專利名稱：溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為通信機(jī)等的基準(zhǔn)頻率源而使用的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。
以往，作為補(bǔ)償由于溫度而引起的頻率變化的壓電振蕩電路，一直使用圖22(a)所示的模擬型溫度補(bǔ)償壓電振蕩電路。這種電路結(jié)構(gòu)的振蕩器例如示于特公昭64-1969。如該圖所示，該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器100具有壓電振子9、使壓電振子9振蕩的科爾皮茲型振蕩電路108、補(bǔ)償其頻率溫度特性的溫度補(bǔ)償網(wǎng)路101。
溫度補(bǔ)償網(wǎng)路101如同圖(b)所示，由串聯(lián)連接高溫溫度補(bǔ)償電路101a和低溫溫度補(bǔ)償電路101b而構(gòu)成。將高溫溫度補(bǔ)償電路101a構(gòu)成為串聯(lián)連接熱敏電阻RTH(T)和高溫側(cè)溫度特性調(diào)整電阻RCH，并在這些電阻上并聯(lián)電容器CH，另外，低溫溫度補(bǔ)償電路101b構(gòu)成為并聯(lián)連接熱敏電阻RTL(T)、低溫側(cè)溫度特性調(diào)整電阻RCL以及電容器CL。通過這些結(jié)構(gòu)，溫度補(bǔ)償電路網(wǎng)絡(luò)101使科爾皮茲型振蕩電路108的電抗特性發(fā)生變化，抵消壓電振子9的頻率溫度特性，由此，補(bǔ)償例如AT切割晶體振子的3次特性(參照?qǐng)D3)，把科爾皮茲型振蕩電路108的輸出fout的頻率即溫度補(bǔ)償壓電振蕩器100的振蕩頻率維持在預(yù)定范圍內(nèi)。而且，這些電路如圖23所示，被焊接在電路底板143的正反兩面，搭載于樹脂基座144上，并用金屬盒145封裝。
圖24示出以往的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器另一例，示出對(duì)振蕩器因溫度而引起的頻率變化以數(shù)字方式進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償壓電振蕩器的結(jié)構(gòu)。如同圖所示，該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200具有檢測(cè)周圍(環(huán)境)溫度T并輸出對(duì)應(yīng)于其檢出溫度的電壓Vsens(T)的溫度檢測(cè)電路2、把電壓Vsens(T)變換為數(shù)字值的溫度數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換器52、輸出對(duì)應(yīng)于該溫度數(shù)據(jù)的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路204、把溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)變換為控制電壓Vcont(T)并輸出的D/A轉(zhuǎn)換器253和振蕩電路119，并構(gòu)成為將對(duì)應(yīng)于周圍溫度T的控制電壓Vcont(T)輸入到振蕩電路119中。將溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)在進(jìn)行溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200制造后的調(diào)整工作時(shí)經(jīng)由從外部連接的f0·溫度特性調(diào)整電路11和內(nèi)部的數(shù)據(jù)輸入/出電路10，預(yù)先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路204中。
如圖24及圖25所示，振蕩電路119上還連接著壓電振子9，穩(wěn)壓電路3、f0調(diào)整電路7、可變電抗元件202和輸出緩沖器12。f0調(diào)整電路7是用于根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路204內(nèi)的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)調(diào)整基準(zhǔn)頻率f0的電路，該頻率設(shè)定數(shù)據(jù)作為用于調(diào)節(jié)因壓電振子9的制造分散性引起的頻偏的數(shù)據(jù)，與溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)一樣，由f0溫度特性調(diào)整電路11和數(shù)據(jù)輸入/出電路10予先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路204內(nèi)?？勺冸娍乖?02是用于由控制電壓Vcont(T)改變其電抗特性而抵消壓電振子9具有的溫度特性的元件；通過該可變電抗元件202的作用，把溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200的振蕩頻率維持在預(yù)定范圍內(nèi)。而且，該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200能夠如圖26所示那樣，做成僅有壓電振子9，可變電抗元件202和把除此之外的電路集成電路化了的溫度補(bǔ)償振蕩器集成電路241的結(jié)構(gòu)，還能夠把這3個(gè)部件搭載于引線框架242上，做成塑料整體模塊240。
在上述溫度補(bǔ)償壓電振蕩器100和溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200中，為補(bǔ)償頻率溫度特性，即，為得到高精度的頻率特性，需要根據(jù)周圍溫度T精確地變化電抗，而且要把用于此目的電路或元件外接到振蕩電路108或119上。
一般在上述溫度補(bǔ)償壓電振蕩器100中，使用能夠得到比CMOS更廣泛的頻率特性的雙極型晶體管，與此相應(yīng)，使用大阻值、高精度的電阻和熱敏電阻，以及大容量、高精度的電容器等。然而，由于這些一般都是難于IC化的部件，所以，在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器100中，作為這些部件不得不使用分立元件，由此，存在部件數(shù)量多、不能小型化的缺點(diǎn)。還有，由于把各部件錫焊在電路底板143上，故不能夠回流安裝等。另外，在進(jìn)行溫度特性調(diào)整時(shí)，暫時(shí)焊接溫度特性調(diào)整電阻RCH、RCL，而在對(duì)一個(gè)個(gè)制品確認(rèn)了溫度特性后，需要更換相應(yīng)于補(bǔ)償程度的溫度特性調(diào)整電阻RCH及RCL，因而，調(diào)整工作極其煩瑣，這一點(diǎn)構(gòu)成生產(chǎn)性低下、成本上升的主要原因。
另一方面，在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200中，通過在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路204中預(yù)先存儲(chǔ)溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)和頻率設(shè)定數(shù)據(jù)，易于進(jìn)行頻率調(diào)整工作，還有，能夠做成僅包括壓電振子9、可變電抗元件202和溫度補(bǔ)償振蕩器IC241的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到某種程度的小型化是可能的。然而，即使在該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200中也需要以變?nèi)荻O管等為代表的可變電抗元件202，該可變電抗元件202也和上述溫度補(bǔ)償壓電振蕩器100的各部件相同，一般難于在CMOS-IC內(nèi)構(gòu)成，即使勉強(qiáng)構(gòu)成，與外接的可變電抗元件相比，則由于線性和可變范圍等特性大為惡化，故難于精確地補(bǔ)償頻率溫度特性。
另外，人們也曾考慮把f0調(diào)整電路7的等同電路作為可變電抗元件202的代用電路，但是與成為初始設(shè)定的元件的分散性的補(bǔ)償不同，若根據(jù)檢出的溫度T而變化，則產(chǎn)生由溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)二進(jìn)制碼的過渡變化引起的噪聲，因而不實(shí)用。即，在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200中，外接可變電抗元件202成為必要的構(gòu)成因素，僅此部分就成為小型化無法進(jìn)展而需要較多部件及較高的安裝成本的原因。
本發(fā)明是為解決以上課題而完成的，目的在于提供易于進(jìn)行IC化及制造后的調(diào)整工作的、而且在不外接可變電抗元件等的情況下能夠補(bǔ)償頻率溫度特性的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。
本發(fā)明的第一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的特征在于具有一個(gè)具有頻率溫度特性的壓電振子；一個(gè)使上述壓電振子振蕩的同時(shí)，根據(jù)外加電源電壓的變化改變振蕩頻率的振蕩電路；一個(gè)檢測(cè)上述壓電振子的周圍溫度的溫度檢測(cè)電路；一個(gè)根據(jù)上述溫度檢測(cè)電路的檢出溫度，把使上述頻率溫度特性發(fā)生變化的上述外加電源電壓供給上述振蕩電路的可變電源電路。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則即使壓電振子的振蕩頻率隨周圍溫度變化，但由于能夠根據(jù)其周圍溫度改變供給振蕩電路的外加電源電壓，能夠根據(jù)該外加電源電壓的變化改變振蕩頻率，故通過抵消壓電振子頻率溫度特性的這種變化能夠把作為振蕩器總體的振蕩頻率維持在預(yù)定范圍內(nèi)。此外，由于通過變化外加電源電壓補(bǔ)償頻率溫度特性，故沒有必要把以往那樣的可變電抗元件等外接到振蕩電路。從而，易于用CMOS工藝過程構(gòu)成溫度補(bǔ)償壓電振蕩器內(nèi)的各電路元件其結(jié)果是易于實(shí)現(xiàn)IC化。
在本發(fā)明的第一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述可變電源電路具有根據(jù)周圍溫度存儲(chǔ)用于抵消上述頻率溫度特性的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，最好能夠根據(jù)從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置相應(yīng)于上述檢出溫度而讀出的該溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)使上述外加電源電壓變化。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠相應(yīng)于檢出的周圍溫度讀出溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)該溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)改變外加電源電壓，因而能夠容易地生成用于抵消壓電振子的頻率溫度特性的外加電源電壓。
本發(fā)明的第一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述可變電源電路具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)所設(shè)定的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)，以便在上述頻率溫度特性可用周圍溫度T、1次系數(shù)A、2次系數(shù)B及3次系數(shù)C以函數(shù)f(T)＝A(T-25)+B(T-25)2+C(T-25)3進(jìn)行近似時(shí)，抵消與上述1次系數(shù)A、上述2次系數(shù)B及上述3次系數(shù)C有關(guān)的頻率的變化中至少1個(gè)頻率的變化，并最好根據(jù)從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置讀出的上述溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)改變上述外加電源電壓以抵消遵從上述函數(shù)f(T)的頻率的變化。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則讀出溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)并根據(jù)該溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)，能夠容易地生成抵消與1次系數(shù)A、2次系數(shù)B及3次系數(shù)C有關(guān)的頻率變化之中至少一個(gè)頻率變化的外加電源電壓。
在本發(fā)明的第三方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)具有由上述周圍溫度T、乘法系數(shù)G及加法系數(shù)H構(gòu)成的一次函數(shù)V(T)＝G(T)+H中的上述乘法系數(shù)G以及上述加法系數(shù)H，上述可變電源電路在讀出上述乘法系數(shù)G及上述加法系數(shù)H的同時(shí)，最好根據(jù)上述一次函數(shù)V(T)改變上述外加電源電壓，使之抵消上述與1次系數(shù)A有關(guān)的頻率變化。
若根據(jù)該構(gòu)成，則作為溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)讀出所存儲(chǔ)的乘法系數(shù)G和加法系數(shù)H，并根據(jù)該乘法系數(shù)G和加法系數(shù)H能夠容易地生成抵消與1次系數(shù)A有關(guān)的頻率變化的外加電源電壓。另外，這種情況下，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)由于最低限度僅為乘法系數(shù)G和加法系數(shù)H即可，因而能夠使用存儲(chǔ)容量小的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，由此，有可能使溫度補(bǔ)償壓電振蕩器進(jìn)一步小型化。
本發(fā)明的第二至第四方面的任一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，相對(duì)于上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，最好還具有能夠從該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的外部輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入裝置。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則由于在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器制造后，能夠從外部輸入溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，因而不更換內(nèi)部各電路元件就能夠個(gè)別調(diào)整由制造的分散性引起的電路特性的差別。即，能夠使溫度補(bǔ)償壓電振蕩器實(shí)現(xiàn)IC化且能大批量生產(chǎn)等，并在謀求低成本化的同時(shí)能夠容易地進(jìn)行制造后的調(diào)整工作。
在本發(fā)明的第二至第五方面的任一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置內(nèi)還具有為了修正上述壓電振子在基準(zhǔn)溫度下的基準(zhǔn)振蕩頻率而設(shè)定的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)，上述可變電源電路最好根據(jù)從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置讀出的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)修正上述基準(zhǔn)振蕩頻率。
例如，有時(shí)由于制造分散性，在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中使用的壓電振子的基準(zhǔn)振蕩頻率產(chǎn)生偏移。若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則在那樣的情況下，也能夠根據(jù)對(duì)應(yīng)于該壓電振子的特性的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)容易地修正基準(zhǔn)振蕩頻率的偏移，由此，能夠提高振蕩頻率的精度。另外，如果做到在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器制造后能夠變更該頻率設(shè)定數(shù)據(jù)，則即使IC化且大批量生產(chǎn)時(shí)也能夠容易地進(jìn)行制造后的振蕩頻率的調(diào)整工作。
在本發(fā)明的第一或第四方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述可變電源電路最好根據(jù)上述檢出溫度的上升使上述外加電源電壓上升。
一般來說，振蕩電路具有在高溫下振蕩余量減小，停振電壓上升的傾向。若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于隨周圍溫度的上升使外加電源電壓上升，因而在高溫下也能夠確保振蕩余量。
在本發(fā)明的第一至第七方面的任一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述可變電源電路最好還具有限制上述外加電源電壓的變化范圍的限幅電路。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則能夠用限幅電路把供給振蕩電路的外加電源電壓限制在預(yù)定的變化范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的第八方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述變化范圍內(nèi)的上限最好設(shè)定為比供給該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器自身的電源電壓低的電壓。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則由于用限幅電路把供給振蕩電路的外加電源電壓限制為比溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的電源電壓低的電壓，因而能夠做成幾乎不受該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的電源電壓影響的更為穩(wěn)定的振蕩器。
在本發(fā)明的第八或第九方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述變化范圍內(nèi)的下限最好設(shè)定為比上述振蕩電路的停振電壓高的電壓。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則由于用限幅電路把供給振蕩電路的外加電源電壓限制為比停振電壓高的電壓，因而能夠做成不停振的穩(wěn)定的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。
在本發(fā)明的第一至第十方面的任一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，最好把除上述壓電振子之外的構(gòu)成部件形成單片IC。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使溫度補(bǔ)償壓電振蕩器實(shí)現(xiàn)小型化，能夠大批量生產(chǎn)。
在本發(fā)明的第十一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述單片IC最好和上述壓電振子一起實(shí)現(xiàn)模塊化。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則通過例如用塑料等樹脂把溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的整體做成一體化的模塊，易于進(jìn)一步使整體實(shí)現(xiàn)小型化，能夠大批量生產(chǎn)，并且能夠做成易于操作的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。
在本發(fā)明的第十一方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器中，上述單片IC最好和上述壓電振子一起放置于一個(gè)管殼之中。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如，把溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的整體放置在陶瓷等的管殼內(nèi)，由此，與本發(fā)明的第十二方面的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器一樣，在能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化、大批量生產(chǎn)化的同時(shí)，能夠做成易于操作的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。


圖1是示出有關(guān)本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的一個(gè)框圖。
圖2是示出振蕩電路的結(jié)構(gòu)及與其周邊電路的一個(gè)連接例的一個(gè)圖。
圖3是示出由AT切割晶體振子構(gòu)成的壓電振子頻率—溫度特性一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖4是示出振蕩電路的頻率—電源電壓特性的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖5是示出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路內(nèi)設(shè)定數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的一個(gè)框圖。
圖6是示出函數(shù)發(fā)生電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的一個(gè)框圖。
圖7是示出D/A轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖8是示出可變?cè)鲆娣糯笃鞯碾娐方Y(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖9是示出溫度檢測(cè)電路的輸出電壓—溫度特性的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖10是示出函數(shù)發(fā)生電路的輸出電壓—溫度特性的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖11是示出溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖12是示出溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路的輸出電壓—溫度特性的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖13是示出與增益設(shè)定數(shù)據(jù)的設(shè)定變更相對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的頻率—溫度特性的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖14是示出溫度補(bǔ)償壓電振蕩器溫度補(bǔ)償后的頻率—溫度特性的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖15是示出溫度補(bǔ)償壓電振蕩器結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的一個(gè)斜視圖。
圖16是示出函數(shù)發(fā)生電路又一構(gòu)成的一個(gè)例子的一個(gè)框圖。
圖17是示出圖16的函數(shù)發(fā)生電路的輸出電壓—溫度特性的一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖18是和圖1一樣形式的框圖，示出本發(fā)明又一實(shí)施形態(tài)。
圖19是和圖5一樣形式的框圖，示出圖18的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。
圖20是關(guān)于圖18的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的、和圖3同樣內(nèi)容的一個(gè)特性曲線圖。
圖21是關(guān)于圖18的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的和圖14同樣內(nèi)容的一個(gè)特性曲線圖。
圖22是示出以往模擬型溫度補(bǔ)償壓電振蕩器一個(gè)例子的一個(gè)圖。
圖23是示出圖22的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器結(jié)構(gòu)一個(gè)例子的一個(gè)斜視圖。
圖24是示出以往數(shù)字型溫度補(bǔ)償壓電振蕩器一個(gè)例子的一個(gè)框圖。
圖25是示出圖24的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的振蕩電路的結(jié)構(gòu)與其周邊電路的連接的一個(gè)圖。
圖26是示出圖24的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的一個(gè)框圖。發(fā)明的實(shí)施形態(tài)以下，參照附圖，說明與本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)有關(guān)的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。
圖1是示出本實(shí)施形態(tài)的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的框圖，該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1如同圖所示，具有溫度檢測(cè)電路2、振蕩電路8、壓電振子9、輸出緩沖器12、可變電源電路15、數(shù)據(jù)輸入/出電路(數(shù)據(jù)輸入裝置)10，并被構(gòu)成為在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1制造后的調(diào)整工作時(shí)能夠和f0·溫度特性調(diào)整電路11連接。
壓電振子9如圖2所示，其兩端的電極連接到振蕩電路8的接點(diǎn)G及接點(diǎn)D，即，CMOS反相器33的柵板及漏極。該壓電振子9一般由AT切割晶體振子構(gòu)成，具有圖3(a)曲線所示的頻率—溫度特性。該頻率—溫度特性用多項(xiàng)式近似，表示為Δf/f0＝A(T-25)+B(T-25)2+C(T-25)3+…(1)這里，T是周圍溫度，f0表示25℃(以下簡稱為“基準(zhǔn)溫度”)時(shí)的振蕩頻率(以下簡稱為“基準(zhǔn)頻率”)，Δf/f0表示頻偏。
于是，為了使作為目標(biāo)的頻率—溫度特性在圖3(b)的框所示的-10～+60℃的溫度范圍內(nèi)達(dá)到±2.5(ppm)以內(nèi)(以下簡稱為“目標(biāo)范圍內(nèi)”)，設(shè)定以下所說明的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的各構(gòu)成要素使之抵消由式(1)中1次系數(shù)A引起的頻偏Δf/f0的變化，即，對(duì)于周圍溫度T頻偏Δf/f0在目標(biāo)范圍內(nèi)的右降變化。
振蕩電路8如圖2所示，具有CMOS反相器33、從其漏極到柵極的負(fù)反饋電阻Rf、決定CMOS反相器33輸入側(cè)即柵極側(cè)的電抗特性的電容器Cg和決定輸出側(cè)即漏極側(cè)的電抗特性的電容器Cd。另外，如圖1及圖2所示，CMOS反相器33上連接著提供電源電壓(外加電源電壓)VDD(T)的可變電源電路15的溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路6，在其柵極側(cè)的接點(diǎn)G上，連接著調(diào)整基準(zhǔn)頻率f0的f0調(diào)整電路7，在其漏極側(cè)的接點(diǎn)D上，連接著用于強(qiáng)化輸出的驅(qū)動(dòng)能力并確保與振蕩電路8的隔離的輸出緩沖器12。
在該振蕩電路8中，若電源電壓VDD(T)變化，則CMOS反相器33內(nèi)部的端子間電容等與電源有依存關(guān)系的電抗成分發(fā)生變化，由此，振蕩電路8整體的電抗特性變化。其結(jié)果，振蕩電路8具有圖4所示的頻率—電源電壓特性，輸出fout的頻偏Δf/f0對(duì)于電源電壓VDD(T)是右升即與電源電壓VDD(T)成正比變化。在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1中，通過利用該振蕩電路8的頻率特性，即，使供給振蕩電路8的電源電壓VDD(T)正比于周圍溫度T增加，抵消壓電振子9的頻偏Δf/f0的右降變化，由此，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
可變電源電路15如圖1所示，具有穩(wěn)壓電路3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置)4、函數(shù)發(fā)生電路5、溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路6和f0調(diào)整電路7。穩(wěn)壓電路3是發(fā)生函數(shù)發(fā)生電路5的基準(zhǔn)電壓Vreg的電路，由溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的電源電壓引起的電壓變動(dòng)小的電壓源構(gòu)成。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4由以EEPROM為代表的非易消性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成，在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1制造后，如圖1所示，經(jīng)由數(shù)據(jù)輸入/出電路10連接溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的外部的f0溫度特性調(diào)整電路11。在這種狀態(tài)下，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4中(如圖5所示)，寫入并存儲(chǔ)用于變更壓電振子9的頻率—溫度特性的偏移(offset)設(shè)定數(shù)據(jù)(加法系數(shù))21以及增益設(shè)定數(shù)據(jù)(乘法系數(shù))22構(gòu)成的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)和用于調(diào)整基準(zhǔn)頻率f0的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23。
增益設(shè)定數(shù)據(jù)22是決定后述的控制電壓Vcont(T)對(duì)于周圍溫度T的變化的斜率的參數(shù)(參照?qǐng)D10)，例如，由表示3位(000)2～(111)2的任一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)構(gòu)成。另外，偏移設(shè)定數(shù)據(jù)21是用于在增益即斜率發(fā)生變化時(shí)修正控制電壓Vcont(T)在基準(zhǔn)溫度下的電位偏差的數(shù)據(jù)，例如由5位的分辨率表示其偏差的二進(jìn)制數(shù)據(jù)構(gòu)成。而且，頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23是用于修正來自振蕩電路8在基準(zhǔn)溫度下的振蕩頻率的應(yīng)設(shè)定的基準(zhǔn)頻率f0的偏差的數(shù)據(jù)，與后述的開關(guān)元件群32-1～n的開關(guān)數(shù)n相吻合，由n位例如n＝8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)構(gòu)成。
將這些設(shè)定數(shù)據(jù)21、22及23用f0溫度特性調(diào)整電路11按照各個(gè)元件的溫度特性設(shè)定后，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4中，以便去修正由在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1中使用的壓電振子9的元件分散性引起的元件間參數(shù)的差別。而且，f0溫度特性調(diào)整電路11在這些數(shù)據(jù)設(shè)定后，即制造后的調(diào)整工作完成后，切斷與溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的電連接。
f0調(diào)整電路7如圖2所示，連接到振蕩電路8的接點(diǎn)G，為修正壓電振子9的基準(zhǔn)頻率f0的制造分散性，通過改變由CMOS反相器33柵極側(cè)的電容器Cg形成的負(fù)載電容，使振蕩電路8的電抗特性發(fā)生變化，由此進(jìn)行振蕩電路8的基準(zhǔn)頻率f0的調(diào)整。該f0調(diào)整電路7如同圖所示，由n個(gè)(例如n＝8)電容器群31-1～31-n(31-8)和與其分別串聯(lián)連接的開關(guān)元件群32-1～32-n(32-8)構(gòu)成，這些開關(guān)元件群32-1～n的通斷狀態(tài)由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23控制。即，通過根據(jù)頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23的值，改變振蕩電路8的柵-地間(圖中的A-B間)的電容，進(jìn)行振蕩電路8的基準(zhǔn)頻率f0的調(diào)整。
溫度檢測(cè)電路2具有利用半導(dǎo)體的PN結(jié)的正向電壓特性的溫度傳感器，該電路2的構(gòu)成方式是先檢測(cè)出周圍溫度。然后把該檢出溫度的信息作為溫度依存電壓Vsens(T)來輸出。該溫度依存電壓Vsens(T)如圖9所示，對(duì)于周圍溫度T具有線性變化的特性。
函數(shù)發(fā)生電路5如圖6所示。具有2個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器24及25、可變?cè)鲆娣糯笃?0，其構(gòu)成方式是根據(jù)來自穩(wěn)壓電路3的基準(zhǔn)電壓Vreg、來自溫度檢測(cè)電路2的溫度依存電壓Vsens(T)和圖4的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4的偏移設(shè)定數(shù)據(jù)21以及增益設(shè)定數(shù)據(jù)22，生成控制電壓Vcont(T)，并向后述的溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路6輸出。
D/A轉(zhuǎn)換器24及25如圖7所示，為R-2R梯形電阻D/A轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4的偏移設(shè)定數(shù)據(jù)21及增益設(shè)定數(shù)據(jù)22分別變換為模擬偏移設(shè)定電壓V0及增益設(shè)定電壓Vg，輸出到可變?cè)鲆娣糯笃?0?？勺?cè)鲆娣糯笃?0如圖8(a)所示，為根據(jù)來自穩(wěn)壓電路3的基準(zhǔn)電壓Vreg進(jìn)行工作的差動(dòng)放大器的結(jié)構(gòu)，用增益設(shè)定電壓Vg變更作為來自溫度檢測(cè)電路2的溫度依存電壓Vsens(T)的斜率的增益，與此同時(shí)，用溫度依存電壓Vsens(T)和偏移設(shè)定電壓V0的差分把基準(zhǔn)溫度時(shí)的電位修正為預(yù)定電位，并作為控制電壓Vcont(T)向溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路6輸出。
溫度依存電壓Vsens(T)如前所述具有圖9的線性特性，因而在函數(shù)發(fā)生電路5中，如圖10所示分別具有線性特性，這樣就能夠根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4的3位增益設(shè)定數(shù)據(jù)22把基準(zhǔn)溫度時(shí)的電位相同且增益(斜率)互不相同的多個(gè)溫度特性中的1個(gè)選擇為控制電壓Vcont(T)的溫度特性。即，如同圖所示，增益設(shè)定數(shù)據(jù)22的設(shè)定值為(000)2時(shí)，控制電壓Vcont(T)對(duì)于溫度的溫度變化率極小，而隨著增益設(shè)定數(shù)據(jù)22的設(shè)定值從(000)2、(001)2、…到(111)2的增大，控制電壓Vcont(T)的溫度變化率增加，因而通過變更數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4中存儲(chǔ)的增益設(shè)定數(shù)據(jù)22和偏移設(shè)定數(shù)據(jù)21，能夠以階梯方式改變輸出電壓Vcont(T)的斜率。
溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路6如圖11所示，具有差動(dòng)放大器28以及控制晶體管29、限幅電路30，用差動(dòng)放大器28和控制晶體管29在預(yù)定的電壓變化范圍內(nèi)生成正比于控制電壓Vcont(T)的電源電壓VDD(T)，同時(shí)，用限幅電路30使電源電壓VDD(T)不會(huì)變化到預(yù)定范圍之外。通過限制電源電壓VDD(T)的變化范圍，該限幅電路30將防止在電源電壓VDD(T)上升到溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的電源電壓附近時(shí)的振蕩電路8的頻率—電源電壓特性的惡化。同時(shí)還防止由于降低到停振電壓而引起的振蕩電路8的停振。
由此，與圖10的控制電壓Vcont(T)的溫度特性相比，電源電壓VDD(T)如圖12所示，具有用上限電壓及下限電壓限制的溫度特性。另外，一般振蕩電路8在高溫時(shí)振蕩余量減少，具有停振電壓上升的傾向。但由于電源電壓VDD(T)在預(yù)定變化范圍內(nèi)正比于控制電壓Vcont(T)變化，因而，與低溫時(shí)相比，高溫時(shí)為高電壓，由此，能夠確保高溫時(shí)振蕩電路8的振蕩余量。
溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1制造后，作為其調(diào)整工作，如前所述，連接f0溫度特性調(diào)整電路11進(jìn)行圖5的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4內(nèi)的偏移設(shè)定數(shù)據(jù)21、增益設(shè)定數(shù)據(jù)22及頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23的設(shè)定。這時(shí)，對(duì)于同一個(gè)壓電振子9，若變更增益設(shè)定數(shù)據(jù)22的設(shè)定，則通過圖12的電源電壓VDD(T)的溫度特性和上述圖4的振蕩電路8的頻率特性的組合，溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的輸出fout的頻率—溫度特性如圖13所示，隨增益設(shè)定數(shù)據(jù)22的變更而變化。即，通過變更增益設(shè)定數(shù)據(jù)22的設(shè)定能夠改變溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的頻率—溫度特性。
從而，通過適宜地設(shè)定該增益設(shè)定數(shù)據(jù)22，能夠吸收由壓電振子9的元件分散性引起的頻率—溫度特性的差異，而且能夠進(jìn)行充分的溫度補(bǔ)償。例如，在壓電振子9具有圖14的曲線(a)(和圖2相同)所示的頻率—溫度特性時(shí)，通過把增益設(shè)定數(shù)據(jù)22設(shè)定為(111)2，則根據(jù)周圍溫度T向振蕩電路8供給圖12的(111)2的溫度特性的電源電壓VDD(T)。由此，具有圖4的電源電壓VDD—頻率特性的振蕩電路8改變振蕩頻率以便抵消壓電振子9的圖14曲線(a)的頻率—溫度特性。其結(jié)果，作為溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的整體，成為同圖曲線(c)所示的頻率—溫度特性，在同圖(b)的目標(biāo)范圍內(nèi)，即-10～+60℃內(nèi)能夠成為±2.5(ppm)以內(nèi)的頻率—溫度特性。對(duì)于具有與該壓電振子9不同的頻率—溫度特性的壓電振子也能夠用同樣的方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償，這一點(diǎn)是不言而喻的。
另外，該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的上述各構(gòu)成要素中除壓電振子9外，全部用容易進(jìn)行IC化的元件構(gòu)成，故能夠把這些元件匯集起來做成溫度補(bǔ)償壓電振蕩器IC41。進(jìn)而，如圖15所示，還能夠把該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器IC41和壓電振子9一起搭載于引線框架42上，做成塑料一體化的模塊40。在這些情況下，能夠進(jìn)一步地使溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1整體實(shí)現(xiàn)小型化，成為易于進(jìn)行大批量生產(chǎn)的同時(shí)，能夠做成易于操作的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1。此外，其結(jié)果，有可能謀求由于IC化而帶來的可靠性的提高，以及由于大批量生產(chǎn)而帶來的制造成本的削減等。
如以上所詳述的，在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1中，即使壓電振子9的振蕩頻率隨周圍溫度變化，但由于能夠使電源電壓VDD(T)根據(jù)其周圍溫度T變化，使振蕩頻率跟隨其電源電壓VDD(T)的變化而變化，因而，能夠抵消壓電振子9的頻率溫度特性，把作為溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1整體的振蕩頻率維持在預(yù)定范圍內(nèi)。另外，由于通過改變電源電壓VDD(T)而補(bǔ)償頻率溫度特性，故沒有必要在振蕩電路8上外接以往那樣的可變電抗元件。從而，易于以CMOS工藝過程等構(gòu)成溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1內(nèi)的各電路元件，其結(jié)果是容易實(shí)現(xiàn)IC化。
另外，在該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1中，作為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4中的設(shè)定數(shù)據(jù)，由于只要有一組與所使用的壓電振子9的特性相吻合的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)的增益設(shè)定數(shù)據(jù)(乘法系數(shù))22、偏移設(shè)定數(shù)據(jù)(加法數(shù)據(jù))和頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23即可，例如，分別為3位、5位、8位、合計(jì)為16位即可，因而與圖24的以往的數(shù)字型溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200相比，數(shù)據(jù)可變得極少，由此，能夠謀求溫度補(bǔ)償壓電振蕩器IC41的芯片的小型化、低成本化。
此外，在該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1中，由于在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1制造后，能夠從外部輸入溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)等設(shè)定數(shù)據(jù)，故不更換內(nèi)部的各電路元件就能夠個(gè)別地調(diào)整由制造分散性而引起的電路特性的差別。由此，在能夠大批量生產(chǎn)溫度補(bǔ)償壓電振蕩器IC41并謀求低成本化的同時(shí)，還能夠容易地進(jìn)行制造后的調(diào)整工作。
進(jìn)而，在該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1中，通過限幅電路30能夠把振蕩電路8的電源電壓限制在預(yù)定的變化范圍之內(nèi)。這時(shí)，通過限制為比溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的電源電壓低的預(yù)定電壓，能夠做成幾乎不受溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的電源電壓變動(dòng)影響的、更穩(wěn)定的振蕩器，另外，通過限制為高于停振電壓的預(yù)定電壓，能夠做成不停振的穩(wěn)定的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1。
還有，圖7及圖8(a)所示的D/A轉(zhuǎn)換器25的構(gòu)造為R-2R梯形電阻式，而作為變更增益的方法，也可以通過使圖8(b)的虛線內(nèi)所示的、能夠數(shù)字地控制電流值的電流源群26-I1～I(xiàn)n的通/斷來代替D/A轉(zhuǎn)換器25。
另外，函數(shù)發(fā)生電路5除圖6中所示出的結(jié)構(gòu)之外，還能夠如圖16所示，添加用于進(jìn)行基于來自溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的外部的控制電壓Vc的頻率控制的電路，如加法器27來實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，同圖(a)的加法器27通過把來自外部的控制電路Vc與向可變?cè)鲆娣糯笃?0傳送的偏移設(shè)定電壓V0進(jìn)行加減運(yùn)算，使控制電壓Vcont(T)如圖17所示那樣變化。由此，能夠使振蕩電路8的頻率—溫度特性整體地上下位移。從而，若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則用來自外部的控制電壓V0能夠調(diào)整振蕩電路8的基準(zhǔn)頻率f0，能夠省去圖1及圖2的f0調(diào)整電路7。此外，即使如圖16(b)那樣把該加法器27連接到可變?cè)鲆娣糯笃?0的輸出一側(cè)，也能夠得到同樣的作用和效果。
還有，在本實(shí)施形態(tài)的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1中，把可變電源電路15構(gòu)成為補(bǔ)償由壓電振子9的1次系數(shù)A引起的頻偏Δf/f0，但也能夠把由壓電振子9的2次系數(shù)B和3次系數(shù)C引起的頻偏Δf/f0包括在內(nèi)，在更廣泛的周圍溫度T的范圍內(nèi)進(jìn)行高精度的補(bǔ)償。
圖18是示出有關(guān)本發(fā)明其它一實(shí)施形態(tài)的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的框圖，示出上述那種溫度補(bǔ)償壓電振蕩器一例。該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器50的可變電源電路51的結(jié)構(gòu)與圖1的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的可變電源電路15的結(jié)構(gòu)不同，其不同部分的結(jié)構(gòu)為與上述圖24的以往的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器200相同的結(jié)構(gòu)。
即，可變電源電路51如圖18所示，具有把從溫度檢測(cè)電路2輸入的溫度依存電壓Vsens(T)變換為數(shù)字值的溫度數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換器52、輸出與該溫度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路54、把該溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)變換為控制電壓Vcont(T)而輸出的D/A轉(zhuǎn)換器53、以及和圖1的可變電源電路15相同的溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路6及f0調(diào)整電路7。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路54中，如圖19所示，存儲(chǔ)用于變更壓電振子9的頻率—溫度特性的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)55和與上述圖5的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4的情況相同存儲(chǔ)頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23。溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)55在與從A/D轉(zhuǎn)換器52輸入的溫度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的地址上，即，與溫度檢測(cè)電路2的檢出溫度對(duì)應(yīng)的地址上，并列地形成對(duì)應(yīng)于周圍溫度T的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。該補(bǔ)償數(shù)據(jù)示出各地址所表示的各周圍溫度T時(shí)的控制電壓Vcont(T)的值，該補(bǔ)償數(shù)據(jù)的設(shè)定方式是根據(jù)用于溫度補(bǔ)償壓電振蕩器50中的壓電振子9的，例如圖20所示的頻率—溫度特性抵消各周圍溫度T時(shí)的頻偏Δf/f0，使其接近于0(圖中箭頭方向)。這些設(shè)定數(shù)據(jù)55及23的設(shè)定時(shí)期及設(shè)定方法與溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的偏移設(shè)定數(shù)據(jù)21等相同。
在可變電源電路51中，根據(jù)溫度檢測(cè)電路2的溫度依存電壓Vsens(T)，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路54讀出相應(yīng)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)，在D/A轉(zhuǎn)換器53中把該補(bǔ)償數(shù)據(jù)變換為控制電壓Vcont(T)，然后，根據(jù)該控制電壓Vcont(T)在溫度函數(shù)電源電壓發(fā)生電路6中使電源電壓VDD(T)變化。由此，在溫度補(bǔ)償壓電振蕩器50中，改變振蕩電路8的電抗特性，改變振蕩電路8的頻率—溫度特性，使之抵消壓電振子9的頻率—溫度特性。例如，對(duì)于圖20的壓電振子9的頻率—溫度特性，即-40℃～+80℃溫度范圍內(nèi)約±18(ppm)的頻偏Δf/f0，能夠變?yōu)閳D21所示的頻率—溫度特性即，在同一溫度范圍內(nèi)±0.3(ppm)。
從而，在該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器50中，不僅對(duì)于由壓電振子9的1次系數(shù)A引起的頻偏Δf/f0，還能夠把由2次系數(shù)B及3次系數(shù)C引起的頻偏Δf/f0也包括在內(nèi)，在比溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1更廣泛的周圍溫度T的范圍內(nèi)進(jìn)行高精度的補(bǔ)償。
另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施形態(tài)，還能夠以其它各種形態(tài)實(shí)施。
例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4及54除上述的EEPROM等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器之外，也可以用一般的電清除型和紫外線清除型、熔斷絲型等的存儲(chǔ)器構(gòu)成。還有，通過把由壓電振子9的元件分散性引起的基準(zhǔn)頻率f0的偏移部分也添加進(jìn)去來設(shè)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路4的偏移設(shè)定數(shù)據(jù)21和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路54的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)55，還能夠省去頻率設(shè)定數(shù)據(jù)23及f0調(diào)整電路7。另外，圖2的f0調(diào)整電路7連接在CMOS反相器33的G(柵極)一側(cè)，而即使將其連接到D(漏極)一側(cè)也同樣能夠調(diào)整基準(zhǔn)頻率f0。
此外，在溫度檢測(cè)電路2中使用的溫度傳感器，只要是對(duì)于溫度具有線性斜率的器件即可，例如，半導(dǎo)體的閾值電壓和PN結(jié)的正向電壓或者熱敏電阻等都能夠使用。另外，還能夠把溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1或溫度補(bǔ)償壓電振蕩器50的整體放置在陶瓷等的管殼中代替塑料一體化模塊40，也可以獲得小型化和大批量生產(chǎn)等同樣的效果。還有，以上所說明的各頻率—溫度特性和各設(shè)定數(shù)據(jù)終究不過是一例，不言而喻，根據(jù)壓電振子的特性和各電路元件的結(jié)構(gòu)、制造工藝過程等的差異，能夠適宜地設(shè)定上述數(shù)據(jù)以便能得到所希望的頻率—溫度特性。
除此之外，在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的范圍內(nèi)能夠任意地變更各細(xì)節(jié)的結(jié)構(gòu)。
如以上所述，本發(fā)明的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器由于通過根據(jù)周圍溫度改變振蕩電路的電壓電壓補(bǔ)償頻率溫度特性，因而不用在振蕩電路上外加以往那樣的可變電抗元件等就能夠補(bǔ)償頻率溫度特性，同時(shí)還具有容易進(jìn)行IC化及制造后的調(diào)整工作等效果。另外，有關(guān)由本發(fā)明的各個(gè)方面中示出的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效果已在用于解決上述的課題的方法的各項(xiàng)中示出。
權(quán)利要求
1.一種溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于具有一個(gè)具有頻率溫度特性的壓電振子；一個(gè)在使上述壓電振子振蕩的同時(shí)根據(jù)外加電源電壓的變化改變振蕩頻率的振蕩電路；一個(gè)檢測(cè)上述壓電振子的周圍溫度的溫度檢測(cè)電路；一個(gè)根據(jù)上述溫度檢測(cè)電路檢出的溫度，把使上述頻率溫度特性變化的上述外加電源電壓供給上述振蕩電路的可變電源電路。
2.權(quán)利要求1中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述可變電源電路具有一個(gè)對(duì)應(yīng)于周圍溫度存儲(chǔ)用于抵消上述頻率溫度特性的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，并且根據(jù)從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置對(duì)應(yīng)于上述檢出溫度而讀出的相應(yīng)的溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)改變上述外加電源電壓。
3.權(quán)利要求1中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述可變電源電路具有存儲(chǔ)溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中，溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)的設(shè)定方式是在上述頻率溫度特性用周圍溫度T、1次系數(shù)A、2次系數(shù)B、以及3次系數(shù)C以下式函數(shù)f(T)＝A(T-25)+B(T-25)2+C(T-25)3進(jìn)行近似時(shí)，抵消與上述1次系數(shù)A、上述2次系數(shù)B及上述3次系數(shù)C有關(guān)的頻率變化中的至少1個(gè)頻率變化；上述可變電源電路根據(jù)從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置讀出的上述溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)改變上述外加電源電壓以抵消遵從上述函數(shù)f(T)的頻率變化。
4.權(quán)利要求3中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述溫度特性補(bǔ)償數(shù)據(jù)具有由上述周邊溫度T、乘法系數(shù)G及加法系數(shù)H構(gòu)成的一次函數(shù)V(T)＝G(T)+H中的上述乘法系數(shù)G及上述加法系數(shù)H；上述可變電源電路在讀出上述乘法系數(shù)G及上述加法系數(shù)H的同時(shí)，根據(jù)上述一次函數(shù)V(T)改變上述外加電源電壓，以抵消與上述1次系數(shù)A有關(guān)的頻率變化。
5.權(quán)利要求2至4的任一項(xiàng)中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于還具有一個(gè)對(duì)于上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置能從該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器的外部輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入裝置。
6.權(quán)利要求2至5的任一項(xiàng)中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置還具有為修正上述壓電振子在基準(zhǔn)溫度時(shí)的基準(zhǔn)振蕩頻率而設(shè)定的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)；上述可變電源電路根據(jù)從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置讀出的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)修正上述基準(zhǔn)振蕩頻率。
7.權(quán)利要求1或4中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述可變電源電路使上述外加電源電壓隨上述檢出溫度的上升而上升。
8.權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述可變電源電路還具有一個(gè)限制上述外加電源電壓的變化范圍的限幅電路。
9.權(quán)利要求8中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述變化范圍的上限設(shè)定為比供給到該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器自身的電源電壓低的電壓。
10.權(quán)利要求8中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述變化范圍的下限設(shè)定為比上述振蕩電路的停振電壓高的電壓。
11.權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于除去上述壓電振子之外的構(gòu)成部件被單片IC化。
12.權(quán)利要求11中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于上述單片IC和上述壓電振子一起被模塊化。
13.權(quán)利要求11中所述的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器，其特征在于將上述單片IC和上述壓電振子一起封裝在一個(gè)管殼中。
全文摘要
提供一種易于進(jìn)行IC化及制造后的調(diào)整工作的、并且能夠不外接可變電抗元件而補(bǔ)償頻率溫度特性的溫度補(bǔ)償壓電振蕩器。該溫度補(bǔ)償壓電振蕩器1的特征是具有一個(gè)頻率受溫度影響的壓電振子9、一個(gè)使壓電振子9振蕩的同時(shí)根據(jù)外加電源電壓VDD(T)的變化改變振蕩頻率的振蕩電路8、一個(gè)檢測(cè)壓電振子9的周圍溫度T的溫度檢測(cè)電路2、一個(gè)根據(jù)溫度檢測(cè)電路2的檢出溫度把使頻率溫度特性發(fā)生變化的外加電源電壓VDD(T)供給到振蕩電路8的可變電源電路15。
文檔編號(hào)H03L1/00GK1136727SQ9610566
公開日1996年11月27日 申請(qǐng)日期1996年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月27日
發(fā)明者岡學(xué), 菊島正幸, 市瀨和成 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社