(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力を低減した温度補償型発振装置を提供する。【解決手段】温度補償型発振装置１０は、発振器１１の温度に応じた基準信号出力の温度センサ１２と、第１出力信号Ｓ１と、第１出力信号よりも小さい第２出力信号Ｓ２とを生成、出力する定電圧生成回路１３と、温度センサ１２から出力された基準信号が定電圧生成回路１３から出力された第１出力信号Ｓ１よりも大きい時、第１検出信号Ｐ１を出力する上限側比較回路１４と、温度センサ１２から出力の基準信号が定電圧生成回路１３から出力された第２出力信号Ｓ２よりも小さい時、第２検出信号を出力する下限側比較回路１５と、上限側比較回路１４から出力された第１検出信号Ｐ１と、下限側比較回路１５から出力された第２検出信号Ｐ２とに基づき、カウント値を増減させるカウンタ回路１６と、カウンタ回路のカウント値に基づき、発振器１１における発振周波数補正を行う補正回路１８と、を備えている。【選択図】図１
2011109161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振器の温度に応じた基準信号を出力する温度センサと、
第１出力信号と、該第１出力信号よりも小さい第２出力信号とを生成し、出力する定電圧生成回路と、
前記温度センサから出力された基準信号が前記定電圧生成回路から出力された第１出力信号よりも大きいとき、第１検出信号を出力する上限側比較回路と、
前記温度センサから出力された基準信号が前記定電圧生成回路から出力された第２出力信号よりも小さいとき、第２検出信号を出力する下限側比較回路と、
前記上限側比較回路から出力された第１検出信号と、前記下限側比較回路から出力された第２検出信号と、に基づいて、カウント値を増減させるカウンタ回路と、
前記カウンタ回路のカウント値に基づいて、前記発振器における発振周波数の補正を行う補正回路と、を備える、ことを特徴とする温度補償型発振装置。
【請求項２】
請求項１記載の温度補償型発振装置であって、
前記発振周波数を補正するための補正値と前記カウント値とを対応させた、補正デーブルを記憶したメモリを更に備え、
前記補正回路は、前記カウンタ回路から出力されたカウント値と、前記メモリに記憶に記憶された補正デーブルと、に基づいて設定した前記補正値を用いて、前記発振器における発振周波数の補正を行う、ことを特徴とする温度補償型発振装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の温度補償型発振装置であって、
前記カウンタ回路を動作させるための動作クロック信号を生成し、該カウンタ回路に対して出力する動作クロック生成回路を更に備える、ことを特徴とする温度補償型発振装置。
【請求項４】
請求項３記載の温度補償型発振装置であって、
前記上限側比較回路から出力された第１検出信号と、前記下限側比較回路から出力された第２検出信号とを用いて、論理和を行う論理和回路を更に備え、
前記動作クロック生成回路は、前記論理和回路の演算値に応じて、前記カウンタ回路を動作させるための動作クロック信号を生成し、該カウンタ回路に対して出力する、ことを特徴とする温度補償型発振装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の温度補償型発振装置であって、
前記上限側比較回路から出力された第１検出信号と、前記下限側比較回路から出力された第２検出信号とを用いて、論理和を行う論理和回路と、
前記論理和回路から出力される出力信号を遅延させる第１ディレイ素子と、
前記第１ディレイ素子から出力される出力信号を更に遅延させる第２ディレイ素子と、
前記第１ディレイ素子からの出力信号と、前記第２ディレイ素子からの出力信号を反転させた信号と、を用いて、論理積を行い、その演算結果を前記カウンタ回路に対して出力する論理積回路と、を更に備える、ことを特徴とする温度補償型発振装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の温度補償型発振装置であって、
前記定電圧生成回路は、前記カウンタ回路からのカウント値に基づいて、温度センサからの基準信号が前記第２出力信号よりも大きく、かつ前記第１出力信号よりも小さくなるように、前記第１及び第２出力信号を生成する、ことを特徴とする温度補償型発振装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の温度補償型発振装置であって、
前記カウンタ回路は、前記上限側比較回路から第１検出信号を受信したとき、前記カウント値を増加させ、前記下限側比較回路から第２検出信号を受信したとき、前記カウント値を減少させる、ことを特徴とする温度補償型発振装置。
【請求項８】
発振器の温度に応じた基準信号を生成し、
第１出力信号と、該第１出力信号よりも小さい第２出力信号とを生成し、
前記基準信号が前記第１出力信号よりも大きいとき、第１検出信号を生成し、
前記基準信号が前記第２出力信号よりも小さいとき、第２検出信号を生成し、
前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて、カウント値を増減させ、
前記カウント値に基づいて、前記発振器における発振周波数の補正を行う、ことを特徴とする温度補償方法。
【請求項９】
第１出力信号と、該第１出力信号よりも小さい第２出力信号とを生成する処理と、
発振器の温度に応じた基準信号が前記第１出力信号よりも大きいとき、第１検出信号を生成する処理と、
前記基準信号が前記第２出力信号よりも小さいとき、第２検出信号を生成する処理と、
前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて、カウント値を増減させる処理と、
前記カウント値に基づいて、前記発振器における発振周波数の補正を行う処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする温度補償プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器における発振周波数の温度補正を行うことができる温度補償型発振装置、温度補償方法及び温度補償プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の電子機器等に高精度な発振器が内蔵され、その発振器において厳密な周波数の精度及び安定性が求められている。このため、発振器の発振精度に対する温度依存性を無視できなくなっており、広い温度範囲における発振器の温度補正を施す必要が生じている。
【０００３】
このような要望に応えるべく、発振器の温度変化に対する発振周波数の変化を補正する温度補償発振器が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該温度補償発振器において、温度センサの検出温度Ｔ（図１２（ａ））に応じて可変インピーダンスが変化し、この可変インピーダンスの変化に応じて変化させた周期で、時定数回路のコンデンサが充放電を繰り返している（図１２（ｂ））。また、カウンタは、充放電を繰り返すコンデンサの充電電圧が充電電圧Ｖ２から充電電圧Ｖ１まで充電される時間を毎回カウントしており（図１２（ｃ））、温度補償回路は、カウンタのカウント値を用いて発振器の温度補正を行っている（図１２（ｄ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１８８５４号公報
【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、上記特許文献１に示す温度補償発振器においては、発振器の温度変化にあまり関係なく、常時、時定数回路のコンデサの充放電（図１２（ｂ））およびカウンタのカウント動作（図１２（ｃ））が繰り返えされ、上記温度補正の動作が行われている。したがって、発振器に温度変化が生じていない場合でも、不必要な充放電やカウント動作が頻繁に行われるため、当該温度補償発振器の消費電力の増加に繋がる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、発振器の温度に応じた基準信号を出力する温度センサと、第１出力信号と、該第１出力信号よりも小さい第２出力信号とを生成し、出力する定電圧生成回路と、前記温度センサから出力された基準信号が前記定電圧生成回路から出力された第１出力信号よりも大きいとき、第１検出信号を出力する上限側比較回路と、前記温度センサから出力された基準信号が前記定電圧生成回路から出力された第２出力信号よりも小さいとき、第２検出信号を出力する下限側比較回路と、前記上限側比較回路から出力された第１検出信号と、前記下限側比較回路から出力された第２検出信号と、に基づいて、カウント値を増減させるカウンタ回路と、前記カウンタ回路のカウント値に基づいて、前記発振器における発振周波数の補正を行う補正回路と、を備える、ことを特徴とする温度補償型発振装置である。
【０００７】
この一態様によれば、発振器の温度変化に適切に追従させて、カウンタ回路のカウント値を変化させ、発振器に対する温度補正の動作を行うことができる。したがって、不要な温度補正の動作を抑制できるため、温度補償型発振装置の消費電力を低減することができる。
【０００８】
また、本発明の一態様は、発振器の温度に応じた基準信号を生成し、第１出力信号と、該第１出力信号よりも小さい第２出力信号とを生成し、前記基準信号が前記第１出力信号よりも大きいとき、第１検出信号を生成し、前記基準信号が前記第２出力信号よりも小さいとき、第２検出信号を生成し、前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて、カウント値を増減させ、前記カウント値に基づいて、前記発振器における発振周波数の補正を行う、ことを特徴とする温度補償方法であってもよい。
【０００９】
さらに、本発明の一態様は、第１出力信号と、該第１出力信号よりも小さい第２出力信号とを生成する処理と、発振器の温度に応じた基準信号が前記第１出力信号よりも大きいとき、第１検出信号を生成する処理と、前記基準信号が前記第２出力信号よりも小さいとき、第２検出信号を生成する処理と、前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて、カウント値を増減させる処理と、前記カウント値に基づいて、前記発振器における発振周波数の補正を行う処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする温度補償プログラムであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、消費電力を低減した温度補償型発振装置、温度補償方法及び温度補償プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る温度補償型発振装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る定電圧生成回路の概略的な構成を示すブロック図である。
【図３】直列に接続された複数の抵抗体により生成される出力電圧と、その出力電圧に対応する補正回路の補正値との関係例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るカウンタ回路の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る温度補償型発振装置の処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）温度センサの検出温度に応じた基準信号と、上限側比較回路及び下限側比較回路の温度変化に対する検出範囲と、の関係例を示す図である。（ｂ）温度センサの基準信号と、カウンタ回路のカウント値との関係例を示す図である。（ｃ）温度センサの基準信号と定電圧生成回路の出力電圧との関係例を示す図である。（ｄ）温度センサの基準信号と補正回路の補正値との関係例を示す図である。
【図７】（ａ）温度センサの検出温度と、カウンタ回路のカウント値と、温度センサの基準信号と、上限側比較回路の検出範囲と、下限側比較回路の検出範囲と、補正回路の補正値との関係例を示す図である。（ｂ）温度センサの検出温度と、カウンタ回路のカウント値と、温度センサの基準信号と、上限側比較回路の検出範囲と、下限側比較回路の検出範囲と、補正回路の補正値との関係例を示す図である。
【図８】（ａ）温度センサの検出温度の変化例を示す図である。（ｂ）温度センサの検出温度の変化に対する、従来技術に係るカウンタ回路のカウント値及び温度補償回路の補正値の変化例を示す図である。（ｃ）温度センサの検出温度の変化に対する、本実施形態に係るカウンタ回路のカウント値及び補正回路の補正値の変化例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る温度補償型発振装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】（ａ）本発明の実施形態２に係る温度補償型発振装置のスタンバイ状態及び動作状態を示すタイミングチャートである。（ｂ）本発明の実施形態２に係る温度補償型発振装置のスタンバイ状態及び動作状態を示すタイミングチャートである。（ｃ）本発明の実施形態２に係る温度補償型発振装置のスタンバイ状態及び動作状態を示すタイミングチャートである。（ｄ）本発明の実施形態２に係る温度補償型発振装置のスタンバイ状態及び動作状態を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の実施形態３に係る温度補償型発振装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図１２】（ａ）従来技術に係る温度センサの検出温度の変化例を示す図である。（ｂ）従来技術に係るコンデサの充電電圧の変化例を示す図である。（ｃ）従来技術に係るカウンタのカウント動作の例を示す図である。（ｄ）従来技術に係る温度補償回路の温度補正データの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る温度補償型発振装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態１に係る温度補償型発振装置１０は、発振器１１における発振周波数の温度補正を、高精度かつ低消費電力で行うことができるものである。温度補償型発振装置１０は、発振器１１と、温度センサ１２と、定電圧生成回路１３と、上限側比較回路１４と、下限側比較回路１５と、カウンタ回路１６と、メモリ１７と、補正回路１８と、動作クロック生成回路１９と、を備えている。
【００１３】
発振器１１には、例えば、発振周波数の安定性が良好な水晶振動子を用いた水晶発振器が適用されている。
【００１４】
温度センサ１２は、発振器１１に設けられており、発振器１１の水晶振動子の温度を検出し、その検出温度Ｔに応じた電圧信号である基準信号Ｓを、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５に対して出力する。
【００１５】
定電圧生成回路１３は、カウンタ回路１６から出力されたカウント値Ｎに基づいて、電圧信号である第１出力信号Ｓ１と、第１出力信号Ｓ１よりも小さい第２出力信号Ｓ２とを生成する。そして、定電圧生成回路１３は、生成した第１出力信号Ｓ１を上限側比較回路１４に対して出力し、生成した第２出力信号Ｓ２を下限側比較回路１５に対して出力する。また、定電圧生成回路１３は、第１出力信号Ｓ１と第２出力信号Ｓ２との電圧差分が一定となり、温度センサ１２の基準信号Ｓが第２出力信号Ｓ２よりも大きくかつ第１出力信号Ｓ１よりも小さくなるように（第２出力信号Ｓ２＜基準信号Ｓ＜第１出力信号Ｓ１）、第１及び第２出力信号Ｓ１、Ｓ２を生成する。
【００１６】
上限側比較回路１４は、温度センサ１２から出力された基準信号Ｓと、定電圧生成回路１３から出力された第１出力信号Ｓ１と、の比較を行う比較回路である。上限側比較回路１４は、温度センサ１２から出力された基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第１出力信号Ｓ１以上となるとき（基準信号Ｓ≧第１出力信号Ｓ１）、第１検出信号Ｐ１をカウンタ回路１６に対して出力する。このように、上限側比較回路１４は、温度センサ１２の検出温度Ｔの上昇を検出することができる。
【００１７】
下限側比較回路１５は、温度センサ１２から出力された基準信号Ｓと、定電圧生成回路１３から出力された第２出力信号Ｓ２と、の比較を行う比較回路である。下限側比較回路１５は、温度センサ１２から出力された基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第２出力信号Ｓ２以下となるとき（基準信号Ｓ≦第２出力信号Ｓ２）、第２検出信号Ｐ２をカウンタ回路１６に対して出力する。このように、下限側比較回路１５は、温度センサ１２の検出温度Ｔの下降を検出することができる。
【００１８】
カウンタ回路１６は、上限側比較回路１４から出力された第１検出信号Ｐ１と、下限側比較回路１５から出力された第２検出信号Ｐ２と、に基づいて、カウント値Ｎを増減させる。
【００１９】
カウンタ回路１６は、例えば、上限側比較回路１４から第１検出信号Ｐ１を受信したとき、カウント値Ｎをカウントアップ（カウント値Ｎ＝カウント値Ｎ＋１）する。また、カウンタ回路１６は、下限側比較回路１５から第２検出信号Ｐ２を受信したとき、カウント値Ｎをカウントダウン（カウント値Ｎ＝カウント値Ｎ−１）する。さらに、カウンタ回路１６は、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５から第１及び第２検出信号Ｐ１、Ｐ２を受信しないとき、そのカウント値Ｎを保持する。カウンタ回路１６は、カウント後のカウント値Ｎを補正回路１８に対して逐次出力する。
【００２０】
メモリ１７は、発振器１１の発振周波数を補正するための補正値Ｒと、カウント値Ｎとを対応させた、補正デーブルを予め記憶している。この補正値Ｒは、発振器１１の周波数温度特性を補正するために、温度センサ１２の出力電圧の温度特性が関連付けされた値である。メモリ１７には、例えば、ＲＡＭ等の半導体メモリが用いられている。
【００２１】
補正回路１８は、カウンタ回路１６から出力されたカウント値Ｎと、メモリ１７に記憶に記憶された補正デーブルと、に基づいて、発振器１１の発振周波数を温度補正するための補正値Ｒを設定する。そして、補正回路１８は、設定した補正値Ｒに応じた補正信号を、発振器１１に対して供給する。発振器１１は、補正回路１８からの補正信号に応じて、発振周波数の温度補正を行う。このように、温度センサ１２の検出温度Ｔの変化に応じて、カウンタ回路１６のカウント値Ｎが変化し、このカウント値Ｎの変化に応じて、補正回路１８の補正値Ｒが変化する。
【００２２】
動作クロック生成回路１９は、カウンタ回路１６を動作させるための動作クロック信号ＣＬＫを生成し、生成した動作クロック信号ＣＬＫをカウンタ回路１６に対して出力する。カウンタ回路１６は、動作クロック生成回路１９から出力された動作クロック信号ＣＬＫに応じて、上述のカウント動作を行う。なお、動作クロック生成回路１９は、例えば、マイクロコンピュータに内蔵されるクロック生成回路を用いてもよく、専用のクロック生成回路を用いてもよい。
【００２３】
なお、温度補償型発振装置１０は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、を有するマイクロコンピュータを中心にしてハードウェア構成することができる。また、上記ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭは、バスを介して相互に接続されている。
【００２４】
次に、上述した定電圧生成回路１３の構成について、詳細に説明する。図２は、本実施形態１に係る定電圧生成回路１３の概略的な構成を示すブロック図である。定電圧生成回路１３は、定電圧を発生する定電圧発生源１３１と、定電圧発生源１３１に接続されたｍ個（ｍは任意の自然数）の抵抗体Ｒ１〜Ｒｍと、抵抗体Ｒ１〜Ｒｍに接続されたセレクタ１３２と、を有している。
【００２５】
定電圧発生源１３１は、温度センサ１２から出力される出力電圧の範囲と同一若しくは高い電圧を発生することができる。また、複数の抵抗体Ｒ１〜Ｒｍは、直列に接続されており、その両端は、定電圧発生源１３１に接続されている。また、直列に接続された抵抗体Ｒ１〜Ｒｍの各々の接続点である抵抗分圧出力Ｖ０〜Ｖｍは、夫々、セレクタ１３２に接続されている。さらに、セレクタ１３２の出力側ａ、ｂは、上限側比較回路１４、及び下限側比較回路１５に夫々接続され、入力側ｃはカウンタ回路１６に接続されている。
【００２６】
セレクタ１３２は、例えば、マルチプレクサ等により構成されており、カウンタ回路１６から出力されるカウント値Ｎに基づいて、抵抗分圧出力Ｖ０〜Ｖｍのうちいずれかを選択し、その出力電圧Ｖoutを生成する。
【００２７】
また、温度センサ１２の検出温度Ｔが変化した場合、セレクタ１３２は、カウンタ回路１６からのカウント値Ｎの増減に応じて、温度センサ１２の基準信号Ｓが第２出力信号Ｓ２よりも大きくかつ第１出力信号Ｓ１よりも小さくなるように（第２出力信号Ｓ２＜基準信号Ｓ＜第１出力信号Ｓ１）、抵抗分圧出力Ｖ０〜Ｖｍを選択し、この検出温度Ｔの変化に追従する。
【００２８】
図３は、直列に接続された複数の抵抗体Ｒ１〜Ｒｍにより生成される出力電圧Ｖoutと、その出力電圧Ｖoutに対応する補正回路１８の補正値Ｒとの関係例を示す図である。上述の如く、セレクタ１３２は、カウンタ回路１６から出力されるカウント値Ｎに応じて、抵抗分圧出力Ｖ１〜Ｖｍのうちいずれかを選択し、出力電圧Ｖoutを生成する。そして、セレクタ１３２は、この生成した出力電圧Ｖoutに基づいて、第１及び第２出力信号Ｓ１、Ｓ２を生成し、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５に対して夫々出力する。
【００２９】
このように、抵抗分圧出力Ｖ１〜Ｖｍを選択し、出力電圧Ｖoutを変更することで、補正値Ｒの変更を簡易かつ正確に行うことができる。なお、上述した定電圧生成回路１３１の構成は一例であり、上記構成に限定されるものではない。
【００３０】
次に、上述したカウンタ回路１６について、詳細に説明する。図４は、本実施形態１に係るカウンタ回路１６の概略的な構成を示すブロック図である。カウンタ回路１６は、例えば、ｎビットのアップ／ダウンカウンタとして構成されており、動作クロック生成回路１９から出力される動作クロック信号ＣＬＫに応じて、上述のカウントアップ、カウントダウン、及びカウント値Ｎの保持の動作を行う。ここで、上述したように、温度センサ１２の基準信号Ｓが第２出力信号Ｓ２よりも大きくかつ第１出力信号Ｓ１よりも小さくなっているため（第２出力信号Ｓ２＜基準信号Ｓ＜第１出力信号Ｓ１）、カウンタ回路１６の動作は、カウントアップ、カウントダウン、及びカウント値Ｎの保持の動作のみとなる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係る温度補償型発振装置１０の処理フローについて、詳細に説明する。図５は、本実施形態１に係る温度補償型発振装置１０の処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００３２】
温度センサ１２は、発振器１１の水晶振動子の温度を検出し、その温度に応じた基準信号Ｓを、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５に対して出力する（ステップＳ１０１）。
【００３３】
定電圧生成回路１３は、カウンタ回路１６からのカウント値Ｎに基づいて、第１出力信号Ｓ１と、第１出力信号Ｓ１よりも小さい第２出力信号Ｓ２とを生成し、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５に対して出力する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
上限側比較回路１４は、温度センサ１２から出力された基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第１出力信号Ｓ１以上となるとき（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、第１検出信号Ｐ１をカウンタ回路１６に対して出力する（ステップＳ１０４）。カウンタ回路１６は、上限側比較回路１４から第１検出信号Ｐ１を受信すると、カウント値Ｎをカウントアップする（ステップＳ１０５）。
【００３５】
また、下限側比較回路１５は、温度センサ１２から出力された基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第２出力信号Ｓ２以下となるとき（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、第２検出信号Ｐ２をカウンタ回路１６に対して出力する（ステップＳ１０７）。カウンタ回路１６は、下限側比較回路１５から第２検出信号Ｐ２を受信すると、カウント値Ｎをカウントダウンする（ステップＳ１０８）。カウンタ回路１６は、カウント後のカウント値Ｎを、補正回路１８に対して逐次出力する。
【００３６】
補正回路１８は、カウンタ回路１６から出力されたカウント値Ｎと、メモリ１７に記憶に記憶された補正デーブルと、に基づいて、発振器１１の発振周波数に対する補正値Ｒを設定し（ステップＳ１０９）、設定した補正値Ｒに対応した補正信号を発振器１１に送信することで、発振器１１における発振周波数の温度補正を行う（ステップＳ１１０）。このようにして、温度センサ１２の検出温度Ｔの変化に最適に追従して、発振器１１の発振周波数の温度補正を行うことができる。
【００３７】
図６（ａ）は、温度センサ１２の検出温度Ｔに応じた基準信号（出力電圧）Ｓと、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５の温度変化に対する検出範囲と、の関係例を示す図である。図６（ｂ）は、温度センサ１２の出力電圧が図６（ａ）に示すように変化したときの、温度センサ１２の基準信号Ｓとカウンタ回路１６のカウント値Ｎとの関係例を示す図である。図６（ｃ）は、温度センサ１２の出力電圧が図６（ａ）に示すように変化したときの、温度センサ１２の基準信号Ｓと定電圧生成回路１３の出力電圧Ｖoutとの関係例を示す図である。図６（ｄ）は、温度センサ１２の出力電圧が図６（ａ）に示すように変化したときの、温度センサ１２の基準信号Ｓと補正回路１８の補正値Ｒとの関係例を示す図である。
【００３８】
例えば、図６（ａ）に示すように、温度センサ１２の検出温度Ｔが２５℃、３５℃、４５℃、５５℃へと段階的に変化すると、この温度変化に追従して、図６（ｂ）に示すように、カウンタ回路１６のカウント値Ｎが８、９、１０、１１へとカウントアップし、図６（ｃ）に示すように、定電圧生成回路１３の出力電圧Ｖoutが０．５０Ｖ、０．５１Ｖ、０．５３Ｖ、０．５４Ｖへと変化し、図６（ｄ）に示すように、補正回路１８の補正値ＲがＯＤＨ、ＯＥＨ、ＯＦＨ、１０Ｈへと変化する。
【００３９】
このように、本実施形態１に係る温度補償型発振装置１０によれば、温度センサ１２の検出温度Ｔの増加に的確に追従して、カウンタ回路１６のカウント値Ｎがカウントアップし、補正回路１８の補正値Ｒが適切に変更される。したがって、カウンタ回路１６は、不必要なカウント動作を行うことなく、また、補正回路１８も不要に補正値Ｒを変更することがない。
【００４０】
図７（ａ）及び（ｂ）は、温度センサ１２の検出温度Ｔと、カウンタ回路１６のカウント値Ｎと、温度センサ１２の基準信号（出力電圧）Ｓと、上限側比較回路１４の検出範囲と、下限側比較回路１５の検出範囲と、補正回路１８の補正値Ｒと、の関係例を示す図である。また、図７（ａ）は、温度センサ１２の検出温度Ｔが４５℃のときの夫々の値を示しており、図７（ｂ）は、温度センサ１２の検出温度Ｔが４５℃から５５℃へ変化した後の夫々の値を示している。
【００４１】
例えば、図７（ａ）に示すように、温度センサ１２の検出温度Ｔが４５℃の場合、カウンタ回路１６のカウント値Ｎは１０となる。この場合、定電圧生成回路１３のセレクタ１３２は、カウンタ回路１６からのカウント値Ｎ＝１０に基づいて、抵抗分圧出力Ｖ１〜Ｖｍを選択し、出力電圧（Ｖout＝０．５３Ｖ）を生成する。そして、定電圧生成回路１３は、この出力電圧（Ｖout＝０．５３Ｖ）に基づいて、第２出力信号Ｓ２＜基準信号（Ｓ＝０．５３Ｖ）＜第１出力信号Ｓ１となるように、第１出力信号Ｓ１及び第２出力信号Ｓ２を生成し、生成した第１及び第２出力信号Ｓ１、Ｓ２を、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５に対して夫々出力する。
【００４２】
上限側比較回路１４は、温度センサ１２の基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第１出力信号（Ｓ１＝０．５４Ｖ）以上となり、温度センサ１２の検出温度Ｔが５５℃以上となる検出範囲（１）、すなわち、温度センサ１２の検出温度Ｔの上昇を検出し、第１検出信号Ｐ１をカウンタ回路１６に出力する。
【００４３】
一方、下限側比較回路１５は、温度センサ１２の基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第２出力信号（Ｓ２＝０．５０Ｖ）以下となり、温度センサ１２の検出温度Ｔが２５℃以下となる検出範囲（２）、すなわち、温度センサ１２の検出温度Ｔの下降を検出し、第２検出信号Ｐ２をカウンタ回路１６に出力する。このとき、補正回路１８は、カウンタ回路１６のカウント値Ｎ＝１０と、メモリ１７に記憶された補正テーブルと、に基づいて、補正値Ｒに０ＦＨを設定し、この補正値Ｒを用いて発振器１１の発振周波数の温度補正を行う。
【００４４】
その後、温度センサ１２の検出温度Ｔが４５℃から５５℃に上昇すると、温度センサ１２から出力される基準信号Ｓが０．５４Ｖになる。上限側比較回路１４は、温度センサ１２の基準信号（Ｓ＝０．５４Ｖ）が定電圧生成回路１３から出力された第１出力信号（Ｓ＝０．５４Ｖ）以上となるため、第１検出信号Ｐ１をカウンタ回路１６に出力する。そして、カウンタ回路１６は、上限側比較回路１４からの第１検出信号Ｐ１に基づいて、カウント値Ｎ＝１０のカウントアップを行い、カウント値Ｎを１１に増加させる。
【００４５】
これにより、図７（ｂ）に示すように、定電圧生成回路１３のセレクタ１３２は、カウンタ回路１６からのカウント値Ｎ＝１１に基づいて、抵抗分圧出力Ｖ１〜Ｖｍを選択し、出力電圧（Ｖout＝０．５４Ｖ）を生成する。そして、定電圧生成回路１３は、この出力電圧（Ｖout＝０．５４Ｖ）に基づいて、第２出力信号Ｓ２＜基準信号（Ｓ＝０．５４Ｖ）＜第１出力信号Ｓ１となるように、第１出力信号Ｓ１及び第２出力信号Ｓ２を生成し、生成した第１及び第２出力信号Ｓ１、Ｓ２を、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５に対して出力する。
【００４６】
上限側比較回路１４は、温度センサ１２の基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第１出力信号（Ｓ１＝０．５５Ｖ）以上となり、温度センサ１２の検出温度Ｔが６５℃以上となる検出範囲（３）、すなわち、温度センサ１２の検出温度Ｔの上昇を検出し、第１検出信号Ｐ１をカウンタ回路１６に出力する。一方、下限側比較回路１５は、温度センサ１２の基準信号Ｓが定電圧生成回路１３から出力された第２出力信号（Ｓ２＝０．５１Ｖ）以下となり、温度センサ１２の検出温度Ｔが３５℃以下となる範囲、すなわち、温度センサ１２の検出温度Ｔの下降を検出し、第２検出信号Ｐ２をカウンタ回路１６に出力する。
【００４７】
このとき、補正回路１８は、カウンタ回路１６のカウント値Ｎ＝１１と、メモリ１７に記憶された補正テーブルと、に基づいて、補正値Ｒに１０Ｈを設定し、この補正値Ｒを用いて発振器１１の発振周波数の温度補正を行う。
【００４８】
なお、その後、温度センサ１２の検出温度Ｔが５５℃で変化しない場合は、温度センサ１２の基準信号Ｓは第１出力信号（Ｓ１＝０．５５Ｖ）以上にならず、かつ第２出力信号（Ｓ２＝０．５１Ｖ）以下にならない。しがたって、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５は、カウンタ回路１６に対して第１及び第２検出信号Ｐ１、Ｐ２を出力することなく、カウンタ回路１６のカウント値Ｎ＝１１は変化しない。このため、このカウント値Ｎ＝１１に対応する補正値（Ｒ＝１０Ｈ）も変化しない。このように、温度センサ１２の検出温度Ｔが変化しない場合において、カウンタ回路１６の不要なカウント動作を確実に抑制し、さらに、補正回路１８の不要な温度補正の動作を確実に抑制することができる。
【００４９】
図８（ａ）は、温度センサ１２の検出温度Ｔの変化例を示す図である。また、図８（ｂ）は、温度センサの検出温度Ｔの変化に対する、特許文献１に示す従来技術に係るカウンタのカウント値及び温度補償回路の補正値の変化例を示す図である。さらに、図８（ｃ）は、温度センサ１２の検出温度Ｔの変化に対する、本実施形態に係るカウンタ回路１６のカウント値Ｎ及び補正回路１８の補正値Ｒの変化例を示す図である。
【００５０】
本実施形態において、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５を用いて温度センサ１２の検出温度Ｔを常時監視することで、図８（ｂ）に示す上記従来技術と比較して、図８（ｃ）に示すように、温度センサ１２の検出温度Ｔに変化がないときに、カウンタ回路１６は不要なカウント動作を行わず、従って、補正回路１８は不必要に温度補正の動作を行うこともない。
【００５１】
また、上記従来技術において、温度センサの検出温度Ｔに応じて可変インピーダンスが変化し、この可変インピーダンスの変化に応じて変化させた周期で、時定数回路のコンデンサが充放電を繰り返し、カウンタは、その充放電時間を毎回カウントしている。このため、図８（ｂ）に示すように、温度センサの検出温度Ｔの変化とあまり関係なく、カウンタが不必要にカウント動作を継続することとなる。
【００５２】
一方、本実施形態１に係る温度補償型発振装置１０においては、上述した（第２出力信号Ｓ２＜温度センサの基準信号Ｓ＜第１出力信号Ｓ１）の関係を逸した場合のみ、温度補正の動作が行われる。このため、例えば、１回目の温度補正の動作において、カウンタ回路１６のカウント値Ｎは、動作クロック数０〜ｍ／２回（ここで、ｍは定電圧生成回路１３を構成する抵抗体Ｒの数を示す）の時間で補正が行われる。また、２回目以降の温度補正の動作では、温度センサ１２の検出温度Ｔに急激な変化がない限り、動作クロック数１回の時間で補正が可能となり、図８（ｃ）に示すように、不必要なカウント動作が行われることがない。
【００５３】
さらに、上記従来技術においては、温度センサの検出温度Ｔにおける変化のタイミングにあまり関係なく、コンデンサの充放電やカウント動作が行われる（図８（ｂ））。また、補正する発振器の周波数が高速な場合、コンデンサの充電時間をカウントするカウンタは、この発振器の周波数に合わせて、高速に動作することとなるため、消費電力低減の妨げとなる虞がある。
【００５４】
一方で、本実施形態１に係る温度補償型発振装置１０においては、温度センサ１２の検出温度Ｔが変化しない限り、カウンタ回路１６のカウント値Ｎは変化せず、仮に、検出温度Ｔが変化した場合でも、その変化が急激でない限り、カウント動作は１回程度で済むため、その動作に対する消費電力を小さく抑えることができる。さらに、温度センサ１２の検出温度Ｔが急激に変化しない限り、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５の動作速度が遅い場合でも、発振器１１の発振周波数における温度補正の動作を適正に行うことができるため、消費電力の増加を抑制できる。
【００５５】
すなわち、本実施形態１に係る温度補償型発振装置１０によれば、温度センサ１２の検出温度Ｔの変化に適切に追従して発振器１１の発振周波数の温度補正を行うことで、不必要な温度補正の動作を効果的に抑制し、その消費電力を低減することができる。
【００５６】
さらに、本実施形態１に係る温度補償型発振装置１０において、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５は、常時動作が可能であり低消費電流である。また、マイクロコンピュータがスタンバイ状態で温度補正を必要とする場合、スタンバイ状態でも停止しない動作クロック生成回路１９が、カウンタ回路１６に対して動作クロック信号ＣＬＫを供給し、カウンタ回路１６を動作させる。これにより、そのスタンバイ状態の解除直後から、発振器１１は温度補正済みの発振周波数を供給することができるため、より低消費電力で温度補正の動作を行うことができる。
【００５７】
一方で、従来技術においては、例えば、スタンバイ状態で温度センサの検出温度Ｔが変化した場合、スタンバイ状態の解除後、コンデンサの再充電まで待ち時間が生じる。このため、再度、温度補正の動作を行われるまで温度補償されない状態で発振器が動作することとなる。なお、スタンバイ状態で温度補償を行う場合、スタンバイ状態で時定数回路のコンデンサを充放電させ、カウント動作を行う必要があるため、通常のスタンバイ状態よりも電力消費量が増加することとなる。
【００５８】
本発明の実施形態２．
図９は、本発明の実施形態２に係る温度補償型発振装置２０の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態２に係る温度補償型発振装置２０は、上記実施形態１に係る温度補償型発振装置１０の構成に、上限側比較回路１４から出力された第１検出信号Ｐ１と、下限側比較回路１５から出力された第２検出信号Ｐ２とを用いて、論理和を行う論理和回路２１を更に備えている。動作クロック生成回路１９は、論理和回路２１から出力される演算値に応じて、カウンタ回路１６を動作させるための動作クロック信号ＣＬＫを生成し、カウンタ回路１６に対して出力する。
【００５９】
例えば、論理和回路２１は、上限側比較回路１４から第１検出信号（Ｐ１＝１）又は下限側比較回路から第２検出信号（Ｐ２＝１）を受信すると、その演算値「１」を動作クロック生成回路１９に対して出力する。動作クロック生成回路１９は、論理和回路２１から演算値「１」を受信すると、動作クロック信号ＣＬＫの生成を開始し、生成した動作クロック信号ＣＬＫをカウンタ回路１６に対して出力する。このように、上限側比較回路１４及び下限側比較回路１５の第１及び第２検出信号Ｐ１、Ｐ２を、論理和回路２１を介して、動作クロック生成回路１９による動作クロック信号ＣＬＫの生成の停止解除信号として用いている。
【００６０】
なお、本実施形態２に係る温度補償型発振装置２０おいて、他の構成は上記実施形態１に係る温度補償型発振装置１０と略同一である。したがって、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
例えば、マイクロコンピュータに内蔵されている動作クロック生成回路を用いた場合、一般的に、マイクロコンピュータのスタンバイ状態で、動作クロック生成回路も停止状態となっている。
【００６２】
一方で、本実施形態２に係る温度補償型発振装置２０においては、温度センサ１２の検出温度Ｔが変化し、上限側比較回路１４又は下限側比較回路１５から第１又は第２検出信号Ｐ１、Ｐ２が出力された場合だけ、論理和回路２１を介して、動作クロック生成回路１９による動作クロック信号ＣＬＫの生成の停止状態を解除する。以上により、マイクロコンピュータがスタンバイ状態でも、温度センサ１２の検出温度Ｔが変化したときだけ、動作クロック生成回路１９を動作させることで、発振器１１の発振周波数の温度補正をタイムリーに行うことができる。これにより、より効率的に温度補償型発振装置２０の消費電力を低減することができる。
【００６３】
図１０（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態２に係る温度補償型発振装置２０のスタンバイ状態及び動作状態を示すタイミングチャートである。図１０（ａ）に示すように、マイクロコンピュータがスタンバイ状態から動作状態に遷移すると、ＣＰＵは、図１０（ｂ）に示すように、この遷移に同期して停止状態から動作状態に遷移する。一方で、動作クロック生成回路１９は、マイクロコンピュータの上記遷移に関係なく、論理和回路２１の出力信号に同期して停止状態と動作状態とに遷移する。
【００６４】
すなわち、図１０（ｃ）に示すように、温度センサ１２の検出温度Ｔが変化して上限側比較回路１４又は下限側比較回路１５から第１又は第２検出信号Ｐ１、Ｐ２が出力され、論理和回路２１から出力信号「１」が出力されたときだけ、図１０（ｄ）に示すように、動作クロック生成回路１９は停止状態から動作状態に遷移する。このように、マイクロコンピュータがスタンバイ状態でも、温度センサ１２の検出温度Ｔが変化したときだけ、動作クロック生成回路１９を動作させることで、発振器１１の発振周波数の温度補正をタイムリーかつ無駄なく行うことができる。
【００６５】
本発明の実施形態３．
図１１は、本発明の実施形態３に係る温度補償型発振装置３０の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態３に係る温度補償型発振装置３０は、上記実施形態２に係る温度補償型発振装置２０の動作クロック生成回路１９の代わりに、第１ディレイ素子３１と、第２ディレイ素子３２と、論理積回路３３と、を備えている。
【００６６】
第１ディレイ素子３１は、論理和回路２１から出力される出力信号を遅延させ、遅延させた出力信号を第２ディレイ素子３２及び論理積回路３３に対して出力する。第２ディレイ素子３２は、第１ディレイ素子３１から出力される出力信号を更に遅延させ、論理積回路３３に対して出力する。論理積回路３３は、第１ディレイ素子３１からの出力信号と、第２ディレイ素子３２からの出力信号を反転させた信号と、を用いて、論理積を行い、その演算結果をカウンタ回路１６に対して出力する。
【００６７】
なお、本実施形態３に係る温度補償型発振装置３０において、他の構成は上記実施形態２に係る温度補償型発振装置２０と略同一である。したがって、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
以上のように、第１及び第２ディレイ素子３１、３２を用いて出力信号に時間差を生じさせることでパルスを生成し、動作クロック生成回路１９と略同一の動作クロック信号を生成している。これにより、マイクロコンピュータに内蔵される動作クロック生成回路や専用の動作クロック生成回路が必要ないため、回路全体の簡素化を図ることができ、コスト低減に繋がる。なお、本実施形態３に係る動作クロック信号の生成方法は一例であり、動作クロック生成回路１９と同様の動作クロック信号が生成できれば任意の回路構成が適用可能である。
【００６９】
以上、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００７０】
また、上述の実施形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１０、２０、３０    温度補償型発振装置
１１    発振器
１２    温度センサ
１３    定電圧生成回路
１４    上限側比較回路
１５    下限側比較回路
１６    カウンタ回路
１７    メモリ
１８    補正回路
１９    動作クロック生成回路
２１    論理和回路
３１    第１ディレイ素子
３２    第２ディレイ素子
３３    論理積回路
【図１】
2011109161.tif 000003
【図２】
2011109161.tif 000004
【図３】
2011109161.tif 000005
【図４】
2011109161.tif 000006
【図５】
2011109161.tif 000007
【図６】
2011109161.tif 000008
【図７】
2011109161.tif 000009
【図８】
2011109161.tif 000010
【図９】
2011109161.tif 000011
【図１０】
2011109161.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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