(57)【要約】【課題】±５．０×１０−１０程度の周波数安定度を有すると共に、小型で低消費電力の直接的の圧電発振器を得る。【解決手段】恒温型圧電発振器１は、ベース部材２５ｂと、第１のプリント基板２２と、アウターオーブン下ケース部材１５ｂと、第２のプリント基板２０と、圧電振動子５と、第１の温度制御部８と、半導体素子１０と、を備えている。更に、ベース部材２５ｂと共にアウターオーブン１５と、アウターオーブン１５用の第３の温度制御部１８と、第１のプリント基板２２と、を収容するケース部材２５ａと、を備えている。第１の温度制御部は圧電振動子５を所定の温度に維持し、半導体素子１０の第２の温度制御回路は半導体素子１０を所定の温度に維持し、第３の温度制御部はアウターオーブン１５を所定の温度に維持するように構成されている。【選択図】図１
2011217224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子と、ベース部材と、第１のプリント基板と、第２のプリント基板と、半導体
素子と、アウターオーブンと、を備えた恒温型圧電発振器であって、
前記第１のプリント基板は前記ベース部材上面から離間した位置で第１の接続ピンによ
り接続支持され、
前記第２のプリント基板は前記第１のプリント基板の上面から離間した位置で第２の接
続ピンにより接続支持され、
前記アウターオーブンは第２の接続ピンにより接続支持され、
第１の温度制御部は第１の発熱部品と第１の感温素子と第１の温度制御回路とを含み、
第２の温度制御部は第２の発熱部品と第２の感温素子と第２の温度制御回路とを含み、
第３の温度制御部は第３の発熱部品と第３の感温素子と第３の温度制御回路とを含み、
前記圧電振動子は前記第２のプリント基板に離間した位置に支持され
前記第１の発熱部品は前記圧電振動子に隣在して配置され、
前記半導体素子は、発振回路と第２の温度制御部とを備え、且つ前記第２のプリント基
板に搭載され、
前記アウターオーブンは前記第２のプリント基板と前記圧電振動子と前記発振部品と前
記第１の温度制御部と前記半導体素子とを収納し、
前記第３の発熱部品は、前記アウターオーブンを加熱することを特徴とする恒温型圧電
発振器。
【請求項２】
前記第１の温度制御部の設定温度は、前記圧電振動子の零温度係数の温度に設定され、
前記第３の温度制御部の設定温度は、前記恒温型圧電発振器の使用温度上限プラス略２
℃から略５℃の範囲に設定され、
前記半導体素子の前記第２の温度制御回路の設定温度は、前記第１及び第３の温度制御
部の夫々の設定温度の間に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の恒温型圧電
発振器。
【請求項３】
前記第１の温度制御部、前記第２の温度制御回路部及び前記第３の温度制御部の夫々の
消費電力量は、第３の温度制御部の消費電力量が第１の温度制御部の消費電力量より大き
く、前記第１の温度制御部の消費電力量が前記第２の温度制御回路の消費電力量より大き
いことを特徴とする請求項１又は２に記載の恒温型圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、恒温槽を備えた恒温型圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信の基地局や伝送通信機器に用いる周波数制御デバイスである水晶発振器は、
外部の温度変化に影響されることなく高安定な周波数を出力する恒温型圧電発振器が従来
から知られている。しかし、近年、各種機器に対して小型、軽量化が要求されるため、こ
れに即応すべく恒温型圧電発振器も小型、軽量、低消費電力化が必要になっている。
発振周波数が外気温度の変化に影響されない恒温型圧電発振が、特許文献１に開示され
ている。図９は二重恒温槽を用いた従来の恒温型圧電発振器１００の構成を示す断面図で
ある。従来の恒温型圧電発振器１００は、圧電振動子１１２、及び発振回路部品１１３を
備えた発振回路ユニット１１１と、発振回路ユニット１１１を収容するインナーオーブン
（インナー下ケース部材１１５ａ、インナー上ケース部材１１５ｂ）１１５と、インナー
オーブン１５を収容するアウターオーブン（アウター下ケース部材１２０ａ、アウター上
ケース部材１２０ｂ）１２０と、これらを支持するベースプリント基板１２５と、アウタ
ーオーブン１２０及びベースプリント基板１２５を覆うための外側金属ケース（下金属ケ
ース部材１３０ａ及び上金属ケース部材１３０ｂ）１３０と、を備えている。
【０００３】
インナーオーブン１１５内にはインナープリント基板１１６が配置され、圧電振動子１
１２、発振回路部品１１３を支持している。アウターオーブン１２０内にはアウタープリ
ント基板１２１が配置され、インナーオーブン１１５、ヒータ１２２、ヒータ１２２の温
度制御回路部品を支持している。ベースプリント基板１２５は、アウターオーブン１２０
と、ヒータ１２６と、ヒータ１２６の温度制御回路部品を支持している。インナープリン
ト基板１１６とアウタープリント基板１２１との間は、接続ピンＰ１により電気的機械的
に接続され、アウタープリント基板１２１とベースプリント基板１２５との間は、接続ピ
ンＰ２により電気的機械的に接続されている。更に、ベースプリント基板１２５に上部を
固定されたピンＰ３は、下金属ケース部材１３０ａに設けた穴を、絶縁材を介して貫通し
ている。
アウターオーブン１２０を構成するアウター下ケース部材１２０ａと、アウター上ケー
ス部材１２０ｂとの接合部は、その全周に亘って樹脂、又は半田等の封止材により気密封
止されている。また、外側金属ケース１３０を構成する下金属ケース部材１３０ａと、上
金属ケース部材１３０ｂとの接合部１３１は、その全周に亘って樹脂、あるいは半田等の
封止材１４０により気密封止される。
外側金属ケース１３０及びアウターオーブン１２０を気密封止したことにより、外気温
度が変化してもアウターオーブン１２０の内部温度は一定に保たれるため、高安定の恒温
型圧電発振器が実現できると開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２７０１５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された恒温型圧電発振器は、アウターオーブン１２０
の内側にインナーオーブン１１５を配置し、インナーオーブン１１５の内部に周波数の安
定度に関し、圧電振動子、発振回路等の温度に敏感な部品を収容した、所謂二重構造の恒
温槽を使用している。このため、恒温型圧電発振器の周波数安定度は得られるものの、イ
ンナーオーブン１１５は圧電振動子、発振回路等の多くの部品を収容するために大きくな
り、インナーオーブン１１５を一定温度に保持するには大きな電力が必要になる。さらに
、大きなインナーオーブン１１５を収容するアウターオーブン１２０は更に大きくなると
共に消費電力も大きくなる。高消費電力の恒温型圧電発振器は、近年の低消費電力化に逆
行するという問題があった。
また、インナーオーブン１１５が大きくなると恒温型圧電発振器の立ち上がり時間（電
源を入れてから規格の周波数安定度に達するまでの時間）が長くなるという問題もあった
。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、周波数の安定度に関し、温度に敏
感な温度制御部を分けて配置し、温度制御部毎に適した温度とする。更にこれらの一部を
ひとつの半導体素子に収容することにより、低消費電力化と、立ち上がり時間を短くした
恒温型圧電発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記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
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本発明の恒温型圧電振動子と、ベース部材と、第１のプリント基板と、第
２のプリント基板と、半導体素子と、アウターオーブンと、を備えた恒温型圧電発振器で
あって、前記第１のプリント基板は前記ベース部材上面から離間した位置で第１の接続ピ
ンにより接続支持され、前記第２のプリント基板は前記第１のプリント基板の上面から離
間した位置で第２の接続ピンにより接続支持され、前記アウターオーブンは第２の接続ピ
ンにより接続支持され、第１の温度制御部は第１の発熱部品と第１の感温素子と第１の温
度制御回路とを含み、第２の温度制御部は第２の発熱部品と第２の感温素子と第２の温度
制御回路とを含み、第３の温度制御部は第３の発熱部品と第３の感温素子と第３の温度制
御回路とを含み、前記圧電振動子は前記第２のプリント基板に離間した位置に支持され前
記第１の発熱部品は前記圧電振動子に隣在して配置され、前記半導体素子は、発振回路と
第２の温度制御部とを備え、且つ前記第２のプリント基板に搭載され、前記アウターオー
ブンは前記第２のプリント基板と前記圧電振動子と前記発振部品と前記第１の温度制御部
と前記半導体素子とを収納し、前記第３の発熱部品は、前記アウターオーブンを加熱する
圧電発振器は、ことを特徴とする恒温型圧電発振器である。
【０００８】
従来の恒温型圧電発振器では、インナーオーブンの中に圧電振動子と発振回路を収容し
、インナーオーブンをアウターオーブンの中に収容する二重恒温槽方式を用いていたが、
本発明の恒温型圧電発振器では、圧電振動子の温度を頂点温度（零温度係数温度）に維持
する第１温度制御部と、発振回路を一定の温度に維持する第２温度制御部と、の二つに分
け、夫々の温度制御回路を互いに独立して最適温度に制御する。更に発振回路と第２温度
制御部をひとつの半導体素子に収容することにより、恒温型圧電発振器の消費電力を低減
できると共に、その形状寸法を小型にすることができ、立ち上がり時間を短くすることが
できる。
【０００９】
［適用例２］本発明の恒温型圧電発振器は、前記第１の温度制御部の設定温度は、前記
圧電振動子の零温度係数の温度に設定され、前記第３の温度制御部の設定温度は、前記恒
温型圧電発振器の使用温度上限プラス略２℃から略５℃の範囲に設定され、前記半導体素
子の前記第２の温度制御回路の設定温度は、前記第１及び第３の温度制御部の夫々の設定
温度の間に設定されていることが好ましい。
【００１０】
第１の温度制御部の設定温度を圧電振動子の頂点温度（零温度係数温度）に、第３の温
度制御部の設定温度を使用温度上限プラス略２℃から略５℃に、第２の温度制御回路の設
定温度を第１の温度制御部の設定温度と、第３の温度制御部の設定温度との中間温度に設
定することにより、恒温型圧電発振器の消費電力を最小にすることができるという効果が
ある。
【００１１】
［適用例３］本発明の恒温型圧電発振器は、前記第１の温度制御部、前記第２の温度制
御回路及び前記第３の温度制御部の夫々の消費電力量は、第３の温度制御部の消費電力量
が第１の温度制御部の消費電力量より大きく、前記第１の温度制御部の消費電力量が前記
第２の温度制御回路の消費電力量より大きいことが好ましい。
【００１２】
第１の温度制御部、第２の温度制御回路及び第３の温度制御部の夫々の消費電力量は、
第２の温度制御回路の消費電力量、第１の温度制御部の消費電力量、第３の温度制御部の
消費電力量の順に大きくすることにより、恒温型圧電発振器の全消費電力量を最小にする
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明に係る恒温型圧電発振器の構造を示す概略断面図、（ｂ）は半導体素子に形成される発振回路、発熱素子、第２の感温素子、第２の温度制御回路の概略配置を示す図。
【図２】従来の恒温型圧電発振器の周囲温度対消費電力を示す図。
【図３】本発明の恒温型圧電発振器の周囲温度対消費電力を示す図。
【図４】圧電振動子及び発振回路を共に８５℃に設定した場合の恒温型圧電発振器の周波数温度特性を示す図。
【図５】インナーオーブンを８５℃、アウターオーブンを７５℃に設定した場合の従来の恒温型水晶発振器の周波数温度特性を示す図。
【図６】圧電振動子を８５℃、発振回路を７７℃に設定した場合の恒温型圧電発振器１の周波数温度特性を示す図。
【図７】インナーオーブンを７７℃、アウターオーブンを７５℃に設定した場合の従来の恒温型水晶発振器の周波数温度特性を示す図。
【図８】圧電振動子を８５℃、発振回路を７５℃に設定した場合の本発明の恒温型圧電発振器の周波数温度特性を示す図。
【図９】従来の恒温型水晶発振器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の
一実施形態に係る恒温型圧電発振器１の構成を示す概略断面図であり、同図（ｂ）は半導
体集積素子の中の各回路等の配置の概略図である。本発明の恒温型圧電発振器１は、これ
を使用する機器のマザーボードへ搭載するためのベース部材２５ｂと、ベース部材２５ｂ
上面から離間した位置でベース部材２５ｂから延びる第１の接続ピンＰ１により電気的機
械的に接続支持された第１のプリント基板２０と、第１のプリント基板２０の上面から離
間した位置で第１のプリント基板２０から延びる第２の接続ピンＰ２により電気的機械的
に接続支持されたアウターオーブン下ケース部材１５ｂと、アウターオーブン下ケース部
材１５ｂに設けた穴を、絶縁材を介して貫通して延びる第２の接続ピンＰ２により電気的
機械的に接続支持された第２のプリント基板２２と、を備えている。
更に、本発明の恒温型圧電発振器１は、第２のプリント基板２２により熱的な非結合状
態で支持された圧電振動子５と、圧電振動子５の温度を一定温度に制御する第１の温度制
御部と、を備えている。
更に、本発明の恒温型圧電発振器１は、アウターオーブン下ケース部材１５ｂとの間で
、第２のプリント基板２２及第２のプリント基板２２に搭載、支持された前記各構成要素
を収容し封止するアウターオーブン上ケース部材１５ａと、アウターオーブン下ケース部
材１５ｂとアウターオーブン上ケース部材１５ａとからなるアウターオーブン１５の内部
温度を一定温度に制御する第３の温度制御部と、ベース部材２５ｂとの間でアウターオー
ブン１５と第１のプリント基板２２とを収容し封止するケース部材２５ａと、を備えた恒
温型圧電発振器である。
【００１５】
第１温度制御部は、圧電振動子５を一定の温度に維持するものであり、第２のプリント
基板２０と熱的に非結合状態にある第１の発熱部品６（例えばパワートランジスタ、ヒー
タ等）と、周囲の温度を検出する第１の感温素子７と、所定の一定の温度に制御する機能
を有する第１の温度制御回路部品８と、を含んでいる。
半導体素子１０は、図１（ｂ）の配置図に示すように、シリコン等の半導体基板に発振
回路１１と、半導体素子１０自体の温度を所定の温度に加熱する発熱素子１２と、半導体
素子１０内の温度を検出する第２の感温素子１３と、半導体素子１０を所定の一定の温度
に制御する第２の温度制御回路１４とを含んでいる。
第３の温度制御部は、アウターオーブン１５加熱用の第３の発熱部品１６（例えばパワ
ートランジスタ、ヒータ等）と、アウターオーブン１５の温度を検出する第３の感温素子
１７と、アウターオーブン１５の温度を所定の一定の温度に制御する第３の温度制御回路
部品１８と、を含んでいる。
【００１６】
図１に示した実施形態の場合、ケース部材２５ａ及びベース部材２５ｂ、アウターオー
ブン上ケース部材１５ａ及びアウターオーブン下ケース部材１５ｂが共に金属製の例であ
る。ケース部材２５ｂ、アウターオーブン下ケース部材１５ｂには夫々複数の穴を設け、
これらの穴にハーメチック端子等を半田付けして、夫々第１の接続ピンＰ１及び第２の接
続ピンＰ２とする。
本発明の恒温型圧電発振器１の組み立ては、ベース部材２５ｂ、アウターオーブン下ケ
ース部材１５ｂに所定のハーメチック端子等を半田付けする。次に、第２のプリント基板
２２の表面上に第１の温度制御回路部品８、半導体素子１０を搭載した後、周波数安定度
に関し必要に応じて半導体素子１０の上部を覆うようにカバー部材９を被せ、第２のプリ
ント基板２２に固定する。
【００１７】
次に、第２のプリント基板２２の裏面（半導体素子１０が搭載された面の反対側の面）
に圧電振動子５を搭載し、圧電振動子５のカンケースに第１の発熱部品６と第１の感温素
子７とを接着固定し、夫々の端子は第２のプリント基板２２に半田付けする。部品が搭載
された第２のプリント基板２２に設けた複数の穴にアウターオーブン下ケース部材１５ｂ
の第２の接続ピンＰ２を貫通させて、半田等で接続固定する。アウターオーブン下ケース
部材１５ｂにアウターオーブン上ケース部材１５ａを被せ、アウターオーブン上ケース部
材１５ａと、アウターオーブン下ケース部材１５ｂとの接合部の全周に亘って樹脂（例え
ばエポキシ樹脂）、或いは半田等の封止材により気密封止する。アウターオーブン上ケー
ス部材１５ａの外側に第３の発熱部品１６と第３の感温素子１７とを接着固定する。
次に第１のプリント基板２０上に第３の温度制御回路部品１８を搭載した後、アウター
オーブン１５から延出する第２の接続ピンＰ２と、発熱部品１６及び第３の感温素子１７
から延出する端子を第１のプリント基板２０に接続固定する。
ベース部材２５ｂの第１の接続ピンＰ１を第１のプリント基板２０に設けた穴に貫通さ
せて半田付けする。ベース部材２５ｂにケース部材２５ａを被せ、ケース部材２５ａと、
ベース部材２５ｂとの接合部の全周に亘って樹脂（例えばエポキシ樹脂）、或いは半田等
の封止材により気密封止して、恒温型圧電発振器１を完成する。
以上ではケース部材２５ａ及びベース部材２５ｂが金属製の例を説明したが、ベース部
材２５ｂは、表面実装用のベースプリント基板であってもよい。
【００１８】
半導体素子１０は、シリコン等の半導体基板に発振回路１１、発熱素子１２、第２の感
温素子１３、第２の温度制御回路１４が近接して形成される。シリコン材の熱伝導率は鉄
の２倍程の熱伝導率を有するので、発熱素子１２から基板を経て発振回路１１に熱が直接
伝導できるので、輻射熱で熱伝導するのと比較して熱損失が少なく、小さな電力で発振回
路１１を所定の一定温度に保持することができる。第２の感温素子１３としては１個のダ
イオード特性、又は数個のダイオードを直列接続したものの特性を利用してもよいし、ト
ランジスタ素子をダイオードとして用いてもよい。また、サーミスタを半導体素子１０の
近傍に配置し、第２の感温素子１３として用いてもよい。
圧電振動子５に、例えばＳＣカット水晶振動子を用いる場合、零温度係数を示す頂点温
度Ｔｐの一例は８５℃近傍であり、第１温度制御部（圧電振動子５）の設定温度を８５℃
近傍に設定する。一方、恒温型圧電発振器１の使用温度範囲一例は、−３０℃〜７０℃で
あり、第３温度制御部（アウターオーブン１５）の設定温度の一例は、使用温度範囲の上
限の温度より略２℃から略５℃高い、例えば７５℃程度に設定する。第２温度制御部（半
導体素子１０の発振回路１１）の設定温度は、要求される周波数安定度を考慮して、第３
温度制御部の設定温度７５℃と、第１の温度制御部の設定温度８５℃との中間に設定する
。
【００１９】
本発明の特徴は、恒温型圧電発振器１の周波数安定度に関係する圧電振動子（第１温度
制御部）５の温度と、恒温型圧電発振器１の出力周波数を可変する可変容量素子（バリキ
ャップダイオード等）を含む発振回路１１が形成された半導体素子（第２温度制御部）１
０の温度と、を互いに独立に温度制御し、更に圧電振動子（第１温度制御部）５と、半導
体素子（第２温度制御部）１２とを収容するアウターオーブン１５を設け、消費電力の低
減と小型化を図った恒温型圧電発振器である。
圧電振動子（第１温度制御部）５の設定温度は、周波数温度特性の頂点温度（零温度係
数温度）Ｔｐに設定するのが望ましく、半導体素子（第２温度制御部）１２の設定温度は
、アウターオーブン（第３温度制御部）１５よりは高く設定する必要があるが、外部の周
囲温度の変化に対し、第２温度制御部１０が常に一定温度に維持できればよい。つまり、
圧電振動子（第１温度制御部）５の設定温度と、半導体素子（第２温度制御部）１０の設
定温度とは同一温度である必要はない。このように温度制御部を分けて、夫々に適した温
度に制御することにより、消費電力を低減することが可能になる。
同程度の周波数安定度（±５×１０−１０）を有する、本発明の恒温型圧電発振器１の
消費電力と、図９に示した従来の恒温型圧電発振器１００の消費電力とを比較する。図２
は、恒温型圧電発振器１００のインナーオーブン１１５の設定温度を、圧電振動子（ＳＣ
カット水晶振動子）１１２の頂点温度Ｔｐ（零温度係数温度）の一例である８５℃に設定
し、アウターオーブン１２０の設定温度を、使用温度範囲の上限７０℃より５℃高い７５
℃に設定した場合、夫々オーブンの消費電力を周囲温度に対しプロットした図である。黒
三角▲はインナーオーブン１１５の消費電力を、白抜き四角□はアウターオーブン１２０
の消費電力を、黒ひし形◆は全消費電力を、夫々示している。
【００２０】
図３は、図１に示した恒温型圧電発振器１の圧電振動子５（第１温度制御部）の設定温
度を、圧電振動子（ＳＣカット水晶振動子）５の頂点温度（零温度係数温度）Ｔｐの一例
である８５℃に設定し、アウターオーブン１５（第３温度制御部）の設定温度を、使用温
度範囲の上限の一例である７０℃より５℃高い７５℃に設定し、半導体素子（第２温度制
御部）１０の設定温度を、７５℃と８５℃との中間に設定した場合、周囲温度（外部温度
）に対し夫々の消費電力をプロットした図である。黒三角▲は第１温度制御部（圧電振動
子５）の消費電力を、×印は第２温度制御部（半導体素子１０）の消費電力を、白抜き四
角□はアウターオーブン１５の消費電力を、黒ひし形◆は全消費電力を、夫々示している
。
周囲温度の変化に対し従来の恒温型圧電発振器１００の消費電力と、発振回路部１１及
び第２の温度制御部１４等を半導体素子とした本発明の恒温型圧電発振器１の消費電力と
を、図２及び図３で比較した。本発明の恒温型圧電発振器１のように、アウターオーブン
１５内部の温度制御部を、周波数安定度に関し温度に敏感な部分に分け、夫々の部分が周
波数安定度に適した温度を設定するようにした方が、全消費電力が小さくできることが判
明した。また、このように温度制御部を分割し、少なくとも一方を半導体素子化した方が
、恒温型圧電発振器を小型化できる。
次に、本発明の恒温型圧電発振器１の圧電振動子（第１温度制御部）５の温度をその頂
点温度（零温度係数点）Ｔｐの８５℃に、アウターオーブン１５（第３温度制御部）の温
度を７５℃に設定し、発振回路１１を含む半導体素子（第２温度制御部）１０の設定温度
を変えた場合に、恒温型圧電発振器１の周波数温度特性がどのように変化するかと測定し
た。
【００２１】
図４は、半導体素子（第２温度制御部）１０の温度を、圧電振動子（第１温度制御部）
５の設定温度と同じ８５℃に設定した場合の、恒温型圧電発振器１の周波数温度特性を示
す図である。このとき２５℃における全消費電力は４．２４Ｗであった。周囲温度Ｔａを
−３０℃〜＋７０℃の範囲で変化させた場合の恒温型圧電発振器１の周波数安定度は、±
１．４×１０−１０程度である。
図５は、比較のため図９に示す従来の恒温型圧電発振器１００のインナーオーブン１１
５の温度を８５℃に設定し、アウターオーブン１２０の温度を７５℃に設定した場合の、
従来の恒温型圧電発振器１００の周波数温度特性を示す図である。このとき２５℃におけ
る全消費電力は５．５Ｗであった。周囲温度Ｔａを−３０℃〜＋７０℃の範囲で変化させ
た場合の従来の恒温型圧電発振器１００の周波数安定度は、±２．８×１０−１０程度で
ある。図４、５を比較して２５℃における全消費電力は、本発明の恒温型圧電発振器１の
方が、従来の恒温型圧電発振器１００に対し、２３％程度改善されており、周波数安定度
も優れている。
【００２２】
図６は、本発明の恒温型圧電発振器１の半導体素子（第２温度制御部）１０の温度を７
７℃に設定した場合の、本発明の恒温型圧電発振器１の周波数温度特性を示す図である。
このとき２５℃における消費電力は４．２Ｗである。周囲温度Ｔａを−３０℃〜＋７０℃
の範囲で変化させた場合の本発明の恒温型圧電発振器１の周波数安定度は、±２．９×１
０−１０程度である。
図７は、従来の恒温型圧電発振器１００の消費電力を下げるため、インナーオーブン１
１５の温度を７７℃に設定し、アウターオーブン１２０の温度を７５℃に設定した場合の
、従来の恒温型圧電発振器１００の周波数温度特性を示す図である。このとき２５℃にお
ける消費電力は５．２５Ｗであった。周囲温度Ｔａを−３０℃〜＋７０℃の範囲で変化さ
せた場合の従来の恒温型圧電発振器１００の周波数安定度は、±９．２×１０−１０程度
である。図６、７を比較して電力消費は、本発明の恒温型圧電発振器１の方が、従来の恒
温型圧電発振器１００に対し２０％程度改善されており、周波数安定度も本発明の恒温型
圧電発振器１の方が大幅に優れていることが分かる。
【００２３】
図８は、本発明の恒温型圧電発振器１の半導体素子（第２の温度制御部）１０の温度を
、アウターオーブン１５（第３温度制御部）の設定温度７５℃と同じ７５℃に設定した場
合の、本発明の恒温型圧電発振器１の周波数温度特性を示す図である。このとき２５℃に
おける全消費電力は４．１８Ｗであった。周囲温度Ｔａを−３０℃〜＋７０℃の範囲で変
化させた場合の本発明の恒温型圧電発振器１の周波数安定度は、＋３．１×１０−１０〜
−５．５×１０−１０程度である。半導体素子（第２の温度制御部）１０の設定温度と、
アウターオーブン１５（第３温度制御部）の温度と、を同一温度としたため、周囲温度が
４０℃以上の高温になると、半導体素子（第２の温度制御部）１０の温度を微細に制御で
きず、温度にリップルが生ずるため周波数温度特性が劣化したものと推測される。
【００２４】
従来の恒温型圧電発振器では、インナーオーブンの中に圧電振動子と発振回路を収容し
、インナーオーブンをアウターオーブンの中に収容する二重恒温槽方式を用いていた。本
発明の恒温型圧電発振器１では、内部オーブンを圧電振動子の温度を頂点温度（零温度係
数温度）に維持する第１温度制御部と、可変容量素子、発振回路１１を含む半導体素子１
０を一定の温度に維持する第２温度制御部と、の二つに分け、第１温度制御部と第２温度
制御部とを互いに独立した設定温度で制御する。更に発振回路と第２温度制御部とをひと
つの半導体素子に収容することにより、恒温型圧電発振器の消費電力を低減できると共に
、その形状寸法を小型にすることができ、立ち上がり時間（電源を入れてから規格の周波
数安定度に達するまでの時間）を短くすることができるという効果がる。
第１の温度制御部の設定温度を圧電振動子の頂点温度（零温度係数温度）に、第３の温
度制御部の設定温度を使用温度上限プラス略２℃から略５℃に、第２の温度制御部（半導
体素子）１０の設定温度を第１の温度制御部の設定温度と、第３の温度制御部の設定温度
との中間温度に設定することにより、恒温型圧電発振器の消費電力を最小にすることがで
きるという効果がある。
第１の温度制御部、半導体素子１０及び第３の温度制御部の夫々の消費電力量は、半導
体素子１０の消費電力量、第１の温度制御部の消費電力量、第３の温度制御部の消費電力
量の順に大きくすることにより、恒温型圧電発振器の全消費電力量を最小にすることがで
きるという効果がある。
【符号の説明】
【００２５】
１…本発明の恒温型圧電発振器、５…圧電振動子、６…第１の発熱部品、７…第１の感温
素子、８…第１の温度制御回路部品、１０…半導体素子、１１…発振回路、１２…発熱素
子、１３…第２の感温素子、１４…温度制御回路、１５…アウターオーブン、１５ａ…ア
ウターオーブン上ケース部材、１５ｂ…アウターオーブン下ケース部材、１６…第３の発
熱部品、１７…第３の感温素子、１８…第３の温度制御回路部品、２０…第１のプリント
基板、２２…第２のプリント基板、２５ａ…ケース部材、２５ｂ…ベース部材、Ｐ１…第
１の接続ピン、ｐ２…第２の接続ピン
【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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