JPH10284941A - 周波数補正機能を有する圧電発振器 - Google Patents
周波数補正機能を有する圧電発振器Info
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- JPH10284941A JPH10284941A JP9816697A JP9816697A JPH10284941A JP H10284941 A JPH10284941 A JP H10284941A JP 9816697 A JP9816697 A JP 9816697A JP 9816697 A JP9816697 A JP 9816697A JP H10284941 A JPH10284941 A JP H10284941A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の水晶発振器は熱衝撃、エージング等で
その発振周波数が所定範囲を越えて変化した場合、これ
を補正する手段を備えていないという欠点があった。本
発明はこの欠点を改善し外部基準周波数に同期し、常に
発振周波数を高精度に保持する水晶発振器を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 電圧制御温度補償水晶発振器、オペアン
プ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、ラッチ回
路、ＥＥ−ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＡＮＤから構成される
回路であり、外部の基準周波数に同期し且つ、この状態
を記憶することを特徴とする周波数補正装置付温度補償
水晶発振器である。
その発振周波数が所定範囲を越えて変化した場合、これ
を補正する手段を備えていないという欠点があった。本
発明はこの欠点を改善し外部基準周波数に同期し、常に
発振周波数を高精度に保持する水晶発振器を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 電圧制御温度補償水晶発振器、オペアン
プ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、ラッチ回
路、ＥＥ−ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＡＮＤから構成される
回路であり、外部の基準周波数に同期し且つ、この状態
を記憶することを特徴とする周波数補正装置付温度補償
水晶発振器である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば網同期装置や
携帯電話端末等に用いられる水晶発振器に関し、特に周
波数補正機能を付加し発振周波数を安定化した周波数補
正装置付圧電発振器に関する。
携帯電話端末等に用いられる水晶発振器に関し、特に周
波数補正機能を付加し発振周波数を安定化した周波数補
正装置付圧電発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、圧電発振器例えば、水晶発振器の
周波数安定度の向上、小型化、価格低減等はめざましい
ものがあり、網同期装置や携帯電話端末等の普及に大い
に貢献している。通信機器の基準周波数源として用いら
れる水晶発振器の出力周波数は種々の要因で変化する
が、周囲温度、電源電圧及び出力負荷等の条件変化によ
る周波数変動については、これに対応する手段を講ずる
ことができる。例えば温度変化に関しては水晶発振器に
温度補償回路を付加すれば、温度変化による周波数変化
を所望値の範囲におさめることができる。
周波数安定度の向上、小型化、価格低減等はめざましい
ものがあり、網同期装置や携帯電話端末等の普及に大い
に貢献している。通信機器の基準周波数源として用いら
れる水晶発振器の出力周波数は種々の要因で変化する
が、周囲温度、電源電圧及び出力負荷等の条件変化によ
る周波数変動については、これに対応する手段を講ずる
ことができる。例えば温度変化に関しては水晶発振器に
温度補償回路を付加すれば、温度変化による周波数変化
を所望値の範囲におさめることができる。
【０００３】温度補償水晶発振器（以下、ＴＣＸＯと称
す）は発振ループの負荷容量が変化すると発振周波数が
変動するという周知の現象を利用して、水晶振動子固有
の温度−周波数特性変動を相殺するように前記負荷容量
を温度変化に対して制御するものであって、大きく分け
て３の補償方法がある。第１は直接型補償と称される方
法であって、図４（ａ）に示すように補償回路を水晶振
動子と直列に接続したものである。一般的に、補償回路
は温度センサ（サーミスタ等）とコンデンサとを並列に
接続したものを基本構成とする高温部補償回路と低温部
補償回路を直列に接続したものであり構成が単純で、小
型化が容易であることから、携帯電話等の分野で広く用
いられている。第２は間接型補償と称される方法であっ
て、図４（ｂ）に示すように可変容量ダイオードを水晶
振動子と直列に接続すると共に、補償回路を高周波阻止
抵抗Ｒを介して可変容量ダイオードの両端に接続したも
のである。この方法はサーミスタと抵抗とで構成される
補償回路において発生する直流電圧を前記高周波阻止抵
抗Ｒを介して上記可変容量ダイオードＤに加えることに
より、その回路の周波数変化量が水晶振動子のみの温度
特性と逆特性になるようにすることにより、水晶発振器
の温度特性を補償を行うものである。第３はディジタル
型補償と称されている方法であって、図５に示すように
第２の補償方法で示した補償回路を温度センサ、半導体
メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を用い
てディジタル的に処理する補償方式である。これらＴＣ
ＸＯにより、現用の携帯電話システムの端末機用の基準
周波数源に要求されている周波数安定度（温度範囲-25
〜75℃で±2〜2.5ppm）が実現されている。
す）は発振ループの負荷容量が変化すると発振周波数が
変動するという周知の現象を利用して、水晶振動子固有
の温度−周波数特性変動を相殺するように前記負荷容量
を温度変化に対して制御するものであって、大きく分け
て３の補償方法がある。第１は直接型補償と称される方
法であって、図４（ａ）に示すように補償回路を水晶振
動子と直列に接続したものである。一般的に、補償回路
は温度センサ（サーミスタ等）とコンデンサとを並列に
接続したものを基本構成とする高温部補償回路と低温部
補償回路を直列に接続したものであり構成が単純で、小
型化が容易であることから、携帯電話等の分野で広く用
いられている。第２は間接型補償と称される方法であっ
て、図４（ｂ）に示すように可変容量ダイオードを水晶
振動子と直列に接続すると共に、補償回路を高周波阻止
抵抗Ｒを介して可変容量ダイオードの両端に接続したも
のである。この方法はサーミスタと抵抗とで構成される
補償回路において発生する直流電圧を前記高周波阻止抵
抗Ｒを介して上記可変容量ダイオードＤに加えることに
より、その回路の周波数変化量が水晶振動子のみの温度
特性と逆特性になるようにすることにより、水晶発振器
の温度特性を補償を行うものである。第３はディジタル
型補償と称されている方法であって、図５に示すように
第２の補償方法で示した補償回路を温度センサ、半導体
メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を用い
てディジタル的に処理する補償方式である。これらＴＣ
ＸＯにより、現用の携帯電話システムの端末機用の基準
周波数源に要求されている周波数安定度（温度範囲-25
〜75℃で±2〜2.5ppm）が実現されている。
【０００４】一方、最近の携帯電話システムでは端末機
用の基準周波数源として更に高い周波数安定度（例えば
±0.2ppm ）が要求されている。この要求を満たすため
に、従来携帯電話端末の基準周波数源として電圧制御機
能を備えたＴＣＸＯ（ＶＣ−ＴＣＸＯと称する）を用
い、基地局から発射される高安定な信号の周波数に前記
ＶＣ−ＴＣＸＯの出力を同期させることにより、通信時
の携帯電話端末の基準周波数源の周波数安定度を極めて
高く保つ方法が用いられている。ここで、ＶＣ−ＴＣＸ
Ｏを説明する前に電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）につ
いて少し触れておく。図６に示す発振回路は電圧制御水
晶発振器の一例であり、水晶振動子と増幅器との発振ル
ープ中に可変容量ダイオードＣDを挿入し、その一端を
高周波阻止抵抗Ｒを介して端子ａ、他端を端子ｂに接続
したものである。制御入力端子ａ、ｂ間に印加される電
圧Ｖによって可変容量ダイオードＣDの両端に現れる容
量が変化すること及び発振ループの負荷容量が変化する
と発振周波数が変動することを利用して回路の発振周波
数を制御する水晶発振器である。ＶＣ−ＴＣＸＯはＴＣ
ＸＯにＶＣＸＯの機能を付加したものであって、図７は
従来のＶＣ−ＴＣＸＯの一例を示す構成図である。即
ち、この例に示すＶＣ−ＴＣＸＯは感温素子部３１、温
度補償電圧発生部３２及び可変容量ダイオードＤ１とか
ら構成される温度補償回路Ｔｅｍと、水晶振動子Ｙ１、
増幅部及び外部信号電圧を印加する可変容量ダイオード
Ｄ２から成るＶＣＸＯとから構成される。
用の基準周波数源として更に高い周波数安定度（例えば
±0.2ppm ）が要求されている。この要求を満たすため
に、従来携帯電話端末の基準周波数源として電圧制御機
能を備えたＴＣＸＯ（ＶＣ−ＴＣＸＯと称する）を用
い、基地局から発射される高安定な信号の周波数に前記
ＶＣ−ＴＣＸＯの出力を同期させることにより、通信時
の携帯電話端末の基準周波数源の周波数安定度を極めて
高く保つ方法が用いられている。ここで、ＶＣ−ＴＣＸ
Ｏを説明する前に電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）につ
いて少し触れておく。図６に示す発振回路は電圧制御水
晶発振器の一例であり、水晶振動子と増幅器との発振ル
ープ中に可変容量ダイオードＣDを挿入し、その一端を
高周波阻止抵抗Ｒを介して端子ａ、他端を端子ｂに接続
したものである。制御入力端子ａ、ｂ間に印加される電
圧Ｖによって可変容量ダイオードＣDの両端に現れる容
量が変化すること及び発振ループの負荷容量が変化する
と発振周波数が変動することを利用して回路の発振周波
数を制御する水晶発振器である。ＶＣ−ＴＣＸＯはＴＣ
ＸＯにＶＣＸＯの機能を付加したものであって、図７は
従来のＶＣ−ＴＣＸＯの一例を示す構成図である。即
ち、この例に示すＶＣ−ＴＣＸＯは感温素子部３１、温
度補償電圧発生部３２及び可変容量ダイオードＤ１とか
ら構成される温度補償回路Ｔｅｍと、水晶振動子Ｙ１、
増幅部及び外部信号電圧を印加する可変容量ダイオード
Ｄ２から成るＶＣＸＯとから構成される。
【０００５】図７に示すＶＣ−ＴＣＸＯは周囲温度を感
温素子部３１が感知し、その時の温度に応じて温度補償
電圧発生部３２から発生した電圧が可変容量ダイオード
Ｄ１に印加され、水晶振動子の温度を相殺して常にほぼ
一定の周波数を発生する。更に水晶振動子と直列に接続
された可変容量ダイオードＤ２に、外部の基準信号に同
期するように電圧ＶAFCを印加することによりＶＣ−Ｔ
ＣＸＯの発振周波数は外部基準信号と同等の精度の周波
数安定度が得られる。また、前記電圧ＶAFCはチャネル
周波数を切り替える目的に利用することも多い。
温素子部３１が感知し、その時の温度に応じて温度補償
電圧発生部３２から発生した電圧が可変容量ダイオード
Ｄ１に印加され、水晶振動子の温度を相殺して常にほぼ
一定の周波数を発生する。更に水晶振動子と直列に接続
された可変容量ダイオードＤ２に、外部の基準信号に同
期するように電圧ＶAFCを印加することによりＶＣ−Ｔ
ＣＸＯの発振周波数は外部基準信号と同等の精度の周波
数安定度が得られる。また、前記電圧ＶAFCはチャネル
周波数を切り替える目的に利用することも多い。
【０００６】本発明の理解を助けるため、国内で運用さ
れている携帯電話システムの携帯電話端末に用いられて
いる電圧制御機能付温度補償型水晶発振器の周波数補正
機能について説明する。この携帯電話システムでは基地
局と携帯電話端末との間の通信に際し、現用のＴＣＸＯ
の周波数安定度（温度範囲-20〜+75℃で±2.0 〜±2.5p
pm）を超える高精度な周波数安定度（約±0.2ppm）を必
要とするため、携帯電話端末内の基準周波数源として電
圧制御機能を備えたＴＣＸＯを用いることにより、携帯
電話端末の基準周波数（従ってキャリア周波数も）を基
地局から発射される周波数に同期させている。端末機の
基準周波数を基地局の周波数に同期する機能を一般にＡ
ＦＣ機能と称しており、通信時の携帯電話端末の基準周
波数の精度は極めて高く保たれている。
れている携帯電話システムの携帯電話端末に用いられて
いる電圧制御機能付温度補償型水晶発振器の周波数補正
機能について説明する。この携帯電話システムでは基地
局と携帯電話端末との間の通信に際し、現用のＴＣＸＯ
の周波数安定度（温度範囲-20〜+75℃で±2.0 〜±2.5p
pm）を超える高精度な周波数安定度（約±0.2ppm）を必
要とするため、携帯電話端末内の基準周波数源として電
圧制御機能を備えたＴＣＸＯを用いることにより、携帯
電話端末の基準周波数（従ってキャリア周波数も）を基
地局から発射される周波数に同期させている。端末機の
基準周波数を基地局の周波数に同期する機能を一般にＡ
ＦＣ機能と称しており、通信時の携帯電話端末の基準周
波数の精度は極めて高く保たれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水晶発振器においては該発振器を装置に実装する際のリ
フロ−等による水晶振動子の熱衝撃やエージング等によ
り、その周波数の変化は避けられず、このような水晶振
動子を組み込んだ上述のＴＣＸＯ、ＶＣＸＯ、ＶＣ−Ｔ
ＣＸＯ等は発振周波数がズレることになる。そのため従
来熱衝撃による周波数のズレを補正するため周波数調整
回路、例えば発振ループにトリマーコンデンサ等を挿入
して再調整していたが、トリマーを回すという調整工程
が必要となり、製造コストが上昇するという問題があっ
た。また、エージングによる周波数の経年変化は製造時
の調整では如何ともしがたく、ユーザーによるメンテナ
ンスが必要になるという欠点があった。本発明は上記問
題を解決するためになされたものであって、水晶発振器
自体にに自動周波数補正機能を付加することにより、組
立後の再調整の必要性を小さくすると共にユーザーによ
るメンテナンスを不要とし、経年変化に対しても周波数
安定度が極めて高い周波数補正装置付ＶＣＸＯまたは周
波数補正装置付ＶＣ−ＴＣＸＯを提供することを目的と
する。
水晶発振器においては該発振器を装置に実装する際のリ
フロ−等による水晶振動子の熱衝撃やエージング等によ
り、その周波数の変化は避けられず、このような水晶振
動子を組み込んだ上述のＴＣＸＯ、ＶＣＸＯ、ＶＣ−Ｔ
ＣＸＯ等は発振周波数がズレることになる。そのため従
来熱衝撃による周波数のズレを補正するため周波数調整
回路、例えば発振ループにトリマーコンデンサ等を挿入
して再調整していたが、トリマーを回すという調整工程
が必要となり、製造コストが上昇するという問題があっ
た。また、エージングによる周波数の経年変化は製造時
の調整では如何ともしがたく、ユーザーによるメンテナ
ンスが必要になるという欠点があった。本発明は上記問
題を解決するためになされたものであって、水晶発振器
自体にに自動周波数補正機能を付加することにより、組
立後の再調整の必要性を小さくすると共にユーザーによ
るメンテナンスを不要とし、経年変化に対しても周波数
安定度が極めて高い周波数補正装置付ＶＣＸＯまたは周
波数補正装置付ＶＣ−ＴＣＸＯを提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る周波数補正装置付温度補償水晶発振器の
請求項１記載の発明は、制御電圧に応じて周波数が変化
する電圧制御型圧電発振器において、前記供給電圧に関
する情報を記憶する記憶手段を設け、発振が停止し再起
動する際に前記記憶手段に記憶された情報を読み出し該
情報に対応するよう供給電圧を制御することを特徴とす
る周波数補正機能を有する圧電発振器である。請求項２
記載の発明は、請求項１記載の圧電発振器で外部の基準
発振周波数に同期しこの状態を前記記憶手段に記憶する
ことを特徴とする周波数補正機能を有する圧電発振器で
ある。
に本発明に係る周波数補正装置付温度補償水晶発振器の
請求項１記載の発明は、制御電圧に応じて周波数が変化
する電圧制御型圧電発振器において、前記供給電圧に関
する情報を記憶する記憶手段を設け、発振が停止し再起
動する際に前記記憶手段に記憶された情報を読み出し該
情報に対応するよう供給電圧を制御することを特徴とす
る周波数補正機能を有する圧電発振器である。請求項２
記載の発明は、請求項１記載の圧電発振器で外部の基準
発振周波数に同期しこの状態を前記記憶手段に記憶する
ことを特徴とする周波数補正機能を有する圧電発振器で
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を温度補
償型ＶＣＸＯに適用したＶＣＴＣＸＯの構成原理と動作
を総括的に説明するためのブロック図である。本発明の
周波数補正機能を有する圧電発振器は図３に示すように
圧電発振部２０−１と、温度補償部２０−２と、電圧供
給部２１と、監視部、具体てきには周囲温度が温度補償
範囲にあるか否かを監視する監視部２２と、初期電圧設
定部２３とからなる。各ブロックについて夫々に含まれ
る基本的機能について説明すると、発振部２０−１には
増幅器と水晶振動子及び可変容量ダイオードを含み、既
によく知られているように前記可変容量ダイオードの両
端電圧を制御することによって発振周波数をコントロー
ルするものである。温度補償部２０−２は、例えば前記
図５、図６を用いて説明したようにサーミスタ等の感温
素子を含み前記発振部２０−１の可変容量ダイオードに
印加すべき補償電圧を発生するものである。電圧供給部
２１は、当該発振器を搭載する例えば携帯無線機等から
供給されるＡＦＣ信号ＶAFCと後述する初期電圧設定部
２３から出力する周波数補正電圧ＶA DJとを合成するこ
とによって前記発振部２０−１の発振周波数が所望のも
のとなる制御電圧を発生すると共にこの制御電圧を前記
発振部２０−１の可変容量ダイオードに供給するもので
ある。また、監視部２２は前記温度補償部２０−２にお
いて生成する温度情報に基づいて、その時の温度が予め
定めた温度範囲にあるか否かを判定し、その条件がみた
されるとき書き込みが許可信号を発生する。残る初期電
圧設定部２３は書き込み読み出し可能なメモリ、例えば
ＥＥ−ＰＲＯＭを備え、該メモリに前記発振部２０−１
の可変容量ダイオードの両端電圧を電圧供給部２１にお
いてデジタル信号化した上で記憶する機能を備えている
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を温度補
償型ＶＣＸＯに適用したＶＣＴＣＸＯの構成原理と動作
を総括的に説明するためのブロック図である。本発明の
周波数補正機能を有する圧電発振器は図３に示すように
圧電発振部２０−１と、温度補償部２０−２と、電圧供
給部２１と、監視部、具体てきには周囲温度が温度補償
範囲にあるか否かを監視する監視部２２と、初期電圧設
定部２３とからなる。各ブロックについて夫々に含まれ
る基本的機能について説明すると、発振部２０−１には
増幅器と水晶振動子及び可変容量ダイオードを含み、既
によく知られているように前記可変容量ダイオードの両
端電圧を制御することによって発振周波数をコントロー
ルするものである。温度補償部２０−２は、例えば前記
図５、図６を用いて説明したようにサーミスタ等の感温
素子を含み前記発振部２０−１の可変容量ダイオードに
印加すべき補償電圧を発生するものである。電圧供給部
２１は、当該発振器を搭載する例えば携帯無線機等から
供給されるＡＦＣ信号ＶAFCと後述する初期電圧設定部
２３から出力する周波数補正電圧ＶA DJとを合成するこ
とによって前記発振部２０−１の発振周波数が所望のも
のとなる制御電圧を発生すると共にこの制御電圧を前記
発振部２０−１の可変容量ダイオードに供給するもので
ある。また、監視部２２は前記温度補償部２０−２にお
いて生成する温度情報に基づいて、その時の温度が予め
定めた温度範囲にあるか否かを判定し、その条件がみた
されるとき書き込みが許可信号を発生する。残る初期電
圧設定部２３は書き込み読み出し可能なメモリ、例えば
ＥＥ−ＰＲＯＭを備え、該メモリに前記発振部２０−１
の可変容量ダイオードの両端電圧を電圧供給部２１にお
いてデジタル信号化した上で記憶する機能を備えている
【００１０】図２は、本発明に係るＶＣＴＣＸＯの概略
機能図（図１）を詳しく示した図であって、鎖線で囲ん
だ２０〜２３の４ブロックから構成される。各ブロック
の構成を順を追って説明すると、鎖線２０で示す発振部
は、水晶振動子Ｙ１、増幅器１０、２つの可変容量ダイ
オードＤ１、Ｄ２、２つの容量Ｃ１、Ｃ２（直流阻止、
交流バイパス用コンデンサ）から成る発振部と、温度セ
ンサー部１１と温度補償電圧発生回路１２とからなる温
度補償部から構成され、電圧制御温度補償発振器として
動作する。鎖線２１は制御電圧供給部であて、前記電圧
制御温度補償発振器２０可変容量ダイオードＤ１の両端
の電圧ＶAFC−ＶADJをオペアンプＵ１に印加することに
よって電圧ＶADを得て、これをアナログ・ディジタルコ
ンバータ（以下、Ａ／Ｄコンバータと称す）Ａ／Ｄによ
りディジタルデータに変換し、これをラッチ回路１３に
一時記憶するものである。
機能図（図１）を詳しく示した図であって、鎖線で囲ん
だ２０〜２３の４ブロックから構成される。各ブロック
の構成を順を追って説明すると、鎖線２０で示す発振部
は、水晶振動子Ｙ１、増幅器１０、２つの可変容量ダイ
オードＤ１、Ｄ２、２つの容量Ｃ１、Ｃ２（直流阻止、
交流バイパス用コンデンサ）から成る発振部と、温度セ
ンサー部１１と温度補償電圧発生回路１２とからなる温
度補償部から構成され、電圧制御温度補償発振器として
動作する。鎖線２１は制御電圧供給部であて、前記電圧
制御温度補償発振器２０可変容量ダイオードＤ１の両端
の電圧ＶAFC−ＶADJをオペアンプＵ１に印加することに
よって電圧ＶADを得て、これをアナログ・ディジタルコ
ンバータ（以下、Ａ／Ｄコンバータと称す）Ａ／Ｄによ
りディジタルデータに変換し、これをラッチ回路１３に
一時記憶するものである。
【００１１】鎖線２２は監視部であって前記温度補償部
２０−１の温度センサー１１の出力電圧を監視するもの
で、電圧コンパレータＵ３、Ｕ４とＮＡＮＤゲートＵ５
とからなり、前記出力電圧がＶSENS1とＶSENS2との間の
値である場合、 温度センサの情報に基づいてその時の
温度が補償範囲であるかどうかを判断し、後述するＬＯ
ＣＫ信号によるＥＥ−ＰＲＯＭ１４へのデータ書き込み
を許可する信号である。また、鎖線２３は初期電圧設定
部であって、データを記憶しておくＥＥ−ＰＲＯＭ１４
と、読み出し可否付きラッチ回路１５と、記憶回路ＲＡ
Ｍと、ディジタルアナログ変換器Ｄ／Ａ及びオペアンプ
Ｕ２より構成される。電源が投入されると同時にＥＥ−
ＰＲＯＭ１４（電気的に書き込み、読み出し可能なメモ
リ）から予め書き込まれているディジタルデータの情報
を読み出して、読み書き可能メモリＲＡＭに書き込み、
このデータをＤ／Ａコンバータによってアナログ直流電
圧値ＶDAに変換する。この電圧を利得Ｇ２、基準電圧Ｖ
AFC(0) に設定されたオペアンプＵ２によって、出力電
圧ＶADJに変換し、交流信号阻止用兼直流電圧バイアス
用抵抗Ｒ２を介してＡＦＣ兼周波数補正用可変容量ダイ
オードＤ１のアノードに加える。
２０−１の温度センサー１１の出力電圧を監視するもの
で、電圧コンパレータＵ３、Ｕ４とＮＡＮＤゲートＵ５
とからなり、前記出力電圧がＶSENS1とＶSENS2との間の
値である場合、 温度センサの情報に基づいてその時の
温度が補償範囲であるかどうかを判断し、後述するＬＯ
ＣＫ信号によるＥＥ−ＰＲＯＭ１４へのデータ書き込み
を許可する信号である。また、鎖線２３は初期電圧設定
部であって、データを記憶しておくＥＥ−ＰＲＯＭ１４
と、読み出し可否付きラッチ回路１５と、記憶回路ＲＡ
Ｍと、ディジタルアナログ変換器Ｄ／Ａ及びオペアンプ
Ｕ２より構成される。電源が投入されると同時にＥＥ−
ＰＲＯＭ１４（電気的に書き込み、読み出し可能なメモ
リ）から予め書き込まれているディジタルデータの情報
を読み出して、読み書き可能メモリＲＡＭに書き込み、
このデータをＤ／Ａコンバータによってアナログ直流電
圧値ＶDAに変換する。この電圧を利得Ｇ２、基準電圧Ｖ
AFC(0) に設定されたオペアンプＵ２によって、出力電
圧ＶADJに変換し、交流信号阻止用兼直流電圧バイアス
用抵抗Ｒ２を介してＡＦＣ兼周波数補正用可変容量ダイ
オードＤ１のアノードに加える。
【００１２】以上の構成において全体の動作を説明す
る。はじめに、発振部２０の動作を説明すると、携帯電
話端末等から供給される周波数同期用信号電圧ＶAFCと
オペアンプＵ２から前記ダイオードＤ１のカソードに供
給される周波数補正用電圧ＶADJとにより、該ダイオー
ドＤ１は電圧差ＶAFC − ＶADJに応じた交流等価容量値
となり、それによって発振部２０の周波数が制御され
る。
る。はじめに、発振部２０の動作を説明すると、携帯電
話端末等から供給される周波数同期用信号電圧ＶAFCと
オペアンプＵ２から前記ダイオードＤ１のカソードに供
給される周波数補正用電圧ＶADJとにより、該ダイオー
ドＤ１は電圧差ＶAFC − ＶADJに応じた交流等価容量値
となり、それによって発振部２０の周波数が制御され
る。
【００１３】一方、周囲温度に応じて温度補償部２０の
温度センサ１１の出力が得られると、それによって温度
補償電圧発生回路１２に直流電圧ＶCOMPが発生する。こ
の直流電圧を交流信号阻止兼直流電圧印加用抵抗Ｒ３を
介して可変容量ダイオードＤ２に印加することにより、
可変容量ダイオ−ドＤ２の交流等価容量が変化し、発振
部の発振周波数が制御されて、温度変化に対し発振部の
周波数を規定値内に保つように動作する。
温度センサ１１の出力が得られると、それによって温度
補償電圧発生回路１２に直流電圧ＶCOMPが発生する。こ
の直流電圧を交流信号阻止兼直流電圧印加用抵抗Ｒ３を
介して可変容量ダイオードＤ２に印加することにより、
可変容量ダイオ−ドＤ２の交流等価容量が変化し、発振
部の発振周波数が制御されて、温度変化に対し発振部の
周波数を規定値内に保つように動作する。
【００１４】監視部２２の動作を説明すると、この回路
は温度センサ１１の温度信号をコンパレータＵ３とＵ４
に供給し、これらのコンパレータに予め設定した最低温
度以下あるいは最高温度以上ではＥＥ−ＰＲＯＭへのデ
ータ書き込みを禁止する機能を有している。ここで、温
度センサ１１として例えば、半導体のＰＮ接合バンドギ
ャップ電圧変化（約−２ｍＶ／℃）を呈するダイオード
を用いれば、温度センサ１１の出力電圧は図３に示すよ
うに温度上昇と共に一定の割合で減少する特性となる。
電圧制御温度補償水晶発振器の可動温度範囲の最低温度
Ｔ１に相当する電圧ＶSENS1をレギュレタ等を用いて発
生させ、コンパレータＵ３の負側の入力端子に供給し、
温度センサ電圧がＶSENS1より高ければＵ３の出力は
「ＨＩＧＨ」レベルとなるように設定する。同様に、可
動温度範囲の最高温度Ｔ２に相当する電圧ＶSENS2 ヲ電圧
コンパレータＵ４の正側の入力端子に加え、センサ出力
電圧がＶSENS2より低ければＵ４の出力は「ＨＩＧＨ」
レベルとなるように設定する。従って、ＮＡＮＤゲート
Ｕ５の出力は温度センサ出力電圧がＶSENS1とＶSENS2と
の範囲にある時にのみ「ＨＩＧＨ」レベルとなってＥＥ
−ＰＲＯＭへ出力許可を与える。
は温度センサ１１の温度信号をコンパレータＵ３とＵ４
に供給し、これらのコンパレータに予め設定した最低温
度以下あるいは最高温度以上ではＥＥ−ＰＲＯＭへのデ
ータ書き込みを禁止する機能を有している。ここで、温
度センサ１１として例えば、半導体のＰＮ接合バンドギ
ャップ電圧変化（約−２ｍＶ／℃）を呈するダイオード
を用いれば、温度センサ１１の出力電圧は図３に示すよ
うに温度上昇と共に一定の割合で減少する特性となる。
電圧制御温度補償水晶発振器の可動温度範囲の最低温度
Ｔ１に相当する電圧ＶSENS1をレギュレタ等を用いて発
生させ、コンパレータＵ３の負側の入力端子に供給し、
温度センサ電圧がＶSENS1より高ければＵ３の出力は
「ＨＩＧＨ」レベルとなるように設定する。同様に、可
動温度範囲の最高温度Ｔ２に相当する電圧ＶSENS2 ヲ電圧
コンパレータＵ４の正側の入力端子に加え、センサ出力
電圧がＶSENS2より低ければＵ４の出力は「ＨＩＧＨ」
レベルとなるように設定する。従って、ＮＡＮＤゲート
Ｕ５の出力は温度センサ出力電圧がＶSENS1とＶSENS2と
の範囲にある時にのみ「ＨＩＧＨ」レベルとなってＥＥ
−ＰＲＯＭへ出力許可を与える。
【００１５】次に、本ＶＣＴＣＸＯを用いた携帯電話端
末においてそのキャリア周波数を基地局周波数に同期さ
せる動作の一例を説明する。 ＶＣＴＣＸＯの発振部の
出力が、基準周波数信号として当該携帯電話端末に備え
られたシンセサイザーに加えられ、所要倍逓倍して該端
末のキャリア周波数を発生すると、該周波数と基地局か
ら発射され当該端末の受信部の受信された周波数情報と
比較し、その位相差がゼロになるように、前記ＶAFCを
生成し、基地局周波数に同期したときの電圧ＶAFCに固
定する。この状態において携帯電話端末の基準周波数は
基地局に同期しているため、周波数精度は基地局の搬送
波と同等の極めて高い周波数安定度となり得る。
末においてそのキャリア周波数を基地局周波数に同期さ
せる動作の一例を説明する。 ＶＣＴＣＸＯの発振部の
出力が、基準周波数信号として当該携帯電話端末に備え
られたシンセサイザーに加えられ、所要倍逓倍して該端
末のキャリア周波数を発生すると、該周波数と基地局か
ら発射され当該端末の受信部の受信された周波数情報と
比較し、その位相差がゼロになるように、前記ＶAFCを
生成し、基地局周波数に同期したときの電圧ＶAFCに固
定する。この状態において携帯電話端末の基準周波数は
基地局に同期しているため、周波数精度は基地局の搬送
波と同等の極めて高い周波数安定度となり得る。
【００１６】次に、同期した状態をＶＣＴＣＸＯが備え
るメモリＥＥ−ＰＲＯＭに保持する動作について説明す
る。可変容量ダイオードＤ１のアノ−ド、カソ−ド間に
印加される電圧、ＶAFC−ＶADJはオペアンプＵ１によっ
て電圧ＶADに変換され、Ａ／Ｄコンバ−タによってデジ
タルデ−タＤADに変換される。一方、電源投入後メモリ
ＥＥ−ＰＲＯＭ１４は、自身に記憶されているデジタル
デ−タをＲＡＭに転送した後、ラッチ１５のＲＥＡＤ
ＤＩＳＡＢＬＥモ−ドにおいてＲＡＭと切り離されて書
き込みモ−ドに設定され、携帯電話端末からの同期信号
ＬＯＣＫによって上述したデジタルデ−タＤADがラッチ
回路１３を介して書き込まれる。この一連の動作によっ
て、その時点におけるＶＣＴＣＸＯによって基地局の周
波数と一致した発振周波数を得るために必要な制御電圧
情報がメモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶される。この情
報は可変容量ダイオードＤ１に印加される電圧ＶAFC−
ＶADJに関連付けられた情報として記憶されることにな
る。即ち、ある温度において前記ＶＣＴＣＸＯの発振周
波数が基地局から送信された高安定度の周波数信号に同
期するようにＶＣＴＣＸＯの制御が設定されるというこ
とは、その時点において水晶振動子の温度周波数特性あ
るいはその他の周辺部品のリアクタンス等が経年変化に
よって最初の出荷調整時と異なったものになったとして
も当該ＶＣＴＣＸＯが希望する発振周波数を出力するよ
う可変容量ダイオードＤ１に印加すべき電圧を補正した
ことになる。
るメモリＥＥ−ＰＲＯＭに保持する動作について説明す
る。可変容量ダイオードＤ１のアノ−ド、カソ−ド間に
印加される電圧、ＶAFC−ＶADJはオペアンプＵ１によっ
て電圧ＶADに変換され、Ａ／Ｄコンバ−タによってデジ
タルデ−タＤADに変換される。一方、電源投入後メモリ
ＥＥ−ＰＲＯＭ１４は、自身に記憶されているデジタル
デ−タをＲＡＭに転送した後、ラッチ１５のＲＥＡＤ
ＤＩＳＡＢＬＥモ−ドにおいてＲＡＭと切り離されて書
き込みモ−ドに設定され、携帯電話端末からの同期信号
ＬＯＣＫによって上述したデジタルデ−タＤADがラッチ
回路１３を介して書き込まれる。この一連の動作によっ
て、その時点におけるＶＣＴＣＸＯによって基地局の周
波数と一致した発振周波数を得るために必要な制御電圧
情報がメモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶される。この情
報は可変容量ダイオードＤ１に印加される電圧ＶAFC−
ＶADJに関連付けられた情報として記憶されることにな
る。即ち、ある温度において前記ＶＣＴＣＸＯの発振周
波数が基地局から送信された高安定度の周波数信号に同
期するようにＶＣＴＣＸＯの制御が設定されるというこ
とは、その時点において水晶振動子の温度周波数特性あ
るいはその他の周辺部品のリアクタンス等が経年変化に
よって最初の出荷調整時と異なったものになったとして
も当該ＶＣＴＣＸＯが希望する発振周波数を出力するよ
う可変容量ダイオードＤ１に印加すべき電圧を補正した
ことになる。
【００１７】以後、携帯電話端末が電源投入される時、
メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶されたデ−タを上述の
ようにＥＥ−ＰＲＯＭからＲＡＭへ読み込み、これをＤ
／Ａ変換して、可変容量ダイオードＤ１に周波数補正電
圧ＶADJとして印加することにより、ＶＣＴＣＸＯの発
振周波数が高精度に維持されることになる。このよう
に、ＡＦＣ機能によりＥＥ−ＰＲＯＭに記憶した制御電
圧情報を更新すれば、ＶＣＴＣＸＯの周波数精度を経年
変化にかかわらず一定値内に保持することが可能とな
る。尚、携帯電話端末の電源を切ってもＥＥ−ＰＲＯＭ
のデ−タが保持されることは言うまでもない。図２は上
述したＶＣＴＣＸＯ全体回路を機能別ブロック図に示し
たものであって、全体の作用を理解する助けとなる。
メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶されたデ−タを上述の
ようにＥＥ−ＰＲＯＭからＲＡＭへ読み込み、これをＤ
／Ａ変換して、可変容量ダイオードＤ１に周波数補正電
圧ＶADJとして印加することにより、ＶＣＴＣＸＯの発
振周波数が高精度に維持されることになる。このよう
に、ＡＦＣ機能によりＥＥ−ＰＲＯＭに記憶した制御電
圧情報を更新すれば、ＶＣＴＣＸＯの周波数精度を経年
変化にかかわらず一定値内に保持することが可能とな
る。尚、携帯電話端末の電源を切ってもＥＥ−ＰＲＯＭ
のデ−タが保持されることは言うまでもない。図２は上
述したＶＣＴＣＸＯ全体回路を機能別ブロック図に示し
たものであって、全体の作用を理解する助けとなる。
【００１８】次に、本発明の理解をより助けるため上述
の動作を図４に示すフローチャートと具体的数値を用い
て説明する。始めに、周波数同期用電圧ＶAFCは一般に
その電圧範囲と中心値ＶAFC(0)が決められており、一例
を示せば電圧範囲を＋０．５Ｖ≦ＶAFC≦＋２．５Ｖ、
中心値をＶAFC(0)＝＋１．５Ｖである。また、オペアン
プＵ１、Ｕ２の電圧利得は共に１、すなわちＧ１＝Ｇ２
＝１に設定した場合、Ａ／Ｄコンバ−タの入力電圧ＶAD
と可変容量ダイオ−ドＤ１の印加電圧ＶAFC−ＶADJとの
関係は ＶAD＝ＶAFC−ＶADJ （１） である。また、Ｄ／Ａコンバ−タの出力電圧ＶDAと、オ
ペアンプＵ２の出力電圧、即ち、可変容量ダイオ−ドＤ
１のアノ−ド印加電圧ＶADJとの関係は ＶADJ＝ＶAFC(0)−ＶDA （２） となる。始めにＶＣＴＣＸＯはＶAFCを中心値電圧Ｖ
AFC(0)＝＋１．５Ｖに設定した状態で、その発振周波数
を規格周波数に精度良く合わせる。この周波数調整はＦ
ADJ端子からデジタルデ−タを入力し、発振周波数が所
望周波数になった時点で、このディジタルデ−タをラッ
チ回路１３を介してＥＥ−ＰＲＯＭ１４に書き込むこと
で行われる。この時のＤ／Ａコンバ−タの出力電圧をＶ
DA＝＋１．０Ｖとすると、（２）式よりＶADJ＝＋０．
５Ｖ、（１）式よりＶAD＝＋１．０Ｖとなる。なお、上
述した如き調整はトリマーコンデンサを回す動作に比べ
自動化及び精度向上が容易である。
の動作を図４に示すフローチャートと具体的数値を用い
て説明する。始めに、周波数同期用電圧ＶAFCは一般に
その電圧範囲と中心値ＶAFC(0)が決められており、一例
を示せば電圧範囲を＋０．５Ｖ≦ＶAFC≦＋２．５Ｖ、
中心値をＶAFC(0)＝＋１．５Ｖである。また、オペアン
プＵ１、Ｕ２の電圧利得は共に１、すなわちＧ１＝Ｇ２
＝１に設定した場合、Ａ／Ｄコンバ−タの入力電圧ＶAD
と可変容量ダイオ−ドＤ１の印加電圧ＶAFC−ＶADJとの
関係は ＶAD＝ＶAFC−ＶADJ （１） である。また、Ｄ／Ａコンバ−タの出力電圧ＶDAと、オ
ペアンプＵ２の出力電圧、即ち、可変容量ダイオ−ドＤ
１のアノ−ド印加電圧ＶADJとの関係は ＶADJ＝ＶAFC(0)−ＶDA （２） となる。始めにＶＣＴＣＸＯはＶAFCを中心値電圧Ｖ
AFC(0)＝＋１．５Ｖに設定した状態で、その発振周波数
を規格周波数に精度良く合わせる。この周波数調整はＦ
ADJ端子からデジタルデ−タを入力し、発振周波数が所
望周波数になった時点で、このディジタルデ−タをラッ
チ回路１３を介してＥＥ−ＰＲＯＭ１４に書き込むこと
で行われる。この時のＤ／Ａコンバ−タの出力電圧をＶ
DA＝＋１．０Ｖとすると、（２）式よりＶADJ＝＋０．
５Ｖ、（１）式よりＶAD＝＋１．０Ｖとなる。なお、上
述した如き調整はトリマーコンデンサを回す動作に比べ
自動化及び精度向上が容易である。
【００１９】この後、もし仮にＶＣＴＣＸＯに熱衝撃等
を加えず、またエージングによる周波数変化もなく、且
つ携帯電話端末に実装した後もＶＣＴＣＸＯがその調整
時の発振周波数を再現する場合には、ＡＦＣ電圧がＶ
AFC＝＋１．５Ｖで同期され、携帯電話端末側からの同
期信号により前記の値と同じＡ／Ｄコンバ−タの入力電
圧ＶAD＝＋１．０Ｖに相当するディジタルデータがメモ
リＥＥ−ＰＲＯＭ１３に書き込まれる。この場合ＶAFC
がＶＣＴＣＸＯの周波数調整条件、即ちＶAFC ＝ＶA
FC(0)＝＋１．５Ｖと同じ値のため、結果としてＥＥ−
ＰＲＯＭ１４のデ−タは変化しない。
を加えず、またエージングによる周波数変化もなく、且
つ携帯電話端末に実装した後もＶＣＴＣＸＯがその調整
時の発振周波数を再現する場合には、ＡＦＣ電圧がＶ
AFC＝＋１．５Ｖで同期され、携帯電話端末側からの同
期信号により前記の値と同じＡ／Ｄコンバ−タの入力電
圧ＶAD＝＋１．０Ｖに相当するディジタルデータがメモ
リＥＥ−ＰＲＯＭ１３に書き込まれる。この場合ＶAFC
がＶＣＴＣＸＯの周波数調整条件、即ちＶAFC ＝ＶA
FC(0)＝＋１．５Ｖと同じ値のため、結果としてＥＥ−
ＰＲＯＭ１４のデ−タは変化しない。
【００２０】一方、ＶＣＴＣＯが熱衝撃や経時変化によ
り内蔵する水晶振動子や周辺部品等の特性変動に伴って
その発振周波数が変化した場合、当然ながら同期電圧Ｖ
AFCは変化する。仮に基地局周波数に一致させるための
ＡＦＣの同期電圧がＶAFC＝＋１．７Ｖとなったとする
と、式（１）より、ＶAD＝＋１．７Ｖ −０．５Ｖ＝＋
１．２Ｖとなり、前のＶAD ＝１Ｖに代ってＶAD ＝１．
２Ｖなる値が、デジタルデ−タに変換されてＥＥ−ＰＲ
ＯＭ１４に書き込まれる。従って、その後電源が投入さ
れる時、ＶAFC＝ＶAFC(0)＝＋１．５Ｖで周波数同期を
得るためには、式（２）より、ＶADJ＝１．５Ｖ−１．
２Ｖ＝＋０．３Ｖとなる。この値を式（１）に代入する
と、ＶAD＝１．５Ｖ−０．３Ｖ＝１．２Ｖとなり同期が
得られる。従って中心値ＶAFC＝ＶAFC(0)＝＋１．５Ｖ
の同期電圧で周波数同期が得られることになり、周波数
は自動的に補正されたことになる。
り内蔵する水晶振動子や周辺部品等の特性変動に伴って
その発振周波数が変化した場合、当然ながら同期電圧Ｖ
AFCは変化する。仮に基地局周波数に一致させるための
ＡＦＣの同期電圧がＶAFC＝＋１．７Ｖとなったとする
と、式（１）より、ＶAD＝＋１．７Ｖ −０．５Ｖ＝＋
１．２Ｖとなり、前のＶAD ＝１Ｖに代ってＶAD ＝１．
２Ｖなる値が、デジタルデ−タに変換されてＥＥ−ＰＲ
ＯＭ１４に書き込まれる。従って、その後電源が投入さ
れる時、ＶAFC＝ＶAFC(0)＝＋１．５Ｖで周波数同期を
得るためには、式（２）より、ＶADJ＝１．５Ｖ−１．
２Ｖ＝＋０．３Ｖとなる。この値を式（１）に代入する
と、ＶAD＝１．５Ｖ−０．３Ｖ＝１．２Ｖとなり同期が
得られる。従って中心値ＶAFC＝ＶAFC(0)＝＋１．５Ｖ
の同期電圧で周波数同期が得られることになり、周波数
は自動的に補正されたことになる。
【００２１】本発明に係るＶＣＴＣＸＯは水晶振動子や
他の部品が熱衝撃あるいはエージング等で変化し、その
結果該ＶＣＴＣＸＯの発振周波数がシフトした場合であ
っても、外部基準周波数と同期させた状態において自己
発振周波数を校正し、その状態を記憶する機能を持たせ
たので、従来のように発振器を停止させて発振周波数の
調整や水晶発振器の交換等を行う必要がない。また、外
部基準周波数に同期するための情報を記憶しているの
で、本発明のＶＣＴＣＸＯを用いた通信端末は電源投入
後、同期するまでの時間が短縮され、直ちに通信開始が
可能となり、従来のシステムのように基地局から到来す
る基準周波数と同期を取った後、通信を開始する方式に
比べれば立ち上がり時間は格段に早くなる。
他の部品が熱衝撃あるいはエージング等で変化し、その
結果該ＶＣＴＣＸＯの発振周波数がシフトした場合であ
っても、外部基準周波数と同期させた状態において自己
発振周波数を校正し、その状態を記憶する機能を持たせ
たので、従来のように発振器を停止させて発振周波数の
調整や水晶発振器の交換等を行う必要がない。また、外
部基準周波数に同期するための情報を記憶しているの
で、本発明のＶＣＴＣＸＯを用いた通信端末は電源投入
後、同期するまでの時間が短縮され、直ちに通信開始が
可能となり、従来のシステムのように基地局から到来す
る基準周波数と同期を取った後、通信を開始する方式に
比べれば立ち上がり時間は格段に早くなる。
【００２２】以上、携帯電話端末等に使用されるＶＣＴ
ＣＸＯの一例をもとに本発明を説明したが、その他のア
プリケ−ション、例えば温度補償機能を備えない単なる
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）等においても、同様に
本発明が適用することが可能である。例えば、水晶発振
器の周波数を外部信号に同期し、同期時の状態、制御電
圧等の情報を同期信号によって半導体メモリに書き込
み、電源投入時はこれを読み出し、またこれを間欠的に
書き換えることによって経年変化を伴っても水晶発振器
の周波数を一定値以内に保持することが可能となる。
ＣＸＯの一例をもとに本発明を説明したが、その他のア
プリケ−ション、例えば温度補償機能を備えない単なる
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）等においても、同様に
本発明が適用することが可能である。例えば、水晶発振
器の周波数を外部信号に同期し、同期時の状態、制御電
圧等の情報を同期信号によって半導体メモリに書き込
み、電源投入時はこれを読み出し、またこれを間欠的に
書き換えることによって経年変化を伴っても水晶発振器
の周波数を一定値以内に保持することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で、熱衝撃やエージング等によって本発明になるＶＣＴ
ＣＸＯの発振部の周波数が変化する場合、周波数補償回
路によりこの変化を自動的に補正してその状態を記憶
し、更新することができるため、長期に渡って精度良い
周波数を維持する安定度の高い水晶発振器を提供するこ
とが可能となり、従来の水晶発振器では達成できなかっ
た周波数安定度を実現できるという極めて有効な効果が
得られる。更に、本発明になる上記回路をＩＣ等で構成
することにより小型で安定度の極めて高い水晶発振器を
安価で提供できるという優れた効果を奏する。
で、熱衝撃やエージング等によって本発明になるＶＣＴ
ＣＸＯの発振部の周波数が変化する場合、周波数補償回
路によりこの変化を自動的に補正してその状態を記憶
し、更新することができるため、長期に渡って精度良い
周波数を維持する安定度の高い水晶発振器を提供するこ
とが可能となり、従来の水晶発振器では達成できなかっ
た周波数安定度を実現できるという極めて有効な効果が
得られる。更に、本発明になる上記回路をＩＣ等で構成
することにより小型で安定度の極めて高い水晶発振器を
安価で提供できるという優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係る周波数補正機能を有する圧電発振
器の実施の一形態例を示す図である。
器の実施の一形態例を示す図である。
【図２】図１の全体回路を機能別ブロック図で表した図
である。
である。
【図３】図１の温度センサ出力電圧を説明する図であ
る。
る。
【図４】（ａ）は従来の直接型温度補償水晶発振器、
（ｂ）は間接型温度補償水晶発振器の回路図である。
（ｂ）は間接型温度補償水晶発振器の回路図である。
【図５】ディジタル型温度補償水晶発振器の回路図であ
る。
る。
【図６】一般的な電圧制御水晶発振器の回路図である。
【図７】従来のＶＣ−ＴＣＸＯを示す回路図である。
Ｙ１・・水晶振動子 Ｄ１、Ｄ２・・可変容量ダイオ−ド Ｃ１、Ｃ２・・コンデンサ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ
９、Ｒ１０、Ｒ１１・・抵抗 Ｕ１、Ｕ２・・オペアンプ Ｕ３、Ｕ４・・電圧コンパレ−タ Ｕ５・・ＮＡＮＤゲ−ト １０・・増幅器 １１・・温度センサ １２・・温度補償電圧発生回路 １３、１５・・ラッチ回路（デジタル信号経路切換、切
断回路） １４・・ＥＥ−ＰＲＯＭ（電気的書き込み、読み出し可
能な半導体メモリ） Ａ／Ｄ・・Ａ／Ｄコンバ−タ（アナログ信号−デジタル
信号変換器） Ｄ／Ａ・・Ｄ／Ａコンバ−タ（デジタル信号−アナログ
信号変換器） ＲＡＭ・・一時的デ−タ書き込み、読み出し可能メモリ ＶCOMP・・温度補償電圧 ＶAFC・・周波数制御電圧 ＶAFC(0)・・周波数制御中心電圧 ＶADJ・・周波数補正用電圧 ＶSENS1・・温度センサ出力電圧低温側設定値 ＶSENS2・・温度センサ出力電圧高温側設定値 ＩＮＰＵＴ A/D /RAM・・ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込みデ−
タ、A/D、RAM切換え ＬＯＣＫ・・周波数同期時ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込み命令
信号 ＭＯＤＥ READ/WRITE・・ＥＥ−ＰＲＯＭ読み出し、書
き込みモ−ド選択 ＲＥＡＤ ABLE/DISABLE・・ＲＡＭのデ−タ読み出し可
能、不能選択 ＦADJ DATA・・周波数調整デ−タ入力 ＷＲＩＴＥ ABLE/DISABLE ・・書き込み許可、不許可
信号
９、Ｒ１０、Ｒ１１・・抵抗 Ｕ１、Ｕ２・・オペアンプ Ｕ３、Ｕ４・・電圧コンパレ−タ Ｕ５・・ＮＡＮＤゲ−ト １０・・増幅器 １１・・温度センサ １２・・温度補償電圧発生回路 １３、１５・・ラッチ回路（デジタル信号経路切換、切
断回路） １４・・ＥＥ−ＰＲＯＭ（電気的書き込み、読み出し可
能な半導体メモリ） Ａ／Ｄ・・Ａ／Ｄコンバ−タ（アナログ信号−デジタル
信号変換器） Ｄ／Ａ・・Ｄ／Ａコンバ−タ（デジタル信号−アナログ
信号変換器） ＲＡＭ・・一時的デ−タ書き込み、読み出し可能メモリ ＶCOMP・・温度補償電圧 ＶAFC・・周波数制御電圧 ＶAFC(0)・・周波数制御中心電圧 ＶADJ・・周波数補正用電圧 ＶSENS1・・温度センサ出力電圧低温側設定値 ＶSENS2・・温度センサ出力電圧高温側設定値 ＩＮＰＵＴ A/D /RAM・・ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込みデ−
タ、A/D、RAM切換え ＬＯＣＫ・・周波数同期時ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込み命令
信号 ＭＯＤＥ READ/WRITE・・ＥＥ−ＰＲＯＭ読み出し、書
き込みモ−ド選択 ＲＥＡＤ ABLE/DISABLE・・ＲＡＭのデ−タ読み出し可
能、不能選択 ＦADJ DATA・・周波数調整デ−タ入力 ＷＲＩＴＥ ABLE/DISABLE ・・書き込み許可、不許可
信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年５月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 周波数補正機能を有する圧電発振
器
器
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば網同期装置や
携帯電話端末等に用いられる水晶発振器に関し、特に周
波数補正機能を付加し発振周波数を安定化した周波数補
正装置付圧電発振器に関する。
携帯電話端末等に用いられる水晶発振器に関し、特に周
波数補正機能を付加し発振周波数を安定化した周波数補
正装置付圧電発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、圧電発振器例えば、水晶発振器の
周波数安定度の向上、小型化、価格低減等はめざましい
ものがあり、網同期装置や携帯電話端末等の普及に大い
に貢献している。通信機器の基準周波数源として用いら
れる水晶発振器の出力周波数は種々の要因で変化する
が、周囲温度、電源電圧及び出力負荷等の条件変化によ
る周波数変動については、これに対応する手段を講ずる
ことができる。例えば温度変化に関しては水晶発振器に
温度補償回路を付加すれば、温度変化による周波数変化
を所望値の範囲におさめることができる。
周波数安定度の向上、小型化、価格低減等はめざましい
ものがあり、網同期装置や携帯電話端末等の普及に大い
に貢献している。通信機器の基準周波数源として用いら
れる水晶発振器の出力周波数は種々の要因で変化する
が、周囲温度、電源電圧及び出力負荷等の条件変化によ
る周波数変動については、これに対応する手段を講ずる
ことができる。例えば温度変化に関しては水晶発振器に
温度補償回路を付加すれば、温度変化による周波数変化
を所望値の範囲におさめることができる。
【０００３】温度補償水晶発振器（以下、ＴＣＸＯと称
す）は発振ループの負荷容量が変化すると発振周波数が
変動するという周知の現象を利用して、水晶振動子固有
の温度一周波数特性変動を相殺するように前記負荷容量
を温度変化に対して制御するものであって、大きく分け
て３の補償方法がある。第１は直接型補償と称される方
法であって、図５（ａ）に示すように補償回路を水晶振
動子と直列に接続したものである。一般的に、補償回路
は温度センサ（サーミスタ等）とコンデンサとを並列に
接続したものを基本構成とする高温部補償回路と低温部
補償回路を直列に接続したものであり構成が単純で、小
型化が容易であることから、携帯電話等の分野で広く用
いられている。第２は間接型補償と称される方法であっ
て、図５（ｂ）に示すように可変容量ダイオードを水晶
振動子と直列に接続すると共に、補償回路を高周波阻止
抵抗Ｒを介して可変容量ダイオードの両端に接続したも
のである。この方法はサーミスタと抵抗とで構成される
補償回路において発生する直流電圧を前記高周波阻止抵
抗Ｒを介して上記可変容量ダイオードＤに加えることに
より、その回路の周波数変化量が水晶振動子のみの温度
特性と逆特性になるようにすることにより、水晶発振器
の温度特性を補償を行うものである。第３はディジタル
型補償と称されている方法であって、図６に示すように
第２の補償方法で示した補償回路を温度センサ、半導体
メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を用い
てディジタル的に処理する補償方式である。これらＴＣ
ＸＯにより、現用の携帯電話システムの端末機用の基準
周波数源に要求されている周波数安定度（温度範囲−２
５〜７５℃で±２〜２．５ｐｐｍ）が実現されている。
す）は発振ループの負荷容量が変化すると発振周波数が
変動するという周知の現象を利用して、水晶振動子固有
の温度一周波数特性変動を相殺するように前記負荷容量
を温度変化に対して制御するものであって、大きく分け
て３の補償方法がある。第１は直接型補償と称される方
法であって、図５（ａ）に示すように補償回路を水晶振
動子と直列に接続したものである。一般的に、補償回路
は温度センサ（サーミスタ等）とコンデンサとを並列に
接続したものを基本構成とする高温部補償回路と低温部
補償回路を直列に接続したものであり構成が単純で、小
型化が容易であることから、携帯電話等の分野で広く用
いられている。第２は間接型補償と称される方法であっ
て、図５（ｂ）に示すように可変容量ダイオードを水晶
振動子と直列に接続すると共に、補償回路を高周波阻止
抵抗Ｒを介して可変容量ダイオードの両端に接続したも
のである。この方法はサーミスタと抵抗とで構成される
補償回路において発生する直流電圧を前記高周波阻止抵
抗Ｒを介して上記可変容量ダイオードＤに加えることに
より、その回路の周波数変化量が水晶振動子のみの温度
特性と逆特性になるようにすることにより、水晶発振器
の温度特性を補償を行うものである。第３はディジタル
型補償と称されている方法であって、図６に示すように
第２の補償方法で示した補償回路を温度センサ、半導体
メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を用い
てディジタル的に処理する補償方式である。これらＴＣ
ＸＯにより、現用の携帯電話システムの端末機用の基準
周波数源に要求されている周波数安定度（温度範囲−２
５〜７５℃で±２〜２．５ｐｐｍ）が実現されている。
【０００４】一方、最近の携帯電話システムでは端末機
用の基準周波数源として更に高い周波数安定度（例えば
±０．２ｐｐｍ）が要求されている。この要求を満たす
ために、従来携帯電話端末の基準周波数源として電圧制
御機能を備えたＴＣＸＯ（ＶＣ−ＴＣＸＯと称する）を
用い、基地局から発射される高安定な信号の周波数に前
記ＶＣ−ＴＣＸＯの出力を同期させることにより、通信
時の携帯電話端末の基準周波数源の周波数安定度を極め
て高く保つ方法が用いられている。ここで、ＶＣ−ＴＣ
ＸＯを説明する前に電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）に
ついて少し触れておく。図７に示す発振回路は電圧制御
水晶発振器の一例であり、水晶振動子と増幅器との発振
ループ中に可変容量ダイオードＣＤを挿入し、その一端
を高周波阻止抵抗Ｒを介して端子ａ、他端を端子ｂに接
続したものである。制御入力端子ａ、ｂ間に印加される
電圧Ｖによって可変容量ダイオードＣＤの両端に現れる
容量が変化すること及び発振ループの負荷容量が変化す
ると発振周波数が変動することを利用して回路の発振周
波数を制御する水晶発振器である。ＶＣ−ＴＣＸＯはＴ
ＣＸＯにＶＣＸＯの機能を付加したものであって、図８
は従来のＶＣ−ＴＣＸＯの一例を示す構成図である。即
ち、この例に示すＶＣ−ＴＣＸＯは感温素子部３１、温
度補償電圧発生部３２及び可変容量ダイオードＤ１とか
ら構成される温度補償回路Ｔｅｍと、水晶振動子Ｙ１、
増幅部及び外部信号電圧を印加する可変容量ダイオード
Ｄ２から成るＶＣＸＯとから構成される。
用の基準周波数源として更に高い周波数安定度（例えば
±０．２ｐｐｍ）が要求されている。この要求を満たす
ために、従来携帯電話端末の基準周波数源として電圧制
御機能を備えたＴＣＸＯ（ＶＣ−ＴＣＸＯと称する）を
用い、基地局から発射される高安定な信号の周波数に前
記ＶＣ−ＴＣＸＯの出力を同期させることにより、通信
時の携帯電話端末の基準周波数源の周波数安定度を極め
て高く保つ方法が用いられている。ここで、ＶＣ−ＴＣ
ＸＯを説明する前に電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）に
ついて少し触れておく。図７に示す発振回路は電圧制御
水晶発振器の一例であり、水晶振動子と増幅器との発振
ループ中に可変容量ダイオードＣＤを挿入し、その一端
を高周波阻止抵抗Ｒを介して端子ａ、他端を端子ｂに接
続したものである。制御入力端子ａ、ｂ間に印加される
電圧Ｖによって可変容量ダイオードＣＤの両端に現れる
容量が変化すること及び発振ループの負荷容量が変化す
ると発振周波数が変動することを利用して回路の発振周
波数を制御する水晶発振器である。ＶＣ−ＴＣＸＯはＴ
ＣＸＯにＶＣＸＯの機能を付加したものであって、図８
は従来のＶＣ−ＴＣＸＯの一例を示す構成図である。即
ち、この例に示すＶＣ−ＴＣＸＯは感温素子部３１、温
度補償電圧発生部３２及び可変容量ダイオードＤ１とか
ら構成される温度補償回路Ｔｅｍと、水晶振動子Ｙ１、
増幅部及び外部信号電圧を印加する可変容量ダイオード
Ｄ２から成るＶＣＸＯとから構成される。
【０００５】図８に示すＶＣ−ＴＣＸＯは周囲温度を感
温素子部３１が感知し、その時の温度に応じて温度補償
電圧発生部３２から発生した電圧が可変容量ダイオード
Ｄ１に印加され、水晶振動子の温度を相殺して常にほぼ
一定の周波数を発生する。更に水晶振動子と直列に接続
された可変容量ダイオードＤ２に、外部の基準信号に同
期するように電圧ＶＡＦＣを印加することによりＶＣ−
ＴＣＸＯの発振周波数は外部基準信号と同等の精度の周
波数安定度が得られる。また、前記電圧ＶＡＦＣはチャ
ネル周波数を切り替える目的に利用することも多い。
温素子部３１が感知し、その時の温度に応じて温度補償
電圧発生部３２から発生した電圧が可変容量ダイオード
Ｄ１に印加され、水晶振動子の温度を相殺して常にほぼ
一定の周波数を発生する。更に水晶振動子と直列に接続
された可変容量ダイオードＤ２に、外部の基準信号に同
期するように電圧ＶＡＦＣを印加することによりＶＣ−
ＴＣＸＯの発振周波数は外部基準信号と同等の精度の周
波数安定度が得られる。また、前記電圧ＶＡＦＣはチャ
ネル周波数を切り替える目的に利用することも多い。
【０００６】本発明の理解を助けるため、国内で運用さ
れている携帯電話システムの携帯電話端末に用いられて
いる電圧制御機能付温度補償型水晶発振器の周波数補正
機能について説明する。この携帯電話システムでは基地
局と携帯電話端末との間の通信に際し、現用のＴＣＸＯ
の周波数安定度（温度範囲−２０〜＋７５℃で±２．０
〜±２．５ｐｐｍ）を超える高精度な周波数安定度（約
±０．２ｐｐｍ）を必要とするため、携帯電話端末内の
基準周波数源として電圧制御機能を備えたＴＣＸＯを用
いることにより、携帯電話端末の基準周波数（従ってキ
ャリア周波数も）を基地局から発射される周波数に同期
させている。端末機の基準周波数を基地局の周波数に同
期する機能を一般にＡＦＣ機能と称しており、通信時の
携帯電話端末の基準周波数の精度は極めて高く保たれて
いる。
れている携帯電話システムの携帯電話端末に用いられて
いる電圧制御機能付温度補償型水晶発振器の周波数補正
機能について説明する。この携帯電話システムでは基地
局と携帯電話端末との間の通信に際し、現用のＴＣＸＯ
の周波数安定度（温度範囲−２０〜＋７５℃で±２．０
〜±２．５ｐｐｍ）を超える高精度な周波数安定度（約
±０．２ｐｐｍ）を必要とするため、携帯電話端末内の
基準周波数源として電圧制御機能を備えたＴＣＸＯを用
いることにより、携帯電話端末の基準周波数（従ってキ
ャリア周波数も）を基地局から発射される周波数に同期
させている。端末機の基準周波数を基地局の周波数に同
期する機能を一般にＡＦＣ機能と称しており、通信時の
携帯電話端末の基準周波数の精度は極めて高く保たれて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水晶発振器においては該発振器を装置に実装する際のリ
フロー等による水晶振動子の熱衝撃やエージング等によ
り、その周波数の変化は避けられず、このような水晶振
動子を組み込んだ上述のＴＣＸＯ、ＶＣＸＯ、ＶＣ−Ｔ
ＣＸＯ等は発振周波数がズレることになる。そのため従
来熱衝撃による周波数のズレを補正するため周波数調整
回路、例えば発振ループにトリマーコンデンサ等を挿入
して再調整していたが、トリマーを回すという調整工程
が必要となり、製造コストが上昇するという問題があっ
た。また、エージングによる周波数の経年変化は製造時
の調整では如何ともしがたく、ユーザーによるメンテナ
ンスが必要になるという欠点があった。本発明は上記問
題を解決するためになされたものであって、水晶発振器
自体にに自動周波数補正機能を付加することにより、組
立後の再調整の必要性を小さくすると共にユーザーによ
るメンテナンスを不要とし、経年変化に対しても周波数
安定度が極めて高い周波数補正装置付ＶＣＸＯまたは周
波数補正装置付ＶＣ−ＴＣＸＯを提供することを目的と
する。
水晶発振器においては該発振器を装置に実装する際のリ
フロー等による水晶振動子の熱衝撃やエージング等によ
り、その周波数の変化は避けられず、このような水晶振
動子を組み込んだ上述のＴＣＸＯ、ＶＣＸＯ、ＶＣ−Ｔ
ＣＸＯ等は発振周波数がズレることになる。そのため従
来熱衝撃による周波数のズレを補正するため周波数調整
回路、例えば発振ループにトリマーコンデンサ等を挿入
して再調整していたが、トリマーを回すという調整工程
が必要となり、製造コストが上昇するという問題があっ
た。また、エージングによる周波数の経年変化は製造時
の調整では如何ともしがたく、ユーザーによるメンテナ
ンスが必要になるという欠点があった。本発明は上記問
題を解決するためになされたものであって、水晶発振器
自体にに自動周波数補正機能を付加することにより、組
立後の再調整の必要性を小さくすると共にユーザーによ
るメンテナンスを不要とし、経年変化に対しても周波数
安定度が極めて高い周波数補正装置付ＶＣＸＯまたは周
波数補正装置付ＶＣ−ＴＣＸＯを提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る周波数補正装置付温度補償水晶発振器の
請求項１記載の発明は、制御電圧に応じて周波数が変化
する電圧制御型圧電発振器において、前記供給電圧に関
する情報を記憶する記憶手段を設け、発振が停止し再起
動する際に前記記憶手段に記憶された情報を読み出し該
情報に対応するよう供給電圧を制御することを特徴とす
る周波数補正機能を有する圧電発振器である。請求項２
記載の発明は、請求項１記載の圧電発振器で外部の基準
発振周波数に同期しこの状態を前記記憶手段に記憶する
ことを特徴とする周波数補正機能を有する圧電発振器で
ある。
に本発明に係る周波数補正装置付温度補償水晶発振器の
請求項１記載の発明は、制御電圧に応じて周波数が変化
する電圧制御型圧電発振器において、前記供給電圧に関
する情報を記憶する記憶手段を設け、発振が停止し再起
動する際に前記記憶手段に記憶された情報を読み出し該
情報に対応するよう供給電圧を制御することを特徴とす
る周波数補正機能を有する圧電発振器である。請求項２
記載の発明は、請求項１記載の圧電発振器で外部の基準
発振周波数に同期しこの状態を前記記憶手段に記憶する
ことを特徴とする周波数補正機能を有する圧電発振器で
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を温度補
償型ＶＣＸＯに適用したＶＣＴＣＸＯの構成原理と動作
を総括的に説明するためのブロック図である。本発明の
周波数補正機能を有する圧電発振器は図１に示すように
圧電発振部２０−１と、温度補償部２０−２と、電圧供
給部２１と、監視部、具体てきには周囲温度が温度補償
範囲にあるか否かを監視する監視部２２と、初期電圧設
定部２３とからなる。各ブロックについて夫々に含まれ
る基本的機能について説明すると、発振部２０−１には
増幅器と水晶振動子及び可変容量ダイオードを含み、既
によく知られているように前記可変容量ダイオードの両
端電圧を制御することによって発振周波数をコントロー
ルするものである。温度補償部２０−２は、例えば前記
図５（ａ）を用いて説明したようにサーミスタ等の感温
素子を含み前記発振部２０−１の可変容量ダイオードに
印加すべき補償電圧を発生するものである。電圧供給部
２１は、当該発振器を搭載する例えば携帯無線機等から
供給されるＡＦＣ信号ＶＡＦＣと後述する初期電圧設定
部２３から出力する周波数補正電圧ＶＡＤＪとを合成す
ることによって前記発振部２０−１の発振周波数が所望
のものとなる制御電圧を発生すると共にこの制御電圧を
前記発振部２０−１の可変容量ダイオードに供給するも
のである。また、監視部２２は前記温度補償部２０−２
において生成する温度情報に基づいて、その時の温度が
予め定めた温度範囲にあるか否かを判定し、その条件が
みたされるとき書き込みが許可信号を発生する。残る初
期電圧設定部２３は書き込み読み出し可能なメモリ、例
えばＥＥ−ＰＲＯＭを備え、該メモリに前記発振部２０
−１の可変容量ダイオードの両端電圧を電圧供給部２１
においてデジタル信号化した上で記憶する機能を備えて
いる
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を温度補
償型ＶＣＸＯに適用したＶＣＴＣＸＯの構成原理と動作
を総括的に説明するためのブロック図である。本発明の
周波数補正機能を有する圧電発振器は図１に示すように
圧電発振部２０−１と、温度補償部２０−２と、電圧供
給部２１と、監視部、具体てきには周囲温度が温度補償
範囲にあるか否かを監視する監視部２２と、初期電圧設
定部２３とからなる。各ブロックについて夫々に含まれ
る基本的機能について説明すると、発振部２０−１には
増幅器と水晶振動子及び可変容量ダイオードを含み、既
によく知られているように前記可変容量ダイオードの両
端電圧を制御することによって発振周波数をコントロー
ルするものである。温度補償部２０−２は、例えば前記
図５（ａ）を用いて説明したようにサーミスタ等の感温
素子を含み前記発振部２０−１の可変容量ダイオードに
印加すべき補償電圧を発生するものである。電圧供給部
２１は、当該発振器を搭載する例えば携帯無線機等から
供給されるＡＦＣ信号ＶＡＦＣと後述する初期電圧設定
部２３から出力する周波数補正電圧ＶＡＤＪとを合成す
ることによって前記発振部２０−１の発振周波数が所望
のものとなる制御電圧を発生すると共にこの制御電圧を
前記発振部２０−１の可変容量ダイオードに供給するも
のである。また、監視部２２は前記温度補償部２０−２
において生成する温度情報に基づいて、その時の温度が
予め定めた温度範囲にあるか否かを判定し、その条件が
みたされるとき書き込みが許可信号を発生する。残る初
期電圧設定部２３は書き込み読み出し可能なメモリ、例
えばＥＥ−ＰＲＯＭを備え、該メモリに前記発振部２０
−１の可変容量ダイオードの両端電圧を電圧供給部２１
においてデジタル信号化した上で記憶する機能を備えて
いる
【００１０】図２は、本発明に係るＶＣＴＣＸＯの概略
機能図（図１）を詳しく示した図であって、鎖線で囲ん
だ２０〜２３の４ブロックから構成される。各ブロック
の構成を順を追って説明すると、鎖線２０で示す発振部
は、水晶振動子Ｙ１、増幅器１０、２つの可変容量ダイ
オードＤ１、Ｄ２、２つの容量Ｃ１、Ｃ２（直流阻止、
交流バイパス用コンデンサ）から成る発振部と、温度セ
ンサー部１１と温度補償電圧発生回路１２とからなる温
度補償部から構成され、電圧制御温度補償発振器として
動作する。鎖線２１は制御電圧供給部であて、前記電圧
制御温度補償発振器２０可変容量ダイオードＤ１の両端
の電圧ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪをオペアンプＵ１に印加する
ことによつて電圧ＶＡＤを得て、これをアナログ・ディ
ジタルコンバータ（以下、Ａ／Ｄコンバータと称す）Ａ
／Ｄによりディジタルデータに変換し、これをラッチ回
路１３に一時記憶するものである。
機能図（図１）を詳しく示した図であって、鎖線で囲ん
だ２０〜２３の４ブロックから構成される。各ブロック
の構成を順を追って説明すると、鎖線２０で示す発振部
は、水晶振動子Ｙ１、増幅器１０、２つの可変容量ダイ
オードＤ１、Ｄ２、２つの容量Ｃ１、Ｃ２（直流阻止、
交流バイパス用コンデンサ）から成る発振部と、温度セ
ンサー部１１と温度補償電圧発生回路１２とからなる温
度補償部から構成され、電圧制御温度補償発振器として
動作する。鎖線２１は制御電圧供給部であて、前記電圧
制御温度補償発振器２０可変容量ダイオードＤ１の両端
の電圧ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪをオペアンプＵ１に印加する
ことによつて電圧ＶＡＤを得て、これをアナログ・ディ
ジタルコンバータ（以下、Ａ／Ｄコンバータと称す）Ａ
／Ｄによりディジタルデータに変換し、これをラッチ回
路１３に一時記憶するものである。
【００１１】鎖線２２は監視部であって前記温度補償部
２０−１の温度センサー１１の出力電圧を監視するもの
で、電圧コンパレータＵ３、Ｕ４とＮＡＮＤゲートＵ５
とからなり、前記出力電圧がＶＳＥＮＳ１とＶ
ＳＥＮＳ２との間の値である場合、温度センサの情報に
基づいてその時の温度が補償範囲であるかどうかを判断
し、後述するＬＯＣＫ信号によるＥＥ−ＰＲＯＭ１４へ
のデータ書き込みを許可する信号である。また、鎖線２
３は初期電圧設定部であって、データを記憶しておくＥ
Ｅ−ＰＲＯＭ１４と、読み出し可否付きラッチ回路１５
と、記憶回路ＲＡＭと、ディジタルアナログ変換器Ｄ／
Ａ及びオペアンプＵ２より構成される。電源が投入され
ると同時にＥＥ−ＰＲＯＭ１４（電気的に書き込み、読
み出し可能なメモリ）から予め書き込まれているディジ
タルデータの情報を読み出して、読み書き可能メモリＲ
ＡＭに書き込み、このデータをＤ／Ａコンバータによっ
てアナログ直流電圧値ＶＤＡに変換する。この電圧を利
得Ｇ２、基準電圧ＶＡＦＣ（０）に設定されたオペアン
プＵ２によって、出力電圧ＶＡＤＪに変換し、交流信号
阻止用兼直流電圧バイアス用抵抗Ｒ２を介してＡＦＣ兼
周波数補正用可変容量ダイオードＤ１のアノードに加え
る。
２０−１の温度センサー１１の出力電圧を監視するもの
で、電圧コンパレータＵ３、Ｕ４とＮＡＮＤゲートＵ５
とからなり、前記出力電圧がＶＳＥＮＳ１とＶ
ＳＥＮＳ２との間の値である場合、温度センサの情報に
基づいてその時の温度が補償範囲であるかどうかを判断
し、後述するＬＯＣＫ信号によるＥＥ−ＰＲＯＭ１４へ
のデータ書き込みを許可する信号である。また、鎖線２
３は初期電圧設定部であって、データを記憶しておくＥ
Ｅ−ＰＲＯＭ１４と、読み出し可否付きラッチ回路１５
と、記憶回路ＲＡＭと、ディジタルアナログ変換器Ｄ／
Ａ及びオペアンプＵ２より構成される。電源が投入され
ると同時にＥＥ−ＰＲＯＭ１４（電気的に書き込み、読
み出し可能なメモリ）から予め書き込まれているディジ
タルデータの情報を読み出して、読み書き可能メモリＲ
ＡＭに書き込み、このデータをＤ／Ａコンバータによっ
てアナログ直流電圧値ＶＤＡに変換する。この電圧を利
得Ｇ２、基準電圧ＶＡＦＣ（０）に設定されたオペアン
プＵ２によって、出力電圧ＶＡＤＪに変換し、交流信号
阻止用兼直流電圧バイアス用抵抗Ｒ２を介してＡＦＣ兼
周波数補正用可変容量ダイオードＤ１のアノードに加え
る。
【００１２】以上の構成において全体の動作を説明す
る。はじめに、発振部２０の動作を説明すると、携帯電
話端末等から供給される周波数同期用信号電圧ＶＡＦＣ
とオペアンプＵ２から前記ダイオードＤ１のカソードに
供給される周波数補正用電圧ＶＡＤＪとにより、該ダイ
オードＤ１は電圧差ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪに応じた交流等
価容量値となり、それによって発振部２０の周波数が制
御される。
る。はじめに、発振部２０の動作を説明すると、携帯電
話端末等から供給される周波数同期用信号電圧ＶＡＦＣ
とオペアンプＵ２から前記ダイオードＤ１のカソードに
供給される周波数補正用電圧ＶＡＤＪとにより、該ダイ
オードＤ１は電圧差ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪに応じた交流等
価容量値となり、それによって発振部２０の周波数が制
御される。
【００１３】一方、周囲温度に応じて温度補償部２０の
温度センサ１１の出力が得られると、それによって温度
補償電圧発生回路１２に直流電圧ＶＣＯＭＰが発生す
る。この直流電圧を交流信号阻止兼直流電圧印加用抵抗
Ｒ３を介して可変容量ダイオードＤ２に印加することに
より、可変容量ダイオードＤ２の交流等価容量が変化
し、発振部の発振周波数が制御されて、温度変化に対し
発振部の周波数を規定値内に保つように動作する。
温度センサ１１の出力が得られると、それによって温度
補償電圧発生回路１２に直流電圧ＶＣＯＭＰが発生す
る。この直流電圧を交流信号阻止兼直流電圧印加用抵抗
Ｒ３を介して可変容量ダイオードＤ２に印加することに
より、可変容量ダイオードＤ２の交流等価容量が変化
し、発振部の発振周波数が制御されて、温度変化に対し
発振部の周波数を規定値内に保つように動作する。
【００１４】監視部２２の動作を説明すると、この回路
は温度センサ１１の温度信号をコンパレータＵ３とＵ４
に供給し、これらのコンパレータに予め設定した最低温
度以下あるいは最高温度以上ではＥＥ−ＰＲＯＭへのデ
ータ書き込みを禁止する機能を有している。ここで、温
度センサ１１として例えば、半導体のＰＮ接合バンドギ
ャップ電圧変化（約−２ｍＶ／℃）を呈するダイオード
を用いれば、温度センサ１１の出力電圧は図３に示すよ
うに温度上昇と共に一定の割合で減少する特性となる。
電圧制御温度補償水晶発振器の可動温度範囲の最低温度
Ｔ１に相当する電圧ＶＳＥＮＳ１をレギュレタ等を用い
て発生させ、コンパレータＵ３の負側の入力端子に供給
し、温度センサ電圧がＶＳＥＮＳ１より高ければＵ３の
出力は「ＨＩＧＨ」レベルとなるように設定する。同様
に、可動温度範囲の最高温度Ｔ２に相当する電圧Ｖ
ＳＥＮＳ２電圧コンパレータＵ４の正側の入力端子に加
え、センサ出力電圧がＶＳＥＮＳ２より低ければＵ４の
出力は「ＨＩＧＨ」レベルとなるように設定する。従っ
て、ＮＡＮＤゲートＵ５の出力は温度センサ出力電圧が
ＶＳＥＮＳ１とＶＳＥＮＳ２との範囲にある時にのみ
「ＨＩＧＨ」レベルとなってＥＥ−ＰＲＯＭへ出力許可
を与える。
は温度センサ１１の温度信号をコンパレータＵ３とＵ４
に供給し、これらのコンパレータに予め設定した最低温
度以下あるいは最高温度以上ではＥＥ−ＰＲＯＭへのデ
ータ書き込みを禁止する機能を有している。ここで、温
度センサ１１として例えば、半導体のＰＮ接合バンドギ
ャップ電圧変化（約−２ｍＶ／℃）を呈するダイオード
を用いれば、温度センサ１１の出力電圧は図３に示すよ
うに温度上昇と共に一定の割合で減少する特性となる。
電圧制御温度補償水晶発振器の可動温度範囲の最低温度
Ｔ１に相当する電圧ＶＳＥＮＳ１をレギュレタ等を用い
て発生させ、コンパレータＵ３の負側の入力端子に供給
し、温度センサ電圧がＶＳＥＮＳ１より高ければＵ３の
出力は「ＨＩＧＨ」レベルとなるように設定する。同様
に、可動温度範囲の最高温度Ｔ２に相当する電圧Ｖ
ＳＥＮＳ２電圧コンパレータＵ４の正側の入力端子に加
え、センサ出力電圧がＶＳＥＮＳ２より低ければＵ４の
出力は「ＨＩＧＨ」レベルとなるように設定する。従っ
て、ＮＡＮＤゲートＵ５の出力は温度センサ出力電圧が
ＶＳＥＮＳ１とＶＳＥＮＳ２との範囲にある時にのみ
「ＨＩＧＨ」レベルとなってＥＥ−ＰＲＯＭへ出力許可
を与える。
【００１５】次に、本ＶＣＴＣＸＯを用いた携帯電話端
末においてそのキャリア周波数を基地局周波数に同期さ
せる動作の一例を説明する。ＶＣＴＣＸＯの発振部の出
力が、基準周波数信号として当該携帯電話端末に備えら
れたシンセサイザーに加えられ、所要倍逓倍して該端末
のキャリア周波数を発生すると、該周波数と基地局から
発射され当該端末の受信部の受信された周波数情報と比
較し、その位相差がゼロになるように、前記ＶＡＦＣを
生成し、基地局周波数に同期したときの電圧ＶＡＦＣに
固定する。この状態において携帯電話端末の基準周波数
は基地局に同期しているため、周波数精度は基地局の搬
送波と同等の極めて高い周波数安定度となり得る。
末においてそのキャリア周波数を基地局周波数に同期さ
せる動作の一例を説明する。ＶＣＴＣＸＯの発振部の出
力が、基準周波数信号として当該携帯電話端末に備えら
れたシンセサイザーに加えられ、所要倍逓倍して該端末
のキャリア周波数を発生すると、該周波数と基地局から
発射され当該端末の受信部の受信された周波数情報と比
較し、その位相差がゼロになるように、前記ＶＡＦＣを
生成し、基地局周波数に同期したときの電圧ＶＡＦＣに
固定する。この状態において携帯電話端末の基準周波数
は基地局に同期しているため、周波数精度は基地局の搬
送波と同等の極めて高い周波数安定度となり得る。
【００１６】次に、同期した状態をＶＣＴＣＸＯが備え
るメモリＥＥ−ＰＲＯＭに保持する動作について説明す
る。可変容量ダイオードＤ１のアノード、カソード間に
印加される電圧、ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪはオペアンプＵ１
によって電圧ＶＡＤに変換され、Ａ／Ｄコンバータによ
ってデジタルデータＤＡＤに変換される。一方、電源投
入後メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４は、自身に記憶されてい
るデジタルデータをＲＡＭに転送した後、ラッチ１５の
ＲＥＡＤ ＤＩＳＡＢＬＥモードにおいてＲＡＭと切り
離されて書き込みモードに設定され、携帯電話端末から
の同期信号ＬＯＣＫによって上述したデジタルデータＤ
ＡＤがラッチ回路１３を介して書き込まれる。この一連
の動作によって、その時点におけるＶＣＴＣＸＯによっ
て基地局の周波数と一致した発振周波数を得るために必
要な制御電圧情報がメモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶さ
れる。この情報は可変容量ダイオードＤ１に印加される
電圧ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪに関連付けられた情報として記
憶されることになる。即ち、ある温度において前記ＶＣ
ＴＣＸＯの発振周波数が基地局から送信された高安定度
の周波数信号に同期するようにＶＣＴＣＸＯの制御が設
定されるということは、その時点において水晶振動子の
温度周波数特性あるいはその他の周辺部品のリアクタン
ス等が経年変化によって最初の出荷調整時と異なったも
のになったとしても当該ＶＣＴＣＸＯが希望する発振周
波数を出力するよう可変容量ダイオードＤ１に印加すべ
き電圧を補正したことになる。
るメモリＥＥ−ＰＲＯＭに保持する動作について説明す
る。可変容量ダイオードＤ１のアノード、カソード間に
印加される電圧、ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪはオペアンプＵ１
によって電圧ＶＡＤに変換され、Ａ／Ｄコンバータによ
ってデジタルデータＤＡＤに変換される。一方、電源投
入後メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４は、自身に記憶されてい
るデジタルデータをＲＡＭに転送した後、ラッチ１５の
ＲＥＡＤ ＤＩＳＡＢＬＥモードにおいてＲＡＭと切り
離されて書き込みモードに設定され、携帯電話端末から
の同期信号ＬＯＣＫによって上述したデジタルデータＤ
ＡＤがラッチ回路１３を介して書き込まれる。この一連
の動作によって、その時点におけるＶＣＴＣＸＯによっ
て基地局の周波数と一致した発振周波数を得るために必
要な制御電圧情報がメモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶さ
れる。この情報は可変容量ダイオードＤ１に印加される
電圧ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪに関連付けられた情報として記
憶されることになる。即ち、ある温度において前記ＶＣ
ＴＣＸＯの発振周波数が基地局から送信された高安定度
の周波数信号に同期するようにＶＣＴＣＸＯの制御が設
定されるということは、その時点において水晶振動子の
温度周波数特性あるいはその他の周辺部品のリアクタン
ス等が経年変化によって最初の出荷調整時と異なったも
のになったとしても当該ＶＣＴＣＸＯが希望する発振周
波数を出力するよう可変容量ダイオードＤ１に印加すべ
き電圧を補正したことになる。
【００１７】以後、携帯電話端末が電源投入される時、
メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶されたデータを上述の
ようにＥＥ−ＰＲＯＭからＲＡＭへ読み込み、これをＤ
／Ａ変換して、可変容量ダイオードＤ１に周波数補正電
圧ＶＡＤＪとして印加することにより、ＶＣＴＣＸＯの
発振周波数が高精度に維持されることになる。このよう
に、ＡＦＣ機能によりＥＥ−ＰＲＯＭに記憶した制御電
圧情報を更新すれば、ＶＣＴＣＸＯの周波数精度を経年
変化にかかわらず一定値内に保持することが可能とな
る。尚、携帯電話端末の電源を切ってもＥＥ−ＰＲＯＭ
のデータが保持されることは言うまでもない。図２は上
述したＶＣＴＣＸＯ全体回路を機能別ブロック図に示し
たものであって、全体の作用を理解する助けとなる。
メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１４に記憶されたデータを上述の
ようにＥＥ−ＰＲＯＭからＲＡＭへ読み込み、これをＤ
／Ａ変換して、可変容量ダイオードＤ１に周波数補正電
圧ＶＡＤＪとして印加することにより、ＶＣＴＣＸＯの
発振周波数が高精度に維持されることになる。このよう
に、ＡＦＣ機能によりＥＥ−ＰＲＯＭに記憶した制御電
圧情報を更新すれば、ＶＣＴＣＸＯの周波数精度を経年
変化にかかわらず一定値内に保持することが可能とな
る。尚、携帯電話端末の電源を切ってもＥＥ−ＰＲＯＭ
のデータが保持されることは言うまでもない。図２は上
述したＶＣＴＣＸＯ全体回路を機能別ブロック図に示し
たものであって、全体の作用を理解する助けとなる。
【００１８】次に、本発明の理解をより助けるため上述
の動作を図４に示すフローチャートと具体的数値を用い
て説明する。始めに、周波数同期用電圧ＶＡＦＣは一般
にその電圧範囲と中心値ＶＡＦＣ（０）が決められてお
り、一例を示せば電圧範囲を＋０．５Ｖ≦ＶＡＦＣ≦＋
２．５Ｖ、中心値をＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖであ
る。また、オペアンプＵ１、Ｕ２の電圧利得は共に１、
すなわちＧ１＝Ｇ２＝１に設定した場合、Ａ／Ｄコンバ
ータの入力電圧ＶＡＤと可変容量ダイオードＤ１の印加
電圧ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪとの関係は ＶＡＤ＝ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪ （１） である。また、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧ＶＤＡと、
オペアンプＵ２の出力電圧、即ち、可変容量ダイオード
Ｄ１のアノード印加電圧ＶＡＤＪとの関係は ＶＡＤＪ＝ＶＡＦＣ（０）−ＶＤＡ （２） となる。始めにＶＣＴＣＸＯはＶＡＦＣを中心値電圧Ｖ
ＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖに設定した状態で、その発振
周波数を規格周波数に精度良く合わせる。この周波数調
整はＦＡＤＪ端子からデジタルデータを入力し、発振周
波数が所望周波数になった時点で、このディジタルデー
タをラッチ回路１３を介してＥＥ−ＰＲＯＭ１４に書き
込むことで行われる。この時のＤ／Ａコンバータの出力
電圧をＶＤＡ＝＋１．０Ｖとすると、（２）式よりＶ
ＡＤＪ＝＋０．５Ｖ、（１）式よりＶＡＤ＝＋１．０Ｖ
となる。なお、上述した如き調整はトリマーコンデンサ
を回す動作に比べ自動化及び精度向上が容易である。
の動作を図４に示すフローチャートと具体的数値を用い
て説明する。始めに、周波数同期用電圧ＶＡＦＣは一般
にその電圧範囲と中心値ＶＡＦＣ（０）が決められてお
り、一例を示せば電圧範囲を＋０．５Ｖ≦ＶＡＦＣ≦＋
２．５Ｖ、中心値をＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖであ
る。また、オペアンプＵ１、Ｕ２の電圧利得は共に１、
すなわちＧ１＝Ｇ２＝１に設定した場合、Ａ／Ｄコンバ
ータの入力電圧ＶＡＤと可変容量ダイオードＤ１の印加
電圧ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪとの関係は ＶＡＤ＝ＶＡＦＣ−ＶＡＤＪ （１） である。また、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧ＶＤＡと、
オペアンプＵ２の出力電圧、即ち、可変容量ダイオード
Ｄ１のアノード印加電圧ＶＡＤＪとの関係は ＶＡＤＪ＝ＶＡＦＣ（０）−ＶＤＡ （２） となる。始めにＶＣＴＣＸＯはＶＡＦＣを中心値電圧Ｖ
ＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖに設定した状態で、その発振
周波数を規格周波数に精度良く合わせる。この周波数調
整はＦＡＤＪ端子からデジタルデータを入力し、発振周
波数が所望周波数になった時点で、このディジタルデー
タをラッチ回路１３を介してＥＥ−ＰＲＯＭ１４に書き
込むことで行われる。この時のＤ／Ａコンバータの出力
電圧をＶＤＡ＝＋１．０Ｖとすると、（２）式よりＶ
ＡＤＪ＝＋０．５Ｖ、（１）式よりＶＡＤ＝＋１．０Ｖ
となる。なお、上述した如き調整はトリマーコンデンサ
を回す動作に比べ自動化及び精度向上が容易である。
【００１９】この後、もし仮にＶＣＴＣＸＯに熱衝撃等
を加えず、またエージングによる周波数変化もなく、且
つ携帯電話端末に実装した後もＶＣＴＣＸＯがその調整
時の発振周波数を再現する場合には、ＡＦＣ電圧がＶ
ＡＦＣ＝＋１．５Ｖで同期され、携帯電話端末側からの
同期信号により前記の値と同じＡ／Ｄコンバータの入力
電圧ＶＡＤ＝＋１．０Ｖに相当するディジタルデータが
メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１３に書き込まれる。この場合Ｖ
ＡＦＣがＶＣＴＣＸＯの周波数調整条件、即ちＶＡＦＣ
＝ＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖと同じ値のため、結果と
してＥＥ−ＰＲＯＭ１４のデータは変化しない。
を加えず、またエージングによる周波数変化もなく、且
つ携帯電話端末に実装した後もＶＣＴＣＸＯがその調整
時の発振周波数を再現する場合には、ＡＦＣ電圧がＶ
ＡＦＣ＝＋１．５Ｖで同期され、携帯電話端末側からの
同期信号により前記の値と同じＡ／Ｄコンバータの入力
電圧ＶＡＤ＝＋１．０Ｖに相当するディジタルデータが
メモリＥＥ−ＰＲＯＭ１３に書き込まれる。この場合Ｖ
ＡＦＣがＶＣＴＣＸＯの周波数調整条件、即ちＶＡＦＣ
＝ＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖと同じ値のため、結果と
してＥＥ−ＰＲＯＭ１４のデータは変化しない。
【００２０】一方、ＶＣＴＣＯが熱衝撃や経時変化によ
り内蔵する水晶振動子や周辺部品等の特性変動に伴って
その発振周波数が変化した場合、当然ながら同期電圧Ｖ
ＡＦＣは変化する。仮に基地局周波数に一致させるため
のＡＦＣの同期電圧がＶＡＦＣ＝＋１．７Ｖとなったと
すると、式（１）より、ＶＡＤ＝＋１．７Ｖ−０．５Ｖ
＝＋１．２Ｖとなり、前のＶＡＤ＝１Ｖに代ってＶＡＤ
＝１．２Ｖなる値が、デジタルデータに変換されてＥＥ
−ＰＲＯＭ１４に書き込まれる。従って、その後電源が
投入される時、ＶＡＦＣ＝ＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖ
で周波数同期を得るためには、式（２）より、ＶＡＤＪ
＝１．５Ｖ−１．２Ｖ＝＋０．３Ｖとなる。この値を式
（１）に代入すると、ＶＡＤ＝１．５Ｖ−０．３Ｖ＝
１．２Ｖとなり同期が得られる。従って中心値ＶＡＦＣ
＝ＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖの同期電圧で周波数同期
が得られることになり、周波数は自動的に補正されたこ
とになる。
り内蔵する水晶振動子や周辺部品等の特性変動に伴って
その発振周波数が変化した場合、当然ながら同期電圧Ｖ
ＡＦＣは変化する。仮に基地局周波数に一致させるため
のＡＦＣの同期電圧がＶＡＦＣ＝＋１．７Ｖとなったと
すると、式（１）より、ＶＡＤ＝＋１．７Ｖ−０．５Ｖ
＝＋１．２Ｖとなり、前のＶＡＤ＝１Ｖに代ってＶＡＤ
＝１．２Ｖなる値が、デジタルデータに変換されてＥＥ
−ＰＲＯＭ１４に書き込まれる。従って、その後電源が
投入される時、ＶＡＦＣ＝ＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖ
で周波数同期を得るためには、式（２）より、ＶＡＤＪ
＝１．５Ｖ−１．２Ｖ＝＋０．３Ｖとなる。この値を式
（１）に代入すると、ＶＡＤ＝１．５Ｖ−０．３Ｖ＝
１．２Ｖとなり同期が得られる。従って中心値ＶＡＦＣ
＝ＶＡＦＣ（０）＝＋１．５Ｖの同期電圧で周波数同期
が得られることになり、周波数は自動的に補正されたこ
とになる。
【００２１】本発明に係るＶＣＴＣＸＯは水晶振動子や
他の部品が熱衝撃あるいはエージング等で変化し、その
結果該ＶＣＴＣＸＯの発振周波数がシフトした場合であ
っても、外部基準周波数と同期させた状態において自己
発振周波数を校正し、その状態を記憶する機能を持たせ
たので、従来のように発振器を停止させて発振周波数の
調整や水晶発振器の交換等を行う必要がない。また、外
部基準周波数に同期するための情報を記憶しているの
で、本発明のＶＣＴＣＸＯを用いた通信端末は電源投入
後、同期するまでの時間が短縮され、直ちに通信開始が
可能となり、従来のシステムのように基地局から到来す
る基準周波数と同期を取った後、通信を開始する方式に
比べれば立ち上がり時間は格段に早くなる。
他の部品が熱衝撃あるいはエージング等で変化し、その
結果該ＶＣＴＣＸＯの発振周波数がシフトした場合であ
っても、外部基準周波数と同期させた状態において自己
発振周波数を校正し、その状態を記憶する機能を持たせ
たので、従来のように発振器を停止させて発振周波数の
調整や水晶発振器の交換等を行う必要がない。また、外
部基準周波数に同期するための情報を記憶しているの
で、本発明のＶＣＴＣＸＯを用いた通信端末は電源投入
後、同期するまでの時間が短縮され、直ちに通信開始が
可能となり、従来のシステムのように基地局から到来す
る基準周波数と同期を取った後、通信を開始する方式に
比べれば立ち上がり時間は格段に早くなる。
【００２２】以上、携帯電話端末等に使用されるＶＣＴ
ＣＸＯの一例をもとに本発明を説明したが、その他のア
プリケーション、例えば温度補償機能を備えない単なる
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）等においても、同様に
本発明が適用することが可能である。例えば、水晶発振
器の周波数を外部信号に同期し、同期時の状態、制御電
圧等の情報を同期信号によって半導体メモリに書き込
み、電源投入時はこれを読み出し、またこれを間欠的に
書き換えることによって経年変化を伴っても水晶発振器
の周波数を一定値以内に保持することが可能となる。
ＣＸＯの一例をもとに本発明を説明したが、その他のア
プリケーション、例えば温度補償機能を備えない単なる
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）等においても、同様に
本発明が適用することが可能である。例えば、水晶発振
器の周波数を外部信号に同期し、同期時の状態、制御電
圧等の情報を同期信号によって半導体メモリに書き込
み、電源投入時はこれを読み出し、またこれを間欠的に
書き換えることによって経年変化を伴っても水晶発振器
の周波数を一定値以内に保持することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で、熱衝撃やエージング等によって本発明になるＶＣＴ
ＣＸＯの発振部の周波数が変化する場合、周波数補償回
路によりこの変化を自動的に補正してその状態を記憶
し、更新することができるため、長期に渡って精度良い
周波数を維持する安定度の高い水晶発振器を提供するこ
とが可能となり、従来の水晶発振器では達成できなかっ
た周波数安定度を実現できるという極めて有効な効果が
得られる。更に、本発明になる上記回路をＩＣ等で構成
することにより小型で安定度の極めて高い水晶発振器を
安価で提供できるという優れた効果を奏する。
で、熱衝撃やエージング等によって本発明になるＶＣＴ
ＣＸＯの発振部の周波数が変化する場合、周波数補償回
路によりこの変化を自動的に補正してその状態を記憶
し、更新することができるため、長期に渡って精度良い
周波数を維持する安定度の高い水晶発振器を提供するこ
とが可能となり、従来の水晶発振器では達成できなかっ
た周波数安定度を実現できるという極めて有効な効果が
得られる。更に、本発明になる上記回路をＩＣ等で構成
することにより小型で安定度の極めて高い水晶発振器を
安価で提供できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体回路を機能別ブロック図で表した図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る周波数補正機能を有する圧電発振
器の実施の一形態例を示す図である。
器の実施の一形態例を示す図である。
【図３】図２の温度センサ出力電圧を説明する図であ
る。
る。
【図４】本発明に係る周波数補正機能を有する圧電発振
器の調整フローを示す図である。
器の調整フローを示す図である。
【図５】（ａ）は従来の直接型温度補償水晶発振器、
（ｂ）は間接型温度補償水晶発振器の回路図である。
（ｂ）は間接型温度補償水晶発振器の回路図である。
【図６】ディジタル型温度補償水晶発振器の回路図であ
る。
る。
【図７】一般的な電圧制御水晶発振器の回路図である。
【図８】従来のＶＣ−ＴＣＸＯを示す回路図である。
【符号の説明】 Ｙ１・・水晶振動子 Ｄ１、Ｄ２・・可変容量ダイオード Ｃ１、Ｃ２・・コンデンサ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ
９、Ｒ１０、Ｒ１１・・抵抗 Ｕ１、Ｕ２・・オペアンプ Ｕ３、Ｕ４・・電圧コンパレータ Ｕ５・・ＮＡＮＤゲート １０・・増幅器 １１・・温度センサ １２・・温度補償電圧発生回路 １３、１５・・ラッチ回路（デジタル信号経路切換、切
断回路） １４・・ＥＥ−ＰＲＯＭ（電気的書き込み、読み出し可
能な半導体メモリ） Ａ／Ｄ・・Ａ／Ｄコンバータ（アナログ信号−デジタル
信号変換器） Ｄ／Ａ・・Ｄ／Ａコンバータ（デジタル信号−アナログ
信号変換器） ＲＡＭ・・一時的データ書き込み、読み出し可能メモリ ＶＣＯＭＰ・・温度補償電圧 ＶＡＦＣ・・周波数制御電圧 ＶＡＦＣ（０）・・周波数制御中心電圧 ＶＡＤＪ・・周波数補正用電圧 ＶＳＥＮＳ１・・温度センサ出力電圧低温側設定値 ＶＳＥＮＳ２・・温度センサ出力電圧高温側設定値 ＩＮＰＵＴ Ａ／Ｄ／ＲＡＭ・・ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込
みデータ、Ａ／Ｄ、ＲＡＭ切換え ＬＯＣＫ・・周波数同期時ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込み命令
信号 ＭＯＤＥ ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ・・ＥＥ−ＰＲＯＭ読
み出し、書き込みモード選択 ＲＥＡＤ ＡＢＬＥ／ＤＩＳＡＢＬＥ・・ＲＡＭのデー
タ読み出し可能、不能選択 ＦＡＤＪ ＤＡＴＡ・・周波数調整データ入力 ＷＲＩＴＥ ＡＢＬＥ／ＤＩＳＡＢＬＥ・・書き込み許
可、不許可信号
９、Ｒ１０、Ｒ１１・・抵抗 Ｕ１、Ｕ２・・オペアンプ Ｕ３、Ｕ４・・電圧コンパレータ Ｕ５・・ＮＡＮＤゲート １０・・増幅器 １１・・温度センサ １２・・温度補償電圧発生回路 １３、１５・・ラッチ回路（デジタル信号経路切換、切
断回路） １４・・ＥＥ−ＰＲＯＭ（電気的書き込み、読み出し可
能な半導体メモリ） Ａ／Ｄ・・Ａ／Ｄコンバータ（アナログ信号−デジタル
信号変換器） Ｄ／Ａ・・Ｄ／Ａコンバータ（デジタル信号−アナログ
信号変換器） ＲＡＭ・・一時的データ書き込み、読み出し可能メモリ ＶＣＯＭＰ・・温度補償電圧 ＶＡＦＣ・・周波数制御電圧 ＶＡＦＣ（０）・・周波数制御中心電圧 ＶＡＤＪ・・周波数補正用電圧 ＶＳＥＮＳ１・・温度センサ出力電圧低温側設定値 ＶＳＥＮＳ２・・温度センサ出力電圧高温側設定値 ＩＮＰＵＴ Ａ／Ｄ／ＲＡＭ・・ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込
みデータ、Ａ／Ｄ、ＲＡＭ切換え ＬＯＣＫ・・周波数同期時ＥＥ−ＰＲＯＭ書き込み命令
信号 ＭＯＤＥ ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ・・ＥＥ−ＰＲＯＭ読
み出し、書き込みモード選択 ＲＥＡＤ ＡＢＬＥ／ＤＩＳＡＢＬＥ・・ＲＡＭのデー
タ読み出し可能、不能選択 ＦＡＤＪ ＤＡＴＡ・・周波数調整データ入力 ＷＲＩＴＥ ＡＢＬＥ／ＤＩＳＡＢＬＥ・・書き込み許
可、不許可信号
Claims (2)
- 【請求項１】 制御電圧に応じて周波数が変化する電圧
制御型圧電発振器において、前記供給電圧に関する情報
を記憶する記憶手段を設け、発振が停止し再起動する際
に前記記憶手段に記憶された情報を読み出し該情報に対
応するよう供給電圧を制御することを特徴とする周波数
補正機能を有する圧電発振器。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電発振器で外部の基準
発振周波数に同期しこの状態を前記記憶手段に記憶する
ことを特徴とする周波数補正機能を有する圧電発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9816697A JPH10284941A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 周波数補正機能を有する圧電発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9816697A JPH10284941A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 周波数補正機能を有する圧電発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284941A true JPH10284941A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14212501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9816697A Pending JPH10284941A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 周波数補正機能を有する圧電発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10284941A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2789257A1 (fr) * | 1999-02-02 | 2000-08-04 | Schneider Electric Sa | Dispositif transducteur a circuit oscillant |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP9816697A patent/JPH10284941A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2789257A1 (fr) * | 1999-02-02 | 2000-08-04 | Schneider Electric Sa | Dispositif transducteur a circuit oscillant |
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