してそれぞれ出力電圧が、図16の実線で示す制御
電圧に対応するように調節され、それ以外の入力電圧範
囲では出力電圧はゼロに設定されている。The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 15 is a configuration block diagram of a temperature-compensated crystal oscillator according to the third embodiment of the present invention.
The present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the control voltage output means. The control voltage output means includes five voltage function generating circuits 203, 204, 205, 206, 207 and the voltage function generating circuits 203, 204, 205, 206, 20.
7 is configured by a switching circuit 202 that switches the output according to the output of the temperature sensor 201. Here, each voltage function generating circuit 203, 204, 205, 206, 20
Reference numeral 7 denotes each range (V s1 to V s2 , V s2 to V s3 , V s3 to V) of the input voltage from the temperature sensor 201 corresponding to each temperature.
s4 , V s4 to V s5 , V s5 to V s6 ), the output voltage is adjusted so as to correspond to the control voltage shown by the solid line in FIG. 16, and the input voltage range other than that is adjusted. The output voltage is set to zero.
【0048】以下、上記第3の実施例の動作原理につい
て図面を参照しながら説明する。まず、温度センサ20
1は、図3で示される特性とする。すなわち、周囲温度
Tに対して出力電圧Vsはほぼ線形に変化し、温度Tが
T1、T2、T3、T4、T5、T6のときの出力電圧V
sは、それぞれVs1、Vs2、Vs3、Vs4、Vs5、Vs6で
ある。ここで、温度センサ201の出力電圧Vsと、発
振周波数を一定にするための制御電圧Vcの関係は図4
に示した例と同じとする。また、温度センサ201の出
力は、電圧関数発生回路203,204,205,20
6,207を切り換えるためにスイッチング回路202
にも入力され、そのスイッチング回路202の、切り換
えのための制御線が各電圧関数発生回路203,20
4,205,206,207に接続されている。The operating principle of the third embodiment will be described below with reference to the drawings. First, the temperature sensor 20
1 is the characteristic shown in FIG. That is, the output voltage V s changes substantially linearly with respect to the ambient temperature T, and the output voltage V s when the temperature T is T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , and T 6.
s is V s1 , V s2 , V s3 , V s4 , V s5 , and V s6 , respectively. Here, the relationship between the output voltage V s of the temperature sensor 201 and the control voltage V c for keeping the oscillation frequency constant is shown in FIG.
The same as the example shown in. The output of the temperature sensor 201 is the voltage function generating circuits 203, 204, 205, 20.
Switching circuit 202 for switching 6,207
The control line for switching of the switching circuit 202 is also input to the voltage function generating circuits 203, 20.
It is connected to 4, 205, 206, and 207.
【0049】図16は、図4の実線で示した特性を実現
するために必要である、温度センサ201からの入力電
圧Vsに対するスイッチング回路202および電圧関数
発生回路203,204,205,206,207の動
作特性を示したものである。5つの電圧関数発生回路の
働く入力電圧範囲は、スイッチング回路202によって
それぞれに割り当てられており、図16に示すように、
電圧関数発生回路203はVs1からVs2、電圧関数発生
回路204はVs2からVs3、電圧関数発生回路205は
Vs3からVs4、電圧関数発生回路206はVs4から
Vs5、電圧関数発生回路207はVs5からVs6の入力電
圧範囲でそれぞれ作動状態となり、それぞれ他の入力電
圧範囲においては休止状態となる。また、電圧関数発生
回路203,204,205,206,207は、それ
ぞれ作動時における入力電圧に対し、出力電圧は単調に
減少するという入出力特性をもつ。すなわち、電圧関数
発生回路203は入力電圧Vs1からVs2に対して出力電
圧Vc5からVc4、電圧関数発生回路204は入力電圧V
s2からVs3に対して出力電圧Vc4からVc3、電圧関数発
生回路205は入力電圧Vs3からVs4に対して出力電圧
Vc3からVc2、電圧関数発生回路206は入力電圧Vs4
からVs5に対して出力電圧Vc2からVc1、電圧関数発生
回路207は入力電圧Vs5からVs6に対して出力電圧V
c1からゼロに変化する。FIG. 16 shows the switching circuit 202 and the voltage function generating circuits 203, 204, 205, 206 for the input voltage V s from the temperature sensor 201, which is necessary to realize the characteristics shown by the solid line in FIG. 3 shows the operation characteristics of 207. The input voltage range in which the five voltage function generating circuits work is assigned to each by the switching circuit 202, and as shown in FIG.
The voltage function generation circuit 203 has V s1 to V s2 , the voltage function generation circuit 204 has V s2 to V s3 , the voltage function generation circuit 205 has V s3 to V s4 , and the voltage function generation circuit 206 has V s4 to V s5 . The generation circuit 207 is activated in the input voltage range of V s5 to V s6 , and is in the rest state in the other input voltage ranges. Further, the voltage function generating circuits 203, 204, 205, 206, 207 each have an input / output characteristic that the output voltage monotonously decreases with respect to the input voltage during operation. That is, the voltage function generation circuit 203 outputs the output voltages V c5 to V c4 with respect to the input voltages V s1 to V s2 , and the voltage function generation circuit 204 inputs the input voltage V
Output voltages V c4 to V c3 for s2 to V s3 , voltage function generating circuit 205 outputs voltages V c3 to V c2 for input voltages V s3 to V s4 , and voltage function generating circuit 206 inputs voltage V s4
To V s5 to output voltages V c2 to V c1 , and the voltage function generation circuit 207 outputs voltage V s5 to V s6 for output voltage V
Change from c1 to zero.
【0050】以上のような入出力特性の電圧関数発生回
路203,204,205,206,207の出力を、
温度センサ201の出力電圧に基づいて、スイッチング
回路202により切り換えることにより、入力電圧すな
わち周囲温度に対して図4に実線で示す特性をもつ制御
電圧Vcが得ることができる。The outputs of the voltage function generating circuits 203, 204, 205, 206, 207 having the above input / output characteristics are
By switching by the switching circuit 202 based on the output voltage of the temperature sensor 201, the control voltage Vc having the characteristic shown by the solid line in FIG. 4 with respect to the input voltage, that is, the ambient temperature can be obtained.
【0051】以上の構成によれば、第1の実施例と同
様、図4、図15、及び図16において、例えば、温度
T2で電圧関数発生回路203,204の出力電圧の最
大値Vc4を変化させて必要な制御電圧値に調整する場
合、温度T2では電圧関数発生回路203,204以外
の電圧関数発生回路205,206,207の出力電圧
は全てゼロなので、2つの電圧関数発生回路203,2
04の調整だけで良く、温度補償調整が容易である。ま
た、理想的な制御電圧を直線で近似しているので数点の
温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよく、簡単
に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現することが
できる。According to the above configuration, as in the first embodiment, in FIGS. 4, 15 and 16, for example, the maximum value V c4 of the output voltage of the voltage function generation circuits 203 and 204 at the temperature T 2 is obtained. When the temperature is changed to a required control voltage value, the output voltages of the voltage function generating circuits 205, 206, 207 other than the voltage function generating circuits 203, 204 are all zero at the temperature T 2 , so that two voltage function generating circuits are used. 203,2
It is only necessary to adjust 04, and temperature compensation adjustment is easy. Further, since the ideal control voltage is approximated by a straight line, temperature compensation may be performed by adjusting only a few temperature points, and a temperature-compensated temperature-compensated crystal oscillator can be easily realized.
【0052】更に、スイッチング回路202によって、
動作させる電圧関数発生回路203,204,205,
206,207を切り換えているので、作動する電圧関
数発生回路は常に一つのみとなり、消費電流を低く抑え
ることができる。Further, by the switching circuit 202,
Voltage function generating circuits 203, 204, 205 to be operated,
Since 206 and 207 are switched, only one voltage function generating circuit operates at any one time, and the current consumption can be kept low.
【0053】以下、本発明の第4の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図17は、本発明の第4の
実施例の温度補償水晶発振器の構成ブロック図である。
本実施例が第1の実施例と異なる点は、各電圧関数発生
回路の入出力特性が異なっている点である。基本的な構
成は第1の実施例と同様である。すなわち、温度センサ
301には、電圧関数発生回路302,303,30
4,305,306が接続され、その電圧関数発生回路
302,303,304,305,306には、電圧加
算器307が接続されている。又、電圧加算器307
は、発振回路12の制御端子15及び可変容量ダイオー
ド14に接続されている。The fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 17 is a configuration block diagram of the temperature-compensated crystal oscillator according to the fourth embodiment of the present invention.
This embodiment is different from the first embodiment in that the input / output characteristics of each voltage function generating circuit are different. The basic configuration is similar to that of the first embodiment. That is, the temperature sensor 301 includes voltage function generating circuits 302, 303, 30.
4, 305, 306 are connected to the voltage function generating circuits 302, 303, 304, 305, 306, and a voltage adder 307 is connected. Also, the voltage adder 307
Is connected to the control terminal 15 of the oscillation circuit 12 and the variable capacitance diode 14.
【0054】次に、上記第4の実施例の動作原理につい
て図面を参照しながら説明する。まず、温度センサ30
1は、図3で示される特性とする。すなわち、周囲温度
Tに対して出力電圧Vsはほぼ線形に変化し、温度Tが
T1、T2、T3、T4、T5、T6のときの出力電圧V
sは、それぞれVs1、Vs2、Vs3、Vs4、Vs5、Vs6で
ある。ここで、温度センサ201の出力電圧Vsと、発
振周波数を一定にするための制御電圧Vcの関係は図4
に示した例と同じとする。Next, the operating principle of the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. First, the temperature sensor 30
1 is the characteristic shown in FIG. That is, the output voltage V s changes substantially linearly with respect to the ambient temperature T, and the output voltage V s when the temperature T is T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , and T 6.
s is V s1 , V s2 , V s3 , V s4 , V s5 , and V s6 , respectively. Here, the relationship between the output voltage V s of the temperature sensor 201 and the control voltage V c for keeping the oscillation frequency constant is shown in FIG.
The same as the example shown in.
【0055】図18は、図4の実線で示した特性を実現
するために必要な、温度センサ301からの入力電圧V
sに対する電圧関数発生回路302,303,304,
305,306の動作特性を示したものである。5つの
電圧関数発生回路の入出力特性は、電圧関数発生回路3
02では入力電圧がVs1以下のとき出力電圧が(Vc5−
Vc4)の一定値であり、Vs1からVs2までは、その一定
値からゼロまで単調に減少し、Vs2以上ではゼロのまま
である。以下同様に、電圧関数発生回路303ではVs2
以下のとき(Vc4−Vc3)、Vs2からVs3までは、(V
c4−Vc3)からゼロまで単調に減少し、Vs3以上ではゼ
ロ。電圧関数発生回路304ではVs3以下のとき(Vc3
−Vc2)、Vs3からVs4までは、(Vc3−Vc2)からゼ
ロまで単調に減少し、Vs4以上ではゼロ。電圧関数発生
回路305ではVs4以下のとき(Vc2−Vc1)、Vs4か
らVs5までは、(Vc2−Vc1)からゼロまで単調に減少
し、Vs5以上ではゼロ。電圧関数発生回路306ではV
s5以下のときVc1、Vs5からVs6までは、Vc1からゼロ
まで単調に減少し、それ以上ではゼロである。FIG. 18 shows the input voltage V from the temperature sensor 301 which is necessary to realize the characteristics shown by the solid line in FIG.
voltage function generation circuits 302, 303, 304 for s ,
The operation characteristics of 305 and 306 are shown. The input / output characteristics of the five voltage function generation circuits are as follows:
02, when the input voltage is V s1 or less, the output voltage is (V c5 −
V c4 ) is a constant value, and from V s1 to V s2 monotonically decreases from that constant value to zero, and remains at zero above V s2 . Similarly, in the voltage function generation circuit 303, V s2
In the following cases (V c4 −V c3 ), from V s2 to V s3 , (V
It decreases monotonically from c4 −V c3 ) to zero, and is zero at Vs3 and above. In the voltage function generation circuit 304, when V s3 or less (V c3
-V c2 ), V s3 to V s4 monotonically decreases from (V c3 -V c2 ) to zero, and is zero at V s4 and above. In the voltage function generation circuit 305, when V s4 or less (V c2 −V c1 ), V s4 to V s5 monotonically decreases from (V c2 −V c1 ) to zero, and zero at V s5 or more. In the voltage function generation circuit 306, V
When s5 or less, V c1 and V s5 to V s6 decrease monotonically from V c1 to zero, and above that, it is zero.
【0056】以上のような入出力特性をもたせた電圧関
数発生回路302,303,304,305,306の
出力電圧を電圧加算器307で加算すると、温度センサ
301からの入力電圧すなわち周囲温度に対して図4に
実線で示す特性をもつ制御電圧Vcを得ることができ
る。When the output voltages of the voltage function generating circuits 302, 303, 304, 305, 306 having the above input / output characteristics are added by the voltage adder 307, the input voltage from the temperature sensor 301, that is, the ambient temperature, As a result, the control voltage V c having the characteristic shown by the solid line in FIG. 4 can be obtained.
【0057】以上の構成によれば、図4、図17、及び
図18において、例えば、T2からT3の温度範囲で電圧
関数発生回路303の出力電圧の傾斜を調整する場合
は、電圧値(Vc4−Vc3)を変化させて必要な制御電圧
値に調整しても、T2からT3の温度範囲では電圧関数発
生回路303以外の電圧関数発生回路302,304,
305,306の出力電圧は全て一定値なので、電圧関
数発生回路303だけで出力電圧の傾斜が調整できて温
度補償調整が容易である。全温度範囲において温度−周
波数特性の調整を行うときには電圧関数発生回路30
6、305、304、303、302の順に調整を行
う。また、理想的な制御電圧を直線で近似しているので
数点の温度ポイントのみの調整で温度補償を行えばよ
く、簡単に周波数の安定な温度補償水晶発振器を実現す
ることができる。更に、第4の実施例では、第1の実施
例よりも回路が簡単になるという特徴を有する。According to the above configuration, in FIG. 4, FIG. 17, and FIG. 18, for example, when adjusting the slope of the output voltage of the voltage function generating circuit 303 in the temperature range from T 2 to T 3 , the voltage value Even if (V c4 −V c3 ) is changed to the required control voltage value, the voltage function generating circuits 302, 304, 304, other than the voltage function generating circuit 303 are in the temperature range of T 2 to T 3 .
Since the output voltages of 305 and 306 are all constant values, the slope of the output voltage can be adjusted only by the voltage function generating circuit 303, and temperature compensation adjustment is easy. When adjusting the temperature-frequency characteristics in the entire temperature range, the voltage function generating circuit 30
Adjustment is performed in the order of 6, 305, 304, 303, 302. Further, since the ideal control voltage is approximated by a straight line, temperature compensation may be performed by adjusting only a few temperature points, and a temperature-compensated temperature-compensated crystal oscillator can be easily realized. Further, the fourth embodiment has a feature that the circuit is simpler than that of the first embodiment.
【0058】なお、上記実施例では、温度センサにダイ
オードを用いたものとサーミスタを用いたものを例とし
て説明したが、これに限らず、温度変化に対応して出力
電圧が変化する構成であれば、トランジスタを用いて温
度変化による電流の変化を電圧に変換する回路等、他の
方式の温度センサであってもよい。この場合、温度変化
と出力電圧との関係は、直線関係でなくてもよく、2次
関数、3次関数、または指数関数等の関係であってもよ
く、演算増幅器の入出力特性を温度センサの特性に合わ
せればよい。In the above embodiment, the temperature sensor using a diode and the temperature sensor using a thermistor have been described as examples, but the present invention is not limited to this, and the output voltage may be changed in response to a temperature change. For example, a temperature sensor of another type such as a circuit that uses a transistor to convert a change in current due to a change in temperature into a voltage may be used. In this case, the relationship between the temperature change and the output voltage may not be a linear relationship, but may be a quadratic function, a cubic function, an exponential function, or the like. It should be matched to the characteristics of.
【0059】また、本発明の実施例において用いた演算
増幅器の代わりに、トランジスタ等で構成した回路を用
いることもできる。Further, instead of the operational amplifier used in the embodiments of the present invention, a circuit composed of transistors or the like can be used.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、例えばおよそ100℃の温度範囲に渡り1p
pmから2ppm以下の周波数偏移に抑えるための補償
データの取得がおよそ3ポイントから5ポイントの温度
ポイントで済み、しかも、各温度ポイントで独立に温度
補償ができるため、温度補償調整が容易に行える。As is apparent from the above description,
The present invention is, for example, 1p over a temperature range of about 100 ° C.
Compensation data for suppressing the frequency deviation from pm to 2 ppm or less is acquired at about 3 to 5 temperature points, and temperature compensation can be performed independently at each temperature point, so temperature compensation adjustment can be easily performed. .
【0061】したがって、低価格で高精度にできると共
に、IC化に適した素子だけで構成が可能となり小型化
を実現することができる。Therefore, the cost can be reduced and the accuracy can be improved, and the configuration can be realized by only the elements suitable for the IC, and the miniaturization can be realized.
【0062】また、セルラ無線携帯電話やコードレス電
話機に最適な、小型で、低コストな温度補償水晶発振器
を提供できる。Further, it is possible to provide a small-sized, low-cost temperature-compensated crystal oscillator, which is suitable for a cellular radio mobile phone or a cordless phone.
【図1】本発明の第1の実施例の温度補償水晶発振器の
構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram of a temperature-compensated crystal oscillator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(a)は、本発明の実施例の温度補償水晶発振
器におけるダイオードを用いた温度センサを示す回路図
である。(b)は、本発明の実施例の温度補償水晶発振
器におけるサーミスタを用いた温度センサを示す回路図
である。FIG. 2A is a circuit diagram showing a temperature sensor using a diode in a temperature-compensated crystal oscillator according to an embodiment of the present invention. (B) is a circuit diagram showing a temperature sensor using a thermistor in the temperature-compensated crystal oscillator of the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例の温度センサにおける温度と出
力電圧の関係を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the temperature and the output voltage in the temperature sensor according to the embodiment of the present invention.
【図4】温度補償水晶発振器を理想的に温度補償する理
想制御曲線(破線)と、分割された温度区間毎に制御曲
線を直線近似した本発明の実施例における制御曲線(実
線)の一例を示す図である。FIG. 4 is an example of an ideal control curve (broken line) for ideally temperature compensating a temperature-compensated crystal oscillator and a control curve (solid line) in the embodiment of the present invention in which the control curve is linearly approximated for each divided temperature section. FIG.
【図5】本発明の第1の実施例における電圧関数発生回
路の入出力特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing input / output characteristics of the voltage function generating circuit according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例の温度補償水晶発振器を
演算増幅器を用いて構成した具体的な回路図の上半分で
ある。FIG. 6 is an upper half of a specific circuit diagram in which the temperature-compensated crystal oscillator according to the first embodiment of the present invention is configured by using an operational amplifier.
【図7】本発明の第1の実施例の温度補償水晶発振器を
演算増幅器を用いて構成した具体的な回路図の下半分で
ある。FIG. 7 is a lower half of a specific circuit diagram in which the temperature-compensated crystal oscillator according to the first embodiment of the present invention is configured using an operational amplifier.
【図8】図6、7の回路に使用したダイオードを用いた
温度センサーの温度と出力電圧および消費電流の関係を
示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature, the output voltage, and the current consumption of the temperature sensor using the diode used in the circuits of FIGS.
【図9】図6、7の回路の温度補償水晶発振器における
分割された温度区間の数を5区間としたときの温度と制
御電圧の関係を示すグラフである。9 is a graph showing the relationship between temperature and control voltage when the number of divided temperature sections in the temperature-compensated crystal oscillator of the circuits of FIGS. 6 and 7 is five.
【図10】図6、7の回路の温度補償水晶発振器におけ
る制御信号発生手段の入力電圧と出力電圧の関係を示す
グラフである。10 is a graph showing the relationship between the input voltage and the output voltage of the control signal generating means in the temperature-compensated crystal oscillator of the circuits of FIGS.
【図11】図6、7の回路の温度補償水晶発振器におけ
る温度に対する周波数偏移を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing frequency shift with respect to temperature in the temperature-compensated crystal oscillator of the circuits of FIGS.
【図12】本発明の第1の実施例の第1の変形の温度補
償水晶発振器における分割された温度区間の数を4区間
としたときの温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。FIG. 12 is a graph showing the relationship between temperature and control voltage when the number of divided temperature sections in the temperature-compensated crystal oscillator according to the first modification of the first embodiment of the present invention is four.
【図13】本発明の第1の実施例の第2の変形の温度補
償水晶発振器における分割された温度区間の数を3区間
としたときの温度と制御電圧の関係を示すグラフであ
る。FIG. 13 is a graph showing the relationship between temperature and control voltage when the number of divided temperature sections in the temperature-compensated crystal oscillator according to the second modification of the first embodiment of the present invention is three.
【図14】本発明の第2の実施例の温度補償水晶発振器
の構成ブロック図である。FIG. 14 is a configuration block diagram of a temperature-compensated crystal oscillator according to a second embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第3の実施例の温度補償水晶発振器
の構成ブロック図である。FIG. 15 is a configuration block diagram of a temperature-compensated crystal oscillator according to a third embodiment of the present invention.
【図16】第3の実施例における電圧関数発生回路の入
出力特性とスイッチング手段の動作を合わせた動作特性
を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing input / output characteristics of the voltage function generation circuit and operation characteristics of the switching means in the third embodiment.
【図17】本発明の第4の実施例の温度補償水晶発振器
の構成ブロック図である。FIG. 17 is a configuration block diagram of a temperature-compensated crystal oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第4の実施例における電圧関数発生
回路の入出力特性を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing input / output characteristics of a voltage function generating circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図19】従来のアナログ型温度補償水晶発振器の構成
ブロック図である。FIG. 19 is a configuration block diagram of a conventional analog temperature-compensated crystal oscillator.
【図20】従来のディジタル型温度補償水晶発振器の構
成ブロック図である。FIG. 20 is a configuration block diagram of a conventional digital temperature-compensated crystal oscillator.
11 水晶振動子 12 発振回路 13 出力端子 14 可変容量ダイオード 15 制御端子 101 温度センサー 102、103、104、105、106 電圧関数発
生回路 107 電圧加算器11 Crystal Resonator 12 Oscillation Circuit 13 Output Terminal 14 Variable Capacitance Diode 15 Control Terminal 101 Temperature Sensor 102, 103, 104, 105, 106 Voltage Function Generation Circuit 107 Voltage Adder
Claims (15)
可能な発振手段と、温度検出手段と、制御信号発生手段
とを備え、前記制御信号発生手段は、前記発振周波数を
理想的に温度補償する理想制御曲線に対して複数の分割
された温度区間毎に直線近似した特性から得られる制御
信号を、前記温度検出手段の出力に基づき発生させ、そ
の制御信号により、前記発振手段の発振周波数が制御さ
れ温度補償が行われることを特徴とする温度補償水晶発
振器。1. An oscillating means using a crystal oscillator, the oscillating frequency of which can be adjusted, a temperature detecting means, and a control signal generating means, wherein the control signal generating means ideally controls the oscillating frequency to a temperature. A control signal obtained from a characteristic that is linearly approximated for each of a plurality of divided temperature sections with respect to an ideal control curve to be compensated is generated based on the output of the temperature detecting means, and the oscillation frequency of the oscillating means is generated by the control signal. A temperature-compensated crystal oscillator in which temperature compensation is performed by controlling the temperature.
度区間全体において、前記理想制御曲線からのずれによ
る周波数偏移の最大値が最小になるように選ぶことを特
徴とする請求項1記載の温度補償水晶発振器。2. The control characteristic according to the control signal is selected so that the maximum value of the frequency deviation due to the deviation from the ideal control curve is minimized in the entire temperature section. Temperature compensated crystal oscillator.
区間の両端において、前記理想制御曲線に一致させて周
波数偏移をゼロにするように選ぶことを特徴とする請求
項1記載の温度補償水晶発振器。3. The temperature compensation according to claim 1, wherein the control characteristic of the control signal is selected so as to match the ideal control curve at both ends of each temperature section so that the frequency deviation becomes zero. Crystal oscillator.
し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。4. The temperature-compensated crystal oscillator according to claim 1, wherein the number of divided temperature sections is five.
し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。5. The temperature-compensated crystal oscillator according to claim 1, wherein the number of divided temperature sections is four.
し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。6. The temperature-compensated crystal oscillator according to claim 1, wherein the number of divided temperature sections is three.
されたダイオードと抵抗を直列に接続した回路に直流電
圧を加え、前記ダイオードと前記抵抗の接続点を出力端
子としたものであることを特徴とする請求項1記載の温
度補償水晶発振器。7. The temperature detecting means applies a DC voltage to a circuit in which a plurality of series-connected diodes and resistors are connected in series, and uses a connection point between the diodes and the resistors as an output terminal. A temperature-compensated crystal oscillator according to claim 1.
って出力電圧を単調に変化させる複数個の電圧関数発生
回路と、前記温度区間毎に動作させる前記電圧関数発生
回路を選択して切り換えるスイッチング手段とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の温度補償水晶発振器。8. The switching means for switching the control signal generating means by selecting a plurality of voltage function generating circuits that monotonically change the output voltage according to an input voltage and the voltage function generating circuit that operates in each of the temperature intervals. The temperature-compensated crystal oscillator according to claim 1, further comprising:
度区間に対応した所定の入力電圧範囲において入力電圧
に従って出力電圧を所定の第1の電圧値から所定の第2
の電圧値まで単調に変化させ、それ以外の温度区間に対
応する入力電圧範囲において出力電圧を各前記所定の電
圧値に保持する入出力特性を持つ複数個の電圧関数発生
回路と、前記電圧関数発生回路の出力電圧を全て加算す
る電圧加算器とを有することを特徴とする請求項1記載
の温度補償水晶発振器。9. The control signal generating means changes an output voltage from a predetermined first voltage value to a predetermined second voltage value in accordance with an input voltage in a predetermined input voltage range corresponding to the specific temperature section.
A plurality of voltage function generating circuits having an input / output characteristic that monotonically changes to a voltage value of, and holds an output voltage at each of the predetermined voltage values in an input voltage range corresponding to other temperature sections, and the voltage function. The temperature-compensated crystal oscillator according to claim 1, further comprising a voltage adder for adding all output voltages of the generation circuit.
つの前記温度区間に対応した所定の入力電圧範囲におい
て、前半の温度区間では入力電圧に従って出力電圧がゼ
ロから所定最大値まで単調に増加した後、後半の温度区
間では入力電圧に従って最大値から再びゼロまで単調に
減少し、それ以外の入力電圧範囲において出力電圧がゼ
ロとなる入出力特性を持つ(N+1)個(Nは前記温度
区間数を表す2以上の整数)の電圧関数発生回路と、前
記電圧関数発生回路の出力電圧を全て加算する電圧加算
器とを有し、各々の前記電圧関数発生回路の出力電圧変
化の関係を、i番目(iは2以上N以下の整数)の前記
電圧関数発生回路の出力電圧が零から増加して最大値と
なるときに、(i−1)番目の前記電圧関数発生回路の
出力電圧が最大値から減少してゼロとなり、また、i番
目の前記電圧関数発生回路の出力電圧が最大値から減少
してゼロとなるときに(i+1)番目の前記電圧関数発
生回路の出力電圧がゼロから増加して最大値となるよう
にし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。10. The control signal generating means comprises two consecutive
In the predetermined input voltage range corresponding to the two temperature sections, the output voltage monotonically increases from zero to a predetermined maximum value according to the input voltage in the first half temperature section, and then again from the maximum value to zero according to the input voltage in the second half temperature section. (N + 1) (N is an integer greater than or equal to 2 representing the number of the temperature intervals) voltage-function generating circuits having input / output characteristics such that the output voltage decreases monotonically until the output voltage becomes zero in the other input voltage range. A voltage adder that adds all the output voltages of the voltage function generating circuit, and the relationship of the output voltage change of each of the voltage function generating circuits is the i-th (i is an integer of 2 or more and N or less) of the voltage function. When the output voltage of the generating circuit increases from zero and reaches the maximum value, the output voltage of the (i-1) th voltage function generating circuit decreases from the maximum value to zero, and the i-th voltage function The output voltage of the (i + 1) th voltage function generating circuit is increased from zero to a maximum value when the output voltage of the raw circuit decreases from the maximum value to zero. The temperature-compensated crystal oscillator according to 1.
の温度区間に対応するゼロから最大値に変化する出力電
圧を、前記温度区間に対応した所定の入力電圧範囲にお
いて入力電圧に従ってゼロから最大値に変化する出力電
圧を演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生回路により
発生させると共に、前記単区間電圧関数発生回路の出力
電圧を反転させて、(i−1)番目の前記電圧関数発生
回路の後半の温度区間に対応する最大値からゼロに変化
する出力電圧としても用いることを特徴とする請求項1
0記載の温度補償水晶発振器。11. An output voltage that changes from zero to a maximum value corresponding to the first half temperature section of the i-th voltage function generating circuit is changed from zero to maximum according to the input voltage in a predetermined input voltage range corresponding to the temperature section. An output voltage that changes to a value is generated by a single-section voltage function generation circuit using an operational amplifier, and the output voltage of the single-section voltage function generation circuit is inverted to generate the (i-1) th voltage function generation circuit. 2. The output voltage is also used as an output voltage changing from a maximum value corresponding to a temperature section in the latter half of the above to zero.
The temperature-compensated crystal oscillator according to 0.
番目の前記温度区間に対応した所定の入力電圧範囲にお
いて入力電圧に従って最大値からゼロに変化する出力電
圧を発生させる演算増幅器を用いた単区間電圧関数発生
回路により構成したことを特徴とする請求項10記載の
温度補償水晶発振器。12. The first voltage function generating circuit is set to 1
A single-interval voltage function generating circuit using an operational amplifier that generates an output voltage that changes from a maximum value to zero in accordance with an input voltage in a predetermined input voltage range corresponding to the th temperature section. 10. The temperature-compensated crystal oscillator according to 10.
路を、N番目の前記温度区間に対応した所定の入力電圧
範囲において入力電圧に従ってゼロから最大値に変化す
る出力電圧を発生させる演算増幅器を用いた単区間電圧
関数発生回路により構成したことを特徴とする請求項1
0記載の温度補償水晶発振器。13. An operational amplifier for generating the (N + 1) th voltage function generating circuit for generating an output voltage which changes from zero to a maximum value according to the input voltage in a predetermined input voltage range corresponding to the Nth temperature section. 3. The single-section voltage function generating circuit used is constructed.
The temperature-compensated crystal oscillator according to 0.
圧の最大値は全て等しく設定し、前記電圧関数発生回路
と前記電圧加算器の間にそれぞれ挿入された演算増幅器
の増幅度を調整することにより、所望の前記制御信号を
発生させることを特徴とする請求項10記載の温度補償
水晶発振器。14. The maximum value of the output voltage of each of the voltage function generating circuits is set to be equal to each other, and the amplification degree of an operational amplifier inserted between the voltage function generating circuit and the voltage adder is adjusted. 11. The temperature-compensated crystal oscillator according to claim 10, wherein the desired control signal is generated by:
構成し、出力電圧の最大値を前記演算増幅器の出力電圧
飽和特性を利用して規定したことを特徴とする請求項1
4記載の温度補償水晶発振器。15. The voltage function generating circuit is composed of an operational amplifier, and the maximum value of the output voltage is defined by utilizing the output voltage saturation characteristic of the operational amplifier.
4. The temperature-compensated crystal oscillator according to 4.
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1994
- 1994-01-21 JP JP523394A patent/JP3253207B2/en not_active Expired - Fee Related
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