(57)【要約】【課題】端子数を増加させることなく、短時間で温度補償回路の動作確認を行うことが可能な温度補償型水晶発振回路を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、温度補償回路１３０の入力端子を、既存の制御回路１５０のデータ端子１０６と接続させるためのスイッチ素子１６０を設け、制御回路１５０のデータ端子１０６から温度センサ１４０の出力信号の擬似信号を温度補償回路１３０へ入力する。【選択図】図１
2009141792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子が外付けされた水晶発振回路と、
当該温度補償型水晶発振回路の周囲温度を検出し、検出した前記周囲温度に対応した出力信号を出力する出力端子を有する温度センサと、
入力端子が前記温度センサの出力端子と接続されており、前記温度センサの出力信号に応じた前記水晶振動子の温度補償を行う温度補償回路と、
前記温度補償回路による温度補償に用いる温度補償用データを前記温度補償回路へ供給する制御回路と、を有する温度補償型水晶発振回路であって、
前記温度補償回路の入力端子と接続される端子を、前記温度センサの出力端子から前記制御回路と接続された外部導出端子へ切り替える切替手段と、
前記温度補償回路の出力信号を出力する外部導出端子とを有することを特徴とする温度補償型水晶発振回路。
【請求項２】
前記制御回路と接続された外部導出端子は、
前記制御回路の有する不揮発性メモリ及び揮発性メモリへ前記温度補償用データを書き込むためのデータ端子であることを特徴とする請求項１記載の温度補償型水晶発振回路。
【請求項３】
前記制御回路は、
外部から前記切替手段の切り替え指示が入力されたとき、前記切替手段の切り替えを行うための切替信号を出力し、
前記切替手段は、
前記制御回路から出力される切替信号に基づき切り替えられることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償型水晶発振回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサと温度補償回路と水晶発振回路を有する温度補償型水晶発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水晶発振回路を有する温度補償型水晶発振回路では、温度補償回路を有するものがある。図４は、従来の温度補償型水晶発振回路の一例を示すブロック図である。
【０００３】
図４に示す温度補償型水晶発振回路１０は、水晶発振回路１１、温度補償回路１２、温度センサ１３、制御回路１４とから構成されており、水晶発振回路１１に水晶振動子ＸＴＡＬを外付けして使用される。
【０００４】
温度補償型水晶発振回路１０には外部導出端子として、電源電圧端子１０ａ、発振周波数調整用電圧印加端子１０ｂ、水晶振動子接続端子１０ｃ、１０ｄ、クロック端子１０ｅ、データ端子１０ｆ、イネーブル端子１０ｇ、モニタ端子１０ｈ、グランド端子（ＧＮＤ）１０ｉ、発振出力端子１０ｊが設けられている。
【０００５】
電源電圧端子１０ａとグランド端子１０ｉに外部から供給される電源は、水晶発振器回路１１、温度補償回路１２、制御回路１４にそれぞれに供給される。
【０００６】
水晶発振回路１１には、水晶振動子接続端子１０ｃ、１０ｄにより水晶振動子ＸＴＡＬが接続されている。また水晶発振回路１１には、温度補償回路１２の出力信号が入力される。温度補償回路１２には、温度センサ１３の出力信号と制御回路１４の出力信号が入力される。温度補償回路１２は、周囲温度に応じ水晶振動子ＸＴＡＬの温度特性を補償するための電圧を発生し、温度補償電圧を生成して水晶発振器回路１１に供給する。また温度補償電圧は、モニタ端子１０ｈから外部に出力される。
【０００７】
制御回路１４は、イネーブル端子１０ｇに外部からイネーブル信号が供給されているとき、クロック端子１０ｅに外部から供給されるクロック信号に同期してデータ端子１０ｆに供給される書き込みデータを順次取り込んで制御回路１４の有するＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）に書き込み格納する。この書き込みデータは可変容量素子の容量調整用データおよび温度補償回路調整用データである。制御回路１４のＲＯＭ及びＲＡＭに書き込まれた書き込みデータは、温度補償回路１２における温度補償電圧の生成に用いられる。
【０００８】
水晶発振器回路１１は、可変容量素子等の容量とインバータと水晶振動子接続端子１０ｃ、１０ｄに接続された水晶振動子ＸＴＡＬを用いて発振するものであり、温度補償回路１２から供給される温度補償電圧により水晶振動子ＸＴＡＬの温度特性を補償して発振し、発振周波数信号を発振出力端子１０ｊから出力する。
【０００９】
特許文献１には、温度補償回路を有する温度補償型水晶発振回路が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１６３５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の温度補償回路を有する温度補償型水晶発振回路では、温度補償回路の動作確認を行う場合、温度補償型水晶発振回路を恒温槽等に入れて温度補償型水晶発振回路自体の温度を変化させ、実際の温度変化を検出した温度センサの出力信号に基づき動作確認を行う。しかしながらこの方法では動作確認に長時間を要する。
【００１１】
そこで温度補償回路の動作確認を短時間で行うために、温度補償回路に温度センサの出力信号の擬似信号を入力することが考えられるが、そのためには擬似信号を入力するための端子が別途必要となり、温度補償型水晶発振回路の端子数を増加させてしまう。
【００１２】
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解消すべくなされたものであり、端子数を増加させることなく、短時間で温度補償回路の動作確認を行うことが可能な温度補償型水晶発振回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成を採用した。
【００１４】
本発明の温度補償型水晶発振回路は、水晶振動子が外付けされた水晶発振回路（１２０）と、
当該温度補償型水晶発振回路（１００）の周囲温度を検出し、検出した前記周囲温度に対応した出力信号を出力する温度センサ（１４０）と、
前記温度センサ（１４０）の出力信号が入力されて、前記出力信号に応じて前記水晶振動子の温度補償を行う温度補償回路（１３０）と、
前記温度補償回路（１３０）による温度補償に用いる温度補償用データを前記温度補償回路（１３０）へ供給する制御回路（１５０）と、を有する温度補償型水晶発振回路（１００）であって、
前記温度補償回路（１３０）へ入力される信号を、前記温度センサ（１４０）の出力信号から前記制御回路（１５０）と接続された外部導出端子（１０６）から入力される信号へ切り替える切替手段（１６０）と、
前記切替手段（１６０）により切り替えられた入力信号に対応した前記温度補償回路（１３０）の出力信号を出力する外部導出端子（１０８）とを有する構成により、端子数を増加させることなく、短時間で温度補償回路の動作確認を行うことができる。
【００１５】
また本発明の温度補償型水晶発振回路において、前記制御回路（１５０）と接続された外部導出端子（１０６）は、
前記制御回路（１５０）の有する不揮発性メモリ（１５１）及び揮発性メモリ（１５２）へ前記温度補償用データを書き込むためのデータ端子（１０６）である構成とした。
【００１６】
また本発明の温度補償型水晶発振回路において、前記制御回路（１５０）は、外部から前記切替手段（１６０）の切り替え指示が入力されたとき、前記切替手段（１６０）の切り替えを行うための切替信号を出力し、前記切替手段（１６０）は、前記制御回路（１５０）から出力される切替信号に基づき切り替えられる構成とした。
【００１７】
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、端子数を増加させることなく、短時間で温度補償回路の動作確認を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、温度補償回路の入力端子を、既存の制御回路のデータ端子と接続させるためのスイッチ素子を設け、制御回路のデータ端子から温度センサの出力信号の擬似信号を温度補償回路へ入力する。
【００２０】
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の温度補償型水晶発振回路１００の回路構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１に示す温度補償型水晶発振回路１００は、水晶発振回路１２０、温度補償回路１３０、温度センサ１４０、制御回路１５０、スイッチ素子１６０とから構成されており、水晶発振回路１２０に水晶振動子ＸＴＡＬを外付けして使用される。
【００２２】
温度補償型水晶発振回路１００には外部導出端子として、電源電圧端子１０１、発振周波数調整用電圧印加端子１０２、水晶振動子接続端子１０３、１０４、クロック端子１０５、データ端子１０６、イネーブル端子１０７、モニタ端子１０８、グランド端子（ＧＮＤ）１０９、発振出力端子１１０が設けられている。
【００２３】
電源電圧端子１０１とグランド端子１０９に外部から供給される電源は、水晶発振器回路１２０、温度補償回路１３０、制御回路１５０にそれぞれに供給される。
【００２４】
水晶発振回路１２０には、水晶振動子接続端子１０３、１０４に水晶振動子ＸＴＡＬが接続される。また水晶発振回路１２０には、温度補償回路１３０の出力信号が入力される。水晶発振回路１２０では、温度補償回路１３０の出力信号に基づき、後述するバリキャップダイオードの容量成分を変化させ、周囲の温度変化に対しても安定した発振周波数信号を発振出力端子１１０から出力する。
【００２５】
温度補償回路１３０には、スイッチ素子１６０を介して温度センサ１４０の出力信号が入力される。また温度補償回路１３０には、制御回路１５０の出力信号が入力される。温度補償回路１３０は、温度センサ１４０の出力信号と、制御回路１５０の有するＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２に格納されている後述する温度補償用データに基づき温度補償を行う。温度補償回路１３０の出力信号は、モニタ端子１０８から外部に出力される。
【００２６】
制御回路１５０は、ＲＯＭ１５１、ＲＡＭ１５２を有し、クロック端子１０５、データ端子１０６、イネーブル端子１０７と接続されている。制御回路１５０は、ＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２に格納された温度補償に必要となるデータを温度補償回路１３０へ供給する。また制御回路１５０は、ＲＡＭ１５２に設定された後述する切替信号により、スイッチ素子１６０の切替制御を行う。
【００２７】
本実施形態のＲＯＭ１５１は、Ｏｎｅ−Ｔｉｍｅ−Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ−Ｒｏｍである。ＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２は、イネーブル端子１０７にイネーブル信号が入力されているとき、クロック端子１０５から入力されるクロック信号と同期してデータ端子１０６から入力されたデータが書き込まれる。尚ＲＯＭ１５１へのデータの書き込みは、温度補償型水晶発振回路１００の製造工程で行われても良い。
【００２８】
またデータ端子１０６から書き込まれるデータとは、温度補償用データである。温度補償用データとは、例えばバリキャップダイオードの容量成分を調整するために用いるデータであり、より具体的には温度補償関数のパラメータ等である。温度補償回路１３０は、制御回路１５０のＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２に格納された温度補償用データを読み出し、読み出した温度補償用データと、温度センサ１４０の出力信号とを温度補償関数に代入し、水晶発振回路１２０に印加する電圧を算出する。
【００２９】
尚本実施形態のＲＡＭ１５２には、温度補償に反映させる温度補償用データを選択する選択信号が格納されている。本実施形態では、この選択信号に基づき、ＲＯＭ１５１に格納された温度補償用データとＲＡＭ１５２に格納された温度補償用データのどちらかを選択し、温度補償回路１３０で行われる温度補償に反映させる。本実施形態では、例えばＲＡＭ１５２に選択信号用の１ビットのメモリが確保されており、このメモリに格納された信号を選択信号としても良い。
【００３０】
ＲＡＭ１５２には、スイッチ素子１６０のスイッチングを制御する切替信号も格納されている。本実施形態の切替信号とは、例えば３６ビットの信号のうち、１ビットをスイッチング制御用データに割り当てた信号である。制御回路１５０は、データ端子１０６に外部からスイッチング指示信号が入力されたとき、ＲＡＭ１５２から切替信号を出力し、スイッチ素子１６０の切替を行う。
【００３１】
スイッチ素子１６０は、温度補償回路１３０に入力される信号を切り替えるスイッチであり、制御回路１５０からの切替信号により制御される。スイッチ素子１６０の端子１６１は、温度補償回路１３０の入力端子と接続されており、スイッチ素子１６０の端子１６２は、温度センサ１４０の出力端子と接続されている。そしてスイッチ素子１６０の端子１６３は、データ端子１０６と接続されている。
【００３２】
よって温度補償回路１３０に入力される信号は、スイッチ素子１６０を制御することにより、温度センサ１４０の出力信号又はデータ端子１０６に入力された信号の何れか一方を選択することができる。本実施形態の温度補償型水晶発振回路１００では、通常の動作においては、端子１６１と端子１６２が接続されており、温度補償回路１３０に温度センサ１４０の出力信号が入力されるようになっている。
【００３３】
次に本実施形態の温度補償型水晶発振回路１００における温度補償回路１３０の動作確認について説明する。
【００３４】
本実施形態の温度補償型水晶発振回路１００では、スイッチ素子１６０を切り替えて温度補償回路１３０とデータ端子１０６とを接続させる。そして、データ端子１０６から入力された温度センサ１４０の出力信号の擬似信号により温度補償回路１３０を動作させる。そして、モニタ端子１０８から温度補償回路１３０の出力信号を出力させる。本実施形態では、係る構成によりデータ端子１０６から入力された擬似信号に対応した温度補償回路１３０の出力信号が出力されるモニタ端子１０８を監視することが可能となり、容易に且つ短時間で温度補償回路１３０の動作確認を行うことができる。
【００３５】
尚本実施形態における温度センサ１４０の出力信号の擬似信号とは、例えば温度センサ１４０が検出温度９０℃のとき０．３Ｖを出力し、検出温度−４０℃のとき１．０Ｖを出力する場合、擬似信号は０．３Ｖから１．０Ｖの間の電圧信号となる。擬似信号が０．３Ｖの信号であった場合、温度補償回路１３０は、温度センサ１４０が９０℃を検出した場合の動作を行う。また擬似信号が１．０Ｖの信号であった場合、温度センサ１４０が−４０℃を検出した場合の動作を行う。よって本実施形態では、温度センサ１４０の出力信号の代わりに、擬似信号を温度補償回路１３０へ入力することで、実際に温度補償型水晶発振回路１００の温度を変化させることなく温度補償回路１３０の温度変化に対応した動作確認を行うことができる。
【００３６】
以下に、本実施形態の温度補償型水晶発振回路１００におけるスイッチ素子１６０の切替制御についてより詳細に説明する。
【００３７】
本実施形態の制御回路１５０は、イネーブル端子１０７にイネーブル信号が入力されているとき、外部からデータ端子１０６にスイッチング指示信号が入力されると、ＲＡＭ１５２に格納された切替信号を出力する。スイッチ素子１６０は、切替信号を受けて、端子１６１に接続される端子を端子１６２から端子１６３へ切り替える。本実施形態では、スイッチ素子１６０の切替により、温度補償回路１３０に入力される信号が、温度センサ１４０の出力信号から、データ端子１０６から入力された信号へ切り替わる。図２は、温度補償型水晶発振回路１００においてスイッチ素子１６０が切り替わった後の状態を示す図である。
【００３８】
本実施形態の温度補償型水晶発振回路１００では、温度補償回路１３０の入力信号がデータ端子１０６の入力信号に切り替わった後、イネーブル信号がＬレベルとされると、制御回路１５０への信号入力ができなくなる。この状態でデータ端子１０６に温度センサ１４０の擬似信号が入力されると、擬似信号は温度補償回路１３０へ入力される。温度補償回路１３０は擬似信号に基づく出力信号をモニタ端子１０８から出力する。
【００３９】
よって本実施形態の温度補償型水晶発振回路１００では、モニタ端子１０８を監視することにより、温度補償回路１３０が温度に対応した動作を行っているか否かを確認することができる。
【００４０】
ここで本実施形態の水晶発振回路１２０について説明する。図３は、本発明の温度補償型水晶発振回路１００における水晶発振回路の一例を示す図である。
【００４１】
水晶発振回路１２０は、抵抗Ｒ１とバリキャップダイオードＤ１との直列回路と、抵抗Ｒ２とバリキャップダイオードＤ２との直列回路とを有する。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の一端は、温度補償回路１３０の出力端子と接続されている。バリキャップダイオードＤ１の一端と、バリキャップダイオードＤ２の一端はグランドに接続されている。抵抗Ｒ１とバリキャップダイオードＤ１との接続点Ａと、抵抗Ｒ２とバリキャップダイオードＤ２との接続点Ｂとの間には、コンデンサＣ１、Ｃ２を介してインバータ１２１と抵抗Ｒ３の並列回路が接続されている。そしてインバータ１２１の出力端子は、発振出力端子１１０と接続されている。また接続点Ａには水晶振動子接続端子１０３が接続されており、接続点Ｂには水晶振動子接続端子１０４が接続されている。
【００４２】
本実施形態の水晶発振回路１２０では、温度補償回路１３０からの出力信号に基づき、バリキャップダイオードＤ１、Ｄ２の容量成分を変化させ、周囲の温度変化に対しても安定した発振周波数信号を発振出力端子１１０から出力する。
【００４３】
以上、実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の温度補償型水晶発振回路１００の回路構成を示すブロック図である。
【図２】温度補償型水晶発振回路１００においてスイッチ素子１６０が切り替わった後の状態を示す図である。
【図３】本発明の温度補償型水晶発振回路１００における水晶発振回路の一例を示す図である。
【図４】従来の温度補償型水晶発振回路の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  温度補償型水晶発振回路
１２０  水晶発振回路
１３０  温度補償回路
１４０  温度センサ
１５０  制御回路
１５１  ＲＯＭ
１５２  ＲＡＭ
【図１】
2009141792.tif 000003
【図２】
2009141792.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009141792.tif 000006