JPH0697765A - Phase temperature compensating circuit - Google Patents
Phase temperature compensating circuitInfo
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- JPH0697765A JPH0697765A JP4241067A JP24106792A JPH0697765A JP H0697765 A JPH0697765 A JP H0697765A JP 4241067 A JP4241067 A JP 4241067A JP 24106792 A JP24106792 A JP 24106792A JP H0697765 A JPH0697765 A JP H0697765A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子回路の出力位相の温度による変動を補償
して一定に保つ出力位相温度補償回路に関し、温度と出
力位相の関係が折れ線で近似できる非線形出力位相温度
特性を補償でのるようにすることを目的とする。
【構成】 入力信号と出力信号の位相差が制御電圧に比
例して変化する位相制御回路6と、温度に対して一次の
関係にある温度センス電圧VTが入力し、特定の限界温
度T0以上または以下の温度では温度に対して単調に増
加または減少しそれ以外の温度では一定の制御電圧VC
NTを発生する制御電圧発生回路5とを組み合わせた部
分温度補償回路4の、一つまたは複数の直列接続によっ
て構成する。制御電圧発生回路には、一方のベースに基
準電圧が、他方のベースに温度センス電圧が入力し、何
れか一方のコレクタから制御電圧を出力するようにした
トランジスタ差動対を用い、基準電圧VREFとトラン
ジタ差動対の利得とを調整することにより、限界温度T
0と温度に対する制御電圧の変化率とを任意に設定する
ようにした構成である。
(57) [Abstract] [Purpose] An output phase temperature compensation circuit that compensates for fluctuations in the output phase of an electronic circuit due to temperature and keeps it constant, and compensates for nonlinear output phase temperature characteristics in which the relationship between temperature and output phase can be approximated by a broken line The purpose is to get out. A phase control circuit 6 in which a phase difference between an input signal and an output signal changes in proportion to a control voltage, and a temperature sense voltage VT having a linear relationship with temperature are input, and a specific limit temperature T0 or higher or At the following temperatures, it increases or decreases monotonically with respect to the temperature, and at other temperatures, the control voltage VC is constant.
The partial temperature compensating circuit 4 in combination with the control voltage generating circuit 5 for generating NT is constituted by one or a plurality of series connections. The control voltage generating circuit uses a transistor differential pair in which the reference voltage is input to one base and the temperature sense voltage is input to the other base, and the control voltage is output from the collector of either one of the bases. And the gain of the transistor differential pair are adjusted so that the limit temperature T
This is a configuration in which 0 and the rate of change of the control voltage with respect to temperature are set arbitrarily.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子回路の出力位相の
温度による変動を補償して一定に保つ出力位相温度補償
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output phase temperature compensating circuit for compensating fluctuations in the output phase of an electronic circuit due to temperature and keeping it constant.
【0002】デジタル信号を処理する電子回路等では、
入力信号に対する出力信号の位相が動作温度が変化して
も一定であることが要求され、このために出力位相温度
補償回路が用いられる。In electronic circuits and the like for processing digital signals,
The phase of the output signal with respect to the input signal is required to be constant even when the operating temperature changes, and for this purpose, the output phase temperature compensation circuit is used.
【0003】[0003]
【従来の技術】トランジスタ等の半導体素子からなる電
子回路で入力信号を処理して出力信号を得る場合、通
常、入力信号に対する出力信号の位相差(以後出力位相
と略称)は、温度の変化に対応して単調に変化する。そ
こで、この出力位相の温度補償のためには、制御電圧に
よって出力位相が直線的に変化する(即ち、制御電圧と
移相特性が一次の関係にある)位相制御回路を出力位相
温度補償回路として電子回路の後に付加し、ダイオード
の順方向電圧降下が温度に対して直線的に変化すること
を利用した温度センス回路からの温度センス電圧で該位
相制御回路を直接制御することにより、電子回路の出力
信号に対して逆の位相変化を与え出力信号の位相を温度
に無関係に一定に保つようにしている。2. Description of the Related Art When an input signal is processed by an electronic circuit composed of semiconductor elements such as transistors to obtain an output signal, the phase difference of the output signal with respect to the input signal (hereinafter abbreviated as output phase) usually changes with temperature. Correspondingly changes monotonically. Therefore, for temperature compensation of the output phase, a phase control circuit in which the output phase changes linearly with the control voltage (that is, the control voltage and the phase shift characteristic have a linear relationship) is used as the output phase temperature compensation circuit. By directly controlling the phase control circuit with the temperature sensing voltage from the temperature sensing circuit, which is added after the electronic circuit and utilizes the fact that the forward voltage drop of the diode changes linearly with temperature, An opposite phase change is applied to the output signal to keep the phase of the output signal constant regardless of the temperature.
【0004】ところが、SAWフイルタ(表面波フィル
タ)等の素子は温度による位相特性の変化が線形でな
く、このような素子を含む回路では出力位相の温度特性
が線形にならないため、上記従来の位相温度補償方式で
は出力位相に対して充分な温度補償ができない。However, elements such as SAW filters (surface wave filters) do not have a linear change in phase characteristic due to temperature, and a circuit including such an element does not have a linear temperature characteristic of output phase. The temperature compensation method cannot sufficiently compensate the output phase.
【0005】例えば、図8に示すクロック抽出回路は、
デジタル光通信における光受信モジュール内に使用され
るもので、受信データ信号からクロック信号を抽出する
回路である。この回路は、クロック成分抽出部1と、位
相温度補償回路2と、リミッタ増幅器3とからなる。ク
ロック成分抽出部1は、NRZ の入力データ信号を微分し
てレベル変化点毎にパルス列を発生する微分回路11と、
該パルス列を濾波してクロック周波数の正弦波を取り出
すSAWフイルタ12とからなる。位相温度補償回路2
は、制御電圧VCNTにより入力する正弦波信号に対し
て出力位相を直線的に変化させる位相制御回路21、温度
が上昇すると温度上昇に比例して上昇する温度センス電
圧VTを制御電圧として出力する温度センス回路22から
なる。リミッタ増幅器3は、位相制御回路21からの位相
温度補償済の正弦波信号をリミッタ増幅してパルス整形
して出力クロック信号を出力する。For example, the clock extraction circuit shown in FIG.
Used in an optical receiver module in digital optical communication, it is a circuit for extracting a clock signal from a received data signal. This circuit includes a clock component extraction unit 1, a phase temperature compensation circuit 2, and a limiter amplifier 3. The clock component extraction unit 1 differentiates an NRZ input data signal to generate a pulse train at each level change point,
The SAW filter 12 extracts the sine wave of the clock frequency by filtering the pulse train. Phase temperature compensation circuit 2
Is a phase control circuit 21 that linearly changes the output phase with respect to a sine wave signal input by the control voltage VCNT, and a temperature that outputs a temperature sense voltage VT that rises in proportion to the temperature rise as the temperature rises, as a control voltage. It consists of a sense circuit 22. The limiter amplifier 3 limiter-amplifies the phase temperature compensated sine wave signal from the phase control circuit 21, pulse-shapes it, and outputs an output clock signal.
【0006】図9は上記クロック成分抽出部の出力位相
温度特性を示す図である。図9に示すように、半導体素
子のみからなる微分回路11の位相温度特性は、温度上昇
に対して−K2' の勾配で位相が遅れ( 一点鎖線) 、電
気機械変換素子であるSAWフィルタ12の位相温度特性
は、常温T0から温度が上昇しても下降しても位相が遅
れる(点線)。FIG. 9 is a diagram showing an output phase temperature characteristic of the clock component extracting section. As shown in FIG. 9, the phase temperature characteristic of the differentiating circuit 11 including only the semiconductor element is that the phase is delayed by the slope of −K2 ′ with respect to the temperature rise (one-dot chain line), and the SAW filter 12 which is the electromechanical conversion element Regarding the phase temperature characteristic, the phase is delayed (dotted line) regardless of whether the temperature rises or falls from the room temperature T0.
【0007】従って、この二つの回路が直列接続された
クロック成分抽出部1の位相温度特性は、それぞれの温
度位相特性が合成されたものとなり、低温→T0は勾配
K1、T0→高温では勾配K2の折れ線で近似される出
力位相温度特性を示す。Therefore, the phase-temperature characteristics of the clock component extraction unit 1 in which these two circuits are connected in series are those in which the respective temperature-phase characteristics are combined, and the gradient K1 at low temperature → T0 and the gradient K2 at T0 → high temperature. The output phase temperature characteristics approximated by the broken line are shown.
【0008】これに対して、従来の位相温度補償回路2
は、温度対位相が一定勾配の線形補償を行うので、温度
−出力位相特性が線形な微分回路の温度温度特性しか打
ち消せないため、このような回路構成のクロック抽出回
路の出力位相は、常温に対して低温でも高温でも遅れて
しまい、抽出されたクロックの位相は、SAWフィルタ
の位相温度特性に従って変動するものとなる。On the other hand, the conventional phase temperature compensation circuit 2
Since the linear compensation with a constant slope with respect to temperature is performed, only the temperature-temperature characteristic of the differentiating circuit having a linear temperature-output phase characteristic can be canceled out.Therefore, the output phase of the clock extraction circuit with such a circuit configuration is at room temperature. On the other hand, both the low temperature and the high temperature are delayed, and the phase of the extracted clock varies according to the phase temperature characteristic of the SAW filter.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】以上の如く、位相温度
特性が線形でない回路は、従来の温度補償回路で充分に
補償しきれないので、SAWフィルタを用いたクロック
抽出回路等では、温度による出力位相の変化が大きく、
抽出されたクロックで受信データの識別を行おうとする
と温度による位相変動でマージンが減少するため、デー
タ識別再生の誤り率が劣化するという問題があった。As described above, a circuit having a non-linear phase temperature characteristic cannot be sufficiently compensated by a conventional temperature compensating circuit, so that a clock extracting circuit using a SAW filter or the like outputs an output depending on temperature. The phase change is large,
There is a problem that the error rate of the data identification reproduction is deteriorated when the received data is identified by the extracted clock because the margin is reduced due to the phase variation due to the temperature.
【0010】本発明は上記問題に鑑み創出されたもの
で、非線形な出力位相温度特性を有する電子回路の温度
補償ができる位相温度補償回路を提供することを目的と
する。The present invention was created in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a phase temperature compensating circuit capable of temperature compensating an electronic circuit having a non-linear output phase temperature characteristic.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の位相温
度補償回路の原理構成図、図4は制御電圧発生回路の詳
細図である。FIG. 1 is a principle block diagram of a phase temperature compensating circuit of the present invention, and FIG. 4 is a detailed diagram of a control voltage generating circuit.
【0012】上記問題点を解決するため本発明の位相温
度補償回路は、図1に示す如く、温度と出力位相の関係
が折れ線で近似できる任意の出力位相温度特性をもつ被
補償電子回路1の出力位相を補償する出力位相温度補償
回であって、入力信号と出力信号の位相差が制御電圧に
比例して変化する位相制御回路6と、温度に対して一次
の関係にある温度センス電圧VTが入力し、特定の限界
温度T0以上または以下の温度では温度に対して単調に
増加または減少しそれ以外の温度では一定の制御電圧V
CNTを発生する制御電圧発生回路5とを組み合わせた
部分温度補償回路4の、一つまたは複数の直列接続から
構成され、また、前記部分温度補償回路の制御電圧発生
回路は、図4に示す如く、エミッタが共通接続され、一
方のベースに基準電圧が、他方のベースに温度センス電
圧が入力し、何れか一方のコレクタから制御電圧を出力
するように構成したトランジスタ差動対51と、該差動対
51の共通エミッタに定電流を供給する電流源52とからな
り、基準電圧VREFとトランジタ差動対51の利得とを
調整することにより、限界温度T0と温度に対する制御
電圧の変化率とを任意に設定するようにした構成であ
る。In order to solve the above problems, the phase temperature compensating circuit of the present invention is, as shown in FIG. 1, a compensated electronic circuit 1 having an arbitrary output phase temperature characteristic in which the relationship between temperature and output phase can be approximated by a broken line. An output phase temperature compensation circuit for compensating an output phase, the phase control circuit 6 having a phase difference between an input signal and an output signal that changes in proportion to a control voltage, and a temperature sense voltage VT having a linear relationship with temperature. Is input, and monotonically increases or decreases with respect to the temperature above or below a specific limit temperature T0, and has a constant control voltage V at other temperatures.
The partial temperature compensating circuit 4 in combination with the control voltage generating circuit 5 for generating CNT is composed of one or a plurality of series connections, and the control voltage generating circuit of the partial temperature compensating circuit is as shown in FIG. , The emitters are commonly connected, the reference voltage is input to one base, the temperature sense voltage is input to the other base, and the control voltage is output from one of the collectors, and Dynamic
The current source 52 supplies a constant current to the common emitter of 51, and the reference voltage VREF and the gain of the transistor differential pair 51 are adjusted to arbitrarily set the limit temperature T0 and the rate of change of the control voltage with respect to the temperature. This is the configuration to be set.
【0013】[0013]
【作用】正弦波に対する位相の補償は、複数の部分温度
補償回路の位相温度特性の算術和が全体の位相特性にな
るので、異なった特性に設定した複数の部分温度補償回
路を直列接続することにより、折れ線で近似される位相
温度特性を有する出力信号の温度補償を高精度で実現で
きる。[Function] In the phase compensation for a sine wave, the arithmetic sum of the phase temperature characteristics of a plurality of partial temperature compensation circuits becomes the entire phase characteristic. Therefore, connect a plurality of partial temperature compensation circuits with different characteristics in series. As a result, temperature compensation of an output signal having a phase temperature characteristic approximated by a polygonal line can be realized with high accuracy.
【0014】このために、複数の部分温度補償回路のそ
れぞれが、被補償電子回路の位相温度特性の一つの折れ
線部分を補償するように限界温度と温度−制御電圧の勾
配とを設定する。To this end, each of the plurality of partial temperature compensating circuits sets the limit temperature and the temperature-control voltage gradient so as to compensate for one broken line portion of the phase temperature characteristic of the compensated electronic circuit.
【0015】そして、各部分温度補償回路ヘの、限界温
度と温度−移相特性勾配の設定は以下の如く行うことが
できる。入力する温度センス電圧は温度上昇に伴って直
線的に増加する比例関係にあるものとすると、制御電圧
発生回路のトランジスタ差動対のベースに加わる基準電
圧と限界温度での温度センス電圧との差動入力が差動対
の一方のトランジスタをカットオフするように基準電圧
を設定する。これにより、限界温度より高温側または低
温側で温度に対して一定で、低温側または高温側では所
定の勾配を持つ制御電圧が得られる。The limit temperature and the temperature-phase shift characteristic gradient can be set in each partial temperature compensation circuit as follows. Assuming that the input temperature sense voltage has a proportional relationship that increases linearly with increasing temperature, the difference between the reference voltage applied to the base of the transistor differential pair of the control voltage generation circuit and the temperature sense voltage at the limit temperature. The reference voltage is set so that the dynamic input cuts off one transistor of the differential pair. As a result, a control voltage that is constant with respect to the temperature on the high temperature side or the low temperature side of the limit temperature and has a predetermined gradient on the low temperature side or the high temperature side can be obtained.
【0016】また、温度センス電圧VT0がベースに印
加される方のトランジスタから制御電圧を取り出すと、
温度上昇によって該トランジスタに分流する電流が増加
するので、温度に対してマイナス勾配を有する制御電圧
がえられ、基準電圧VREFFがベースに印加される方
のトランジスタから制御電圧を取り出すと、温度上昇に
より該トランジスタの電流は減少するので、温度に対し
てプラス勾配を持つ制御電圧が得られる。即ち、制御電
圧を差動対のどちら側のトランジスタから取り出すかに
よって温度に対する制御電圧の勾配の正負を設定するこ
とができる。そして、差動対の電圧利得を適宜値に設定
することによって、VCNTの勾配の絶対値を任意に調
整できる。Further, when the control voltage is taken out from the transistor to which the temperature sense voltage VT0 is applied to the base,
Since the current shunted to the transistor increases due to the temperature rise, a control voltage having a negative slope with respect to the temperature is obtained, and when the control voltage is taken out from the transistor to which the reference voltage VREFF is applied to the base, the temperature rises. Since the current in the transistor decreases, a control voltage with a positive slope with respect to temperature is obtained. That is, the positive / negative of the gradient of the control voltage with respect to the temperature can be set depending on which side of the transistor of the differential pair the control voltage is taken out from. Then, the absolute value of the gradient of VCNT can be arbitrarily adjusted by setting the voltage gain of the differential pair to an appropriate value.
【0017】以上により、それぞれの制御電圧発生回路
の限界温度と温度−制御電圧勾配とを、被補償回路の位
相温度特性の折れ線の各部分に合わせて設定できるの
で、これと位相制御回路とを組み合わせた部分温度補償
回路を直列に接続することにより、被補償回路を高精度
に補償することが可能となる。As described above, the limit temperature and the temperature-control voltage gradient of each control voltage generation circuit can be set in accordance with each part of the polygonal line of the phase temperature characteristic of the compensated circuit. By connecting the combined partial temperature compensation circuits in series, the compensated circuit can be compensated with high accuracy.
【0018】[0018]
【実施例】以下添付図により本発明の実施例を説明す
る。図2は本発明の実施例構成図、図3は位相制御回路
の一例を示す図、図4は制御電圧発生回路の詳細図、図
5は図4の動作説明図、図6は制御電圧発生回路の回路
形式の分類図、図7は複雑な位相温度特性の補償例の図
である。なお全図を通じて同一符号は同一対象物を表
す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing an example of a phase control circuit, FIG. 4 is a detailed diagram of a control voltage generation circuit, FIG. 5 is an operation explanatory diagram of FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a classification diagram of circuit types of circuits, and FIG. 7 is a diagram of an example of compensation of a complicated phase temperature characteristic. Note that the same reference numeral represents the same object throughout the drawings.
【0019】図2は、図8、図9で前述した出力位相温
度特性を有するクロック抽出回路に、本発明の出力位相
温度補償回路を適用した場合の実施例を示す。図2にお
いて、本発明の位相温度補償回路は、クロック成分抽出
部1と、リミッタ増幅器3との間に直列に挿入された低
温用温度補償回路(4a) 、高温用温度補償回路(4b)の二
つの部分温度補償回路と、それらの部分温度補償回路に
温度に比例する温度センス電圧VTを供給する温度セン
ス回路7とからなる。FIG. 2 shows an embodiment in which the output phase temperature compensating circuit of the present invention is applied to the clock extracting circuit having the output phase temperature characteristic described above with reference to FIGS. In FIG. 2, the phase temperature compensating circuit of the present invention includes a low temperature compensating circuit (4a) and a high temperature compensating circuit (4b) which are inserted in series between the clock component extracting section 1 and the limiter amplifier 3. It is composed of two partial temperature compensation circuits and a temperature sensing circuit 7 which supplies a temperature sense voltage VT proportional to the temperature to the partial temperature compensation circuits.
【0020】クロック成分抽出部1が出力する抽出クロ
ック周波数の正弦波の位相は、図9に示す如く、動作温
度範囲内(T1〜T2)の任意の温度T0(限界温度)
で位相−温度特性の勾配が変化するものとする。As shown in FIG. 9, the phase of the sine wave of the extracted clock frequency output by the clock component extraction unit 1 has an arbitrary temperature T0 (limit temperature) within the operating temperature range (T1 to T2).
It is assumed that the gradient of the phase-temperature characteristic changes.
【0021】そこで、本実施例では、限界温度T0を境
にした高温側と低温側をそれぞれ補償する二つの部分温
度補償回路で出力位相の温度補償を行うようにした。即
ち、T1→T0では温度勾配K1、T0→T2で勾配0
の位相特性をもつ部分温度補償回路4aで低温側の勾配−
K1の位相温度特性を、またT1→T0では一定で、T
0→T2で勾配Kの位相特性をもつ部分温度補償回路4b
で高温側の勾配−K2の位相温度特性を、それぞれ分担
して補償するようにしたものである。Therefore, in this embodiment, the temperature compensation of the output phase is performed by the two partial temperature compensation circuits which respectively compensate the high temperature side and the low temperature side with the limit temperature T0 as the boundary. That is, when T1 → T0, the temperature gradient is K1, and when T0 → T2, the gradient is 0.
With the partial temperature compensation circuit 4a having the phase characteristic of
The phase temperature characteristic of K1 is constant from T1 to T0, and
Partial temperature compensation circuit 4b having a phase characteristic of gradient K from 0 to T2
Thus, the phase temperature characteristic of the gradient -K2 on the high temperature side is shared and compensated.
【0022】温度センス回路7は、ダイオード71、ポテ
ンショメータ72、定電流源73とを直列接続したものをダ
イオード側をGRNDに、定電流源側を−電源に接続し
て構成され, ポテンショメータ72の可変端子からの電圧
をセンス電圧VTとして用いる。この電圧は、ダイオー
ドの順方向特性の温度変化(−2mv/°C)によっ
て、温度上昇に対して正の勾配、即ち+2mv/°Cで
変化する温度センス電圧VTとなる。なおポテンショメ
ータはセンス電圧の絶対レベルを調整して、後述する差
動増幅器の動作点を設定するためにある。The temperature sensing circuit 7 is constructed by connecting a diode 71, a potentiometer 72, and a constant current source 73 in series, and connecting the diode side to GRND and the constant current source side to a-power source. The voltage from the terminal is used as the sense voltage VT. This voltage becomes a temperature sense voltage VT that changes with a positive slope, that is, +2 mv / ° C, with respect to a temperature rise due to a temperature change (−2 mv / ° C) in the forward characteristic of the diode. The potentiometer is provided for adjusting the absolute level of the sense voltage to set the operating point of the differential amplifier described later.
【0023】部分温度補償回路4a,4b は、制御電圧発生
回路5a,5b と、該制御電圧発生回路5a,5b からそれぞれ
制御電圧VCNT1、VCNT2が供給され、制御電圧
に対してリニアに出力位相が変わる位相制御回路6とか
らなる。The partial temperature compensating circuits 4a and 4b are supplied with control voltages VCNT1 and VCNT2 from the control voltage generating circuits 5a and 5b and the control voltage generating circuits 5a and 5b, respectively, and output phases are linear with respect to the control voltage. And a phase control circuit 6 that changes.
【0024】まず、図3により、位相制御回路の一例を
説明する。位相制御回路は、正弦波信号が入力し、制御
電圧VCNTの増減量に比例して、入力に対する出力信
号の出力位相が進み遅れする回路である。位相制御回路
は、3組のトランジスタ差動対61,62,63と90°移相回
路64と、定電流源65から構成され、第一の差動対61によ
り定電流源65からの定電流を制御電圧VCNTに従って
分流する。そして、分流された二つの電流をそれぞれ共
通エミッタ電流とする二組の差動対62、63に、0位相の
入力信号と、90°移相回路54からの90°移相した入
力信号とを入力し、それぞれの信号を増幅して、その出
力の和を求めるものである。制御電圧VCNTにより第
一の差動対61のコレクタ電流の分流比が変化すると、二
組の差動対62,63 の利得が逆方向に変化するので、0位
相信号と90°位相信号との混合比率が変化し、出力位
相を0〜90°の範囲で可変できる。First, an example of the phase control circuit will be described with reference to FIG. The phase control circuit is a circuit to which a sine wave signal is input and in which the output phase of the output signal with respect to the input is advanced or delayed in proportion to the increase / decrease amount of the control voltage VCNT. The phase control circuit is composed of three pairs of transistor differential pairs 61, 62, 63, a 90 ° phase shift circuit 64, and a constant current source 65, and the first differential pair 61 supplies a constant current from the constant current source 65. Is shunted according to the control voltage VCNT. Then, the 0-phase input signal and the 90-degree phase-shifted input signal from the 90-degree phase shift circuit 54 are input to the two pairs of differential pairs 62 and 63 that use the two divided currents as common emitter currents, respectively. It inputs the signals, amplifies each signal, and obtains the sum of the outputs. When the shunting ratio of the collector current of the first differential pair 61 is changed by the control voltage VCNT, the gains of the two differential pairs 62 and 63 are changed in the opposite directions, so that the 0 phase signal and the 90 ° phase signal are changed. The mixing ratio changes, and the output phase can be changed in the range of 0 to 90 °.
【0025】本実施例では、制御電圧VCNTが上昇す
ると、出力位相が所定の割合で進むものとする。次に図
4により、制御電圧発生回路の詳細を説明する。In this embodiment, when the control voltage VCNT rises, the output phase advances at a predetermined rate. Next, the details of the control voltage generation circuit will be described with reference to FIG.
【0026】制御電圧発生回路5a,5b は、温度センス回
路からの温度に対してリニアな温度センス電圧VTが入
力し、所定の限界温度で折れ線特性を示しかつ折れ線の
一方が水平で他方が所望の温度勾配をもつ制御電圧VC
NT1、VCNT2をそれぞれ発生させるものであり、
低温側、高温側とも図4の制御電圧発生回路5を共通に
用いて、限界温度の設定値と温度勾配の設定を異ならし
めたものである。The control voltage generation circuits 5a and 5b are supplied with a temperature sense voltage VT which is linear with respect to the temperature from the temperature sense circuit, and exhibit a polygonal line characteristic at a predetermined limit temperature, and one of the polygonal lines is horizontal and the other is desired. Control voltage VC with a temperature gradient of
NT1 and VCNT2 are generated respectively,
The control voltage generating circuit 5 of FIG. 4 is commonly used for both the low temperature side and the high temperature side, and the setting value of the limit temperature and the setting of the temperature gradient are made different.
【0027】図4に示す制御電圧発生回路5は、トラン
ジスタ差動対51と定電流源52とからなる差動増幅器で構
成される。トランジスタ差動対51は、コレクタにそれぞ
れ負荷抵抗RL1、RL2を有し、基準電圧VREFと
温度センス電圧VTとがそれぞれのベースに入力し、エ
ミッタが共通接続された一対のトランジスタTR1,T
R2とからなる。定電流源52は、トランジスタ差動対51
の共通エミッタに定電流I0を供給する。The control voltage generating circuit 5 shown in FIG. 4 is composed of a differential amplifier including a transistor differential pair 51 and a constant current source 52. The transistor differential pair 51 has load resistors RL1 and RL2 at the collectors thereof respectively, a reference voltage VREF and a temperature sense voltage VT are input to the respective bases thereof, and a pair of transistors TR1 and T1 having emitters commonly connected thereto.
It consists of R2. The constant current source 52 is a transistor differential pair 51
A constant current I 0 is supplied to the common emitter of.
【0028】一般に、基準電圧と入力電圧とを適切に設
定すると、差動対の各トランジスタの出力電圧は図5の
如く、入力電圧VTが基準電圧VREFに等しい時は両
トランジスタに1/2I0の等しい電流が流れるので、あ
る入力範囲ではその動作点を中心として入力電圧に対し
て線形で増減し、それ以外では定電流源からの全電流I0
が何れか一方のトランジスタに流れるので、電源電圧V
CCまたはVCC−RL×I0の一定値となる。Generally, when the reference voltage and the input voltage are appropriately set, the output voltage of each transistor of the differential pair is 1 / 2I 0 to both transistors when the input voltage VT is equal to the reference voltage VREF as shown in FIG. Since the same current flows in the input voltage, it linearly increases / decreases with respect to the input voltage around the operating point in a certain input range, and otherwise, the total current I 0 from the constant current source increases.
Power supply voltage V
It is a constant value of CC or VCC-RL × I 0 .
【0029】従って、線形動作範囲では、ベースにセン
ス電圧が入力するトランジスタTR2のコレクタ電流は
入力の増加(即ち温度の上昇)に従って増加するので、
負荷抵抗RL2による電圧降下が増加し、出力電圧が減
少する。即ち温度変化に対して負の勾配を持つ制御電圧
VCNT1が得られる。また、ベースに基準電圧が入力
するトランジスタTR1のコレクタ電流は入力電圧の増
加に伴っ減少するので負荷抵抗RL1によるコレクタ出
力電圧は増加する。即ち温度上昇に対して正の勾配をも
つ制御電圧VCNT2が得られることになる。Therefore, in the linear operation range, the collector current of the transistor TR2 to which the sense voltage is input to the base increases as the input increases (that is, the temperature increases).
The voltage drop due to the load resistor RL2 increases and the output voltage decreases. That is, the control voltage VCNT1 having a negative slope with respect to the temperature change is obtained. Further, since the collector current of the transistor TR1 to which the reference voltage is input to the base decreases as the input voltage increases, the collector output voltage by the load resistor RL1 increases. That is, the control voltage VCNT2 having a positive slope with respect to the temperature rise is obtained.
【0030】そして、基準電圧VREFを限定温度T0
における温度センス電圧VT0より入力ダイナミックレ
ンジ(差動対が線形動作する範囲)の1/2だけ高く設
定すると、限定温度T0より高温側では入力電圧VTは
線形範囲内にあるので出力電圧は温度に対して一定の勾
配で増減し、限定温度より低温側では入力電圧と基準電
圧との差が大きくなり差動対の線形動作範囲を越えるの
で出力電圧(制御電圧)は一定となる。Then, the reference voltage VREF is set to the limited temperature T0.
If it is set higher than the temperature sense voltage VT0 by 1/2 of the input dynamic range (range in which the differential pair operates linearly), the input voltage VT is within the linear range on the higher temperature side than the limited temperature T0, so that the output voltage changes with temperature. On the other hand, the output voltage (control voltage) becomes constant because the difference between the input voltage and the reference voltage becomes large on the temperature lower side than the limited temperature and exceeds the linear operation range of the differential pair, since the output voltage (control voltage) becomes constant.
【0031】また基準電圧VREFを限定温度センス電
圧VT0より入力ダイナミックレンジの1/2だけ小さ
く設定すると限定温度T0より低温側が差動対の線形動
作範囲となり制御電圧が温度に対して線形の勾配をも
ち、高温側では一定となる。When the reference voltage VREF is set smaller than the limited temperature sense voltage VT0 by 1/2 of the input dynamic range, the temperature range lower than the limited temperature T0 becomes the linear operation range of the differential pair, and the control voltage has a linear gradient with respect to temperature. It has a constant value on the high temperature side.
【0032】以上の如く、温度に対する制御電圧の勾配
の正負は、差動対トランジスタの何方の出力を用いるか
で、また、制御電圧を一定とする温度範囲を限界温度T
0以上にするか、以下にするかは、基準電圧VREFを
限界温度時のセンス電圧VT0より高温側に設定するか
低温側に設定するかで選ぶことができる。従って、温度
と制御電圧との関係は、4つの場合に分けられる。この
組合せを図6に、回路形式(A)〜(D)で示す。なお
図の回路においては、差動対トランジスタのエミッタ側
にエミッタ帰還抵抗を挿入して、これを可変することよ
り、温度−制御電圧の勾配を被補償回路の位相温度特性
をキャンセルできる値に設定するものである。As described above, the positive / negative of the gradient of the control voltage with respect to the temperature depends on which output of the differential pair transistor is used, and the temperature range in which the control voltage is constant has a limit temperature T.
It can be selected to be 0 or more or less than 0 depending on whether the reference voltage VREF is set to a higher temperature side or a lower temperature side than the sense voltage VT0 at the limit temperature. Therefore, the relationship between temperature and control voltage is divided into four cases. This combination is shown in FIG. 6 in circuit formats (A) to (D). In the circuit shown in the figure, an emitter feedback resistor is inserted on the emitter side of the differential pair transistor, and this is varied to set the temperature-control voltage gradient to a value that can cancel the phase-temperature characteristic of the compensated circuit. To do.
【0033】いま、温度センス回路が出力する温度セン
ス電圧VTが、対象とする温度範囲の下限温度のT1
(例えば−40°C)でVT1、上限温度T2(例えば
85°C)でVT2となるように温度センス回路を設定
したものとし、このとき、図9の位相温度特性を持つク
ロック成分抽出部の全温度範囲にわたって出力信号の温
度補償を行う位相温度補償回路について説明する。Now, the temperature sense voltage VT output from the temperature sense circuit is T1 which is the lower limit temperature of the target temperature range.
It is assumed that the temperature sensing circuit is set so that VT1 is obtained at (for example, −40 ° C.) and VT2 is obtained at the upper limit temperature T2 (for example, 85 ° C.). At this time, the clock component extraction unit having the phase temperature characteristic shown in FIG. A phase temperature compensation circuit that performs temperature compensation of the output signal over the entire temperature range will be described.
【0034】このためには、二つの部分補償回路を直列
接続して、位相進み量が、限界温度T0(例えば20°
Cで、このときの温度センス電圧はVT0とする)より
低温側では温度降下に従って一定の勾配で増加し、T0
より高温側では温度上昇に従って一定の勾配で増加する
ようれすればよい。For this purpose, two partial compensating circuits are connected in series so that the amount of phase lead is equal to the limit temperature T0 (for example, 20 °).
In C, the temperature sense voltage at this time is VT0).
On the higher temperature side, the temperature may increase with a constant gradient as the temperature rises.
【0035】そこで、限界温度T0より低温側で温度降
下に従って増大する位相遅れ補償するための低温側の部
分補償回路4aの制御電圧発生回路5aとして、限界温度T
0より高温側は出力電圧が一定で低温側で温度降下とと
もに出力が増加する回路形式(A)のものを用いる。Therefore, as the control voltage generating circuit 5a of the partial compensating circuit 4a on the low temperature side for compensating the phase delay which increases with the temperature drop on the temperature lower side than the limit temperature T0, the limit temperature T
A circuit type (A) in which the output voltage is constant on the higher temperature side than 0 and the output increases with the temperature drop on the lower temperature side is used.
【0036】また限界温度より高温側で温度上昇ととも
に増大する位相遅れを補償するための高温側の部分補償
回路4bの制御電圧発生回路5bとして、限界温度T0より
低温側では出力が一定で、高温側では温度上昇とともに
出力が増加する回路形式(C)のものを用いる。Further, as the control voltage generating circuit 5b of the high temperature side partial compensating circuit 4b for compensating for the phase delay which increases with the temperature increase on the higher temperature side than the limit temperature, the output is constant on the lower temperature side than the limit temperature T0, and the high temperature side is obtained. On the side, a circuit type (C) whose output increases with temperature rise is used.
【0037】そして、それぞれの制御電圧発生回路から
の制御電圧VCNT1とVCNT2とを低温側を分担す
る位相制御回路6aと高温側を分担する位相制御回路6bと
に入力することにより、二つの位相制御回路は、クロッ
ク抽出部からの図9に示す出力位相温度特性を持った信
号を低温側と高温側とに分けて温度補償を行うので、対
象温度範囲にわたって位相特性が一定なクロック信号対
応正弦波が得られる。これをリミッタ増幅器3を通すこ
とにより、温度による位相変動が補償されたクロック信
号が得られる。By inputting the control voltages VCNT1 and VCNT2 from the respective control voltage generating circuits to the phase control circuit 6a which shares the low temperature side and the phase control circuit 6b which shares the high temperature side, two phase control is performed. Since the circuit performs temperature compensation by dividing the signal having the output phase temperature characteristic shown in FIG. 9 from the clock extraction unit into the low temperature side and the high temperature side, the sine wave corresponding to the clock signal having the constant phase characteristic over the target temperature range. Is obtained. By passing this through a limiter amplifier 3, a clock signal in which the phase fluctuation due to temperature is compensated can be obtained.
【0038】次に、図7により、被補償電子回路が変曲
点を2か所以上もつ折線で近似される位相温度特性を有
する場合の温度補償回路について説明する。今、被補償
電子回路1' の出力信号の温度−位相特性が、図(b)
に示す如く、温度が上昇するに従って限界温度T1、T
2、T3で、温度と位相との関係の示す勾配がk1→k
2→k3→k4に変化する折れ線で近似できるものとす
る。この場合には、4個の部分温度補償回路4-1 〜4-4
を直列に接続し、第1部分温度補償回路4-1 は全ての温
度範囲にわたって移相量/温度の勾配K1=−k1で、
第二部分温度補償回路4-2 は、T1までは一定でT1よ
り高温側で勾配K2 =−( k1−K2) で、第三部分補償回
路4-3 は、T2までは一定で、T2より高温側で勾配K
3=−(k3−k1−k2)、第4部分補償回路4-4 はT3ま
では一定でT3より高温側で勾配K4=−(k4−k1
−k2−k3)をそれぞれ持つように、それぞれの制御
電圧発生回路5-1 〜5-4 の制御電圧VCNT1〜4の限
界温度と勾配を設定することにより、使用温度全域にわ
たって位相温度補償することが可能となる。Next, a temperature compensation circuit in the case where the compensated electronic circuit has a phase temperature characteristic approximated by a polygonal line having two or more inflection points will be described with reference to FIG. Now, the temperature-phase characteristic of the output signal of the compensated electronic circuit 1'is shown in FIG.
As shown in, the limit temperatures T1 and T
At 2, T3, the gradient showing the relationship between temperature and phase is k1 → k
It can be approximated by a polygonal line changing from 2 → k3 → k4. In this case, four partial temperature compensation circuits 4-1 to 4-4
, And the first partial temperature compensation circuit 4-1 has a phase shift amount / temperature gradient K1 = −k1 over the entire temperature range,
The second partial temperature compensating circuit 4-2 is constant up to T1 and has a gradient K2 =-(k1-K2) on the higher temperature side than T1, and the third partial compensating circuit 4-3 is constant up to T2 and is higher than T2. Gradient K on high temperature side
3 = − (k3−k1−k2), the fourth partial compensation circuit 4-4 is constant up to T3 and has a gradient K4 = − (k4-k1) on the higher temperature side than T3.
-K2-k3) so that each of the control voltage generation circuits 5-1 to 5-4 has a limit temperature and a gradient of the control voltages VCNT1 to 4 to compensate the phase temperature over the entire operating temperature range. Is possible.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の位相温度補
償回路によれば、動作温度範囲内で出力位相の温度傾斜
が変化する要素を含む電子回路において、その出力位相
の温度傾斜を打ち消すことが可能となり、出力位相が温
度に対して安定な信号を得ることができるという効果が
ある。特に、高速光モジール等では、基準クロックの出
力位相を高精度に補償できるので、伝送特性の安定した
光デジタル通信を実現できる。As described above, according to the phase temperature compensating circuit of the present invention, in the electronic circuit including the element whose temperature gradient of the output phase changes within the operating temperature range, the temperature gradient of the output phase is canceled. This makes it possible to obtain a signal whose output phase is stable with respect to temperature. Particularly, in a high-speed optical module or the like, the output phase of the reference clock can be compensated with high accuracy, so that optical digital communication with stable transmission characteristics can be realized.
【図1】 本発明の位相温度特性補償回路の原理構成図FIG. 1 is a principle configuration diagram of a phase temperature characteristic compensation circuit of the present invention.
【図2】 本発明の実施例構成図FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図3】 位相制御回路の一例を示す図FIG. 3 is a diagram showing an example of a phase control circuit.
【図4】 制御電圧発生回路の詳細図FIG. 4 is a detailed diagram of a control voltage generation circuit.
【図5】 図4の動作説明図5 is an explanatory diagram of the operation of FIG.
【図6】 制御電圧発生回路の回路形式の分類図FIG. 6 is a classification diagram of the circuit form of the control voltage generation circuit.
【図7】 複雑な位相温度特性の補償例の図FIG. 7 is a diagram showing an example of compensating a complicated phase temperature characteristic.
【図8】 従来の出力位相温度特性補償回路を用いたク
ロック抽出回路の図FIG. 8 is a diagram of a clock extraction circuit using a conventional output phase temperature characteristic compensation circuit.
【図9】 クロック成分抽出部の出力位相温度特性FIG. 9: Output phase temperature characteristic of clock component extraction unit
1…クロック成分抽出部(被補償電子回路)、3…リミ
ッタ増幅器、4,4a,4b,4-1 〜4-4 …部分温度補償回路、
5,5a,5b …制御電圧発生回路、6…位相制御回路、7…
温度センス回路1 ... Clock component extraction unit (compensated electronic circuit), 3 ... Limiter amplifier, 4, 4a, 4b, 4-1 to 4-4 ... Partial temperature compensation circuit,
5,5a, 5b ... Control voltage generation circuit, 6 ... Phase control circuit, 7 ...
Temperature sensing circuit
Claims (2)
きる任意の出力位相温度特性をもつ被補償電子回路(1)
の出力位相を補償する出力位相温度補償回であって、 入力信号と出力信号の位相差が制御電圧に比例して変化
する位相制御回路(6)と、温度に対して一次の関係にあ
る温度センス電圧VTが入力し、特定の限界温度T0以
上または以下の温度では温度に対して単調に増加または
減少しそれ以外の温度では一定の制御電圧VCNTを発
生する制御電圧発生回路(5a,5b) とを組み合わせた部分
温度補償回路(4a,4b) の、一つまたは複数の直列接続か
らなること特徴とする位相温度補償回路。1. A compensated electronic circuit (1) having an arbitrary output phase temperature characteristic in which the relationship between temperature and output phase can be approximated by a broken line.
An output phase temperature compensation circuit that compensates the output phase of the phase control circuit (6) in which the phase difference between the input signal and the output signal changes in proportion to the control voltage, and the temperature that has a linear relationship with the temperature. A control voltage generation circuit (5a, 5b) to which the sense voltage VT is input and which monotonically increases or decreases with respect to a temperature above or below a specific limit temperature T0 and generates a constant control voltage VCNT at other temperatures. A phase temperature compensation circuit characterized by comprising one or a plurality of partial temperature compensation circuits (4a, 4b) connected in series.
圧発生回路(5) は、エミッタが共通接続され、一方のベ
ースに基準電圧が、他方のベースに温度センス電圧が入
力し、何れか一方のコレクタから制御電圧を出力するよ
うに構成したトランジスタ差動対(51)と、該差動対(51)
の共通エミッタに定電流を供給する電流源(52)とからな
り、基準電圧VREFとトランジタ差動対(51)の利得と
を調整することにより、限界温度T0と温度に対する制
御電圧の変化率とを任意に設定するようにしたことを特
徴とする請求項1記載の位相温度補償回路。2. The control voltage generation circuit (5) of the partial temperature compensation circuit (4a, 4b) has emitters connected in common, a reference voltage is input to one base, and a temperature sense voltage is input to the other base. A transistor differential pair (51) configured to output a control voltage from one of the collectors, and the differential pair (51)
Current source (52) that supplies a constant current to the common emitter of, and by adjusting the reference voltage VREF and the gain of the transistor differential pair (51), the limit temperature T0 and the rate of change of the control voltage with respect to the temperature 2. The phase temperature compensating circuit according to claim 1, wherein is set arbitrarily.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4241067A JPH0697765A (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Phase temperature compensating circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4241067A JPH0697765A (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Phase temperature compensating circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697765A true JPH0697765A (en) | 1994-04-08 |
Family
ID=17068810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4241067A Withdrawn JPH0697765A (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Phase temperature compensating circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697765A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119696543A (en) * | 2024-12-02 | 2025-03-25 | 成都航天博目电子科技有限公司 | An active phase shifter with temperature compensation |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP4241067A patent/JPH0697765A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119696543A (en) * | 2024-12-02 | 2025-03-25 | 成都航天博目电子科技有限公司 | An active phase shifter with temperature compensation |
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|---|---|---|---|
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