JPS5899007A - 温度補償圧電発振回路 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相補型ＭＱ８ゲート１個で構成される発条回路
に於て、抵抗性感温素子にて負荷容緻の発掘周波数への
寄与率を温度に対し低温側、高温側割々に、連続的に変
え温度補償することに関する。

従来、水晶発掘回路の温度補償に関しては、第１図に示
す如く、温度検出をサーマル・リードスイッチ等で行い
、これによシ発振回路の負荷容量を断続して周波数を切
り換えるか、温度検出用サーミスタに電流ｔ−流し、そ
の端子間電圧を負荷容量用バラクタダイオードに印加し
容乏層容量を変化させ周波数を変えるか、わるいは温度
に対し容量が変化するチタバリ系コンデンサ等を負荷Ｗ
ｔとして用い発振周波数の温度変化を補償してきた。

しかし、これらの温度補償方式では、サーマル・リード
スイッチの場合、感温特性が悪く形も大形である。また
サーミスタの端子間電圧を利用する場合、大を流が流れ
、低パワー化がむずかしく、さらに温度検出回路が別の
ため小型も困難でおる。

チタバリコンデンサを用いた場合チタバリの温度特性に
バラツキが多く、また結晶構造から経年変化が大きく無
視できない。

本発明は上記の点を除去した。もので抵抗性感温素子と
直列Ｖ−神人したコンデンサを感温素子の抵抗値により
連続的に切シ侠え圧電振動子の負荷容ａｔ変化させ発振
周波数１＆化させる。この方式では、発条回路の一部に
温度検出用素子が組み込まれ、かつ感温部での消費電力
が極めて小さいため、低電力で小型で温度特性の良い発
振回路が構成できる。感温素子の抵抗値の経年変化につ
いても、一般にサーミスタ等変化しやすい特性であるが
、本発明の温度補償回路構成では、常温付近で発振周波
数への感温素子の抵抗値の関与が、はとんど無いため長
期安定性に優れている。そして補償特性を決定する際、
素子数が少ないため素子定数が選定しやすい。

＃！２図に基本的な回路構成を示す、圧電振動子ＸＶｉ
正三次温度係数が支配的でおるとする。Ｓｌ。

８、　　け感温素子でサーミスタを示す。ｓｌ　、　８
．の抵抗＠ＲＣｅ１）、　Ｒ（Ｓ２）（以後この記号で
示す）は、第５図に示すＡ、Ｂの値に相当する。この導
通領域の値Ａ、３１１！断領域の３％ま九はその中心の
変曲、点ｃｏ値は使用周波数及び容ｌｃ１、ま之はＣ２
に依存する。その関係を絹４図、第５図に示す。

使用周波数ｆ奪２００　Ｋ　Ｈｚ近傍では、Ａ冨ＩＫ〜
１０１Ω、Ｂ−５００に〜５ＭΩが最適でおる。

＃Ｉ７図に示すＦｌの様な正三次温度係数力（支配的な
圧電振動子を温度補償する場合、まず低温仰１温度補償
回路ｆ：ｃＩ、８１で構成し、高温側のそれｆＣ２，Ｓ
２で構成したとする。

低温側′の周波数を大きくするのには、Ｒ（８１）＝ム
Ωを選ぶ、このサーミスタの動作は、常温では抵抗値は
低抵抗のまま、はとんど変化せずト°レインの容量は０
６＋（ｌ　の状態である。また高温になっても、この状
態が維持され、Ｃ！、８１で構成された温度補償回路は
関与しない。しかし低温になるとサーミスタの抵抗値が
増大し容ｔＣ１０発掘回路への寄与音減少させてゆく。

これによりドレイン側の実質容量は減少し第７図Ｈ，曲
線の様に周波数が大きくなる側に補償される。この時の
ＯＨ、Ｒ（ｇｌ　）の値の選び方は補償すべき周波数の
大きさに合ゼ、ドレイン容量がＣＯ＋０１−６３らｃｏ
　　Ｋ変った時の周波数変化量とサーミスタの温度計数
（Ｂ定数）ｔ−組合せ決定する。

次に高温側の補償をする場合にも、原理的には低温側と
同じでめるが、サーミスタの常温での抵抗値を容１ｉｔ
ｃｚが発振周波数にはとんと関与しないようなＲ（＋！
り＝ＢΩの値を選ぶ、これにより常温及び低温情では答
ｔｃｔ　　は遮断され関与せずＣ，とＣ１により支配さ
れている。し〃為し温度が高くなるにつれサーミスタの
抵抗（［は小さくなり容ｔＣ意の発振回路への関与が始
まる。これによりドレイン側の容量はｃｏ＋ｃｔからｃ
、−）−ｃｉ＋ｃ４　Ｋ移行し発振周波数は小さくなり
第７図のＨ宜曲線の様に補償される。

この補償回路は、上記ではドレイン側に挿入されている
が、ゲートａｌｌのコンデンサＱ（＋に並列に挿入して
も同じ効果が得られる。

また常温付近の＠波数一温度特性のうねりについて補償
を加える場合はＣＧ、　ＣＤ、　ｃｌのいずれ力為のコ
ンデンサに負の一次温ｆ係数を持つコンデンサを使用す
ることによシ第８゛図ＯＦｍの温度特性となり、そこへ
低温側及び高温側の補償を加えることにより広い温度範
囲での平坦な温度特性力（得られる。

以上の例をよ正三次温［４Ｉ性が支配的な圧電振動子に
対し、サーミスタ管用い補償を杓ったが、もし負三次温
ｆ係数が支配的な圧電振動子に対しては、サーミスタと
は逆の温度特性を有する正特性サーミスタ等金用いれば
同じく平坦な周波数−温！ｉＩＬ特性が得られる。

また圧電振動子の温度特性が二次曲線近似される場合で
も補償は可能である。

この様に本発明の温度補償圧電発振回路は小型低電力で
長期安定性に優れているため、一般発掘器としてだけで
なく、携帯用通信機器やクロック、リストウォッチなど
の分野に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の温度補償回路、 第２図は、本発明に於ける温度補償圧電発振回路の一例
、 第５１は、サーミスタ（感温素子）の抵抗変化による発
振周波数の変化状態図、 第４図、給５図は、第５図Ｃの籠のＣ１、ｃ、及び周波
数への依存特性図、 第６図は、第２図ドレイン側の容量−周波数関保図、 第７図は、圧電振動子の初期源ｆＩ￥Ｉ性と低温高温の
温度補償特性図、 第８図は、低温、中温、高温の温度補償特性図、８Ｂ・
・・サーマル・リードスイッチ Ｘ・・・圧電振動子 ８１　ｅ　”ｒ・・感温素子 Ｃ！Ｇ、　ＣＤ、　Ｃ１ｅ　Ｃ怠・・・コンデンサＦ１
　　・・・圧電振動子初期温度特性Ｆ！　・・・中温補
償温度特性 Ｈｌ　ｒ　”ｌ　・・・低温補償温度特性Ｈ＊　＋　［
（４・・・高温補償温度特性以　　　上 出願人　株式会社　１ｌｌｋ紡精工舎 代塩人　弁理士　最　上　　　務 一一−すＰ ＣｏｏどＣ２゜ 一一一歩Ｏ 寝４図 →子 賞しい 賞′ｌい −〉Ｃｒ：ｚ 第？■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）１つの相補型ＭＯＥｉゲートと、帰還抵抗と、ド
   レイン及びゲート側の負荷コンデンサ及び圧電振動子か
   ら成る発振回路に於て、コンデンサと抵抗性感温素子を
   直列構成した温度補償回路をドレインコンデンサあるい
   にゲートコンデンサに並列に挿入することを％像とする
   温度補償圧電発振回路。 ＋２１　４１許請求の範囲第１項記載の発振回路に於て
   三次温度係数が支配的なＡＴ水晶畿動予めるいは、ＴＭ
   水晶畿動子尋管用いることｔ−特徴とした温度補償圧電
   発振回路。 ＋３）　　＠許請求範囲第１項記載の発振回路に於て、
   正三次温度係数が支配的な圧電振動子と感温素子として
   サーミスタを組み金紗せることを４Ｉ徴とする温度補償
   圧電発振回路。 （４）　　特許請求範囲１８１項記載の発振回路に於て
   負三次温度係数が支配的な圧電振動子と感温素子として
   正特性サーミスタを組み合せることを％像とする温度補
   償圧電発振回路。 （５）特許請求の範囲第１項記載の発振回路に於てドレ
   イン・ゲート、あるいは感温素子に直列に配し九部分の
   いづれかのコンデンサに一次の温度係数を持たせること
   を４＋黴とする温度補償圧電発振回路。 （６）特許請求範囲第１項記載の発振回路に於て、感温
   素子の抵抗値を常温で１０ＯＫΩ未満と以上の異なる値
   にて構成した複数個の直列温度禰慣回路管有することを
   特徴とした温度補償圧を発掘回路。