JPS5895408A - 改良温度補償回路 - Google Patents

改良温度補償回路

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JPS5895408A
JPS5895408A JP57197821A JP19782182A JPS5895408A JP S5895408 A JPS5895408 A JP S5895408A JP 57197821 A JP57197821 A JP 57197821A JP 19782182 A JP19782182 A JP 19782182A JP S5895408 A JPS5895408 A JP S5895408A
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JP
Japan
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temperature
connection point
resistor
transistor
thermistor
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JP57197821A
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ジヨハネス・ジヤコバス・ヴアンダグラ−フ
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • H03L1/02Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
    • H03L1/022Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature
    • H03L1/023Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature by using voltage variable capacitance diodes

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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度補償回路に関し、特に、クリスタル発振器
の電圧可変キャパシタ(バリキャ・ノブ・ダイオード)
に温度補償電圧を供給する温度補償回路に関する。
圧電クリスタルを用いる発振器は比較的安定な周波数を
有しているが、クリスタルは温度変化に対して敏感であ
る。 たとえば、温度が特定の温度(たとえば0°C)
以下に下るにつれクリスタルの発振周波数は下る。 温
度が特定の温度(0°C)以上に上昇するにつれクリス
タルの発振周波数は下り、その後発振周波数が上る。
本発明の一面に従って簡略に述べると、本発明は、トラ
ンジスタに接続されたサーミスタと抵抗とを持つ低温度
路を有し、温度が特定温度以下に下ると第1の方向に変
化する補償電圧を供給する改良温度補償回路を提供する
。 この補償電圧は、特定温度以下でのクリスタルの発
振周波数の低下を補償するために、クリスタル発振器の
電圧可変キャパシタに印加される。 温度が特定温度よ
りも上ると、同様に第1の方向に変化する補償電圧をト
ランジスタから供給する。 温度がさらに高くなると、
トランジスタは飽和し補償電圧の変化を止める。 さら
に高い温度に対しては、トランジスタに第2のサーミス
タを接続して、第2の方向に変化する補償電圧を供給し
ている。一本発明の要旨は、特許請求の範囲に具体的に
明確に記載されているが、本発明の構成、作用ならびに
効果は、添付の図面ならびに以下の説明から一層よく理
解されよう。
本発明の種々の回路を説明するまえに、第り図に破線で
示した曲線を参照する。 この曲線は、−代表的なりリ
スタルの発振周波数の変化を温度の関数として示しだ一
例である。 図示するように、特定の温度(0℃)に関
して、温度がそれ−より低くなると部分40で示される
ようにクリスタルの発振周波数が下る。 温度が0℃、
より高くなると、部分41で示されるようにクリスタル
の発振周波数は同様に低くなる。 この発振周波数は約
+90°Cで極小点に達する。さらに温度が高くなると
、クリスタルの発振周波数は部分42で示されるように
高くなる。 したがって、クリスタルが比較的広い温度
範囲(たとえば、−30°Cから+40℃)にわたって
動作する場合に、クリスタルによって制御される発振器
が比較的安定な周波数を有するようにクリスタルの発振
周波数の変化を補償するなんらかの手段が必要となるこ
とがわか□る。 本発明の実施例は、第9図の破線で示
された変化と逆に、すなわち反対に変化する電圧をつく
ることによってこのような補償を提供するものである。
 当該技術で知られているように、このような電圧変化
はクリスタル発振器回路に接続された電圧可変キャパシ
タ(たとえば、バリキャップ・ダイオード)に印加され
、クリスタルの発振周波数変化を補正し補償するように
バリキャップ・ダイオードの容量を変化させている。 
従って、発振器の発振周波数はかなり広い温度範囲にわ
たって比較的安定に保持できる。
第1図は本発明の補償回路の好ましい一実施例を示し、
低温度ならびに中温度範囲での温度補償電圧を供給する
ものである。 この回路は、基準端子または接地端子1
1に対して、直流電圧B十を端子10に印加する適畠な
電源を含む。サーミスタRTと通常の抵抗R1とが端子
10および11間の低温度範囲直列回路内に接続さねて
いる。 当該技術で知られているように、サーミスタR
T・は温度に対して逆に変化する抵抗特性を有している
。 従って、温度が下るとサーミスタRTの抵抗が増加
し、また温度が上るとサーミスタRTの抵抗が減少する
。 第・認の中濃度範囲直列回路が端子10および11
間に接続されている。
この回路は、抵抗R5,NPNトランジスタQ1のコレ
クタ・エミッタ電極、ならびに抵抗R3を含む。
抵抗R4はぐサーミスタRTと抵抗R1との接続点をト
ランジスタQ1の制御電極又はベースに接続してい゛る
。 バイアス抵抗R2が端子1oとトランジスタQ1の
エミッタとの間に接続されている。 出力端子12はト
ランジスタQ1のコレクタに接続されて、端子11に対
して出力電圧V。。1を導き出す。
゛第2図は、第1図に示すある回路定数を有した回路の
動作を説明する曲線を示す。 低温度、たとえば−グ0
℃においてサーミスタRTは比較的高い抵抗を有するの
で、トランジスタQ1のベース電圧は比較的低く、そし
て出力電圧は比較的高い。 温度が上るとサーミスタR
Tの抵抗が減少し、トランジスタQ1のベース電圧が増
加する。
トランジスタQ1は一層導通をしはじめ、その出力電圧
は曲線の部分20によって示されるように減少する。 
ある所定温度において、そして部分的には選定されたサ
ーミスタRTの特性に依存して、出力電圧が点21で極
小点に達する。 この点21において、サーミスタRT
の低い抵抗によす、トランジスタQ1を飽和させるベー
ス電圧が供給される。 すなわち、コレクタ、ベースお
よびエミッタの各電圧が互いに/ボルト以下の小さい値
の範囲内になる。 温度が上りつづけると、ベース電圧
が増加しつづけそれとともにコレクタ電圧が上昇する。
 従って曲線の部分22によって示されるように出力電
圧も上る。 この部分22は、種々の回路素子の特性に
よっである温度で水平になる傾向がある。 部分22が
水平となり始める正確な点は主として抵抗R4の大きさ
で決まる。 抵抗R4の大きさが減少すると、サーミス
タRTの引き上げ(プルアップ)効果が大きくなるため
に、部分22は破線23によって示されるように上方に
移動する。
第2図に示す曲線と第9図の破線の部分40、および4
1とを比較すれば、低温度および中温度範囲の補償電圧
が与えられていることがわかる。
この補償電圧は比較的簡単な回路で与えられており、た
とえば、高温度範囲で周波数安定性がさして重要でない
発振器のような種々の用途に適している、。
中温度および低温度と共に高温度に於ても、さらに周波
数安定性を必要とする用途においては、第3図の回路が
好適な補償電圧を与える。 第3図は第1図と類似し、
その対応する部分には同一の参照数字を付しである。 
第3図では、さらに、高温度回路が設けられ、この高温
度回路はトランジスタQ1のコレクタと基準端子11と
の間に接続された直流回路より成る。 この回路は、第
1の抵抗R6、第2のサーミスタRTIおよび抵抗R7
を含む。 出力端子12は抵抗R6とサーミスタRTI
との接続点に接続されている。 第3図の回路の動作を
第9図の実線で示す電圧曲線を参照して説明する。 低
温度および中温度においての動作は、第1図の回路の動
作と同様であって、第2図の部分20.21および22
に対応する部分20’、21および22によって示され
ている。 しかし、温度が上りつづけると、第一のサー
ミスタRT1の大きさがかなり減少し、その結果、出力
電圧が第9図に示す曲線の部分23で示されるように減
少する。 第9図の実線で示す補償電圧曲線と第9図の
破線で示す周波数変化曲線との比較は、温度によるクリ
スタルの周波数変化に対する第3図の回路の温度補償効
果を説明している。
当業者にとってNPNトランジスタの代りにPNPタイ
プトランジスタを使用できることは理解されよう。 第
オおよび6図はPNP トランジスタQ2を用いた回路
図を示す。 第5図は第1図と同様もしくは類似であっ
て低温度および中温度範囲での補償電圧を与えている。
−第3図は第3図と類似であって低温度、中温度および
高温度範囲での補償電圧を与えている。
以上1.クリスタル発振器等の電圧可変キャパシタに用
いられる新規な改良温度補償回路を説明し′た。 限ら
れた数の実施例を説明しだが、変形例をつくることは当
業者にとって理解できよう。
たとえば、サーミスタおよび抵抗の厳密な特性および大
きさは特定の要求に合致するように変化させることがで
きる。 抵抗R4の代りに、トランジスタのベースと、
サーミスタRTと抵抗R1との接続点との間を直接接続
することができる。このような変形においては、回路動
作の要求に従ってサーミスタRTと端子10との間に抵
抗を直列に挿入してもよい。  トランジスタQ1およ
びQ2の代わり他のタイプの半導体デバイスを使用する
こともできる。  しかし、トランジスタが飽和すると
ベース電圧がコレクタ電圧を変化させることができるの
で、このように飽和するトランジスタを用いるのが好ま
しい。  しだがって、本発明を特定の実施例を参照し
て説明しだが、本発明の精神あるいは特許請求の範囲か
ら逸脱することなく種々の変形をなし得ることが理解さ
れるべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の回路図、第2図は第1
図の回路の動作を例示する特性図、第3図は本発明の第
2の実施例の回路図、第9図は第3図の回路の動作を例
示する特性図、そ1−で、第5図および第3図は、第1
図および第2図と同様の回路であるが異なったタイプの
トランジスタを用いた回路図である。 RT、RTI拳・・サーミスタ、 R1−R7・・・抵抗、 Ql−・NPNトランジスタ、 Q2−−@PNP トランジスタ。 湯度6C FIG、5 0 f’lG、6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +1+  (a)第1および第2の電圧源端子と、(b
    )前記第1の電圧源端子と第1の接続点との間に接続さ
    れたサーミスタ、および前記第1の接続点と前記第2の
    電圧源端子との間に接続された抵抗を含む、前記第1お
    よび第2の電圧源端子との間に接続された低温度制御回
    路と、(C)前記第1の電圧源端子と第2の接続点との
    間に接続された抵抗、および前記第一の接続点と第3の
    接続点との間に接続された電流電極を持つと共に、制御
    電極と持つ半導体デバイス、並びに前記第3の接続点と
    前記第2の電圧源端子との間に接続された抵抗を含む、
    前記第1および第一の電圧源端子との間に接続された中
    湿度制御回路と、(d)前記第1の接続点と前記第3の
    接続点との間に接続された所定のインピーダンスの直流
    路と、(e)前記第1の電圧源端子と前記第3の接続点
    との間に接続された抵抗と、(f)前記第2の接続点と
    前記電圧源端子あ一方とから出力を導き出す手段とを有
    し、(g)前記サーミスタが、前記半導体デバイスを所
    定巾温度において飽和させ、かつ所定巾温度以上に温度
    が上昇するに従って前記第2の接続点の出力を制御する
    ように選ばれていることを特徴とするクリスタル発振器
    等に用いられる改良温度補償回路。 (2)前記半導体デバイスが、コレクタが前記第2の接
    続点に接続され、エミッタが前記第3の接続点に接続さ
    れだNPN トランジスタである特許請求の範囲第(i
    )項記載の改良温度補償回路。 (3)前記半導体デバイスが、コレクタが前記第一の接
    続点に接続され、エミッタが前記第3の接続点に接続さ
    れたPNPトランジスタである特許請求の範囲第(1)
    項記載の改良温度補償回路。 (4)前記中温度が前記低温度よりも高い特許請求の範
    囲第(1)項、第(2)項もしくは第(3)項に記載の
    改良温度補償回路。 (5)サーミスタとこれに直列接続された少軽くとも7
    個の抵抗とを含む、前記第2の接続点と前記載λの電圧
    源端子との間に接続された高温度制御回路を有する前記
    特許請求の範囲第(1)項、第(2>項もしくは第(3
    )項に記載の改良温度補償回路。 (6)前記中温度が前記低温度と前記高温度との間にあ
    る特許請求の範囲第(5)項記載の改良温度補償回路。 (7)  (a)各々正および負の直流電圧に接続され
    る第1およ□び第2の端子と、(b)前記第1および第
    認の端子間に順次直列接続された第1のサーミスタおよ
    び第1の抵抗と、(C)前記第1および第2の端子間に
    順次直列接続された第2の抵抗、NPNトランジスタの
    コレクタ・エミツタ路および第3の抵抗9と、(d)前
    記トランジスタのベースと、前記第1のサーミスタと第
    1の抵抗との接続点との間に接続された所定のインピー
    ダンスの第グの抵抗と、(C)前記第1の端子と前記ト
    ランジスタのエミッタとの間に接続された第5の抵抗と
    を有し、(f)前記第1のサーミスタが、温度が所定温
    度以上に上るとその抵抗値を減少して、前記トランジス
    タを飽和させるとともにベース電圧の上昇に従ってコレ
    クタ電圧を上げ、更に(g)前記トランジスタのコレク
    タから補償電圧出力を導き出す手段を有することを特徴
    とする温度補償回路。 (8)前記トランジスタのコレクタと前記第2の端子と
    の間に順次直列接続された第4の抵抗、第2のサーミス
    タおよび第7の抵抗を含む直列回路を有し、前記補償電
    圧出力が該直列回路から導き出される前記特許請求の範
    囲第(7)項記載の温度補償回路。 (9)  (a)各々正および負の直流電圧に接続され
    る第1および第2の端子と、(b)前記第1および第2
    の端子間に順次直列接続された第1の抵抗および第1の
    サー゛ミスタと、(C)前記第1および第2の端子間に
    順次直列接続された第2の抵抗、PNP l−ランジス
    タのエミッタ・コレクタ路および第3の抵抗と、(d)
    前記トランジスタのベースと、前記第1の抵抗と前記第
    1のサーミスタの接続点との間に接続された所定のイ“
    ンビーダンスの第りの抵抗と、(e)前記第2の端子と
    前記トランジスタのエミッタとの間に接続された第!の
    抵抗とを有し、(f)前記第1のサーミスタは、温度が
    所定温度以上に上るとその抵抗値を減少して、前記トラ
    ンジスタを飽和させるとともにベース電圧の低下に従っ
    てコレクタ電圧を下げ、更に(g)前記トランジスタの
    コレクタから補償電圧出力を導き出す手段を有すること
    を特徴とする温度補償回路。 00)前記トランジスタのコレクタと前記第1の端子と
    の間に順次直列接続された第4の抵抗、第2のサーミス
    タおよび第2の抵抗を含む直列回路を有し、前記補償電
    圧出力が該直列回路から導き出される前記特許請求の範
    囲第(9)項記載の温度補償回路。
JP57197821A 1981-11-12 1982-11-12 改良温度補償回路 Granted JPS5895408A (ja)

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