JP2011234094A - Piezoelectric oscillator, manufacturing method of piezoelectric oscillator and temperature compensation method of piezoelectric oscillator - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電発振器、圧電発振器の製造方法、圧電発振器の温度補償方法を提供する。
【解決手段】周波数温度特性にアクティヴィティディップ56を有する圧電振動子12と、前記圧電振動子12を発振させ発振信号50を出力する発振回路14と、記憶回路18と、を有し、前記記憶回路18には、前記周波数温度特性の情報54を近似する近似式の情報から抽出された特性情報58と、前記周波数温度特性の情報54と前記近似式の情報に基づいて算出されアクティヴィティディップ56を示すディップ情報62と、が記憶されたことを特徴とする。
【選択図】図1A piezoelectric oscillator, a piezoelectric oscillator manufacturing method, and a piezoelectric oscillator temperature compensation method are provided.
A piezoelectric vibrator 12 having an activity dip 56 in frequency temperature characteristics, an oscillation circuit 14 that oscillates the piezoelectric vibrator 12 and outputs an oscillation signal 50, and a storage circuit 18 are provided. The circuit 18 calculates an activity dip 56 calculated based on the characteristic information 58 extracted from the information of the approximate expression approximating the information 54 of the frequency temperature characteristic, the information 54 of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression. And dip information 62 indicating the above is stored.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、温度補償機能を外部に委ねる圧電発振器であるTSXO(Temperature Sensor Xtal Oscillator)や、温度補償機能を搭載したTCXO(Temperature Compensated Xtal Oscillator)の温度補償に関する。 The present invention relates to temperature compensation of a TSXO (Temperature Sensor Xtal Oscillator) that is a piezoelectric oscillator that entrusts a temperature compensation function to the outside, and a TCXO (Temperature Compensated Xtal Oscillator) equipped with a temperature compensation function.
厚みすべり振動等を行なう圧電振動子においては、温度変化に対して3次関数的に変化する周波数温度特性を有している。よって、このような圧電振動子特有の3次曲線的な周波数温度特性を示す温度特性情報を取得して、これにより温度補償を適切に行なう要請がなされている。よって、これに対応するため、発振回路側として温度補償回路を不要とするTSXOにおいては、搭載された圧電振動子の温度情報をユーザー側に出力する温度センサーと、搭載された圧電振動子の温度特性情報(ある環境温度における圧電振動子の所定温度を示す温度センサー電圧と、温度係数)を記憶し、ユーザー側に温度特性情報を出力する記憶回路を搭載している(特許文献1、特許文献2参照)。 A piezoelectric vibrator that performs thickness shear vibration or the like has a frequency temperature characteristic that changes in a cubic function with respect to a temperature change. Therefore, there is a demand for acquiring temperature characteristic information indicating such a cubic curve-like frequency temperature characteristic peculiar to the piezoelectric vibrator and appropriately performing temperature compensation. Therefore, in order to cope with this, in the TSXO that does not require a temperature compensation circuit on the oscillation circuit side, a temperature sensor that outputs temperature information of the mounted piezoelectric vibrator to the user side, and a temperature of the mounted piezoelectric vibrator A memory circuit that stores characteristic information (a temperature sensor voltage indicating a predetermined temperature of the piezoelectric vibrator at a certain ambient temperature and a temperature coefficient) and outputs temperature characteristic information to the user side is mounted (Patent Document 1, Patent Document) 2).
上述のTSXOを搭載しユーザー側でTSXOに接続した温度補償回路を有するシステム等においては、温度センサーから得た圧電振動子の温度と、記憶回路から得た周波数温度特性の情報をもとに、どの温度においても周波数が一定となるように温度補償回路において温度補償量を算出して周波数補正を掛けている。 In a system having a temperature compensation circuit mounted with the above TSXO and connected to the TSXO on the user side, based on the temperature of the piezoelectric vibrator obtained from the temperature sensor and the frequency temperature characteristic information obtained from the memory circuit, In the temperature compensation circuit, the temperature compensation amount is calculated and frequency correction is performed so that the frequency is constant at any temperature.
同様にTCXOを搭載したGPSシステム等においても、温度センサーから得た水晶振動子の温度と記憶回路から得た周波数温度特性の情報をもとに、どの温度においても周波数が一定となるようにTCXO内の温度補償電圧発生回路において温度補償電圧を算出して、温度補償電圧により温度補償を行うTCXO内の発振回路に温度補償電圧を印加して周波数補正を掛けている。 Similarly, in a GPS system or the like equipped with a TCXO, based on the information about the temperature of the crystal unit obtained from the temperature sensor and the frequency temperature characteristic obtained from the storage circuit, the TCXO is set so that the frequency is constant at any temperature. The temperature compensation voltage is calculated by the temperature compensation voltage generation circuit, and the temperature compensation voltage is applied to the oscillation circuit in the TCXO that performs temperature compensation by the temperature compensation voltage to apply frequency correction.
ところで、このようなTSXOやTCXOはGPS機能等を有する端末に搭載するため、小型化と高精度化を両立させる要求がなされている。TSXOやTCXOを構成する圧電振動子を小さくするほどCI値が上昇するため、圧電振動子を励振するための電流値を上昇させる必要がある。しかしこの電流値を上昇させると厚みすべり振動の基本振動以外の不要振動の影響を受けて、周波数温度特性において温度変化に対する急激な周波数変動を示すアクティヴィティディップが大きく現れ、温度補償の精度が低下するといった問題があった。 By the way, since such TSXO and TCXO are mounted on a terminal having a GPS function or the like, there is a demand for both miniaturization and high accuracy. Since the CI value increases as the piezoelectric vibrator constituting the TSXO or TCXO is made smaller, it is necessary to increase the current value for exciting the piezoelectric vibrator. However, when this current value is increased, an effect dip that shows sudden frequency fluctuations with respect to temperature changes appears in the frequency temperature characteristics due to the influence of unnecessary vibrations other than the basic vibration of thickness shear vibration, and the accuracy of temperature compensation decreases. There was a problem such as.
本発明は、上記問題点に着目し、周波数温度特性にアクティヴィティディップを有する場合であっても高精度に温度補償を行う圧電発振器、圧電発振器の製造方法、圧電発振器の温度補償方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a piezoelectric oscillator, a piezoelectric oscillator manufacturing method, and a piezoelectric oscillator temperature compensation method that perform temperature compensation with high accuracy even when there is an activity dip in the frequency-temperature characteristics, focusing on the above-described problems. For the purpose.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
[適用例1]周波数温度特性にアクティヴィティディップを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、記憶回路と、を有し、前記記憶回路には、前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から抽出された特性情報と、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいて算出されアクティヴィティディップを示すディップ情報と、が記憶されたことを特徴とする圧電発振器。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples.
Application Example 1 A piezoelectric vibrator having activity dip in frequency temperature characteristics, an oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal, and a storage circuit, and the storage circuit includes The characteristic information extracted from the information of the approximate expression approximating the information of the frequency temperature characteristic, and the dip information indicating the activity dip calculated based on the information of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression are stored. A piezoelectric oscillator characterized by that.
上記構成により、発振回路からは、圧電振動子の周波数温度特性にアクティヴィティディップを包含する発振信号を出力することになるが、周波数温度特性を、特性情報とディップ情報により近似的に表わすので、それぞれのメモリ使用量を抑制し記憶回路に対するメモリ負担を抑制することができる。そして特性情報とディップ情報を出力するので、ユーザー側においてこの2つの情報を取得することにより発振信号の温度補償を行うことが可能な圧電発振器となる。 With the above configuration, the oscillation circuit outputs an oscillation signal including an activity dip in the frequency temperature characteristic of the piezoelectric vibrator, but the frequency temperature characteristic is approximately represented by characteristic information and dip information. Each memory use amount can be suppressed and the memory burden on the memory circuit can be suppressed. And since characteristic information and dip information are output, it becomes a piezoelectric oscillator which can perform temperature compensation of an oscillation signal by acquiring these two information on the user side.
[適用例2]前記発振回路は、前記特性情報と前記ディップ情報とに基づいて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式を生成し、前記第2の近似式と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて前記発振信号の温度補償を行う温度補償回路に前記発振信号を出力し、前記記憶回路は、前記近似式を生成するための情報と、前記ディップ情報と、を前記温度補償回路に出力することを特徴とする適用例1に記載の圧電発振器。 Application Example 2 The oscillation circuit generates a second approximate expression including the activity dip based on the characteristic information and the dip information, and the second approximate expression and the temperature of the piezoelectric vibrator. The oscillation signal is output to a temperature compensation circuit that performs temperature compensation of the oscillation signal based on the information of the oscillation signal, and the storage circuit outputs information for generating the approximate expression and the dip information to the temperature compensation circuit. The piezoelectric oscillator according to Application Example 1, wherein
上記構成により、温度補償回路からは、圧電振動子のアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性に対応して温度補償を行った発振信号を出力することになる。よってアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性を有する圧電振動子を用いた発振回路であっても高精度な温度補償を行うことが可能な圧電発振器となる。 With the above configuration, the temperature compensation circuit outputs an oscillation signal that has been subjected to temperature compensation in accordance with the frequency temperature characteristics including the activity dip of the piezoelectric vibrator. Therefore, even an oscillation circuit using a piezoelectric vibrator having a frequency temperature characteristic including an activity dip can be a piezoelectric oscillator capable of highly accurate temperature compensation.
[適用例3]周波数温度特性にアクティヴィティディップを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、前記周波数温度特性を近似する近似式の情報から抽出された特性情報と、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいて算出されアクティヴィティディップの温度特性を示すディップ情報と、が記憶された記憶回路と、前記特性情報と前記ディップ情報とに基づいて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式を生成し、前記第2の近似式と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて温度補償量を出力する演算回路と、前記発振信号が入力され前記温度補償量に基づいて前記発振信号の温度補償を行う周波数補正回路と、を有することを特徴とする圧電発振器。 Application Example 3 Extracted from information on a piezoelectric vibrator having an activity dip in frequency temperature characteristics, an oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal, and an approximate expression that approximates the frequency temperature characteristics A storage circuit storing characteristic information, dip information indicating the temperature characteristic of the activity dip calculated based on the frequency temperature characteristic information and the approximate expression information, and the characteristic information and the dip information. A calculation circuit that generates a second approximate expression including the activity dip based on the second approximate expression and the temperature information of the piezoelectric vibrator, and an oscillation signal. A piezoelectric oscillator comprising: a frequency correction circuit that performs temperature compensation of the oscillation signal based on the input temperature compensation amount.
上記構成により、周波数補正回路からは、圧電振動子のアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性に対応して温度補償を行った発振信号を出力することになる。よってアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性を有する圧電振動子を用いて発振回路であっても高精度な温度補償を行うことが可能な圧電発振器となる。 With the above configuration, the frequency correction circuit outputs an oscillation signal subjected to temperature compensation in accordance with the frequency temperature characteristic including the activity dip of the piezoelectric vibrator. Therefore, a piezoelectric oscillator capable of performing highly accurate temperature compensation even with an oscillation circuit using a piezoelectric vibrator having frequency temperature characteristics including activity dip is provided.
[適用例4]前記近似式の情報は、前記周波数温度特性の情報のべき級数展開による近似により生成され、前記特性情報は、前記近似式の情報から抽出した係数の情報であることを特徴とする適用例1乃至3のいずれか1例に記載の圧電発振器。
これにより、温度補償を行う側で、係数を算出する工程が不要となるため、温度補償を行う側の負担を軽減して容易に温度補償を行うことができる。
Application Example 4 The information of the approximate expression is generated by approximation by power series expansion of the information of the frequency temperature characteristic, and the characteristic information is information of a coefficient extracted from the information of the approximate expression. The piezoelectric oscillator according to any one of Application Examples 1 to 3.
This eliminates the need to calculate a coefficient on the temperature compensation side, so that the burden on the temperature compensation side can be reduced and the temperature compensation can be easily performed.
[適用例5]前記特性情報は、前記近似式の情報が生成する近似曲線上の点であって、前記近似式の情報が生成できるように抽出した温度と周波数偏差との関係の情報、または温度と周波数との関係を表わす情報であることを特徴とする適用例1乃至3のいずれか1例に記載の圧電発振器。
これにより、温度補償を行う側で、係数を算出する必要があるが温度補償を行う側で係数を高精度に算出することができる。
Application Example 5 The characteristic information is a point on the approximate curve generated by the information of the approximate expression, and information on the relationship between the temperature and the frequency deviation extracted so that the information of the approximate expression can be generated, or 4. The piezoelectric oscillator according to any one of application examples 1 to 3, wherein the piezoelectric oscillator is information representing a relationship between temperature and frequency.
Thus, it is necessary to calculate the coefficient on the temperature compensation side, but the coefficient can be calculated with high accuracy on the temperature compensation side.
[適用例6]周波数温度特性にアクティヴィティディップを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力させるとともに温度補償電圧により前記発振信号の温度補償を行う発振回路と、前記発振回路に前記温度補償電圧を出力する温度補償電圧発生回路と、を有し、前記温度補償電圧発生回路は、前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から抽出された特性情報と、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいて算出されアクティヴィティディップを示すディップ情報と、を用いて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式の情報を生成し、前記第2の近似式の情報と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて前記温度補償電圧を算出することを特徴とする圧電発振器。 Application Example 6 A piezoelectric vibrator having an activity dip in frequency temperature characteristics, an oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal and performs temperature compensation of the oscillation signal by a temperature compensation voltage, A temperature compensation voltage generation circuit that outputs the temperature compensation voltage to an oscillation circuit, and the temperature compensation voltage generation circuit includes characteristic information extracted from information of an approximate expression that approximates information of the frequency temperature characteristic; and Using the frequency temperature characteristic information and the dip information indicating the activity dip calculated based on the information on the approximate expression, information on a second approximate expression including the activity dip is generated, and the second The temperature compensation voltage is calculated based on the information of the approximate expression and the temperature information of the piezoelectric vibrator.
上記構成により、発振回路からは、圧電振動子のアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性に対応して温度補償を行った発振信号を出力することになる。よってアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性を有する圧電振動子を用いた発振回路であっても高精度な温度補償を行うことができる。また周波数温度特性を、特性情報とディップ情報により近似的に表わすので、それぞれのメモリ使用量を抑制し記憶回路に対するメモリ負担を抑制することが可能な圧電発振器となる。 With the above configuration, the oscillation circuit outputs an oscillation signal subjected to temperature compensation corresponding to the frequency temperature characteristic including the activity dip of the piezoelectric vibrator. Therefore, even an oscillation circuit using a piezoelectric vibrator having frequency temperature characteristics including activity dip can perform temperature compensation with high accuracy. In addition, since the frequency temperature characteristic is approximately represented by the characteristic information and the dip information, the piezoelectric oscillator capable of suppressing the memory usage and the memory load on the storage circuit can be obtained.
[適用例7]前記ディップ情報は、前記周波数温度特性の情報と、前記近似式の情報から生成される近似曲線の情報との差分により算出された、温度と周波数偏差との関係を表わす情報であることを特徴とする適用例1乃至5のいずれか1例に記載の圧電発振器。 Application Example 7 The dip information is information representing the relationship between temperature and frequency deviation calculated from the difference between the frequency temperature characteristic information and the approximate curve information generated from the approximate expression information. 6. The piezoelectric oscillator according to any one of application examples 1 to 5, wherein the piezoelectric oscillator is provided.
これにより、圧電振動子の周波数温度特性中のアクティヴィティディップを高精度に抽出することができるので、アクティヴィティディップの排除した温度補償を高精度に行うことが可能な圧電発振器となる。 As a result, the activity dip in the frequency temperature characteristic of the piezoelectric vibrator can be extracted with high accuracy, so that a piezoelectric oscillator capable of performing temperature compensation with high accuracy without the activity dip is obtained.
[適用例8]前記ディップ情報は、前記周波数温度特性の情報と前記近似曲線の情報の差分により算出され、温度と周波数偏差との関係を表わす情報を近似する第3の近似式の情報から抽出された温度係数であることを特徴とする適用例1乃至6のいずれか1例に記載の圧電発振器。 Application Example 8 The dip information is calculated from a difference between the frequency temperature characteristic information and the approximate curve information, and extracted from information of a third approximate expression that approximates information representing a relationship between temperature and frequency deviation. 7. The piezoelectric oscillator according to any one of application examples 1 to 6, wherein the temperature coefficient is a measured temperature coefficient.
これにより、圧電振動子の周波数温度特性中のアクティヴィティディップの情報量を小さくすることができるので、メモリ負担を軽減し、コストを抑制してアクティヴィティディップの排除した温度補償を行うことが可能な圧電発振器となる。 As a result, the amount of information of activity dip in the frequency temperature characteristics of the piezoelectric vibrator can be reduced, so it is possible to reduce the memory burden, reduce costs, and perform temperature compensation without the activity dip. A piezoelectric oscillator.
[適用例9]前記アクティヴィティディップは、前記周波数温度特性の一部の温度領域に発生するものとし、前記ディップ情報は、前記温度領域の範囲で生成されることを特徴とする適用例7または8に記載の圧電発振器。 [Application Example 9] The activity dip is generated in a part of the temperature region of the frequency temperature characteristic, and the dip information is generated in the range of the temperature region. 9. The piezoelectric oscillator according to 8.
これにより、圧電振動子の周波数温度特性中のアクティヴィティディップの情報量をさらに小さくすることができるので、メモリ負担を軽減し、アクティヴィティディップの排除した温度補償をコストを抑制して行うことが可能な圧電発振器となる。 As a result, the amount of activity dip information in the frequency temperature characteristics of the piezoelectric vibrator can be further reduced, so that the memory burden can be reduced and the temperature compensation without the activity dip can be performed at a reduced cost. It becomes a possible piezoelectric oscillator.
[適用例10]周波数温度特性にアクティヴィティディップを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から特性情報を抽出し、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいてアクティヴィティディップを示すディップ情報を算出し、前記特性情報及び前記ディップ情報を前記記憶回路に記憶したことを特徴とする圧電発振器の製造方法。 Application Example 10 A method of manufacturing a piezoelectric oscillator having a piezoelectric vibrator having activity dip in frequency temperature characteristics, an oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal, and a memory circuit, Extracting characteristic information from information of an approximate expression approximating the information of the frequency temperature characteristic, calculating dip information indicating activity dip based on the information of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression, the characteristic information and A method of manufacturing a piezoelectric oscillator, wherein the dip information is stored in the storage circuit.
上記方法により、発振回路からは、圧電振動子の周波数温度特性にアクティヴィティディップを包含する発振信号を出力することになるが、周波数温度特性を、特性情報とディップ情報により近似的に表わすので、それぞれのメモリ使用量を抑制し記憶回路に対するメモリ負担を抑制することができる。そして特性情報とディップ情報を出力するので、ユーザー側においてこの2つの情報を取得することにより発振信号の温度補償を行うことができる。 According to the above method, the oscillation circuit outputs an oscillation signal including an activity dip in the frequency temperature characteristic of the piezoelectric vibrator, but the frequency temperature characteristic is approximately represented by the characteristic information and the dip information. Each memory use amount can be suppressed and the memory burden on the memory circuit can be suppressed. Since the characteristic information and the dip information are output, the temperature compensation of the oscillation signal can be performed by acquiring these two pieces of information on the user side.
[適用例11]周波数温度特性にアクティヴィティディップを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、前記発振信号が入力され温度補償量に基づいて前記発振信号の温度補償を行う周波数補正回路と、を有する圧電発振器の温度補償方法であって、前記周波数温度特性を近似する近似式の情報から特性情報を抽出し、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいてアクティヴィティディップの温度特性を示すディップ情報を算出し、前記特性情報と前記ディップ情報とに基づいて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式を生成し、前記第2の近似式と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて温度補償量を算出して前記周波数補正回路に出力することを特徴とする圧電発振器の温度補償方法。 Application Example 11 A piezoelectric vibrator having an activity dip in frequency temperature characteristics, an oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal, and the oscillation signal that is inputted with the oscillation signal and is based on a temperature compensation amount A temperature compensation method for a piezoelectric oscillator having a frequency correction circuit for performing temperature compensation, wherein characteristic information is extracted from information on an approximate expression approximating the frequency temperature characteristic, and the information on the frequency temperature characteristic and the approximate expression Dip information indicating a temperature characteristic of the activity dip is calculated based on the information of the dip, and a second approximate expression including the activity dip is generated based on the characteristic information and the dip information, and the second dip information is generated. A piezoelectric oscillator that calculates a temperature compensation amount based on an approximate expression and temperature information of the piezoelectric vibrator and outputs the temperature compensation amount to the frequency correction circuit Temperature compensation method.
上記方法により、周波数補正回路からは、圧電振動子のアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性に対応して温度補償を行った発振信号を出力することになる。よってアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性を有する圧電振動子を用いて発振回路であっても高精度な温度補償を行うことができる。 By the above method, the frequency correction circuit outputs an oscillation signal subjected to temperature compensation corresponding to the frequency temperature characteristic including the activity dip of the piezoelectric vibrator. Therefore, high-precision temperature compensation can be performed even with an oscillation circuit using a piezoelectric vibrator having frequency temperature characteristics including activity dip.
[適用例12]周波数温度特性にアクティヴィティディップを有する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力するとともに温度補償電圧により前記発振信号の温度補償を行う発振回路と、を有する圧電発振器の温度補償方法であって、前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から特性情報を抽出し、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいてアクティヴィティディップを示すディップ情報を算出し、前記特性情報及び前記ディップ情報を用いて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式の情報を生成し、前記第2の近似式の情報と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて前記温度補償電圧を算出して前記発振回路に出力することを特徴とする圧電発振器の温度補償方法。 Application Example 12 A piezoelectric vibrator having an activity dip in frequency temperature characteristics, and an oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal and performs temperature compensation of the oscillation signal by a temperature compensation voltage. A temperature compensation method for a piezoelectric oscillator comprising: extracting characteristic information from information of an approximate expression that approximates the information of the frequency temperature characteristic; and performing an activity dip based on the information of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression Dip information is calculated, information on the second approximate expression including the activity dip is generated using the characteristic information and the dip information, and information on the second approximate expression and the temperature of the piezoelectric vibrator A temperature compensation method for a piezoelectric oscillator, wherein the temperature compensation voltage is calculated on the basis of the information and output to the oscillation circuit.
上記方法により、発振回路からは、圧電振動子のアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性に対応して温度補償を行った発振信号を出力することになる。よってアクティヴィティディップを包含した周波数温度特性を有する圧電振動子を用いた発振回路であっても高精度な温度補償を行うことができる。また周波数温度特性を、特性情報とディップ情報により近似的に表わすので、それぞれのメモリ使用量を抑制し記憶回路に対するメモリ負担を抑制することができる。 By the above method, the oscillation circuit outputs an oscillation signal subjected to temperature compensation corresponding to the frequency temperature characteristic including the activity dip of the piezoelectric vibrator. Therefore, even an oscillation circuit using a piezoelectric vibrator having frequency temperature characteristics including activity dip can perform temperature compensation with high accuracy. Further, since the frequency temperature characteristic is approximately represented by the characteristic information and the dip information, the memory usage can be suppressed and the memory load on the storage circuit can be suppressed.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
図1に第1実施形態に係る圧電発振器を示す。第1実施形態に係る圧電発振器10は上述のTSXOを基本構成として温度補償回路32に接続され、または温度補償回路32を包含するものである。第1実施形態の圧電発振器10は、半導体基板(不図示)上にパターニングにより、発振回路14、温度センサー16、記憶回路18、シリアルインターフェース回路20、電源端子28、グランド端子30等の各端子が形成され、発振回路14と圧電振動子12が接続された構造を有している。さらに図1に示すように、圧電発振器10の接続対象となる温度補償回路32は、周波数補正回路34、演算回路となるCPU36、メモリ38、A/D変換器40を有する。また圧電振動子12の周波数温度特性から特性情報及びディップ情報を算出する際には、図2に示すように、圧電発振器10は測定器42に接続され、測定器42は、周波数カウンター44、PC46(パーソナルコンピューター)、電圧マルチメーター48を有する。 FIG. 1 shows a piezoelectric oscillator according to the first embodiment. The piezoelectric oscillator 10 according to the first embodiment is connected to the temperature compensation circuit 32 based on the above-described TSXO or includes the temperature compensation circuit 32. In the piezoelectric oscillator 10 of the first embodiment, terminals such as an oscillation circuit 14, a temperature sensor 16, a storage circuit 18, a serial interface circuit 20, a power supply terminal 28, and a ground terminal 30 are formed by patterning on a semiconductor substrate (not shown). The oscillation circuit 14 and the piezoelectric vibrator 12 are connected to each other. Further, as shown in FIG. 1, the temperature compensation circuit 32 to be connected to the piezoelectric oscillator 10 includes a frequency correction circuit 34, a CPU 36 serving as an arithmetic circuit, a memory 38, and an A / D converter 40. When calculating the characteristic information and dip information from the frequency temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 12, the piezoelectric oscillator 10 is connected to a measuring instrument 42 as shown in FIG. 2, and the measuring instrument 42 includes a frequency counter 44 and a PC 46. (Personal computer) and a voltage multimeter 48.
圧電振動子12は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料であり、水晶であればATカットすることにより形成され、発振回路14から交流電圧を受けて、厚みすべり振動により所定の共振周波数で発振することができる。このATカットによる厚みすべり振動を用いた水晶振動子の共振周波数は、基準温度(25℃)を中心として正の3次曲線となる温度特性を有している。 The piezoelectric vibrator 12 is a piezoelectric material such as quartz, lithium niobate, lithium tantalate, etc. If it is quartz, it is formed by AT-cutting, receives an AC voltage from the oscillation circuit 14, and receives a predetermined amount by thickness shear vibration. It can oscillate at the resonance frequency. The resonance frequency of the crystal resonator using the thickness shear vibration due to the AT cut has a temperature characteristic that becomes a positive cubic curve centering on the reference temperature (25 ° C.).
発振回路14は、圧電振動子12を発振源とする例えばコルピッツ型の発振回路であり、発振信号出力端子22を介して温度補償回路32、または測定器42に発振信号を出力する。 The oscillation circuit 14 is, for example, a Colpitts type oscillation circuit using the piezoelectric vibrator 12 as an oscillation source, and outputs an oscillation signal to the temperature compensation circuit 32 or the measuring device 42 via the oscillation signal output terminal 22.
図3に圧電振動子の周波数温度特性を示し、図3(a)は全体図、図3(b)は図3(a)内の破線で囲まれた部分の詳細図である。本実施形態で用いられる圧電振動子12は小型化され、駆動させる電流値を高く設定した状態で使用したことで周波数温度特性(周波数温度特性の情報54)にアクティヴィティディップ56が発生した状態となっている。よって発振回路から出力される発振信号50の周波数温度特性においてもアクティヴィティディップ56を有した状態となっている。 FIG. 3 shows frequency temperature characteristics of the piezoelectric vibrator, FIG. 3A is an overall view, and FIG. 3B is a detailed view of a portion surrounded by a broken line in FIG. The piezoelectric vibrator 12 used in the present embodiment is downsized and used in a state in which the current value to be driven is set high, so that the activity dip 56 is generated in the frequency temperature characteristic (frequency temperature characteristic information 54). It has become. Therefore, the frequency temperature characteristic of the oscillation signal 50 output from the oscillation circuit is also in a state having the activity dip 56.
アクティヴィティディップ56とは、圧電振動子12に温度変化を加えたときに発生する共振周波数や直列抵抗の急激な変動現象をいい、圧電振動子12の周波数温度特性の所定の温度位置においてディップとして現れるものである。 The activity dip 56 refers to a sudden fluctuation phenomenon of the resonance frequency or series resistance that occurs when a temperature change is applied to the piezoelectric vibrator 12, and as a dip at a predetermined temperature position of the frequency temperature characteristic of the piezoelectric vibrator 12. It is what appears.
しかし、圧電振動子12の周波数温度特性において、共振周波数の温度変化に対して緩やかに変化する特性情報58(近似曲線60)と、急激に変化するディップ情報62(近似曲線64)と、に近似式を用いて互いに分離することができる。 However, the frequency temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 12 are approximated to characteristic information 58 (approximate curve 60) that changes gently with respect to temperature change of the resonance frequency and dip information 62 (approximate curve 64) that changes abruptly. They can be separated from each other using the formula.
まず、本実施形態の圧電発振器10の設定最低温度から設定最高温度での範囲において、所定の温度間隔で共振周波数を測定した周波数温度特性の情報54を生成する。そして以下の近似式(べき級数)に周波数温度特性の情報54を代入し、周波数温度特性の情報54から特性情報58を生成する。
ここで、fは基準周波数、Δfは測定された周波数と基準周波数との偏差、T0は基準温度である。そして数式1の各係数(A、B、C、D、E)を最小二乗法等を用いて算出する。このとき周波数温度特性に包含されるディップは数式1の次数程度では拾われることはない。よって、得られた係数(A、B、C、D、E)により、図3(a)に示すようにディップを包含しない近似曲線60を生成することができる。このように特性情報58を係数として表わすことにより、温度補償を行う側で、係数を算出する工程が不要となるため、温度補償を行う側の負担を軽減して容易に温度補償を行うことができる。 Here, f is a reference frequency, Δf is a deviation between the measured frequency and the reference frequency, and T 0 is a reference temperature. And each coefficient (A, B, C, D, E) of Numerical formula 1 is calculated using the least squares method. At this time, the dip included in the frequency temperature characteristic is not picked up by the order of Equation 1. Therefore, an approximate curve 60 that does not include a dip as shown in FIG. 3A can be generated from the obtained coefficients (A, B, C, D, E). By representing the characteristic information 58 as a coefficient in this way, the step of calculating the coefficient is not necessary on the temperature compensation side, so that the burden on the temperature compensation side can be reduced and the temperature compensation can be easily performed. it can.
なお特性情報58としては、上述の近似式の情報が生成する近似曲線60上の点であって、近似式の情報が生成できるように抽出した温度と周波数偏差との関係を示す情報を用いてもよい。または温度と周波数(絶対値)との関係を表わす情報としてもよい。これにより、温度補償を行う側で、係数を算出する必要があるが温度補償を行う側で係数を高精度に算出することができる。 Note that the characteristic information 58 is a point on the approximate curve 60 generated by the above-described approximate expression information, and uses information indicating the relationship between the temperature and the frequency deviation extracted so that the approximate expression information can be generated. Also good. Or it is good also as information showing the relationship between temperature and a frequency (absolute value). Thus, it is necessary to calculate the coefficient on the temperature compensation side, but the coefficient can be calculated with high accuracy on the temperature compensation side.
次に、数式1の右辺に特性情報58(係数)を代入し、数式1の左辺に周波数温度特性の情報54を代入し、数式1の右辺と左辺との差分を算出することによりディップ情報62を生成する。 Next, the characteristic information 58 (coefficient) is substituted into the right side of Equation 1, the frequency temperature characteristic information 54 is substituted into the left side of Equation 1, and the dip information 62 is calculated by calculating the difference between the right side and the left side of Equation 1. Is generated.
こうして得られるディップ情報62は、周波数温度特性の情報と、近似式の情報(特性情報58)から生成される近似曲線60の情報と、の差分により算出された、温度と周波数偏差との関係を表わす情報(図3(b)においてはプロットデータ)となる。このような情報の形態とすることにより、圧電振動子12の周波数温度特性中のアクティヴィティディップ56を高精度に抽出することができるので、アクティヴィティディップ56を排除した温度補償を高精度に行うことができる。 The dip information 62 obtained in this way indicates the relationship between the temperature and frequency deviation calculated by the difference between the frequency temperature characteristic information and the approximate curve 60 information generated from the approximate expression information (characteristic information 58). This is information to be represented (plot data in FIG. 3B). By adopting such an information form, the activity dip 56 in the frequency temperature characteristic of the piezoelectric vibrator 12 can be extracted with high accuracy, and therefore temperature compensation without the activity dip 56 is performed with high accuracy. be able to.
また、ディップ情報62は、周波数温度特性の情報54と同じ温度範囲の情報を包含しているが、周波数温度特性においてアクティヴィティディップ56は、周波数温度特性の情報54が有する温度範囲のうち、一部の温度領域にあるので、その温度領域以外の情報を削除してもよい。これにより後述の記憶回路18等のメモリ負担を軽減して圧電発振器10のコストを抑制することができる。 The dip information 62 includes information in the same temperature range as the frequency temperature characteristic information 54. However, in the frequency temperature characteristic, the activity dip 56 is one of the temperature ranges included in the frequency temperature characteristic information 54. Since it is in the temperature region of the part, information other than that temperature region may be deleted. As a result, it is possible to reduce the memory burden of the storage circuit 18 and the like, which will be described later, and to suppress the cost of the piezoelectric oscillator 10.
そして、発振回路からの発振信号は、上述の近似式の情報(特性情報)とディップ情報とを足し合わせた第2の近似式の情報、そして圧電振動子12の温度の情報(温度T)を用いて温度補償を行うことができる。 The oscillation signal from the oscillation circuit includes information on the second approximate expression obtained by adding the information on the above approximate expression (characteristic information) and the dip information, and information on the temperature of the piezoelectric vibrator 12 (temperature T). Temperature compensation can be performed.
第1実施形態において、特性情報58及びディップ情報62は、温度補償回路32に出力される。よってディップ情報62も上述の係数で表わすことが好適である。ディップ情報62は以下に示す第3の近似式(べき級数)により近似することができる。
よって、上述同様の計算を行い。ディップ情報62を数式2の係数(A、B、C、D、E、F)で表わすことができる。
こうして得られるディップ情報62は、周波数温度特性の情報54と近似式の情報から生成される近似曲線60の情報の差分により算出され、温度と周波数偏差との関係を表わす情報を近似する第3の近似式の情報から抽出された係数の情報となる。これにより、圧電振動子12の周波数温度特性中のアクティヴィティディップの情報量を小さくすることができるので、メモリ負担を軽減し、コストを抑制してアクティヴィティディップ56を排除した温度補償を行うことができる。
Therefore, the same calculation as described above is performed. The dip information 62 can be expressed by the coefficients (A, B, C, D, E, F) of Equation 2.
The dip information 62 obtained in this way is calculated by the difference between the frequency temperature characteristic information 54 and the information of the approximate curve 60 generated from the approximate expression information, and is a third one that approximates information representing the relationship between temperature and frequency deviation. It becomes the information of the coefficient extracted from the information of the approximate expression. As a result, the amount of activity dip information in the frequency temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 12 can be reduced, so that the memory compensation is reduced, the cost is reduced, and temperature compensation is performed without the activity dip 56. Can do.
ところで、ディップ情報62に係るアクティヴィティディップ56は、例えば図3(b)に示すように、上に凸の曲線を描く第1の温度範囲66、直線的な線を描く第2の温度範囲68、下に凸の曲線を描く第3の温度範囲70を有する。よってディップ情報62は第1の温度範囲66、第2の温度範囲68、第3の温度範囲70、それぞれに対して数式2の係数を算出し、後述の温度補償回路32(後述の第2実施形態の温度補償電圧発生回路)においては、温度補償を行う温度に対応してディップ情報62の係数を選択できるようにすればよい。これによりディップ情報62は数式2に従った近似曲線64を生成することができる。 By the way, the activity dip 56 related to the dip information 62 includes, for example, as shown in FIG. 3B, a first temperature range 66 that draws a convex curve upward, and a second temperature range 68 that draws a straight line. And a third temperature range 70 having a downwardly convex curve. Accordingly, the dip information 62 calculates the coefficient of Equation 2 for each of the first temperature range 66, the second temperature range 68, and the third temperature range 70, and the temperature compensation circuit 32 (described later in a second implementation). (Temperature compensation voltage generation circuit) may be configured such that the coefficient of the dip information 62 can be selected in accordance with the temperature at which temperature compensation is performed. As a result, the dip information 62 can generate an approximate curve 64 according to Equation 2.
よって特性情報58とディップ情報62の組み合わせとしては、(特性情報58、ディップ情報62)=(温度と周波数偏差、温度と周波数偏差)、(係数、係数(温度範囲による場合分け有))、(温度と周波数偏差、係数(温度範囲により場合分け有))、(係数、温度と周波数偏差)、を適用することができる。いずれの組み合せにおいても、温度補償回路32(後述の第2実施形態の温度補償電圧発生回路)は上述の第2の近似式を生成し、温度補償量72を出力する構成を有するものとする。以上の計算は、後述の測定器42により行なわれる。 Therefore, as a combination of the characteristic information 58 and the dip information 62, (characteristic information 58, dip information 62) = (temperature and frequency deviation, temperature and frequency deviation), (coefficient, coefficient (there are cases depending on the temperature range)), ( Temperature and frequency deviation, coefficient (depending on temperature range), (coefficient, temperature and frequency deviation) can be applied. In any combination, the temperature compensation circuit 32 (a temperature compensation voltage generation circuit according to a second embodiment to be described later) is configured to generate the above-described second approximate expression and output the temperature compensation amount 72. The above calculation is performed by the measuring instrument 42 described later.
温度センサー16は、ダイオード構造を有しており、順方向電流を流し、温度によって変化する検出電圧52を温度センサー電圧出力端子24から温度補償回路32または測定器42に出力するものである。ここで検出電圧52は温度上昇とともに1次関数的に減少し、出力される検出電圧52は測定される温度Tに対応したものとなっている。なお、温度センサー16は圧電振動子12に隣接して配置することが望ましい。これにより圧電振動子12の温度を正確に測定することができ、周波数温度特性の情報54、特性情報58、ディップ情報62を高精度に算出することができる。このように本実施形態において圧電振動子12の温度は、温度センサー16からの検出電圧52に対応している。よって後述の測定器42はこの検出電圧52に関連付けられた情報(検出電圧52を定義域とする情報)として周波数温度特性の情報54、特性情報58、ディップ情報62を算出し、温度補償回路32は特性情報58及びディップ情報62をこの検出電圧52に関連付けられた情報として扱い温度補償量72を算出している。 The temperature sensor 16 has a diode structure, allows a forward current to flow, and outputs a detection voltage 52 that varies depending on the temperature from the temperature sensor voltage output terminal 24 to the temperature compensation circuit 32 or the measuring instrument 42. Here, the detection voltage 52 decreases linearly as the temperature rises, and the output detection voltage 52 corresponds to the measured temperature T. The temperature sensor 16 is desirably disposed adjacent to the piezoelectric vibrator 12. Accordingly, the temperature of the piezoelectric vibrator 12 can be accurately measured, and the frequency temperature characteristic information 54, the characteristic information 58, and the dip information 62 can be calculated with high accuracy. As described above, in this embodiment, the temperature of the piezoelectric vibrator 12 corresponds to the detection voltage 52 from the temperature sensor 16. Therefore, the measuring instrument 42 described later calculates frequency temperature characteristic information 54, characteristic information 58, and dip information 62 as information associated with the detection voltage 52 (information having the detection voltage 52 as a domain), and the temperature compensation circuit 32. The temperature compensation amount 72 is calculated by treating the characteristic information 58 and the dip information 62 as information associated with the detected voltage 52.
シリアルインターフェース回路20は、外部からの指令を受けて記憶回路18に特性情報58やディップ情報62を記憶したり、外部に出力するものである。シリアルインターフェース回路20は記憶回路18に接続されるとともに、データ入出力端子26を介して温度補償回路32及び測定器42に接続される。 The serial interface circuit 20 receives a command from the outside and stores the characteristic information 58 and the dip information 62 in the storage circuit 18 or outputs them to the outside. The serial interface circuit 20 is connected to the storage circuit 18 and is also connected to the temperature compensation circuit 32 and the measuring device 42 via the data input / output terminal 26.
記憶回路18は、EEPROM等で形成され、シリアルインターフェース回路20を介して特性情報58やディップ情報62が記憶され(書き込まれ)、または出力することができる。特性情報58及びディップ情報62は、それぞれ有限個のデータにより構成されているが、それぞれ測定器42中のPC46、及び温度補償回路32中のCPU36が共通に認識できるアドレスが設けられているものとする。また、ディップ情報62を係数で記憶する場合は、上述の温度範囲ごとに算出された係数を、後述の温度補償回路32(後述の温度補償電圧発生回路)で使い分けられるように、温度範囲に対応して互いに識別可能なアドレスが設けられているものとする。 The storage circuit 18 is formed of an EEPROM or the like, and the characteristic information 58 and the dip information 62 can be stored (written) or output via the serial interface circuit 20. The characteristic information 58 and the dip information 62 are composed of a finite number of data, respectively, but are provided with addresses that can be commonly recognized by the PC 46 in the measuring instrument 42 and the CPU 36 in the temperature compensation circuit 32, respectively. To do. Further, when the dip information 62 is stored as a coefficient, the coefficient calculated for each temperature range described above corresponds to the temperature range so that the coefficient can be properly used in a temperature compensation circuit 32 (a temperature compensation voltage generation circuit described later). Assume that addresses that can be distinguished from each other are provided.
温度補償回路32は、発振回路14からの発振信号を入力するとともに、特性情報58及びディップ情報62に基づいて発振回路14から出力される発振信号50の発振周波数の温度特性を近似するための第2の近似式を生成し、この第2の近似式と圧電振動子12の温度の情報となる検出電圧52を用いて温度補償量72を算出し、温度補償された発振信号74を出力するものである。 The temperature compensation circuit 32 receives the oscillation signal from the oscillation circuit 14 and also approximates the temperature characteristic of the oscillation frequency of the oscillation signal 50 output from the oscillation circuit 14 based on the characteristic information 58 and the dip information 62. 2 is generated, the temperature compensation amount 72 is calculated using the second approximate expression and the detection voltage 52 which is the temperature information of the piezoelectric vibrator 12, and the temperature compensated oscillation signal 74 is output. It is.
温度補償回路は、周波数補正回路、演算回路となるCPU、メモリ等から構成される。周波数補正回路は、CPUから出力される温度補償量に対応して出力信号の周波数を可変させる回路であって、発振信号出力端子に接続されて発振信号が入力され、CPUの制御のもと温度補償を行った発振信号を出力するものである。 The temperature compensation circuit includes a frequency correction circuit, a CPU serving as an arithmetic circuit, a memory, and the like. The frequency correction circuit is a circuit that varies the frequency of the output signal in accordance with the temperature compensation amount output from the CPU. The frequency correction circuit is connected to the oscillation signal output terminal and receives the oscillation signal, and the temperature is controlled under the control of the CPU. The compensated oscillation signal is output.
CPU36は、温度補償回路の中核をなすものであって、記憶回路18から入力した特性情報58及びディップ情報62から圧電振動子12の発振周波数の温度特性を近似する第2の近似式を生成し、この第2の近似式と温度センサー16から入力される検出電圧52(温度の情報)に基づいて温度補償量72を算出して周波数補正回路34に出力するものである。 The CPU 36 is the core of the temperature compensation circuit, and generates a second approximate expression that approximates the temperature characteristic of the oscillation frequency of the piezoelectric vibrator 12 from the characteristic information 58 and the dip information 62 input from the storage circuit 18. The temperature compensation amount 72 is calculated based on the second approximate expression and the detection voltage 52 (temperature information) input from the temperature sensor 16 and is output to the frequency correction circuit 34.
CPU36は、データ入出力端子26、周波数補正回路34、さらに温度センサー16にA/D変換器40を介して接続されている。CPU36は、起動時に、プログラムによりデータ入出力端子26に記憶回路18に記憶された特性情報58及びディップ情報62を読み出すためのシリアルデータを出力し、記憶回路18内の特性情報58及びディップ情報62をシリアルインターフェース回路20を介して出力させ、CPU36に付属するメモリ38に記憶するものとする。 The CPU 36 is connected to the data input / output terminal 26, the frequency correction circuit 34, and the temperature sensor 16 via the A / D converter 40. At startup, the CPU 36 outputs serial data for reading the characteristic information 58 and the dip information 62 stored in the storage circuit 18 to the data input / output terminal 26 by a program, and the characteristic information 58 and the dip information 62 in the storage circuit 18 are output. Are output via the serial interface circuit 20 and stored in the memory 38 attached to the CPU 36.
記憶回路18に記憶された特性情報58が、上述の数式1を介して算出された温度と周波数偏差の情報により構成される場合、CPU36は数式1の近似式を用いて温度Tの情報と、温度Tに対応する周波数偏差の情報を代入し、最小二乗法等を用いて係数(A、B、C、D、E)を算出し、CPU36に付属するメモリ38に記憶するものとする。また記憶回路18に記憶された特性情報58が係数の情報により構成される場合、CPU36はそのまま付属のメモリに記憶する構成を有するもとする。 When the characteristic information 58 stored in the storage circuit 18 is constituted by the temperature and frequency deviation information calculated through the above-described Equation 1, the CPU 36 uses the approximate expression of Equation 1 to indicate the temperature T information, It is assumed that the frequency deviation information corresponding to the temperature T is substituted, and coefficients (A, B, C, D, E) are calculated using the least square method or the like and stored in the memory 38 attached to the CPU 36. When the characteristic information 58 stored in the storage circuit 18 is constituted by coefficient information, the CPU 36 is assumed to have a configuration in which it is stored in the attached memory as it is.
一方、記憶回路18に記憶されたディップ情報62が、数式1により算出された温度と周波数偏差の情報により構成される場合、CPU36はそのまま付属するメモリ38に記憶し、入力された検出電圧52に対応する温度に一致する温度(最も近い温度)の情報に係る周波数偏差の情報を抽出可能な構成を有するものとする。またディップ情報62が数式2により算出された係数の情報により構成される場合、CPU36はそのまま付属するメモリ38に記憶する。 On the other hand, when the dip information 62 stored in the storage circuit 18 is constituted by the temperature and frequency deviation information calculated by the mathematical formula 1, the CPU 36 stores it in the attached memory 38 as it is, and stores it in the input detection voltage 52. It is assumed that the frequency deviation information related to the information on the temperature (closest temperature) matching the corresponding temperature can be extracted. Further, when the dip information 62 is constituted by the coefficient information calculated by Equation 2, the CPU 36 stores it in the attached memory 38 as it is.
そしてCPU36は、メモリ38から読み出した特性情報58と温度の情報(T−T0)を用い、数式1に従って温度補償量72の特性情報58の成分を算出する。さらにCPU36はメモリ38から読み出したディップ情報62と温度の情報(T−T0)を用いて数式2に従って温度補償量72のディップ情報62の成分を算出する。そして温度補償量72の特性情報58の成分(数式1の右辺)と温度補償量72のディップ情報62の成分(数式2の右辺)を足し合わせることにより温度補償量72を算出する。なお数式1の右辺と数式2の右辺を足し合わせたものも第2の近似式となる。 Then, the CPU 36 uses the characteristic information 58 read from the memory 38 and the temperature information (T−T 0 ) to calculate the component of the characteristic information 58 of the temperature compensation amount 72 according to Equation 1. Further, the CPU 36 calculates the component of the dip information 62 of the temperature compensation amount 72 according to Equation 2 using the dip information 62 read from the memory 38 and the temperature information (T−T 0 ). Then, the temperature compensation amount 72 is calculated by adding the component of the characteristic information 58 of the temperature compensation amount 72 (the right side of Equation 1) and the component of the dip information 62 of the temperature compensation amount 72 (the right side of Equation 2). Note that the sum of the right side of Formula 1 and the right side of Formula 2 is also the second approximate formula.
ここで、入力された温度の情報(検出電圧52)が上述の第1の温度範囲66、第2の温度範囲68、第3の温度範囲70のいずれかに属する場合は、その温度範囲に係る係数を選択して用いるものとする。また入力された温度Tの情報(検出電圧)が上述のいずれの温度範囲にも属さないときは、温度補償量72は特性情報58の成分(数式1)のみを用いて算出するものとする。 Here, when the input temperature information (detection voltage 52) belongs to any of the first temperature range 66, the second temperature range 68, and the third temperature range 70, the temperature range is related. A coefficient is selected and used. Further, when the input temperature T information (detection voltage) does not belong to any of the above temperature ranges, the temperature compensation amount 72 is calculated using only the component (Equation 1) of the characteristic information 58.
またCPU36は、プログラムにより所定時間ごとに温度センサー16からの検出電圧52(温度の情報)をA/D変換器40を介してデジタルデータ化して入力し、付属のメモリ38に記憶する。そしてメモリ38から特性情報58、ディップ情報62を読み出して第2の近似式を生成し、さらにメモリ38から検出電圧52(温度の情報)を読み出して、第2の近似式と検出電圧52から温度補償量72を算出し、温度補償量72を周波数補正回路34に出力する。よってCPU36は所定時間ごとに温度補償量72を算出して周波数補正回路34に出力する。これにより周波数補正回路34は、温度補償後の発振信号74を常時出力するが、発振信号74は所定時間ごとに温度補償が行われることになる。 Further, the CPU 36 converts the detected voltage 52 (temperature information) from the temperature sensor 16 into digital data via the A / D converter 40 and inputs it into the attached memory 38 every predetermined time by a program. Then, the characteristic information 58 and the dip information 62 are read from the memory 38 to generate a second approximate expression, and the detection voltage 52 (temperature information) is further read from the memory 38, and the temperature is calculated from the second approximate expression and the detection voltage 52. A compensation amount 72 is calculated, and the temperature compensation amount 72 is output to the frequency correction circuit 34. Therefore, the CPU 36 calculates the temperature compensation amount 72 every predetermined time and outputs it to the frequency correction circuit 34. As a result, the frequency correction circuit 34 always outputs the oscillation signal 74 after temperature compensation, but the oscillation signal 74 is subjected to temperature compensation every predetermined time.
上述のように、CPU36においては特性情報58及びディップ情報62を必要とするため、圧電発振器10においてCPU36に出力すべき特性情報58及びディップ情報62を予め記憶回路18に記憶する必要がある。このため圧電発振器10を測定器42に接続し、圧電発振器10の設定最低温度から設定最高温度の範囲の周波数温度特性の情報54を生成し、これに基づいて特性情報58及びディップ情報62を生成する必要がある。 As described above, since the CPU 36 requires the characteristic information 58 and the dip information 62, the piezoelectric oscillator 10 needs to store the characteristic information 58 and the dip information 62 to be output to the CPU 36 in the storage circuit 18 in advance. For this reason, the piezoelectric oscillator 10 is connected to the measuring instrument 42, and the frequency temperature characteristic information 54 in the range from the set minimum temperature to the set maximum temperature of the piezoelectric oscillator 10 is generated. Based on this, the characteristic information 58 and the dip information 62 are generated. There is a need to.
図2に圧電発振器と測定器との接続図を示す。測定器42は、温度補償回路32が必要とする特性情報58及びディップ情報62を算出して記憶回路18に書き込むものである。測定器42は、周波数カウンター44、PC46(パーソナルコンピューター)、電圧マルチメーター48により構成される。周波数カウンター44は、発振信号出力端子22に接続され、発振回路14から出力される発振信号50の周波数を測定してPC46に出力することができる。電圧マルチメーター48は、温度センサー16からの検出電圧52をデジタルデータに変換してPC46に出力することができる。 FIG. 2 shows a connection diagram between the piezoelectric oscillator and the measuring instrument. The measuring device 42 calculates characteristic information 58 and dip information 62 required by the temperature compensation circuit 32 and writes them in the storage circuit 18. The measuring instrument 42 includes a frequency counter 44, a PC 46 (personal computer), and a voltage multimeter 48. The frequency counter 44 is connected to the oscillation signal output terminal 22 and can measure the frequency of the oscillation signal 50 output from the oscillation circuit 14 and output it to the PC 46. The voltage multimeter 48 can convert the detection voltage 52 from the temperature sensor 16 into digital data and output it to the PC 46.
PCは、キー操作等により周波数カウンターや電圧マルチメーターを起動可能であるとともに、温度センサーからの検出電圧(温度の情報)を入力してPCに付属する記憶領域(不図示)に記憶することができる。 The PC can start a frequency counter or voltage multimeter by key operation, etc., and can input a detection voltage (temperature information) from a temperature sensor and store it in a storage area (not shown) attached to the PC. it can.
本実施形態においては、圧電発振器10を温度調整が可能なチャンバー(不図示)内に配置し、圧電発振器10を設定最低温度から設定最高温度まで所定の温度幅で変化させ、PCはプログラム等により各温度点において圧電発振器10が出力する発振信号50の発振周波数を測定することにより周波数温度特性の情報54を生成する。なお温度幅は、周波数温度特性の情報54中のアクティヴィティディップ56の形状を識別可能な分解能に対応する程度であればよい。 In the present embodiment, the piezoelectric oscillator 10 is disposed in a temperature-adjustable chamber (not shown), and the piezoelectric oscillator 10 is changed within a predetermined temperature range from the set minimum temperature to the set maximum temperature. Frequency temperature characteristic information 54 is generated by measuring the oscillation frequency of the oscillation signal 50 output from the piezoelectric oscillator 10 at each temperature point. It should be noted that the temperature width only needs to correspond to a resolution that can identify the shape of the activity dip 56 in the frequency temperature characteristic information 54.
そしてPC46は上述の数式1、または後述のように数式2を用いて特性情報58及びディップ情報62を生成し、これらをシリアルデータ化しシリアルインターフェース回路20を介して記憶回路18に記憶する。その後圧電発振器10を温度補償回路32に接続すると、記憶回路18に記憶された特性情報58及びディップ情報62が温度補償回路32のCPU36(メモリ38)に入力され、この特性情報58及びディップ情報62に基づいて第2の近似式を算出し、第2の近似式と検出電圧52により温度補償量72を算出し、周波数補正回路34に温度補償量72を出力して温度補償後の発振信号74を出力することになる。 Then, the PC 46 generates the characteristic information 58 and the dip information 62 by using the above formula 1 or the formula 2 as described later, converts them into serial data, and stores them in the storage circuit 18 via the serial interface circuit 20. Thereafter, when the piezoelectric oscillator 10 is connected to the temperature compensation circuit 32, the characteristic information 58 and the dip information 62 stored in the storage circuit 18 are input to the CPU 36 (memory 38) of the temperature compensation circuit 32, and the characteristic information 58 and the dip information 62 are stored. The temperature compensation amount 72 is calculated from the second approximation equation and the detection voltage 52 based on the second approximation equation, the temperature compensation amount 72 is output to the frequency correction circuit 34, and the temperature compensated oscillation signal 74 is calculated. Will be output.
本実施形態において、記憶回路18に記憶する特性情報58及びディップ情報62の容量について述べる。まず特性情報58及びディップ情報62が、それぞれ温度と周波数偏差の情報により構成される場合について考える。特性情報58は、例えば、近似式において第1温度点(設定最低温度、例:−30℃)、第2温度点(例:−15℃)、第3温度点(例:0℃)、第4温度点(基準温度、例:+25℃)、第5温度点(例:+50℃)、第6温度点(例:+70℃)、第7温度点(設定最高温度、例+85℃)における周波数偏差を抽出し、各温度点の情報と各温度点における周波数偏差の情報との組み合わせにより構成する。なお、以上の温度点を採用することにより数式1における係数を容易に算出することができる。 In the present embodiment, the capacities of the characteristic information 58 and the dip information 62 stored in the storage circuit 18 will be described. First, consider the case where the characteristic information 58 and the dip information 62 are each composed of temperature and frequency deviation information. The characteristic information 58 includes, for example, a first temperature point (set minimum temperature, for example, −30 ° C.), a second temperature point (for example, −15 ° C.), a third temperature point (for example, 0 ° C.), Frequency at 4th temperature point (reference temperature, eg: + 25 ° C), 5th temperature point (eg: + 50 ° C), 6th temperature point (eg: + 70 ° C), 7th temperature point (set maximum temperature, eg + 85 ° C) The deviation is extracted and configured by a combination of information on each temperature point and information on the frequency deviation at each temperature point. In addition, the coefficient in Formula 1 is easily computable by employ | adopting the above temperature point.
温度点ごとの各情報で用いる容量は各情報の有効数字に従って変動するが、本実施形形態ではそれぞれ2バイトと仮定する。すると温度点の情報7つと、これに対応する周波数偏差の情報7つにより特性情報58が使用する容量は28バイトとなる。一方、ディップ情報62は、周波数温度特性の情報54に現れるアクティヴィティディップ56を含む温度範囲において14個の温度点を用い、これに対応する周波数偏差も14個用いることにする。このときも各情報が用いる容量を2バイトとすると、ディップ情報62が使用する容量は56バイトとなる。したがって、特性情報58とディップ情報62とを合わせると84バイトとなる。 The capacity used for each piece of information for each temperature point varies according to the significant number of each piece of information, but in the present embodiment, it is assumed that each is 2 bytes. Then, the capacity used by the characteristic information 58 is 28 bytes based on seven pieces of temperature point information and seven pieces of frequency deviation information corresponding thereto. On the other hand, for the dip information 62, 14 temperature points are used in the temperature range including the activity dip 56 appearing in the frequency temperature characteristic information 54, and 14 frequency deviations corresponding thereto are also used. At this time, if the capacity used by each information is 2 bytes, the capacity used by the dip information 62 is 56 bytes. Therefore, the sum of the characteristic information 58 and the dip information 62 is 84 bytes.
次に特性情報58及びディップ情報62が、それぞれ係数の情報により構成される場合について考える。特性情報58は上述の数式1の係数(5つ)となる。よって1つの係数の情報当たり2バイト用いるとすると、特性情報58が使用する容量は10バイトとなる。一方、ディップ情報62は上述の数式2の係数(6つ)となるとともに、温度範囲において場合分けされる。ディップ情報62に係るアクティヴィティディップ56が上述のように、第1の温度範囲、第2の温度範囲、第3の温度範囲ごとに係数の情報を生成するものとする。すると第1の温度範囲及び第3の温度範囲においては係数をそれぞれ6つ用い、第2の温度範囲ではアクティヴィティディップが一次関数になっているので係数を2つ(E、F)用いることになる。よって1つの係数の情報当たり2バイト用いるとすると、ディップ情報62が使用する容量は28バイトとなる。したがって、特性情報58とディップ情報62とを合わせると38バイトとなる。 Next, consider the case where the characteristic information 58 and the dip information 62 are each composed of coefficient information. The characteristic information 58 is the coefficient (five) of the above-described formula 1. Therefore, if 2 bytes are used per information of one coefficient, the capacity used by the characteristic information 58 is 10 bytes. On the other hand, the dip information 62 is the coefficient (six) of the above-described formula 2 and is classified according to the temperature range. As described above, the activity dip 56 related to the dip information 62 generates coefficient information for each of the first temperature range, the second temperature range, and the third temperature range. Then, six coefficients are used in each of the first temperature range and the third temperature range, and two coefficients (E, F) are used because the activity dip is a linear function in the second temperature range. Become. Therefore, if 2 bytes are used per information of one coefficient, the capacity used by the dip information 62 is 28 bytes. Therefore, the total of the characteristic information 58 and the dip information 62 is 38 bytes.
ところで、周波数温度特性の情報54をアクティヴィティディップ56の形状が認識できるほどの温度幅で生成した場合は、上述の2つの場合の容量よりもはるかに大きな容量を必要とする。したがって、本実施形態のように周波数温度特性を特性情報58とディップ情報62とを用いて表わすことにより、使用する容量を削減し記憶回路18に対するメモリ負担を軽減することが可能であることがわかる。 By the way, when the frequency temperature characteristic information 54 is generated with a temperature range that allows the shape of the activity dip 56 to be recognized, a capacity much larger than the capacity in the above two cases is required. Therefore, it can be seen that the frequency temperature characteristics can be expressed using the characteristic information 58 and the dip information 62 as in the present embodiment, so that the capacity used can be reduced and the memory load on the storage circuit 18 can be reduced. .
第1実施形態の圧電発振器10によれば、発振回路14からは、圧電振動子12の周波数温度特性にアクティヴィティディップ56を包含する発振信号50を出力することになるが、周波数温度特性を、特性情報58とディップ情報62により近似的に表わすので、それぞれのメモリ使用量を抑制し記憶回路18に対するメモリ負担を抑制することができる。そして特性情報58とディップ情報62を出力するので、ユーザー側においてこの2つの情報を取得することにより発振信号50の温度補償を行うことが可能となる。 According to the piezoelectric oscillator 10 of the first embodiment, the oscillation circuit 14 outputs the oscillation signal 50 including the activity dip 56 in the frequency temperature characteristic of the piezoelectric vibrator 12. Since it is approximately represented by the characteristic information 58 and the dip information 62, the memory usage can be suppressed and the memory load on the storage circuit 18 can be suppressed. Since the characteristic information 58 and the dip information 62 are output, the temperature compensation of the oscillation signal 50 can be performed by acquiring these two pieces of information on the user side.
また本実施形態の圧電発振器10は温度補償回路32に接続された構成、及び温度補償回路32を包含した構成を有している。よって、温度補償回路32(周波数補正回路34)からは、圧電振動子12のアクティヴィティディップ56を包含した周波数温度特性に対応して温度補償を行った発振信号74を出力することになる。よってアクティヴィティディップ56を包含した周波数温度特性を有する圧電振動子12を用いて発振回路14であっても高精度な温度補償を行うことができる。 Further, the piezoelectric oscillator 10 of the present embodiment has a configuration connected to the temperature compensation circuit 32 and a configuration including the temperature compensation circuit 32. Therefore, the temperature compensation circuit 32 (frequency correction circuit 34) outputs an oscillation signal 74 that has been subjected to temperature compensation in accordance with the frequency temperature characteristic including the activity dip 56 of the piezoelectric vibrator 12. Therefore, highly accurate temperature compensation can be performed even with the oscillation circuit 14 using the piezoelectric vibrator 12 having the frequency temperature characteristic including the activity dip 56.
第2実施形態に係る圧電発振器を図4に示す。図4に示すように圧電発振器は、半導体基板(不図示)上にパターニングにより、発振回路104、温度センサー106、温度補償電圧発生回路108、記憶回路136、切替回路138、シリアルインターフェース回路140、電源端子142、グランド端子144等の各端子が形成された半導体回路基板を備え、発振回路104と圧電振動子102が接続された構造を有している。 FIG. 4 shows a piezoelectric oscillator according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the piezoelectric oscillator includes an oscillation circuit 104, a temperature sensor 106, a temperature compensation voltage generation circuit 108, a storage circuit 136, a switching circuit 138, a serial interface circuit 140, a power supply by patterning on a semiconductor substrate (not shown). A semiconductor circuit board on which terminals such as a terminal 142 and a ground terminal 144 are formed is provided, and the oscillation circuit 104 and the piezoelectric vibrator 102 are connected.
圧電振動子102は、第1実施形態の圧電振動子12と同様の特性を有するものとする。発振回路104は、圧電振動子102を発振源とする例えばコルピッツ型の発振回路であるとともに、発振回路104には可変容量が内蔵され、この可変容量に印加する温度補償電圧164または外部からの理想補償電圧156を入力して発振回路104から出力される発振信号154の温度補償を行い、発振信号154を発振信号出力端子146に出力する。 The piezoelectric vibrator 102 has the same characteristics as the piezoelectric vibrator 12 of the first embodiment. The oscillation circuit 104 is, for example, a Colpitts type oscillation circuit using the piezoelectric vibrator 102 as an oscillation source. The oscillation circuit 104 has a built-in variable capacitor, and a temperature compensation voltage 164 applied to the variable capacitor or an ideal from the outside. The compensation voltage 156 is input, temperature compensation of the oscillation signal 154 output from the oscillation circuit 104 is performed, and the oscillation signal 154 is output to the oscillation signal output terminal 146.
温度補償電圧164及び理想補償電圧156は、圧電振動子102を包含する発振回路104を、設定最低温度から設定最高温度にまで変化させたときに、発振信号154の周波数が基準温度(25℃)における基準周波数と同じになるように発振回路104の可変容量に印加する電圧である。よって温度補償電圧164及び理想補償電圧156の温度特性は圧電振動子102の周波数温度特性と一致し、その温度特性中にアクティヴィティディップ56が現れることになる。したがって、理想補償電圧156の温度特性から数式1や数式2に従って第1実施形態と同様の特性情報158(特性情報58と同様、図3参照)及びディップ情報160(ディップ情報62と同様、図3参照)を得ることができる。なお温度補償電圧164及び理想補償電圧156は発振信号154の周波数の変化がリニアに応答する範囲(線形応答する範囲)で用いるものとする。 The temperature compensation voltage 164 and the ideal compensation voltage 156 are such that when the oscillation circuit 104 including the piezoelectric vibrator 102 is changed from the set minimum temperature to the set maximum temperature, the frequency of the oscillation signal 154 is the reference temperature (25 ° C.). Is a voltage applied to the variable capacitor of the oscillation circuit 104 so as to be the same as the reference frequency in FIG. Therefore, the temperature characteristics of the temperature compensation voltage 164 and the ideal compensation voltage 156 coincide with the frequency temperature characteristics of the piezoelectric vibrator 102, and the activity dip 56 appears in the temperature characteristics. Therefore, according to the temperature characteristics of the ideal compensation voltage 156, the same characteristic information 158 (see the same as the characteristic information 58, see FIG. 3) and the dip information 160 (the same as the dip information 62, as shown in FIG. See). Note that the temperature compensation voltage 164 and the ideal compensation voltage 156 are used in a range in which the change in the frequency of the oscillation signal 154 responds linearly (range in which linear response is performed).
温度センサー106は、第1実施形態の温度センサー16と同様にダイオード構造を有しており、順方向電流を流し、温度によって変化するダイオードの端子間電位であるアナログの検出電圧を温度補償電圧発生回路に出力することができる。また温度センサーは電源電圧が供給される限り常時検出電圧を出力するものとする。 Similar to the temperature sensor 16 of the first embodiment, the temperature sensor 106 has a diode structure, generates a temperature-compensated voltage by passing a forward current and generating an analog detection voltage that is a potential between the terminals of the diode, which varies with temperature. Can be output to the circuit. The temperature sensor always outputs the detection voltage as long as the power supply voltage is supplied.
温度補償電圧発生回路108は、4次電圧発生回路110、3次電圧発生回路112、2次電圧発生回路114、1次電圧発生回路116、0次電圧発生回路118、DIP電圧発生回路120、加算回路122により構成されている。また各電圧発生回路は記憶回路136に接続される。 The temperature compensation voltage generation circuit 108 includes a quaternary voltage generation circuit 110, a tertiary voltage generation circuit 112, a secondary voltage generation circuit 114, a primary voltage generation circuit 116, a 0th order voltage generation circuit 118, a DIP voltage generation circuit 120, and an addition. The circuit 122 is configured. Each voltage generating circuit is connected to the memory circuit 136.
本実施形態の圧電振動子102の周波数温度特性は、第1実施形態の圧電振動子12と同様に、特性情報158、ディップ情報160により近似的に表わすことができる。よってこのような温度特性を有する発振信号154の温度補償を行うために、温度補償電圧164(理想補償電圧156)Vhの特性情報158に係る成分は、以下のような温度特性を有する必要がある。
ここで、Vc4、Vc3、Vc2、Vc1、Vc0は、それぞれ数式1の−A、−B、−C、−D、−Eに対応する。またT0は基準温度である。このため4次電圧発生回路110には係数(Vc4)の情報が、3次電圧発生回路112には係数(Vc3)の情報が、2次電圧発生回路114には係数(Vc2)の情報が、1次電圧発生回路116には係数(Vc1)の情報が、0次電圧発生回路118には係数(Vc0)の情報がそれぞれ入力される構成を有している。 Here, Vc 4 , Vc 3 , Vc 2 , Vc 1 , and Vc 0 correspond to −A, −B, −C, −D, and −E in Formula 1, respectively. T 0 is a reference temperature. Information coefficients in the order 4 primary voltage generating circuit 110 (Vc 4) is, information of the coefficient for third order voltage generating circuit 112 (Vc 3) is the secondary voltage generating circuit 114 coefficients (Vc 2) The information is configured such that the primary voltage generation circuit 116 receives information on the coefficient (Vc 1 ) and the zero-order voltage generation circuit 118 receives information on the coefficient (Vc 0 ).
そして0次電圧発生回路118以外の各電圧発生回路に圧電振動子102の温度の情報、すなわち検出電圧152が入力されると、4次電圧発生回路110は圧電振動子102の温度の情報(T−T0)の4乗と係数(Vc4)の情報との積に対応する電圧を出力し、3次電圧発生回路112は温度の情報(T−T0)の3乗と係数(Vc3)の情報の積に対応する電圧を出力し、2次電圧発生回路114は温度の情報(T−T0)の2乗と係数(Vc2)の積に対応する電圧を出力し、1次電圧発生回路116は温度の情報(T−T0)と係数(Vc1)の積を出力し、0次電圧発生回路118は係数(Vc1)の値に対応する電圧を出力する。 When the temperature information of the piezoelectric vibrator 102, that is, the detection voltage 152 is input to each voltage generation circuit other than the zero-order voltage generation circuit 118, the quaternary voltage generation circuit 110 receives the temperature information (T −T 0 ) and the voltage corresponding to the product of the coefficient (Vc 4 ) information are output, and the tertiary voltage generation circuit 112 outputs the third power of the temperature information (T−T 0 ) and the coefficient (Vc 3). ) Is output, and the secondary voltage generation circuit 114 outputs a voltage corresponding to the product of the square of the temperature information (T−T 0 ) and the coefficient (Vc 2 ). The voltage generation circuit 116 outputs the product of the temperature information (T−T 0 ) and the coefficient (Vc 1 ), and the zero-order voltage generation circuit 118 outputs a voltage corresponding to the value of the coefficient (Vc 1 ).
一方、ディップ情報160が温度と周波数偏差との関係を示す情報である場合、DIP電圧発生回路120にはディップ情報160の全てが入力されるとともに、温度センサー106からの温度の情報(検出電圧152)に一致する温度(最も近い温度でもよい)の情報に係る周波数偏差の情報を抽出し、この情報に対応する電圧を出力する。そして、これらの電圧は加算回路122において加算され温度補償電圧164(Vh)が生成される。 On the other hand, when the dip information 160 is information indicating the relationship between the temperature and the frequency deviation, all of the dip information 160 is input to the DIP voltage generation circuit 120 and temperature information (detection voltage 152) from the temperature sensor 106 is input. ) Is extracted, and the voltage corresponding to this information is output. These voltages are added by the adder circuit 122 to generate a temperature compensation voltage 164 (Vh).
記憶回路136は、EEPROM等で形成され、シリアルインターフェース回路140を介して入力される特性情報158及びディップ情報160を記憶するとともに、これらの情報を温度補償電圧発生回路108に出力するものである。 The storage circuit 136 is formed of an EEPROM or the like, stores characteristic information 158 and dip information 160 input via the serial interface circuit 140, and outputs these information to the temperature compensation voltage generation circuit 108.
よって記憶回路136は、係数(Vc4)に対応する係数Aの情報を4次電圧発生回路110に出力し、係数(Vc3)に対応する係数Bの情報を3次電圧発生回路112に出力し、係数(Vc2)に対応する係数Cの情報を2次電圧発生回路114に出力し、係数(Vc1)に対応する係数Dの情報を1次電圧発生回路116に出力し、係数(Vc0)(オフセット量)に対応する係数Eの情報を0次電圧発生回路118に出力する。そしてディップ情報160が温度と周波数偏差の情報である場合は、ディップ情報160の全てをDIP電圧発生回路120に出力する。 Therefore, the memory circuit 136 outputs information on the coefficient A corresponding to the coefficient (Vc 4 ) to the fourth voltage generation circuit 110 and outputs information on the coefficient B corresponding to the coefficient (Vc 3 ) to the third voltage generation circuit 112. Then, information on the coefficient C corresponding to the coefficient (Vc 2 ) is output to the secondary voltage generation circuit 114, information on the coefficient D corresponding to the coefficient (Vc 1 ) is output to the primary voltage generation circuit 116, and the coefficient ( Information on the coefficient E corresponding to (Vc 0 ) (offset amount) is output to the zero-order voltage generation circuit 118. If the dip information 160 is temperature and frequency deviation information, the entire dip information 160 is output to the DIP voltage generation circuit 120.
特性情報158及びディップ情報160は後述のPC174において算出される。なお記憶回路136は、新たな特性情報158及びディップ情報160が入力されると、もとの特性情報158及びディップ情報160に上書きする形で記憶するとともに、新たな特性情報158及びディップ情報160を温度補償電圧発生回路108に出力する。 The characteristic information 158 and the dip information 160 are calculated by the PC 174 described later. When new characteristic information 158 and dip information 160 are input, the storage circuit 136 overwrites the original characteristic information 158 and dip information 160 and stores the new characteristic information 158 and dip information 160. This is output to the temperature compensation voltage generation circuit 108.
切替回路138は、温度補償電圧発生回路108と発振回路104との間に介装されている。切替回路138は、一方が発振回路104に接続され、他方が温度補償電圧発生回路108及び電圧入力端子148(電圧発生回路170)のいずれか一方に接続可能な構成を有している。切替回路138はシリアルインターフェース回路140から入力される切替信号162により、温度補償電圧発生回路108側及び電圧入力端子148側に切替接続することができる。 The switching circuit 138 is interposed between the temperature compensation voltage generation circuit 108 and the oscillation circuit 104. The switching circuit 138 has a configuration in which one is connected to the oscillation circuit 104 and the other is connectable to either the temperature compensation voltage generation circuit 108 or the voltage input terminal 148 (voltage generation circuit 170). The switching circuit 138 can be switched and connected to the temperature compensation voltage generation circuit 108 side and the voltage input terminal 148 side by a switching signal 162 input from the serial interface circuit 140.
シリアルインターフェース回路140は、信号入力端子150に接続され、外部からのシリアルデータ(特性情報158、ディップ情報160、切替信号162)をデコードし、デコードした情報が特性情報158及びディップ情報160である場合は、これらの情報を記憶回路136に出力し、デコードした情報が切替信号162である場合は切替信号162を切替回路138に出力する。 The serial interface circuit 140 is connected to the signal input terminal 150, decodes serial data (characteristic information 158, dip information 160, switching signal 162) from the outside, and the decoded information is characteristic information 158 and dip information 160. Outputs the information to the storage circuit 136, and outputs the switching signal 162 to the switching circuit 138 when the decoded information is the switching signal 162.
本実施形態における特性情報158及びディップ情報160の算出過程においては、圧電発振器100を測定器166に接続する。測定器166は、周波数カウンター168、電圧発生回路170、電圧マルチメーター172、PC174(パーソナルコンピューター)により構成されている。 In the calculation process of the characteristic information 158 and the dip information 160 in the present embodiment, the piezoelectric oscillator 100 is connected to the measuring instrument 166. The measuring instrument 166 includes a frequency counter 168, a voltage generation circuit 170, a voltage multimeter 172, and a PC 174 (personal computer).
周波数カウンター168は、発振信号出力端子146に接続され、発振回路104から出力される発振信号154の周波数の情報を所定時間ごとに測定してPC174に出力するものである。電圧発生回路170は電圧入力端子148に接続され、任意の電圧値に調整可能な理想補償電圧156を、切替回路138を介して発振回路104に出力するものである。電圧マルチメーター172は、電圧発生回路170が出力する理想補償電圧164の値を測定し、理想補償電圧164の情報をPCに出力するものである。 The frequency counter 168 is connected to the oscillation signal output terminal 146, measures the frequency information of the oscillation signal 154 output from the oscillation circuit 104 at predetermined time intervals, and outputs it to the PC 174. The voltage generation circuit 170 is connected to the voltage input terminal 148 and outputs an ideal compensation voltage 156 that can be adjusted to an arbitrary voltage value to the oscillation circuit 104 via the switching circuit 138. The voltage multimeter 172 measures the value of the ideal compensation voltage 164 output from the voltage generation circuit 170 and outputs information on the ideal compensation voltage 164 to the PC.
PC174は信号入力端子150に接続され、特性情報158及びディップ情報160を算出するとともに、これらの情報、または切替信号162の情報をシリアルデータ化してシリアルインターフェース回路140に出力するものである。 The PC 174 is connected to the signal input terminal 150, calculates the characteristic information 158 and the dip information 160, converts the information or the information of the switching signal 162 into serial data, and outputs the serial data to the serial interface circuit 140.
理想補償電圧156の調整は、例えば作業者がPC174のディスプレイ上に表示される発振信号154の周波数の値を見ながら手動で調整し、PC174におけるキー操作により発振信号154の周波数が基本周波数に一致するときの理想補償電圧156の情報と温度の情報を入力してもよい。また電圧発生回路170をPC174に接続し、PC174にインストールされたプログラム等にしたがって発振信号154の周波数が基準周波数となるように電圧発生回路170の出力を調整し、このときの理想補償電圧156の情報と温度の情報を入力する構成としてもよい。いずれの場合でもPC174においては、温度の情報を温度センサー106から出力される検出電圧152に換算する構成を有するものとする。 The ideal compensation voltage 156 is adjusted by, for example, an operator manually adjusting the frequency of the oscillation signal 154 displayed on the display of the PC 174, and the frequency of the oscillation signal 154 matches the basic frequency by key operation on the PC 174. Information of ideal compensation voltage 156 and temperature information may be input. Further, the voltage generation circuit 170 is connected to the PC 174, and the output of the voltage generation circuit 170 is adjusted so that the frequency of the oscillation signal 154 becomes the reference frequency according to a program installed in the PC 174, and the ideal compensation voltage 156 at this time The information and temperature information may be input. In any case, the PC 174 has a configuration that converts temperature information into a detection voltage 152 output from the temperature sensor 106.
本実施形態における特性情報158及びディップ情報160は、第1実施形態と同様に圧電振動子102を包含する発振回路に対して設定最低温度から設定最高温度まで所定の温度幅で変化させる。そして、そのときの発振信号154の周波数が基準周波数となるように手動もしくはPC174のプログラム等により理想補償電圧156を印加して、印加電圧の情報と温度の情報を生成し、これにより理想補償電圧156の温度特性の情報を生成する。そしてこの温度特性の情報を数式1に適用することにより得ることができる。 The characteristic information 158 and the dip information 160 in the present embodiment are changed in a predetermined temperature range from the set minimum temperature to the set maximum temperature for the oscillation circuit including the piezoelectric vibrator 102 as in the first embodiment. Then, the ideal compensation voltage 156 is applied manually or by a program of the PC 174 or the like so that the frequency of the oscillation signal 154 at that time becomes the reference frequency, and the applied voltage information and the temperature information are generated. 156 temperature characteristic information is generated. This temperature characteristic information can be obtained by applying Equation 1.
図5に第2実施形態の圧電発振器の変形例の部分詳細図を示す。次に、ディップ情報160が数式2により係数の情報として用いられる場合について説明する。DIP電圧発生回路120は、数式2に示す係数に対応するため図5に示すように、5次電圧発生回路124、4次電圧発生回路126、3次電圧発生回路128、2次電圧発生回路130、1次電圧発生回路132、0次電圧発生回路134から構成され、入力側が記憶回路136に互いに並列に接続され、出力側が加算回路122にそれぞれ接続される。また各電圧発生回路は温度センサー106に接続され検出電圧152が入力される。よってDIP電圧発生回路120から出力される電圧Vh1は以下のようになる。
ここで、Vc5、Vc4、Vc3、Vc2、Vc1、Vc0は、それぞれ数式2の−A、−B、−C、−D、−E、−Fに対応する。またT0は基準温度である。このため5次電圧発生回路124には係数(Vc5)に対応する係数Aの情報が、4次電圧発生回路126には係数(Vc4)に対応する係数Bの情報が、3次電圧発生回路128には係数(Vc3)に対応する係数Cの情報が、2次電圧発生回路130には係数(Vc2)に対応する係数Dの情報が、1次電圧発生回路132には係数(Vc1)に対応する係数Eの情報が、0次電圧発生回路134には係数(Vc0)に対応する係数Fの情報がそれぞれ入力される構成を有している。 Here, Vc 5 , Vc 4 , Vc 3 , Vc 2 , Vc 1 , and Vc 0 correspond to −A, −B, −C, −D, −E, and −F in Formula 2, respectively. T 0 is a reference temperature. For this reason, the fifth voltage generation circuit 124 generates information on the coefficient A corresponding to the coefficient (Vc 5 ), and the fourth voltage generation circuit 126 receives information on the coefficient B corresponding to the coefficient (Vc 4 ). The circuit 128 has information on the coefficient C corresponding to the coefficient (Vc 3 ), the secondary voltage generation circuit 130 has information on the coefficient D corresponding to the coefficient (Vc 2 ), and the primary voltage generation circuit 132 has the coefficient ( The information on the coefficient E corresponding to Vc 1 ) and the information on the coefficient F corresponding to the coefficient (Vc 0 ) are input to the zero-order voltage generation circuit 134.
そして各電圧発生回路に圧電振動子102の温度の情報、すなわち検出電圧152が入力されると、5次電圧発生回路124は圧電振動子102の温度の情報(T−T0)の5乗と係数(Vc5)の情報との積に対応する電圧を出力し、4次電圧発生回路126は温度の情報(T−T0)の4乗と係数(Vc4)の情報との積に対応する電圧を出力し、3次電圧発生回路128は温度の情報(T−T0)の3乗と係数(Vc3)の情報の積に対応する電圧を出力し、2次電圧発生回路130は温度の情報(T−T0)の2乗と係数(Vc2)の積に対応する電圧を出力し、1次電圧発生回路132は温度の情報(T−T0)と係数(Vc1)の積を出力し、0次電圧発生回路134は係数(Vc0)の値に対応する電圧を出力する。 When the voltage information of the piezoelectric vibrator 102, that is, the detection voltage 152 is input to each voltage generation circuit, the fifth-order voltage generation circuit 124 calculates the fifth power of the temperature information (T−T 0 ) of the piezoelectric vibrator 102. A voltage corresponding to the product of the coefficient (Vc 5 ) information is output, and the quaternary voltage generation circuit 126 corresponds to the product of the fourth power of the temperature information (T−T 0 ) and the coefficient (Vc 4 ) information. The secondary voltage generation circuit 128 outputs a voltage corresponding to the product of the third power of the temperature information (T−T 0 ) and the coefficient (Vc 3 ) information, and the secondary voltage generation circuit 130 A voltage corresponding to the product of the square of the temperature information (T−T 0 ) and the coefficient (Vc 2 ) is output, and the primary voltage generation circuit 132 outputs the temperature information (T−T 0 ) and the coefficient (Vc 1 ). outputs of the product, 0-order voltage generating circuit 134 outputs a voltage corresponding to the value of the coefficient (Vc 0) That.
ここでディップ情報160は、第1実施形態で述べたように、例えば、ディップの形状が上に凸の形状の第1の温度範囲66、1次関数的に変化する第2の温度範囲68、下に凸の形状の第3の温度範囲70ごとに係数が求められており、各係数には対応する温度範囲の情報が付加されている。よって各電圧発生回路は、記憶回路136からそれぞれ複数の係数(本実施形態では3つ)が入力される。さらに各電圧発生回路は、温度センサー106からの温度の情報(検出電圧152)がどの温度範囲に属するかを判別し、温度範囲に属する係数を選択する。よって各電圧発生回路は、予め記憶回路136から入力された複数の係数のうち、検出電圧152に係る温度に対応する係数を選択し、選択した係数と検出電圧152とに基づいて対応する電圧を出力することになる。これにより、温度補償電圧164は特性情報158に係る電圧(Vh)とディップ情報160に係る電圧(Vh1)とを足し合わせることにより生成され、周波数温度特性にアクティヴィティディップ56を有する場合であっても発振信号154の温度補償を良好に行うことができる。なお、入力された温度T(検出電圧152)が、上述の第1の温度範囲66、第2の温度範囲68、第3の温度範囲70のいずれにも属さないときは、温度補償電圧164は、特性情報158に係る電圧(Vh)のみにより算出される。 Here, as described in the first embodiment, the dip information 160 includes, for example, a first temperature range 66 in which the shape of the dip is an upwardly convex shape, a second temperature range 68 that changes in a linear function, A coefficient is obtained for each third temperature range 70 having a downwardly convex shape, and information on the corresponding temperature range is added to each coefficient. Therefore, each voltage generation circuit receives a plurality of coefficients (three in this embodiment) from the storage circuit 136. Further, each voltage generation circuit determines which temperature range the temperature information (detection voltage 152) from the temperature sensor 106 belongs to, and selects a coefficient belonging to the temperature range. Accordingly, each voltage generation circuit selects a coefficient corresponding to the temperature related to the detection voltage 152 from among a plurality of coefficients input in advance from the storage circuit 136, and selects a corresponding voltage based on the selected coefficient and the detection voltage 152. Will be output. Thus, the temperature compensation voltage 164 is generated by adding the voltage (Vh) related to the characteristic information 158 and the voltage (Vh 1 ) related to the dip information 160, and has the activity dip 56 in the frequency temperature characteristic. However, the temperature compensation of the oscillation signal 154 can be performed satisfactorily. When the input temperature T (detection voltage 152) does not belong to any of the first temperature range 66, the second temperature range 68, and the third temperature range 70, the temperature compensation voltage 164 is , Calculated only by the voltage (Vh) according to the characteristic information 158.
よって第2実施形態に係る圧電発振器100によれば、発振回路104からは、圧電振動子102のアクティヴィティディップ56を包含した周波数温度特性に対応して温度補償を行った発振信号154を出力することになる。よってアクティヴィティディップ56を包含した周波数温度特性を有する圧電振動子102を用いた発振回路104であっても高精度な温度補償を行うことができる。また周波数温度特性を、特性情報158とディップ情報160を用いて近似的に表わすので、それぞれのメモリ使用量を抑制し記憶回路136に対するメモリ負担を抑制することができる。 Therefore, according to the piezoelectric oscillator 100 according to the second embodiment, the oscillation circuit 104 outputs the oscillation signal 154 that has been subjected to temperature compensation in accordance with the frequency temperature characteristic including the activity dip 56 of the piezoelectric vibrator 102. It will be. Therefore, even the oscillation circuit 104 using the piezoelectric vibrator 102 having the frequency temperature characteristic including the activity dip 56 can perform temperature compensation with high accuracy. Further, since the frequency temperature characteristic is approximately expressed using the characteristic information 158 and the dip information 160, the memory usage can be suppressed and the memory load on the storage circuit 136 can be suppressed.
10………圧電発振器、12………圧電振動子、14………発振回路、16………温度センサー、18………記憶回路、20………シリアルインターフェース回路、22………発振信号出力端子、24………温度センサー電圧出力端子、26………データ入出力端子、28………電源端子、30………グランド端子、32………温度補償回路、34………周波数補正回路、36………CPU、38………メモリ、40………A/D変換器、42………測定器、44………周波数カウンター、46………PC、48………電圧マルチメーター、50………発振信号、52………検出電圧、54………周波数温度特性の情報、56………アクティヴィティディップ、58………特性情報、60………近似曲線、62………ディップ情報、64………近似曲線、66………第1の温度範囲、68………第2の温度範囲、70………第3の温度範囲、72………温度補償量、74………発振信号、100………圧電発振器、102………圧電振動子、104………発振回路、106………温度センサー、108………温度補償電圧発生回路、110………4次電圧発生回路、112………3次電圧発生回路、114………2次電圧発生回路、116………1次電圧発生回路、118………0次電圧発生回路、120………DIP電圧発生回路、122………加算回路、124………5次電圧発生回路、126………4次電圧発生回路、128………3次電圧発生回路、130………2次電圧発生回路、132………1次電圧発生回路、134………0次電圧発生回路、136………記憶回路、138………切替回路、140………シリアルインターフェース回路、142………電源端子、144………グランド端子、146………発振信号出力端子、148………電圧入力端子、150………信号入力端子、152………検出電圧、154………発振信号、156………理想補償電圧、158………特性情報、160………ディップ情報、162………切替信号、164………温度補償電圧、166………測定器、168………周波数カウンター、170………電圧発生回路、172………電圧マルチメーター、174………PC。 10 ......... Piezoelectric oscillator, 12 ......... Piezoelectric vibrator, 14 ......... Oscillation circuit, 16 ......... Temperature sensor, 18 ......... Storage circuit, 20 ......... Serial interface circuit, 22 ......... Oscillation signal Output terminal, 24 ......... Temperature sensor voltage output terminal, 26 ......... Data input / output terminal, 28 ......... Power supply terminal, 30 ......... Ground terminal, 32 ......... Temperature compensation circuit, 34 ......... Frequency correction Circuit, 36 ......... CPU, 38 ......... Memory, 40 ......... A / D converter, 42 ......... Measurement device, 44 ......... Frequency counter, 46 ......... PC, 48 ......... Voltage multi Meter, 50 ......... Oscillation signal, 52 ... Detection voltage, 54 ......... Frequency / temperature characteristic information, 56 ... Activity dip, 58 ......... Characteristic information, 60 ......... Approximate curve, 62 ... ... Dip information, 64 ... Approximate curve, 66 ......... first temperature range, 68 ......... second temperature range, 70 ......... third temperature range, 72 ......... temperature compensation amount, 74 ......... oscillation signal, 100 ... …… Piezoelectric oscillator, 102 ...... Piezoelectric vibrator, 104 ...... Oscillation circuit, 106 ...... Temperature sensor, 108 ...... Temperature compensation voltage generation circuit, 110 ...... Quaternary voltage generation circuit, 112 …… ... Tertiary voltage generation circuit 114... Secondary voltage generation circuit 116... Primary voltage generation circuit 118... 0th voltage generation circuit 120... DIP voltage generation circuit 122. Adder circuit 124... 5th voltage generator circuit 126... 4th voltage generator circuit 128 128... Tertiary voltage generator circuit 130... Secondary voltage generator circuit 132 132. Generator circuit 134... Zero-order voltage generator circuit 136 136 Memory circuit 138... Switching circuit 140... Serial interface circuit 142... Power supply terminal 144 144 Ground terminal 146 Oscillation signal output terminal 148 Voltage input terminal 150 Signal input terminal, 152... Detection voltage, 154... Oscillation signal, 156... Ideal compensation voltage, 158... Characteristic information, 160... Dip information, 162. ... Temperature compensation voltage, 166 ......... Measurement device, 168 ......... Frequency counter, 170 ......... Voltage generation circuit, 172 ...... Voltage multimeter, 174 ...... PC.
Claims (12)
前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、
記憶回路と、を有し、
前記記憶回路には、
前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から抽出された特性情報と、
前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいて算出されアクティヴィティディップを示すディップ情報と、が記憶されたことを特徴とする圧電発振器。 A piezoelectric vibrator having an activity dip in the frequency-temperature characteristics;
An oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal;
A storage circuit,
In the memory circuit,
Characteristic information extracted from information of an approximate expression that approximates information of the frequency temperature characteristic;
A piezoelectric oscillator characterized in that dip information indicating an activity dip calculated based on the information on the frequency temperature characteristic and the information on the approximate expression is stored.
前記記憶回路は、前記近似式を生成するための情報と、前記ディップ情報と、を前記温度補償回路に出力することを特徴とする請求項1に記載の圧電発振器。 The oscillation circuit generates a second approximate expression including the activity dip based on the characteristic information and the dip information, and based on the second approximate expression and the temperature information of the piezoelectric vibrator. Output the oscillation signal to a temperature compensation circuit that performs temperature compensation of the oscillation signal,
The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the storage circuit outputs information for generating the approximate expression and the dip information to the temperature compensation circuit.
前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、
前記周波数温度特性を近似する近似式の情報から抽出された特性情報と、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいて算出されアクティヴィティディップの温度特性を示すディップ情報と、が記憶された記憶回路と、
前記特性情報と前記ディップ情報とに基づいて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式を生成し、前記第2の近似式と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて温度補償量を出力する演算回路と、
前記発振信号が入力され前記温度補償量に基づいて前記発振信号の温度補償を行う周波数補正回路と、を有することを特徴とする圧電発振器。 A piezoelectric vibrator having an activity dip in the frequency-temperature characteristics;
An oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal;
The characteristic information extracted from the information of the approximate expression approximating the frequency temperature characteristic, and the dip information indicating the temperature characteristic of the activity dip calculated based on the information of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression are stored. Memory circuit,
A second approximate expression including the activity dip is generated based on the characteristic information and the dip information, and a temperature compensation amount is output based on the second approximate expression and temperature information of the piezoelectric vibrator. An arithmetic circuit to
A piezoelectric oscillator comprising: a frequency correction circuit that receives the oscillation signal and performs temperature compensation of the oscillation signal based on the temperature compensation amount.
前記特性情報は、前記近似式の情報から抽出した係数の情報であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧電発振器。 The information of the approximate expression is generated by approximation by power series expansion of the information of the frequency temperature characteristic,
4. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the characteristic information is information of a coefficient extracted from the information of the approximate expression. 5.
前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力させるとともに温度補償電圧により前記発振信号の温度補償を行う発振回路と、
前記発振回路に前記温度補償電圧を出力する温度補償電圧発生回路と、を有し、
前記温度補償電圧発生回路は、
前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から抽出された特性情報と、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいて算出されアクティヴィティディップを示すディップ情報と、を用いて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式の情報を生成し、前記第2の近似式の情報と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて前記温度補償電圧を算出することを特徴とする圧電発振器。 A piezoelectric vibrator having an activity dip in the frequency-temperature characteristics;
An oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator to output an oscillation signal and performs temperature compensation of the oscillation signal by a temperature compensation voltage;
A temperature compensation voltage generation circuit that outputs the temperature compensation voltage to the oscillation circuit, and
The temperature compensated voltage generation circuit includes:
Using the characteristic information extracted from the information of the approximate expression approximating the information of the frequency temperature characteristic, and the dip information indicating the activity dip calculated based on the information of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression Generating information of a second approximate expression including the activity dip, and calculating the temperature compensation voltage based on the information of the second approximate expression and the temperature information of the piezoelectric vibrator; Piezoelectric oscillator.
前記ディップ情報は、前記温度領域の範囲で生成されることを特徴とする請求項7または8に記載の圧電発振器。 The activity dip is generated in a part of the temperature range of the frequency temperature characteristic,
The piezoelectric oscillator according to claim 7 or 8, wherein the dip information is generated in a range of the temperature region.
前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、
記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、
前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から特性情報を抽出し、
前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいてアクティヴィティディップを示すディップ情報を算出し、前記特性情報及び前記ディップ情報を前記記憶回路に記憶したことを特徴とする圧電発振器の製造方法。 A piezoelectric vibrator having an activity dip in the frequency-temperature characteristics;
An oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal;
A method of manufacturing a piezoelectric oscillator having a memory circuit,
Extracting the characteristic information from the information of the approximate expression that approximates the frequency temperature characteristic information,
A method of manufacturing a piezoelectric oscillator, comprising: calculating dip information indicating an activity dip based on information on the frequency temperature characteristic and information on the approximate expression; and storing the characteristic information and the dip information in the storage circuit .
前記圧電振動子を発振させ発振信号を出力する発振回路と、
前記発振信号が入力され温度補償量に基づいて前記発振信号の温度補償を行う周波数補正回路と、を有する圧電発振器の温度補償方法であって、
前記周波数温度特性を近似する近似式の情報から特性情報を抽出し、
前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいてアクティヴィティディップの温度特性を示すディップ情報を算出し、
前記特性情報と前記ディップ情報とに基づいて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式を生成し、前記第2の近似式と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて温度補償量を算出して前記周波数補正回路に出力することを特徴とする圧電発振器の温度補償方法。 A piezoelectric vibrator having an activity dip in the frequency-temperature characteristics;
An oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal;
A frequency compensation circuit that receives the oscillation signal and performs temperature compensation of the oscillation signal based on a temperature compensation amount, and a temperature compensation method for a piezoelectric oscillator,
Extracting the characteristic information from the information of the approximate expression that approximates the frequency temperature characteristic,
Calculate dip information indicating the temperature characteristic of the activity dip based on the information of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression,
A second approximate expression including the activity dip is generated based on the characteristic information and the dip information, and a temperature compensation amount is calculated based on the second approximate expression and the temperature information of the piezoelectric vibrator. And outputting to the frequency correction circuit.
前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力するとともに温度補償電圧により前記発振信号の温度補償を行う発振回路と、を有する圧電発振器の温度補償方法であって、
前記周波数温度特性の情報を近似する近似式の情報から特性情報を抽出し、前記周波数温度特性の情報と前記近似式の情報に基づいてアクティヴィティディップを示すディップ情報を算出し、前記特性情報及び前記ディップ情報を用いて前記アクティヴィティディップを包含する第2の近似式の情報を生成し、前記第2の近似式の情報と前記圧電振動子の温度の情報に基づいて前記温度補償電圧を算出して前記発振回路に出力することを特徴とする圧電発振器の温度補償方法。 A piezoelectric vibrator having an activity dip in the frequency-temperature characteristics;
An oscillation circuit that oscillates the piezoelectric vibrator and outputs an oscillation signal and performs temperature compensation of the oscillation signal by a temperature compensation voltage, and a temperature compensation method for a piezoelectric oscillator,
Extracting characteristic information from information of an approximate expression approximating the information of the frequency temperature characteristic, calculating dip information indicating activity dip based on the information of the frequency temperature characteristic and the information of the approximate expression, the characteristic information and Using the dip information, information on a second approximate expression including the activity dip is generated, and the temperature compensation voltage is calculated based on the information on the second approximate expression and the temperature information of the piezoelectric vibrator. And outputting the temperature to the oscillation circuit.
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