(57)【要約】【課題】  記憶部の記憶容量を小さくしても高精度に温度補償が行える温度補償回路を備えた発振回路を提供する。【解決手段】  発振器１０は、圧電振動子１２の周囲温度の測定結果をディジタル信号で出力する温度検出部２２と、前記ディジタル信号を論理演算して動作温度範囲を複数の領域に分割し、前記圧電振動子の周波数温度特性の接線の傾きが零になる温度を含む前記領域では複数の前記ディジタル信号の入力値に対して１のアドレス値を出力し、他の前記領域では１の前記ディジタル信号の入力値に対して１のアドレス値を出力する変換論理回路３０と、予め前記アドレス値と周波数調整素子の調整値とを対応付けたものを記憶し、前記記憶に基づいて入力した前記アドレス値に応じた前記調整値を出力する記憶部２８と、所定の周波数で発振する圧電振動子１２と、前記調整値に応じて素子値が調整される周波数調整素子とを備えた発振回路１４とを備えている。【選択図】  図１
2006148188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子の周囲温度を測定し、当該測定結果をディジタル信号で出力する温度検出部と、
前記ディジタル信号を論理演算して動作温度範囲を複数の領域に分割し、前記圧電振動子の周波数温度特性の接線の傾きが零になる温度を含む前記領域では前記ディジタル信号の複数の入力値に対して１のアドレス値を出力し、他の前記領域では前記ディジタル信号の１の入力値に対して１のアドレス値を出力する変換論理回路と、
予め前記アドレス値と周波数調整素子の調整値とを対応付けたものを記憶し、前記記憶に基づいて入力した前記アドレス値に応じた前記調整値を出力する記憶部と、
所定の周波数で発振する圧電振動子と、前記調整値に応じて素子値が調整される周波数調整素子とを備えた発振回路と、
を備えたことを特徴とする温度補償回路を備えた発振回路。
【請求項２】
前記圧電振動子の周波数温度特性は、２次関数で近似され、前記圧電振動子の周波数温度特性の接線の傾きが零になる温度を含む前記領域は、１つであることを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を備えた発振回路。
【請求項３】
前記変換論理回路は、
前記ディジタル信号の上位２桁の信号を入力し、最上位桁を出力する論理積と、
前記ディジタル信号の上位２桁の信号を入力し、上位から２桁目の信号を出力する排他的論理和と、
前記排他的論理和の出力信号を選択信号として入力するとともに、前記ディジタル信号の最上位桁と上位から３桁目以下の桁とを入力し、前記選択信号に応じて隣接する桁の信号のいずれかを出力するセレクタと、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の温度補償回路を備えた発振回路。
【請求項４】
前記変換論理回路は、
前記ディジタル信号の最上位桁の信号と上位から３桁目の信号とを入力し、最上位桁の信号を出力する論理積と、
前記ディジタル信号の最上位桁の信号と上位から３桁目の信号を否定した信号とを入力する第２論理積と、
前記第２論理積の出力信号と前記ディジタル信号の上位から２桁目の信号とを入力し、上位から２桁目の信号を出力する論理和と、
前記ディジタル信号の上位から２桁目の信号を否定した信号と上位から３桁目の信号とを入力する第３論理積と、
前記第３論理積の出力信号と前記ディジタル信号の最上位桁の信号とを入力し、上位から３桁目の信号を出力する排他的論理和と、
前記ディジタル信号の上位から２桁目の信号を選択信号として入力するとともに、前記ディジタル信号の上位から３桁目以下の桁を入力し、前記選択信号に応じて隣接する桁の信号のいずれかを出力するセレクタと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を備えた発振回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の温度補償回路を備えた発振回路を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温度補償回路を備えた発振回路および電子機器に係り、特にディジタル温度補償方式の発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度補償回路を備えた発振回路は、温度補償圧電発振器やリアルタイムクロックを構成することができる。温度補償圧電発振器１は、図１１に一例を示すように、圧電振動子２と、この振動子２の発振周波数を調整する容量アレイ等の周波数調整素子（不図示）とを備えた発振回路３を備えている。また温度補償圧電発振器１は、圧電振動子２の周囲温度を測定する温度センサ４と、温度センサ４の出力信号をアナログからディジタルへ変換するアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器５と、ディジタル信号のアドレス値と周波数調整素子の調整値と対応させて予め保存し、入力したディジタル信号のアドレス値に応じた前記調整値を出力する記憶部６と、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器７と、記憶部６や発振回路３等を制御する制御回路８とを備えている。そして温度補償圧電発振器１は、圧電振動子２の周囲温度を温度センサ４で測定し、当該測定結果となるディジタル信号を記憶部６に入力し、ディジタル信号のアドレス値に応じた前記調整値を前記周波数調整素子に入力し、前記調整値に応じて前記周波数調整素子の素子値を調整し、圧電振動子２の周波数温度特性を温度補償している。このような温度補償圧電発振器について開示されたものとして、例えば特許文献１が挙げられる。
【０００３】
また特許文献２に開示された温度補償圧電発振器は、制御する温度の隣接する二点間の既知の制御値を単純な平均値を用いて補間することで温度補償制御する温度間隔を１／２に狭めて、メモリ回路の容量を増やすことなく、周波数温度補償制御の精度を高めたものである。さらに特許文献３に開示された温度補償圧電発振器は、補償データの絶対値ではなく、隣接データとの差分をメモリに順次記憶することによって、メモリ消費容量を低減するものである。
【特許文献１】特開昭４８−２５４６３号公報（図９参照）
【特許文献２】特開平５−１５２８４６号公報
【特許文献３】特開平８−１３０４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧電振動子の周波数温度特性をより高精度に温度補償するためにはＡ／Ｄ変換器のビット数を大きくして、発振器の動作温度範囲をより細かいステップに分割し、ステップ毎に周波数調整素子の調整値を出力する必要がある。このためディジタル信号のアドレス値と周波数調整素子の調整値とを対応付けたデータ量が膨大になるので大きな記憶容量が必要になり、記憶部が大きくなる問題点がある。そして記憶部が大きくなると、これを収容する温度補償圧電発振器も大きくなる問題点がある。
【０００５】
本発明は、記憶部の記憶容量を小さくしても、高精度に温度補償が行える温度補償回路を備えた発振回路および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る温度補償回路を備えた発振回路は、圧電振動子の周囲温度を測定し、当該測定結果をディジタル信号で出力する温度検出部と、前記ディジタル信号を論理演算して動作温度範囲を複数の領域に分割し、前記圧電振動子の周波数温度特性の接線の傾きが零になる温度を含む前記領域では前記ディジタル信号の複数の入力値に対して１のアドレス値を出力し、他の前記領域では前記ディジタル信号の１の入力値に対して１のアドレス値を出力する変換論理回路と、予め前記アドレス値と周波数調整素子の調整値とを対応付けたものを記憶し、前記記憶に基づいて入力した前記アドレス値に応じた前記調整値を出力する記憶部と、所定の周波数で発振する圧電振動子と、前記調整値に応じて素子値が調整される周波数調整素子とを備えた発振回路と、を備えた構成である。
【０００７】
ディジタル信号は、変換論理回路に入力されるとワード数が圧縮される。したがって記憶部に記憶されているアドレス値と調整値とを対応付けた補正表を小さくできるので、この補正表を記憶する記憶部の記憶容量を小さくすることができる。また高精度の温度補償を追及しても、ディジタル信号は変換論理回路で圧縮されるので補正表を小さくすることができ、記憶容量の削減効果をさらに大きくできる。よって温度補償回路を備えた発振回路を小型化することができる。
【０００８】
前記圧電振動子の周波数温度特性は、２次関数で近似され、前記圧電振動子の周波数温度特性の接線の傾きが零になる温度を含む前記領域は、１つである。
【０００９】
これにより圧電振動子の周波数温度特性の接線の傾きが零になる温度を含む前記領域は、２次関数の場合は１つであるため、簡易な変換回路の構成で、温度補償に要する記憶容量の削減ができる。
【００１０】
前記変換論理回路は、前記ディジタル信号の上位２桁の信号（Ａｎ，Ａｎ−１）を入力し、最上位桁（Ａｎ’）を出力する論理積と、前記ディジタル信号の上位２桁の信号（Ａｎ，Ａｎ−１）を入力し、上位から２桁目の信号（Ａｎ−１’）を出力する排他的論理和と、前記排他的論理和の出力信号を選択信号として入力するとともに、前記ディジタル信号の最上位桁（Ａｎ）と上位から３桁目以下の桁（Ａｎ−２〜Ａ０）とを入力し、前記選択信号に応じて隣接する桁の信号のいずれかを出力するセレクタと、を備えたことを特徴としている。セレクタは、隣接する信号（Ａ０とＡ１，…Ａｎ−３とＡｎ−２，Ａｎ−２とＡｎ）のいずれかを選択し、上位から３桁目以下の信号（Ａｎ−２’〜Ａ０’）を出力する。
【００１１】
これにより圧電振動子の周波数温度特性曲線の接線の傾きが零になる温度、すなわち頂点温度を含む領域では、ディジタル信号の複数の入力値に対して１の値を出力することができる。また頂点温度を含まない領域では、ディジタル信号の１の入力値に対して１の値を出力することができる。よって変換論理回路は、入力信号を圧縮することができる。
【００１２】
前記変換論理回路は、前記ディジタル信号の最上位桁の信号（Ａｎ）と上位から３桁目の信号（Ａｎ−２）とを入力し、最上位桁の信号（Ａｎ’）を出力する論理積と、前記ディジタル信号の最上位桁の信号（Ａｎ）と上位から３桁目の信号（Ａｎ−２）を否定した信号とを入力する第２論理積と、前記第２論理積の出力信号と前記ディジタル信号の上位から２桁目の信号（Ａｎ−１）とを入力し、上位から２桁目の信号（Ａｎ−１’）を出力する論理和と、前記ディジタル信号の上位から２桁目の信号（Ａｎ−１）を否定した信号と上位から３桁目の信号（Ａｎ−２）とを入力する第３論理積と、前記第３論理積の出力信号と前記ディジタル信号の最上位桁（Ａｎ）とを入力し、上位から３桁目の信号（Ａｎ−２’）を出力する排他的論理和と、前記ディジタル信号の上位から２桁目の信号（Ａｎ−１）を選択信号として入力するとともに、前記ディジタル信号の上位から３桁目以下の桁（Ａｎ−２〜Ａ０）を入力し、前記選択信号に応じて隣接する桁の信号のいずれかを出力するセレクタと、を備えたことを特徴としている。セレクタは、隣接する信号（Ａ０とＡ１，…Ａｎ−３とＡｎ−２）のいずれかを選択し、上位から４桁目以下の信号（Ａｎ−３’〜Ａ０’）を出力する。
【００１３】
これにより圧電振動子の周波数温度特性曲線の接線の傾きが零になる温度、すなわち頂点温度を含む領域では、ディジタル信号の複数の入力値に対して１の値を出力することができる。また頂点温度を含まない領域では、ディジタル信号の１の入力値に対して１の値を出力することができる。よって変換論理回路は、入力信号を圧縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る温度補償回路を備えた発振回路および電子機器の最良の実施形態について説明する。温度補償回路を備えた発振回路は、温度補償圧電発振器やリアルタイムクロックを構成することができる。したがって以下の実施形態では、温度補償圧電発振器を構成した形態について説明する。
【００１５】
まず第１の実施形態について説明する。図１は温度補償圧電発振器のブロック図である。図２は変換論理回路の説明図である。図３は容量アレイの説明図である。第１の実施形態に係る温度補償圧電発振器１０は、周波数温度特性の周波数偏差が中心温度から離れるにしたがって大きくなる圧電振動子１２を有している。具体的には、圧電振動子１２は、２次関数で近似される周波数温度特性を有するものであり、本実施形態では音叉型圧電振動子を用いる。そして圧電振動子１２は、振動子１２の形状や圧電基板の形状等によって発振周波数が定まるものであり、振動子１２を発振させるための発振回路１４に接続されている。また発振回路１４には、圧電振動子１２の発振周波数を調整する周波数調整素子が設けられている。この周波数調整素子は、例えば容量アレイ１６や可変容量ダイオード等であり、前記容量アレイ１６は、素子値（容量値）の異なる複数のコンデンサ１８が並列接続されると共に、各コンデンサ１８にスイッチ２０が接続された構成である。
【００１６】
また温度補償圧電発振器１０は、圧電振動子１２の周囲温度を測定し、当該測定結果を温度検出信号として出力する温度検出部２２を備えている。具体的には、温度検出部２２は、圧電振動子１２の周囲温度を測定し、測定結果をアナログ信号で出力する温度センサ２４と、入力した前記アナログ信号をディジタル信号に変換して出力するアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２６とを備えている。したがって温度検出部２２から出力される温度検出信号はディジタル信号となる。
【００１７】
この温度検出部２２の後段には、記憶部２８に入力される信号を圧縮する変換論理回路３０が接続されている。この変換論理回路３０は、Ａ／Ｄ変換器２６の出力ビット数に応じた入力を有し、温度検出信号の上位２桁Ａ７，Ａ６の信号を入力する論理積ＡＮＤおよび排他的論理和ＥＸＯＲと、最上位桁Ａ７および下位の桁Ａ０〜Ａ５の信号を入力するセレクタ３２とを備えている。
【００１８】
具体的には、変換論理回路３０は、温度検出信号のビット数に応じた数の入力Ａ０〜Ａ７を有し、最上位桁Ａ７の信号と次の上位桁Ａ６の信号とを入力する論理積ＡＮＤと、最上位桁Ａ７の信号と次の上位桁Ａ６の信号とを入力する排他的論理和ＥＸＯＲとを有している。そして論理積ＡＮＤの出力はアドレス値の最上位桁Ａ７’の信号になり、排他的論理和ＥＸＯＲの出力は次の上位桁Ａ６’の信号になると共にセレクタ３２の選択信号になる。またセレクタ３２は、最上位桁Ａ７の信号と前記下位の桁Ａ０〜Ａ５の信号を入力するものであり、前記選択信号に応じて最上位桁Ａ７の信号と桁Ａ５の信号とのいずれかを選択して桁Ａ５’の信号を出力し、桁Ａ５の信号と桁Ａ４の信号とのいずれかを選択して桁Ａ４’の信号を出力するものである。また桁Ａ４〜Ａ０の信号は、上記と同様の選択処理が行われて、桁Ａ４’〜Ａ０’の信号として出力される。なお本実施形態では８ビットの変換論理回路３０を示しているが、ビット数は８ビットに限定されることはない。
【００１９】
このような変換論理回路３０は、温度補償圧電発振器１０の動作温度範囲を複数の領域に分割し、前記動作温度範囲の中心温度を含む領域では温度検出信号の複数の入力値に対して１のアドレス値を出力し、他の領域では温度検出信号の１の入力値に対して１のアドレス値を出力するものである。なお本実施形態では、動作温度範囲が４つの領域に分割され、中心温度を含む領域は４つに分割された領域のうちの中央の２領域である。
【００２０】
このような変換論理回路３０の後段には、記憶部２８が接続されている。記憶部２８は、データの書き込み・消去が可能なメモリであり、例えばＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等であればよい。そして記憶部２８は、変換論理回路３０から出力される信号（アドレス値）と、容量アレイ１６の調整値とを１対１に対応付けた補正表が予め記憶されており、この記憶に基づいて変換論理回路３０から入力されたアドレス値に応じた調整値を補償信号として出力するものである。前記調整値は容量アレイ１６の容量値と１対１に対応付けられているので、容量アレイ１６は前記調整値を入力すると各スイッチ２０をＯＮ／ＯＦＦ制御して、入力された前記調整値と１対１に対応付けられた容量値となる。
【００２１】
この記憶部２８の後段にラッチ３４が接続され、このラッチ３４の後段に発振回路１４が接続されている。また温度補償圧電発振器１０は制御回路３５を備えている。
【００２２】
次に、第１の実施形態に係る温度補償圧電発振器１０の動作について説明する。図４は変換論理回路３０における入力信号と出力信号との関係を示す図である。まず温度センサ２４は、圧電振動子１２の周囲温度を測定し、この測定結果をアナログ信号で出力する。Ａ／Ｄ変換器２６は、アナログ信号をディジタル信号に変換して変換論理回路３０に出力する。変換論理回路３０は、ディジタル信号を論理演算して、図４の実線に示すような入力信号（温度検出信号）に対する出力信号（アドレス値）を出力する。具体的には、変換論理回路３０は、温度補償圧電発振器１０の動作温度範囲を複数の領域に分割し、これらの領域における動作温度範囲の中心温度を含む領域、すなわち圧電振動子１２の周波数温度特性曲線の接線の傾きが零になる温度、すなわち頂点温度を含む領域では、入力信号（温度検出信号）の複数の値に対して出力信号の１の値（アドレス値）が出力される。また動作温度の中心温度を含まない領域では、温度検出信号の１の値に対して１のアドレス値が出力される。
【００２３】
例えば、温度補償圧電発振器１０の動作温度範囲を２５６ステップに分割した場合、中心温度を含む領域は、温度検出信号が１０進数標記で６４〜１９１の値を取る領域であり、中心温度を含まない領域は、温度検出信号が１０進数標記で０〜６３および１９２〜２５５の値を取る領域となる。そして各領域の温度検出信号とアドレス値との関係の一例を説明すると、中心温度を含む領域は、温度検出信号の値が２進数標記で「０１１００１００」の場合、論理積ＡＮＤからは最上位桁Ａ７’として「０」が出力され、排他的論理和ＥＸＯＲの出力は次の上位桁Ａ６’として「１」が出力される。また排他的論理和ＥＸＯＲの出力は、選択信号としてセレクタ３２に入力される。そして温度検出信号の最上位桁Ａ７の信号と桁Ａ５の信号との選択では、選択信号によって最上位桁Ａ７の信号が選択され、セレクタ３２の桁Ａ５’の出力は「０」となる。なお温度検出信号の桁Ａ０〜Ａ５は、上記と同様に選択され、各桁Ａ０’〜Ａ４’が出力される。したがって変換論理回路３０から出力されるアドレス値は、２進数標記で「０１０１００１０」となる。また温度検出信号の値が２進数標記で「０１１００１０１」の場合も、アドレス値は「０１０１００１０」となる。したがって中心温度を含む領域では、温度検出信号の複数の値に対して１のアドレス値が出力される。これに対し、中心温度を含まない領域は、温度検出信号の値が２進数標記で「００００１０１１」の場合は、アドレス値が「００００１０１１」となる。したがって中心温度を含まない領域では、温度検出信号の１の値に対して１のアドレス値が出力される。このようにすると、変換論理回路３０は温度検出信号を圧縮して出力することが可能になり、上述した例では２５６ワード（入力）から１９２ワード（出力）に圧縮されている。なお従来技術に係る温度補償圧電発振器は、温度検出信号を圧縮する変換論理回路が設けられていないので、図４の破線に示すような非圧縮の温度検出信号が記憶部に入力される。
【００２４】
この変換論理回路３０の出力信号（アドレス値）は、記憶部２８に入力される。記憶部２８は、アドレス値と容量アレイ１６の調整値とを対応付け、入力されたアドレス値に応じた調整値を補償信号として出力する。ラッチ３４は、補償信号を入力すると、この補償信号を次の補償信号が入力されるまで一時的に保存し、出力する。ラッチ３４から出力された補償信号は、発振回路１４の容量アレイ１６に入力される。容量アレイ１６は、補償信号に応じてスイッチ２０をＯＮ／ＯＦＦさせて容量値を調整する。これにより温度補償圧電発振器１０の周波数温度特性は、図５の実線に示すように温度補償される。なお図５の破線は、２次関数で近似される圧電振動子１２の周波数温度特性である。３次以上の関数で近似される圧電振動子１２を用いる場合も同様に、圧電振動子１２の周波数温度特性曲線の接線の傾きが零になる点を含む領域では、入力信号（温度検出信号）の複数の値に対して出力信号の１の値（アドレス値）が出力されるように変換論理回路３０を構成する。
【００２５】
このように第１の実施形態に係る温度補償圧電発振器１０は、温度検出信号を圧縮する変換論理回路３０を設けているので、記憶部２８に入力される信号のワード数を減少させることができる。したがって記憶部２８に入力される信号と容量アレイ１６の調整値とを１対１に対応付けが少なくて済むので小さな補正表となり、この補正表を記憶する記憶部２８の記憶容量を低減することができる。また高精度の温度補償を追及するほど大きな補正表が必要になるので、本実施形態に係る温度補償圧電発振器１０を用いると記憶容量の削減効果はさらに大きくなる。
【００２６】
また圧電振動子１２の周波数温度特性の頂点付近では、周波数偏差の変化量が小さい。そして本実施形態は、この周波数偏差の変化量が小さい領域では、記憶部２８に入力される信号のワード数を減少させているので高精度の温度補償をすることができる。
【００２７】
なお温度補償圧電発振器１０の温度補償を高精度化するためには、温度検出部２２から出力される温度検出信号のビット数を大きくすればよい。そして変換論理回路に任意のビット数の温度検出信号を入力させる場合は、次の構成にすればよい。図６は変換論理回路に任意のビット数の温度検出信号が入力される場合の説明図である。変換論理回路３６は、任意のビット数の温度検出信号が入力される場合、セレクタ３８への入力を温度検出信号のビット数に合わせて増減させればよい。具体的には、変換論理回路３６は、最上位桁Ａｎの信号と次の上位桁Ａｎ−１の信号とを入力して最上位桁Ａｎ’の信号を出力する論理積ＡＮＤと、最上位桁Ａｎの信号と次の上位桁Ａｎ−１の信号とを入力して次の上位桁Ａｎ−１’の信号を出力する排他的論理和ＥＸＯＲと、最上位桁Ａｎの信号と下位の桁Ａ０〜Ａｎ−２の信号とを入力して下位の桁Ａ０’〜Ａｎ−２’の信号を出力するセレクタ３８とを備えた構成にすればよい。
【００２８】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る温度補償圧電発振器の変形例について説明するので、第１の実施形態に係る圧電発振器と同構成の部分については同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図７は変換論理回路の説明図である。第２の実施形態に係る温度補償圧電発振器１０は、温度センサ２４およびＡ／Ｄ変換器２６を備えた温度検出部２２と、変換論理回路４０と、記憶部２８と、ラッチ３４と、圧電振動子１２および容量アレイ１６を備えた発振回路１４と、制御回路３５とを備えた構成である（図１を参照）。
【００２９】
前記変換論理回路４０は、Ａ／Ｄ変換器２６の出力ビット数に応じた入力を有し、上位の３桁Ａ５〜Ａ７の信号を入力する論理積ＡＮＤ１〜ＡＮＤ３、論理和ＯＲおよび排他的論理和ＥＸＯＲと、桁Ａ０〜Ａ５の信号を入力するセレクタ４１とを備えている。具体的には、変換論理回路４０に入力される温度検出信号の最上位桁Ａ７の信号と桁Ａ５の信号とを入力して最上位桁Ａ７’となる信号を出力する論理積ＡＮＤ１と、最上位桁Ａ７の信号を肯定入力すると共に桁Ａ５の信号を否定入力する論理積ＡＮＤ２と、論理積ＡＮＤ２の出力信号と桁Ａ６の信号とを入力して桁Ａ６’となる信号を出力する論理和ＯＲと、桁Ａ６の信号を否定入力すると共に桁Ａ５の信号を肯定入力する論理積ＡＮＤ３と、最上位桁Ａ７の信号と論理積ＡＮＤ３の出力信号とを入力し桁Ａ５’となる信号を出力する排他的論理和ＥＸＯＲと、を備えている。また桁Ａ６の信号は選択信号としてセレクタ４１に入力される。セレクタ４１は、桁Ａ５の信号と桁Ａ４の信号とを入力し、前記選択信号によっていずれか一方の桁を選択すると共に、桁Ａ４’となる信号を出力する。またセレクタ４１は、桁Ａ０〜Ａ４の信号を上記と同様に入力して桁Ａ０’〜Ａ３’となる信号を出力する。なお本実施形態では８ビットの変換論理回路４０を示しているが、ビット数は８ビットに限定されることはない。
【００３０】
このような変換論理回路４０は、温度補償圧電発振器１０の動作温度範囲を複数の領域に分割し、前記動作温度範囲の中心温度を含む領域では温度検出信号の複数の入力値に対して１のアドレス値を出力し、他の領域では温度検出信号の１の入力値に対して１のアドレス値を出力するものである。なお本実施形態では、動作温度範囲が３つの領域に分割され、中心温度を含む領域は３つに分割された領域のうちの中央の１領域である。
【００３１】
次に、第２の実施形態に係る温度補償圧電発振器１０の動作について説明する。図８は変換論理回路における入力信号と出力信号との関係を示す図である。温度検出部２２は、圧電振動子１２の周囲温度を測定し、当該測定結果を温度検出信号（ディジタル信号）として出力する。変換論理回路４０は、温度検出信号を論理演算して図８の実線に示すような入力信号（温度検出信号）に対する出力信号（アドレス値）を出力する。具体的には、変換論理回路４０は、温度補償圧電発振器１０の動作温度範囲を複数の領域に分割し、これらの領域における動作温度範囲の中心温度を含む領域、すなわち圧電振動子１２の周波数温度特性の頂点を含む領域では、温度検出信号の複数の値に対して１のアドレス値が出力される。また動作温度の中心温度を含まない領域では、温度検出信号の１の値に対して１のアドレス値が出力される。
【００３２】
例えば、温度補償圧電発振器１０の動作温度範囲を１９２ステップに分割した場合、中心温度を含む領域は、温度検出信号が１０進数標記で６４〜１２７の値を取る領域であり、中心温度を含まない領域は、温度検出信号が１０進数標記で０〜６３および１２８〜１９１の値を取る領域となる。そして各領域の温度検出信号とアドレス値との関係の一例を説明すると、中心温度を含む領域は、温度検出信号の値が２進数標記で「０１１００１００」の場合、変換論理回路４０のアドレス値は「０１０１００１０」となる。また温度検出信号の値が２進数標記で「０１１００１００」の場合も、変換論理回路４０のアドレス値は「０１０１００１０」となる。したがって中心温度を含む領域では、温度検出信号の複数の値に対して１のアドレス値が出力される。これに対し、中心温度を含まない領域は、温度検出信号の値が２進数標記で「００００１０１１」の場合、アドレス値が「００００１０１１」となる。したがって中心温度を含まない領域では、温度検出信号の１の値に対して１のアドレス値が出力される。このようにすると、変換論理回路４０は温度検出信号を圧縮して出力することが可能になり、上述した例では１９２ワード（入力）から１６０ワード（出力）に圧縮されている。なお従来技術に係る温度補償圧電発振器は、図８の破線に示すような非圧縮の温度検出信号が記憶部に入力される。
【００３３】
この変換論理回路４０の出力信号（アドレス値）は、記憶部２８に入力される。記憶部２８は、アドレス値と容量アレイ１６の調整値とを対応付け、入力されたアドレス値に応じた調整値を補償信号として出力する。補償信号はラッチ３４を介して発振回路１４の容量アレイ１６に入力され、容量アレイ１６は補償信号に応じてスイッチをＯＮ／ＯＦＦさせて容量値を調整する。これにより温度補償圧電発振器１０の周波数温度特性は、図９の実線に示すように温度補償される。なお図９の破線は、２次関数で近似される圧電振動子１２の周波数温度特性である。
【００３４】
このように第２の実施形態に係る温度補償圧電発振器１０は、温度補償圧電発振器１０の動作温度範囲を複数に分割し、中心温度を含む領域と含まない領域とで記憶部２８に入力される信号の分解能を変えたので、図９の実線に示す温度補償圧電発振器１０の周波数温度特性のように、周波数温度特性の誤差が小さくなり、誤差のバランスを良くすることができる。
また第２の実施形態に係る温度補償圧電発振器１０は、第１の実施形態に係る温度補償圧電発振器と同様の効果を奏することができる。
【００３５】
次に、変換論理回路４０に任意のビット数の温度検出信号が入力される場合について説明する。図１０は変換論理回路に任意のビット数の温度検出信号が入力される場合の説明図である。変換論理回路４２は、任意のビット数の温度検出信号が入力される場合、セレクタ４４への入力を温度検出信号のビット数に合わせて増減させればよい。具体的には、変換論理回路４２は、温度検出信号の最上位桁Ａｎの信号と桁Ａｎ−１の信号とを入力して最上位桁Ａｎ’となる信号を出力する論理積ＡＮＤ１と、最上位桁Ａｎの信号を肯定入力すると共に桁Ａｎ−２の信号を否定入力する論理積ＡＮＤ２と、論理積ＡＮＤ２の出力信号と桁Ａｎ−１の信号とを入力して桁Ａｎ’となる信号を出力する論理和ＯＲと、桁Ａｎ−１の信号を否定入力すると共に桁Ａｎ−２の信号を肯定入力する論理積ＡＮＤ３と、最上位桁Ａｎの信号と論理積ＡＮＤ３の出力信号とを入力し桁Ａｎ−２’となる信号を出力する排他的論理和ＥＸＯＲと、桁Ａｎ−２〜Ａ０の信号を入力して桁Ａｎ−３’〜Ａ０’の信号を出力するセレクタ４４とを備える構成にすればよい。
【００３６】
そして第１の実施形態および第２の実施形態で説明した温度補償圧電発振器１０は、例えば時計用クロック信号の信号源として時間管理が必要なコンピュータやサーバー等の電子機器に搭載することができる。
【００３７】
また温度補償回路を備えた発振回路は、時計・カレンダー回路や積算カウンタ、アラーム機能、タイマ割り込み機能等を備えることにより、リアルタイムクロックモジュールを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】温度補償圧電発振器のブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る温度補償圧電発振器に設けられる変換論理回路の説明図である。
【図３】容量アレイの説明図である。
【図４】第１の実施形態の変換論理回路における入力信号と出力信号との関係を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る温度補償圧電発振器の周波数温度特性である。
【図６】第１の実施形態の変換論理回路に任意のビット数の温度検出信号が入力される場合の説明図である。
【図７】第２の実施形態に係る温度補償圧電発振器に設けられる変換論理回路の説明図である。
【図８】第２の実施形態の変換論理回路における入力信号と出力信号との関係を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る温度補償圧電発振器の周波数温度特性である。
【図１０】第２の実施形態の変換論理回路に任意のビット数の温度検出信号が入力される場合の説明図である。
【図１１】従来技術に係る温度補償圧電発振器のブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０………温度補償圧電発振器、１２………圧電振動子、１４………発振回路、１６………容量アレイ、２２………温度検出部、２８………記憶部、３０，４０………変換論理回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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